JP6698054B2 - カシメ方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサスペンション装置とスタビライザ装置との間を連結するスタビリンク等を構成するボールジョイントのハウジングのカシメ方法及びカシメ用型に関する。

車両のサスペンション装置は、路面から車体に伝わる衝撃を軽減し、スタビライザ装置は、車体のロール剛性（捩れに対する剛性）を高める。このサスペンション装置とスタビライザ装置は、スタビリンクを介して連結されている。スタビリンクは、棒状のサポートバーの両端にボールジョイントを備えて構成されている。各ボールジョイントは、カップ状のハウジングの内部に、樹脂によるボールシートを介して、ボールスタッドの球体状のボール部が回動可能に収容されている。潤滑剤としての作用を有するボールシートは、ハウジングとボール部との間に介在され、ハウジングの開口部の開口周縁部によってカシメられ、このカシメ（カシメ部）により押圧固定されている。

この種のカシメ部として、特許文献１に記載のボールジョイントにおけるカシメ部がある。このカシメ部は、ハウジングの開口部に設けられており、開口部の端壁と一体に形成された薄板状の突縁（開口周縁部）を塑性変形させて構成される。カシメ部によるカシメ方法は、まず、開口部の径方向の荷重Ｐ１によって突縁を４５°程度に傾斜変形させ（折り曲げ）、次に、軸線方向の荷重Ｐ２を加えることによって更に折り曲げてカシメを行っている。このようにボールシートを押圧するカシメを行うことにより、ハウジング内にボールシートを介して挿入したボールスタッドが、揺動及び回動する際の揺動トルク及び回転トルクを、適正に調整できるように成されている。

国際公開第２００６／０１９１４５号公報

ところで、上述したようにハウジングでボールシートをカシメる際に、図８のハウジング１１の一部断面図に示すように、金属製のハウジング１１の板状の開口周縁部を、符号１１ｋｍで示す通り内側に折り曲げてボールシート（図示せず）をカシメる。しかし、そのように開口周縁部を折り曲げると、折り曲げ部分の外周側が先端側に引かれる肉引きが生じ、その折り曲げ部分の厚さＴｋｍが元の厚さよりも薄くなるので、残留応力が大きく残る。このため、カシメた直後に、矢印ＹＢで示すように、折り曲げたカシメ部１１ｋｍが、折り曲げ前の方向に若干戻るスプリングバックが生じる。
これにより、カシメ部の位置精度が低下して、カシメ部が、揺動するボールスタッドと干渉したり、カシメ部とボールシートとが設計通りに形成されず、カシメ部によるボールシートの押圧力が弱くなることがある。その結果、ボールシートの耐久性が低下したり、ボールスタッドの揺摺動トルクのバラツキが大きくなる等の不具合が生じる。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、カシメ部のスプリングバックを抑制してボールシートを適正に押圧するカシメを行うことができるカシメ方法を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、連結部の他端部に球体部が一体に繋ぎ合わされて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を揺動及び回動可能に支持する一方が開口した空間を有する金属材料によるハウジングと、当該ハウジングと前記球体部との間に介在される支持部材とを有するボールジョイントにおいて、前記ハウジングの開口周縁のカシメ部で前記支持部材をカシメるカシメ方法であって、前記ハウジングの開口周縁部分を折り曲げ、この折り曲げの先端側から折り曲げ部分に向かい押圧して、当該折り曲げ部分が、折り曲げ加工前のカシメ対象部の断面で示す板厚以上の厚みとなった断面山形状の前記カシメ部となる塊部に変形させ、前記カシメ対象部を押圧してカシメる金型は、一面に周回状に窪んで形成した凹部を有し、前記凹部は、当該凹部の底部から離れるほど互いに離間する一対の傾斜面を有し、径方向内側の傾斜面の下端部は、径方向外側の傾斜面の下端部よりも下方に配置されていることを特徴とするカシメ方法である。

この方法によれば、ハウジングの開口周縁の折り曲げ部分の肉厚が塊部（カシメ部）に変形される。このため、折り曲げ部分のスプリングバックが殆んど無くなる。一方、ハウジングの開口周縁部分を単に折り曲げただけでは、折り曲げ部分の外周側が先端側に引かれる肉引きが生じ、その折り曲げ部分の厚さが元の厚さよりも薄くなるので残留応力が大きく残りスプリングバックが生じる。しかし、本発明の方法では、折り曲げの先端側から折り曲げ部分に向かい押圧して、開口周縁部分の少なくとも一部を塊部に変形させるので、折り曲げ部分の外周側に肉引きが生じ難くなり、残留応力が小さくなりスプリングバックが生じ難くなる。従って、カシメ部（塊部）と支持部材とを設計通りに形成して、支持部材を適正にカシメ部で押圧するカシメを行うことができる。

請求項２に係る発明は、連結部の他端部に球体部が一体に繋ぎ合わされて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を揺動及び回動可能に支持する一方が開口した空間を有する金属材料によるハウジングと、当該ハウジングと前記球体部との間に介在される支持部材とを有するボールジョイントにおいて、前記ハウジングの開口周縁のカシメ部で前記支持部材をカシメるカシメ方法であって、前記ハウジングの開口周縁に、周回面が所定の第１角度傾斜した折曲面を有する第１型の当該折曲面を当接し、当該折曲面を前記支持部材の方向へ押圧して当該ハウジングの開口周縁部分を所定角度折り曲げる第１工程と、前記第１工程で折り曲げられた開口周縁部分の先端に、周回面が前記第１角度よりも緩やかな角度傾斜した折曲面を有する第２型の当該折曲面を当接し、当該折曲面を前記支
持部材の方向へ押圧して当該開口周縁部分を前記第１工程よりも更に折り曲げる第２工程と、前記第２工程で折り曲げられた開口周縁部分の先端を、一面に周回状に窪んで形成した凹部を有する第３型の当該凹部に挿入し、当該凹部を前記支持部材の方向へ押圧して当該第２工程で折り曲げられた開口周縁部分を変形させ、当該変形する折り曲げ部分が、折り曲げ加工前のカシメ対象部の断面で示す板厚以上の厚みとなった断面山形状の前記カシメ部となる塊部とし、この塊部で前記支持部材をカシメる第３工程と、を実行し、前記凹部は、当該凹部の底部から離れるほど互いに離間する一対の傾斜面を有し、径方向内側の傾斜面の下端部は、径方向外側の傾斜面の下端部よりも下方に配置されていることを特徴とするカシメ方法である。

