JP5349577B2 - Ball joint and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車のスタビライザーコンロッドやミッションコントロール部等のリンク機構に用いられるボールジョイント及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a ball joint used for a link mechanism such as a stabilizer connecting rod or a mission control unit of an automobile, and a manufacturing method thereof.
この種のボールジョイントとしては、特開平9−189322号公報(特許文献1)に開示されたものが知られている。この文献に開示されるボールジョイントは、軸部材の先端にリンク機構の揺動中心となるボールを有するボールスタッドと、このボールスタッドのボールの最大直径部を覆って当該ボールの球面に摺接するホルダと、から構成されている。 As this type of ball joint, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-189322 (Patent Document 1) is known. The ball joint disclosed in this document includes a ball stud having a ball serving as a swing center of a link mechanism at the tip of a shaft member, and a holder that slidably contacts the spherical surface of the ball covering the maximum diameter portion of the ball stud And is composed of.
前記ホルダは前記ボールを中子として使用した鋳造により成形されており、真球度の高い軸受用鋼球を前記ボールとして使用することで、当該ホルダにはボールの球面が転写された真球度の高い金属摺接面が形成されるようになっている。また、前記ボールスタッドは前記ホルダの鋳造後に前記ボールに対して軸部材を電気抵抗溶接して形成されている。この電気抵抗溶接のためには前記ボールと軸部材との間に溶接電流を通電することが必要であるが、ボールを中子として鋳造されたホルダは当該ボールに密着していることから、ボールに対して直接電極を当接させるのではなく、ボールに密着するホルダに対して電極を当接させ、それによって前記ボールと軸部材との間に溶接電流を通電している。 The holder is formed by casting using the ball as a core, and by using a steel ball for bearing having a high sphericity as the ball, the sphericity with the spherical surface of the ball transferred to the holder A high metal sliding contact surface is formed. The ball stud is formed by electrical resistance welding of a shaft member to the ball after casting of the holder. For this electric resistance welding, it is necessary to pass a welding current between the ball and the shaft member. However, since the holder cast with the ball as the core is in close contact with the ball, The electrode is not brought into direct contact with the holder, but the electrode is brought into contact with a holder that is in close contact with the ball, whereby a welding current is passed between the ball and the shaft member.
また、前述のようにして成形されたホルダは鋳造後に生じる鋳縮によってボールに密着しており、このままだとボールスタッドをホルダに対して揺動させることができない。このため、特許文献1に開示されるボールジョイントでは、ボールスタッドに対してその軸方向の打撃を加え、鋳造によって形成したホルダの金属摺接面をボールの球面によって圧延することで、ホルダとボールとの間に隙間を形成して両者を分離し、当該ホルダに対するボールスタッドの揺動を可能としている。 In addition, the holder molded as described above is in close contact with the ball due to the crimping that occurs after casting, and the ball stud cannot be swung with respect to the holder. For this reason, in the ball joint disclosed in Patent Document 1, the ball stud is hit in the axial direction, and the metal sliding contact surface of the holder formed by casting is rolled by the spherical surface of the ball, so that the holder and the ball A gap is formed between the ball stud and the ball stud relative to the holder.
一方、特開2004−316771号公報(特許文献2)には、ボールとこれを中子として鋳造したホルダとを樹脂摺接部材で分離したボールジョイントが開示されている。前記樹脂摺接部材はボールスタッドのボールの最大直径部を覆って当該ボールの球面に摺接しており、ホルダはこの樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に当該樹脂摺接部材を保持している。前記ホルダは前記樹脂摺接部材が被せられたボールを中子として使用した鋳造により成形されており、前記樹脂摺接部材がボールの球面に倣った樹脂摺接面を備えた状態でホルダに固着され、当該ホルダに対する前記ボールスタッドの滑らかな運動が確保されるようになっている。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-316771 (Patent Document 2) discloses a ball joint in which a ball and a holder cast as a core are separated by a resin sliding contact member. The resin sliding contact member covers the maximum diameter portion of the ball stud and is in sliding contact with the spherical surface of the ball, and the holder covers the periphery of the resin sliding contact member and holds the resin sliding contact member. The holder is formed by casting using a ball covered with the resin sliding contact member as a core, and the resin sliding contact member is fixed to the holder with a resin sliding contact surface that follows the spherical surface of the ball. Thus, a smooth movement of the ball stud with respect to the holder is ensured.
