JP5357742B2

JP5357742B2 - Ball joint

Info

Publication number: JP5357742B2
Application number: JP2009296441A
Authority: JP
Inventors: 伸幸竹原
Original assignee: THK Rhythm Co Ltd
Current assignee: THK Rhythm Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: JP2011137489A

Description

本発明は、各種リンク類等の連結構造に使用されるボールジョイントに関する。 The present invention relates to a ball joint used for a connecting structure such as various links.

自動車のサスペンション等、各種リンク類等の連結構造に使用されているボールジョイントの従来例に関し、特許文献１に記載されたものについて説明する。この文献に記載されているボールジョイントは、下端に球状部を有するボールスタッドと、該球状部を嵌装抱持する内腔部を有する合成樹脂製のベアリングと、外周部と底部とを有し上方に開口部を有するほぼ円筒状のソケットとからなり、ボールスタッドの球状部を組み込んだベアリングをソケットの開口部より嵌め込み、該ソケットの開口部付近の外周部を内側に絞り変形させることにより、ベアリングをボールスタッドの球状部に圧接させてなる構成としたものである。 With respect to a conventional example of a ball joint used in a connection structure such as various suspensions such as an automobile suspension, what is described in Patent Document 1 will be described. The ball joint described in this document includes a ball stud having a spherical portion at the lower end, a synthetic resin bearing having a lumen portion for fitting and holding the spherical portion, and an outer peripheral portion and a bottom portion. It consists of a substantially cylindrical socket with an opening on the top, and a bearing incorporating a spherical part of a ball stud is fitted from the opening of the socket, and the outer peripheral part near the opening of the socket is squeezed and deformed inward. The bearing is configured to be in pressure contact with the spherical portion of the ball stud.

実開平５−７７６１３号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-77613

上記のように構成されたボールジョイントを極低温の環境で使用する場合、低温によってベアリングが収縮する。その結果、ソケットとベアリングの圧縮代が減少するか又は無くなり、また極低温により潤滑剤が固くなることによって、ボールスタッドの球状部がベアリングに張り付き、ボールスタッドの回転に伴ってソケットとベアリングとが相対回転するおそれがある。また、このようにソケットとベアリングの相対回転が生じると、ベアリングが摩耗し、ボールジョイントにガタが発生するおそれがある。 When the ball joint configured as described above is used in a cryogenic environment, the bearing contracts due to the low temperature. As a result, the compression allowance between the socket and the bearing is reduced or eliminated, and the lubricant becomes hard due to the cryogenic temperature. There is a risk of relative rotation. In addition, when the relative rotation of the socket and the bearing occurs in this way, the bearing may be worn, and the ball joint may be loose.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ボールスタッドの球状部を組み込んだベアリングをソケット内に嵌装すると共にソケットの外周部を開口部の内側にかしめ変形させてなるボールジョイントにおける、ソケットとベアリングとに相対回転が発生するのを防止し、これによってベアリングの摩耗を抑え、ボールジョイントにガタが発生しないようにしたボールジョイントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a ball joint in which a bearing incorporating a spherical portion of a ball stud is fitted in a socket and the outer peripheral portion of the socket is caulked and deformed inside the opening. It is an object of the present invention to provide a ball joint that prevents relative rotation between the socket and the bearing, thereby preventing wear of the bearing and preventing the ball joint from rattling.

上記の課題を解決するために、本発明における請求項１のボールジョイントは、下端に球状部を有するボールスタッドと、該球状部を嵌装抱持する内腔部を有する合成樹脂製のベアリングと、外周部と底部とを有し上方に開口部を備えた略円筒状のソケットからなり、ボールスタッドの球状部を組み込んだベアリングをソケット内に嵌装して、該ソケットの外周部を開口部の内側にかしめ変形することにより構成したボールベアリングにおいて、ソケットの開口部側の内周面の周方向に等間隔で複数の凹部を設け、各凹部の周方向の断面形状が幅寸法と深さ寸法の比率において幅寸法を広く形成してあり、ソケットの外周部を内側にかしめ変形させ、ソケットの開口部側の内周面に設けられた夫々の凹部にベアリングの外周を圧接係合させることにより、ソケットとベアリングの相対回転を防止するようにし、ソケットの開口部側の内周面に設けられた夫々の凹部は、ソケットの内周を冷間鍛造して成形する際に同時に成形され、該凹部の周方向の断面形状が三日月形であって、該三日月形の凹部の幅寸法と深さ寸法の比率が５：１〜１０：１であることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the ball joint according to claim 1 of the present invention includes a ball stud having a spherical portion at a lower end, and a synthetic resin bearing having a lumen portion in which the spherical portion is fitted and held. A substantially cylindrical socket having an outer peripheral portion and a bottom portion and having an opening on the upper side; a bearing incorporating a spherical portion of a ball stud is fitted into the socket, and the outer peripheral portion of the socket is opened In the ball bearing formed by caulking deformation inside, a plurality of recesses are provided at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface on the opening side of the socket, and the circumferential cross-sectional shape of each recess has a width dimension and a depth. The width dimension is wide in the ratio of dimensions, the outer periphery of the socket is caulked and deformed inward, and the outer periphery of the bearing is press-fitted into the respective recesses provided on the inner peripheral surface of the socket on the opening side. And by, so as to prevent relative rotation of the socket and the bearing, the inner circumferential surface recesses each provided in the opening side of the socket is molded simultaneously when molding the inner periphery of the socket by cold forging The circumferential cross-sectional shape of the concave portion is a crescent shape, and the ratio of the width dimension to the depth dimension of the concave portion of the crescent moon shape is 5: 1 to 10: 1 .