この方法によれば、ハウジングの開口周縁部分が第１〜第３型での変形により塊部としてのカシメ部となる。このため、従来のようなスプリングバックが無くなり、カシメ部とボールシートとが設計通りに形成されなくなるといったことが無くなる。

本発明によれば、カシメ部のスプリングバックを抑制してボールシートを適正に押圧するカシメを行うことができるカシメ方法及びカシメ用型を提供することができる。

本発明に係る実施形態のボールジョイントを備えるスタビリンクが、ダンパとスタビライザとを連結する状態を示す斜視図である。 図１の一点鎖線枠Ａ内の部分を分解した状態を示す分解斜視図である。 （ａ）ボールジョイントの縦断面図、（ｂ）（ａ）の丸枠Ｆ１内の拡大図、（ｃ）ハウジングの開口周縁部部分の斜視図である。 （ａ）〜（ｇ）ハウジングの開口周縁部が変形される様子を変形順に示す図である。 カシメ用型の構成を示し、（ａ）第１カシメ用型、（ｂ）第２カシメ用型、（ｃ）第３カシメ用型の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｊ）カシメ用型でハウジングの開口周縁部をカシメる手順を第１工程〜第３工程の順番に示す図である。 本実施形態による圧縮荷重による変形により形成されたカシメ部の縦断面図である。 従来の折り曲げによるカシメ部の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態＞
図１は、本発明に係る実施形態のボールジョイントを備えるスタビリンクが、ダンパとスタビライザとを連結する状態を示す斜視図である。図２は図１の一点鎖線枠Ａ内の部分を分解した状態を示す分解斜視図である。図３はスタビリンクのボールジョイントの縦断面図である。

本実施形態の特徴は、図３（ａ）に示すカシメ部１１ｋ３を、図４（ａ）に示すハウジング１１の胴部１１ｊよりも薄く形成された開口周縁部（カシメ対象部）１１ｋの一部を、圧縮荷重により断面山形状に変形させた塊部（図７参照）に形成した点にある。なお、開口周縁部（カシメ対象部）１１ｋは、請求項記載の開口周縁部分である。

次に、図１に示すスタビリンク１、スタビライザ装置２及びサスペンション装置３について説明する。車両（図示せず）の走行に使用される車輪Ｗは、サスペンション装置３を介して車体（図示せず）に取り付けられている。サスペンション装置３は、コイルスプリング３ａと、ダンパ（サスペンションダンパ）３ｂとを有する。ダンパ３ｂは、車輪Ｗを回転可能に支持する。ダンパ３ｂ、コイルスプリング３ａは、車輪Ｗから車体に加わる衝撃を緩衝する。

ダンパ３ｂは、コイルスプリング３ａを介して車体（図示せず）に取り付けられる。ダンパ３ｂの伸縮の際の粘性減衰力とコイルスプリング３ａの弾性力とによって車体に伝わる揺動及び振動が、サスペンション装置３で減衰される。

左右のサスペンション装置３の間には、コ字形状の金属棒によるスタビライザ装置２が連結されている。スタビライザ装置２は、車体のロール剛性（捩れに対する剛性）を高めて車両のローリングを抑制する。スタビライザ装置２は、車輪Ｗ，Ｗ間に延びるトーションバー２ａと、トーションバー２ａの両端から当該バー２ａに対して垂直方向に延びる一対のアーム部２ｂ、２ｂとを有している。

スタビライザ装置２は、車両の形状に合わせて適宜折り曲げられた棒状のばね部材で構成されている。このスタビライザ装置２と、車輪Ｗを支持するダンパ３ｂとはスタビリンク１を介して連結されている。この連結は、対向する両車輪Ｗ，Ｗ側において同様である。

詳細には、スタビリンク１は、両端にボールジョイント１ｂを備えており、一方のボールジョイント１ｂにスタビライザ装置２のアーム部２ｂの先端部が接続され、他方のボールジョイント１ｂにダンパ３ｂが接続されている。

トーションバー２ａは、車輪Ｗ，Ｗ間に延設され、車両が旋回するとき等、両側のダンパ３ｂ，３ｂの伸縮量の違いに応じて、スタビリンク１を介してアーム部２ｂが偏移することにより捩れる。この際、トーションバー２ａは、その捩れを復元するねじり弾性力で車両のローリングを抑制している。

次に、スタビリンク１について図２を参照して説明する。スタビリンク１は、棒状のサポートバー１ａとボールジョイント１ｂとを備えて構成される。サポートバー１ａの両端にボールジョイント１ｂが配設されている。

ボールジョイント１ｂには、図３（ａ）に示すように、ボールスタッド１０がハウジング１１に収容されて揺動及び回動可能に支持されている。ボールスタッド１０のスタッド部１０ｓには、周回状に拡がる鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２とが離間して形成され、鍔部１０ａ１よりも先端側のスタッド部１０ｓには、雄ねじ１０ｎが形成されている。なお、スタッド部１０ｓは請求項記載の連結部を構成する。

ハウジング１１の上端部と鍔部１０ａ１との間には、ダストカバー１３の上端周回部分が、鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２との間の周回凹部１０ｅに嵌め込まれ、下端周回部分に埋め込まれた鉄リンク１３ａの部分が、ハウジング１１の上部に嵌合固定されている。この嵌合固定のために、サポートバー１ａは、先端部１ａ１が垂直軸線Ｖ１方向に薄く潰してある。

図２に示すサポートバー１ａの一方のボールジョイント１ｂから突き出るボールスタッド１０は、ダンパ３ｂのブラケット３ｃに締結固定される。また、他方のボールジョイント１ｂから突き出るボールスタッド１０は、スタビライザ装置２のアーム部２ｂに締結固定される。ダンパ３ｂに取り付けられたブラケット３ｃは、ダンパ３ｂから直交方向に延在する平面部３ｃ１を有する。この平面部３ｃ１には、取付孔３ｃ２が開口されている。一方、アーム部２ｂの先端部２ｂ１は、平らに塑性変形され、取付孔２ｂ２が開口されている。そのアーム部２ｂの先端部２ｂ１とブラケット３ｃの平面部３ｃ１とは、スタビリンク１により連結されている。