また、前記ボールスタッドは、前述の特許文献1と同様、前記ホルダの鋳造後に前記ボールに対して軸部材を電気抵抗溶接して形成されている。但し、ボールとホルダとの間に樹脂摺接部材が存在することから、特許文献1のようにホルダを利用してボールに溶接電流を通電することはできない。このため、前記樹脂摺接部材及び前記ホルダには給電用開口部が設けられており、かかる給電用開口部を通して前記ボールに対して給電用電極を直接当接させている。 The ball stud is formed by electric resistance welding of a shaft member to the ball after casting of the holder, as in the above-mentioned Patent Document 1. However, since a resin sliding contact member exists between the ball and the holder, it is impossible to apply a welding current to the ball using the holder as in Patent Document 1. For this reason, the resin sliding contact member and the holder are provided with a power supply opening, and the power supply electrode is brought into direct contact with the ball through the power supply opening.
更に、この特許文献2のボールジョイントでは、前記ホルダの鋳造完了後に前記樹脂摺接部材に対して再度熱を加えることにより、当該樹脂摺接部材がボールを締め付けている力を軽減して、ホルダに対するボールスタッドの動きを管理している。すなわち、この特許文献2のボールジョイントでは、特許文献1のようにホルダを塑性変形させてボールとホルダとの間に積極的に隙間を形成する必要がなく、ホルダに対するボールスタッドの滑らかな動きを実現することが可能であった。
Furthermore, in the ball joint of
このように、特許文献2のボールジョイントでは前記樹脂摺接部材とボールが殆ど隙間なく摺接しており、ボールスタッドの滑らかな運動が可能であるが、前記ホルダ及び樹脂摺接部材に対して前述の給電用開口部を設ける必要があり、外部からの異物侵入を防止するため、この給電用開口部はボールスタッドの完成後に閉塞キャップによって塞ぐ必要があった。前記閉塞キャップは前記給電用開口部の周縁に対してかしめ加工を施すことで前記ホルダに対して固定されていたが、ホルダの開口に対して他の部材を固定する関係上、作業に万全を期したとしても、想定し得ない事由によって前記閉塞キャップとホルダとの間の密封性が不十分になるという可能性があった。仮に、そのような事態が生じると、閉塞キャップで密封したホルダの内部から潤滑油が漏れ出し、あるいはホルダの外部から内部へ異物が侵入してしまう可能性があり、ホルダに対するボールスタッドの滑らかな運動が損なわれてしまうおそれがある。
Thus, in the ball joint of
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ボールを中子として鋳造されたホルダに対して給電用開口を設けることなく当該ボールに対する軸部材の電気抵抗溶接を可能にし、且つ、鋳造後のホルダに対して何ら特別な処理を施すことなく当該ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能なボールジョイント及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide electric resistance welding of a shaft member to the ball without providing a power supply opening for a holder cast with the ball as a core. Another object of the present invention is to provide a ball joint capable of ensuring the smooth operation of the ball stud with respect to the holder without any special treatment, and a method for manufacturing the same.
前記目的を達成する本発明のボールジョイントは、ボールと、前記ボールとの摺接面を有して前記ボールの最大直径部を覆うと共に、相反する方向へ当該ボールの球面が露出する第一開口部及び第二開口部を有する樹脂摺接部材と、前記ボール及びこれに被せられた前記樹脂摺接部材を中子とした鋳造によって形成され、前記樹脂摺接部材の周囲を覆う本体部及び前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って当該ボールに接する閉塞部が一体に成形され、且つ、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダと、前記ホルダの鋳造後に電気抵抗溶接によって前記ボールと一体となってボールスタッドを構成する軸部材と、を備えている。 The ball joint of the present invention that achieves the above object includes a first opening that has a sliding contact surface between the ball and the ball, covers the maximum diameter portion of the ball, and exposes the spherical surface of the ball in opposite directions. A resin sliding contact member having a portion and a second opening, a body portion formed by casting with the ball and the resin sliding contact member placed thereon as a core, and covering the periphery of the resin sliding contact member; A spherical portion of the ball that is integrally formed with a blocking portion that covers the spherical surface of the ball protruding from the second opening portion of the resin sliding contact member and contacts the ball, and that is exposed from the first opening portion of the resin sliding contact member. And a non-contact holder, and a shaft member which forms a ball stud integrally with the ball by electric resistance welding after casting of the holder.
