JPS6347514A - ボ−ルジヨイント及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ボールジヨイントとその製）３法に関する
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、引張り何車、圧縮荷重が負荷でき、また、球
体部の真球度が高くて円滑な回転速Ｖ」や揺動運動を１
りることかできると共に、平行心違いの力を吸収でさる
ボールジヨイントとその製造法に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のボールジヨイント及びその製３７ｉ法と
しては、例えば、ロッド本体と球体とを摩擦溶接で接合
して球付きロッドを形成し、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融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
ることによりボールジヨイントをＷＩＪ造する方法（特
公昭４８−２６．１０９号公報、実公昭５４−１２．１
４１号公報参照）等が知られている。そして、この方法
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Ｕ造することができるのでその球体受部
の内面に硬いデル層を形成することもできるという特長
がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の方法においては、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、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の大きな隙間を
設ける必要が生じ、この大きな隙間を形成するために球
体部と球体受部との間に必要以上の大ぎな外力を加える
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Ｉａ４４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するという問題があり、更に、この
ような球体部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。

加えて、摩擦溶接によって球付きロッドを形成する場合
、溶接部の焼戻し処理を別工程で行わなければならず、
しかも、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、更に、溶接部の
ぼり取り工程も必要になって製）告工程が制約されると
いう問題があった。また、従来のこの種のボールジヨイ
ントは軸とホルダーが同一軸心上におかれるため、平行
方向に偏倚する場合には２個のボールジヨイントを使用
する必要があり、そのため、連結作業が面倒な上、連結
部が複雑となるなどの問題があった。

従って、この発明の目的は、かかる観点に鑑みて創案さ
れたもので、ジヨイント部材の球体部真球度が極めて高
く、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の確
保と耐衝撃性の確保ができ、かつ、平行方向に偏倚した
力の吸収を可能にしたボールジヨイント及びその製造法
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、本願の第一番目の発明は、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、一対の球体をプロジェクション溶接で接合して形成
され、各球体がそれぞれ上記ホルダーの球体受部内に回
転及び／又は揺動可能に保持されてこれら各ホルダーを
互いに連結するジヨイント部材とで構成して成るボール
ジヨイントであり、また、本願の第二番目の発明は、一
対の真球度の高い球体をプロジェクション溶接で接合し
てジヨイント部材を形成し、上記ジヨイント部材の球体
を球体受部の中子としてホルダー鋳造金型内にセットし
、上記ホルダー鋳造金型内にダイキャスト溶融合金を鋳
込んでホルダーをＶＩ造した後、上記ホルダーの球体受
部と球体との間に外力を作用させてこれらの間に隙間を
形成するボールジヨイントの製造法である。

本願の第一番目の発明に係るボールジヨイントにおいて
、上記ホルダーの連結部としては、例えば雄ねじや雌ね
じ等のようにそれが伯の部材と連結し１ｑる手段であれ
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、上記ジヨイント部材は球体同士を
直接プロジェクション溶接にて接合したものの他、一対
の球体間にスペーサを介在させて同様にプロジェクショ
ン溶接にて接合したものであってもよい。更に、このボ
ールジヨイントにおいては、上記球体受部とジヨイント
部材の連結部の基部との間にグリース等の潤滑剤を収容
するシール部材を設け、このシール部材内に収容された
潤滑剤によって上記球体部と球体受部のと間の円滑な回
転及び／又は揺動運動を確保すると共に、上記シール部
材によって球体部と球体受部との間に埃やごみ等が侵入
して円滑な回転及び／又は揺動運動を損ねたり、潤滑剤
に埃やごみ等が付着して汚れるのを防止するのが望まし
い。

また、本願の第二番目の発明において、高い球体部真球
度を有するジヨイント部材を協えたボールジヨイントを
製造する方法としては、基本的には真球度の高い一対の
球体を使用し、これら球体を直接又は間接的にプロジェ
クション溶接により溶接すればよく、このプロジェクシ
ョン溶接の方法としては重ねプロジェクション溶接等地
の方法もあるが、好ましくは突合せプロジェクション溶
接の方がよい。このプロジェクション溶接によれば、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
工等の必要がない。。

