JP5346610B2

JP5346610B2 - ボールジョイント、及び、ベアリングシートの製造方法

Info

Publication number: JP5346610B2
Application number: JP2009030084A
Authority: JP
Inventors: 靖博佐藤
Original assignee: Somic Ishikawa KK
Current assignee: Somic Ishikawa KK
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: JP2010185521A

Description

本発明は、略筒状のベアリングシート本体を有するベアリングシートを備えたボールジョイント、及び、ベアリングシートの製造方法に関する。

従来、例えばボール部を有するボール側部材であるボールスタッドと、受け部である内室を有する受け側部材であるハウジングと、ボール部と内室との間に位置しボール部を回動可能に保持する略筒状のベアリングシートとしてのシート部材である合成樹脂製のボールシートとを備えたボールジョイントが知られている(例えば、特許文献１参照。)。

特開２０００−２３０５４０号公報

上述のようなボールジョイントに用いるボールシートは、ボール部の外径寸法よりも小さい開口径寸法を有している。そして、このようなボールシートを製造する際には、図５(a)に示すように、ボール部と略等しい外径寸法を有する球状の中子１の周囲に、合成樹脂を射出成形してボールシート２を形成し、このボールシート２の一端部３を、図５(b)に示すように離型部材である略円筒状のストリッパプレート４により軸方向へと押圧することでボールシート２を中子１に対して軸方向へと無理抜きする方法が用いられることがある。

しかしながら、この方法によりボールシート２を離型する際には、ボールシート２の一端部３の内径側の部分が中子１の外周面とストリッパプレート４の内周側との間に噛み込まれ、図６に示すようにいわゆるバリ５が生じるという問題点を有している。

そして、このようにバリ５が生じると、このバリ５を取り除く後加工が必要となり、製造コストが増加するという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、離型時のバリの発生を防止したベアリングシートを備えたボールジョイント、及び、ベアリングシートの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載のボールジョイントは、ベアリングシートと、このベアリングシートが取り付けられる受け部を有する受け側部材と、前記ベアリングシートの保持面により回動可能に保持されるボール部を有するボール側部材とを具備し、前記ベアリングシートは、前記ボール部の赤道を含む外周面を回動可能に保持する保持面を有するとともに、この保持面に連続する開口部、この開口部に対して前記保持面と反対側に連続する傾斜面、及び、この傾斜面の前記開口部と反対側の端部に連続して前記受け側部材の前記受け部の内面に当接する平坦面をそれぞれ一端側に有する略筒状のベアリングシート本体を備え、前記傾斜面は、前記ベアリングシート本体の軸方向に直交する方向に対する傾斜角度が、前記ベアリングシート本体の軸方向に対する前記開口部の内縁側の傾斜角度以上に設定され、前記平坦面と前記傾斜面との連続部の位置の径寸法は、前記ボール部の外径寸法よりも大きく設定されているものである。

請求項２記載のベアリングシートの製造方法は、ボール部の赤道を含む外周面を回動可能に保持する保持面を有するとともに、この保持面に連続する開口部、この開口部に対して前記保持面と反対側に連続する傾斜面、及び、この傾斜面の前記開口部と反対側の端部に連続する平坦面をそれぞれ一端側に有する略筒状のベアリングシート本体を備えたベアリングシートの製造方法であって、軸方向に直交する方向に対する前記傾斜面の傾斜角度を、軸方向に対する前記開口部の内縁側の傾斜角度以上とするとともに、前記平坦面と前記傾斜面との連続部の位置の径寸法を前記ボール部の外径寸法よりも大きくした前記ベアリングシート本体を、前記ボール部と略等しい外径寸法を有する球状の中子の赤道を含む外周側に形成し、前記中子の外径寸法よりも内径寸法が大きい略筒状の離型部材により前記ベアリングシート本体を一端側から前記平坦面にて押圧することで、このベアリングシート本体を前記中子に対して離型させるものである。

