WO2009128472A1 - ボールジョイントおよびその製造方法 - Google Patents

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ball joint
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茂 黒田
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Definitions

  • the present invention relates to a ball joint provided in a stabilizer mounted on a vehicle such as a car and a method of manufacturing the same.
  • a ball joint is used.
  • the ball joint comprises a ball stud having a stud portion and a ball portion, a ball seat having a bearing function by pressing the ball portion of the ball stud, a housing for accommodating the ball seat, a support bar for supporting the housing, and a ball seat And a dust cover that prevents foreign matter from impeding the sliding and rocking motions performed between the ball and the ball portion of the ball stud.
  • the housing and the support bar are separately formed, and the support bar of the steel rod (for example, S20C) is joined to the housing manufactured by press forming or the like by resistance welding or CO 2 welding. .
  • the support bar When the support bar or the like is formed of steel, the support bar is the heaviest of the weight of one ball joint among the ball stud, the dust cover, the support bar, and the ball seat which are components of the ball joint.
  • the weight of a support bar having an axial length of 325 mm is 260 g
  • the total weight of parts other than the support bar is about 130 g, which is twice the total weight of other parts. That is, 2/3 of the weight 390 g of one ball joint was the weight of the support bar. Therefore, the weight of the ball joint is heavy, and the contribution of the ball joint in reducing the weight of the vehicle is difficult.
  • the support bar is joined to the housing by resistance welding or the like. Therefore, if an endurance test is performed by applying a tensile load or a compressive load in the axial direction of the support bar, It has been found that the welds fail a predetermined number of times ago. Therefore, with respect to the integrally molded housing and the support bar, there is a fear of strength at the joint portion, and there is a fear of securing the reliability of the ball joint.
  • a method of manufacturing a ball joint in which a housing and a support bar are integrally formed of aluminum or the like for example, JP-A-2004-316771.
  • a resin liner (ball sheet) is formed on a ball portion of a ball stud by injection molding. Then, the ball portion and the resin liner are inserted as a core into a mold for molding the housing and the support bar.
  • the housing covering the resin liner and the support bar supporting the housing are integrally formed of zinc alloy or aluminum alloy by die casting. Then, the stud portion was connected to the ball portion.
  • the outer surface of the resin-made ball sheet is deteriorated because the core of the ball portion of the ball stud and the ball sheet are injected and the melted aluminum alloy is injected during die casting. Therefore, although the ball sheet in the contact portion with the ball portion is well maintained, the slight nonuniformity of the resin thickness is inevitable, so the operation of the sliding and rocking motion of the ball stud becomes unstable. That is, when a tensile load or a compressive load is applied in the axial direction of the ball stud or in the radial direction of the ball portion, the amount of bending of the ball sheet varies, and the operation during sliding and rocking motion of the ball stud becomes irregular. . As a result, the performance of the ball joint could not be sufficiently exhibited, and the ball joint could not be said to be sufficiently reliable.
  • the ball portion and the ball sheet of the ball stud are used as a core during die cast molding, if the stud portion is connected to the ball portion, the housing and the support bar can not be die cast molded. Therefore, after die-casting the housing and the support bar, the stud portion is joined to the ball portion by resistance welding or the like to form a ball stud. Therefore, there is concern about the strength at the joint between the stud portion and the ball portion, and there is concern in securing the reliability of the ball joint.
  • an object of this invention is to provide a reliable and lightweight ball joint.
  • a first ball joint according to the present invention is a ball stud having a columnar stud portion, a ball portion whose side surface is spherical and whose center is located on the axis of the stud portion, and rotatable relative to the ball portion.
  • a resin ball seat having a spherical recess which is fitted rotatably, a resin housing for accommodating the ball seat, and a resin support bar integrally formed with the housing, the support The bar is characterized by comprising a bar portion constituting a central portion along its axis.
  • a second ball joint according to the present invention is a ball stud having a columnar stud portion, a ball portion whose side surface is spherical and whose center is positioned on the axis of the stud portion, and rotatable relative to the ball portion.
  • the housing includes a resin ball seat having a spherical concave portion rotatably fitted, a resin housing for accommodating the ball seat, and a resin support bar coupled to the housing, the housing comprising
  • the support bar includes a bar portion constituting a central portion along the axis of the support bar, and a flange portion at a tip end portion of the bar portion; The support bar is closely formed so that the opening covers the entire circumference of the flange, and is coupled to the boss.
  • the housing and the support bar are integrally formed, when a compressive load or a tensile load is applied in the axial direction of the support bar, the boundary portion between the housing and the support bar bears the load.
  • the support bar is closely formed so that the opening covers the entire circumference of the flange and is coupled to the boss, so when a compressive load or tensile load is applied in the axial direction of the support bar, the housing and the support bar The boundary part of the load bears the load. Therefore, when a load is applied in the axial direction of the support bar, damage from the boundary between the housing and the support bar can be prevented.
  • the durability to the load applied in the axial direction of the support bar is improved, and the strength of the ball joint can be enhanced. As a result, the reliability of the ball joint can be improved. In addition, weight reduction of the ball joint can be achieved. Furthermore, no consideration for electrolytic corrosion such as aluminum alloy is required.
  • polyphenylene sulfide or polyetheretherketone is preferable.
  • materials such as polyphenylene sulfide or polyetheretherketone the occurrence of burrs and the like can be prevented by selecting the injection conditions when injecting the housing or the support bar.
  • materials such as polyphenylene sulfide or polyetheretherketone have heat resistance and strength that can withstand heat when caulking the heat caulking portion of the ball sheet.
  • the support bar has a plurality of ridges extending in the axial direction of the support bar and circumferentially formed integrally with the bar portion. According to this aspect, when a compressive load is applied in the axial direction of the support bar, it is possible to prevent the support bar from buckling. That is, the rigidity of the support bar can be increased. In addition, weight reduction and cost reduction can be achieved by reducing the resin used.
  • the support bar has a plurality of protrusions on the flange portion side of the bar, and the opening is formed in close contact so as to cover the entire circumference of the plurality of protrusions. .
  • the housing or the support bar is torsionally loaded, the housing or the support bar is prevented from rotating relative to each other. Therefore, when a torsional load is applied to the housing or the support bar, the phase angle of the housing can be prevented from changing, and the function of the ball joint can be maintained.
  • a projection part of this mode providing a line projection and a convex-shaped projection, etc. are mentioned.
  • the support bar has a straight portion in a predetermined range in a direction away from the boss portion in the axial direction of the support bar on the housing side.
  • the support bar can be supported to form the housing by supporting the straight portion. Therefore, when molding the housing, it is easy to support the support bar, and it is possible to prevent the support posture of the support bar from changing and prevent the resin from protruding from the mold of the housing.
  • a straight part of this mode it may be a shape that can easily support the support bar, and a cylindrical or prismatic straight part may be provided.
  • the housing be formed so that the outer diameter on the upper end side is larger than the outer diameter on the bottom surface side.
  • the strength on the upper end side which is a portion weak in strength, can be increased. Therefore, when a tensile load is applied to the housing in the axial direction of the support bar, the housing can bear the load and can prevent the housing from being damaged. That is, the strength of the housing can be increased.
  • weight reduction and cost reduction can be achieved by reducing the resin used.
  • the dust cover has one end in contact with the stud portion and the other end in contact with the upper end of the housing, and the upper end of the housing has a flat portion where the dust cover contacts the ground when the ball stud swings.