本発明によれば、ソケットの開口部側の内周面に設けられた各凹部の周方向の断面形状が、幅寸法と深さ寸法の比率において幅寸法を広く形成してある。従って、ボールスタッドの球状部を組み込んだベアリングをソケット内に嵌装して、該ソケットの外周部を開口部の内側にかしめ変形させることにより、ベアリングの外周をソケットの凹部に圧接すると、ベアリングの外周がソケットの開口部側の各凹部に張り出すことにより複数の凸部が形成され、各凸部がソケットの各凹部と係合することによって、ソケットとベアリングとの相対回転を確実に防止することが可能となる。 According to the present invention, the cross-sectional shape in the circumferential direction of each recess provided on the inner peripheral surface on the opening side of the socket is formed so that the width dimension is wide in the ratio of the width dimension to the depth dimension. Accordingly, when a bearing incorporating the ball stud spherical portion is fitted into the socket and the outer periphery of the socket is caulked and deformed inside the opening, the outer periphery of the bearing is pressed against the recess of the socket. A plurality of convex portions are formed by projecting the outer periphery of each concave portion on the opening side of the socket, and each convex portion engages with each concave portion of the socket, thereby reliably preventing relative rotation between the socket and the bearing. It becomes possible.

また、ソケットの開口部側の内周面に設けられた各凹部は、周方向の断面形状が幅寸法と深さ寸法の比率において幅寸法より深さ寸法が浅いため、ソケットの内周を冷間鍛造して形成する際に同時に凹部を形成することが容易であり、さらに冷間鍛造用の型の寿命が延びるため、ボールジョイントを経済的に製作することが可能となる。 In addition, each recess provided on the inner peripheral surface on the opening side of the socket has a cross-sectional shape in the circumferential direction that is shallower than the width dimension in the ratio of the width dimension to the depth dimension. When forming by cold forging, it is easy to form a recess at the same time, and the life of the die for cold forging is extended, so that a ball joint can be manufactured economically.

さらに、ソケットの開口部側の内周面に設けられた各凹部は、ソケットの内周面の円周方向に等間隔で複数個設けられているため、ベアリングをソケット内にバランス良く保持することが可能となる。 In addition, since the plurality of recesses provided on the inner peripheral surface of the socket on the opening side are provided at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the socket, the bearings can be held in a balanced manner in the socket. Is possible.

本発明の実施例におけるボールジョイントの縦断面図であり、(ａ)はソケットの外周部を開口部の内側にかしめ変形させる前の状況を示す図であり、（ｂ）はソケットの外周部を開口部の内側にかしめ変形させた後の状況を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a longitudinal cross-sectional view of the ball joint in the Example of this invention, (a) is a figure which shows the condition before caulking and deform | transforming the outer peripheral part of a socket inside an opening part, (b) is a figure which shows the outer peripheral part of a socket. It is a figure which shows the condition after carrying out caulking deformation inside the opening part. (ａ)は本発明の実施例におけるソケットの上面図であり、（ｂ）は(ａ)に示すＡ−Ａ矢示線によるソケットの縦断面図である。(a) is a top view of the socket in the Example of this invention, (b) is a longitudinal cross-sectional view of the socket by the AA arrow line shown to (a). 図２（ａ）において一点鎖線Ｂで示す部位の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the site | part shown with the dashed-dotted line B in Fig.2 (a). (ａ)は本発明の他の実施例におけるソケットの上面図であり、（ｂ）は(ａ)に示すＣ−Ｃ矢示線によるソケットの縦断面図である。(a) is a top view of the socket in the other Example of this invention, (b) is a longitudinal cross-sectional view of the socket by the CC arrow line shown to (a).