この連結について説明する。スタビリンク１の一方のスタッド部１０ｓは、ブラケット３ｃの取付孔３ｃ２に鍔部１０ａ１の位置まで挿通され、ナットＮ１が螺合されて締め付けられ、ボールスタッド１０がダンパ３ｂに固定される。他方のスタッド部１０ｓは、鍔部１０ａ１の位置までアーム部２ｂの取付孔２ｂ２に挿通され、スタッド部１０ｓの雄ねじ１０ｎにナットＮ２が螺合されて締め付けられ、ボールスタッド１０がスタビライザ装置２のアーム部２ｂに固定される。

このように、スタビリンク１は、サポートバー１ａの両端に備わるボールスタッド１０を介してダンパ３ｂと、スタビライザ装置２のアーム部２ｂとに固定されている。このスタビリンク１は、両側のボールジョイント１ｂにボールスタッド１０が揺動及び回動可能に支持されているので、ダンパ３ｂ及びトーションバー２ａ（図１）に対して可動可能な構成となっている。つまり、スタビリンク１は、サスペンション装置３及びスタビライザ装置２の動きに応じて可動する。

次に、ボールジョイント１ｂの構成について、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して詳細に説明する。図３（ａ）に示すように、ボールジョイント１ｂは、ボールスタッド１０と、ハウジング１１と、ボールシート１２と、上述したダストカバー１３とを備えて次のように構成されている。

即ち、ボールスタッド１０がボール部１０ｂ及びボールシート１２を介してハウジング１１に揺動及び回動可能に収容されている。ボールスタッド１０は、仮に鉛直方向を向いているとする。このボール部１０ｂの中心Ｐ１を通る鉛直方向の軸線（垂直複線）Ｖ１と、同中心Ｐ１を通り軸線Ｖ１に直交する水平方向の軸線Ｈ１（水平軸線Ｈ１）とを一点鎖線で示した。なお、ボール部１０ｂは、請求項記載の球体部を構成し、ボールシート１２は、請求項記載の支持部材を構成する。

ボールスタッド１０は、真球又は真球に近い形状である球体状のボール部１０ｂと、ボール部１０ｂから一方向（垂直軸線Ｖ１方向）に延設されるスタッド部１０ｓとを有する。ボール部１０ｂの上部は、ボールスタッド１０ｓと接続され、ボール部１０ｂの下部は、ハウジング１１内のグリース室１１ｇの体積確保のための形状とされており、平坦となっている。ボール部１０ｂは、許容される範囲において真球化してもよい。
なお、スタビリンク１においてスタッド部１０ｓが延出する方向は、ダンパ３ｂ（図２参照）と、スタビライザ装置２のアーム部２ｂとの位置関係に応じて適宜決定される。

ボールシート１２は、ハウジング１１とボール部１０ｂとの間に介在され、上下が開口した筒状を成し、摩耗耐久性と柔軟性を有する熱可塑性樹脂を射出成形して形成されている。熱可塑性樹脂には、ＰＡ６６（Polyamide６６）、ＰＡ６（Polyamide６）、ＰＰＳ（Polyphenylenesulfide）、ＰＯＭ（Polyacetal）等の弾性体であるエンジニアリングプラスチック、若しくはスーパーエンジニアリングプラスチックを用いる。また、ボールシート１２の内面と外面との間の肉厚は一定又は略一定である。ボールシート１２の上開口の周回端は、フラットを基本形状とする。但し、各周回端はフラット以外の形状であってもよい。また、ボールシート１２は、スタッド部１０ｓが突き出る上のみが開口した形状であってもよい。

ハウジング１１は、塑性加工が可能な機械構造用炭素鋼等の鋼材や、アルミニュウム等の金属材料が素材として用いられる。このハウジング１１は、カップ状を成し、内部がボールシート１２を介してボール部１０ｂを収容可能な球形状の内面（球形状内面）１１ａとなっている。但し、球形状内面１１ａは、球形の上端部が水平軸線Ｈ１と平行にカットされた形状を成す。この球形状内面１１ａには、ボールシート１２が隙間なく配設されるようになっている。また、球形状内面１１ａには、ボールシート１２を介してボール部１０ｂを収容した際に、ボール部１０ｂの下方側にグリース室１１ｇが形成される。

＜カシメ部＞
カシメ対象部１１ｋは、図３（ａ）に示すように、ハウジング１１の開口周縁部が圧縮荷重による変形により断面山形状のカシメ部１１ｋ３に成形され、ボールシート１２をカシメた際に、ボールシート１２に対して次のように作用する。即ち、カシメ部１１ｋ３は、ハウジング１１の球形状内面１１ａとボール部１０ｂの外周面との間に介在するボールシート１２を、垂直軸線Ｖ１に沿った上方から下方に向かって押圧して固定する。

ハウジング１１には、図３（ａ）の枠Ｆ１内の部位を拡大した図３（ｂ）に示すカシメ部１１ｋ３が設けられている。このカシメ部１１ｋ３は、図４（ａ）に示すハウジング１１の開口周縁部が環状の板状に形成されたカシメ対象部１１ｋから、図４（ｂ）〜（ｇ）に示す工程を経て次のように形成される。

即ち、カシメ対象部１１ｋは、図４（ｂ）に示すように、後述のカシメ用型５０で上から下へ向かって圧縮荷重Ｙ１が加えられて符号１１ｋ１で示すように折り曲げられる。この折り曲げ後の図４（ｃ）に示すカシメ対象部１１ｋ１を、図４（ｄ）に示すように後述のカシメ用型６０で圧縮荷重Ｙ２を加えて符号１１ｋ２で示すように更に折り曲げる。この折り曲げ後の図４（ｅ）に示すカシメ対象部１１ｋ２を、図４（ｆ）に示すように後述の第３カシメ用型７０に入れる。そして、圧縮荷重Ｙ３を加え、この後、更に図４（ｇ）に示すように、更に圧縮荷重Ｙ４を加え、断面山形状に変形させてカシメ部１１ｋ３が形成されている。但し、断面山形状とは、図７に実際のカシメ部１１ｋ３を拡大して示すように、上端が平らな概略台形状となっているが、上端が三角状の尖った形状など他の形状であってもよい。