また、前記目的を達成する本発明のボールジョイントの製造方法は、ボールとの摺接面を有して前記ボールの最大直径部を覆うと共に、相反する方向へ当該ボールの球面が露出する第一開口部及び第二開口部を有する樹脂摺接部材を成形する工程と、前記ボール及びこれに被せられた樹脂摺接部材を中子とした鋳造により、前記樹脂摺接部材の周囲を覆う本体部及び前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って当該ボールに接する閉塞部を有し、且つ、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダを成形する工程と、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出したボールに対して軸部材を突き当てると共に当該軸部材に電極を接触させる一方、前記ボールに接する前記ホルダの閉塞部に電極を接触させ、前記ボールと軸部を電気抵抗溶接によって接合してボールスタッドを形成する工程と、を備えている。 Further, the ball joint manufacturing method of the present invention that achieves the above-described object has a sliding contact surface with the ball to cover the maximum diameter portion of the ball, and the spherical surface of the ball is exposed in opposite directions. A body portion that covers the periphery of the resin sliding contact member by molding a resin sliding contact member having an opening and a second opening, and casting with the ball and the resin sliding contact member placed on the ball as a core And a spherical surface of the ball that covers the spherical surface of the ball protruding from the second opening of the resin sliding contact member and contacts the ball, and is exposed from the first opening of the resin sliding contact member Forming a non-contact holder, and contacting the shaft while abutting the shaft member against the ball exposed from the first opening of the resin sliding contact member and contacting the electrode with the shaft member, Occlusion The contacting of the electrodes, and a, and forming a ball stud joined by electric resistance welding the ball and the shaft portion.
ホルダには前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って前記ボールに接する閉塞部が鋳造によって一体に設けられているので、軸部材をボールに対して電気抵抗溶接する際には、前記ホルダに給電用電極を当接させれば、前記閉塞部からボールに対して溶接電流を通電することが可能となる。すなわち、ホルダに対して給電用開口部を設ける必要がないので、ボールスタッドの溶接完了後に前記給電用開口部を塞ぐ閉塞キャップが不要となり、その分だけ部品点数の削減や生産工程の簡略化を実現することができ、生産コストの低減化を図ることが可能となる。 Since the holder is integrally provided with a closing portion that covers the spherical surface of the ball protruding from the second opening of the resin sliding contact member and contacts the ball, the shaft member is electrically resistance welded to the ball. In this case, if a power feeding electrode is brought into contact with the holder, a welding current can be supplied to the ball from the closed portion. That is, since it is not necessary to provide a power supply opening for the holder, there is no need for a closing cap that closes the power supply opening after completion of the ball stud welding, thereby reducing the number of parts and simplifying the production process. This can be realized and the production cost can be reduced.
また、ホルダと一体に鋳造された閉塞部はボールに接しているが、当該ホルダの鋳造後に軸部材をボールに対して溶接すると、溶接時にボールが熱膨張する影響により、樹脂摺接部材が前記閉塞部によって覆われた第二開口部の近傍よりもボールに対して軸部材を溶接した第一開口部の近傍で一層拡がった形状になり、当該溶接後のボールは閉塞部から浮き上がる方向へ微小変位することになる。その結果、ホルダの閉塞部とボールとの接触面圧が弱まり、鋳造後のホルダに対して何ら特別な処理を施すことなく当該ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能となる。 In addition, the closed portion cast integrally with the holder is in contact with the ball, but when the shaft member is welded to the ball after casting of the holder, the resin sliding contact member is It has a shape that expands more in the vicinity of the first opening where the shaft member is welded to the ball than in the vicinity of the second opening that is covered by the blocking portion, and the ball after welding is slightly smaller in the direction of lifting from the blocking portion. Will be displaced. As a result, the contact surface pressure between the closed portion of the holder and the ball is weakened, and it is possible to ensure the smooth operation of the ball stud with respect to the holder without any special treatment being performed on the holder after casting.