  • the support bar is provided with an upper end formed so as to be flat, and a flat portion formed on the support bar side so as to be flat with the upper end.
  • the method of manufacturing a ball joint according to the present invention performs an injection molding step of molding a support bar having a flange-like flange portion and a straight portion by injection using a resin, and then supporting the straight portion and injecting the flange portion by injection. It is characterized in that a packaging step of molding the housing with resin is performed so as to wrap the tip portion of the support bar including the portion with a boss.
  • a mold for supporting the straight portion and forming the housing, facilitating supporting the support bar, and molding the housing Prevent relative position change with support bar. Therefore, it is possible to prevent the resin from protruding from the mold for molding the housing.
  • the end of the support bar can be firmly compressed and fixed by the molding shrinkage of the housing formed after the molding of the support bar. As a result, the contact surfaces of the housing and the support bar do not move apart, and the reliability of the ball joint can be improved.
  • a highly reliable and lightweight ball joint can be manufactured.
  • FIG. 1 is a view showing a ball joint.
  • FIG. 2 is a view showing the case where the ball joint swings.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a part of the pivotal support member.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 3 showing the support bar.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a first modification of the bearing member.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a second modification of the pivot support member.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a third modification of the pivot support member.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the support bar.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a first modified example of the support bar.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing a second modification of the support bar.
  • the ball joint 10 includes a ball stud 100, a shaft support member 200 including a housing 220 and the like, a dust cover 300 and the like.
  • the ball joint 10 is mainly composed of a ball stud 100 and an axially supporting member 200 for axially supporting the ball stud 100 in a universal manner, and is fixed to a plate-like mounting member (not shown).
  • the ball joint 10 is used as a connecting portion of a stabilizer.
  • housings 220 are provided on both sides of the support bar 230.
  • the phase angle is 0 degree. Therefore, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, when both housings 220 are provided upward, the phase angle is 0 degree.
  • the phase angle is 180 degrees.
  • the ball stud 100 is integrally formed of metal.
  • the ball stud 100 has a stud portion 110, a ball portion 120, a collar portion 130, a screw portion 140, a convex portion 150, and a tapered portion 160, as shown in FIGS.
  • the ball stud 100 has a ball portion 120 formed at one end of a cylindrical stud portion 110.
  • the center of the ball portion 120 is located on the axis of the stud portion 110.
  • the ball stud 100 is provided with a convex portion 150 at the axially intermediate portion of the stud portion 110 for preventing the collar portion 130 and the dust cover 300 from being displaced.
  • a threaded portion 140 is formed on the tip end side of the collar portion 130 of the stud portion 110, that is, on the peripheral surface opposite to the ball portion 120, and a tapered portion 160 is formed on the ball portion 120 side.
  • the tip of the ball stud 100 in which the screw portion 140 is formed is passed through a hole formed in a mounting member (not shown), and a nut (not shown) is screwed into the screw portion 140 and tightened to the mounting member
  • a nut (not shown) is screwed into the screw portion 140 and tightened to the mounting member
  • the pivotal support member 200 includes a ball seat 210, a housing 220, and a support bar 230, as shown in FIGS.
  • the ball sheet 210 is formed of a hard resin such as polyacetal or polybutylene terephthalate.
  • the ball seat 210 has a collar portion 211, a concave portion 212 and a heat caulking portion 213.
  • the ball seat 210 is a bottomed cylindrical shape having a ridge portion 211 at the upper end edge.
  • the ball seat 210 has a spherical recess 212 formed therein, and a heat staking portion 213 for fixing the ball seat 210 to the housing 220 on the outer bottom surface.
  • the housing 220 is formed of a resin such as polyphenylene sulfide or polyetheretherketone.
  • the housing 220 has an upper end 221, a hole 222, a recess 223, and a flat portion 224.
  • the housing 220 has an upper end 221 and a flat portion 224 formed at the upper end.
  • the housing 220 is formed with a recess 223 in which the ball seat 210 is accommodated.
  • the housing 220 is formed at its bottom with a hole 222 into which the heat caulking portion 213 of the ball seat 210 is inserted.
  • the housing 220 accommodates the ball seat 210. Specifically, with the heat staking portion 213 provided on the ball sheet 210 fitted in the hole portion 222 of the housing 220, the ball sheet 210 is heat squeezed by the heat staking portion 213 and fixed to the housing 220.
  • the outer diameter of the upper end of the housing 220 is larger than the outer diameter of the bottom of the housing 220.
  • the entire outer peripheral wall of the housing 220 is formed in a tapered shape, and the outer diameter thereof is gradually increased from the bottom surface side of the housing 220 toward the upper end side of the housing 220.
  • a part of outer wall is formed in taper shape. It is also good.
  • a flange may be provided on the upper end side of the cylindrical housing 220, or as shown in FIG. 7, the cylindrical housing 220 may be used.
  • the outer diameter of the upper end of the housing 220 is larger than the outer diameter of the bottom of the housing 220, the strength of the upper end, which is a weak portion, can be increased. it can. Therefore, when a tensile load is applied to the housing 220 in the axial direction of the support bar 230, the housing 220 can bear the load and prevent the housing 220 from being damaged. That is, the strength of the housing 220 can be increased. In addition, weight reduction and cost reduction can be achieved by reducing the resin used.
  • the flat portion 224 is provided on the upper end of the housing 220 on the support bar 230 side, as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the flat portion 224 is provided to be flat with the upper end 221 of the housing 220.
  • the upper end portion 221 is formed to be flat at a portion where the dust cover 300 is in contact with the ground when the ball stud 100 swings.
  • the dust cover 300 can be prevented from coming into contact with a projection such as a corner, and the dust cover 300 can be prevented from being damaged.
  • the support bar 230 is formed of a resin such as polyphenylene sulfide or polyetheretherketone.
  • the support bar 230 is integrally formed with the housing 220.
  • the support bar 230 is provided on the outer peripheral wall of the housing 220 so as to extend in the radial direction of the housing 220.
  • the support bar 230 as shown in FIGS. 1 to 3, includes a bar portion 231, a ridge 232, and a support portion 233.
  • the bar portion 231 constitutes a central portion along the axis of the support bar 230.
  • housing 220 and the support bar 230 are formed, an embodiment in which the housing 220 and the support bar 230 are integrally formed when the phase angle is 0 degree or 180 degrees is preferable.
  • the housing 220 and the support bar 230 are integrally formed, when a compressive load or a tensile load is applied in the axial direction of the support bar 230, the boundary portion between the housing 220 and the support bar 230 withstands the load. . Therefore, when a load is applied in the axial direction of the support bar 230, breakage from the boundary between the housing 220 and the support bar 230 can be prevented. That is, the durability to the load applied in the axial direction of the support bar 230 is improved, and the strength of the ball joint 10 can be enhanced. As a result, the reliability of the ball joint 10 can be improved.
  • the ridges 232 extend in the axial direction of the support bar 230.
  • the ridges 232 are integrally formed with the bar portion 231.
  • a plurality of ridges 232 are provided in the circumferential direction. Specifically, six convex ridges 232 are provided as shown in FIG. 4.
  • the phase angle of the housing 230 at both ends of the support bar 230 is 0 degree or 180 degrees, when the opening direction of the recess 223 of the housing 220 is up and down, a pair of convex stripes 232 in the horizontal direction Are provided to face each other.
