JP4346022B2 - ボールジョイントの成形装置及び成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の懸架装置及び操舵装置等の連結部に使用されるボールジョイントの成形装置及び成形方法に関する。

従来より自動車の懸架装置や操舵装置の連結部には、ボールジョイントが頻繁に使用されていた。このようなボールジョイント５１は、図４に示される如く、球状の球頭部６１と球頭部６１から延出する柄部５３とを有するボールスタッド５２と、ボールスタッド５２の球頭部６１を揺動回動自在に抱持する合成樹脂製のベアリング５４と、ベアリング５４を内包しボールスタッド５２の柄部５３を突出させる開口５６を有するハウジング５５と、ハウジング５５の開口５６内周にかしめ固定される抜け止めリング６０とを備えていた。

上記ボールジョイント５１はハウジング５５の開口５６端部を内側にかしめ加工してかしめ部６２が形成される。かしめ加工においては金属製のかしめローラが回転してハウジング５５の開口５６端部を押圧変形するため、かしめローラと接触したハウジング５５の開口５６端部から金属粉が剥離する。この金属粉がハウジング５５の開口５６からボールジョイント５１内部へと侵入し、ボールスタッド５２の揺動回動に対してボールスタッド５２の球頭部６１及びベアリング５４の摩耗を促進し、ガタが発生するということがあった。
実開昭６４−２７１３１号 特開平５−３２８２３号

解決しようとする問題点は、ボールジョイント５１のハウジング５５のかしめ成形時に金属粉が発生し、その金属粉がボールジョイント５１内部に侵入するため、ボールスタッド５２の揺動回動時にボールスタッド５２の球頭部６１及びベアリング５４の摩耗を促進させ、ガタが発生する点である。

球状の球頭部と球頭部から突出する柄部とよりなるボールスタッドと、ボールスタッドの柄部を突出させる開口を有するハウジングと、ハウジングの開口内周に配置されるリングとを有するボールジョイントの成形装置であって、ハウジングに対して進退可能であるローラヘッドと、ローラヘッドに装着されるかしめローラと、かしめローラよりボールスタッドの軸心側に配置され、ハウジングに対して進退可能である略円筒状のカバーを有するボールジョイントの成形装置において、ハウジングの開口を被覆した状態でリングに当接するカバーのハウジング側端部に弾性部材が装着されていることを最も主要な特徴とする。

前記弾性部材はゴムであることを最も主要な特徴とする。

前記弾性部材は樹脂であることを最も主要な特徴とする。

ボールジョイントの成形方法において、球状の球頭部と球頭部から突出する柄部とよりなるボールスタッドと、ボールスタッドの柄部を突出させる開口を有するハウジングとよりなる予備組立体のハウジングの開口内にリングを配置し、略円筒状でハウジング側端部に弾性部材が装着されているカバーがリングに当接しハウジングの開口を被覆した状態とする第一工程と、ローラヘッドに装着されたかしめローラがハウジングの開口を内側にかしめ成形する第二工程とよりなることを最も主要な特徴とする。

本発明のボールジョイントの成形装置は、ハウジングの開口を被覆した状態でリングに当接するカバーのハウジング側端部に弾性部材が装着されているため、カバーとリングとの間が密接に当接し、ハウジングかしめ成形時に発生する金属粉がボールジョイント内部に侵入することを防ぐことができるので、ボールスタッドの揺動回動時にボールスタッドの球頭部及びベアリングが摩耗を促進することはないため、ガタの発生を抑制し、品質の低下を防ぐ。

また、本発明のボールジョイントの成形方法は、略円筒状でハウジング側端部に弾性部材が装着されているカバーがリングに当接しハウジングの開口を被覆した状態とする第一工程と、ローラヘッドに装着されたかしめローラがハウジングの開口を内側にかしめ成形する第二工程とからなるので、ハウジングのかしめ成形が開始される前にカバーがリングに当接しハウジングの開口を被覆した状態とするため、ハウジングかしめ成形時に発生する金属粉がボールジョイント内部に侵入するの防ぐことができるので、ボールスタッドの揺動回動時にボールスタッドの球頭部及びベアリングが摩耗を促進することはないため、ガタの発生を抑制し、品質の低下を防ぐ。

ハウジングのかしめ成形時に発生する金属粉がボールジョイントの内部に侵入するのを防ぐという目的を、少ない部品点数で容易に実現した。

本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置及び成形方法について、図１乃至図８に基づいて説明する。

図４に示されるのは本発明の実施例による成形装置１を用いて成形されたボールジョイント５１で、球状の球頭部６１と球頭部６１から延出する柄部５３とを有するボールスタッド５２と、ボールスタッド５２の球頭部６１を揺動回動自在に抱持する合成樹脂製のベアリング５４と、ベアリング５４を内包しボールスタッド５２の柄部５３を突出させる開口５６を有するハウジング５５と、ハウジング５５の開口５６内周にかしめ固定される抜け止めリング６０とを備え、ハウジング５５の開口５６端部が内側にかしめ加工されてかしめ部６２が形成されている。