ここで、カシメ対象部１１ｋ２を断面山形状に変形させてカシメ部１１ｋ３を形成することの優位性について説明する。
上述した図４（ｆ）及び（ｇ）に示す第３カシメ用型（型）７０は、図５（ｄ）に示すように、断面山形状に凹んだカシメ凹部（凹部）７１ｄを有する。凹部７１ｄは、内周傾斜面（傾斜面）７１ｅと、この内周傾斜面７１ｅに所定間隔離間して対向する内周傾斜面７１ｆとを有している。

一方の傾斜面７１ｅは、図６（ｊ）に示すように、型７０でボールシート１２をカシメる際に、ボールシート１２側に位置し、図５（ｄ）に示すように、その傾斜面７１ｅが他方の傾斜面７１ｆよりも長くなっている。この長い傾斜面７１ｅは、図４（ｆ）に示すように、カシメ対象部１１ｋ２の先端側から折り曲げ部分に向かう方向に押圧するための面となっている。他方の傾斜面７１ｆは、その折り曲げ部分を拘束し、前記押圧の力に抗する反力を生成するための面となっている。

上述したように、図４（ｆ）に示す所定角度に折り曲げたカシメ対象部１１ｋ２を、型７０により図４（ｇ）に示す断面山形状のカシメ部１１ｋ３に変形させる場合、カシメ対象部１１ｋ２には次のような力が働く。即ち、図４（ｆ）に示すカシメ対象部１１ｋ２には、型７０の各傾斜面７１ｅ，７１ｆの間の上面で下方へ向かって押圧される力と、各傾斜面７１ｅ，７１ｆにより対向方向へ押圧される力とが作用する。

このため、折り曲げられたカシメ対象部１１ｋ２は、上から下へ向かって徐々に圧縮されると共に、カシメ対象部１１ｋ２の先端側から折り曲げ部分に向かい押圧する力と、この力の反力とで概略横方向に圧縮される。このため、図７に示すように、カシメ対象部１１ｋ２は、折り曲げ部分の外周側に金属が移動して当該折り曲げ部分が所定以上の厚みとなった断面山形状の塊部（カシメ部１１ｋ３）に変形される。その所定以上の厚みとは、少なくとも、折り曲げ部分の厚みＴｋ１｛図３（ｂ）｝が、従来のように折り曲げた際の折り曲げ部分の厚み（肉引きが生じた際の厚み）Ｔｋｍ（図８）よりも厚い寸法をいう。更に、所定以上の厚みは、図４（ａ）に示す折り曲げ加工前のカシメ対象部１１ｋの断面で示す板厚Ｔｋ以上であることが好ましい。

カシメ部１１ｋ３は、胴部１１ｊとカシメ対象部（開口周縁部）１１ｋ２との付根部分が所定以上の厚みとなって折れ曲がり、この先端側の部分が断面山形状に変形された形状となる。このような形状では、図８に示した従来のハウジング１１の開口周縁部のように、折り曲げ部分の外周側が先端側に引かれる肉引きが生じることが無く、残留応力が大きく残ることが無くなる。つまり、本実施形態のカシメ部１１ｋ３では、残留応力が従来に比べて小さくなるので、スプリングバックが生じなくなる。

なお、本実施形態のハウジング１１のカシメ対象部１１ｋ｛図４（ａ）｝を変形させる場合、冷間圧造によって行なう。この他、ボールシート１２が溶融変形しない温度にカシメ対象部１１ｋを加熱して行なってもよい。

このように本発明の特徴は、カシメ対象部１１ｋを変形させた塊部をカシメ部１１ｋ３とし、このカシメ部１１ｋ３でボールシート１２のカシメを行うようにした点にある。

図４（ａ）に示すカシメ対象部１１ｋの断面で示す板厚（第１板厚）Ｔｋは、この下方側のハウジング１１の胴部１１ｊの断面で示す板厚（第２板厚）Ｔｊよりも薄く形成（図では１／２程度）されている。カシメ対象部１１ｋの板厚Ｔｋは、ハウジング胴部の板厚Ｔｊに対して、０．３〜０．６の比率（第１の比率）とされている。これを不等式で記載すると、０．３≦（Ｔｋ／Ｔｊ）≦０．６となる。

ここで、第１の比率が大きくなればなる程、板厚Ｔｋが板厚Ｔｊに近づき厚くなるが、厚くなる程にカシメ対象部１１ｋが変形し難くなり、断面山形状のカシメ部１１ｋの成形が難しくなる。更に、第１の比率の上限（０．６）を超えると、ハウジング１１の胴部１１ｊへの変形が生じ易くなる。この逆に、板厚Ｔｋが薄すぎると、変形で断面山形状にならず、折畳まれた形状となってしまう。比率の下限（０．３）を下回ると、プレス、冷鍛、圧造等の加工性が大きく損なわれる。そこで、カシメ対象部１１ｋの板厚Ｔｋを、胴部１１ｊの板厚Ｔｊに対して第１の比率の範囲内とした。

また、カシメ対象部１１ｋの長さＬｋは、その板厚Ｔｋに対して、２．０〜３．５の比率（第２の比率）とされている。これを不等式で記載すると、２．０≦（Ｌｋ／Ｔｊ）≦３．５となる。
ここで、第２の比率が上限（３．５）を超えると、言い換えれば、長さＬｋが所定以上長いと、変形し易くなり過ぎて折畳まれた形状等になってしまう。また、第２の比率が下限（２．０）を下回ると、所定形状への加工が難しくなる。つまり、変形し難くなる。そこで、カシメ対象部１１ｋの長さＬｋを、板厚Ｔｋに対して第２の比率の範囲内とした。

