JP4165942B2 - Ball joint manufacturing method - Google Patents

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は,自動車のステアリング機構,サスペンション機構等に用いるボールジョイントに関する。
【0002】
【従来技術】
図5に示すごとく,従来のボールジョイント9は,球頭部71とスタッド72とからなるボールスタッド7と,該ボールスタッド7の球頭部71を回動可能に支承するソケット96と,該ソケット96の内部に上記球頭部71と対面させて配設した樹脂製のロアボールシート921,アッパボールシート922と,上記ソケット96のスタッド側の開口部960にかしめ固定されるリング状のキャップ95とを有する。
【0003】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記ボールジョイント9においては,2点のボールシート(上記ロアボールシート921,アッパボールシート922)の内面と上記球頭部71との間には,各構成部品寸法のばらつきにより発生する回転摩擦トルクの上昇を抑えるためにクリアランス93を設けてある。そのため,ボールジョイント9の剛性を確保することは困難である。また,クリアランス93の幅Qが大きくなると異音が発生しやすくなる。
これらを解決するため,上記クリアランス93の幅Qを小さくすることが考えられるが,この場合には,グリース潤滑が悪くなり,耐久性が低下するばかりでなく回転摩擦トルクが上昇するという問題がある。
【0004】
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,回転摩擦トルクの上昇を抑え,ボールジョイントの剛性及び耐久性を向上させることができるボールジョイントの製造方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題の解決手段】
請求項1に記載の発明は,球頭部とスタッドとからなるボールスタッドと,該ボールスタッドの球頭部を回動可能に支承するソケットと,該ソケットの内部に上記球頭部と対面させて配設した樹脂製のボールシートと,上記ソケットのスタッド側の開口部にかしめ固定されるリング状のキャップとを有するボールジョイントの製造方法において,
上記ソケットの開口部は,上記キャップを係止する基端部と,該基端部の外周側に設けたかしめ部とを形成し,上記基端部の内周部には球頭部側からスタッド側に向かって拡開するソケットテーパ部を設けておき
また,上記ボールシートの開口部の内周部には,球頭部側からスタッド側に向かって拡開するシートテーパ部を設けておき
上記ボールシートの開口部の外周部は,かしめ前の自由状態で上記ソケットテーパ部に当接しないようにしておき,
上記ボールシートの内面には,上記球頭部との間にグリース溜りを形成するための複数の帯状平面を形成しておき,
上記ボールシートの開口部の先端部が上記ソケットにおける上記かしめ部の基端よりも突出した状態で,当該ボールシートを当該ソケット内に配置すると共に,当該ソケット内に上記ボールスタッドの上記球頭部を配置し,かつ当該ソケットにおける上記かしめ部の内周側に上記キャップを配置し,
上記かしめ部を内周側に変形させて上記キャップにかしめたときには,当該キャップが上記ボールシートの開口部における上記シートテーパ部の先端に当接し,当該ボールシートの開口部の先端部が押し潰されながら外周側に変形することにより,上記ボールシートの開口部の外周部を上記ソケットテーパ部に当接させると共に,上記複数の帯状平面を上記球頭部に対面接触させることを特徴とするボールジョイントの製造方法にある。
【0006】
本発明において最も注目すべきことは,かしめ後において上記ボールシートは上記ソケットテーパ部に当接していることと,隣り合う上記帯状平面と上記球頭部との間にはグリース溜りが形成されていることである。
なお,上記ボールシートの開口部の外周部は,上記かしめ部を上記キャップにかしめる前の自由状態においては,上記ソケットテーパ部に当接していない。
【0007】
次に,本発明の作用につき説明する。
本発明においては,上記ボールシートの開口部は,上記ソケットの開口部に設けたかしめ部を内周側にかしめることにより,上記キャップを介して上記スタッドの軸芯方向に押しつぶされている。そして,押しつぶされたボールシートの開口部は,その外周部が上記ソケットテーパ部に当接するまで外周側に倒れこんでいる。
【0008】
そのため,上記球頭部に付与される面圧を抑え,上記ボールシートの開口部及び上記帯状平面を上記球頭部に対して対面接触させることができる。それ故,回転摩擦トルクの上昇を抑え,上記ボールジョイントの剛性を向上させることができる。
【0009】
また,上記ボールシートの内面は,複数の帯状平面により構成されており,隣り合う帯状平面と上記球頭部との断面は,2本の接線と円とによって形成された略三角形状のグリース溜りが環状に形成されている(図4)。
【0010】
そのため,上記ボールシートの帯状平面と上記球頭部の球面との間に,クサビ作用が生じる。クサビ作用とは,摩擦面において運動方向に狭まっているクサビ状隙間内に例えばグリース等の流体が引き込まれやすくなる作用をいう。
このクサビ作用により,上記ボールシートと上記球頭部との間の潤滑性が良くなり,耐久性を向上させることができる。
【0011】
次に,請求項2の発明のように,上記複数の帯状平面は,上記スタッドの軸芯方向と直交する方向に設けてあることが好ましい。
この場合には,上記グリース溜りが略水平に形成されるので,個々のグリース溜りにおいて,確実にグリースを保持させることができる。
【0012】
次に,請求項3の発明のように,上記複数の帯状平面には,該帯状平面と直交する方向にグリース溝が設けてあることが好ましい。
