(57)【要約】【課題】加熱工程時に、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱する。【解決手段】軸部１１およびボール部１２が互いに連結された金属製のボールスタッド１３と、ボール部がその中心点Ｓ回りに回転可能に挿入された窪み部１４を有する熱可塑性樹脂からなるハウジング１５と、を備えるボールジョイント１０の製造方法であって、ボール部の外周面と、窪み部の内面と、を密接させて、ボールスタッドとハウジングとを組み合わせる組付け工程と、ボール部を窪み部内で相対移動させることで、ボール部の外周面側および窪み部の内面側を摩擦熱により加熱し、窪み部の内面側の結晶化度を高める加熱工程と、を有する。【選択図】図１
2019086066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントの製造方法であって、
前記ボール部の外周面と、前記窪み部の内面と、を密接させて、前記ボールスタッドと前記ハウジングとを組み合わせる組付け工程と、
前記ボール部を前記窪み部内で相対移動させることで、前記ボール部の外周面側および前記窪み部の内面側を摩擦熱により加熱し、前記窪み部の内面側の結晶化度を高める加熱工程と、を有することを特徴とするボールジョイントの製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを、前記ボール部の中心点回りに相対的に回転させることを特徴とする請求項１に記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを相対的に、前記軸部回りに回転させるとともに、前記ボール部の中心点回りに揺動させ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の製造方法。
【請求項４】
前記組付け工程は、前記ボール部をインサート品として前記ハウジングを射出成形することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項５】
軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントが、前記ハウジングを介してサポートバーの両端部に各別に連結され、
一対の前記ボールジョイントのうちのいずれか一方の前記軸部がスタビライザに連結されるとともに、他方の前記軸部が懸架装置に連結されるスタビライザリンクの製造方法であって、
前記ボールジョイントを、請求項１から４のいずれか１項に記載のボールジョイントの製造方法により形成することを特徴とするスタビライザリンクの製造方法。
【請求項６】
軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントであって、
前記ハウジングは、肉厚が２ｍｍ以上の有底筒状に形成され、その内側が前記窪み部とされ、
前記窪み部は、その中心点が前記ハウジングの中心軸線上に位置する球状に形成され、
前記窪み部の内面のうち、少なくとも、前記中心軸線に直交しかつ前記窪み部の中心点を通る平面を基準に、前記窪み部の中心点を中心とする±２０°の範囲にわたる部分の、十点平均粗さＲｚｊｉｓ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が、基準長さ０．８ｍｍで２０μｍ以下とされ、
前記窪み部の内面の硬さは、前記ハウジングにおいて、前記窪み部の内面から深さ１ｍｍに位置する部分の硬さの１１０％以上となっていることを特徴とするボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールジョイントの製造方法、スタビライザリンクの製造方法、およびボールジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントの製造方法として、ボール部の外周面と、窪み部の内面と、を密接させて、ボールスタッドとハウジングとを組み合わせる組付け工程と、ボール部の外周面側および窪み部の内面側を加熱する加熱工程と、を有する方法が知られている。この方法によれば、加熱工程後の冷却時に、ボール部は元の大きさまで縮小する一方、窪み部の内面側は、元の大きさまで縮小せず元の大きさより大きい状態に保たれることで、ボール部の外周面と窪み部の内面との密接状態を緩和し、ボール部の外周面と窪み部の内面との間の隙間、若しくは締め代等の当接状態を調整することができる。