  • the present invention is not limited to the embodiment in which six ridges 232 are provided, but may be an embodiment in which four ridges 232 are provided as shown in FIG. 8. Moreover, as shown to Fig.8 (a), it is not only when forming the trough of the convex line 232 and the convex line 232, but as shown to FIG.8 (b), between the convex line 232 and the convex line 232
  • the protrusion 232a may be provided on the
  • embodiment which provides eight convex lines In this case, in consideration of the ease of removal of the support bar from the half mold in injection molding, etc., it is a part that is caught by the half mold among the eight ridges and can not be easily removed from the half mold.
  • the ridge that is likely to be a hanging portion is formed smaller than the ridge that is unlikely to be an overhanging portion so as not to be an overhanging portion.
  • the number of the ridges is not limited to an even number, and may be an odd number, and a plurality of ridges may be provided.
  • the support part 233 is provided in the both sides of the bar part 231 by the side of the housing 220, as shown in FIG.
  • the support portion 233 is formed to have an inner shape when the tangent from the outer peripheral wall of the housing 220 in the horizontal direction is lowered to the bar portion 231. Specifically, a pair of ridges 232 in the horizontal position is formed to expand the width of ridges 232.
  • the support portion 233 supports the housing 220 or the support bar 230 when the housing 220 or the support bar 230 is loaded from the horizontal direction. Therefore, damage from the boundary between the housing 220 and the support bar 230 due to the load is prevented.
  • the shape of the support portion 233 is not limited to this embodiment, and when a load is applied to the housing 220 or the support bar 230 from a horizontal direction, such as a support portion formed in an arc shape tangent to the outer peripheral wall of the housing 220, It may be shaped to support the housing 220 or the support bar 230.
  • the dust cover 300 is made of rubber and is formed in a bowl shape.
  • the large diameter side edge is fixed by being sandwiched between the flange portion 211 of the ball seat 210 and the upper end 221 of the housing 220, and the small diameter side edge is fixed to the flange portion 130 of the ball stud 100. It is latched and fixed to the convex portion 150 with its displacement being stopped. Therefore, the sealing performance is secured by the dust cover 300, and dust can be prevented from entering the recess 212 of the ball sheet 210.
  • the dust cover 300 is in contact with the upper end portion 221 and the flat portion 224 when the ball stud 100 swings.
  • the weight of the ball joint 10 is, for example, of the support bar 230 in the case of the support bar 230 having an axial length of 325 mm while the housing or support bar weighs 390 g of one steel ball joint.
  • the weight is 105 g, and the ball joint 10 as a whole is 235 g. Therefore, weight reduction of about 155 g is achieved.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a method of manufacturing a ball joint.
  • an injection molding process is performed in which the support bar 230 and the housing 220 having the hole 222 and the recess 223 are integrally molded by injection (S101).
  • the ball sheet 210 is inserted into and fixed to the recess 223 of the housing 220 (S102).
  • the ball seat 210 in which the ball portion 120 of the ball stud 100 is press-fit into the recess 212 of the ball seat 210 is press-fit into the recess 223 of the housing 220.
  • the heat caulking portion 213 provided on the bottom surface of the ball sheet 210 inserted into the hole 222 formed on the bottom surface of the housing 220 is heat caulked.
  • the ball joint 10 is completed by the above process.
  • the fixing step of fixing the ball sheet to the concave portion 223 of the housing 220 is not limited to this embodiment, and an adhesive layer may be provided on the concave portion of the housing to fix the ball sheet to the concave portion of the housing.
  • the manufacturing method in consideration of the bending of the support bar 230 due to the compressive load, it is possible to gradually reduce the outer diameter from the center to the end of the support bar 230 which is the maximum stress portion, in the mold of the injection molding process. It becomes possible by setting the shape of. Therefore, the stress of the bar portion 231 can be made uniform, and the weight of the ball joint 10 can be made lighter.
  • the housing, 220, and the support bar 230 are integrally formed, and therefore, when a compressive load or a tensile load is applied in the axial direction of the support bar 230, the boundary portion between the housing 220 and the support bar 230 Bear the load. Therefore, when a load is applied in the axial direction of the support bar 220, breakage from the boundary between the housing 220 and the support bar 230 can be prevented. That is, the durability to the load applied in the axial direction of the support bar 230 is improved, and the strength of the ball joint 10 can be enhanced. As a result, the reliability of the ball joint 10 can be improved. Moreover, weight reduction of the ball joint 10 can be achieved.
  • the second embodiment of the ball joint is a modification of the housing and the support bar of the bearing member of the first embodiment. Therefore, the structures of the housing and the support bar of the shaft support member will be mainly described, and the description of the same structure as that of the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 10 is a view showing a ball joint according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a view showing a part of a pivoting member according to a second embodiment.
  • Fig.11 (a) is a perspective view which shows a part of pivotal support member.
  • FIG.11 (b) is a side view which shows a part of pivotal support member.
  • FIG. 12 is a view showing a part of a pivoting member according to a second embodiment.
  • Fig.12 (a) is a perspective view which shows a part of pivotal support member.
  • FIG.12 (b) is a side view which shows a part of pivotal support member.
  • FIG. 13 is a view showing a support bar according to the second embodiment.
  • FIG. 13A is a perspective view showing the support bar.
  • FIG. 13 (b) is a side view showing the support bar.
  • FIG. 13 (c) is a conceptual view showing a support bar.
  • the housing 520 is formed of a resin such as polyphenylene sulfide or polyetheretherketone.
  • the housing 520 has an upper end 521, a recess 523, a flat portion 524 and a boss 525, as shown in FIGS.
  • the boss portion 525 is provided on the support bar 530 side of the housing 520.
  • the boss 525 has an opening 525a.
  • the opening 525 a is open at the side of the housing 220.
  • the boss 525 is a portion where the tip of the support bar 530 is coupled to the opening 525 a to couple the housing 520 and the support bar 530.
  • the opening 525 a covers the tip of the support bar 530 and has the same shape as the tip of the support bar 530.
  • the boss portion 525 is formed in close contact so as to cover the tip end portion of the support bar 530, so that the outer diameter becomes large and exceeds the upper end portion 521 of the housing 520. Therefore, the housing 520 is provided with a flat portion 524 in a shape in which the upper end of the boss portion 525 is stepped toward the upper end portion 521 of the housing 520.
  • the support bar 530 is formed of a resin such as polyphenylene sulfide or polyetheretherketone.
  • the support bar 530 is formed separately from the housing 520.
  • the support bar 530 is coupled to the outer peripheral wall of the housing 220 so as to extend in the radial direction of the housing 220, as shown in FIGS.
  • the support bar 230 includes a bar portion 531, a protrusion 532, a straight portion 533, a protrusion 534, and a flange portion 535.
  • the housing 220 and the support bar 230 are separately formed when the phase angle is other than 0 degree or 180 degrees as shown in FIG. The form is preferred.
  • the straight portion 533 is provided at a position not covered by the opening 525 a of the boss 525 in the vicinity of the tip of the support bar 530. Specifically, it is provided on the side of the housing 520 and in a predetermined range in the direction away from the boss 525 in the axial direction of the support bar 530.
  • the straight portion 533 is formed in a cylindrical shape having the same outer diameter as the outer diameter of the circumscribed circle circumscribing the convex streak 532.