＜カシメ用型＞
次に、ハウジング１１のカシメ対象部１１ｋをカシメる際に用いられるカシメ用型の構成を、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）は第１カシメ用型（第１型）５０の構成図、図５（ｂ）は第２カシメ用型（第２型）６０の構成図、図５（ｃ）は第３カシメ用型（第３型）７０の構成図である。各カシメ用型５０〜７０は外形部分が例えば直方体形状（又は円筒形状等の他の形状）を成し、縦半分に分割可能となっており、図５（ａ）〜（ｃ）は分割した状態の構成図を示している。なお、各カシメ用型５０〜７０の直方体形状の外形部分は、請求項記載の型枠を構成する。

図５（ａ）に示す第１型５０は、直方体の中心軸に沿って上下に貫通し、ボールスタッド１０を収容｛図６（ａ）参照｝する収容部５１を備える。この収容部５１は、ボールスタッド１０の外形よりも大きい概略相似形を成し、スタッド部１０ｓが収容されるスタッド部収容部５１ａと、鍔部１０ａ１を含むその周辺部分が収容される鍔部収容部５１ｂとを備える。更に、ボール部１０ｂ｛図３（ａ）参照｝が連結されて小鍔部１０ａ２まで延びるボール連結部分が収容されるボール連結部分収容部５１ｃを備えて構成されている。

ボール連結部分収容部５１ｃの下端側は、円形状に開口しており、この開口周縁部分には、カシメ対象部１１ｋを当接させて折り曲げるためのカシメ折曲面５１ｄが円錐状に周回して形成されている。このカシメ折曲面５１ｄは、第１型５０の水平な下面に対して４５°の角度で形成されている。

このような構成の第１型５０は、鉛直方向に２分割する型枠を１つの直方体に組合せた後、２つのネジ穴５０ｎ，５０ｎに図示せぬネジを螺合して一体に固定してある。この第１型５０を２分割する場合は、ネジを緩めて行なう。但し、２分割の型枠は、ネジ穴５０ｎ，５０ｎにネジを螺合して一体固定する以外に、凹凸の組合せ等の他の方法で一体固定する構造であってもよい。第１型５０は、分割後に収容部５１の分割面凹部にボールスタッド１０を収容し、この収容後に他方の半分の型を一体に組合せて、図６（ａ）に示すようにボールスタッド１０を収容する。

図５（ｂ）に示す第２型６０は、第１型５０と同じ外形形状を成すと共に、ボールスタッド１０を収容｛図６（ｄ）参照｝する収容部６１を備える。この収容部６１は、スタッド部収容部６１ａ、鍔部収容部６１ｂ及びボール連結部分収容部６１ｃから構成されている。ボール連結部分収容部６１ｃの開口周縁部分には、カシメ対象部１１ｋを当接させて折り曲げるためのカシメ折曲面６１ｄが形成されている。このカシメ折曲面６１ｄは、第２型６０の水平な下面に対して２０°の角度で形成されている。このような構成の第２型６０は、第１型５０と同様にネジ穴６０ｎに螺合されるネジ（図示せず）を外して分割可能となっており、図６（ｄ）に示すようにボールスタッド１０を収容する。

図５（ｃ）に示す第３型７０は、第１型５０と同じ外形形状を成すと共に、ボールスタッド１０を収容｛図６（ｉ）参照｝する収容部７１を備える。この収容部７１は、スタッド部収容部７１ａ、鍔部収容部７１ｂ及びボール連結部分収容部７１ｃから構成されている。ボール連結部分収容部７１ｃの開口周縁から水平方向に所定長さ離間した本体下面位置には、円形の開口周縁に対して同心円状に凹溝を形成したカシメ凹部７１ｄが形成されている。なお、カシメ凹部７１ｄは、請求項記載の凹部を構成する。

カシメ凹部７１ｄの断面形状を、図５（ｃ）の枠Ｆ２内の部分を拡大した図５（ｄ）に示す。このカシメ凹部７１ｄは、カシメ対象部１１ｋを変形させて前述の断面山形状｛図３（ｂ）の符号１１ｋ３参照｝にカシメるために、断面山形状に窪んで周回する凹溝の形状を成す。この形状のカシメ凹部７１ｄの内周傾斜面７１ｅは、図３（ｂ）に示す断面山形状のカシメ部１１ｋ３の傾斜面１１ｔを形成する傾斜角度で形成されている。

その傾斜面１１ｔは、ボールシート１２の傾斜面１２ｔの傾斜傾向に合わせて形成されている。ボールシート１２の傾斜面１２ｔは、ボールスタッド１０の揺動角度を規制するためのものであり、ハウジング１１の内側から外側に向かって所定角度で上る円錐状に形成されている。このように、カシメ部１１ｋ３の傾斜面１１ｔを、ボールシート１２の傾斜面１２ｔに合わせて形成すれば、カシメ部１１ｋ３は、樹脂製のボールシート１２よりも硬い金属材料なので、ボールスタッド１０は、実質的には、カシメ部１１ｋ３の傾斜面１１ｔにより揺動角度が規制されることとなる。

但し、カシメ部１１ｋ３の傾斜面１１ｔは、図３（ｂ）に破線１１ｔａで示すように、傾斜面１１ｔよりもハウジング１１の外側に所定長さ変位した位置に形成されていてもよい。この傾斜面１１ｔａを形成する場合、図５（ｄ）に示すカシメ凹部７１ｄの内周傾斜面７１ｅは、この対向側の内周傾斜面７１ｆの方へ近づいて配置されることになる。

また、カシメ凹部７１ｄには、図６（ｉ）の丸枠Ｆ５の部分を拡大した図６（ｊ）に示すように、カシメ時に、断面山形状のカシメ部１１ｋ３が収容状態となっている。このカシメ部１１ｋ３を収容する容積が、カシメ部１１ｋ３の体積に対して４０％〜１００％の間となるように、カシメ凹部７１ｄが形成されている。つまり、カシメ凹部７１ｄは、カシメ部１１ｋ３の最大１００％から最小４０％の大きさとなる。

カシメ凹部７１ｄは、厚みＴｋのカシメ対象部１１ｋを圧縮変形で断面山形状に変形する際に、そのカシメ対象部１１ｋの略全ての体積容量を断面山形状に変形してカシメ部１１ｋ３とする容積を有する。また、カシメ凹部７１ｄでカシメられるカシメ対象部１１ｋと、カシメ後の塊部によるカシメ部１１ｋ３との体積は同じである。