このボールジョイント５１を成形するとき、予め、球状の球頭部６１と球頭部６１より延出する柄部５３とよりなるボールスタッド５２と、ボールスタッド５２の球頭部６１を揺動回動自在に抱持する略カップ状で合成樹脂製のベアリング５４と、ベアリング５４を内包し、一方にボールスタッド５２の柄部５３を突出させる開口５６を有するハウジング５５と、ハウジング５５の開口５６内周に配置される環状の抜け止めリング６０とよりなる予備組立体５１Ａを成形する。この予備組立体５１Ａのハウジング５５は略カップ形状で反開口側に底部５８が形成され、底部５８から更に反開口側にボス部５９が突出している。またハウジング５５の開口５６内周には抜け止めリング６０を着座させる段部５７が形成され、段部５７に連続し開口５６は、軸線に沿って円筒状に延びている。そしてベアリング５４の開口側端部はハウジング５５の開口５６内周に形成された段部５７よりハウジング５５の開口５６側に突出し、そのベアリング５４の開口側端部に抜け止めリング６０が着座されている。

次に本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置１について説明する。図１に示されるのは本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置１と、成形装置１により成形されるボールジョイント５１の予備組立体５１Ａである。

成形装置１は、かしめ受け３１と、かしめ受け３１と軸線方向に対向して配置されるかしめユニット１１とよりなる。かしめ受け３１は略円柱形で、予備組立体５１Ａのハウジング５５の底部５８を着座させる着座面３２を有し、中心にはハウジング５５のボス部５９外径と略同径の内径を有する穴部３３が形成されている。このかしめ受け３１には、上記の予備組立体５１Ａが配置される。またかしめユニット１１は、ボールジョイント５１のかしめ部６２と同形状の端面を形成する円盤状のかしめローラ１２と、かしめローラ１２を支承するローラヘッド１４を備える。かしめローラ１２は中央に孔が形成され、その孔にはローラピン１３が貫通しており、ローラピン１３を中心に回転可能である。また、かしめローラ１２，１２はローラピン１３，１３を介してローラヘッド１４に保持され、水平方向に対向する状態で二個配設されている。ローラヘッド１４は機械的手段（図示せず）によりボールスタッド５２の軸心を中心に回転可能である。また、対向するかしめローラ１２，１２の内側には略円筒状で金属製のカバー２１が配設され、カバー２１のハウジング５５側端部２３には弾性部材であるゴム２２が周状に焼き付けられている。このカバー２１とかしめユニット１１とは相対的に軸方向に移動可能であり、図示せぬ機械的手段によりその移動が制御される。

続いて、上記成形装置１を用いて予備組立体５１Ａからボールジョイント５１を成形する工程を図を基に説明する。

まず図１に示す如く、予備組立体５１Ａのハウジング５５のボス５９部をかしめ受け３１の穴部３３に挿入させ、ハウジング５５の底部５８をかしめ受け３１の着座面３２に着座させる。次にかしめローラ１２とカバー２１のハウジング５５側端部２３とが軸線方向に一定の距離を維持した状態で、予備組立体５１Ａのハウジング５５側へと移動する。そして図２に示す如くカバー２１のハウジング５５側端部２３が抜け止めリング６０に当接して抜け止めリング６０及びベアリング５４を押圧し、抜け止めリング６０がハウジング５５開口５６内周の段部５７に着座すると、カバー２１は停止する。このときカバー２１のハウジング５５側端部２３に装着された弾性部材であるゴム２２は抜け止めリング６０に密着した状態になる。ついでかしめユニット１１は更にハウジング５５側に移動し、図３に示す如くかしめローラ１２，１２がハウジング５５の開口５６端部に当接し、図４に示す如く、ボールスタッド５２の軸心を中心に回転するローラヘッド１４によりかしめローラ１２，１２はハウジング５５の全周にわたってハウジング５５の開口５６端部を内側にかしめてかしめ部６２を形成し、ボールジョイント５１を成形する。このかしめ成形時にも、図５に示す如くカバー２１のハウジング５５側端部２３に装着された弾性部材であるゴム２２は抜け止めリング６０に密着した状態になっている。ハウジング５５の開口５６端部のかしめ成形が終了すると、図６に示す如くかしめユニット１１は上方へと移動する。このかしめユニット１１の移動と同時に、図７に示す如く、エアホース７１がかしめ部６２に向かって前進し、ハウジング５５のかしめ成形時に発生してハウジング５５開口５６外周周辺に残存している金属粉をエアホース７１が吸引する。エアホース７１はボールスタッド５２の軸心を中心に回転し、ハウジング５５の周りを一周して吸引した後、退避する。最後に図８に示す如く、カバー２１とかしめユニット１１とが上方に移動し、ボールジョイント５１の成形が終了する。