前記加熱工程として、例えば下記特許文献１に示されるような、組付け工程後に、ボールスタッドを誘導加熱することで、ボールスタッドの熱を窪み部の内面側に伝達させる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２９２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のボールジョイントの製造方法では、加熱工程時に、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することが困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、加熱工程時に、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することができるボールジョイントの製造方法、スタビライザリンクの製造方法、およびボールジョイント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】
【０００６】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のボールジョイントの製造方法は、軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントの製造方法であって、前記ボール部の外周面と、前記窪み部の内面と、を密接させて、前記ボールスタッドと前記ハウジングとを組み合わせる組付け工程と、前記ボール部を前記窪み部内で相対移動させることで、前記ボール部の外周面側および前記窪み部の内面側を摩擦熱により加熱し、前記窪み部の内面側の結晶化度を高める加熱工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、加熱工程時に、熱膨張したボール部の外周面が、軟化した窪み部の内面に押し付けられることで、窪み部の内面側が拡張変形しつつ、窪み部の内面側の結晶化度が高められるとともに、窪み部の内面側を形成する材料が流動することとなり、その後の冷却時に、ボール部は元の大きさまで縮小する一方、窪み部の内面側は元の大きさより大きい状態に保たれる。したがって、ボール部の外周面と窪み部の内面との密接状態を緩和し、ボール部の外周面と窪み部の内面との間の隙間、若しくは締め代等の当接状態を調整することができる。
特に、加熱工程時に、ボール部を窪み部内で相対移動させることで、互いに密接しているボール部の外周面側および窪み部の内面側を摩擦熱により加熱するので、例えば誘導加熱装置またはヒータ等を用いる場合と比べて、ボールジョイントのうち、加熱するボール部の外周面および窪み部の内面以外の部位の形状要因、および環境要因等が、ボール部の外周面側および窪み部の内面側の各加熱温度に及ぼす影響を低減することができる。
したがって、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することが可能になり、窪み部の内面側が所期した結晶化度まで高められ、ボール部の外周面と窪み部の内面との間の前述の調整を高精度に行うことができる。これにより、ボールスタッドのハウジングに対するガタツキ、つまり異音の発生を防ぎつつ、ボール部の外周面と窪み部の内面との間に発生する摩擦力が抑えられたボールジョイントが得られる。
また、加熱工程時に、窪み部の内面側の結晶化度を高めることから、窪み部の内面側の硬度を向上させることができるとともに、表面粗さを低減することができる。したがって、ボール部の外周面と窪み部の内面との間の隙間を極力抑えて、ボールジョイントから外力に起因した異音が発生することを確実に防止したとしても、ボールスタッド、およびハウジングの円滑な相対移動、並びに、窪み部の内面側の耐摩耗性の双方を確保することができる。
【０００８】
ここで、前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを、前記ボール部の中心点回りに相対的に回転させてもよい。
【０００９】
この場合、加熱工程時に、ボール部およびハウジングを、ボール部の中心点回りに相対的に回転させるので、ボール部の外周面および窪み部の内面に、短い移動量で効率よく摩擦熱を発生させることができる。
なお、ボール部およびハウジングの、ボール部の中心点回りの相対回転としては、例えば、前記中心点回りの揺動、並びに、ボール部の中心点が軸部の中心軸線上に位置する場合には軸部回りの回転等がある。
【００１０】
また、前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを相対的に、前記軸部回りに回転させるとともに、前記ボール部の中心点回りに揺動させてもよい。
【００１１】
この場合、加熱工程時に、ボール部およびハウジングを相対的に、軸部回りに回転させるとともに、ボール部の中心点回りに揺動させるので、ボール部の外周面を、ボール部の中心点を挟んで軸部との連結部分の反対側に位置する極部を含む全域にわたって、ばらつき少なく精度よく確実に加熱することが可能になり、窪み部の内面に温度分布が生ずるのを確実に抑制することができる。
【００１２】
また、前記組付け工程は、前記ボール部をインサート品として前記ハウジングを射出成形してもよい。
【００１３】
