JPS636210A - 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］ 本発明は、ボールジヨイントとその製造法に係り、特に
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Ｗ！Ａ造法と
しては、例えば、軸本体と球体とを摩擦溶接で接合して
球付軸体を形成し、ホルダーの球体受部と上記球付軸体
の球体部とを中子として金型内にセットし、この金型内
にダイキャスト溶融合金を鋳込んでこれら球体受部と球
体部との間にブツシュをＨａし、このブツシュと球体部
との間に外力を作用させてこれらの間に隙間を形成し、
上記ブツシュと球体部との間に供給されるグリース等の
潤滑剤を収容するシール部材を装着してなるボールジヨ
イント及びその製造法（特公昭５３−８．８６１号公報
）が知られている。そして、この方法においては、球付
軸体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、この球付軸体
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、球体と軸本体と
を溶接して球付軸体を形成する際に、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軸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、球付軸体と
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球体受
部内のブツシュ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
ブツシュとの間に必要以上の大きな外力を加える必要が
生じて誤ってブツシュあるいはこれを収容する球体受部
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ブツシュ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、ざらに、このような球体部真球度の狂いによ
りこの球体部とブツシュ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、鋳造で形成したブツシュが破損する原因
にもなっていた。加えて、摩擦溶接によって球付軸体を
形成する場合、溶接後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、ざ
らに、溶接部のパリ取り工程も必要になって製造工程が
制約されるという問題があった。

従って、本発明の目的は、球付軸体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ホルダー
球体受部内のブツシュ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を確保できると共に衝撃に強い
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、ホルダーの球体受
部と球付軸体の球体部との間にダイキャスト溶融合金を
鋳込んでブツシュを形成し、このブツシュと球体部との
間に外力を作用させて隙間を形成することによりホルダ
ーと球付軸体との間を回転及び揺動可能にすると共に、
上記ブツシュと球体部との間に供給されるグリース等の
潤滑剤を収容するシール部材を設けてなるボールジヨイ
ントにおいて、上記球付軸体としてその軸本体と球体と
がプロジェクション溶接で接合されて球体部真球度の高
い球付軸体を使用したボールジヨイントであり、また、
本願の第二番目の発明は、球付軸体を構成する球体と軸
本体との間をプロジエクション溶接で接合して球付軸体
を形成し、この球付軸体の球体部とホルダーの球体受部
とを中子として金型内にセットし、次いでこれら球体受
部と球体との間にダイキャスト溶融合金を鋳込んでブツ
シュを鋳造し、このブツシュと球付軸体の球体部との間
に外力を作用させてこれらの間に隙間を形成し、上記ブ
ツシュと球体部との間に供給されるグリース等の潤滑剤
を収容するためのシール部材を装着するボールジヨイン
トの製造法である。

本発明において、上記ホルダー側及び球付軸体側にそれ
ぞれ設けられる連結部については、例えばおねじやめね
じ等のようにそれが他の部材と連結し得る手段であれば
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、このボールジヨイントのホルダーの球体受部内に
鋳造されるブツシュの上部には、球体受部上面より上方
に突出する突出部を形成し、この突出部の上傾を外方に
向けてかしめることにより突出部外側に凹溝を形成し、
この凹溝内にシール部材の取付部を嵌着してこのシール
部材を取付けるようにするのがよい。

ざらに、ホルダーの球体受部に形成される凹部について
はその開口縁部側が狭くその底部側が広い形状とするの
がよく、これによってこの球体受部内に形成されるブツ
シュの後けを確実に防止することができる。また、ホル
ダーの球体受部の底部に凹状の油溜め部を形成し、ホル
ダーの球体受部と球付軸体の球体部とを中子としてこれ
ら球体受部と球体部との間にダイキャスト溶融合金を鋳
込んでブツシュを形成する際に上記油溜め部を球体部の
座として利用するのが望ましい。

また、本発明において使用されるシール部材については
、それがホルダーの球体受部内に鋳込まれたブツシュと
球付軸体の球体部との間に供給されるグリース等の潤滑
剤を収容し、また、このブツシュと球体部との間に埃や
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
ることができるものであればよく、その取付手段につい
ても特に制限はないが、好ましくは内部に右端リング状
のスプリングが設けられた取付部を有し、ブツシュ上部
の突出部に設けた上記凹溝内にこの取付部を嵌着して取
付けるのがよい。

