JPWO2012133643A1 - Ball joint manufacturing method - Google Patents
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Abstract
ボールジョイント(J)を組み立てる組立工程(17)と,次いでボールジョイント(J)を,ベアリングシート(4)が軟化するように加熱する加熱工程(18)とを備える,ボールジョイントの製造方法において,加熱工程(18)では,ボールジョイント(J)のハウジング(5)を囲むように誘導加熱コイル(26,31)を設置し,この誘導加熱コイル(26,31)への通電によりハウジング(5)を加熱して,ハウジング(5)の内周面からベアリングシート(4)への熱伝導によりベアリングシート(4)を加熱,軟化させる。これにより、ボールジョイントの製造ライン上の比較的小スペース内で加熱工程を実施でき,しかも熱可塑性樹脂製のベアリングシートの素材制約もなく,これを電力をもって効率良く適正に加熱し得るボールジョイントの製造方法を提供する。An assembly process (17) for assembling the ball joint (J), and then a heating process (18) for heating the ball joint (J) so that the bearing seat (4) is softened. In the heating step (18), an induction heating coil (26, 31) is installed so as to surround the housing (5) of the ball joint (J), and the housing (5) is energized by energizing the induction heating coil (26, 31). To heat and soften the bearing sheet (4) by heat conduction from the inner peripheral surface of the housing (5) to the bearing sheet (4). As a result, the heating process can be carried out in a relatively small space on the ball joint production line, and there is no material restriction of the bearing sheet made of thermoplastic resin. A manufacturing method is provided.
Description
本発明は,筒状の金属製のハウジングと,ボール部及びこのボール部から突出するスタッド部よりなる金属製のボールスタッドと,前記スタッド部の首振りを可能に前記ボール部を包持して前記ハウジング内に装着される熱可塑性樹脂製のベアリングシートとよりなるボールジョイントを製造するに当たり,前記ベアリングシートに予圧を付与しながら前記ボールジョイントを組み立てる組立工程と,この組立工程後のボールジョイントを,前記ベアリングシートが軟化するように加熱して,該ベアリングシートを前記ボール部の外周面に馴染ませる加熱工程とを備える,ボールジョイントの製造方法の改良に関する。この製造方法で製造されるボールジョイントは,主として自動車の懸架装置や操向装置に使用される。 The present invention includes a cylindrical metal housing, a metal ball stud made of a ball portion and a stud portion protruding from the ball portion, and the ball portion so as to allow the stud portion to swing. An assembly process for assembling the ball joint while applying a preload to the bearing seat, and a ball joint after the assembly process, when manufacturing a ball joint comprising a thermoplastic resin bearing seat mounted in the housing. And a heating step of heating the bearing seat so that the bearing seat is softened and adapting the bearing seat to the outer peripheral surface of the ball portion. Ball joints manufactured by this manufacturing method are mainly used for suspension devices and steering devices for automobiles.
かゝるボールジョイントの製造方法において,ボールジョイントを組み立てる組立工程でベアリングシートに予圧を付与することは,具体的には,ベアリングシートを一定の締代をもってボール部及びハウジング間に介装することであり,こうすることにより,ボールジョイントが高負荷の下で作動するとき,ボールスタッドのガタの無い揺動を可能にして,ボールジョイントの耐久性を確保することができる。しかしながら,ベアリングシートを一定の締代をもってボール部及びハウジング間に介装すると,ベアリングシートの,ボール部に圧接する内周面に,その内周面の変形に伴なう皺等の凹凸が発生することにより,ベアリングシートのボール部に対する面圧が各部不均一になって,各製品においてボールスタッドの揺動トルクが一定しなくなり,しかもベアリングシートは,面圧が高い箇所で摩耗が進行し易くなるため,耐久性を損なうことになる。そのような不都合を解消するために,組立工程後,ボールジョイントを,ベアリングシートが軟化するように加熱して,ベアリングシートをボール部の外周面に馴染ませる加熱工程が有効となる。 In such a ball joint manufacturing method, the preload is applied to the bearing seat in the assembly process of assembling the ball joint. Specifically, the bearing seat is interposed between the ball portion and the housing with a certain tightening allowance. By doing so, when the ball joint operates under a high load, the ball stud can be swung without play and the durability of the ball joint can be ensured. However, if the bearing seat is interposed between the ball portion and the housing with a certain tightening allowance, irregularities such as wrinkles due to deformation of the inner peripheral surface are generated on the inner peripheral surface of the bearing seat that is pressed against the ball portion. As a result, the surface pressure on the ball part of the bearing seat becomes non-uniform in each part, the swing torque of the ball stud is not constant in each product, and the bearing sheet is prone to wear at places where the surface pressure is high. Therefore, durability is impaired. In order to eliminate such an inconvenience, after the assembly process, a heating process is effective in which the ball joint is heated so that the bearing sheet is softened and the bearing sheet is adapted to the outer peripheral surface of the ball portion.