この場合、組付け工程時に、ボール部をインサート品としてハウジングを射出成形するので、ボール部の外周面に対する窪み部の内面の締め代が大きくなることから、前述の調整を高精度に行うことが可能になる作用効果が顕著に奏功される。
また、ハウジングがインサート成形により形成されることから、ボール部の外周面が、全域にわたって均等に窪み部の内面に締め付けられることとなり、加熱工程時に、前述の摩擦熱によってボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することをより一層確実に実現することができる。
【００１４】
本発明のスタビライザリンクの製造方法は、軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントが、前記ハウジングを介してサポートバーの両端部に各別に連結され、一対の前記ボールジョイントのうちのいずれか一方の前記軸部がスタビライザに連結されるとともに、他方の前記軸部が懸架装置に連結されるスタビライザリンクの製造方法であって、前記ボールジョイントを、本発明のボールジョイントの製造方法により形成することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ボールスタッドのハウジングに対するガタツキを防ぎつつ、ボール部の外周面と窪み部の内面との間に発生する摩擦力が抑えられたスタビライザリンクが得られることとなり、このスタビライザリンクの装着された車両の走行時に、スタビライザリンクから異音が発生するのを防ぐことができるとともに、快適な乗り心地性に寄与することが可能なスタビライザリンクを得ることができる。
【００１６】
本発明のボールジョイントは、軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントであって、前記ハウジングは、肉厚が２ｍｍ以上の有底筒状に形成され、その内側が前記窪み部とされ、前記窪み部は、その中心点が前記ハウジングの中心軸線上に位置する球状に形成され、前記窪み部の内面のうち、少なくとも、前記中心軸線に直交しかつ前記窪み部の中心点を通る平面を基準に、前記窪み部の中心点を中心とする±２０°の範囲にわたる部分の、十点平均粗さＲｚｊｉｓ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が、基準長さ０．８ｍｍで２０μｍ以下とされ、前記窪み部の内面の硬さは、前記ハウジングにおいて、前記窪み部の内面から深さ１ｍｍに位置する部分の硬さの１１０％以上となっていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、窪み部の内面のうち、少なくとも、前記平面を基準に、窪み部の中心点を中心とする±２０°の範囲にわたる部分の、十点平均粗さＲｚｊｉｓ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が、基準長さ０．８ｍｍで２０μｍ以下となっているので、ボール部の外周面と窪み部の内面との間に発生する摩擦力を確実に抑えることができるとともに、ボールスタッド、およびハウジングの円滑な相対移動を確保することができる。
また、窪み部の内面の硬さが、ハウジングにおいて、窪み部の内面から深さ１ｍｍに位置する部分の硬さの１１０％以上となっているので、窪み部の内面側の耐摩耗性を確保することができる。
また、ハウジングが、肉厚が２ｍｍ以上の有底筒状に形成されているので、良好な成形性を確保することもできる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係るボールジョイントの製造方法、およびスタビライザリンクの製造方法によれば、加熱工程時に、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することができる。また、この発明に係るボールジョイントによれば、ボールスタッド、およびハウジングの円滑な相対移動、並びに、窪み部の内面側の耐摩耗性の双方を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る一実施形態として示したスタビライザリンクの一部断面図である。