また、本願の第二番目の発明において、高い球体部真球
度を有する球付軸体を備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球体を使用し
、その球体と軸本体との間を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信の方法もめるが、
好ましくは突合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によれば、溶接ばりの生成が少なく
、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と軸本体
とを溶接した後、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、例えば高炭素鋼では溶接後置時間放置するとそ
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 本発明のボールジヨイントは、その球付軸体の球体部の
真球度が極めて高く、それ故に球体部とこの球体部を収
容するブツシュ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。

また、本発明方法によれば、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球付軸体を製造することが
でき、また、この球体部真球度の高い球付軸体の球体部
を中子としてブツシュを鋳造するので、このブツシュと
球体部との間の隙間を必要最小限の大きざにすることが
でき、使用途中に大き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］ 以下、添付図面に示す実施例に基いて、本発明のボール
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、本発明の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、−端に雌
捩子部４を有すると共に他端に凹状の球体受部５を有す
るホルダー１と、−端に雄捩子部６を有すると共に他端
に球体部７を有する球付軸体２と、上記ホルダー１側と
球付軸体２側との間に取付けられ、グリース等の潤滑剤
を収容すると共にこれらの間に埃やごみが進入するのを
防止するシール部材３とで構成され、上記ホルダー１の
球体受部５と球付軸体２の球体部７との間にダイキャス
ト溶融合金を鋳込んでブツシュ８が形成されており、上
記球付軸体２の球体部７はプロジェクション溶接で接合
されて真球度の高いものとなっている。

この実施例において、上記ホルダー１は、第２図に示す
ように、その球体受部５の凹部５ａが開口縁部側で狭く
底部側で広くなるような形状に形成され、これによって
この凹部５ａ内に形成されるブツシュ８の央けが確実に
防止されるようになっている。また、上記凹部５ａと雌
捩子部４側の空間部との間を仕切る隔壁部には、透孔９
が穿設されていると共にこの透孔９内には凹部５ａ側に
所定の隙間を残して埋め栓１０が設けられており、この
球体受部５内にブツシュ８を形成した際にこのブツシュ
８に上記隙間内に鋳込まれて形成されるブツシュ８の回
転止め用の突起８Ｃが形成されるようになっている。ざ
らに、このホルダー１の球体受部５には、その底部に凹
部５ａ内に開口する真円形をした凹状の油溜め部１１が
形成されており、球付軸体１の球体部７とホルダー１の
球体受部５とを中子としてこの球体部７と球体受部５と
の間にダイキャスト溶融合金を鋳込んでブツシュ８を形
成する際に上記油溜め部１１を上記球体部７の座として
利用できるようになっている。

そして、上記ホルダー１の球体受部５因に鋳造されるブ
ツシュ８の上部には、球体受部５上面より上方に突出す
る突出部８ａが形成され、この突出部８ａの上端にはそ
こを外方に向けてかしめることにより突出部８ａ外側に
シール部材３取付用の凹溝８ｂが形成されており、また
、上記シール部材３には内部に右端リング状のスプリン
グ１２が埋設された取付部３ａが形成されており、シー
ル部材３はブッシュ８上部の突出部８ａに形成された上
記凹溝８ｂ内にこの取付部３ａを嵌着して取付けられて
いる。

次に、この実施例に係るボールジヨイントの製造法につ
いては、先ず、第２図に示すようなホルダー１を鍛造、
切削等の手段で形成し、また、第３図に示すように、球
付軸体２を構成する球体２ａと軸本体２ｂとを互いに当
接させ、これらの間に所定の圧力Ｆを作用させながら所
定の溶接電流を所定の時間流してこれらの間をプロジェ
クション溶接し、次いでそのまま所定の焼戻し電流を所
定の時間だけ通電して焼戻し処理を行うことにより球付
軸体２を形成し、第４図に示すように、ホルダー１の球
体受部５の底部に形成した油溜め部１１に球付軸体２の
球体部７を設置してこれら球体受部５と球体部７とを中
子として金型１３ａ及び１３ｂ内にセットし、湯導入口
１３ｄからこれら球体受部５と球体部７との間の形成さ
れたキャビティ１３Ｃ内にダイキャスト溶融合金を鋳込
んでブツシュ８を鋳造し、第５図に示すように、このブ
ツシュ８によって球体受部５内に球付軸体２の球体部７
が保持されたホルダー１を金型１３ａ及び１３ｂから取
出し、球体受部５上面より上方に突出したブツシュ８の
突出部８ａ上端を外方に向けてかしめることにより、第
１図に示されているように突出部８ａの外側に凹溝８ｂ
を形成し、ざらに、球付軸体２の球体部７とブツシュ８
との間に外力を作用させてこれらの間に隙間を形成し、
ブツシュ８の突出部８ａ外側に形成された凹溝８ｂ内に
シール部材３の取付部３ａを嵌着してこのシール部材３
を取付け、このシール部材３内に上記ブツシュ８と球体
部７との間に供給されるグリース等の潤滑剤を充填して
行う。

