JP6751068B2 - ボールジョイントの製造方法、およびスタビライザリンクの製造方法 - Google Patents
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Description
前記加熱工程として、例えば下記特許文献1に示されるような、組付け工程後に、ボールスタッドを誘導加熱することで、ボールスタッドの熱を窪み部の内面側に伝達させる方法が知られている。
特に、加熱工程時に、ボール部を窪み部内で相対移動させることで、互いに密接しているボール部の外周面側および窪み部の内面側を摩擦熱により加熱するので、例えば誘導加熱装置またはヒータ等を用いる場合と比べて、ボールジョイントのうち、加熱するボール部の外周面および窪み部の内面以外の部位の形状要因、および環境要因等が、ボール部の外周面側および窪み部の内面側の各加熱温度に及ぼす影響を低減することができる。
したがって、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することが可能になり、窪み部の内面側が所期した結晶化度まで高められ、ボール部の外周面と窪み部の内面との間の前述の調整を高精度に行うことができる。これにより、ボールスタッドのハウジングに対するガタツキ、つまり異音の発生を防ぎつつ、ボール部の外周面と窪み部の内面との間に発生する摩擦力が抑えられたボールジョイントが得られる。
また、加熱工程時に、窪み部の内面側の結晶化度を高めることから、窪み部の内面側の硬度を向上させることができるとともに、表面粗さを低減することができる。したがって、ボール部の外周面と窪み部の内面との間の隙間を極力抑えて、ボールジョイントから外力に起因した異音が発生することを確実に防止したとしても、ボールスタッド、およびハウジングの円滑な相対移動、並びに、窪み部の内面側の耐摩耗性の双方を確保することができる。
なお、ボール部およびハウジングの、ボール部の中心点回りの相対回転としては、例えば、前記中心点回りの揺動、並びに、ボール部の中心点が軸部の中心軸線上に位置する場合には軸部回りの回転等がある。
また、ハウジングがインサート成形により形成されることから、ボール部の外周面が、全域にわたって均等に窪み部の内面に締め付けられることとなり、加熱工程時に、前述の摩擦熱によってボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することをより一層確実に実現することができる。
本実施形態のスタビライザリンク1は、軸部11およびボール部12が互いに連結された金属製のボールスタッド13と、ボール部12が挿入された窪み部14を有する結晶性の熱可塑性樹脂からなるハウジング15と、を備えるボールジョイント10が、ハウジング15を介してサポートバー16の両端部16aに各別に連結されて構成されている。
スタビライザリンク1は、一対のボールジョイント10のうちのいずれか一方の軸部11がスタビライザ2に連結されるとともに、他方の軸部11が懸架装置3に連結される。なお、他方の軸部11は、懸架装置3のうち、例えばダンパーのシリンダ若しくはアーム部材等に連結される。一対のボールジョイント10は、互いに同じ大きさで同じ形状に形成されている。なお、一対のボールジョイント10は、互いに異なる大きさで異なる形状に形成されてもよい。
例えば、PA66のガラス転位温度は約50℃、結晶化温度は約232℃、融点は約265℃となっている。
以下、軸方向から見て、中心軸線Oに交差する方向を径方向といい、中心軸線O回りに周回する方向を周方向という。
窪み部14の内面の硬さは、ハウジング15において、窪み部14の内面から深さ1mmに位置する部分の硬さの例えば約110%以上となっている。この硬さは、ナノインデンテーション法に基づいて測定できる。例えば、Hysitron社製TriboIndenterを用い、23℃の温度下で、先端縁の半径が50nm以下の三角錐型の圧子を一定の深さまで押し込むのに要する力と、前記圧子のうち押し込まれた部分の投影面積と、に基づいて測定できる。
以下、ボールスタッド13が、ハウジング15の中心軸線Oと同軸に配設された状態を説明する。
ボール部12の外径は、軸部11において、フランジ部11aを除く部分の外径より大きくなっている。
なお、サポートバー16は中実に形成してもよく、また、サポートバー16の端部16aは平板状に形成しなくてもよく、サポートバー16の端部16aを被覆体18で覆わなくてもよい。
スタビライザリンク1の製造方法は、組付け工程と加熱工程とを有する。
なお、ボール部12およびハウジング15のうち、いずれか一方のみを軸部11回りに回転させ、かつボール部12の中心点S回りに揺動させてもよい。また、ボールスタッド13に軸方向の力を加えた状態で、ボール部12を窪み部14内で相対移動させてもよい。
なお、ボール部12の外周面、および窪み部14の内面の相対的な移動速度、移動回数、および移動時間等は、ボール部12の外周面に対する窪み部14の内面の締め付け力(押圧力)毎に、摩擦熱による発熱温度との関係を予め実験して求めておき、この実験データに基づいて設定してもよい。前記締め付け力は成形条件により特定できる。
また、結晶化温度は、例えば、DSC(示差走査熱量計)を用い、窒素雰囲気下で溶融状態から20℃/分の速度で降温した際に観測される発熱ピークのピークトップの温度として求めることができる。
結晶化度は、100%結晶時の理論融解熱量に対する測定融解熱量の比率として求めることができる。測定融解熱量は、例えば、DSCを用い、窒素雰囲気下で10℃/分の速度で融点以上まで昇温した際に観測される吸熱ピークの熱量と発熱ピークの熱量との差から求めることができる。
なお、加熱工程を、組付け工程後に成形金型を型開きせず、組付け工程の直後に成形金型のキャビティ内で行ってもよいし、組付け工程後、脱型した後に行ってもよい。前者の場合、加熱工程時に、窪み部14の内面側を結晶化温度、またはその付近まで加熱するのに要する時間が短く抑えられ、後者の場合、成形サイクルが長くなるのを防ぐことができる。