かゝるボールジョイントの製造方法は,下記特許文献1及び2等に開示されるように,既に知られている。
Such a ball joint manufacturing method is already known as disclosed in
ところで,特許文献1に開示されるボールジョイントの製造方法では,加熱工程において,ボールジョイントを高温槽に入れて加熱する。こうした加熱方法では,大型の高温槽が必要であり,その大型の高温槽をボールジョイントの製造ライン内に設置するには,広いスペースを必要とする。またボールジョイントの製造ライン内に高温槽を設置できない場合には,ボールジョイントの製造ラインとは別の場所に高温槽を設置しなければならないが,そうすると,互いに離れた製造ラインと高温槽との間でボールジョイントを行き来させることを余儀なくされるから,生産能率の低下を招く。また高温槽では,その内部を常に高温状態に保つために,多量の電力が必要である上,その温度管理が難しい。
By the way, in the manufacturing method of the ball joint disclosed by
一方,特許文献2に開示されるボールジョイントの製造方法では,加熱工程において,ボールスタッド及びハウジングよりも電気抵抗が大きい導電性の合成樹脂よりなるベアリングシートに,ボールスタッド及びハウジングを介して通電して,ベアリングシートをジュール熱により加熱する。こうした加熱方法では,ベアリングシートの温度管理が比較的容易であるものゝ,加熱時には,ボールスタッド及びハウジングを通電用のクランプで把持するので,その把持部が傷つき,品質を損なう虞がある。さらに,その加熱方法の採用に当たっては,ベアリングシートを電導性としなければならないと言う,ベアリングシートの素材上の制約がある。
On the other hand, in the ball joint manufacturing method disclosed in
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,ボールジョイントの製造ライン上の比較的小スペース内で加熱工程を実施でき,しかも熱可塑性樹脂製のベアリングシートの素材制約もなく,これを電力をもって効率良く適正に加熱し得る前記ボールジョイントの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. The heating process can be carried out in a relatively small space on the ball joint production line, and there is no material restriction of the bearing sheet made of thermoplastic resin. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing the ball joint that can efficiently and appropriately heat the power.
上記目的を達成するために,本発明は,筒状の金属製のハウジングと,ボール部及びこのボール部から突出するスタッド部よりなる金属製のボールスタッドと,前記スタッド部の首振りを可能に前記ボール部を包持して前記ハウジング内に装着される熱可塑性樹脂製のベアリングシートとよりなるボールジョイントを製造するに当たり,前記ベアリングシートに予圧を付与しながら前記ボールジョイントを組み立てる組立工程と,この組立工程後のボールジョイントを,前記ベアリングシートが軟化するように加熱して,該ベアリングシートを前記ボール部の外周面に馴染ませる加熱工程とを備える,ボールジョイントの製造方法において,前記加熱工程では,前記ボールジョイントのハウジングを囲むように誘導加熱コイルを設置し,この誘導加熱コイルへの通電により前記ハウジングを加熱して,該ハウジングの内周面から前記ベアリングシートへの熱伝導により該ベアリングシートを加熱,軟化させることを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention enables a cylindrical metal housing, a metal ball stud including a ball portion and a stud portion protruding from the ball portion, and swinging of the stud portion. An assembly step of assembling the ball joint while applying a preload to the bearing seat in manufacturing a ball joint formed of a thermoplastic resin bearing seat that encloses the ball portion and is mounted in the housing; In the method of manufacturing a ball joint, the heating step includes heating the ball joint after the assembly step so that the bearing seat is softened, and adapting the bearing seat to the outer peripheral surface of the ball portion. Then, an induction heating coil is installed so as to surround the ball joint housing. And heating the housing by energizing the electric heating coil, heating the bearing seat by the heat conduction from the inner peripheral surface of the housing to the bearing seat, the first feature to be softened.
また本発明は,筒状の金属製のハウジングと,ボール部及びこのボール部から突出するスタッド部よりなる金属製のボールスタッドと,前記スタッド部の首振りを可能に前記ボール部を包持して前記ハウジング内に装着される熱可塑性樹脂製のベアリングシートとよりなるボールジョイントを製造するに当たり,前記ベアリングシートに予圧を付与しながら前記ボールジョイントを組み立てる組立工程と,この組立工程後のボールジョイントを,前記ベアリングシートが軟化するように加熱して,該ベアリングシートを前記ボール部の外周面に馴染ませる加熱工程とを備える,ボールジョイントの製造方法において,前記加熱工程では,前記スタッド部を囲むように誘導加熱コイルを設置し,この誘導加熱コイルへの通電により前記ボールスタッドを加熱して,前記ボール部の外周面から前記ベアリングシートへの熱伝導により該ベアリングシートを加熱,軟化させることを第2の特徴とする。 The present invention also includes a cylindrical metal housing, a metal ball stud comprising a ball portion and a stud portion protruding from the ball portion, and the ball portion enabling the swinging of the stud portion. An assembly process for assembling the ball joint while applying a preload to the bearing seat, and a ball joint after the assembly process. Heating the bearing seat so that the bearing seat is softened, and allowing the bearing seat to conform to the outer peripheral surface of the ball portion. In the ball joint manufacturing method, the heating step surrounds the stud portion. Inductive heating coils are installed as described above. Heating the head, heat the bearing seat by the heat conduction from the outer peripheral surface of the ball portion to the bearing seat, the second feature to be softened.
