(57)【要約】【課題】  低コスト且つ高精度の、ボールスタッドの仕上げ加工方法を提供することを目的とする。【解決手段】中空パイプ素材より成形され、外面に球面を有する球状の球頭部と球頭部から延出する柄部とを有するボールスタッドの仕上げ加工方法において、中空パイプ素材から仕上げ加工前の粗球面を有する粗球頭部が形成される粗スタッドを成形し、粗スタッドに内圧を付与した状態で粗球頭部に仕上げ加工を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空パイプ素材（Ｗ０）より成形され、外面に球面（５）を有する球状の球頭部（４）と該球頭部（４）から延出する柄部（３）とを有するボールスタッド（２）の仕上げ加工方法において、前記中空パイプ素材（Ｗ０）から仕上げ加工前の粗球面（２５）を有する粗球頭部（２４）が形成される粗スタッド（Ｗ１）を成形し、該粗スタッド（Ｗ１）に内圧（Ｐ１）を付与した状態で前記粗球頭部（２４）に仕上げ加工を行うことを特徴とするボールスタッドの仕上げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空パイプ素材より成形されるボールスタッドの仕上げ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の懸架装置や操舵装置の連結部には、以前よりボールジョイントが多く使用されていた。このようなボールジョイント１０１は、図５に示す如く球状の球頭部１０４と球頭部１０４から延出する軸部１０３とよりなるボールスタッド１０２と、ボールスタッド１０２の球頭部１０４を揺動回動自在に包持するベアリング１０６と、ベアリング１０６を内包するハウジング１０７とを有するものが一般的である。
【０００３】
上記の如きボールジョイント１０１のボールスタッド１０２は、鋼材を加工して製造されるものが多く、図５に示す如く中実形状である。しかし近年自動車部品には軽量化が求められる傾向にあり、ボールジョイントにおいても、軽量化が求められている。そこで、ボールスタッドを、中空パイプ材を加工して製造し、中空ボールスタッドとすることにより軽量化をはかることが考えられる。
【特許文献１】実開平４−１９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軽量化のために製造される中空ボールスタッドは、図２に示す如く中空パイプ素材Ｗ０から完成品とほぼ同形状で、外面に仕上げ加工前の粗球面２５を有する球状の粗球頭部２４及び粗球頭部２４から延出する粗軸部２３を有する粗スタッドＷ１０１を形成し、粗スタッドＷ１０１に仕上げ加工を施して製造される。この仕上げ加工は、粗スタッドＷ１０１の粗球頭部２４の真球度及び面粗度を高めるために行われ、転造ローラを使用して粗球頭部２４の粗球面２５に仕上げ加工を行う転造仕上げ加工が一般的である。しかし粗スタッドＷ１０１においては、粗球頭部２４は中空であるため中実の球頭部と比べて強度が低く、仕上げ加工を行うときに粗球頭部２４に転造ローラよりかかる荷重により、粗球頭部２４が変形する。そこで粗球頭部２４の粗球面２５が変形しない程度に荷重を低減して転造仕上げ加工を行うことが考えられるが、低い荷重では、粗球頭部２４の粗球面２５に必要な真球度及び面粗度を得ることができないということがあった。
【０００５】
また、図６に示す如く、カップ型砥石１５１による研削を行い、粗スタッドＷ１０１の粗球頭部２４に仕上げ加工を行う方法も考えられる。このように砥石による研削で仕上げ加工を行う場合は、低い荷重で粗スタッドＷ１０１の粗球頭部２４の粗球面２５に所定の真球度及び面粗度を得られるような仕上げ加工を行うことができる。しかし、研削加工の場合は加工に多くの工数が必要となり、生産性及びコストの面で問題があった。
【０００６】