【図２】本発明の実施例および比較例それぞれに係るスタビライザリンクの製造方法で得られた各窪み部の内面における押し込み深さに対する硬さの関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例および比較例それぞれに係るスタビライザリンクの製造方法で得られた各窪み部の内面における押し込み深さに対する弾性率の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の比較例に係るスタビライザリンクの製造方法で得られた窪み部の内面の凹凸高さの測定結果を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例に係るスタビライザリンクの製造方法で得られた窪み部の内面の凹凸高さの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るスタビライザリンクの製造方法の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態のスタビライザリンク１は、軸部１１およびボール部１２が互いに連結された金属製のボールスタッド１３と、ボール部１２が挿入された窪み部１４を有する結晶性の熱可塑性樹脂からなるハウジング１５と、を備えるボールジョイント１０が、ハウジング１５を介してサポートバー１６の両端部１６ａに各別に連結されて構成されている。
スタビライザリンク１は、一対のボールジョイント１０のうちのいずれか一方の軸部１１がスタビライザ２に連結されるとともに、他方の軸部１１が懸架装置３に連結される。なお、他方の軸部１１は、懸架装置３のうち、例えばダンパーのシリンダ若しくはアーム部材等に連結される。一対のボールジョイント１０は、互いに同じ大きさで同じ形状に形成されている。なお、一対のボールジョイント１０は、互いに異なる大きさで異なる形状に形成されてもよい。
【００２１】
ハウジング１５は、例えば、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、若しくはポリアセタール（ＰＯＭ）等、または、これらの熱可塑性樹脂材料に、例えば炭素繊維、若しくはガラス繊維等の強化繊維が含有された材料により形成されている。本実施形態では、ハウジング１５は、ガラス繊維を３０重量％含有したＰＡ６６により形成されている。
例えば、ＰＡ６６のガラス転位温度は約５０℃、結晶化温度は約２３２℃、融点は約２６５℃となっている。
【００２２】
ハウジング１５は、扁平な有底筒状に形成され、その内側が窪み部１４となっている。ハウジング１５の肉厚は２ｍｍ以上となっている。窪み部１４は、ハウジング１５の中心軸線Ｏに沿う軸方向の一方側が開口し、他方側が閉塞されている。窪み部１４は、中心点が中心軸線Ｏ上に位置する球状に形成されている。
以下、軸方向から見て、中心軸線Ｏに交差する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００２３】
窪み部１４の内面のうち、少なくとも、中心軸線Ｏに直交しかつ窪み部１４の中心点を通る平面を基準に、窪み部１４の中心点を中心とする±２０°の範囲にわたる部分の、十点平均粗さＲｚｊｉｓ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が、基準長さ０．８ｍｍで例えば約２０μｍ以下となっている。
窪み部１４の内面の硬さは、ハウジング１５において、窪み部１４の内面から深さ１ｍｍに位置する部分の硬さの例えば約１１０％以上となっている。この硬さは、ナノインデンテーション法に基づいて測定できる。例えば、Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製ＴｒｉｂｏＩｎｄｅｎｔｅｒを用い、２３℃の温度下で、先端縁の半径が５０ｎｍ以下の三角錐型の圧子を一定の深さまで押し込むのに要する力と、前記圧子のうち押し込まれた部分の投影面積と、に基づいて測定できる。
【００２４】
ハウジング１５における窪み部１４の開口周縁部に、軸方向に突出し全周にわたって連続して延びる突条部１５ａが形成されている。突条部１５ａの内周面は、軸方向に沿ってハウジング１５の外側に向かうに従い漸次、径方向の外側に向けて延びている。突条部１５ａの内周面の、中心軸線Ｏに対する傾斜角度は、例えばボールスタッド１３の、ボール部１２の中心点Ｓ回りの揺動角等に応じて適宜設定してもよい。ハウジング１５は全体が同一の材質で一体に形成されている。
【００２５】
ボールスタッド１３は、例えば鋼材等により形成され、軸部１１とボール部１２とは溶接により連結されている。なお、ボールスタッド１３全体を一体に形成してもよい。ボール部１２は球体とされ、軸部１１は円柱体となっている。軸部１１において、その中心軸線に沿う軸方向の両端部のうちの一方側の端部にボール部１２が連結されている。軸部１１の中心軸線上にボール部１２の中心点Ｓが位置している。
以下、ボールスタッド１３が、ハウジング１５の中心軸線Ｏと同軸に配設された状態を説明する。
【００２６】
軸部１１における軸方向の中間部に、径方向の外側に向けて突出するフランジ部１１ａが全周にわたって形成されている。軸部１１において、フランジ部１１ａを軸方向に挟んでボール部１２の反対側に位置する部分に雄ねじ部が形成されている。軸部１１において、フランジ部１１ａとボール部１２との間に位置する部分におけるフランジ部１１ａ側の端部に、全周にわたって連続して延びる周溝１１ｂが形成されている。
ボール部１２の外径は、軸部１１において、フランジ部１１ａを除く部分の外径より大きくなっている。
