JPH05256314A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明は、加締めによって製作するボールジョ
イントにおいて、加締め時に発生するボール塑性変形
と、加締め後の急速な摩耗を防ぐことを目的とする。 【構成】加締め前の、加締め筒部開口部内側先端１０ｂ
を開口部に向かって末広がりの形状とする事で、加締め
時の加締め筒部開口部内側先端１０ｂがボール８ａに面
接触する。 【効果】加締め時に、加締め筒部開口部内側先端がボー
ルに面接触するのでボールが変形せず、加締め後も、加
締め筒部とボールとの接触部分の面圧分布が均一なの
で、急速な摩耗を防ぐことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加締め筒部をボール周
りに加締めるボールジョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術】加締めで製作されるボールジョイントの
加締め筒部開口部内側の形状は、特開昭63−266177号の
図２に示す様な円筒形状のもの、又は、特開昭61−1128
13号の図２に示す様な、円筒形状をもち、且つ開口部先
端は、開口部に向い末広がりの形状のものが広く使用さ
れている。

【０００３】上記の様な加締め筒部をもつ加締め前ボー
ルポケットは、内側にボールを挿入し、所定の形状の加
締め雇で押圧される。加締め雇で押圧された加締め筒部
は、塑性変形が起こり、加締め筒部内側がボールに密着
し、ボールと加締め筒部が一体のボールジョイントが形
成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の加締め筒部
においては、加締め筒部が加締め雇に押圧されることに
よって、加締め筒部開口部内側先端角部がボールに鋭角
に線接触し、加締め荷重増加に伴い接触面積を増加させ
ていく。この際加締め筒部開口部内側先端角部がボール
に鋭角に線接触するので、ボールには極圧が発生しボー
ル塑性変形の原因となる。このため、ロッドの倒れトル
クを不均一にしていた。

【０００５】さらに、加締め筒部開口部内側先端角部が
ボールに鋭角に線接触し、加締め荷重増加に伴い接触面
積を増加させていくので、加締め後の接触部分の面圧
は、最初に接触した加締め筒部開口部内側先端角部分に
極圧が発生する。このため、加締め筒部とボールの接触
部分の摩耗が急速に進展し、ボールジョイント部のガタ
・騒音の原因となっていた。又、極圧の発生は焼き付き
の原因となる。

【０００６】本発明の目的は、ボールジョイント加締め
筒部加締め時に起こるボール塑性変形及び、ボールジョ
イント接触部の摩耗による騒音発生及び極圧による焼き
付きを防ぐボールジョイントを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、加締め筒部
開口部内側先端に、開口部に向かって末広がりの形状を
設けることにより達成される。

【０００８】

【作用】加締め前の加締め筒部は、加締め雇で押圧され
塑性変形するためボールに接触する。この時、加締め筒
部開口部内側先端は開口部に向かって末広がりの形状を
しているため、加締め筒部開口部内側角部がボールに面
接触する。このため、ボールに極圧が発生せず、加締め
時のボール塑性変形を防ぐことが出来る。

【０００９】さらに、加締め後の加締め筒部とボールの
接触部分の面圧分布は均一となり極圧が発生しないの
で、摩耗の急速な進展を防ぐことが出来る。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００１１】加締め前の加締め筒部１０ａは図１に示す
様に、加締め筒部開口部内側先端１０ｂは開口部に向か
って末広がりの形状となっている。加締め筒部１０ａ
は、加締め雇１１に押圧され塑性変形し、図２に示す様
に加締め筒部開口部内側先端１０ｅがボール８ａに接触
する。この時、従来の加締め筒部１０ａでは、図４に示
す様にボール８ａに加締め筒部開口部内側先端１０ｅが
鋭角に接触し、ボール８ａに極圧が発生する。本発明の
加締め筒部開口部内側先端１０ｂの場合には、加締め筒
部開口部内側先端１０ｅがボール８ａに面接触しボール
８ａに極圧が発生せず、ボール８ａが塑性変形しないの
で、ロッド８の倒れトルクは均一となる。

【００１２】加締め後の加締め筒部１０ａの形状は、図
５に示す様な形状をなしている。本発明の加締め筒部１
０ａを用いて加締めると、加締め筒部開口部内側先端１
０ｂが開口部に向かって末広がりの形状をしているため
に、加締め後の接触部分10ｄ間の面圧分布は図６（Ａ）
に示す様に均一となり極圧は発生しない。従来の様な加
締め筒部１０ａを用いて加締めた加締め後の接触部分１
０ｄ間の面圧分布は図６（Ｂ）に示す様に不均一とな
り、極圧が発生するので焼き付きの原因となったり、極
圧のため加締め筒部とボールの接触部分の摩耗が急速に
進展し、ボールジョイント部のガタ・騒音となった。し
かし、本発明では、ボールジョイント部のガタ・騒音・
焼き付きは発生しない。

【００１３】以下本発明を使用した例を示す。

【００１４】図７は、自動車用エアコンに用いる圧縮機
の断面図である。この圧縮機は、車内温度の変化に対応
し、且つ省動力とするため、ピストンサポート７の角度
を変えて、ピストン１０のストロークを変化させて吐出
容量を制御する可変容量型とするために、ボールジョイ
ントを使用している。