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例のボールジョイント１の全体構成は、図１（ａ）又は（ｂ）に示すように、下端に球状部３を有するボールスタッド２と、該球状部３を嵌装抱持する内腔部４を有する合成樹脂製のベアリング５と、略円筒状のソケット９とから構成されている。 As shown in FIG. 1 (a) or (b), the overall configuration of the ball joint 1 of the present embodiment includes a ball stud 2 having a spherical portion 3 at the lower end, and a lumen in which the spherical portion 3 is fitted and held. The bearing 5 is made of a synthetic resin having a portion 4 and a substantially cylindrical socket 9.

即ち、上記のソケット９は、図２(ａ)、（ｂ）に示すように、外周部６と底部７とを有し、上方に開口部８を備えた略円筒状に構成されている。また、ソケット９の内周は、上方の大径部１０の途中に形成された段部１１を経て、下窄まりに形成された第１テーパ受面１２を備え、さらにこの第１テーパ受面１２の下端部から底部７にかけて傾斜角を急勾配にした第２テーパ面１３を備えた形状とされている。 That is, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the socket 9 has a substantially cylindrical shape having an outer peripheral portion 6 and a bottom portion 7 and having an opening 8 above. Further, the inner periphery of the socket 9 includes a first taper receiving surface 12 formed in a lower constriction via a step portion 11 formed in the middle of the upper large diameter portion 10, and further this first taper receiving surface. The shape is provided with a second tapered surface 13 having a steep inclination angle from the lower end portion 12 to the bottom portion 7.

また、図１(ａ)に示すように、ベアリング５は、その内部にボールスタッド２の球状部３を嵌装する内腔部４を有し、ソケット９の大径部１０の内部に嵌装される胴部８の下端外周にソケット９の段部１１に当接する肩部１４を有する。また、ベアリング５の肩部１４の下側は、ソケット９の第１テーパ受面１２に対応する第１テーパ面１５と、ソケット９の第２テーパ受面１３に対応する第２テーパ面１６と有し、さらにソケット９の底部７に対応する下面１７を有している。 Further, as shown in FIG. 1A, the bearing 5 has an inner cavity portion 4 into which the spherical portion 3 of the ball stud 2 is fitted, and is fitted inside the large diameter portion 10 of the socket 9. A shoulder portion 14 that abuts on the step portion 11 of the socket 9 is provided on the outer periphery of the lower end of the trunk portion 8. Further, the lower side of the shoulder portion 14 of the bearing 5 includes a first tapered surface 15 corresponding to the first tapered receiving surface 12 of the socket 9 and a second tapered surface 16 corresponding to the second tapered receiving surface 13 of the socket 9. And a lower surface 17 corresponding to the bottom 7 of the socket 9.

さらに、本実施例においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ソケット９の開口部８側の内周面９ａの周方向に等間隔で複数（例えば、３〜４個）の凹部１８、１８…が形成され、図３に示すように、各凹部１８の幅寸法Ｈと深さ寸法Ｆの比率において幅寸法Ｈを広く形成したものとしている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, a plurality of (for example, 3 to 4) at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9. The recesses 18, 18... Are formed, and as shown in FIG. 3, the width dimension H is formed wider in the ratio of the width dimension H to the depth dimension F of each recess 18.

このような構成において、図３に示すように、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８は、周方向の断面形状が三日月形であって、該三日月形の凹部１８の幅寸法Ｈと深さ寸法Ｆの比率を、５：１〜１０：１とするのが好ましい。 In such a configuration, as shown in FIG. 3, each recess 18 provided on the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9 has a crescent-shaped cross-section in the circumferential direction, and the crescent-shaped The ratio of the width dimension H to the depth dimension F of the recess 18 is preferably 5: 1 to 10: 1.

このように、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８、１８…は、周方向の断面形状が幅寸法Ｈと深さ寸法Ｆの比率において幅寸法Ｈより深さ寸法Ｆが浅いため、ソケット９の内周を冷間鍛造して形成する際に、同時に各凹部１８、１８…を形成することが容易となる。 As described above, the recesses 18, 18... Provided in the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9 have a circumferential cross-sectional shape deeper than the width dimension H in the ratio of the width dimension H to the depth dimension F. Since the dimension F is shallow, when the inner periphery of the socket 9 is formed by cold forging, it becomes easy to simultaneously form the recesses 18, 18.