さらに本発明は,筒状の金属製のハウジングと,ボール部及びこのボール部から突出するスタッド部よりなる金属製のボールスタッドと,前記スタッド部の首振りを可能に前記ボール部を包持して前記ハウジング内に装着される熱可塑性樹脂製のベアリングシートとよりなるボールジョイントを製造するに当たり,前記ベアリングシートに予圧を付与しながら前記ボールジョイントを組み立てる組立工程と,この組立工程後のボールジョイントを,前記ベアリングシートが軟化するように加熱して,該ベアリングシートを前記ボール部の外周面に馴染ませる加熱工程とを備える,ボールジョイントの製造方法において,前記加熱工程では,前記ハウジング及びボールスタッドを囲むように誘導加熱コイルを設置し,この誘導加熱コイルへの通電により前記ハウジング及びボールスタッドを加熱し,該ハウジングの内周面から前記ベアリングシートへの熱伝導,並びに前記ボールスタッドのボール部外周面から前記ベアリングシートへの熱伝導により該ベアリングシートを加熱,軟化させることを第3の特徴とする。 The present invention further includes a cylindrical metal housing, a metal ball stud comprising a ball portion and a stud portion protruding from the ball portion, and the ball portion enabling the swinging of the stud portion. An assembly process for assembling the ball joint while applying a preload to the bearing seat, and a ball joint after the assembly process. Heating the bearing seat so that the bearing seat is softened, and adapting the bearing seat to the outer peripheral surface of the ball portion. In the method of manufacturing a ball joint, in the heating step, the housing and the ball stud An induction heating coil is installed around the induction heating coil. The housing and the ball stud are heated by heating, and the bearing seat is heated and softened by heat conduction from the inner peripheral surface of the housing to the bearing seat and heat conduction from the outer peripheral surface of the ball stud to the bearing seat. The third feature is to make it.
さらにまた本発明は,第3の特徴に加えて,前記加熱工程では,前記ハウジングを囲む第1誘導加熱コイルと,ボールスタッドを囲む第2誘導加熱コイルとを並設し,この両誘導加熱コイルへの通電により,前記ハウジング及びボールスタッドを個別に加熱することを第4の特徴とする。 In addition to the third feature of the present invention, in the heating step, a first induction heating coil that surrounds the housing and a second induction heating coil that surrounds the ball stud are provided side by side. According to a fourth feature, the housing and the ball stud are individually heated by energizing the pin.
さらにまた本発明は,第1〜第3の特徴の何れかに加えて,前記加熱工程後,前記ボールジョイントを一定時間放置して前記ハウジング又はボールスタッドの余熱を前記ベアリングシートに伝達すると共に,該ベアリングシートの温度分布を均一化する均熱工程と,この均熱工程後,前記ボールジョイントを冷却する冷却工程とを備えることを第5の特徴とする。 Furthermore, in addition to any of the first to third features, the present invention transmits the residual heat of the housing or ball stud to the bearing seat by leaving the ball joint for a certain time after the heating step, A fifth feature is that it comprises a soaking step for making the temperature distribution of the bearing seat uniform and a cooling step for cooling the ball joint after the soaking step.
さらにまた本発明は,第1〜第4の特徴の何れかに加えて,前記加熱工程では,前記誘導加熱コイルの加熱周波数として,高周波数を用いることを第6の特徴とする。 Furthermore, in addition to any of the first to fourth characteristics, the present invention has a sixth characteristic that a high frequency is used as the heating frequency of the induction heating coil in the heating step.
さらにまた本発明は,第1〜第4の特徴の何れかに加えて,前記加熱工程では,前記誘導加熱コイルの加熱周波数として,低周波数を用いることを第7の特徴とする。 Furthermore, in addition to any of the first to fourth characteristics, the present invention has a seventh characteristic that a low frequency is used as the heating frequency of the induction heating coil in the heating step.
本発明の第1の特徴によれば,加熱工程では,誘導加熱コイルによりハウジングを誘導加熱して,ハウジングの内周面からベアリングシートへの熱伝導によりベアリングシートを加熱するので,ハウジングからベアリングシート全体を効率良く加熱,軟化させ,これによりベアリングシートの内周面をボール部の外周面に馴染ませると共に,ベアリングシートの内部応力を全体的に均等化することができる。しかも高温槽を使用する場合に比して消費電力を少なく抑えることができると共に,誘導加熱設備は,比較的小規模であることから,製造ライン上,あるいはその隣接位置の設置が可能となり,生産能率の向上を図ることができる。 According to the first feature of the present invention, in the heating step, the housing is induction-heated by the induction heating coil, and the bearing seat is heated by heat conduction from the inner peripheral surface of the housing to the bearing seat. The whole can be efficiently heated and softened, so that the inner peripheral surface of the bearing seat can be adapted to the outer peripheral surface of the ball portion, and the internal stress of the bearing seat can be equalized as a whole. In addition, the power consumption can be reduced compared to the case of using a high-temperature tank, and the induction heating equipment is relatively small, so that it can be installed on the production line or adjacent to it. Efficiency can be improved.
またハウジングからベアリングシートへの熱伝導でベアリングシートを加熱するので,ベアリングシートの素材の如何に拘らず,その加熱が可能である。 Further, since the bearing seat is heated by heat conduction from the housing to the bearing seat, the heating is possible regardless of the material of the bearing seat.
さらにベアリングシートに対する温度管理は,誘導加熱コイルへの通電出力や通電時間の調節により容易に行うことができる。しかも誘導加熱コイルは,ボールジョイントに対して無接触の状態で使用されるので,加熱工程においてボールジョイントを損傷させる心配がない。 Furthermore, the temperature control for the bearing seat can be easily performed by adjusting the energization output to the induction heating coil and the energization time. Moreover, since the induction heating coil is used in a non-contact state with respect to the ball joint, there is no fear of damaging the ball joint in the heating process.