この場合には,上記複数のグリース溜りが上記グリース溝により連通されるので,各グリース溜りに対して均等にグリースを保持させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本発明の実施形態例にかかるボールジョイントにつき,図1〜図4を用いて説明する。なお,本発明にかかるボールジョイント1は自動車のサスペンションに設けられるもので,例えば,車体側にはソケット6,車輪側にはボールスタッド7が接続される。
【0014】
本例のボールジョイント1は,図1〜図4に示すごとく,球頭部71とスタッド72とからなるボールスタッド7と,該ボールスタッド7の球頭部71を回動可能に支承するソケット6と,該ソケット6の内部に上記球頭部71と対面させて配設した樹脂製のボールシート2と,上記ソケット6のスタッド側の開口部60にかしめ固定されるリング状のキャップ5とを有する。
また,上記スタッド72の外周と上記ソケット6の開口部60との間にはブーツ8が設けてある。
【0015】
上記ソケット6の開口部60は,図2に示すごとく,上記キャップ5を係止する基端部61と,該基端部61の外周側に設けたかしめ部62とを有し,上記基端部61の内周部には球頭部側からスタッド側に向かって拡開するソケットテーパ部612を設けてある。
また,上記ボールシート2の開口部20の内周部には,球頭部側からスタッド側に向かって拡開するシートテーパ部205を設けてある。
【0016】
上記ボールシート2の開口部20の外周部206は,図2(b)に示すごとく,上記かしめ部62を上記キャップ5にかしめた状態においては,上記ソケットテーパ部612に当接している。なお,図2(a)に示すごとく,かしめ前の自由状態においては,上記ソケットテーパ部612に当接していない。
【0017】
図3に示すごとく,上記ボールシート2の内面は,複数の帯状平面27により構成されている。上記複数の帯状平面27は,上記スタッド72の軸芯方向と直交する方向に設けてある。上記複数の帯状平面27には,該帯状平面27と直交する方向にグリース溝273が設けてある。なお,図中の符号28は球頭部71の逃がし部である。
図4に示すごとく,隣り合う帯状平面27,27と上記球頭部71との間には,グリース溜り3が形成されている。
【0018】
次に,本例の作用につき説明する。
本例においては,上記ボールシート2の開口部20は,上記ソケット6の開口部60に設けたかしめ部62を内周側にかしめることにより,上記キャップ5を介して上記スタッド72の軸芯方向に押しつぶされている。そして,押しつぶされたボールシート2の開口部20は,その外周部206が上記ソケットテーパ部612に当接するまで外周側に倒れこんでいる。
【0019】
そのため,上記球頭部71に付与される面圧を抑え,上記ボールシート2の開口部20及び上記帯状平面27を上記球頭部71に対して対面接触させることができる。それ故,回転摩擦トルクの上昇を抑え,上記ボールジョイント1の剛性を向上させることができる。
【0020】
また,上記ボールシート2の内面は,複数の帯状平面27により構成されており,隣り合う帯状平面27,27と上記球頭部71との断面は,図4(b)に示すごとく,2本の接線と円とによって形成された略三角形状のグリース溜り3が環状に形成されている。
【0021】
そのため,上記ボールシート2の帯状平面27,27と上記球頭部71の球面との間に,クサビ作用が生じる。クサビ作用とは,図4(b)に示すごとく,摩擦面において運動方向に狭まっているクサビ状隙間31内に例えばグリース等の流体が引き込まれやすくなる作用をいう。
このクサビ作用により,上記ボールシート2と球頭部71との間の潤滑性が良くなり,耐久性を向上させることができる。
【0022】
また,上記複数の帯状平面27は,上記スタッド72の軸芯方向と直交する方向に設けてある。そのため,図4(a)に示すごとく,上記グリース溜り3が略水平に形成されるので,個々のグリース溜り3において,確実にグリースを保持させることができる。
【0023】
また,上記複数の帯状平面27には,該帯状平面27と直交する方向にグリース溝273が設けてある。そのため,上記複数のグリース溜り3が上記グリース溝273により連通されるので,各グリース溜り3に対して均等にグリースを保持させることができる。
【0024】
【発明の効果】
上述のごとく,本発明によれば,回転摩擦トルクの上昇を抑え,ボールジョイントの剛性及び耐久性を向上させることができるボールジョイントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例における,ボールジョイントの断面説明図。
【図2】実施形態例における,(a)かしめ前のボールシートの開口部を示す一部断面斜視図,(b)かしめ後のボールシートの開口部を示す一部断面斜視図。
【図3】実施形態例における,ボールシートの内面を構成する帯状平面の説明図。
【図4】実施形態例における,(a)グリース溜りの配置を示す説明図,(b)グリース溜りの断面形状を示す拡大説明図。
【図5】従来例における,ボールジョイントの断面説明図。
【符号の説明】
1...ボールジョイント,
2...ボールシート,
20...開口部,
205...シートテーパ部,
206...外周部,
27...帯状平面,
273...グリース溝,
3...グリース溜り,
5...キャップ,
6...ソケット,
60...開口部,
61...基端部,
612...ソケットテーパ部,
62...かしめ部,
7...ボールスタッド,
71...球頭部,
72...スタッド,