  • the protrusion 534 is provided at a position covered by the opening 525 a of the boss 525 between the straight portion 533 and the flange 535. Specifically, the opening 525 a is formed in close contact so as to cover the entire circumference of the projection 534.
  • the protrusion 534 is formed to have the same shape as the shape of the protrusion 532 provided on the bar portion 531.
  • the provision of the projection 534 in this manner prevents the housing 520 or the support bar 530 from rotating relative to each other when the housing 520 or the support bar 530 is subjected to a torsional load. Therefore, when a torsional load is applied to the housing 520 or the support bar 530, the phase angle of the housing 520 can be prevented from changing, and the function of the ball joint 10 can be maintained.
  • the flange portion 535 is provided at the tip of the bar portion 531.
  • the flange portion 535 is formed in a bowl shape.
  • the flange 535 is provided such that the entire circumference of the flange 535 is covered by the opening 525a. That is, the opening 525 a is formed in close contact so as to cover the entire circumference of the flange 535.
  • the flange 535 prevents the support bar 530 from coming off the boss 525 of the housing 520 when a tensile load is applied in the axial direction of the support bar 530.
  • the thickness t of the flange portion 535 satisfies the following equation 1 as shown in FIG. It is configured to
  • the area Af of the flange portion 535 excluding the area of the circumscribed circle circumscribing the convex streak 532 is configured to satisfy the following equation (2).
  • the flange portion 535 which satisfies the above equations (1) and (2), the flange portion 535 is prevented from being easily damaged, and the boss portion 525 of the housing 520 is obtained by the tensile load of the support bar 530 in the axial direction. To prevent the support bar 530 from coming off.
  • the outer shape of the flange 535 is formed by cutting the upper and lower ends of a circular shape so as not to be larger than the size of the housing 520 in the axial direction of the ball stud 100. If it is satisfied, it may be circular.
  • the housing 520 and the support bar 530 are mechanically engaged, it is possible to prevent the housing 520 and the support bar 530 from being easily disengaged.
  • the housing 520 and the support bar 530 are made of the same material, the contact surface between the housing 520 and the support bar 530 is separated due to the thermal expansion due to the difference of the linear expansion coefficient, and problems such as rattling and cracking occur. To prevent. Therefore, the reliability of the ball joint 10 is improved.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a method of manufacturing the bearing member.
  • an injection molding process is performed in which the support bar 530 having the straight portion 533, the flange portion 535, and the like by injection is molded with a resin (S201).
  • a packaging process is performed in which the housing 520 is formed so that the tip portion of the support bar 530 is covered with resin by injection (S202).
  • the tip portion of the support bar 530 including the protrusion 534 and the flange 535 is inserted into the mold.
  • the support bar 530 is supported by supporting the straight portion 533, and the housing 520 is molded of resin so that the tip portion of the support bar 530 is wrapped by the boss portion 525.
  • the pivotal support member 500 is completed by the above-described process.
  • the support bar 530 is supported by supporting the straight portion 533 to form the housing 520.
  • the molding shrinkage of the housing 520 formed after the molding of the support bar 530 can firmly compress and fix the end of the support bar 530. Therefore, the contact surfaces of the housing 520 and the support bar 530 do not separate from each other, and the reliability of the ball joint 10 is improved.
  • the present invention can be used as a stabilizer mounted on a vehicle such as a car.

Landscapes

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Abstract

