JPH0665888B2 - ボ−ルジョイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ボールジョイントに関するもので、更に詳
細には、特に軸とホルダーが同一軸心上にあって、引張
り荷重、圧縮荷重が負担でき、また、球体部の真球度が
高くて円滑な回転運動や揺動運動を得ることができると
共に、平行心違いの力を吸収できるボールジョイントに
関する。

［従来の技術］ 従来、この種のボールジョイントとしては、例えば、ロ
ッド本体と球体とを摩擦溶接で接合して球付きロツドを
形成し、この球付きロッドの球体部を球体受部の中子と
してホルダー金型内にセットし、この金型内にダイキャ
スト溶接合金を鋳込んでホルダーを鋳造し、このホルダ
ーの球体受部と球付きロッドの球体部との間に外力を作
用させてこれらの間に隙間を形成することにより製造さ
れるボールジョイント（特公昭４８−２６、１０９号公
報、実公昭５４−１２、１４１号公報参照）等が知られ
ている。そして、この様なボールジョイントにおいて
は、球付きロッドの球体部を構成する球体として表面が
円滑で真球度の高いものを使用することができ、また、
この球付きロッドの球体部を中子としてホルダーの球体
受部を鋳造することができるので、その球体受部の内面
に硬いチル層を形成することもできるという特徴があ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のボールジョイントにおいては、球
体とロッド本体とを溶接して球付きロッドを形成する際
に、両者の間を接触させて加圧しながら相対的に回転さ
せてその時の摩擦熱を利用して接合させる、いわゆる摩
擦溶接で接合しており、この摩擦溶接の際に球体とロッ
ド本体との間に加えられる圧力が高く、たとえ真球度の
高い球体を使用してもこの摩擦溶接の際に球体に作用す
る高い圧力と高い摩擦熱のために変形してその真球度が
狂ってしまい、球付きロッドとなった際にはすでにその
球体部の真球度が低下し、真球度の高い球体を使用する
意味が失われてしまうほか、球体部とこの球体部を回転
及び揺動可能に収容するホルダーの球体受部との間に必
要以上に大きな隙間を設ける必要が生じ、この大きな隙
間を形成するためにこれら球体部と球体受部との間に必
要以上の大きな外力を加える必要が生じて誤って球体受
部を破損させたり、複数組合わせてリンク機構等を構成
した際に上記球体部と球体受部との間の大きな隙間が集
積して力の伝達等における精度が著しく低下したり、更
には、球体とロッド本体との間を摩擦溶接で接合する際
に、その溶接後の焼戻し処理を別工程で行わなければな
らず、また、溶接後焼戻し処理まで長い時間放置すると
溶接部分にいわゆる置き割れが生じるので、溶接後でき
るだけ早く焼戻し処理をしなければならず、しかも、溶
接部のばり取り工程も必要になって製造工程が制約され
るという製造上の幾つかの問題があった。

加えて、この様な製造上不可避的に生じる球体真球度の
狂いにより、この球体部と球体受部との間の隙間が必要
以上に大きくなると、使用時に両者の間に大きな衝撃荷
重が作用する原因になり、鋳造で形成したホルダーの球
体受部が破損する原因にもなっていた。

本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたものであり、
その目的とするところは、ジョイント部材の球体部真球
度を高くし、また、この球体部とこれを回転及び揺動可
能に収容する球体受部との間の隙間を必要最小限にして
円滑な回転及び揺動運動と高い耐衝撃性とを確保できる
だけでなく、更に、一対のホルダーの互いに相対向する
球体受部の間に一方のホルダー側と他方のホルダー側と
に仕切られた一対の潤滑剤ポケットを形成してこれらの
潤滑剤ポケットから球体部とその球体受部との間に潤滑
剤を円滑に供給することができるようにし、これによっ
てより円滑な回転及び揺動運動とより高い耐衝撃性とを
確保できるようにしたボールジョイントを提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は、一端側に球体受部を備えると共に
他端側に連結部を備えた一対のホルダーと、これらホル
ダーの球体受部内に回転及び／又は揺動可能に収納され
た一対の球体とこれらの球体をプロジェクション溶接で
互いに接合してなるプロジェクション溶接部とを備えた
ジョイント部材と、一端部が上記プロジェクション溶接
部に係止し、かつ、他端部が上記一対のホルダーの互い
に相対向する球体受部の開口縁部外周に形成された環状
溝部に係止し、上記一対のホルダーの球体受部間にその
一方のホルダー側と他方のホルダー側とに仕切られた一
対の潤滑剤ポケットを形成するシール部材とを備えてい
るボールジョイントである。