本発明の第2の特徴によれば,加熱工程では,誘導加熱コイルによりスタッド部を誘導加熱して,スタッド部からボール部への熱伝導,そしてボール部の外周面からベアリングシートへの熱伝導によりベアリングシートを加熱するので,ボールスタッドからベアリングシートの内周面を効率良く加熱,軟化させることができ,したがって比較的少ない電力をもってベアリングシートの内周面の軟化を促進し,ボール部への馴染みを迅速に行わせることができる。その他,前記第1の特徴と同様の効果を達成し得る。 According to the second feature of the present invention, in the heating process, the stud portion is induction-heated by an induction heating coil to conduct heat from the stud portion to the ball portion, and from the outer peripheral surface of the ball portion to the bearing seat. Because the bearing seat is heated by this, it is possible to efficiently heat and soften the inner peripheral surface of the bearing seat from the ball stud, and therefore, the softening of the inner peripheral surface of the bearing seat is promoted with relatively little power, Familiarization can be performed quickly. In addition, the same effect as the first feature can be achieved.
本発明の第3の特徴によれば,加熱工程において,誘導加熱コイルによりハウジング及びボールスタッドを同時に加熱するので,ハウジング及びボール部によって,ベアリングシートを,その外周面及び内周面から加熱することになり,ベアリングシート全体の加熱,軟化を短時間で行い,ベアリングシートのボール部への馴染みを迅速に行わせることができ,これにより製造能率の向上を図ることができる。その他,前記第1の特徴と同様の効果を達成し得る。 According to the third aspect of the present invention, in the heating process, the housing and the ball stud are simultaneously heated by the induction heating coil, so that the bearing seat is heated from the outer peripheral surface and the inner peripheral surface by the housing and the ball portion. Thus, the entire bearing seat can be heated and softened in a short time, and the ball of the bearing seat can be quickly adapted to the ball portion, thereby improving the production efficiency. In addition, the same effect as the first feature can be achieved.
本発明の第4の特徴によれば,加熱工程において,第1及び第2誘導加熱コイルによりハウジング及びボールスタッドを個別に加熱するので,第1及び第2誘導加熱コイルによる加熱条件を,ハウジング及びボールスタッドの熱容量等に応じて選定して,ベアリングシート全体を短時間で効率良く加熱,軟化させることができ,ベアリングシートのボール部外周面への馴染みと,ベアリングシートの内部応力の均等化を迅速に行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the housing and the ball stud are individually heated by the first and second induction heating coils in the heating step, the heating conditions by the first and second induction heating coils are set as follows. It can be selected according to the heat capacity of the ball stud, and the entire bearing seat can be heated and softened efficiently in a short time, and the familiarity of the bearing seat with the outer peripheral surface of the ball and the equalization of the internal stress of the bearing seat Can be done quickly.
本発明の第5の特徴によれば,均熱工程によって,ハウジングの余熱をベアリングシートの加熱に有効利用することができ,したがって加熱工程における誘導加熱コイルへの通電時間を短縮して,電力消費を極力抑えることができ,またベアリングシートの温度分布を均一化して,ベアリングシートの内周面全体をボール部の外周面に対して確実に馴染ませると共に,ベアリングシートの内部応力の均等化を確実行うことができ,ボールスタッドの揺動トルクを安定させ,高性能なボールジョイントを提供することができる。また次の冷却工程では,ボールジョイントを冷却して,ボールジョイント内のベアリングシートの通常硬度へ復帰させることができる。 According to the fifth feature of the present invention, the residual heat of the housing can be effectively used for heating the bearing seat by the soaking process, and therefore the energization time to the induction heating coil in the heating process can be shortened and the power consumption can be reduced. In addition, the temperature distribution of the bearing seat is made uniform, and the entire inner peripheral surface of the bearing seat is made to conform to the outer peripheral surface of the ball portion, and the internal stress of the bearing seat is also equalized. It is possible to provide a high-performance ball joint by stabilizing the swing torque of the ball stud. In the next cooling step, the ball joint can be cooled to return to the normal hardness of the bearing seat in the ball joint.
J・・・・ボールジョイント
1・・・・ボールスタッド
2・・・・ボール部
3・・・・スタッド部
4・・・・ベアリングシート
5・・・・ハウジング
17・・・組立工程
18・・・加熱工程
19・・・均熱工程
20・・・冷却工程
26・・・誘導加熱コイル,第1誘導加熱コイル
29・・・誘導加熱コイル,第2誘導加熱コイル
31・・・誘導加熱コイルJ ... Ball joint 1 ...
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1〜図4に示す本発明の第1実施例の説明より始める。 The description starts with the description of the first embodiment of the present invention shown in FIGS.