 信頼性が高く軽量なボールジョイントを提供する。ボールジョイント10は、柱状のスタッド部110と、側面が球状でかつ中心をスタッド部110の軸線上に位置させるボール部120とを有するボールスタッド100と、ボール部120と相対回転自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部212を有する樹脂製のボールシート210と、ボールシート210を収容する樹脂製のハウジング220と、ハウジング220と一体成形される樹脂製のサポートバー230とを備え、サポートバー230は、その軸線に沿う中央部を構成するバー部231を備える。  

Description

ボールジョイントおよびその製造方法
 本発明は、自動車などの車両に搭載されるスタビライザに備えられるボールジョイントおよびその製造方法に関する。
 例えば車両の懸架機構部におけるスタビライザとショックアブソーバとの接続部や、スタビライザとサスペンションアームとの接続部などのように、互いに相対変位する2つの部分を回転可能にかつ揺動可能に接続するためにボールジョイントが用いられている。
 このボールジョイントは、スタッド部およびボール部を有するボールスタッドと、ボールスタッドのボール部が圧入されベアリング機能を有するボールシートと、ボールシートを収容するハウジングと、ハウジングを支持するサポートバーと、ボールシートとボールスタッドのボール部との間で行われる摺動および揺動運動を阻害する異物が侵入するのを防止するダストカバーとを備えている。
 このボールジョイントの製造方法では、ハウジングとサポートバーとが別成形されており、プレス成形などにより製造されたハウジングに鉄鋼棒(例えばS20C)のサポートバーを抵抗溶接またはCO溶接で接合していた。
 サポートバーなどを鋼材で形成した場合、ボールジョイントの構成部品である、ボールスタッド、ダストカバー、サポートバー、ボールシートのうち、ボールジョイント1個の重量の中でサポートバーが最も重くなる。例えば、サポートバーの軸方向の長さが325mmのサポートバーの重さは260gであり、サポートバー以外の部品の総重量はおよそ130gであり、他部品の総重量の2倍となる。つまり、ボールジョイント1個の重量390gのうち、2/3がサポートバーの重量となっていた。そのため、ボールジョイントの重量が重くなり、車両の軽量化におけるボールジョイントの貢献が困難であった。
 ハウジングとサポートバーとが別成形されている場合には、サポートバーがハウジングに抵抗溶接などで接合されているため、サポートバーの軸方向に引張荷重または圧縮荷重を付加した耐久試験を実施すると、所定回数前に溶接部から破損することが判明している。そのため、一体成形されたハウジングおよびサポートバーに対し、接合部分に強度上の不安があり、ボールジョイントの信頼性の確保に不安を残していた。
 一方、ハウジングとサポートバーとをアルミニウムなどで一体成形するボールジョイントの製造方法が提案されている(例えば、特開2004-316771号公報)。この製造方法では、まず射出成形によりボールスタッドのボール部に樹脂ライナ(ボールシート)を成形する。次いで、ハウジングおよびサポートバーを成形するための型内にボール部および樹脂ライナを中子としてインサートする。次いで、ダイキャスト成形により樹脂ライナを覆うハウジングおよびハウジングを支持するサポートバーを亜鉛合金またはアルミ合金で一体成形する。次いで、ボール部にスタッド部を接続していた。
 しかしながら上記提案に係る技術では、ダイキャスト成形のときにボールスタッドのボール部およびボールシートを中子にして溶解したアルミ合金を注入するため、樹脂製のボールシートの外表面が劣化する。そのため、ボール部との接触部分のボールシートは良好に保たれるが樹脂肉厚の微妙な不均一は免れないので、ボールスタッドの摺動および揺動運動のときの動作が不安定になる。つまり、引張荷重や圧縮荷重をボールスタッドの軸方向またはボール部の半径方向に付加したとき、ボールシートの撓み量がばらつき、ボールスタッドの摺動および揺動運動のときの動作が不規則になる。その結果、ボールジョイントの性能を十分に発揮することができず、十分な信頼性のあるボールジョイントとはいえなかった。
 また、ダイキャスト成形のときにボールスタッドのボール部およびボールシートを中子にするため、ボール部にスタッド部が接続されているとハウジングおよびサポートバーをダイキャスト成形することができない。そのため、ハウジングおよびサポートバーをダイキャスト成形した後に、ボール部にスタッド部を抵抗溶接などで接合してボールスタッドを成形していた。したがって、スタッド部とボール部との接合部分に強度上の不安があり、ボールジョイントの信頼性の確保に不安を残していた。
 そこで本発明は、信頼性が高く軽量なボールジョイントを提供することを目的とする。
 本発明の第1のボールジョイントは、柱状のスタッド部と、側面が球状でかつ中心を前記スタッド部の軸線上に位置させるボール部とを有するボールスタッドと、前記ボール部と相対回転自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部を有する樹脂製のボールシートと、前記ボールシートを収容する樹脂製のハウジングと、前記ハウジングと一体成形される樹脂製のサポートバーとを備え、前記サポートバーは、その軸線に沿う中央部を構成するバー部を備えることを特徴とする。
 本発明の第2のボールジョイントは、柱状のスタッド部と、側面が球状でかつ中心を前記スタッド部の軸線上に位置させるボール部とを有するボールスタッドと、前記ボール部と相対回転自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部を有する樹脂製のボールシートと、前記ボールシートを収容する樹脂製のハウジングと、前記ハウジングに結合される樹脂製のサポートバーとを備え、前記ハウジングは、その側面に開口する開口部を有するボス部を備え、前記サポートバーは、その軸線に沿う中央部を構成するバー部と、前記バー部の先端部に鍔状のフランジ部とを備え、前記サポートバーは、前記開口部が前記フランジ部の全周を覆うように密着形成されて、前記ボス部と結合することを特徴とする。
 本発明によれば、ハウジングとサポートバーとが一体成形されているため、サポートバーの軸方向に圧縮荷重や引張荷重などがかかった場合、ハウジングとサポートバーとの境目部分が荷重に耐える。また、サポートバーは開口部がフランジ部の全周を覆うように密着形成されてボス部と結合するため、サポートバーの軸方向に圧縮荷重や引張荷重などがかかった場合、ハウジングとサポートバーとの境目部分が荷重に耐える。そのため、サポートバーの軸方向に荷重がかかった場合、ハウジングとサポートバーとの境目部分から破損するのを防止することができる。つまり、サポートバーの軸方向にかかる荷重に対する耐久性が向上し、ボールジョイントの強度を高めることができる。その結果、ボールジョイントの信頼性を向上させることができる。また、ボールジョイントの軽量化を図ることができる。さらに、アルミ合金のような電食に対する配慮も不要となる。
 本発明の樹脂としては、ポリフェニレンサルファイドまたはポリエーテルエーテルケトンなどが好適である。例えば、ポリフェニレンサルファイドまたはポリエーテルエーテルケトンなどの材料では、ハウジングやサポートバーをインジェクションするときの射出条件を選定すれば、ばりなどの発生を防止することができる。また、ポリフェニレンサルファイドまたはポリエーテルエーテルケトンなどの材料は、ボールシートの熱かしめ部をかしめるときの熱に耐えられる耐熱性や強度を備えている。
 本発明において、前記サポートバーは、前記サポートバーの軸方向に延設され、前記バー部と一体成形される凸条を円周方向に複数有することを特徴とすることが望ましい。この態様によれば、サポートバーの軸方向に圧縮荷重がかかった場合、サポートバーが座屈するのを防止することができる。つまり、サポートバーの剛性を高めることができる。また、使用する樹脂が減ることによる軽量化およびコストダウンを図ることができる。
 本発明において、前記サポートバーは、前記バー部の前記フランジ部側に複数の突起部を有し、前記開口部は、前記複数の突起部の全周を覆うように密着形成されることが望ましい。この態様によれば、ハウジングまたはサポートバーにねじり荷重がかかった場合、ハウジングまたはサポートバーが相互に回転するのを防止する。そのため、ハウジングまたはサポートバーにねじり荷重がかかった場合、ハウジングの位相角が変化するのを防止し、ボールジョイントの機能を維持することができる。この態様の突起部としては、ライン突起や凸状の突起を設けることなどが挙げられる。
 本発明において、前記サポートバーは、ハウジング側であって、前記サポートバーの軸方向に前記ボス部から離れる方向の所定の範囲にストレート部を有することが望ましい。この態様によれば、サポートバーの成形後に、サポートバーの先端部にハウジングを成形するとき、ストレート部を支持することによりサポートバーを支持してハウジングを成形することができる。そのため、ハウジングを成形するときに、サポートバーを支持するのを容易にして、サポートバーの支持姿勢が変化するのを防止し、ハウジングの型から樹脂がはみ出すのを防止することができる。この態様のストレート部としては、サポートバーを支持しやすい形状であればよく、円柱状や角柱状のストレート部を設けることなどが挙げられる。