本発明のボールジョイントにおいて、上記各ホルダーの
連結部としては、例えば雄ねじ部や雌ねじ部等のように
それが他の部材と連結し得る手段を有するものであれば
よく、また、互いに同じ手段であっても異なる手段であ
ってもよい。

また、上記ジョイント部材は、真球度の高い一対の球体
を使用し、これらの球体をプロジェクション溶接により
直接互いに接合したものであり、この際のプロジエクシ
ョン溶接の方法としては、重ねプロジェクション溶接、
付き合わせプロジェクション溶接等の種々の方法を採用
できるが、好ましくは付き合わせプロジェクション溶接
である。このプロジェクション溶接の方法を採用すれ
ば、溶接ばりの発生が少なく、この溶接ばりを除去する
切削加工等の必要がなく、しかも、このプロジェクショ
ン溶接によって球体を溶接した後、そのままの電極接続
状態で再度電流を通電することにより、溶接部分の焼き
戻し処理を行うことができる。これにより、例えば高炭
素含有鋼では溶接後に長時間放置するとその溶接部分に
割れが生じる、いわゆる置き割れの現象が発生するが、
この様に溶接に引き続いて焼き戻し処理を行うことによ
り、置き割れの発生を完全に防止することができる。

更に、本発明のボールジョイントにおいては、一対のホ
ルダーの球体受部の間にシール部材を設けてこれらの間
に潤滑剤ポケットを形成し、これによってジョイント部
材のプロジェクション溶接部と各ホルダーの球体受部と
の間にそれぞれ潤滑剤ポケットを形成し、この潤滑剤ポ
ケットから球体部とその球体受部との間に潤滑剤を円滑
に供給する構造になっている。すなわち、このシール部
材は、その一端部が上記プロジェクション溶接部に係止
し、また、その他端部が上記一対のホルダーの互いに相
対向する球体受部の開口縁部外周に形成された環状溝部
に係止し、これによってこれら一対のホルダーの球体受
部間にその一方のホルダー側と他方のホルダー側とに仕
切られた一対の潤滑剤ポケットを形成している。

［作用］ この発明のボールジョイントは、そのジョイント部材を
形成するためのに一対の球体がプロジェクション溶接で
互いに連結されているので、形成されたジョイント部材
の球体部の真球度が極めて高く、それ故に球体部とこの
球体部を収容するホルダーの球体受部との間の隙間を小
さくすることができ、これによってその回転及び揺動運
動の精度を向上させることができるほか、使用途中にこ
れらの間に大きな衝撃荷重が作用するようなこともな
い。

しかも、本発明のボールジョイントにおいては、シール
部材の一端部がプロジェクション溶接部に係止して一対
のホルダーの球体受部間にその一方のホルダー側と他方
のホルダー側とに仕切られた一対の潤滑剤ポケットが形
成されているので、これら一対のホルダーが平行方向に
偏倚した場合に、一対の潤滑剤ポケットが互いに押し合
いあるいは引張り合いながら対称な形状に変形し、この
際に各潤滑剤ポケット内の潤滑剤には、それが非圧縮性
流体であると共に粘度の高い流体であるので、潤滑剤ポ
ケットの体積縮小側で一時的に高い正の圧力が発生し、
反対に、潤滑剤ポケットの体積拡大側で一時的に低い負
の圧力が発生し、これらの圧力はジョイント部材の球体
部と各ホルダーの球体受部との間にも及び、そしてこの
ような作用は一対のホルダーに平行方向の偏倚が作用す
る度に発生し、これによってジョイント部材の球体部と
各ホルダーの球体受部との間に潤滑剤が円滑に供給さ
れ、より円滑な回転及び揺動運動とより高い耐衝撃性と
が達成される。この点は、ジョイント部材が一対の球体
を直接にプロジェクション溶接で連結して形成されてお
り、その揺動運動の範囲が極めて制限されており、各潤
滑剤ポケット内の潤滑剤中に露出できるジョイント部材
の各球体の表面積が小さくて十分に潤滑剤を供給できな
いような場合に特に効果的である。