先ず,本発明の第1実施例の製造方法により製造されるボールジョイントの構造について,図1及び図2を参照しながら説明する。ボールジョイントJは,ボール部2及び,このボール部2に一体に形成されてその一側方へ突出する,雄ねじ付きのスタッド部3よりなる金属製のボールスタッド1と,スタッド部3の首振りを可能にボール部2を包持する熱可塑性樹脂製のベアリングシート4と,このベアリングシート4と共に前記ボール部2を収容して,該ベアリングシート4に締め付け力を付与する円筒状のハウジング5とを主たる構成要素としている。上記ハウジング5は円筒状のハウジングボディ6と平板状のプラグ7とで構成される。
First, the structure of the ball joint manufactured by the manufacturing method of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ball joint J is composed of a
ハウジングボディ6は,一端に前記スタッド部3が配置されるスタッド口10が,また他端には段付きの装着口11がそれぞれ設けられ,それらの中間部の内周面が,装着口11から挿入されたベアリングシート4に対する支持面12となっている。
The
上記支持面12は,装着口11側の半部が円筒状をなし,スタッド口10側の半部がスタッド部3に向かって小径となる球状をなしており,ボール部2を包持したベアリングシート4は,装着口11から上記支持面12に所定の締代をもって圧入される。
The
前記プラグ7は,ベアリングシート4の支持面12への圧入後,そのベアリングシート4の平坦な端面4aを所定の締代をもって押圧しながら装着口11を閉鎖すべく,その装着口11に嵌合され,そして段部11aとハウジングボディ6のかしめ部6aとで挟持,固定される。ベアリングシート4の内周面には,予め潤滑用のグリース(図示せず)が塗布される。こうしてベアリングシート4は予圧が付与された状態で,ハウジング5及びボール部2間に介装される。
The
ハウジング5には,支持アーム8が圧入又は溶接により取り付けられ,またハウジング5及びスタッド部3間に可撓性のブーツ9が装着される。
A
尚,図示例の場合,ボールジョイントJの各部の素材は次の通りである。 In the illustrated example, the material of each part of the ball joint J is as follows.
ハウジングボディ6・・・S45C
プラグ7・・・SPC
ボールスタッド1・・・SCM435
ベアリングシート4・・・POM
さて,上記ボールジョイントJの製造方法について,以下に説明する。
Bearing
Now, a method for manufacturing the ball joint J will be described below.
図3に示すように,ボールジョイントJの製造に当たっては,一連の製造ライン15上で,部品搬入工程16,組立工程17,加熱工程18,均熱工程19,冷却工程20,付属部品装着工程21及び完成品搬出工程22を順次実行していく。
As shown in FIG. 3, when manufacturing the ball joint J, on a series of
先ず,部品搬入工程16では,製造ライン15のコンベアにボールジョイントJの構成部品を搬入し,組立工程17では,上記搬入部品を組み立てて,支持アーム8及びブーツ9を除いた,図1のようなボールジョイントJを完成させる。この組立工程17において,前述のようにベアリングシート4に予圧が付与される。
First, in the parts carrying-in
次の加熱工程18を行う製造ライン15では,コンベアに隣接して誘導加熱設備23が設けられる。この誘導加熱設備23は,誘導加熱電源24と,その周囲に並ぶ複数,図示例では一対の加熱作業台25,25と,これら加熱作業台25,25の上方で昇降する誘導加熱コイル26,26とが配設されており,図4に示すように,各加熱作業台25には,加熱対象のワーク,即ちボールジョイントJを載置するワーク位置決め治具27が設けられる。
In the
而して,加熱工程18では,組立工程17を終えてコンベアで順次送られてくるボールジョイントJを複数の加熱作業台25,25上のワーク位置決め治具27に順次載置し,誘導加熱コイル26,26を順次に下降させる。
Thus, in the
この場合,図4に示すように,各加熱作業台25では,ボールジョイントJは,下向きにしたプラグ7をワーク位置決め治具27上に載置し,誘導加熱コイル26をスタッド部3の上方からハウジング5を無接触の状態で囲む定位置まで下降させる。この状態で誘導加熱電源24を作動して誘導加熱コイル26に通電し,対応するハウジング5を誘導加熱する。ハウジング5が加熱されると,ハウジング5の内周面よりベアリングシート4へと熱伝導が生じて,ベアリングシート4全体が加熱されて軟化し,ベアリングシート4の外周面はハウジング5の内周面に,またベアリングシート4の内周面はボール部2の外周面にそれぞれ馴染むように塑性変形させることができ,同時にベアリングシート4の内部応力の均等化を図ることができ,これによりボールスタッド1の揺動トルクの安定化を図ることができる。
In this case, as shown in FIG. 4, in each heating work table 25, the ball joint J places the
この場合,誘導加熱コイル26の加熱周波数は,50Hz〜100kHzの低周波あるいは高周波であり,またベアリングシート4の軟化温度は,略100°Cである。
In this case, the heating frequency of the
このように,誘導加熱コイル26によりハウジング5を誘導加熱して,ハウジング5の内周面から前記ベアリングシート4への熱伝導によりベアリングシート4を加熱するので,ハウジング5からベアリングシート4全体を効率良く加熱することができ,したがって高温槽を使用する場合に比して消費電力を少なく抑えることができると共に,誘導加熱設備23は比較的小規模であることから,製造ライン15上,あるいはその隣接位置への設置が可能となり,生産能率の向上を図ることができる。
In this manner, the
またハウジング5からベアリングシート4への熱伝導でベアリングシート4を加熱するので,ベアリングシート4の素材の如何に拘らず,その加熱が可能である。
Further, since the
さらにベアリングシート4に対する温度管理は,誘導加熱コイル26への通電出力や通電時間の調節により容易に行うことができる。しかも誘導加熱コイル26は,ボールジョイントJに対して無接触の状態で使用されるので,加熱工程18においてボールジョイントJに損傷を与える心配がない。
Furthermore, the temperature management for the