以下、添付図面を用いながら本発明のボールジョイント及びその製造方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a ball joint and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明を適用したボールジョイントの実施形態の一例を示すものである。このボールジョイントは、軸部材11の先端にボール10を備えたボールスタッド1と、前記ボール10に被せられると共に当該ボール10に摺接する樹脂摺接部材3と、この樹脂摺接部材3の周囲に成形されると共に当該樹脂摺接部材3が固着されたホルダ2とから構成され、前記ボールスタッド1が前記ボールを中心としてホルダ2に対して揺動自在に連結している。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of a ball joint to which the present invention is applied. The ball joint includes a ball stud 1 having a
前記ボールスタッド1はボール10となる真球度の高い軸受用鋼球に対して棒状の軸部材11を電気抵抗溶接して形成されている。前記軸部材11にはリンク等の被取付け体を固定するための座面を備えた鍔部12が形成される一方、かかる鍔部12を挟んでボール10と反対側には雄ねじ13が形成されている。また、前記鍔部12は六角ナットの形状に形成されており、スパナレンチを用いることで前記ボールスタッド1の雄ねじ13をリンク等の被取付け体に締結することが可能となっている。
The ball stud 1 is formed by electric resistance welding of a rod-
また、前記樹脂摺接部材3は相反する方向へボール10の球面が露出する第一開口部31及び第二開口部32を有して環状に形成され、内側にはボール10の球面に略合致した凹球面状の樹脂摺接面30を有している。前記ボールスタッド1の軸部材11は前記第一開口部31から露出したボール10の球面に対して接合されている。この樹脂摺接部材3は前記ボール10の最大直径部を覆うと共に、当該ボール10の球面の略2/3程度を覆っている。
The resin sliding
一方、前記ホルダ2は、前記樹脂摺接部材を覆うようにしてその周囲に設けられた本体部20と、かかる本体部20をリンクに結合するための固定部21と、前記樹脂摺接部材の第二開口部を覆って前記ボールの球面に接する閉塞部23とを備え、これら本体部20、固定部21及び閉塞部23とがアルミニウム合金又は亜鉛合金のダイカスト鋳造により一体に成形されている。尚、図1中では省略してあるが、前記固定部21には雌ねじが形成されており、例えばリンクを構成するロッド等の先端に形成された雄ねじを結合できるようになっている。また、この固定部21を設けることなく、前記本体部20を被取付け体に対して直接固定することも可能である。
On the other hand, the
前記本体部20は前記樹脂摺接部材3の外側に環状に成形されており、当該樹脂摺接部材3は前記本体部20に対して固着されている。また、前記本体部20には前記樹脂摺接部材3の第一開口部31に対応してホルダ開口部22が設けられており、このホルダ開口部22からは前記樹脂摺接部材3の第一開口部31の周縁が僅かに露出している。すなわち、前記ホルダ2の本体部20は前記第一開口部から露出したボール10の球面とは非接触である。
The
また、前記ホルダ2の閉塞部23は前述した鋳造によって前記本体部20と一体に成形されており、前記樹脂摺接部材3の第二開口部32を覆うと共に、当該第二開口部32から突き出たボール10の凸球面と接触している。すなわち、前記閉塞部23にはボール10の凸球面が転写された金属摺接面23aが形成されており、この金属摺接面23aが前記第二開口部32から突き出たボール10の凸球面と接触している。この金属摺接面23aは前記樹脂摺接部材3の樹脂摺接面30と段差なく連続し、これら金属摺接面23a及び樹脂摺接面30が一体となって前記ボール10と隙間なく接触する凹球面を形成している。
Further, the closing
更に、前記ホルダ2の本体部20の外周縁とボールスタッド1の軸部材11との間にはブーツシール4が取り付けられており、ボールスタッド1のボール10とホルダ2の本体部20との隙間に対して埃やごみ等が侵入するのを防止している他、グリース等の潤滑剤を収容するシールポケット40を形成している。ここで、前記ブーツシール4のボールスタッド1側の端部41はその弾性によって軸部材11に密着する一方、ホルダ2側の端部42は係止リングによってホルダ2の外周縁との間に挟み込まれており、ボールスタッド1の揺動あるいは回転運動によっても外れることがないようになっている。
Further, a boot seal 4 is attached between the outer peripheral edge of the
次に、この実施形態のボールジョイントの具体的製造方法について説明する。 Next, a specific method for manufacturing the ball joint of this embodiment will be described.