【００１５】クラッチ１に通電すると、ロータ２・シャ
フト３・ドライブプレート４が一体となって回転し、ジ
ャーナル５を回転させる。ジャーナル５の回転運動は、
スラストベアリング６を介してピストンサポート７の揺
動運動に変換される。ピストンサポート７の揺動運動を
シリンダ９内のピストン１０の往復運動に変換するた
め、ピストンサポート７とピストン１０は、コンロッド
８の両端のボールジョイントで連結されている。

【００１６】ピストン１０を例に挙げると、ボールジョ
イントは自由に動くために、図８に示す様にコンロッド
８先端のボール８ａをボールポケット１０ａに挿入し、
図９に示す様にボールポケット１０ａを加締め雇１１で
加締めて製作する。加締め後のボールジョイントは図１
０に示す様に、ボール８ａとボールポケット１０ａの接
触部分１０ｄは面接触となっている。

【００１７】圧縮機に用いるボールジョイントの条件と
して、コンロッドの曲げ応力が材料の疲労限度以下のこ
と、球面の耐焼付性が良いこと、球面へのオイルの潤滑
性が良いこと、ガタによる騒音が無いこと、組立性が良
いことが挙げられる。そのためボールジョイントの機能
性を設計的に保証する物理量として、コンロッドの倒れ
トルクを規定している。

【００１８】しかし、製造上の問題が２つあった。第１
に、コンロッド８の角度により倒れトルクが変化してし
まう。原因は、ボール８ａの塑性変形にある。第２に、
加締め後にコンロッド８を動かしているとすぐに倒れト
ルクの値が小さくなる。原因は、ボール８ａとボールポ
ケット１０ａの接触部分１０ｄに極圧が発生し急速に摩
耗することにある。

【００１９】本発明のピストン１０を用いてボールジョ
イントを製作すると前記の問題点を解決することが出来
る。

【００２０】図８で示す様に加締め前のボールポケット
１０ａの開口部内側先端１０ｂは開口部に向かって末広
がりの形状をしているため、図９で示す様にボールポケ
ット１０ａは、加締め雇１１に押圧され塑性変形し開口
部内側先端がボール８ａに接触した時の接触部分１０ｃ
は面接触なのでボール８ａに極圧が発生せず、ボールの
塑性変形を防ぐことが出来るので、コンロッド８の角度
による倒れトルクの変化はなくなる。

【００２１】さらに、従来のボールポケット１０ａで
は、ボールポケット開口部内側先端角部がボールに鋭角
に線接触し、加締め荷重増加に伴い接触面積を増加させ
ていくので、加締め後の接触部分の面圧は、最初に接触
したボールポケット開口部内側先端角部の面圧が周囲よ
り高くなり、面圧分布は不均一になり極圧が発生するた
めに、加締め後にボール８ａとボールポケット１０ａの
接触部分１０ｄが急速に摩耗して倒れトルクの値が小さ
くなったが、本発明のボールポケット１０ａでは接触部
分１０ｄの面圧分布が均一となり極圧が発生しないの
で、加締め後のボール８ａとボールポケット１０ａの接
触部分１０ｄが急速に摩耗するのを防ぐことが出来る。

【００２２】以上のことは、ピストンサポート７のボー
ルジョイントにも同様の事が言える。

【００２３】本発明は、圧縮機のみならず全てのボール
ジョイントに適用可能であることはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、加締め時に、加締め筒
部開口部内側先端は開口部に向かって末広がりの形状を
しているため、加締め筒部開口部内側角部がボールに面
接触する。このため、ボールに極圧が発生しないので、
従来よりも硬度の低いボールを使用することが出来る。
さらに、加締め筒部開口部内側先端はボールに面接触し
ているので、従来より少ない荷重で接触部分を増加する
ことが出来るので、生産性が向上し、且つ雇の耐久性が
向上するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す加締め前ボールポケット
断面図である。

【図２】本発明の実施例を示す加締め最中のボールポケ
ット断面図である。

【図３】従来の実施例を示す加締め前ボールポケット断
面図である。

【図４】従来の実施例を示す加締め最中のボールポケッ
ト断面図である。

【図５】加締め後のボールポケット断面図である。

【図６】加締め後接触部分ＡＢ間の面圧分布図である。

【図７】本発明を用いた可変容量型圧縮機の断面図であ
る。

【図８】本発明を用いた加締め前ピストンの断面図であ
る。

【図９】本発明を用いた加締め最中ピストンの断面図で
ある。

【図１０】本発明を用いた加締め後のピストンの断面図
である。

【符号の説明】

８…ロッド、８ａ…ボール、１０…ボールポケット、１
０ａ…加締め筒部、１０ｂ…加締め筒部開口部内側先
端。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 布施 栄次 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加締めによって製作されるボールジョイン
   トの加締め前の筒部において、加締め時のボール塑性変
   形と加締め後の急速な摩耗を防止するために、前記加締
   め筒部開口部内側先端に、開口部に向い末広がりの形状
   を設けたことを特徴とするボールジョイント。