ところで,一般に,ワークの誘導加熱中,ワークにおける誘起電流は,加熱周波数の増加に応じてワークの表面に集中してくる。換言すれば,ワークにおける電流浸透深さは,加熱周波数の減少に応じて増加する。したがって,誘導加熱コイル26の加熱周波数として,ハウジング5の肉厚が比較的大であるときは低周波数を用い,その肉厚が比較的小であるときは高周波を用いることにより,ハウジング5の,ベアリングシート4に接する部分を効率良く加熱し,ハウジング5からベアリングシート4への熱伝導を速やかに行うことができる。
By the way, in general, during induction heating of a workpiece, the induced current in the workpiece is concentrated on the surface of the workpiece as the heating frequency increases. In other words, the current penetration depth in the workpiece increases as the heating frequency decreases. Therefore, as the heating frequency of the
加熱工程18を終えたボールジョイントJは,誘導加熱コイル26を引き上げた後,製造ライン15のコンベアへ戻して均熱工程19に移る。この均熱工程19は,コンベア上で一定時間,放置するもので,ハウジング5の余熱をベアリングシート4全体に行き渡らせて,ベアリングシート4全体の温度分布を均一化する。このように,ハウジング5の余熱をベアリングシート4の加熱に有効利用することで,前記加熱工程18における誘導加熱コイル26への通電時間を短縮して,電力消費を極力抑えることができ,またベアリングシート4の温度分布を均一化して,ベアリングシート4の内周面全体をボール部2の外周面に対して確実に馴染ませると共に,ベアリングシート4の内部応力の均等化を確実にすることができ,ボールスタッド1の揺動トルクを安定させ,高性能なボールジョイントJの製造に寄与し得る。
The ball joint J that has finished the
均熱工程19を終えたボールジョイントJは,次に冷却工程20へ移る。この冷却工程20では,コンベアの上方に設置される冷却ファンによりコンベア上のボールジョイントJを略常温まで強制空冷する。この強制空冷により,ボールジョイントJ内のベアリングシート4の通常硬度への復帰を促進して,ボールジョイントJの製造時間の短縮を図ることができる。
The ball joint J that has finished the soaking
次いで,付属部品装着工程21に移り,コンベア上でボールジョイントJに前記支持アーム8やブーツ9を取り付け,ボールジョイントJの完成品を得る。
Next, the process moves to an
次いで,完成品搬出工程22に移り,コンベアからボールジョイントJの完成品を搬出する。
Next, the process moves to a finished
図5に示す本発明の第2実施例について説明する。 A second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 will be described.
この第2実施例では,加熱工程18において,ボールジョイントJのスタッド部3周りに誘導加熱コイル29を配置し,それによりスタッド部3を誘導加熱する点で前記第1実施例と相違するのみである。この第2実施例によれば,スタッド部3で発生した熱は,直ちにボール部2へ伝わり,その外周面からベアリングシート4へと伝わることで,ベアリングシート4を加熱することになる。この場合の誘導加熱コイル29の加熱周波数として,低周波数を使用すると,電流浸透深さが深くなるため,スタッド部3の深部が効果的に加熱され,そのスタッド部3の深部からボール部2へ,そしてベアリングシート4の内周面へと効率良く熱伝導させることができ,スタッド部3の外周面からの放熱が少ないことで,比較的少ない電力をもってベアリングシート4を軟化温度まで加熱することができる。特に,ボール部2からベアリングシート4の内周面を加熱するので,その内周面の軟化が促進され,ボール部2への馴染みを迅速に行わせることができる。
This second embodiment is different from the first embodiment only in that an
また誘導加熱コイル29の加熱周波数として,高周波数を使用すると,表皮効果により,誘導電流がスタッド部3の外周面に集まり,その外周面近傍を効果的に加熱するので,スタッド部3の外周面近傍から,ボール部2の外周面近傍へ,そしてベアリングシート4へと素早く熱伝導させることができ,スタッド部3からの放熱が少ない環境下では,より少ない電力をもってベアリングシート4を軟化温度まで加熱することができる。
Further, when a high frequency is used as the heating frequency of the
その他の構成は,前記第1実施例と同様であるので,尚,図5中,前記第1実施例と対応する部分には,同一の参照を付して,重複する説明を省略する。 Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those of the first embodiment in FIG.
図6に示す本発明の第3実施例について説明する。 A third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 will be described.
この第3実施例では,加熱工程18において,前記第1実施例での加熱工程18と,第2実施例での加熱工程18とを併用するもので,第1誘導加熱コイル26によりハウジング5を,第2誘導加熱コイル29によりスタッド部3をそれぞれ同時に加熱する。この第3実施例によれば,ハウジング5及びボール部2によって,ベアリングシート4を,その外周面及び内周面から加熱することになるので,ベアリングシート4全体の加熱,軟化を短時間で行い,ベアリングシート4のボール部2への馴染みと,ベアリングシート4の内部応力の均等化を迅速に行わせることができ,これにより製造能率の向上を図ることができる。
In the third embodiment, in the
また第1及び第2誘導加熱コイル26,29によりハウジング5及びボールスタッド1を個別に加熱するので,第1及び第2誘導加熱コイル26,29による加熱条件を,ハウジング5及びボールスタッド1の熱容量等に応じて選定して,ベアリングシート4への高効率の熱伝導を得ることができる。
In addition, since the
図7に示す本発明の第4実施例について説明する。 A fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 will be described.