 本発明において、前記ハウジングは、底面側の外径に比べて、上端側の外径が大きくなるように形成されることが望ましい。この態様によれば、ハウジングには凹部があるので、強度的に弱い部分となる上端側の強度を上げることができる。そのため、ハウジングにサポートバーの軸方向に向かって引張荷重がかかった場合、ハウジングが荷重に耐え、ハウジングが破損するのを防止することができる。つまり、ハウジングの強度を高めることができる。また、使用する樹脂が減ることによる軽量化およびコストダウンを図ることができる。
 本発明において、一端が前記スタッド部に接触し、他端が前記ハウジングの上端に接触するダストカバーと、前記ハウジングの上端に、前記ボールスタッドが揺動するとき前記ダストカバーが接地する部分を平坦になるように形成される上端部と、前記サポートバー側に前記上端部と平坦になるように形成される平坦部とを備えることが望ましい。この態様によれば、ボールスタッドが揺動するときにダストカバーが接地する部分全体が平坦となる。そのため、ボールスタッドが揺動するときにダストカバーが角部などの突起部分に接触するのを防止し、ダストカバーが破損するのを防止することができる。
 本発明のボールジョイントの製造方法は、インジェクションにより鍔状のフランジ部およびストレート部を有するサポートバーを樹脂で成形する射出成形工程を行い、次いで前記ストレート部を支持して、インジェクションにより前記フランジ部を含む前記サポートバーの先端部分をボス部で包むようにハウジングを樹脂で成形する包み成形工程を行うことを特徴とする。
 本発明によれば、サポートバーの先端部分にハウジングを成形するとき、ストレート部を支持して、ハウジングを成形するため、サポートバーを支持するのを容易にして、ハウジングを成形するための型とサポートバーとの相対的な位置が変化するのを防止する。そのため、ハウジングを成形するための型から樹脂がはみ出すのを防止することができる。また、サポートバーの成形後に成形するハウジングの成形収縮によって、サポートバーの端部を強固に圧縮固定することができる。そのため、ハウジングとサポートバーとの接触面が離反するがたがなく、ボールジョイントの信頼性を向上させることができる。
 本発明によれば、信頼性が高く軽量なボールジョイントを製造できる。
ボールジョイントを示す図である。 ボールジョイントが揺動した場合示す図である。 軸支部材の一部を示す斜視図である。 サポートバーを示す図3におけるX-X断面図である。 軸支部材の第1の変形例を示す斜視図である。 軸支部材の第2の変形例を示す斜視図である。 軸支部材の第3の変形例を示す斜視図である。 サポートバーの変形例を示す断面図である。 ボールジョイントの製造方法を示すフローチャートである。 第2の実施形態にかかるボールジョイントを示す図である。 第2の実施形態にかかる軸支部材の一部を示す図である。 第2の実施形態にかかる軸支部材の一部を示す図である。 第2の実施形態にかかるサポートバーを示す図である。 軸支部材の製造方法を示すフローチャートである。
 10…ボールジョイント、100…ボールスタッド、110…スタッド部、120…ボール部、210…ボールシート、212…凹部、220…ハウジング、221…上端部、223…凹部、224…平坦部、230…サポートバー、231…バー部、232…凸条、300…ダストカバー、525…ボス部、525a…開口部、533…ストレート部、534…突起部、535…フランジ部。
(1)第1の実施形態
(第1の実施形態にかかるボールジョイントの構成)
 以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、ボールジョイントを示す図である。図2は、ボールジョイントが揺動した場合示す図である。図3は、軸支部材の一部を示す斜視図である。図4は、サポートバーを示す図3におけるX-X断面図である。図5は、軸支部材の第1の変形例を示す斜視図である。図6は、軸支部材の第2の変形例を示す斜視図である。図7は、軸支部材の第3の変形例を示す斜視図である。図8は、サポートバーの変形例を示す断面図である。図8(a)は、サポートバーの第1の変形例を示す断面図である。図8(b)は、サポートバーの第2の変形例を示す断面図である。
 ボールジョイント10は、図1,図2に示すように、ボールスタッド100と、ハウジング220などを備える軸支部材200と、ダストカバー300などを備えている。このボールジョイント10は、ボールスタッド100と、このボールスタッド100をユニバーサルに軸支する軸支部材200とを主体として構成され、図示省略した板状の取付部材に固定される。ボールジョイント10は、スタビライザの接続部などに用いられる。
 サポートバー230の両側には、図1,図2に示すように、ハウジング220が設けられている。スタビライザの接続部では、ハウジング220の取り付けられている方向が同じ方向の場合、位相角が0度となる。したがって、図1,図2に示すように両側のハウジング220が共に上側に向けて設けられている場合、位相角が0度となる。一方、一方のハウジング220が上側に向けて設けられ、他方のハウジング220が下側に向けて設けられている場合、位相角が180度となる。
 ボールスタッド100は、金属製で一体成形されている。ボールスタッド100は、図1,図2に示すように、スタッド部110と、ボール部120と、鍔部130と、ねじ部140と、凸部150と、テーパー部160とを有している。ボールスタッド100は、円柱状のスタッド部110の一端部にボール部120が形成されたものである。ボール部120の中心は、スタッド部110の軸線上に位置している。ボールスタッド100には、スタッド部110の軸方向中間部に鍔状の鍔部130およびダストカバー300がずれるのを防止する凸部150が形成されている。また、ボールスタッド100には、スタッド部110の鍔部130から先端側、すなわちボール部120とは反対側の周面にねじ部140が形成され、ボール部120側にテーパー部160が形成されている。
 ボールスタッド100は、ねじ部140が形成されたボールスタッド100の先端部が図示省略した取付部材に形成された孔に通され、ねじ部140に図示省略したナットをねじ込んで取付部材に締め付けられることにより、ボールスタッド100の鍔部130とナットで取付部材を挟んで締結される。
 軸支部材200は、図1,図2に示すように、ボールシート210と、ハウジング220と、サポートバー230とを備えている。
 ボールシート210は、ポリアセタールやポリブチレンテレフタレートなどの硬質樹脂で形成されている。ボールシート210は、鍔部211と、凹部212と、熱かしめ部213とを有している。ボールシート210は、上端縁に鍔部211を有する有底円筒状である。ボールシート210は、内部に球面状の凹部212が形成され、外側底面にボールシート210をハウジング220に固定するための熱かしめ部213が形成されている。
 ハウジング220は、ポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂で形成されている。ハウジング220は、上端部221と、孔部222と、凹部223と、平坦部224とを有している。ハウジング220は、上端に上端部221および平坦部224が形成されている。ハウジング220は、内部にボールシート210が収容される凹部223が形成されている。ハウジング220は、底面にボールシート210の熱かしめ部213が挿入される孔部222が形成されている。ハウジング220は、ボールシート210を収容する。具体的には、ボールシート210は、ボールシート210に設ける熱かしめ部213をハウジング220の孔部222に嵌合させた状態で熱かしめ部213が熱でかしめられ、ハウジング220に固定される。
 ハウジング220の底面側の外径に比べて、ハウジング220の上端側の外径が大きくなるように形成されている。具体的には、ハウジング220は、外周壁の全体がテーパー状に形成されており、ハウジング220の底面側からハウジング220の上端側に向けて外径が徐々に大きくなるように形成されている。
 なお、この実施形態に限らず、ハウジング220の上端側の外径が大きくなるように形成される実施形態として、図5に示すように外壁の一部がテーパー状に形成されている実施形態としてもよい。あるいは、図6に示すように円筒状のハウジング220の上端側に鍔部を設ける、または図7に示すように円筒状のハウジング220としてもよい。
 このように、ハウジング220の底面側の外径に比べて、ハウジング220の上端側の外径が大きくなるように形成されているため、強度的に弱い部分となる上端側の強度を上げることができる。そのため、ハウジング220にサポートバー230の軸方向に向かって引張荷重がかかった場合、ハウジング220が荷重に耐え、ハウジング220が破損するのを防止することができる。つまり、ハウジング220の強度を高めることができる。また、使用する樹脂が減ることによる軽量化およびコストダウンを図ることができる。
 平坦部224は、図1~図3に示すように、サポートバー230側のハウジング220の上端に設けられている。平坦部224は、ハウジング220の上端部221と平坦になるように設けられている。一方、上端部221は、ボールスタッド100が揺動するときにダストカバー300が接地する部分を平坦になるように形成されている。