【００２７】
ボール部１２は、その中心点Ｓ回りに回転可能にハウジング１５の窪み部１４内に挿入されている。ボール部１２の中心点Ｓは、ハウジング１５の窪み部１４の中心点とほぼ一致している。ボール部１２の直径は、窪み部１４の直径よりわずかに小さい。なお、ボール部１２の直径を、窪み部１４の直径以上としてもよい。ボール部１２における軸部１１との連結部分は、窪み部１４から軸方向の外側に張り出している。窪み部１４は、ボール部１２の外周面のうち半分を超える部分を覆っている。ボール部１２のうち、窪み部１４から軸方向の外側に張り出した部分は、突条部１５ａより軸方向の内側に位置しており、突条部１５ａにより全域にわたって径方向の外側から囲繞されている。なお、ボール部１２のうち、窪み部１４から軸方向の外側に張り出した部分を、突条部１５ａより軸方向の外側に位置させてもよい。
【００２８】
図示の例では、スタビライザリンク１は、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間に、水、埃、および塵等が進入するのを防止するダストカバー１７を備えている。ダストカバー１７は、弾性変形可能に筒状に形成されるとともに、中心軸線Ｏと同軸に配設されている。ダストカバー１７における軸方向の両端部のうち、いずれか一方は軸部１１の周溝１１ｂ内に装着され、他方はハウジング１５の突条部１５ａに外嵌されている。なお、スタビライザリンク１は、ダストカバー１７を有しなくてもよい。
【００２９】
サポートバー１６は、例えば鋼材等により筒状に形成されている。サポートバー１６の中心軸線Ｌは、ボール部１２の中心点Ｓを通り、かつハウジング１５の中心軸線Ｏと直交している。サポートバー１６の両端部１６ａは、プレス加工等により軸方向に圧潰されて平板状に形成されている。サポートバー１６の両端部１６ａは、熱可塑性樹脂からなる被覆体１８で覆われている。被覆体１８はハウジング１５と一体に形成されている。
なお、サポートバー１６は中実に形成してもよく、また、サポートバー１６の端部１６ａは平板状に形成しなくてもよく、サポートバー１６の端部１６ａを被覆体１８で覆わなくてもよい。
【００３０】
次に、以上のように構成されたスタビライザリンク１の製造方法について説明する。
スタビライザリンク１の製造方法は、組付け工程と加熱工程とを有する。
【００３１】
組付け工程は、ボール部１２の外周面と、窪み部１４の内面と、を密接させて、ボールスタッド１３とハウジング１５とを組み合わせる。本実施形態では、組付け工程は、ボール部１２、およびサポートバー１６の端部１６ａをインサート品として、ハウジング１５および被覆体１８を射出成形する。その後、熱可塑性樹脂の成形収縮により、ボール部１２の外周面が窪み部１４の内面に締め付けられる。なお、組付け工程の前に予め、サポートバー１６の端部１６ａに接着剤を塗布しておくことで、被覆体１８をサポートバー１６の端部１６ａに接着してもよい。
【００３２】
ここで、組付け工程時に金型温度は例えば約８０℃以下とする。これにより、得られた成形品が脱型可能になるまでの時間を短く抑えることができるとともに、ハウジング１５の外周面側の結晶化が抑えられ、ハウジング１５の成形収縮を抑えることが可能になり、窪み部１４の内面の、ボール部１２の外周面に対する締め付けを抑制することができる。
【００３３】
加熱工程は、ボール部１２を窪み部１４内で相対移動させることで、ボール部１２の外周面側および窪み部１４の内面側を摩擦熱により加熱し、窪み部１４の内面側の結晶化度を高める。加熱工程は、ボール部１２およびハウジング１５を、ボール部１２の中心点Ｓ回りに相対的に回転させる。本実施形態では、加熱工程は、ボール部１２およびハウジング１５を相対的に、軸部１１回りに回転させるとともに、ボール部１２の中心点Ｓ回りに揺動させる。この際、ボールスタッド１３に軸方向の力を加えない状態で、ボール部１２を窪み部１４内で相対移動させる。また、ボール部１２およびハウジング１５のうち、いずれか一方を軸部１１回りに回転させ、他方をボール部１２の中心点Ｓ回りに揺動させる。この場合、装置構造の複雑化を抑えつつ、回転および揺動の調整を各別に精度よく容易に行うことができる。
なお、ボール部１２およびハウジング１５のうち、いずれか一方のみを軸部１１回りに回転させ、かつボール部１２の中心点Ｓ回りに揺動させてもよい。また、ボールスタッド１３に軸方向の力を加えた状態で、ボール部１２を窪み部１４内で相対移動させてもよい。
【００３４】
加熱工程時に、窪み部１４の内面側を、前述の摩擦熱により、ガラス転位点より高く融点より低い結晶化温度、またはその付近まで加熱し、窪み部１４の内面側の結晶化度を高める。
なお、ボール部１２の外周面、および窪み部１４の内面の相対的な移動速度、移動回数、および移動時間等は、ボール部１２の外周面に対する窪み部１４の内面の締め付け力（押圧力）毎に、摩擦熱による発熱温度との関係を予め実験して求めておき、この実験データに基づいて設定してもよい。前記締め付け力は成形条件により特定できる。