よって上記の如き本発明のボールジョイントの成形装置１によれば、球状の球頭部６１と球頭部６１から突出する柄部５３とよりなるボールスタッド５２と、ボールスタッド５２の柄部５３を突出させる開口５６を有するハウジング５５と、ハウジング５５の開口５６内周に配置されるリング６０とを有するボールジョイント５１の成形装置であって、ハウジング５５に対して進退可能であるローラヘッド１４と、ローラヘッド１４に装着されるかしめローラ１２と、かしめローラ１２よりボールスタッド５２の軸心側に配置され、ハウジング５５に対して進退可能である略円筒状のカバー２１を有し、ハウジング５５の開口５６を被覆した状態でリング６０に当接するカバー２１のハウジング５５側端部２３に弾性部材２２が装着されているので、リング６０とカバー２１とが密着するため、ハウジング５５のかしめ成形時に発生する金属粉がボールジョイント５１内部に侵入するのを防ぐことができる。

また、本発明のボールジョイントの成形方法によれば、球状の球頭部６１と球頭部６１から突出する柄部５３とよりなるボールスタッド５２と、ボールスタッド５２の柄部５３を突出させる開口５６を有するハウジング５５とよりなる予備組立体５１Ａのハウジング５５の開口５６内にリング６０を配置し、略円筒状でハウジング５５側端部２３に弾性部材２２が装着されているカバー２１がリング６０に当接しハウジング５５の開口５６を被覆した状態とする第一工程と、ローラヘッド１４に装着されたかしめローラ１２がハウジング５５の開口５６を内側にかしめ成形する第二工程とよりなるので、カバー２１がリング６０に当接してハウジング５５開口５６を被覆した状態にした後、かしめローラ１２によりハウジング５５のかしめ成形が行われるため、かしめ成形時に発生する金属粉がボールジョイント５１内部に侵入するのを防ぐことができる。

なお、上記実施例ではカバー２１のハウジング５５側端部２３に装着される弾性部材２２はゴムであったが、ウレタンなどのように柔らかい樹脂でもよく、リング６０に当接したときに密着する素材であればよいことはいうまでもない。

また、上記実施例ではかしめローラ１２の数は二個であったが、個数は限定されず、適宜最適の個数を用いればよい。

本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置と予備組立体をを表し、成形前の状態を表す部分断面平面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置を用いてボールジョイントを成形する第一段階を表す部分断面平面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置を用いてボールジョイントを成形する第二段階を表す部分断面平面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置を用いてボールジョイントを成形する第三段階を表す部分断面平面図である。 図４の要部拡大図である。 本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置を用いてボールジョイントの成形が終了した後の第一の状態を表す部分断面平面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置を用いてボールジョイントの成形が終了した後の第二の状態を表す部分断面平面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントの成形装置を用いてボールジョイントの成形が終了した後の第三の状態を表す部分断面平面図である。

符号の説明

１ ボールジョイントの成形装置
１２ かしめローラ
１４ ローラヘッド
２１ カバー
２２ 弾性部材
２３ （ハウジング側）端部
５１Ａ 予備組立体
５２ ボールスタッド
５３ 柄部
５５ ハウジング
５６ （ハウジング）の開口
６０ リング
６１ 球頭部

Claims (4)

1. 球状の球頭部（６１）と該球頭部（６１）から突出する柄部（５３）とよりなるボールスタッド（５２）と、該ボールスタッド（５２）の柄部（５３）を突出させる開口（５６）を有するハウジング（５５）と、該ハウジング（５５）の開口（５６）内周に配置されるリング（６０）とを有するボールジョイントの成形装置（１）であって、前記ハウジング（５５）に対して進退可能であるローラヘッド（１４）と、該ローラヘッド（１４）に装着されるかしめローラ（１２）と、該かしめローラ（１２）より前記ボールスタッド（５２）の軸心側に配置され、前記ハウジング（５５）に対して進退可能である略円筒状のカバー（２１）を有するボールジョイントの成形装置において、前記ハウジング（５５）の開口（５６）を被覆した状態で前記リング（６０）に当接する前記カバー（２１）の前記ハウジング（５５）側端部（２３）に弾性部材（２２）が装着されていることを特徴とするボールジョイントの成形装置。
2. 前記弾性部材（２２）はゴムであることを特徴とする請求項１記載のボールジョイントの成形装置。
3. 前記弾性部材（２２）は樹脂であることを特徴とする請求項１記載のボールジョイントの成形装置。
4. 球状の球頭部（６１）と該球頭部（６１）から突出する柄部（５３）とよりなるボールスタッド（５２）と、該ボールスタッド（５２）の柄部（５３）を突出させる開口（５６）を有するハウジング（５５）とよりなる予備組立体（５１Ａ）の前記ハウジング（５５）の開口（５６）内にリング（６０）を配置し、略円筒状で前記ハウジング（５５）側端部（２３）に弾性部材（２２）が装着されているカバー（２１）が前記リング（６０）に当接し前記ハウジング（５５）の開口（５６）を被覆した状態とする第一工程と、ローラヘッド（１４）に装着されたかしめローラ（１２）が前記ハウジング（５５）の開口（５６）を内側にかしめ成形する第二工程とよりなることを特徴とするボールジョイントの成形方法。

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