 平坦部224と上端部221とを設けることにより、ボールスタッド100が揺動するときにダストカバー300が接地する部分全体が平坦となる。そのため、ボールスタッド100が揺動するときにダストカバー300が角部などの突起部分に接触するのを防止し、ダストカバー300が破損するのを防止することができる。
 サポートバー230は、ポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂で形成されている。サポートバー230は、ハウジング220と一体成形されている。サポートバー230は、ハウジング220の外周壁にハウジング220の径方向に延びるように設けられている。サポートバー230は、図1~図3に示すように、バー部231と、凸条232と、支持部233とを有している。バー部231は、サポートバー230の軸線に沿う中央部を構成する。
 なお、ハウジング220とサポートバー230とが成形される型を考慮して、位相角が0度または180度の場合に、ハウジング220とサポートバー230とを一体成形する実施形態が好適である。
 このようにハウジング220とサポートバー230とを一体成形しているため、サポートバー230の軸方向に圧縮荷重や引張荷重などがかかった場合、ハウジング220とサポートバー230との境目部分が荷重に耐える。そのため、サポートバー230の軸方向に荷重がかかった場合、ハウジング220とサポートバー230との境目部分から破損するのを防止することができる。つまり、サポートバー230の軸方向にかかる荷重に対する耐久性が向上し、ボールジョイント10の強度を高めることができる。その結果、ボールジョイント10の信頼性を向上させることができる。
 凸条232は、サポートバー230の軸方向に延設されている。凸条232は、バー部231と一体成形されている。凸条232は、円周方向に複数設けられている。具体的には、凸条232は、図4に示すように、6個設けられている。サポートバー230には、サポートバー230の両端のハウジング230の位相角が0度または180度であるため、ハウジング220の凹部223の開口方向を上下としたときに、水平方向に一対の凸条232が対向するように設けられている。
 なお、凸条232が6個設けられている実施形態に限らず、図8に示すように4個の凸条232を設ける実施形態としてもよい。また、図8(a)に示すように、凸条232と凸条232との谷を形成する場合に限らず、図8(b)に示すように、凸条232と凸条232との間に凸部232aを設けてもよい。
 さらに、8個の凸条を設ける実施形態としてもよい。この場合には、射出成形での半割り型からサポートバーの取り外しやすさなどを考慮して、8個の凸条のうち半割り型に引っ掛かり、半割り型から容易に取り外せなくなる部分であるオーバーハング部となりそうな凸条を、オーバーハング部となりそうにない凸条より小さく形成してオーバーハング部とならないようにする。このように、凸条の数が偶数の場合に限らず奇数の場合でもよく、凸条が複数設けられていればよい。
 このように複数の凸条232を延設することにより、サポートバー230の軸方向に圧縮荷重がかかった場合、サポートバー230が座屈するのを防止することができる。つまり、サポートバー230の剛性を高めることができる。また、使用する樹脂が減ることによる軽量化およびコストダウンを図ることができる。
 支持部233は、図3に示すように、ハウジング220側のバー部231の両側に設けられている。支持部233は、水平方向のハウジング220の外周壁からの接線をバー部231に下ろしたときの内側の形状になるように形成されている。具体的には、水平位置にある一対の凸条232が凸条232の幅を拡張するように形成されている。支持部233は、水平方向からハウジング220またはサポートバー230に荷重がかかった場合、ハウジング220またはサポートバー230を支持する。そのため、その荷重によりハウジング220とサポートバー230との境目部分から破損するのを防止する。
 なお、支持部233の形状はこの実施形態に限らず、ハウジング220の外周壁からの接線を円弧状に形成される支持部など、水平方向からハウジング220またはサポートバー230に荷重がかかった場合、ハウジング220またはサポートバー230を支持する形状であればよい。
 ダストカバー300は、図1,図2に示すように、ゴム製で笠状に形成されている。ダストカバー300は、大径側の端縁がボールシート210の鍔部211とハウジング220の上端部221との間に挟まれて固定され、小径側の端縁がボールスタッド100の鍔部130に掛止され、凸部150にずれを止められて固定されている。そのため、ダストカバー300によりシール性が確保され、ボールシート210の凹部212にゴミが侵入するのを防止する。ダストカバー300は、図2に示すように、ボールスタッド100が揺動するとき、上端部221および平坦部224に接地する。
 ボールジョイント10の重量は、例えば、ハウジングやサポートバーが鉄鋼製のボールジョイント1個の重量が390gであるのに対して、軸方向の長さが325mmのサポートバー230の場合、サポートバー230の重さが105gとなり、ボールジョイント10全体として235gとなる。そのため、155g程度の軽量化が図られる。
(第1の実施形態にかかるボールジョイントの製造方法)
 次に、第1の実施形態にかかるボールジョイント10の製造方法について図面を参照して説明する。図9は、ボールジョイントの製造方法を示すフローチャートである。
 まず、インジェクションにより孔部222および凹部223を有するハウジング220とサポートバー230とを樹脂で一体成形する射出成形工程を行う(S101)。次いで、ハウジング220の凹部223にボールシート210を挿入して固定する固定工程を行う(S102)。この固定工程では、ボールスタッド100のボール部120がボールシート210の凹部212に圧入されたボールシート210を、ハウジング220の凹部223に圧入する。そして、ハウジング220の底面に成形された孔部222に挿入されたボールシート210の底面に設けられる熱かしめ部213を熱でかしめるかしめ工程を行う。以上のような工程によりボールジョイント10が完成する。
 なお、ハウジング220の凹部223にボールシートを固定する固定工程としては、この実施形態に限らず、ハウジングの凹部に接着層を設けてボールシートをハウジングの凹部に固定する実施形態としてもよい。
 この製造方法によれば、圧縮荷重によるサポートバー230の曲がりを考慮すると、最大応力部であるサポートバー230の中央から端部に向かって外径を緩やかに小さくすることが、射出成形工程の型の形状を設定することにより可能となる。そのため、バー部231の応力を均等とすることができ、ボールジョイント10の重量をより軽量にすることができる。
 この製造方法のボールジョイントでは、ハウジングと220とサポートバー230とを一体成形するため、サポートバー230の軸方向に圧縮荷重や引張荷重などがかかった場合、ハウジング220とサポートバー230との境目部分が荷重に耐える。そのため、サポートバー220の軸方向に荷重がかかった場合、ハウジング220とサポートバー230との境目部分から破損するのを防止することができる。つまり、サポートバー230の軸方向にかかる荷重に対する耐久性が向上し、ボールジョイント10の強度を高めることができる。その結果、ボールジョイント10の信頼性を向上させることができる。また、ボールジョイント10の軽量化を図ることができる。
(2)第2の実施形態
(第2の実施形態にかかる軸支部材の構成)
 次に、ボールジョイントの第2の実施形態について図面を参照して説明する。ボールジョイントの第2の実施形態は、上記第1の実施形態の軸支部材のハウジングおよびサポートバーを変更したものである。したがって、主に軸支部材のハウジングおよびサポートバーの構成について説明し、第1の実施形態と同様な構成の説明は省略する。
 図10は、第2の実施形態にかかるボールジョイントを示す図である。図11は、第2の実施形態にかかる軸支部材の一部を示す図である。図11(a)は、軸支部材の一部を示す斜視図である。図11(b)は、軸支部材の一部を示す側面図である。図12は、第2の実施形態にかかる軸支部材の一部を示す図である。図12(a)は、軸支部材の一部を示す斜視図である。図12(b)は、軸支部材の一部を示す側面図である。図13は、第2の実施形態にかかるサポートバーを示す図である。図13(a)は、サポートバーを示す斜視図である。図13(b)は、サポートバーを示す側面図である。図13(c)は、サポートバーを示す概念図である。
 ハウジング520は、ポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂で形成されている。ハウジング520は、図11,図12に示すように、上端部521と、凹部523と、平坦部524と、ボス部525とを有している。
 ボス部525は、ハウジング520のサポートバー530側に設けられている。ボス部525は、開口部525aを有している。開口部525aは、ハウジング220の側面に開口している。ボス部525は、サポートバー530の先端部分が開口部525aに結合されて、ハウジング520とサポートバー530とを結合するための部分である。開口部525aは、サポートバー530の先端部分を覆っており、サポートバー530の先端部分の形状と同じ形状である。