請求項１記載のボールジョイントによれば、ベアリングシート本体の一端側に位置する傾斜面のベアリングシート本体の軸方向に直交する方向に対する傾斜角度を、ベアリングシート本体の軸方向に対する開口部の内縁側の傾斜角度以上に設定するとともに、傾斜面の開口部と反対側の端部に連続して受け側部材の受け部の内面に当接する平坦面と傾斜面との連続部の位置の径寸法をボール部の赤道での外径寸法よりも大きく設定することにより、このベアリングシート本体を、ボール部と略等しい外径寸法を有する球状の中子の赤道を含む外周側に形成し、中子の外径寸法よりも内径寸法が大きい略筒状の離型部材によりベアリングシート本体を一端側から平坦面にて押圧して、このベアリングシート本体を中子に対して離型させた際に、ベアリングシート本体の一端側が中子の外周側と離型部材の内周側との間に噛み込まれることがなく、この噛み込みにより発生するバリを防止できる。したがって、このバリを取り除く後加工等が必要なく、製造コストの増加を防止できる。

請求項２記載のベアリングシートの製造方法によれば、軸方向に直交する方向に対する傾斜面の傾斜角度を、軸方向に対する開口部の内縁側の傾斜角度以上とするとともに、傾斜面の開口部と反対側の端部に連続して受け側部材の受け部に当接する平坦面と傾斜面との連続部の位置の径寸法をボール部の赤道での径寸法よりも大きくしたベアリングシート本体を、ボール部と略等しい外径寸法を有する球状の中子の赤道を含む外周側に形成し、中子の外径寸法よりも内径寸法が大きい略筒状の離型部材によりベアリングシート本体を一端側から平坦面にて押圧して、このベアリングシート本体を中子に対して離型させることで、ベアリングシート本体の一端側を中子の外周側と離型部材の内周側との間に噛み込んでバリが発生することを防止できる。

本発明の一実施の形態のボールジョイントのベアリングシートの製造方法を(a)(b)の順に示す説明断面図である。同上ベアリングシートの製造方法により製造されたベアリングシートを示す図３のＡ−Ａ断面図である。同上ベアリングシートを示す平面図である。同上ベアリングシートを備えたボールジョイントを示す断面図である。従来例のベアリングシートの製造方法を(a)(b)の順に示す説明断面図である。同上ベアリングシートの製造方法により製造されたベアリングシートを示す断面図である。

以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図４を参照して説明する。

図４において、11はボールジョイントで、このボールジョイント11は、例えば自動車の懸架装置あるいは操舵装置等に用いられる球面軸受である。

ボールジョイント11は、略球状のボール部12を有する鋼鉄製等のボール側部材であるボールスタッド13と、両端面開口状の略円筒状の受け部である内室14を有する金属製等の受け側部材であるハウジング15と、ボール部12の外周面と内室14の内周面との間に配設されボール部12の外周面を回動可能に保持する両端面開口状の略円筒状のシート部材としてのベアリングシートであるボールシート16とを備えている。すなわち、ボールスタッド13のボール部12は、ボールシート16とともにハウジング15の内室14内に収容され、そのボールシート16を介して内室14の内周面にて回動可能に保持されている。

ボールスタッド13は、球頭部であるボール部12と、このボール部12が先端に一体に設けられた丸軸状のスタッド部21と、このスタッド部21の軸方向中間の外周側に一体に設けられた鍔部22とを有している。スタッド部21の基端側の外周面にはねじ溝23が形成されており、このねじ溝23に図示しないナットが螺合されることにより被固定体が鍔部22とナットとの間で挟持固定される。

ハウジング15は、ボールシート16を介してボール部12を保持する内室14を有している。ボール部12は、ボールシート16の内周面に対してのみ回動可能に接触しており、内室14には非接触である。なお、ボール部12の赤道A1は、ボールスタッド13の軸方向に対して正面視で直交している。

内室14は、軸方向一端部(図４中、上端部)に開口である第１開口27を有し、軸方向他端部(図４中、下端部)に第２開口28を有している。そして、第１開口27にはボールスタッド13が挿通され、第２開口28は略円板状のプラグ等の蓋部材29にて閉塞されている。

蓋部材29は、外周端部に係止部32を有し、この係止部32がかしめ部33により係止されることにより蓋部材29がハウジング15に対してかしめ固定されている。そして、蓋部材29とボール部12とボールシート16とにて囲まれた空間が、グリースを収容する潤滑剤収容部であるグリース溜まり空間34となっている。