この第4実施例では,製造対象のボールジョイントJの構造が前記各実施例とは異なる。即ち,この第4実施例でのボールジョイントJでは,ボールスタッド1のボール部2をベアリングシート4と共に収容すると共に,ベアリングシート4に締め付け力を付与する筒状のハウジング5は,一端面をスタッド口10として開放した有底円筒状をなしており,その底部5bの外端面には連結用ボルト13が一体に形成される。またハウジング5の底部5bは,その肉厚がハウジング5の円筒部5aの肉厚より厚くなるように形成され,その底部5bの連結用ボルト13との結合強度を高めている。一方,ボールスタッド1のスタッド部3は長尺ロッドに構成され,またそのスタッド部3のボール部2に連なる頸部3bが前実施例のものより縮径されている。
In the fourth embodiment, the structure of the ball joint J to be manufactured is different from those of the respective embodiments. That is, in the ball joint J according to the fourth embodiment, the
この第4実施例の加熱工程18では,加熱作業台25上のワーク位置決め治具28の取り付け孔28aにボールジョイントJの連結用ボルト13を嵌合して,ハウジング5の底部5bをワーク位置決め治具28より浮かせた状態に保持する。そしてハウジング5側では,連結用ボルト13の基部からハウジング5の底部5bにわたり,その周囲に第1誘導加熱コイル26を配置し,またボールスタッド1側では,スタッド部3の,頸部3bに近い主部3aから頸部3bにわたり,その周囲に第2誘導加熱コイル29を配置する。この第2誘導加熱コイル29は,スタッド部3の主部3aを囲む大径部29aと,頸部3bを囲む,大径部29aより小径の小径部29bとで構成され,しかも小径部29bと頸部3bとの間隔が,大径部29aと主部3aとの間隔より狭く設定される。
In the
而して,誘導加熱電源24を作動して第1及び第2誘導加熱コイル26,29に同時に通電すると,ハウジング5側では,特に肉厚が厚い底部5bが第1誘導加熱コイル26により加熱されることで,肉厚が厚く熱容量が大なる底部5bから,肉厚が薄く熱容量が小なる円筒部5aへと熱伝導が生じ,ハウジング5は,局部過熱を起こすことなく,全体が均一に加熱されることになる。したがって,ハウジング5の底部5bと円筒部5aとの肉厚の相違にも拘らず,ハウジング5の内周面全体からベアリングシート4を熱伝導により効率良く加熱することができる。
Thus, when the induction
一方,ボールスタッド1側では,第2誘導加熱コイル29によりスタッド部3の主部3aから頸部3bにかけて加熱されるが,特に,頸部3bと第2誘導加熱コイル29との間隔が狭く設定されていることから,頸部3bが効果的に加熱され,この頸部3bからボール部2へ,さらにボール部2の外周面からベアリングシート4への効率良く熱伝導が生じて,ベアリングシート4を効率良く加熱,軟化することができる。その際,スタッド部3の主部3aも第2誘導加熱コイル29により適度に加熱されることで,頸部3bから主部3aへの熱の逃げを極力抑え,頸部3bからボール部2,延いてはベアリングシート4への熱伝導を促進することができる。しかも,ベアリングシート4は,その外周面及び内周面より加熱されるので,前記第3実施例と同様に,ベアリングシート4全体の加熱,軟化を短時間で行い,ベアリングシート4のボール部2への馴染みと,ベアリングシート4の内部応力の均等化を迅速に行わせることができ,これにより製造能率の向上を図ることができる。
On the other hand, on the
図8に示す本発明の第5実施例について説明する。 A fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 will be described.
この第5実施例における製造対象のボールジョイントJは,ハウジング5の側面に支持アーム8が一体に形成されている点を除けば,前記第1実施例におけるボールジョイントJと同様の構造であり,図8中,第1実施例と対応する部分には同一の参照を付して,重複する説明を省略する。
The ball joint J to be manufactured in the fifth embodiment has the same structure as the ball joint J in the first embodiment except that the
この第5実施例における加熱工程18では,加熱作業台25上のワーク位置決め治具30の支持孔30aにより支持アーム8を起立状態に保持し,支持アーム8の基部と共に,ボールジョイントJの全体を囲むように単一の誘導加熱コイル31を配置し,これに通電して,支持アーム8,ハウジング5及びスタッド部3を一挙に加熱する。
In the
この第5実施例によれば,熱容量の大なる支持アーム8への熱逃げを極力抑えながら,ハウジング5及びスタッド部3を単一の誘導加熱コイル31により効率良く行うことができる。したがって,誘導加熱設備の小規模化を図りつつ,前記第3実施例と同様に,ベアリングシート4全体の加熱,軟化を短時間で行い,ベアリングシート4のボール部2への馴染みを迅速に行わせることができ,これにより製造能率の向上を図ることができる。
According to the fifth embodiment, the
以上,本発明の好適実施例について説明したが,本発明は,上記実施例に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば,前記冷却工程20では,製造ライン15上にエアコンデショナを用いた低温室を設置し,その室内でボールジョイントJを冷却することもできる。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the cooling step 20, a low temperature chamber using an air conditioner can be installed on the
Claims (7)
前記加熱工程(18)では,前記ボールジョイント(J)のハウジング(5)を囲むように誘導加熱コイル(26,31)を設置し,この誘導加熱コイル(26,31)への通電により前記ハウジング(5)を加熱して,該ハウジング(5)の内周面から前記ベアリングシート(4)への熱伝導により該ベアリングシート(4)を加熱,軟化させることを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。A metal ball stud (1) comprising a cylindrical metal housing (5), a ball portion (2) and a stud portion (3) protruding from the ball portion (2), and the stud portion (3) In order to manufacture a ball joint (J) comprising a bearing seat (4) made of a thermoplastic resin, which is held in the housing (5) by holding the ball portion (2) so that the head can be swung. The bearing seat (4) softens the assembly step (17) for assembling the ball joint (J) while applying a preload to the bearing seat (4), and the ball joint (J) after the assembly step (17). And a heating step (18) for adapting the bearing seat (4) to the outer peripheral surface of the ball portion (2) by heating the
In the heating step (18), an induction heating coil (26, 31) is installed so as to surround the housing (5) of the ball joint (J), and the induction heating coil (26, 31) is energized to energize the housing. (5) is heated, and the bearing sheet (4) is heated and softened by heat conduction from the inner peripheral surface of the housing (5) to the bearing sheet (4). Method.