従って、本発明は上記の如き課題を解決し、低コスト且つ高精度の、ボールスタッドの仕上げ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、中空パイプ素材より成形され、外面に球面を有する球状の球頭部と球頭部から延出する柄部とを有するボールスタッドの仕上げ加工方法において、中空パイプ素材から仕上げ加工前の粗球面を有する粗球頭部が形成される粗スタッドを成形し、粗スタッドに内圧を付与した状態で粗球頭部に仕上げ加工を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の特徴によるボールスタッドの仕上げ加工方法によれば、中空パイプ素材から仕上げ加工前の粗球面を有する粗球頭部を有する粗スタッドを成形し、粗スタッドに内圧を付与した状態で粗球頭部に仕上げ加工を行うため、内圧が付与された粗球頭部は外部からの荷重に対する耐力が高められており粗球面に高い荷重が付与されても変形することはないので、粗球頭部に高い荷重が付与される仕上げ加工を行うことができ、低コストで高精度の仕上げ加工ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１乃至図４に示されるのは、本発明の実施例を表すもので、図１は本発明の実施例によるボールスタッドが使用されるボールジョイントの部分断面平面図、図２は本発明の実施例による粗スタッドの製造工程を表す断面平面図、図３は本発明の実施例による粗スタッドの仕上げ加工工程を表す断面平面図、図４は本発明の実施例による仕上げ加工状況の説明図である。
【００１１】
まず、本発明の実施例によるボールスタッドを使用したボールジョイントについて図１を基に説明する。  
【００１２】
図１に示されるボールジョイント１は、外面に仕上げ加工された球面５を有する球状の球頭部４と、球頭部４から延出する軸部３とからなるボールスタッド２と、ボールスタッド２の球頭部４を揺動回動自在に抱持し、一端に開口するベアリング開口部８を有し合成樹脂製で略カップ状のベアリング６と、ベアリング６を内包し、一端にベアリング開口部８側端部が開口するハウジング開口部９を有するハウジング７とを備える。
【００１３】
上記ボールスタッド２は、中空パイプ素材Ｗ０から加工された中空ボールスタッド２である。この中空ボールスタッド２の製造方法工程について図２及び図３を基に説明する。まず図２に示す如く、中空パイプ素材Ｗ０に塑性加工を施し、完成品とほぼ同形状で、外面に粗球面２５を有する球状の粗球頭部２４及び粗球頭部２４から延出する粗軸部２３を有する粗スタッドＷ１を成形する。この粗スタッドＷ１においては、粗球頭部２４の真球度が悪く面粗度が粗いため、粗球頭部２４に切削加工を行って真球度及び面粗度を若干向上させた後、更に粗球頭部２４に仕上げ加工を行ってボールスタッド２が完成する。
【００１４】
上記製造工程において、粗スタッドＷ１の粗球頭部２４に仕上げ加工を行う方法について図３を基に詳細に説明する。まず、仕上げ加工を行う仕上げ加工装置５１について説明する。仕上げ加工装置５１は、転造装置６１と油圧装置７１とよりなる。転造装置６１は、転造ローラと図示せぬ保持具とを有する。転造ローラは粗スタッドＷ１の粗球頭部２４を加工する静加工面６５を有する円形の静転造ローラ６４及び静転造ローラ６４に対して粗スタッドＷ１の軸直方向に進退可能であり粗スタッドＷ１の粗球頭部２４を加工する動加工面６３を有する円形の動転造ローラ６２とよりなる。また油圧装置７１は図示せぬ油タンクと、油タンクと連続して油タンクからの油を粗スタッドＷ１内に供給する油圧供給パイプとよりなる。この油タンクから供給される油は後記する潤滑油と同一である。また油圧供給パイプは、粗スタッドＷ１の粗球頭部側端部２６から油を供給する第一油圧供給パイプ７２と、粗スタッドＷ１の粗軸部側端部２７から油を供給する第二油圧供給パイプ７３とよりなる。
【００１５】