また、このプロジェクション溶接によって球体を溶接し
た後、そのままの状態で再度電流を流すことにより溶接
部分の焼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俊長時間放置するとその溶接
部分に割れが生じる、いわゆる置き割れが起るが、この
ように溶接に引続いて焼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。

［作用コ この発明のボールジヨイントは、そのジヨイント部材の
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。

更には、平行方向の偏倚に対する力を吸収することも可
能となる。

また、この発明の方法によれば、真球度の高い球体を使
用してその真球度を損うことなくジョイン１へ部材を製
造することができ、また、この真球度の高いシフインド
部材の球体部を中子としてホルダーの球体受部をｖｉ造
づ゛るのでこの球体受部と球体部との間の隙間を必要最
小限の大きさにすることができ、使用途中に大ぎな衝撃
荷重の発生しない構造とすることができる。

［実施例コ 以下、添付図面に示す実施例に基いて、この発明の実施
例に係るボールジヨイント及びその製造法を詳細に説明
する。

第１図において、この発明の第一実施例に係るボールジ
ヨイントが示されている。このボールジヨイントは、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１．１と、一対の球体５，５を接合し
て形成され、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を亙いに連結するジ
ヨイント部材４と、上記球体受部２とジヨイント部材４
との連結部に取付けられ、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の間に埃やごみ笠が侵入するのを
防止するシール部月７とで構成されている。この場合、
上記ジヨイント部材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ション溶接で
溶接することにより、高い真球度が維＋５されている。

また、上記ホルダー１の連結部３は、巧ねじ３ａを刻設
した取付孔にて構成されており、この連結部３にねじ結
合される被連結部材８とジヨイント部材４との間にグリ
ース等のｒ８滑剤９の油溜め１０が形成されている（第
４図参照）。この場合、上記被連結部材８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を形成すると共に、六角状の工具係合部８
ｃが形成されている。

なお、上記シール部材７は、その一端部７ａが溶接部４
ａに係止し、他端部７ｂが球体受部２の開口縁部に係止
して、その間に潤滑剤ポケット１１を形成している。更
に、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ヨイント部材４の揺
動角を規制する縁取り而１２が形成されている。

次に、この第一実施例に係るボールジヨイントの製造法
について説明すると、球体５．５をプロジェクション溶
接してジヨイント部材４を製造し、次にこのジヨイント
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を互いに当接さゼ、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ジヨイント部材
４を形成する。

次に、第３図に示ずように、このジヨイント部材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。そし工、このホルダー鋳造金型２
０内からジヨイント部４４４の球体５が球体受部２内に
鋳込まれたホルダー１を取出し、このホルダー１の球体
受部２とジヨイント部材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、ジヨイント部材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に対してジヨイント部材４゛
の球体５が回転及び／又は揺動し１９るようにする。更
に、この実施例においては、第１図に示すように、ホル
ダー１の球体受部２の間口縁部に縁取り面１２を形成す
ると共にこの開口縁部の連結部側にシール部材７を取付
け、このシール部材７が形成する潤滑剤ポケット１１内
にグリース等の潤滑剤９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訪込んでホル
ダー１をｖＪ造する際にはジヨイント部材４をその連結
部で保持して位置ずれ等が起らないように固定する。

上記のようにして形成されるこの発明のボールジヨイン
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れる。そして、
両ホルダー１．１の連結部に被連結部材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
ＩＮ１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。

第５図はこの発明の第二実施例に係るボールジヨイント
を示すもので、上記第一実施例の場合と異なり、平行方
向の偏伺を更に大きく吸収できるようにした場合である
。すなわち、２個の球体５゜５間にスペーサ１３を介在
させ、このスペーサ１３と球体５とを当接させ、所定の
力Ｆを作用させて上記第一実施例と同様にプロジェクシ
ョン溶接にて接合してジヨイント部材４′を形成しく第
６図参照）、このジヨイント部材４−の球体５，５をそ
れぞれホルダー１．１の球体受部２にて回転及び／又は
揺動可能に保持した場合である。