[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a ball joint used for a steering mechanism, a suspension mechanism and the like of an automobile.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, a conventional ball joint 9 includes a ball stud 7 composed of a ball head 71 and a stud 72, a socket 96 for rotatably supporting the ball head 71 of the ball stud 7, and the socket. A resin-made lower ball sheet 921, an upper ball sheet 922, and a ring-shaped cap 95 that are fixed by caulking to the opening 960 on the stud side of the socket 96. And have.
[0003]
[Problems to be solved]
However, in the ball joint 9, the rotation generated due to the variation in the size of each component between the inner surface of the two ball sheets (the lower ball sheet 921 and the upper ball sheet 922) and the ball head 71. A clearance 93 is provided to suppress an increase in friction torque. For this reason, it is difficult to ensure the rigidity of the ball joint 9. Further, when the width Q of the clearance 93 is increased, abnormal noise is likely to occur.
In order to solve these problems, it is conceivable to reduce the width Q of the clearance 93. However, in this case, grease lubrication is deteriorated, and there is a problem that not only the durability is lowered but also the rotational friction torque is increased. .
[0004]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a ball joint manufacturing method capable of suppressing the increase in rotational friction torque and improving the rigidity and durability of the ball joint. is there.
[0005]
[Means for solving problems]
The invention according to claim 1 is a ball stud comprising a ball head and a stud, a socket for rotatably supporting the ball head of the ball stud, and the ball head facing the ball head inside the socket. a resin of the ball seat which is disposed Te, in the manufacturing method for a ball joint having a ring-shaped cap that is caulked to the opening of the stud side of the socket,
The opening of the socket, a proximal end portion for engaging the cap and to form a caulking portion provided on the outer peripheral side of the base end portion, the inner peripheral portion of the base end ball head side from toward the stud side may be provided a socket taper portion for expanding,
Further, the inner peripheral portion of the opening of the ball seat, may be provided a seat tapered portion which widens toward the stud side from the spherical head side,
The outer periphery of the ball seat opening should not come into contact with the socket taper in a free state before caulking,
On the inner surface of the ball seat, a plurality of belt-like planes for forming a grease reservoir between the ball head and the ball head are formed.