また、結晶化温度は、例えば、ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用い、窒素雰囲気下で溶融状態から２０℃／分の速度で降温した際に観測される発熱ピークのピークトップの温度として求めることができる。
結晶化度は、１００％結晶時の理論融解熱量に対する測定融解熱量の比率として求めることができる。測定融解熱量は、例えば、ＤＳＣを用い、窒素雰囲気下で１０℃／分の速度で融点以上まで昇温した際に観測される吸熱ピークの熱量と発熱ピークの熱量との差から求めることができる。
【００３５】
加熱工程時に、窪み部１４の内面側の結晶化度が高まることで、ハウジング１５を形成する熱可塑性樹脂に含まれる強化繊維が、窪み部１４の内面側からハウジング１５の外面側に向けて移動し、窪み部１４の内面の表面粗さが低くなると考えられる。
なお、加熱工程を、組付け工程後に成形金型を型開きせず、組付け工程の直後に成形金型のキャビティ内で行ってもよいし、組付け工程後、脱型した後に行ってもよい。前者の場合、加熱工程時に、窪み部１４の内面側を結晶化温度、またはその付近まで加熱するのに要する時間が短く抑えられ、後者の場合、成形サイクルが長くなるのを防ぐことができる。
最後に、ダストカバー１７における軸方向の両端部のうち、一方を軸部１１の周溝１１ｂ内に装着し、他方をハウジング１５の突条部１５ａに外嵌する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によるスタビライザリンク１の製造方法によれば、加熱工程時に、熱膨張したボール部１２の外周面が、軟化した窪み部１４の内面に押し付けられることで、窪み部１４の内面側が拡張変形しつつ、窪み部１４の内面側の結晶化度が高められるとともに、窪み部１４の内面側を形成する材料が流動することとなり、その後の冷却時に、ボール部１２は元の大きさまで縮小する一方、窪み部１４の内面側は元の大きさより大きい状態に保たれる。したがって、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との密接状態を緩和し、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間の隙間、若しくは締め代等の当接状態を調整することができる。
【００３７】
特に、加熱工程時に、ボール部１２を窪み部１４内で相対移動させることで、互いに密接しているボール部１２の外周面側および窪み部１４の内面側を摩擦熱により加熱するので、例えば誘導加熱装置またはヒータ等を用いる場合と比べて、ボールジョイント１０のうち、加熱するボール部１２の外周面および窪み部１４の内面以外の部位の形状要因、および環境要因等が、ボール部１２の外周面側および窪み部１４の内面側の各加熱温度に及ぼす影響を低減することができる。
【００３８】
したがって、ボール部１２の外周面側および窪み部１４の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することが可能になり、窪み部１４の内面側が所期した結晶化度まで高められ、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間の前述の調整を高精度に行うことができる。これにより、ボールスタッド１３のハウジング１５に対するガタツキ、つまり異音の発生を防ぎつつ、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間に発生する摩擦力が抑えられたボールジョイント１０が得られる。
【００３９】
また、加熱工程時に、窪み部１４の内面側の結晶化度を高めることから、窪み部１４の内面側の硬度を向上させることができるとともに、表面粗さを低減することができる。したがって、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間の隙間を極力抑えて、ボールジョイント１０から外力に起因した異音が発生することを確実に防止したとしても、ボールスタッド１３、およびハウジング１５の円滑な相対移動、並びに、窪み部１４の内面側の耐摩耗性の双方を確保することができる。
【００４０】
また、加熱工程時に、ボール部１２およびハウジング１５を、ボール部１２の中心点Ｓ回りに相対的に回転させるので、ボール部１２の外周面および窪み部１４の内面に、短い移動量で効率よく摩擦熱を発生させることができる。
また、加熱工程時に、ボール部１２およびハウジング１５を相対的に、軸部１１回りに回転させるとともに、ボール部１２の中心点Ｓ回りに揺動させるので、ボール部１２の外周面を、ボール部１２の中心点Ｓを挟んで軸部１１との連結部分の反対側に位置する極部１２ａを含む全域にわたって、ばらつき少なく精度よく確実に加熱することが可能になり、窪み部１４の内面に温度分布が生ずるのを確実に抑制することができる。