［発明の効果］ 本発明のボールジヨイントによれば、その球付軸体の球
体部真球度が極めて高く、球体部とこの球体部を収容す
るブツシュとの間の隙間を必要最小限にすることができ
るので、これらの間の回転及び揺動運動の精度が向上し
てホルダーと球付軸体との間の回転及び揺動運動の精度
を著しく向上させることができ、また、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く、破損し
易いブツシュの耐久性が向上し、寿命の向上を図ること
ができる。

また、本発明方法によれば、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球付軸体を製造することが
でき、また、この真球度の高い球体部を中子としてブツ
シュを鋳造するので、このブツシュと球体部との間の隙
間を必要最小限の大きさにしてその間のがたつきを極め
て少なくすることができ、極めて円滑な回転及び揺動運
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
、使用途中に大きな衝撃荷重の発生しない構造とするこ
とができる。さらに、従来の摩擦溶接によって球付軸体
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、さらに、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図は本発明の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１図のホルダーを示す断面図、第３
図は球体と軸本体とをプロジェクション溶接で接合する
状態を示す説明図、第４図はホルダーの球体受部と球付
軸体の球体部を中子としてブツシュを鋳造する状態を示
す断面説明図、第５図は第４図で製造され、球付軸体が
ブツシュによってホルダーに保持された状態のボールジ
ヨイントを示す断面図である。 符号の説明 （１）・・・ホルダー、　　　（２）・・・球付軸体、
（２ａ）・・・球体、　　　　　（２ｂ）・・・軸本体
、（３）・・・シール部材、　　（３ａ）・・・取付部
、（４）・・・雌捩子部、　　　（５）・・・球体受部
、（５ａ）・・・凹部、　　　　　（６）・・・雄捩子
部、（７）・・・球体部、　　　　（８）・・・ブツシ
ュ、（８ａ）・・・突出部、　　　　（８ｂ）・・・凹
溝、（９）・・・透孔、　　　　　（１Ｇ）・・・埋め
栓、（１１）・・・油溜め部、　　　（１２）・・・ス
プリング、（１３ａ）（１３ｂ）−・・金型、　　（１
３Ｃ）　−・・キャビティ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホルダーの球体受部と球付軸体の球体部との間に
   ダイキャスト溶融合金を鋳込んでブッシュを形成し、こ
   のブッシュと球体部との間に外力を作用させて隙間を形
   成することによりホルダーと球付軸体との間を回転及び
   揺動可能にすると共に、上記ブッシュと球体部との間に
   供給されるグリース等の潤滑剤を収容するシール部材を
   設けてなるボールジョイントにおいて、上記球付軸体と
   してその軸本体と球体とがプロジェクション溶接で接合
   されて球体部真球度の高い球付軸体を使用したことを特
   徴とするボールジョイント。
2. （２）ホルダーの球体受部内に鋳造されるブッシュの上
   部に球体受部上面より上方に突出する突出部を形成し、
   この突出部の上端を外方に向けてかしめることにより突
   出部外側にシール部材取付用の凹溝を形成した特許請求
   の範囲第１項記載のボールジョイント。
3. （３）ホルダーの球体受部にはその開口縁部側が狭くそ
   の底部側が広い凹部が形成されている特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のボールジョイント。
4. （４）球付軸体を構成する球体と軸本体との間をプロジ
   ェクション溶接で接合して球付軸体を形成し、この球付
   軸体の球体部とホルダーの球体受部とを中子として金型
   内にセットし、次いでこれら球体受部と球体との間にダ
   イキャスト溶融合金を鋳込んでブッシュを鋳造し、この
   ブッシュと球付軸体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し、上記ブッシュと球体部との
   間に供給されるグリース等の潤滑剤を収容するためのシ
   ール部材を装着することを特徴とするボールジョイント
   の製造法。
5. （５）シール部材の装着は、球体受部上面より上方に突
   出したブッシュの突出部上端を外方に向けてかしめて形
   成した突出部外側の凹溝内にシール部材の取付部を嵌着
   して行う特許請求の範囲第３項記載のボールジョイント
   の製造法。