［実施例］ 以下、添付図面に示す実施例に基づいて、この発明の実
施例に係るボールジョイントを詳細に説明する。

第１図において、この発明の実施例に係るボールジョイ
ントが示されている。このボールジョイトンは、一端側
に球体受部２を備え、その他端側に連結部３を備えた一
対のホルダー１と、一対の球体５をプロジェクション溶
接で互いに接合してなるプロジェクション溶接部４ａを
有し、これら各球体５がそれぞれ上記ホルダー１の球体
受部２内に必要量最小限の隙間を維持して回転及び／又
は揺動可能に保持されて各ホルダー１を互いに連結する
ジョイント部材４と、上記球体受部２とジョイント部材
４のプロジェクション溶接部４ａとの間に取付けられ、
上記球体５と球体受部２の間に供給されるグリース等の
潤滑剤６を収容すると共にこの球体５と球体受部２の間
に埃やごみ等が侵入するのを防止するシール部材７とで
構成されている。

この場合、上記ジョイント部材４の球体５は真球度の高
い球体にて形成され、第２図に示すようなプロジェクョ
ン溶接で溶接することにより、高い真球度が維持されて
いる。また、上記ホルダー１の連結部３には雌ねじ部３
ａが刻設されており、この連結部３の雌ねじ部３ａにね
じ結合される被連結部材８とジョイント部材４との間に
グリース等の潤滑剤９の油溜め１０形成されている（第
４図参照）。そして、上記被連結部材８には、ロッド状
本体８ａの連結端側に上記雌ねじ部３ａとねじ結合する
雄ねじ部８ｂが形成されていると共に、六角状の工具係
合部８ｃが形成されている。

そして、上記シール部材７は、その一端部７ａがジョイ
ント部材４のプロジェクション溶接部４ａに係止し、ま
た、その他端部７ｂが各ホルダー１の互いに相対向する
球体受部２の開口縁部外周に形成された環状溝部１３に
係止し、これによってジョイント部材４のプロジェクシ
ョン溶接部４ａと各ホルダー１の球体受部２との間にそ
れぞれその一方のホルダー側と他方のホルダー側とに仕
切られた一対の潤滑剤ポケット１１を形成している。

更に、この実施例においては、上記ホルダー１の球体受
部２の開口縁部には、この球体受部２に保持されて揺動
するジョイント部材４の揺動角を規制する縁取り面１２
が形成されている。

次に、この実施例に係るボールジョイントの製造法につ
いて説明すると、球体５、６をプロジェクション溶接し
てジョイント部材４を製造し、次にこのジョイント部材
４を中子としてホルダー１を鋳造する方法で行う。

すなわち、第２図に示すように、２個の真球度の高い球
体５、５を互いに当接させ、所定の圧力Ｆを作用させな
がら所定の溶接電流を所定の溶接時間流してこれらの間
をプロジェクション溶接で接合し、更にそのままの状態
で再度電流を流して焼戻し処理を施してプロジェクショ
ン溶接部４ａを有するジョウント部材４を形成する。

次に、第３図に示すように、このジョイント部材４の球
体５をホルダー１を鋳造する際のその球体受部２の中子
としてホルダー鋳造金型２０内にセットし、このホルダ
ー鋳造金型２０内にダイキャスト溶融合金を鋳込んでホ
ルダー１を鋳造する。そして、このホルダー鋳造金型２
０内からジョイント部材４の球体５が球体受部２内に鋳
込まれたホルダーを取出し、このホルダー１の球体受部
２とジョイント部材４の球体５との間に、例えば、上記
球体受部２の外周を軽く叩いて軽い衝撃を作用させた
り、ジョイント部材４に引張り力を作用させる等の手段
で外力を作用させてこれらの間に微小な隙間を形成し、
ホルダー１の球体受部２に対してジョイント部材４の球
体５が回転及び／又は揺動し得るようにする。なお、各
ホルダー１の球体受部２の開口縁部には、第１図に示す
ように、縁取り面１２が形成される。