前記加熱工程(18)では,前記スタッド部(3)を囲むように誘導加熱コイル(29,31)を設置し,この誘導加熱コイル(29,31)への通電により前記ボールスタッド(1)を加熱して,前記ボール部(2)の外周面から前記ベアリングシート(4)への熱伝導により該ベアリングシート(4)を加熱,軟化させることを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。A metal ball stud (1) comprising a cylindrical metal housing (5), a ball portion (2) and a stud portion (3) protruding from the ball portion (2), and the stud portion (3) In order to manufacture a ball joint (J) comprising a bearing seat (4) made of a thermoplastic resin, which is held in the housing (5) by holding the ball portion (2) so that the head can be swung. The bearing seat (4) softens the assembly step (17) for assembling the ball joint (J) while applying a preload to the bearing seat (4), and the ball joint (J) after the assembly step (17). And a heating step (18) for adapting the bearing seat (4) to the outer peripheral surface of the ball portion (2) by heating the
In the heating step (18), an induction heating coil (29, 31) is installed so as to surround the stud portion (3), and the ball stud (1) is attached by energizing the induction heating coil (29, 31). A method for manufacturing a ball joint, comprising heating and softening the bearing seat (4) by heat conduction from the outer peripheral surface of the ball portion (2) to the bearing seat (4).
前記加熱工程(18)では,前記ハウジング(5)及びボールスタッド(1)を囲むように誘導加熱コイル(26,29,31)を設置し,この誘導加熱コイル(26,29,31)への通電により前記ハウジング(5)及びボールスタッド(1)を加熱し,該ハウジング(5)の内周面から前記ベアリングシート(4)への熱伝導,並びに前記ボールスタッド(1)のボール部(2)外周面から前記ベアリングシート(4)への熱伝導により該ベアリングシート(4)を加熱,軟化させることを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。A metal ball stud (1) comprising a cylindrical metal housing (5), a ball portion (2) and a stud portion (3) protruding from the ball portion (2), and the stud portion (3) In order to manufacture a ball joint (J) comprising a bearing seat (4) made of a thermoplastic resin, which is held in the housing (5) by holding the ball portion (2) so that the head can be swung. The bearing seat (4) softens the assembly step (17) for assembling the ball joint (J) while applying a preload to the bearing seat (4), and the ball joint (J) after the assembly step (17). And a heating step (18) for adapting the bearing seat (4) to the outer peripheral surface of the ball portion (2) by heating the
In the heating step (18), an induction heating coil (26, 29, 31) is installed so as to surround the housing (5) and the ball stud (1), and the induction heating coil (26, 29, 31) is connected to the induction heating coil (26, 29, 31). The housing (5) and the ball stud (1) are heated by energization, heat conduction from the inner peripheral surface of the housing (5) to the bearing seat (4), and the ball portion (2 of the ball stud (1)) ) A method for manufacturing a ball joint, characterized in that the bearing seat (4) is heated and softened by heat conduction from the outer peripheral surface to the bearing seat (4).
前記加熱工程(18)では,前記ハウジング(5)を囲む第1誘導加熱コイル(26)と,ボールスタッド(1)を囲む第2誘導加熱コイル(29)とを並設し,この両誘導加熱コイル(26,29)への通電により,前記ハウジング(5)及びボールスタッド(1)を個別に加熱することを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。In the manufacturing method of the ball joint according to claim 3,
In the heating step (18), a first induction heating coil (26) surrounding the housing (5) and a second induction heating coil (29) surrounding the ball stud (1) are arranged side by side, and both induction heating is performed. A method of manufacturing a ball joint, wherein the housing (5) and the ball stud (1) are individually heated by energizing the coils (26, 29).
前記加熱工程(18)後,前記ボールジョイント(J)を一定時間放置して前記ハウジング(5)又はボールスタッド(1)の余熱を前記ベアリングシート(4)に伝達すると共に,該ベアリングシート(4)の温度分布を均一化する均熱工程(19)と,この均熱工程(19)後,前記ボールジョイント(J)を冷却する冷却工程(20)とを備えることを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。In the manufacturing method of the ball joint in any one of Claims 1-3,
After the heating step (18), the ball joint (J) is allowed to stand for a certain period of time to transmit the residual heat of the housing (5) or the ball stud (1) to the bearing seat (4), and the bearing seat (4 And a cooling step (20) for cooling the ball joint (J) after the soaking step (19). Manufacturing method.
前記加熱工程(18)では,前記誘導加熱コイル(26,29,31)の加熱周波数として,高周波数を用いることを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。In the manufacturing method of the ball joint according to any one of claims 1 to 4,
In the heating step (18), a high frequency is used as a heating frequency of the induction heating coil (26, 29, 31).
前記加熱工程(18)では,前記誘導加熱コイル(26,29,31)の加熱周波数として,低周波数を用いることを特徴とする,ボールジョイントの製造方法。In the manufacturing method of the ball joint according to any one of claims 1 to 4,
In the heating step (18), a low frequency is used as a heating frequency of the induction heating coil (26, 29, 31).
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