また、ハウジング15の内室14とボールスタッド13の鍔部22との間には、両端面開口状の略円筒状のカバー部材であるダストカバー36が配設されている。ダストカバー36は、ダストシールあるいはブーツ等とも呼ばれるもので、例えば軟質ゴム或いは軟質合成樹脂等にて形成されている。ダストカバー36の軸方向一端部が鍔部22の外周側に嵌着され、ダストカバー36の軸方向他端部がハウジング15の外周側の取付凹部37に嵌着されている。そして、ダストカバー36とボールスタッド13と内室14とボールシート16とにて囲まれた空間が、グリースを収容する潤滑剤収容部であるグリース溜まり空間38となっている。

ボールシート16は、図１ないし図３に示すように、例えば熱可塑性エラストマ等の合成樹脂により略円筒状に形成されたベアリングシート本体であるボールシート本体41を備えている。このボールシート本体41は、保持面である摺接面42を内周面として有し、軸方向一端側(図２中、上端側)に開口部である第１開口部43が形成され、軸方向他端側(図２中、下端側)に第２開口部44が形成されている。また、このボールシート本体41の軸方向一端部(図２中、上端部)には、摺接面42と異なる位置で第１開口部43に連続する傾斜面45と、この傾斜面45に連続する平坦面46とが形成されている。さらに、このボールシート本体41の軸方向他端側の外周部は、軸方向他端側へと徐々に縮径するように形成されている。

摺接面42は、図４に示すように、ボール部12の赤道A1を含む略１／２程度の球面(外周面)を覆って摺動可能に保持している。したがって、この摺接面42は、軸方向両端側に向って徐々に縮径した形状で、最大内径寸法がボール部12の外径寸法、すなわち赤道A1に対応する位置の外径寸法と略同じである。また、この摺接面42には、ボール部12の赤道A1よりも軸方向他端側の位置に、赤道A1に平行に溝部51が全周に亘って連続して形成されている。さらに、この摺接面42には、溝部51に対して一端側と他端側とに、凹部52，53が軸方向に沿って長手状に形成されている。

溝部51及び凹部52，53には、それぞれグリース等の潤滑剤が収容されている。また、凹部52，53は、ボールシート本体41の軸方向に互いに連通して形成されており、ボールシート本体41の周方向に複数、例えば４箇所、互いに略等間隔に離間されて形成されている。

第１開口部43は、開口径寸法がボール部12の外径寸法より小さい略円形状に形成されており、ボール部12の一端側が外部に突出している。また、この第１開口部43は、ボールシート16を内室14に取り付けた状態で、ハウジング15の第１開口27に連通している。さらに、この第１開口部43は、摺接面42との連続部である内周縁部が、摺接面42の接線方向に沿って、ボールシート本体41の中心軸に接近する方向へと傾斜している。

第２開口部44は、開口径寸法がボール部12の外径寸法より小さい略円形状に形成されており、ボール部12の他端側が外部に突出している。また、この第２開口部44は、ボールシート16を内室14に取り付けた状態で、ハウジング15の第２開口28に連通している。さらに、この第２開口部44の開口径寸法は、第１開口部43の開口径寸法に比べて小さくなっている。すなわち、この第２開口部44は、第１開口部43より径大状に形成されている。

傾斜面45は、ボールシート本体41の一端部の内周側に位置しており、平坦面46側へと徐々に拡開状に形成されている。また、この傾斜面45は、ボールシート本体41の軸方向に直交する方向(図２中、左右方向)に対して、傾斜角度αが鋭角状となっている。

ここで、この傾斜角度αは、ボールシート本体41の軸方向に対する第１開口部43の内縁側の傾斜角度β以上(α≧β)に設定されている。なお、傾斜角度βとは、第１開口部43の内縁部における摺接面42の接線方向とボールシート本体41の軸方向とのなす角度である。また、本実施の形態において、傾斜角度α，βは、それぞれ４５°以下に設定されている。

また、平坦面46は、ボールシート本体41の一端部の外周側に位置しており、ボールシート本体41の軸方向に直交する方向(図２中、左右方向)に沿って平面状に形成されている。

次に、上記ボールジョイント11の製造方法について説明する。

まず、図１(a)に示すように、ボール部12と略等しい外径寸法D1を有する球状の中子55の外周面に合成樹脂等を射出成形することにより、ボールシート本体41を、この中子55の赤道A2を含む外周側に形成する。したがって、ボールシート本体41の内周側の中子55の外周面との接触面が摺接面42となる。