最初の工程では、前記樹脂摺接部材3を成形し、これをボール10となる軸受用鋼球に対して装着する。この樹脂摺接部材3の材質の一例としてはポリエーテルエーテルケトン(ビクトレックス社製/商品名:PEEK)が用いられ、その厚さは例えば約1.0mmに設定されている。図2はボール10に対して樹脂摺接部材3を装着した状態を示す正面図である。この樹脂摺接部材3はボール10の外径に適合する内径を具備した環状に成形され、前述の如く相反する方向へボール10の球面が露出する第一開口部31及び第二開口部32を有している。前記第二開口部32の内径D2は前記第一開口部31の内径D1よりも小さく設定されており、ボール10の中心Oから前記第一開口部31までの距離Hと、ボール10の中心Oから前記第二開口部32までの距離hとを比較した場合、H<hとなっている。このため、前記樹脂摺接部材3とボール10の球面との接触面積は、ボール10の中心Oよりも前記第一開口部31の側で小さく、第二開口部32の側で大きくなっている。
In the first step, the resin sliding
このような樹脂摺接部材3をボール10に被せる一例としては、ボール10を中子として前記樹脂摺接部材3を射出成形し、当該樹脂摺接部材3の成形とボール10への装着を一つの工程で行うことが考えられる。このようにボール10そのものを中子として樹脂摺接部材3の成形を行えば、ボール10への装着手間が省略される他、ボール10の球面が前記樹脂摺接部材3の樹脂摺接面30に転写されるので、かかる樹脂摺接部材3とボール10とが隙間なく面接触し、両者の摺接状態を良好なものにすることが可能となる。
As an example of covering the resin sliding
尚、ボール10を中子として使用することなく前記樹脂摺接部材3のみを成形し、成形された樹脂摺接部材3の第一開口部31からボール10を当該樹脂摺接部材3の内部に押し込み、これによって樹脂摺接部材3をボール10に対して装着するようにしても差し支えない。
Note that only the resin sliding
次に、前記ホルダ2をダイカスト鋳造する。このダイカスト鋳造に際しては、図3に示すように、上下に分割された一対の鋳造金型5,6内に対してボール10及び当該ボール10に対して装着された樹脂摺接部材3を中子としてインサートし、この状態でアルミニウム合金又は亜鉛合金の溶湯を金型内のキャビティ7に圧入する。このとき、ボール10は前記樹脂摺接部材3の第一開口部31から露出した球面が金型6に形成された凹球面状の支持座60に嵌合し、当該支持座60はその周縁が前記樹脂摺接部材3の第一開口部31の周縁に接する。尚、前記支持座60に対してボール10を確実に固定するため、当該支持座60からボール10に対して磁気吸引力を作用させるようにしても良い。
Next, the
これにより、図4に示すように、ボール10及び樹脂摺接部材3を前記合金でくるんだホルダ2が鋳造される。鋳造されたホルダ2には金型6の支持座60に対応した部位に前記ホルダ開口部22が形成され、ボール10はこのホルダ開口部22からのみ露出した状態となる。前記樹脂摺接部材3の第一開口部31において前記ホルダ2はボール10と非接触であるが、第二開口部32は前記本体部20と一体に成形された閉塞部23によって覆われ、かかる閉塞部23には第二開口部32から突出するボール10の球面と接する金属摺接面23aが形成される。また、前記ホルダ2が鋳造されると、ボール10に装着されていた樹脂摺接部材3は鋳造されたホルダ2の本体部20に埋め込まれた状態となり、前記ボール10に接している前記樹脂摺接部材3の樹脂摺接面30と前記閉塞部23の金属摺接面23aとは段差なく連続した一つの凹球面として形成されることになる。そして、この凹球面はボール10の球面と隙間なく接触した状態となる。
Thereby, as shown in FIG. 4, the
次に、前記ボール10に対して軸部材11を溶接する。かかる溶接には電気抵抗溶接の一種であるプロジェクション溶接が用いられる。具体的には、図5に示すように、前記ホルダ開口部22から露出したボール10の球面に対して軸部材11の端面を所定の力Fで圧接させる一方、前記ホルダ2の閉塞部23及び前記軸部材11の夫々に対して電極14,15を当接させ、これら閉塞部23及び軸部材11に溶接電流を通電する。前記閉塞部23の外側には前記電極14を当接させるための取付け面24が形成されており、かかる取付け面24は前記ボールスタッド1の軸心線を中心とした円形状をなしている。また、前記電極15は環状に形成され、前記軸部材1の鍔部12に当接している。
Next, the
前記ボール10及び樹脂摺接部材3を中子として前記ホルダ2を鋳造したことから、既に説明した通り、ホルダ2の閉塞部23にはボール10の球面が転写された金属摺接面23aが形成されており、かかる金属摺接面23aはボール10の球面に隙間なく接触している。このため、前記閉塞部23に電極14を当接させることで、当該閉塞部23からボール10に対して溶接電流を通電することができ、ボール10と軸部材11を電気抵抗溶接することが可能となる。
Since the
そして、このようにして電気抵抗溶接が終了すると、図6に示すように、軸部材11の先端面がボール10に対して接合され、ボール10が樹脂摺接部材3を介してホルダ2の本体部に保持されたボールスタッド1が完成する。