最後に、ダストカバー17における軸方向の両端部のうち、一方を軸部11の周溝11b内に装着し、他方をハウジング15の突条部15aに外嵌する。
また、加熱工程時に、ボール部12およびハウジング15を相対的に、軸部11回りに回転させるとともに、ボール部12の中心点S回りに揺動させるので、ボール部12の外周面を、ボール部12の中心点Sを挟んで軸部11との連結部分の反対側に位置する極部12aを含む全域にわたって、ばらつき少なく精度よく確実に加熱することが可能になり、窪み部14の内面に温度分布が生ずるのを確実に抑制することができる。
また、ハウジング15がインサート成形により形成されることから、ボール部12の外周面が、全域にわたって均等に窪み部14の内面に締め付けられることとなり、加熱工程時に、前述の摩擦熱によってボール部12の外周面側および窪み部14の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することをより一層確実に実現することができる。
なお、加熱工程を、組付け工程後、脱型した後に行う場合、加熱工程時に、ボール部12を窪み部14内で相対移動させつつ、ハウジング15の外周面側を、例えば空気を吹き付ける等して冷却することで、ハウジング15の外周面側の結晶化が抑えられ、ハウジング15の熱収縮を抑制することが可能になり、前述の調整をより一層精度よく行うことができる。
また、窪み部14の内面の硬さが、ハウジング15において、窪み部14の内面から深さ1mmに位置する部分の硬さの110%以上となっているので、窪み部14の内面側の耐摩耗性を確保することができる。
また、ハウジング15が、肉厚が2mm以上の有底筒状に形成されているので、良好な成形性を確保することもできる。
実施例として、本実施形態のスタビライザリンク1の製造方法で得られたハウジング15を採用し、比較例として、本実施形態のスタビライザリンク1の製造方法のうち、加熱工程を有しない製造方法で得られたハウジングを採用した。
その結果、図2に示されるように、実施例の方が、比較例より窪み部の内面側の硬さが大きくなっていることが確認された。
その結果、図3に示されるように、実施例の方が、比較例より窪み部の内面側の弾性率が大きくなっていることが確認された。
以上より、実施例の方が、比較例よりナノインデンテーション法に基づく、窪み部の内面側の硬さおよび弾性率が大きくなっており、実施例の方が、比較例より窪み部の内面側の硬度が高くなっていることが確認された。
実施例、および比較例それぞれについて、測定長さは同じにした。結果を図4および図5に示す。なお、図4および図5において、縦軸の凹凸高さのオーダーは一致している。
その結果、実施例の方が、比較例より窪み部の内面の表面粗さが小さくなっていることが確認された。また、比較例では、窪み部の内面にガラス繊維が目視できたが、実施例では目視できなかった。
前記実施形態では、ハウジング15として、全体が同一の材質で一体に形成された構成を示したが、これに限らず例えば、凹部を有するハウジング本体と、凹部内に配設されて窪み部14の内面を構成する結晶性の熱可塑性樹脂からなるボールシートと、を備えてもよい。この構成において、ハウジング本体が強化繊維を含有し、ボールシートは強化繊維を含有しなくてもよい。
前記実施形態では、組付け工程として、ボール部12をインサート品としてハウジング15を射出成形するインサート成形を示したが、これに限らず例えば、窪み部14を有するハウジング15を射出成形した後に、窪み部14内にボール部12を圧入することで、ボール部12の外周面と、窪み部14の内面と、を密接させて、ボールスタッド13とハウジング15とを組み合わせてもよい。
2 スタビライザ
3 懸架装置
10 ボールジョイント
11 軸部
12 ボール部
13 ボールスタッド
14 窪み部
15 ハウジング
16 サポートバー
16a サポートバーの端部
S 中心点
Claims (5)
- 軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントの製造方法であって、
前記ボール部の外周面と、前記窪み部の内面と、を密接させて、前記ボールスタッドと前記ハウジングとを組み合わせる組付け工程と、
前記ボール部を前記窪み部内で相対移動させることで、互いに全面的に密接している前記ボール部の外周面側および前記窪み部の内面側を摩擦熱により加熱し、前記窪み部の内面側の結晶化度を高める加熱工程と、を有することを特徴とするボールジョイントの製造方法。 - 前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを、前記ボール部の中心点回りに相対的に回転させることを特徴とする請求項1に記載のボールジョイントの製造方法。
- 前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを相対的に、前記軸部回りに回転させるとともに、前記ボール部の中心点回りに揺動させることを特徴とする請求項1または2に記載のボールジョイントの製造方法。
- 前記組付け工程は、前記ボール部をインサート品として前記ハウジングを射出成形することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のボールジョイントの製造方法。
- 軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントが、前記ハウジングを介してサポートバーの両端部に各別に連結され、
一対の前記ボールジョイントのうちのいずれか一方の前記軸部がスタビライザに連結されるとともに、他方の前記軸部が懸架装置に連結されるスタビライザリンクの製造方法であって、
前記ボールジョイントを、請求項1から4のいずれか1項に記載のボールジョイントの製造方法により形成することを特徴とするスタビライザリンクの製造方法。
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