ここで、ボールシート本体41は、軸方向に直交する方向に対する傾斜面45の傾斜角度αを、軸方向に対する第１開口部43の内縁側の傾斜角度β以上とする。

次いで、図１(b)に示すように、中子55の外径寸法D1よりも内径寸法D2が大きい略円筒状の離型部材であるストリッパプレート56を、ボールシート本体41の一端部側からこのボールシート本体41の平坦面46に押し当て、さらにボールシート本体41を一端側から他端側へと押圧することで、このボールシート本体41を中子55に対して無理抜きして離型させる。

このとき、ボールシート本体41は、中子55の外周面と摺接面42との相対的な位置が変化し、摺接面42の一端側が中子55の赤道A2へと接近するに従い、ボールシート本体41の一端側が拡開するように変形する。

そして、第１開口部43が中子55の赤道A2の位置と重なったとき、ボールシート本体41の変形が最大となり、第１開口部43の内縁部が、正面視での中子55の赤道A2での接線方向、すなわち図中の上下方向に沿う状態となる。換言すれば、ボールシート本体41の一端部が、射出成形状態での第１開口部43の傾斜角度β分拡径、すなわち外方へと回動される。この変形に伴い、ボールシート本体41の一端部の傾斜面45は、射出成形状態での傾斜角度αから傾斜角度βを差し引いた角度γ(＝α−β≧０°)でボールシート本体41の軸方向に直交する方向に対して傾斜する状態となるため、中子55の外周側とストリッパプレート56の内周側の角部との間に、ボールシート本体41の一端側が噛み込まれることがない。

この結果、ボールシート本体41の一端部にバリが発生することを防止できる。

そして、このようにボールシート16のバリの発生を防止できることにより、バリを取り除く後加工等が必要なくなり、ボールシート16及びボールジョイント11の製造コストの増加を防止できる。

なお、上記一実施の形態において、ボールシート16は、例えばボールジョイントしてのボールブッシュ(ピロボール)等にも適用できる。

11 ボールジョイント
12 ボール部
13 ボール側部材であるボールスタッド
14 受け部である内室
15 受け側部材であるハウジング
16 ベアリングシートであるボールシート
41 ベアリングシート本体であるボールシート本体
42 保持面である摺接面
43 開口部である第１開口部
45 傾斜面
46 平坦面
55 中子
56 離型部材であるストリッパプレート

Claims

ベアリングシートと、
このベアリングシートが取り付けられる受け部を有する受け側部材と、
前記ベアリングシートの保持面により回動可能に保持されるボール部を有するボール側部材とを具備し、
前記ベアリングシートは、
前記ボール部の赤道を含む外周面を回動可能に保持する保持面を有するとともに、この保持面に連続する開口部、この開口部に対して前記保持面と反対側に連続する傾斜面、及び、この傾斜面の前記開口部と反対側の端部に連続して前記受け側部材の前記受け部の内面に当接する平坦面をそれぞれ一端側に有する略筒状のベアリングシート本体を備え、
前記傾斜面は、前記ベアリングシート本体の軸方向に直交する方向に対する傾斜角度が、前記ベアリングシート本体の軸方向に対する前記開口部の内縁側の傾斜角度以上に設定され、
前記平坦面と前記傾斜面との連続部の位置の径寸法は、前記ボール部の外径寸法よりも大きく設定されている
ことを特徴とするボールジョイント。
ボール部の赤道を含む外周面を回動可能に保持する保持面を有するとともに、この保持面に連続する開口部、この開口部に対して前記保持面と反対側に連続する傾斜面、及び、この傾斜面の前記開口部と反対側の端部に連続する平坦面をそれぞれ一端側に有する略筒状のベアリングシート本体を備えたベアリングシートの製造方法であって、
軸方向に直交する方向に対する前記傾斜面の傾斜角度を、軸方向に対する前記開口部の内縁側の傾斜角度以上とするとともに、前記平坦面と前記傾斜面との連続部の位置の径寸法を前記ボール部の外径寸法よりも大きくした前記ベアリングシート本体を、前記ボール部と略等しい外径寸法を有する球状の中子の赤道を含む外周側に形成し、
前記中子の外径寸法よりも内径寸法が大きい略筒状の離型部材により前記ベアリングシート本体を一端側から前記平坦面にて押圧することで、このベアリングシート本体を前記中子に対して離型させる
ことを特徴とするベアリングシートの製造方法。