The ball seat is disposed in the socket with the tip of the opening of the ball sheet protruding beyond the base end of the caulking portion of the socket, and the ball head of the ball stud is placed in the socket. And the cap is arranged on the inner peripheral side of the caulking portion in the socket,
When the caulking portion is deformed to the inner peripheral side and caulked to the cap, the cap contacts the tip of the seat taper portion at the opening of the ball seat, and the tip of the opening of the ball seat is crushed. While being deformed to the outer peripheral side, the outer peripheral portion of the opening of the ball seat is brought into contact with the socket taper portion, and the plurality of belt-like planes are brought into face contact with the spherical head. It is in the manufacturing method of a joint.
[0006]
The most notable point in the present invention is that the ball sheet is in contact with the socket taper portion after caulking, and that a grease reservoir is formed between the adjacent belt-like plane and the ball head. It is that you are.
The outer peripheral portion of the opening of the ball seat is not in contact with the socket taper portion in a free state before the caulking portion is caulked to the cap.
[0007]
Next, the operation of the present invention will be described.
In the present invention, the opening of the ball seat is crushed in the axial direction of the stud via the cap by caulking a caulking portion provided in the opening of the socket toward the inner peripheral side. And the opening part of the crushed ball seat has fallen to the outer peripheral side until the outer peripheral part contacts the socket taper part.
[0008]
Therefore, the surface pressure applied to the ball head can be suppressed, and the opening of the ball seat and the belt-like plane can be brought into face-to-face contact with the ball head. Therefore, an increase in rotational friction torque can be suppressed and the rigidity of the ball joint can be improved.
[0009]
The inner surface of the ball seat is composed of a plurality of belt-like planes, and the cross-section between the adjacent belt-like planes and the spherical head is a substantially triangular grease reservoir formed by two tangent lines and a circle. Is formed in an annular shape (FIG. 4).
[0010]
For this reason, a wedge action occurs between the belt-like plane of the ball seat and the spherical surface of the spherical head. The wedge effect refers to an action in which a fluid such as grease is easily drawn into a wedge-shaped gap narrowing in the movement direction on the friction surface.
Due to this wedge action, the lubricity between the ball seat and the ball head is improved, and the durability can be improved.
[0011]
Next, as in a second aspect of the present invention, it is preferable that the plurality of belt-like planes are provided in a direction orthogonal to the axial direction of the stud.
In this case, since the grease reservoir is formed substantially horizontally, the grease can be reliably held in each grease reservoir.
[0012]
Next, as in a third aspect of the present invention, it is preferable that grease grooves are provided in the plurality of belt-like planes in a direction orthogonal to the belt-like planes.
In this case, since the plurality of grease reservoirs are communicated with each other through the grease groove, the grease can be uniformly held in each grease reservoir.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment Example A ball joint according to an embodiment example of the present invention will be described with reference to FIGS. The ball joint 1 according to the present invention is provided in a suspension of an automobile. For example, a socket 6 is connected to the vehicle body side and a ball stud 7 is connected to the wheel side.
[0014]
As shown in FIGS. 1 to 4, the ball joint 1 of this example includes a ball stud 7 including a ball head 71 and a stud 72, and a socket 6 that rotatably supports the ball head 71 of the ball stud 7. A resin ball sheet 2 disposed in the socket 6 so as to face the spherical head 71, and a ring-shaped cap 5 fixed by caulking to the opening 60 on the stud side of the socket 6. Have.
A boot 8 is provided between the outer periphery of the stud 72 and the opening 60 of the socket 6.