上記の構成において、図２(ｂ)に示すように、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８、１８…をソケット９の軸方向に沿って長く形成するのが好ましい。また、図４(ｂ)に示すように、各凹部１８をソケット９の軸方向に沿って短く形成してもよい。 In the above configuration, as shown in FIG. 2 (b), the recesses 18, 18... Provided in the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9 are formed long along the axial direction of the socket 9. Is preferred. Further, as shown in FIG. 4 (b), each recess 18 may be formed short along the axial direction of the socket 9.

さらに、図１（ａ）又は（ｂ）に示すように、ソケット９の開口側９ａの内周に設けられた各凹部１８、１８…は、ソケット９の軸方向においてボールスタッド２の球状部３の赤道ＳＬの位置より開口部８側に設けるようにする。なお、ボールスタッド２の球状部３の赤道ＳＬとは、ボールスタッド２の中心軸に直交する平面上で球状部２の半径が最大になる位置をいう。 Further, as shown in FIG. 1 (a) or (b), the concave portions 18, 18... Provided on the inner periphery of the opening side 9a of the socket 9 are spherical portions 3 of the ball stud 2 in the axial direction of the socket 9. Is provided closer to the opening 8 than the position of the equator SL. The equator SL of the spherical portion 3 of the ball stud 2 refers to a position where the radius of the spherical portion 2 is maximized on a plane orthogonal to the central axis of the ball stud 2.

上記において、ボールジョイント１を組み付ける際は、図１（ａ）に示すように、先ずソケット９内にベアリング５を嵌装する。このように、ベアリング５をソケット９内に嵌装した状態では、図１(ａ)に示すように、ベアリング５の胴部１０の下端に設けられた肩部１４がソケット９の段部１１に当接し、ベアリング５の第１テーパ面１５がソケット９の第１テーパ受面１２に当接し、ベアリング５の第２テーパ面１６がソケット９の第２テーパ受面１３に当接し、ベアリング５の下面１７がソケット９の底部７に当接する。 In the above, when the ball joint 1 is assembled, the bearing 5 is first fitted in the socket 9 as shown in FIG. Thus, in the state where the bearing 5 is fitted in the socket 9, as shown in FIG. 1A, the shoulder portion 14 provided at the lower end of the body portion 10 of the bearing 5 is formed on the step portion 11 of the socket 9. The first taper surface 15 of the bearing 5 contacts the first taper receiving surface 12 of the socket 9, the second taper surface 16 of the bearing 5 contacts the second taper receiving surface 13 of the socket 9, and the bearing 5 The lower surface 17 contacts the bottom 7 of the socket 9.

次いで、図１（ｂ）に示すように、ボールスタッド２の球状部３をベアリング５の内腔部４内に嵌め込み、該球状部３でベアリング５の底部７を下方に押圧しつつ、ソケット９の外周部６の上方部分を内側にかしめ加工する。 Next, as shown in FIG. 1 (b), the spherical portion 3 of the ball stud 2 is fitted into the inner cavity portion 4 of the bearing 5, and the bottom portion 7 of the bearing 5 is pressed downward by the spherical portion 3, while the socket 9. The upper part of the outer peripheral part 6 is caulked inside.

上記の実施例のボールジョイント１によれば、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８、１８…は、周方向の断面形状が、幅寸法Ｈと深さ寸法Ｆの比率において幅寸法Ｈを広く形成してあるため、上記のように、ソケット９の外周部６を開口部８の内側にかしめ変形させることにより、ベアリング５の外周がソケット９の凹部１８に圧接し、ベアリング５の外周がソケット９の各凹部１８、１８…に張り出して変形することにより形成された複数の凸部１９がソケット９の各凹部１８、１８…と係合する。これによって、ソケット９とベアリング５との相対回転を確実に防止することが可能となる。 According to the ball joint 1 of the above embodiment, each of the recesses 18, 18... Provided on the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9 has a circumferential cross-sectional shape having a width dimension H and a depth dimension. Since the width dimension H is widely formed in the ratio F, the outer periphery of the bearing 5 is deformed by caulking the inner periphery 6 of the socket 9 to the inside of the opening 8 as described above, so that the outer periphery of the bearing 5 becomes the recess 18 of the socket 9. A plurality of convex portions 19 formed by press contact and projecting and deforming the outer periphery of the bearing 5 to the concave portions 18 of the socket 9 engage with the concave portions 18 of the socket 9. As a result, relative rotation between the socket 9 and the bearing 5 can be reliably prevented.