When the electric resistance welding is completed in this way, as shown in FIG. 6, the tip surface of the
前記ホルダ2の鋳造後であって軸部材11をボール10に対して溶接する以前の段階では、鋳造後に進行するホルダ2の収縮により、当該ホルダ2の本体部20が樹脂摺接部材3の外側からボール10を締め付ける状態となるので、そのままでは樹脂摺接部材3に対するボール10の回転には大きな抵抗が作用する。また、前記鋳造によってホルダ2の閉塞部23に形成された金属摺接面23aはボール10に緊密に接触していることから、この点においてもボール10の自由な回転は妨げられた状態にある。
At the stage after the casting of the
しかし、前記ホルダ10の鋳造後に当該ボール10に対して軸部材11を電気抵抗溶接すると、図7に示すように、前記ボール10と軸部材11の接合部分の周辺が発熱源Sとなって当該ボール10が加熱され、ボール10を締め付けている樹脂摺接部材3にもその熱が伝達される。前記ボール10と樹脂摺接部材3は熱膨張率に差が存在し、且つ、冷却時の収縮速度にも差が存在することから、加熱によって一旦広げられた樹脂摺接部材3が冷却時の収縮段階で元の形状にまで完全には戻りきらず、前記ボール10に対する樹脂摺接部材3の締め付けを緩めることが可能となる。
However, when the
このとき、ボール10それ自身は常温下よりも僅かに熱膨張を生じて前記樹脂摺接部材3を押し拡げることになるが、発熱源Sはボール10と軸部材11との接合部分なので、図7中に実線矢印で示すように、当該ボール10は第一開口部31の近傍で膨張量が大きくなり、発熱源Sから離れた第二開口部32の近傍では第一開口部31の近傍よりもその膨張量が小さくなる。すなわち、前記樹脂摺接部材3がボール10の熱膨張によって押し拡げられる量は、第二開口部32の近傍よりも第一開口部31の近傍で大きくなる。
At this time, the
また、ホルダ2の本体部20は前記第一開口部から露出したボールに対しては非接触である一方、ボール10は前記樹脂摺接部材3の第二開口部32を通して前記閉塞部23の金属摺接面23aと接していることから、電気抵抗溶接時の熱によって当該ボール10が膨張すると、ボール10は金属摺接面23aを押圧する反力によってその中心が第一開口部31の方向へ僅かに変位することになる。このため、前記ボール10が熱膨張した際には、前記樹脂摺接部材3が第二開口部32の近傍よりも第一開口部31の近傍で大きく押し拡げられることになる。
The
このように、ボール10に対して軸部材11を溶接すると、当該ボールが熱せられた状態では、前記樹脂摺接部材3は第二開口部32の近傍よりも第一開口部31の近傍で一時的に大きく押し拡げられるので、ボール10と軸部材11の接合が完了してボールが冷めた状態では、閉塞部23からボールが浮き上がる方向(図7中に白抜き矢印で示す方向)に関して当該ボールが微小変位することになる。このため、ボール10は前記閉塞部23の金属摺接面23aと接触はしているものの、両者の間の接触面圧は軽減される。
As described above, when the
すなわち、この実施形態のボールジョンイトでは、前記樹脂摺接部材3の第二開口部32を覆う閉塞部23をホルダ2と一体に設けると共に、当該閉塞部23に対して前記第二開口部32から突出したボール10の球面を接触させた結果として、ボール10に対する軸部材11の電気抵抗溶接が完了すると、前記ボール10に対する樹脂摺接部材3の締め付け力が軽減され、更にボール10と前記閉塞部23の金属摺接面23aとの接触面圧が軽減され、何ら特別な処理を行うことなく、当該溶接によって完成したボールスタッド1をホルダ2に対して軽く動かすことが可能となる。
That is, in the ball joint of this embodiment, the closing
特に、前述の実施形態では、前記樹脂摺接部材3の第二開口部32の内径D2を第一開口部31の内径D1よりも小さく形成しており、ボール10はその中心より前記閉塞部23側においてより多くの球面が前記樹脂摺接部材3に接している。このため、ボール10に対する軸部材11の溶接によって前記樹脂摺接部材3の締め付け力が軽減されると、前記第一開口部31と第二開口部32とが同一の内径に形成されている場合と比較して、ボール10は閉塞部23から浮き上がる方向に関しての自由度が増大し易い。従って、本実施形態のボールジョイントでは、前記閉塞部23の金属摺接面23aとボール10との接触面圧を一層軽減し易く、ボール10と閉塞部23との接触状態は維持したまま、ボールスタッド1をホルダ2に対して軽く動かすことが可能となる。
In particular, in the above-described embodiment, the inner diameter D2 of the