更には、最大カシメ時に、図６（ｊ）の丸枠Ｆ５内に間隔Ｇ１で示すように、カシメ凹部７１ｄの先端面が、ボールシート１２の上端面との間で所定間隔離間する状態に、第３型７０の下面が形成されている。つまり、カシメ凹部７１ｄは、カシメ時に、その凹部７１ｄ内の上面及び側面による塊部（カシメ部１１ｋ３）の接触反力が相殺され、ボールシート１２が変形しないように形成されている。

また、カシメ凹部７１ｄの内面は、カシメ時にカシメ対象部１１ｋとの間で摩擦抵抗を上げるための加工、例えばショットピーニング加工等が施された摩擦抵抗面となっている。なお、カシメ凹部７１ｄの内面に、摩擦抵抗面に代わる滑り止めを設けてもよい。

更に、カシメ凹部７１ｄが断面山形状や角型の場合、上隅をＲ形状とする。Ｒは０．２〜０．８の範囲とする。これは、カシメ凹部７１ｄへのカシメ部１１ｋ３の充填度を高め、カシメ部１１ｋ３を所定形状に形成するためである。カシメ凹部７１ｄの上隅が角張っていると、カシメ部１１ｋ３の上隅部分との間に空間ができ、充填度が低下し、所定形状のカシメ部１１ｋ３が形成されなくなる恐れがある。また、カシメ凹部７１ｄの上隅の０．２〜０．８の範囲のＲ形状は、カシメ対象部１１ｋを適正に変形可能な形状となっている。

また、図５（ｄ）に示すカシメ凹部７１ｄの側面７１ｅ，７１ｆは、カシメ時にカシメ対象部１１ｋの被カシメ部分が、凹溝内から外部へ食み出さないようにブロック（拘束）できる形状となっている。なお、カシメ凹部７１ｄの形状は、断面山形状以外に、凹状に凹んだ形状であればどの様な形状でもよい。

このような構成の第３型７０も、第１型５０と同様にネジ穴７０ｎに螺合されるネジ（図示せず）を外して分割可能となっており、図６（ｇ）に示すようにボールスタッド１０を収容する。

＜カシメ方法＞
次に、上述したカシメ用型５０〜７０を用いたハウジング１１のカシメ対象部１１ｋのカシメ方法について、図６（ａ）〜（ｊ）に示す縦断面図を参照して説明する。但し、図３を参照するように、ボールスタッド１０のボール部１０ｂはボールシート１２の球形状空間に挿入して組合せられ、この組合せ後のボール部１０ｂ及びボールシート１２がハウジング１１の内面１１ａに挿入されている。このように、ボールスタッド１０がボールシート１２を介してハウジング１１に一体に組合されているとする。この一体物のハウジング１１のカシメ加工を、後述の第１工程、第２工程、第３工程によって行なう。

但し、本カシメ加工は、冷間で行なうのが好ましい。これは、熱間で行うとハウジング１１内の樹脂材料のボールシート１２が融けるので、これを防止するためである。カシメ対象部１１ｋが比較的小さい場合は冷間で十分行なうことができる。また、カシメ加工に当たって原則、加工油の塗布は行なわない。これは、カシメ対象部１１ｋの摩擦力の阻害を抑制するためである。更に、カシメ対象部１１ｋにおいて、カシメ対象部１１ｋとハウジング１１の胴部１１ｊ｛図４（ａ）参照｝とのカシメで屈曲する屈曲部｛図７（ｂ）のＦ１０参照｝は、カシメ対象部１１ｋの板厚Ｔｋの変化点と概ね一致させるのが好ましい。

（第１工程）
図６（ａ）に示すように、第１型５０の収容部５１に、ハウジング１１が第１型５０の下面外方に突出した状態でボールスタッド１０をセットする。但し、ハウジング１１の下面は図示せぬ台や治具等の上に固定されているとする。次に、図６（ｂ）に矢印Ｙ１１で示すように、第１型５０を上から下へ向かって下げる。更に、図６（ｂ）の丸枠Ｆ３を拡大した図６（ｃ）に示す第１型５０の４５°のカシメ折曲面５１ｄで、カシメ対象部１１ｋの上端に圧縮荷重Ｙ１１ａを加える。これによって、カシメ対象部１１ｋの上端を符号１１ｋ１で示すように折り曲げる。この後、第１型５０を外す。

（第２工程）
次に、図６（ｄ）に示すように、カシメ対象部１１ｋ１が折り曲げられたボールスタッド１０を、第２型６０の収容部６１にセットする。次に、図６（ｅ）に矢印Ｙ１２で示すように、第１型５０を上から下へ向かって下げる。更に、図６（ｅ）の丸枠Ｆ４を拡大した図６（ｆ）に示す第２型６０の２０°のカシメ折曲面６１ｄで、カシメ対象部１１ｋ１の上端に、圧縮荷重Ｙ１２ａを加える。これによって、カシメ対象部１１ｋ１の上端を符号１１ｋ２で示すように更に折り曲げる。この後、第２型６０を外す。

（第３工程）
次に、図６（ｇ）に示すように、カシメ対象部１１ｋ２が折り曲げられたボールスタッド１０を、第３型７０の収容部７１にセットする。次に、図６（ｈ）に矢印Ｙ１３で示すように、第３型７０を上から下へ向かって下げ、カシメ凹部７１ｄにカシメ対象部１１ｋ２の先端を挿入｛図４（ｆ）参照｝する。

次に、図６（ｉ）に矢印Ｙ１４で示すように第３型７０のカシメ凹部７１ｄでカシメ対象部１１ｋ２の上端に、圧縮荷重Ｙ１４を加えて変形させる。次に、図６（ｊ）の丸枠Ｆ５に示すように、カシメ凹部７１ｄでカシメ対象部１１ｋ２に、圧縮荷重Ｙ１４ａを加え、更に変形させる。これによって、カシメ対象部１１ｋ２が断面山形状のカシメ部１１ｋに成形される。このカシメ部１１ｋ３でボールシート１２がカシメられる。