また、上記のようにソケット９の外周部６を開口部８の内側にかしめ変形させた際、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８、１８…は、図１（ｂ）に示すように、ソケット９の開口部８側の凹部１８の幅Ｈ１が下方側の幅Ｈ２よりも狭まるため、ソケット９の各凹部１８に入り込んだベアリング５の凸部１９が幅方向に押圧された状態で挟み込まれ、ソケット９とベアリング５との相対回転の防止効果が増すこととなる。 Further, when the outer peripheral portion 6 of the socket 9 is caulked and deformed inside the opening portion 8 as described above, the concave portions 18, 18... Provided on the inner peripheral surface 9a on the opening portion 8 side of the socket 9 are shown in FIG. 1 (b), since the width H1 of the recess 18 on the opening 8 side of the socket 9 is narrower than the width H2 on the lower side, the protrusion 19 of the bearing 5 that has entered each recess 18 of the socket 9 has a width. It will be pinched in the state pressed in the direction, and the effect of preventing relative rotation between the socket 9 and the bearing 5 will increase.

また、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８、１８…は、周方向の断面形状が幅寸法Ｈと深さ寸法Ｆの比率において幅寸法Ｈより深さ寸法Ｆが浅いため、ソケット９の内周を冷間鍛造して形成する際に同時に凹部１８、１８…を形成することが容易であり、さらに冷間鍛造用の型の寿命が延びるためボールジョイント１を経済的に製作することが可能となる。 Further, each of the recesses 18, 18... Provided in the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9 has a circumferential cross-sectional shape whose depth dimension is greater than the width dimension H in the ratio of the width dimension H to the depth dimension F. Since F is shallow, it is easy to form the recesses 18, 18... At the same time when the inner periphery of the socket 9 is formed by cold forging. Further, since the life of the cold forging die is extended, the ball joint 1 Can be produced economically.

さらに、ソケット９の開口部８側の内周面９ａに設けられた各凹部１８、１８…は、ソケット９の内周面９ａの円周方向に等間隔で複数個設けられているため、ベアリング５をソケット９内にバランス良く保持することが可能となる。 Further, since the recesses 18, 18... Provided on the inner peripheral surface 9a on the opening 8 side of the socket 9 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface 9a of the socket 9, a bearing is provided. 5 can be held in the socket 9 with good balance.

本発明のボールジョイントは、ボールスタッドの球状部を組み込んだベアリングをソケット内に嵌装すると共にソケットの外周部を開口部の内側にかしめ変形させてなるボールジョイントにおける、ソケットとベアリングとに相対回転が発生するのを防止し、これによってベアリングの摩耗を抑え、ボールジョイントにガタが発生しないようにしたボールジョイントとして利用可能である。 The ball joint of the present invention is a ball joint in which a ball stud incorporating a spherical portion of a ball stud is fitted in a socket and the outer peripheral portion of the socket is deformed by caulking the inside of the opening. Can be used as a ball joint that prevents wear of the bearing and prevents play in the ball joint.

１ボールジョイント
２ボールスタッド
３球状部
４内腔部
５ベアリング
６外周部
７底部
８開口部
９ソケット
９ａ内周面
１０大径部
１１段部
１２第１テーパ受面
１３第２テーパ受面
１４肩部
１５第１テーパ面
１６第２テーパ面
１７下面
１８凹部
１９凸部
Ｈ幅寸法
Ｆ深さ寸法

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball joint 2 Ball stud 3 Spherical part 4 Inner part 5 Bearing 6 Outer part 7 Bottom part 8 Opening part 9 Socket 9a Inner peripheral surface 10 Large diameter part 11 Step part 12 First taper receiving surface 13 Second taper receiving surface 14 Shoulder Portion 15 First taper surface 16 Second taper surface 17 Lower surface 18 Concave portion 19 Convex portion H Width dimension F Depth dimension

Claims

A ball stud having a spherical portion at the lower end, a synthetic resin bearing having a lumen portion for fitting and holding the spherical portion, a substantially cylindrical shape having an outer peripheral portion and a bottom portion and having an opening above A ball bearing comprising a socket and incorporating a ball stud ball-shaped portion into the socket, and caulking and deforming the outer periphery of the socket to the inside of the opening. A plurality of recesses are provided at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface, and the circumferential cross-sectional shape of each recess is formed wider in the ratio of the width dimension to the depth dimension, and the outer periphery of the socket is on the inside. is caulked deformed, the outer periphery of the bearing by engaged press engagement in the recess of each provided on the inner peripheral surface of the opening side of the socket, so as to prevent relative rotation of the socket and the bearing, the socket Each recess provided in the inner peripheral surface on the mouth side is formed simultaneously with cold forging and forming the inner periphery of the socket, and the circumferential cross-sectional shape of the recess is a crescent shape, A ball joint characterized in that the ratio of the width dimension to the depth dimension of the crescent-shaped recess is 5: 1 to 10: 1 .