前記樹脂摺接部材3の第一開口部31の内径はホルダ2に対するボールスタッド1の可動範囲との関係から決定される。但し、前記ボールスタッド1に対してその軸方向に直交する方向のラジアル荷重が作用した場合を考慮すると、前記樹脂摺接部材3とボール10との接触面積は大きい方が好ましい。特に前記樹脂摺接部材3の第二開口部32の内径は可及的に小さく設定するのが良く、前述したように第二開口部の内径D2は第一開口部の内径D1より小さく設定するのが好ましい。
The inner diameter of the
その一方、前記ボール10と軸部材11とを電気抵抗溶接するためには、これら両者の間の通電抵抗に比べて前記閉塞部23とボール10との間の通電抵抗が小さいことが必要である。仮に、前記閉塞部23とボール10との間の通電抵抗が前記ボール10と軸部材11との間のそれよりも大きい場合には、前記閉塞部23とボール10との境界面が発熱し、閉塞部23がボール10に対して固着してしまうからである。このため、前記閉塞部23とボール10との接触面積、すなわち第二開口部を通して前記閉塞部の金属摺接面と接する前記ボール10の球面の面積は、ボール10と軸部材11との溶接部面積よりも大きく設定される必要がある。ここで溶接部面積とは前記軸部材11の先端面がボール10と接合された面積であり、具体的には図6中に符号70で示された溶接部における円形状面積であり、軸部材11の断面積に相当している。より厳密には軸部材11がボール10と接合される部位における当該ボール10の球面の表面積である。
On the other hand, in order to perform electric resistance welding between the
すなわち、前記樹脂摺接部材3の第二開口部32の内径D2は、前記第一開口部31の内径D1よりも小さく、且つ、当該第二開口部32を通してホルダ2の閉塞部23と接する前記ボール10の球面の面積が前記軸部材11の溶接部面積よりも大きくなるように設定される。
That is, the inner diameter D2 of the
そして、このような本発明のボールジョンイトによれば、前記ボール10に対して軸部材11を電気抵抗溶接するに際して、当該ボール10の周囲を覆っている前記ホルダ2に対して給電用開口部を設ける必要がなく、ボールスタッド1の溶接完了後に前記給電用開口部を塞ぐ閉塞キャップが不要となめので、その分だけ部品点数の削減や生産工程の簡略化を実現することができ、生産コストの低減化を図ることが可能となる。
And according to such a ball joint of this invention, when carrying out the electrical resistance welding of the
1…ボールスタッド、2…ホルダ、3…樹脂摺接部材、10…ボール、11…軸部材、20…本体部、23…閉塞部、31…第一開口部、32…第二開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ball stud, 2 ... Holder, 3 ... Resin sliding contact member, 10 ... Ball, 11 ... Shaft member, 20 ... Main-body part, 23 ... Closure part, 31 ... 1st opening part, 32 ... 2nd opening part
Claims (4)
前記ボールとの摺接面を有して前記ボールの最大直径部を覆うと共に、相反する方向へ前記ボールの球面が露出する第一開口部及び当該第一開口部の内径よりも小さい内径に設定された第二開口部を有する樹脂摺接部材と、
前記ボール及びこれに被せられた前記樹脂摺接部材を中子とした鋳造によって形成され、前記樹脂摺接部材の周囲を覆う本体部及び前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って当該ボールに接する閉塞部が一体に成形され、且つ、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダと、
前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出した前記ボールの球面に対して前記ホルダの鋳造後に電気抵抗溶接によって接合されてボールスタッドを構成する軸部材と、を備え、
前記樹脂摺接部材の第二開口部の内径は、当該第二開口部を通してホルダの閉塞部と接する前記ボールの球面の面積が前記軸部材の前記ボールに対する溶接部面積よりも大きくなるように設定されていることを特徴とするボールジョイント。 With the ball,
A first contact portion having a sliding contact surface with the ball to cover the maximum diameter portion of the ball and exposing the spherical surface of the ball in opposite directions and an inner diameter smaller than the inner diameter of the first opening portion a resin sliding member having a second opening that is,