第７図は第二実施例のポールジョイン１−を製造する際
のホルダー鋳造金型２０を示すもので、第３図に示す場
合と同様であるが、ホルダー鋳造金型２０内にダイキャ
スト溶融合金を訪込んでホルダー１を鋳造する際にはジ
ヨイント郡材４をそのスペーサ１３で保持して位置ずれ
が起こらないように固定する。

上記のように形成される第二実Ｍ例のポールジヨイント
の両ホルダー１．１に被連結部材８，８を連結して使用
に供すると、上記第−実７Ｉｌ！ｉ例に比べてより大き
い平行方向の偏倚Ｉ２に対しても力を吸収することがで
きる（第８図参照）。

［発明の効果］ この発明のボールジヨイントは、そのジヨイント部材の
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
間の隙間が極めて少な（、ホルダーに対するジヨイント
部材の回転及び／又は揺動運動の精度が向上するほか、
使用途中にこれらの間に大きな！ｆｉ撃荷重荷重用する
こともなく、破損し易い球体受部の耐久性が向上し、寿
命の向上を図ることができる。更に、平行方向の偏倚に
対しても追随でき、偏倚した状態で力を吸収して円滑な
動力伝達を行うことができる。

また、この発明方法によれば、真球度の高い球体を使用
してその真球度を損うことなくジヨイント部材を製造す
ることができ、また、ホルダーの球体受部とジヨイント
部材の球体部との間の隙間を必要最小限にしてその間の
がたつきを極めて少なくすることかでき、極めて円滑な
回転及び／又は揺動運動をするボールジヨイントを製造
することができるほか、従来のａ！擦溶接によってジヨ
イント部材を製造する場合に比べて、短時間で溶接する
ことができ、溶接ぼりについてもこれを除去する切削工
程を必要とせず、更に、焼戻し処理についても単に再電
流を流すだけで溶接工程に引続き簡単に行うことができ
、生産性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一実施例に係るボールジヨイント
を示す断面図、第２図は第一実施例におけるジヨイント
部材を製造する方法を示す説明図、第３図は第一実施例
におけるジヨイント部月を中子としてホルダーを鋳造す
る方法を示１説明図、第４図は第一実施例におけるボー
ルジヨイントの使用状態を示す断面図、第５図はこの発
明の第二実施例に係るボールジヨイントを示す断面図、
第６図は第二実施例におけるジヨイント部材を製造する
方法を示す説明図、第７図は第二実施例におけるジヨイ
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、第８図は第二実施例に係るボールジヨイントの使
用状態を示ず断面図である。 符号説明 （１）・・・ホルダー、　　（２）・・・球体受部、（
３）・・・連結部、　　　（４，４°）・・・ジヨイン
ト部材、（５）・・・球体、　　　　（６）・・・潤滑
剤、（７）・・・シール部材、　（１３）・・・スペー
サ（２０）・・・ホルダー鋳造金型 特許出願人　　　寺　町　　　博 代　　理　　人　　　　　弁理士　　成　　瀬　　　勝
　　夫（外２名） １　ホルダー 第２図 ↓Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、一対の球体をプロジェクシ
   ョン溶接で接合して形成され、各球体がそれぞれ上記ホ
   ルダーの球体受部内に回転及び／又は揺動可能に保持さ
   れてこれら各ホルダーを互いに連結するジョイント部材
   とで構成して成ることを特徴とするボールジョイント。
2. （２）ジョイント部材が、一対の球体と、これら球体間
   に介在されると共に球体にプロジェクション溶接にて接
   合されるスペーサとで構成される特許請求の範囲第１項
   記載のボールジョイント。
3. （３）一対の真球度の高い球体をプロジェクション溶接
   で接合してジョイント部材を形成し、上記ジョイント部
   材の球体を球体受部の中子としてホルダー鋳造金型内に
   セットし、上記ホルダー鋳造金型内にダイキャスト溶融
   合金を鋳込んでホルダーを鋳造した後、上記ホルダーの
   球体受部と球体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を特徴とするボールジョイントの製
   造法。
4. （４）一対の真球度の高い球体間にスペーサを介在して
   プロジェクション溶接にて接合してジョイント部材を形
   成し、上記ジョイント部材の球体を球体受部の中子とし
   てホルダー鋳造金型内にセットすることを含む特許請求
   の範囲第３項記載のボールジョイントの製造法。