＜実施形態の効果＞
このような本実施形態の特徴構成及び効果について、後述の（１）〜（９）で説明する。
（１）カシメ部１１ｋ３を、ハウジング１１の胴部１１ｊよりも薄く形成された開口周縁部（カシメ対象部）１１ｋが圧縮荷重により少なくとも一部が断面山形状の塊部とした。

この構成によれば、カシメ部１１ｋ３は、断面山形状を有する塊部となっている。このカシメ部１１ｋ３は、圧縮荷重によりハウジング１１の開口周縁部が断面山形状に変形されて形成されているため、スプリングバックが殆んど無くなり、図７に示すように、カシメ部１１ｋ３とボールシート１２とが設計通りに形成される。従って、カシメ部１１ｋ３でボールシート１２を適正に押圧するカシメを行うことができる。

（２）開口周縁部１１ｋのカシメ前の厚みである第１板厚Ｔｋは、ハウジング１１胴部１１ｊの厚みである第２板厚Ｔｊに対して、０．３〜０．６の間の比率とした。

この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。第１板厚Ｔｋの第２板厚Ｔｊに対する比率が０．３を下回ると、プレス、冷鍛、圧造等の加工性が大きく損なわれる不具合が生じる。一方、その比率が大きくなる程に変形し難くなり、０．６を超えるとハウジング１１の胴部１１ｊへの変形が生じ易くなる不具合が生じる。そこで、その比率を０．３〜０．６とすることで、それら不具合を無くすことができる。

（３）開口周縁部１１ｋのハウジング１１の胴部１１ｊへの付根から開口端までの長さＬｋは、第１板厚Ｔｋに対して、２．０〜３．５の間の比率とされている構成とした。

この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。開口周縁部１１ｋの長さＬｋの第１板厚Ｔｋに対する比率が、２．０を下回ると所定形状への加工が難しくなる不具合がある。一方、その比率が３．５を超えると、変形し易くなり過ぎて折畳まれた形状となってしまう不具合がある。そこで、その比率を２．０〜３．５とすることで、それら不具合を無くすことができる。

（４）カシメ部１１ｋ３としての塊部は断面山形状を成し、当該断面山形状の開口側の傾斜面１１ｔの角度が、ボールシート１２のボールスタッド１０の揺動角となる傾斜面１２ｔの角度に合わされている構成とした。

この構成によれば、カシメ部１１ｋ３の断面山形状の開口側の傾斜面１１ｔが、ボールシート１２の傾斜面１２ｔの角度に合わされているので、ボールスタッド１０の揺動角を、実質的にカシメ部１１ｋ３の傾斜面１１ｔでも規制することができる。このため、ボールスタッド１０の揺動角をより適正に規制することができる。

（５）ハウジング１１の開口周縁のカシメ部１１ｋ３でボールシート１２をカシメるカシメ方法であって、ハウジング１１の開口周縁部を折り曲げ、この折り曲げ部分の肉厚が所定の厚み以上となるように、折り曲げの先端側から折り曲げ部分に向かい押圧して、開口周縁部の少なくとも一部を、カシメ部１１ｋ３となる塊部に変形させるようにした。

この方法によれば、ハウジング１１の開口周縁の折り曲げ部分の肉厚が所定の厚み以上となる塊部（カシメ部１１ｋ３）に変形される。このため、折り曲げ部分のスプリングバックが殆んど無くなる。一方、従来のようにハウジング１１の開口周縁部を単に折り曲げただけでは、折り曲げ部分の外周側が先端側に引かれる肉引きが生じ、その折り曲げ部分の厚さＴｋｍ（図８）が元の厚さＴｋ｛図４（ａ）｝よりも薄くなるので残留応力が大きく残りスプリングバックが生じる。

しかし、本実施形態の方法では、折り曲げの先端側から折り曲げ部分に向かい押圧して、開口周縁部の少なくとも一部を塊部（カシメ部１１ｋ３）に変形させる。このため、折り曲げ部分の外周側に肉引きが生じ難くなり、その折り曲げ部分の厚さＴｋ１｛図３（ｂ）｝が、従来のように折り曲げた際の折り曲げ部分の厚さＴｋｍよりも厚くなるので、残留応力が小さくなりスプリングバックが生じ難くなる。従って、カシメ部１１ｋ３とボールシート１２とを設計通りに形成して、ボールシート１２を適正にカシメ部１１ｋ３で押圧するカシメを行うことができる。

（６）ハウジング１１の開口周縁部１１ｋでボールシート１２をカシメるカシメ方法を次の第１工程〜第３工程で行なうようにした。
第１工程は、ハウジング１１の開口周縁部１１ｋの先端に、周回面が所定の第１角度傾斜した折曲面５１ｄを有する第１型５０の当該折曲面５１ｄを当接し、当該折曲面５１ｄをボールシート１２の方向へ押圧して開口周縁部１１ｋを所定角度折り曲げる。
第２工程は、第１工程で折り曲げられた開口周縁部１１ｋの先端に、周回面が第１角度よりも緩やかな角度傾斜した折曲面６１ｄを有する第２型６０の当該折曲面６１ｄを当接し、当該折曲面６１ｄをボールシート１２の方向へ押圧して開口周縁部１１ｋを第１工程よりも更に折り曲げる。
第３工程は、第２工程で折り曲げられた開口周縁部１１ｋの先端を、一面に周回状に窪んで形成したカシメ凹部（凹部）７１ｄを有する第３型の当該凹部７１ｄに挿入する。更に、凹部７１ｄをボールシート１２の方向へ圧縮荷重で押圧して開口周縁部１１ｋを変形させてカシメ部１１ｋ３となる塊部とし、この塊部のカシメ部１１ｋ３でボールシート１２をカシメる。

この方法によれば、ハウジング１１の開口周縁部１１ｋが第１〜第３型での変形により塊部としてのカシメ部１１ｋ３となる。このため、従来のようなスプリングバックが無くなり、カシメ部１１ｋ３とボールシートとを設計通りに形成することができる。