The ball, which is formed by casting with the resin and the resin sliding contact member placed on the core as a core, protrudes from a main body portion that covers the periphery of the resin sliding contact member and a second opening of the resin sliding contact member A holder that is integrally formed with a contact portion that touches the ball and that is in contact with the ball, and that is exposed from the first opening of the resin sliding contact member;
A shaft member that is joined to the spherical surface of the ball exposed from the first opening of the resin sliding contact member by electric resistance welding after casting of the holder and constitutes a ball stud ;
The inner diameter of the second opening of the resin sliding contact member is set so that the area of the spherical surface of the ball that contacts the closing portion of the holder through the second opening is larger than the area of the welded portion of the shaft member to the ball. Ball joint characterized by being .
前記ボール及びこれに被せられた樹脂摺接部材を中子とした鋳造により、前記樹脂摺接部材の周囲を覆う本体部及び前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って当該ボールに接する閉塞部を有し、且つ、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダを成形する工程と、 The ball and the spherical surface of the ball protruding from the second opening of the resin sliding contact member by casting the ball and the resin sliding contact member placed on the ball as a core Forming a holder that has a closing portion that covers and touches the ball, and that is not in contact with the spherical surface of the ball exposed from the first opening of the resin sliding contact member;
前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出したボールに対して軸部材を突き当てると共に当該軸部材に電極を接触させる一方、前記ボールに接する前記ホルダの閉塞部に電極を接触させ、前記ボールと軸部を電気抵抗溶接によって接合してボールスタッドを形成する工程と、 を備えたことを特徴とするボールジョイントの製造方法。 The shaft member is abutted against the ball exposed from the first opening of the resin sliding contact member, and the electrode is brought into contact with the shaft member, while the electrode is brought into contact with the closing portion of the holder in contact with the ball. And a step of joining the shaft portion by electric resistance welding to form a ball stud, and a method for manufacturing a ball joint.
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