【００４１】
また、組付け工程時に、ボール部１２をインサート品としてハウジング１５を射出成形するので、ボール部１２の外周面に対する窪み部１４の内面の締め代が大きくなることから、前述の調整を高精度に行うことが可能になる作用効果が顕著に奏功される。
また、ハウジング１５がインサート成形により形成されることから、ボール部１２の外周面が、全域にわたって均等に窪み部１４の内面に締め付けられることとなり、加熱工程時に、前述の摩擦熱によってボール部１２の外周面側および窪み部１４の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することをより一層確実に実現することができる。
【００４２】
以上のように、ボールスタッド１３のハウジング１５に対するガタツキを防ぎつつ、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間に発生する摩擦力が抑えられたスタビライザリンク１が得られることとなり、このスタビライザリンク１の装着された車両の走行時に、スタビライザリンク１から異音が発生するのを防ぐことができるとともに、快適な乗り心地性に寄与することが可能なスタビライザリンク１を得ることができる。
なお、加熱工程を、組付け工程後、脱型した後に行う場合、加熱工程時に、ボール部１２を窪み部１４内で相対移動させつつ、ハウジング１５の外周面側を、例えば空気を吹き付ける等して冷却することで、ハウジング１５の外周面側の結晶化が抑えられ、ハウジング１５の熱収縮を抑制することが可能になり、前述の調整をより一層精度よく行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態によるボールジョイントによれば、窪み部１４の内面のうち、少なくとも、前記平面を基準に、窪み部１４の中心点を中心とする±２０°の範囲にわたる部分の、十点平均粗さＲｚｊｉｓ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が、基準長さ０．８ｍｍで２０μｍ以下となっているので、ボール部１２の外周面と窪み部１４の内面との間に発生する摩擦力を確実に抑えることができるとともに、ボールスタッド１３、およびハウジング１５の円滑な相対移動を確保することができる。
また、窪み部１４の内面の硬さが、ハウジング１５において、窪み部１４の内面から深さ１ｍｍに位置する部分の硬さの１１０％以上となっているので、窪み部１４の内面側の耐摩耗性を確保することができる。
また、ハウジング１５が、肉厚が２ｍｍ以上の有底筒状に形成されているので、良好な成形性を確保することもできる。
【００４４】
次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。
実施例として、本実施形態のスタビライザリンク１の製造方法で得られたハウジング１５を採用し、比較例として、本実施形態のスタビライザリンク１の製造方法のうち、加熱工程を有しない製造方法で得られたハウジングを採用した。
【００４５】
窪み部の内面側の硬さを、ナノインデンテーション法に基づいて測定した。この測定は、Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製ＴｒｉｂｏＩｎｄｅｎｔｅｒを用い、２３℃の温度下で、先端縁の半径が５０ｎｍ以下の三角錐型の圧子を一定の深さまで押し込むのに要する力と、前記圧子のうち押し込まれた部分の投影面積と、に基づいて測定した。この測定を、実施例および比較例それぞれについて、押し込み深さを異ならせて行った。
その結果、図２に示されるように、実施例の方が、比較例より窪み部の内面側の硬さが大きくなっていることが確認された。
【００４６】
窪み部の内面側の弾性率を、ナノインデンテーション法に基づいて測定した。この測定は、Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製ＴｒｉｂｏＩｎｄｅｎｔｅｒを用い、２３℃の温度下で、前記圧子を一定深さまで押し込んだ後に、除荷したときの荷重−変位曲線における最大荷重時の傾きと、前記投影面積と、に基づいて測定した。この測定を、実施例および比較例それぞれについて、押し込み深さを異ならせて行った。
その結果、図３に示されるように、実施例の方が、比較例より窪み部の内面側の弾性率が大きくなっていることが確認された。
以上より、実施例の方が、比較例よりナノインデンテーション法に基づく、窪み部の内面側の硬さおよび弾性率が大きくなっており、実施例の方が、比較例より窪み部の内面側の硬度が高くなっていることが確認された。
【００４７】
次に、窪み部の内面の凹凸高さを測定した。
実施例、および比較例それぞれについて、測定長さは同じにした。結果を図４および図５に示す。なお、図４および図５において、縦軸の凹凸高さのオーダーは一致している。