（７）ハウジング１１の開口周縁部１１ｋでボールシート１２をカシメるためのカシメ用型７０を次のように構成した。即ち、型枠内に上下に貫通して設けられ、ボールスタッド１０をハウジング１１が外部へ突出する状態で収容可能な収容部７１ａと、型枠のハウジング１１が突出する開口を有する一面に周回状に窪んで形成された凹部７１ｄとをカシメ用型７０に備える。そして、凹部７１ｄにハウジング１１の開口周縁部１１ｋの先端を挿入し、当該凹部７１ｄをボールシート１２の方向へ所定の圧縮荷重で押圧して開口周縁部１１ｋを変形させて塊部とする。この塊部のカシメ部１１ｋ３でボールシート１２をカシメるように構成した。

この構成によれば、カシメ用型７０によって、ハウジング１１の開口周縁部１１ｋの先端を変形させて塊部とし、この塊部であるカシメ部１１ｋ３でボールシート１２をカシメる。このため、カシメ部１１ｋ３では従来のようなスプリングバックが無くなり、カシメ部１１ｋ３とボールシートとを設計通りに形成することができる。

（８）凹部７１ｄの内面は断面山形状に窪み、当該断面山形状の型枠の開口側に位置する傾斜面７１ｅが、ボールシート１２におけるボールスタッド１０の揺動角で傾斜した傾斜面１２ｔに合わされた構成とした。

この構成によれば、カシメ用型７０でカシメ部１１ｋ３を形成した際に、そのカシメ部１１ｋ３の断面山形状の開口側の傾斜面が、ボールスタッド１０の揺動角に合わされた形状となる。このカシメ部１１ｋ３の傾斜面でも、ボールスタッド１０の揺動角を規制することができるので、ボールスタッド１０の揺動角をより適正に規制することができる。

（９）凹部７１ｄは、当該凹部７１ｄでハウジング１１の開口周縁部１１ｋを変形させて塊部とした際に、当該塊部の体積に対して４０％〜１００％の間となる容積を有するようにした。

これによれば、カシメ用型でカシメ部１１ｋ３を形成した際に、そのカシメ部１１ｋ３を断面山形状に形成することができる。

（１０）凹部７１ｄの内面を、ハウジング１１の開口周縁部１１ｋの先端との間に、摩擦が生じる複数の波形状及び凹凸形状に代表される摩擦抵抗面とした。

これによれば、凹部７１ｄにハウジング１１の開口周縁部１１ｋの先端を挿入して圧縮荷重で押圧した際に、先端が凹部７１ｄ内面との摩擦で滑らないので、開口周縁部１１ｋを適正に変形させることができる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
本発明のカシメ部を有するボールジョイントは、産業用ロボットや人型ロボット等のロボットアームの関節部分や、ショベルカーやクレーン車等のアームが関節部分で回動する装置に適用可能である。

１ スタビリンク
１ｂ ボールジョイント
２ スタビライザ装置（構造体）
３ サスペンション装置（構造体）
１０ ボールスタッド
１０ｂ ボール部（球体部）
１０ｓ スタッド部
１１ ハウジング
１１ａ 球形状内面
１１ｋ カシメ対象部（ハウジングの開口周縁部）
１１ｋ３ カシメ部（塊部）
１２ ボールシート（支持部材）
１２ｋ 球形状空間
５０ 第１カシメ用型（第１型）
６０ 第２カシメ用型（第２型）
７０ 第３カシメ用型（第３型）
７１ｄ カシメ凹部（凹部）

Claims (2)

1. 連結部の他端部に球体部が一体に繋ぎ合わされて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を揺動及び回動可能に支持する一方が開口した空間を有する金属材料によるハウジングと、当該ハウジングと前記球体部との間に介在される支持部材とを有するボールジョイントにおいて、前記ハウジングの開口周縁のカシメ部で前記支持部材をカシメるカシメ方法であって、
   前記ハウジングの開口周縁部分を折り曲げ、この折り曲げの先端側から折り曲げ部分に向かい押圧して、当該折り曲げ部分が、折り曲げ加工前のカシメ対象部の断面で示す板厚以上の厚みとなった断面山形状の前記カシメ部となる塊部に変形させ、
   前記カシメ対象部を押圧してカシメる金型は、一面に周回状に窪んで形成した凹部を有し、
   前記凹部は、当該凹部の底部から離れるほど互いに離間する一対の傾斜面を有し、
   径方向内側の傾斜面の下端部は、径方向外側の傾斜面の下端部よりも下方に配置されている
   ことを特徴とするカシメ方法。
2. 連結部の他端部に球体部が一体に繋ぎ合わされて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を揺動及び回動可能に支持する一方が開口した空間を有する金属材料によるハウジングと、当該ハウジングと前記球体部との間に介在される支持部材とを有するボールジョイントにおいて、前記ハウジングの開口周縁のカシメ部で前記支持部材をカシメるカシメ方法であって、
   前記ハウジングの開口周縁に、周回面が所定の第１角度傾斜した折曲面を有する第１型の当該折曲面を当接し、当該折曲面を前記支持部材の方向へ押圧して当該ハウジングの開口周縁部分を所定角度折り曲げる第１工程と、
   前記第１工程で折り曲げられた開口周縁部分の先端に、周回面が前記第１角度よりも緩やかな角度傾斜した折曲面を有する第２型の当該折曲面を当接し、当該折曲面を前記支持部材の方向へ押圧して当該開口周縁部分を前記第１工程よりも更に折り曲げる第２工程と、
   前記第２工程で折り曲げられた開口周縁部分の先端を、一面に周回状に窪んで形成した凹部を有する第３型の当該凹部に挿入し、当該凹部を前記支持部材の方向へ押圧して当該第２工程で折り曲げられた開口周縁部分を変形させ、当該変形する折り曲げ部分が、折り曲げ加工前のカシメ対象部の断面で示す板厚以上の厚みとなった断面山形状の前記カシメ部となる塊部とし、この塊部で前記支持部材をカシメる第３工程と、
   を実行し、
   前記凹部は、当該凹部の底部から離れるほど互いに離間する一対の傾斜面を有し、
   径方向内側の傾斜面の下端部は、径方向外側の傾斜面の下端部よりも下方に配置されている
   ことを特徴とするカシメ方法。