[0015]
As shown in FIG. 2, the opening 60 of the socket 6 has a base end portion 61 for locking the cap 5 and a caulking portion 62 provided on the outer peripheral side of the base end portion 61. A socket taper portion 612 that expands from the ball head side toward the stud side is provided on the inner peripheral portion of the portion 61.
In addition, a seat taper portion 205 that expands from the ball head side toward the stud side is provided on the inner peripheral portion of the opening 20 of the ball seat 2.
[0016]
As shown in FIG. 2B, the outer peripheral portion 206 of the opening 20 of the ball seat 2 is in contact with the socket taper portion 612 when the caulking portion 62 is caulked to the cap 5. Note that, as shown in FIG. 2A, in the free state before caulking, the socket taper portion 612 is not in contact.
[0017]
As shown in FIG. 3, the inner surface of the ball sheet 2 is composed of a plurality of belt-like planes 27. The plurality of belt-like planes 27 are provided in a direction orthogonal to the axial direction of the stud 72. The plurality of belt-like planes 27 are provided with grease grooves 273 in a direction orthogonal to the belt-like planes 27. Note that reference numeral 28 in the figure denotes a relief part of the ball head 71.
As shown in FIG. 4, a grease reservoir 3 is formed between the adjacent belt-like planes 27, 27 and the spherical head 71.
[0018]
Next, the operation of this example will be described.
In this example, the opening 20 of the ball seat 2 is formed by caulking a caulking portion 62 provided in the opening 60 of the socket 6 toward the inner periphery, so that the shaft core of the stud 72 is interposed via the cap 5. It is crushed in the direction. Then, the squeezed opening 20 of the ball sheet 2 falls down on the outer peripheral side until the outer peripheral portion 206 abuts on the socket taper portion 612.
[0019]
Therefore, the surface pressure applied to the spherical head 71 can be suppressed, and the opening 20 and the belt-like plane 27 of the ball seat 2 can be brought into face-to-face contact with the spherical head 71. Therefore, an increase in rotational friction torque can be suppressed and the rigidity of the ball joint 1 can be improved.
[0020]
Further, the inner surface of the ball seat 2 is composed of a plurality of belt-like planes 27, and the cross-sections of the adjacent belt-like planes 27, 27 and the spherical head 71 are two as shown in FIG. 4 (b). A substantially triangular grease reservoir 3 formed by a tangent line and a circle is formed in an annular shape.
[0021]
Therefore, a wedge action occurs between the belt-like planes 27, 27 of the ball seat 2 and the spherical surface of the spherical head 71. As shown in FIG. 4B, the wedge action refers to an action that makes it easier for a fluid such as grease to be drawn into the wedge-shaped gap 31 that narrows in the direction of motion on the friction surface.
By this wedge action, the lubricity between the ball seat 2 and the ball head 71 is improved, and the durability can be improved.
[0022]
The plurality of belt-like planes 27 are provided in a direction orthogonal to the axial direction of the stud 72. Therefore, as shown in FIG. 4A, the grease reservoirs 3 are formed substantially horizontally, so that the grease can be reliably held in the individual grease reservoirs 3.
[0023]
The plurality of belt-like planes 27 are provided with grease grooves 273 in a direction orthogonal to the belt-like planes 27. Therefore, the plurality of grease reservoirs 3 communicate with each other through the grease groove 273, so that the grease can be evenly held in each grease reservoir 3.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a ball joint that can suppress an increase in rotational friction torque and improve the rigidity and durability of the ball joint.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a ball joint in an embodiment.
2A is a partial cross-sectional perspective view showing an opening of a ball sheet before caulking, and FIG. 2B is a partial cross-sectional perspective view showing an opening of the ball sheet after caulking in the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory view of a belt-like plane constituting the inner surface of the ball seat in the embodiment.