更に、本発明においては、第１図に示すように、一端部
７ａが上記プロジェクション溶接部４ａに係止し、ま
た、その他端部７ｂが上記一対のホルダー１の互いに相
対向する球体受部２の開口縁部外周に形成された環状溝
部１３に係止するシール部材７を取り付け、これによっ
てこれら一対のホルダー１の球体受部２間にその一方の
ホルダー側と他方のホルダー側とに仕切られた一対の潤
滑剤ポケット１１を形成し、これら各潤滑剤ポケット１
１内にグリース等の潤滑剤６を充填する。

なお、この実施例で使用されているホルダー鋳造金型２
０は、第３図においてその紙面に対し上下に分割された
上部金型と下部金型とで構成されており、ホルダー１の
連結部３を構成する部分には雌ねじ部３ａを形成するた
めの中子２１がセットされており、また、このホルダー
鋳造金型２０内にダイキャスト溶融合金を鋳込んでホル
ダー１を鋳造する際にはジョイント部材４をその中子２
１で保持して位置ずれ等が起こらないように固定する。

上記の様にして形成されるこの発明のボールジョイント
において、ホルダー１の球体受部２の内面には球体５の
鏡面が転写されて硬いチル層が形成させる。そして、両
ホルダー１の連結部３に被連結部材８、８を連結して使
用に供すると、第４図に示すように、平行方向の偏倚１
１に対しても力を吸収して動力の伝達を円滑に行うこと
ができる。

［発明の効果］ この発明のボールジョイントは、そのジョイント部材が
一対の球体をプロジェクション溶接で互いに連結して形
成されているので、各球体部の真球体が極めて高く、ま
た、この球体部とホルダーの球体受部との間の隙間が極
めて少なくなっているので、ホルダーに対するジョイン
ト部材の回転及び／又は揺動運動を円滑にかつ高精度に
行うことかできるほか、使用途中にこれらの間に大きな
衝撃荷重が作用することもない。

加えて、本発明のボールジョイントにおいては、シール
部材の一端部がプロジェクション溶接部に係止して一対
のホルダーの球体受部間にその一方のホルダー側と他方
のホルダー側とに仕切られた一対の潤滑剤ポケットが形
成されいるので、これら一対のホルダーが平行方向に偏
倚した場合に、各潤滑剤ポケット内の潤滑剤に対して高
い圧力部分と低い圧力部分とを有する圧力分布が一時的
に発生し、これによってジョイント部材の球体部と各ホ
ルダーの球体受部との間に潤滑剤が円滑に供給され、よ
り円滑な回転及び揺動運動とより高い耐衝撃性とが達成
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係るボールジョイントを示
す断面図であり、第２図は実施例におけるジョイント部
材を製造する方法を示す説明図であり、第３図は実施例
におけるジョイント部材を中子としてホルダーを鋳造す
る方法を示す説明図であり、第４図は実施例におけるボ
ールジョイントの使用状態を示す断面図である。 ［符号説明］ (1)…ホルダー、(2)…球体受部、(3)…連結部、(4)…ジ
ョイント部材、(4a)…プロジェクション溶接部、(5)…
球体、(6)…潤滑剤、(7)…シール部材、(7a)…シール部
材の一端部、(7b)…シール部材の他端部、(11)…潤滑剤
ポケット、(13)…環状溝部、(20)…ホルダー鋳造金型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側に球体受部を備えると共に他端側に
   連結部を備えた一対のホルダーと、これらホルダーの球
   体受部内に回転及び／又は揺動可能に収納された一対の
   球体とこれらの球体をプロジェクション溶接で互いに接
   合してなるプロジェクション溶接部とを備えたジョイン
   ト部材と、一端部が上記プロジェクション溶接部に係止
   し、かつ、他端部が上記一対のホルダーの互いに相対向
   する球体受部の開口縁部外周に形成された環状溝部に係
   止し、上記一対のホルダーの球体受部間にその一方のホ
   ルダー側と他方のホルダー側とに仕切られた一対の潤滑
   剤ポケットを形成するシール部材とを備えていることを
   特徴とするボールジョイント。