 ボス部525は、サポートバー530の先端部分を覆うように密着形成されているので外径が大きくなりハウジング520の上端部521を上回る。そのため、ハウジング520は、ボス部525の上端からハウジング520の上端部521へ向かってえぐった形状として、平坦部524を設けている。
 サポートバー530は、ポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂で形成されている。サポートバー530は、ハウジング520と別成形されている。サポートバー530は、図11,図12に示すように、ハウジング220の外周壁にハウジング220の径方向に延びるように結合されている。サポートバー230は、図12,図13に示すように、バー部531と、凸条532と、ストレート部533と、突起部534と、フランジ部535とを有している。
 なお、ハウジング220とサポートバー230とが成形される型を考慮して、図10に示すような位相角が0度または180度以外の場合に、ハウジング220とサポートバー230とを別成形する実施形態が好適である。
 ストレート部533は、サポートバー530の先端付近のボス部525の開口部525aに覆われない位置に設けられている。具体的には、ハウジング520側であって、サポートバー530の軸方向にボス部525から離れる方向の所定の範囲に設けられている。ストレート部533は、凸条532に外接する外接円の外径と同じ外径の円柱状に形成されている。
 突起部534は、ストレート部533とフランジ部535との間で、ボス部525の開口部525aに覆われる位置に設けられている。具体的には、開口部525aは、突起部534の全周を覆うように密着形成されている。突起部534は、バー部531に設ける凸条532の形状と同じ形状になるように形成されている。
 このように突起部534を設けることにより、ハウジング520またはサポートバー530にねじり荷重がかかった場合、ハウジング520またはサポートバー530が相互に回転するのを防止する。そのため、ハウジング520またはサポートバー530にねじり荷重がかかった場合、ハウジング520の位相角が変化するのを防止し、ボールジョイント10の機能を維持することができる。
 フランジ部535は、バー部531の先端部に設けられている。フランジ部535は、鍔状に形成されている。フランジ部535は、フランジ部535の全周が開口部525aに覆われるように設けられている。つまり、開口部525aがフランジ部535の全周を覆うように密着形成されている。フランジ部535は、サポートバー530の軸方向に引張荷重がかかった場合、ハウジング520のボス部525からサポートバー530が抜けるのを防止する。
 フランジ部535の厚さtは、図13に示すように、サポートバー530の断面積をAbとし、凸条532と凸条532との谷径をDvとすると、以下の数1の式を満足するように構成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 また、図13(c)に示すように、凸条532に外接する外接円の面積を除くフランジ部535の面積Afは、以下の数2の式を満足するように構成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 上記数1および数2の式を満足するフランジ部535を形成することにより、フランジ部535が容易に破損するのを防止して、サポートバー530の軸方向の引張荷重によりハウジング520のボス部525からサポートバー530が抜けるのを防止する。
 なお、この実施形態では、フランジ535の外形は、ボールスタッド100の軸方向のハウジング520の大きさより大きくならないようにするため、円形の上下端をカットした形状にしているが、上記数2の式を満足するのであれば円形などでもよい。
 この実施形態によれば、ハウジング520とサポートバー530とが機械的に噛み合わされているため、ハウジング520とサポートバー530との結合が容易に外れるのを防止することができる。また、ハウジング520とサポートバー530とは同材質であるため、線膨張係数の違いによる熱膨張によりハウジング520とサポートバー530との接触面が離反するがたや割れなどの不具合が発生するのを防止する。そのため、ボールジョイント10の信頼性が向上する。
(第2の実施形態にかかる軸支部材の製造方法)
 次に、第2の実施形態にかかる軸支部材の製造方法について説明する。図14は、軸支部材の製造方法を示すフローチャートである。
 まず、インジェクションによりストレート部533およびフランジ部535などを有するサポートバー530を樹脂で成形する射出成形工程を行う(S201)。次いで、インジェクションによりサポートバー530の先端部分を樹脂で包むようにハウジング520を成形する包み成形工程を行う(S202)。この包み成形工程では、まず、突起部534およびフランジ部535を含むサポートバー530の先端部分を金型に挿入する。次いで、ストレート部533を支持することによりサポートバー530を支持して、サポートバー530の先端部分をボス部525で包むようにハウジング520を樹脂で成形する。以上のような工程により軸支部材500が完成する。
 この製造方法によれば、サポートバー530の成形後に、サポートバー530の先端部分にハウジング520を成形するとき、ストレート部533を支持することによりサポートバー530を支持して、ハウジング520を成形することができる。そのため、ハウジング520を成形するときに、サポートバー530を支持するのを容易にして、ハウジング520を成形するための型とサポートバー530との相対的な位置が変化するのを防止する。したがって、ハウジング520を成形するための型から樹脂がはみ出すのを防止することができる。
 また、サポートバー530の成形後に成形するハウジング520の成形収縮によって、サポートバー530の端部を強固に圧縮固定することができる。そのため、ハウジング520とサポートバー530との接触面が離反するがたがなく、ボールジョイント10の信頼性が向上する。
 本発明は、自動車などの車両に搭載されるスタビライザなどに利用することができる。

Claims (8)

  1.  柱状のスタッド部と、側面が球状でかつ中心を前記スタッド部の軸線上に位置させるボール部とを有するボールスタッドと、
     前記ボール部と相対回転自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部を有する樹脂製のボールシートと、
     前記ボールシートを収容する樹脂製のハウジングと、
     前記ハウジングと一体成形される樹脂製のサポートバーとを備え、
     前記サポートバーは、その軸線に沿う中央部を構成するバー部を備えることを特徴とするボールジョイント。
  2.  柱状のスタッド部と、側面が球状でかつ中心を前記スタッド部の軸線上に位置させるボール部とを有するボールスタッドと、
     前記ボール部と相対回転自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部を有する樹脂製のボールシートと、
     前記ボールシートを収容する樹脂製のハウジングと、
     前記ハウジングに結合される樹脂製のサポートバーとを備え、
     前記ハウジングは、その側面に開口する開口部を有するボス部を備え、
     前記サポートバーは、その軸線に沿う中央部を構成するバー部と、前記バー部の先端部に鍔状のフランジ部とを備え、
     前記サポートバーは、前記開口部が前記フランジ部の全周を覆うように密着形成されて、前記ボス部と結合することを特徴とするボールジョイント。
  3.  前記サポートバーは、前記サポートバーの軸方向に延設され、前記バー部と一体成形される凸条を円周方向に複数有することを特徴とする請求項1または2に記載のボールジョイント。
  4.  前記サポートバーは、前記バー部の前記フランジ部側に複数の突起部を有し、
     前記開口部は、前記複数の突起部の全周を覆うように密着形成されることを特徴とする請求項2に記載のボールジョイント。
  5.  前記サポートバーは、ハウジング側であって、前記サポートバーの軸方向に前記ボス部から離れる方向の所定の範囲にストレート部を有することを特徴とする請求項2に記載のボールジョイント。
  6.  前記ハウジングは、底面側の外径に比べて、上端側の外径が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のボールジョイント。
  7.  一端が前記スタッド部に接触し、他端が前記ハウジングの上端に接触するダストカバーと、
     前記ハウジングの上端に、前記ボールスタッドが揺動するとき前記ダストカバーが接地する部分を平坦になるように形成される上端部と、
     前記サポートバー側に前記上端部と平坦になるように形成される平坦部と
     を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のボールジョイント。
  8.  インジェクションによりフランジ部およびストレート部を有するサポートバーを樹脂で成形する射出成形工程を行い、次いで前記ストレート部を支持して、インジェクションにより前記フランジ部を含む前記サポートバーの先端部分をボス部で包むようにハウジングを樹脂で成形する包み成形工程を行うことを特徴とするボールジョイントの製造方法。
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