上記仕上げ加工装置５１で粗スタッドＷ１に仕上げ加工を行う工程を説明する。まず、図３の（ア）に示す如く粗スタッドＷ１を図示せぬ保持具にて保持し、動転造ローラ６２の動加工面６３と静転造ローラ６４の静加工面６５との粗スタッドＷの軸直方向間に、所定の状態に配置する。尚、動転造ローラ６２及び静転造ローラ６４は回転状態にある。続いて図３の（イ）に示す如く第一油圧供給パイプ７２を粗球頭部側端部２６内周に、第二油圧供給パイプ７３を粗軸部側端部２７内周にそれぞれ密着させ、図示せぬ油タンクから各油圧供給パイプ７２，７３を介して油が粗スタッドＷ１内に供給される。すると粗スタッドＷ１内に内圧が発生し、図４に示される如く粗球頭部２４に内圧Ｐ１が発生して、外部からの荷重Ｐ２に対する耐力が高められる。この状態で、図示せぬ潤滑油が粗スタッドＷ１に向けて噴射されると同時に、図３の（ウ）に示す如く動転造ローラ６２及び静転造ローラ６４を粗スタッドＷ１方向に移動させ、動転造ローラ６２の動加工面６３及び静転造ローラ６４の静加工面６５を粗スタッドＷ１の粗球頭部２４の粗球面２５に当接させる。すると静転造ローラ６４及び動転造ローラ６２の回転に追従して粗スタッドＷ１も回転を開始し、静転造ローラ６４及び動転造ローラ６２が粗球頭部２４の粗球面２５を転造加工する。このとき粗球頭部２４は内圧により外部からの荷重に対する耐力が高められているので、動転造ローラ６２及び静転造ローラ６４から高い荷重が付与されても粗球頭部２４は変形することなく、所定の真球度及び面粗度が得られるまで加工される。転造加工が終了すると、図示せぬ潤滑油の噴射が停止するとともに第一油圧供給パイプ７２及び第二油圧供給パイプ７３への油の供給も停止され、図３の（エ）に示される如く、第一油圧供給パイプ７２は粗球頭部側端部２６から、第二油圧供給パイプ７３は粗軸部側端部２７からそれぞれ退避し、ついで動転造ローラ６２も退避する。このとき、第一油圧供給パイプ７２、粗球頭部側端部２６、第二油圧供給パイプ７３及び粗軸部側端部２７に残存した油が外側に漏洩するが、潤滑油と同じ油が使用されているため、問題はない。最後に図示せぬ保持具からボールスタッド２が取り出され、ボールスタッド２の仕上げ加工が終了する。
【００１６】
よって上記の如きボールスタッド２の仕上げ加工方法によれば、中空パイプ素材Ｗ０より成形され、外面に球面５を有する球状の球頭部４と球頭部４から延出する軸部３とを有するボールスタッド２の仕上げ加工方法であって、中空パイプ素材Ｗ０から外面に仕上げ加工前の粗球面２５を有する粗球頭部２４が形成される粗スタッドＷ１を成形し、粗スタッドＷ１に内圧Ｐ１を付与した状態で粗球頭部２４に仕上げ加工を行うので、仕上げ加工時に粗スタッドＷ１の粗球頭部２４は外部からの荷重に対する耐力が高められる。
【００１７】
尚、上記実施例では粗スタッドＷ１の仕上げ加工を転造加工によって行っているが、仕上げ加工を行う方法は、転造加工に限定されるわけではない。ポイントツールによる球面の加工等、本発明の効果を得ることができる全ての方法において仕上げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例によるボールスタッドが使用されるボールジョイントを表す部分断面平面図である。
【図２】本発明の実施例による粗スタッドの製造工程を表す断面平面図である。
【図３】本発明の実施例による粗スタッドの仕上げ加工工程を表す断面平面図である。
【図４】本発明の実施例による仕上げ加工状況の説明図である。
【図５】従来のボールスタッドが使用されるボールジョイントを表す断面平面図である。
【図６】従来の粗スタッドの仕上げ加工方法を表す部分断面平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
２    ボールスタッド
３    軸部
４    球頭部
５    球面
６    ベアリング
７    ハウジング
２４  粗球頭部
Ｗ０  中空パイプ素材
Ｗ１  粗スタッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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