4A is an explanatory diagram showing an arrangement of a grease reservoir, and FIG. 4B is an enlarged explanatory diagram showing a cross-sectional shape of the grease reservoir in the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of a ball joint in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1. . . Ball joint,
2. . . Ball seat,
20. . . Aperture,
205. . . Seat taper,
206. . . The outer periphery,
27. . . Strip plane,
273. . . Grease groove,
3. . . Grease reservoir,
5. . . cap,
6). . . socket,
60. . . Aperture,
61. . . Proximal end,
612. . . Socket taper,
62. . . Caulking part,
7). . . Ball stud,
71. . . Ball head,
72. . . stud,

Claims (3)

球頭部とスタッドとからなるボールスタッドと,該ボールスタッドの球頭部を回動可能に支承するソケットと,該ソケットの内部に上記球頭部と対面させて配設した樹脂製のボールシートと,上記ソケットのスタッド側の開口部にかしめ固定されるリング状のキャップとを有するボールジョイントの製造方法において,
上記ソケットの開口部は,上記キャップを係止する基端部と,該基端部の外周側に設けたかしめ部とを形成し,上記基端部の内周部には球頭部側からスタッド側に向かって拡開するソケットテーパ部を設けておき
また,上記ボールシートの開口部の内周部には,球頭部側からスタッド側に向かって拡開するシートテーパ部を設けておき
上記ボールシートの開口部の外周部は,かしめ前の自由状態で上記ソケットテーパ部に当接しないようにしておき,
上記ボールシートの内面には,上記球頭部との間にグリース溜りを形成するための複数の帯状平面を形成しておき,
上記ボールシートの開口部の先端部が上記ソケットにおける上記かしめ部の基端よりも突出した状態で,当該ボールシートを当該ソケット内に配置すると共に,当該ソケット内に上記ボールスタッドの上記球頭部を配置し,かつ当該ソケットにおける上記かしめ部の内周側に上記キャップを配置し,
上記かしめ部を内周側に変形させて上記キャップにかしめたときには,当該キャップが上記ボールシートの開口部における上記シートテーパ部の先端に当接し,当該ボールシートの開口部の先端部が押し潰されながら外周側に変形することにより,上記ボールシートの開口部の外周部を上記ソケットテーパ部に当接させると共に,上記複数の帯状平面を上記球頭部に対面接触させることを特徴とするボールジョイントの製造方法
A ball stud comprising a ball head and a stud, a socket for rotatably supporting the ball head of the ball stud, and a resin ball sheet disposed in the socket so as to face the ball head And a method of manufacturing a ball joint having a ring-shaped cap that is caulked and fixed to the opening on the stud side of the socket,
The opening of the socket, a proximal end portion for engaging the cap and to form a caulking portion provided on the outer peripheral side of the base end portion, the inner peripheral portion of the base end ball head side from toward the stud side may be provided a socket taper portion for expanding,
Further, the inner peripheral portion of the opening of the ball seat, may be provided a seat tapered portion which widens toward the stud side from the spherical head side,
The outer periphery of the ball seat opening should not come into contact with the socket taper in a free state before caulking,
On the inner surface of the ball seat, a plurality of belt-like planes for forming a grease reservoir between the ball head and the ball head are formed.
The ball seat is disposed in the socket with the tip of the opening of the ball sheet protruding beyond the base end of the caulking portion of the socket, and the ball head of the ball stud is placed in the socket. And the cap is arranged on the inner peripheral side of the caulking portion in the socket,
When the caulking portion is deformed to the inner peripheral side and caulked to the cap, the cap contacts the tip of the seat taper portion at the opening of the ball seat, and the tip of the opening of the ball seat is crushed. While being deformed to the outer peripheral side, the outer peripheral portion of the opening of the ball seat is brought into contact with the socket taper portion, and the plurality of belt-like planes are brought into face contact with the spherical head. A method for manufacturing a joint.
請求項1において,上記複数の帯状平面は,上記スタッドの軸芯方向と直交する方向に設けてあることを特徴とするボールジョイントの製造方法2. The ball joint manufacturing method according to claim 1, wherein the plurality of belt-like planes are provided in a direction orthogonal to the axial center direction of the stud. 請求項1又は2において,上記複数の帯状平面には,該帯状平面と直交する方向にグリース溝が設けてあることを特徴とするボールジョイントの製造方法3. The ball joint manufacturing method according to claim 1, wherein grease grooves are provided in the plurality of belt-like planes in a direction orthogonal to the belt-like planes.
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