その結果、実施例の方が、比較例より窪み部の内面の表面粗さが小さくなっていることが確認された。また、比較例では、窪み部の内面にガラス繊維が目視できたが、実施例では目視できなかった。
【００４８】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４９】
例えば前記実施形態では、ボールジョイント１０が、ハウジング１５を介してサポートバー１６の両端部１６ａに各別に連結されてなるスタビライザリンク１を示したが、サポートバー１６を有さないボールジョイント１０単体であっても本発明は適用可能である。ボールジョイント１０単体は、例えばロボットアーム等に適用してもよい。
前記実施形態では、ハウジング１５として、全体が同一の材質で一体に形成された構成を示したが、これに限らず例えば、凹部を有するハウジング本体と、凹部内に配設されて窪み部１４の内面を構成する結晶性の熱可塑性樹脂からなるボールシートと、を備えてもよい。この構成において、ハウジング本体が強化繊維を含有し、ボールシートは強化繊維を含有しなくてもよい。
前記実施形態では、組付け工程として、ボール部１２をインサート品としてハウジング１５を射出成形するインサート成形を示したが、これに限らず例えば、窪み部１４を有するハウジング１５を射出成形した後に、窪み部１４内にボール部１２を圧入することで、ボール部１２の外周面と、窪み部１４の内面と、を密接させて、ボールスタッド１３とハウジング１５とを組み合わせてもよい。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  スタビライザリンク
２  スタビライザ
３  懸架装置
１０  ボールジョイント
１１  軸部
１２  ボール部
１３  ボールスタッド
１４  窪み部
１５  ハウジング
１６  サポートバー
１６ａ  サポートバーの端部
Ｓ  中心点
【図１】
2019086066.tif 000003
【図２】
2019086066.tif 000004
【図３】
2019086066.tif 000005
【図４】
2019086066.tif 000006
【図５】
2019086066.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月4日(2019.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントの製造方法であって、
前記ボール部の外周面と、前記窪み部の内面と、を密接させて、前記ボールスタッドと前記ハウジングとを組み合わせる組付け工程と、
前記ボール部を前記窪み部内で相対移動させることで、前記ボール部の外周面側および前記窪み部の内面側を摩擦熱により加熱し、前記窪み部の内面側の結晶化度を高める加熱工程と、を有することを特徴とするボールジョイントの製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを、前記ボール部の中心点回りに相対的に回転させることを特徴とする請求項１に記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程は、前記ボール部および前記ハウジングを相対的に、前記軸部回りに回転させるとともに、前記ボール部の中心点回りに揺動させ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の製造方法。
【請求項４】
前記組付け工程は、前記ボール部をインサート品として前記ハウジングを射出成形することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項５】
軸部およびボール部が互いに連結された金属製のボールスタッドと、
前記ボール部がその中心点回りに回転可能に挿入された窪み部を有する熱可塑性樹脂からなるハウジングと、を備えるボールジョイントが、前記ハウジングを介してサポートバーの両端部に各別に連結され、
一対の前記ボールジョイントのうちのいずれか一方の前記軸部がスタビライザに連結されるとともに、他方の前記軸部が懸架装置に連結されるスタビライザリンクの製造方法であって、
前記ボールジョイントを、請求項１から４のいずれか１項に記載のボールジョイントの製造方法により形成することを特徴とするスタビライザリンクの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ボールジョイントの製造方法、およびスタビライザリンクの製造方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、加熱工程時に、ボール部の外周面側および窪み部の内面側をそれぞれ、全域にわたってばらつき少なく精度よく加熱することができるボールジョイントの製造方法、およびスタビライザリンクの製造方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】