(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつかしめ部のかしめ量のばらつきに起因するトルクのばらつきを低減できるボールジョイント及びその製造方法を提供する。【解決手段】傾斜面29が軸直方向Ｂに対して第１傾斜角αで傾斜するようにボールシート16を形成する。ボール部21を保持したボールシート16をハウジング本体37によって受け、ボールシート16のシート本体27の開口部32の外縁部にて軸直方向Ｂに突出する突出部28を、軸直方向Ｂに対して傾斜する支持部38にて支持する。かしめ部39を、軸直方向Ｂに対して第１傾斜角αよりも大きい所定の第３傾斜角γに沿って傾斜するようにかしめ変形する。突出部28の先端側にて軸直方向Ｂに対して所定の第１傾斜角αに沿って外縁部へとシート本体27側に傾斜する傾斜面29の少なくとも一部の位置で突出部28を支持部38とかしめ部39との間で挟持する。【選択図】図１
2015031384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール部を備えたボール側部材と、
前記ボール部を回動可能に保持する保持面とこの保持面の所定方向側に開口する開口部とを有する本体部、この本体部の前記開口部の外縁部にて前記所定方向と交差する交差方向に突出する突出部、及び、この突出部の先端側に設けられ前記交差方向に対して外縁部へと前記本体部側に傾斜する傾斜面を備えたベアリングシートと、
前記ボール部を前記保持面に保持した前記ベアリングシートを受ける円筒状の受け部、この受け部の前記所定方向の一端に設けられ前記交差方向に対して内縁部へと前記所定方向の他端側に傾斜する支持部、及び、この支持部から突設され前記交差方向に対して前記所定方向の一端側に傾斜するようにかしめ変形されて前記傾斜面の少なくとも一部の位置で前記突出部を前記支持部との間で挟持するかしめ部を備えた受け側部材と
を具備したことを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
受け側部材は、かしめ部に設けられベアリングシートの突出部に当接してベアリングシートを回り止めする共回り防止部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
【請求項３】
受け側部材は、支持部と連続しかしめ部のかしめ変形により変形した突出部の余肉が逃げる空間部を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載のボールジョイント。
【請求項４】
ボール部を備えたボール側部材と、前記ボール部を回動可能に保持する保持面とこの保持面の所定方向側に開口する開口部とを有する本体部、この本体部の前記開口部の外縁部にて前記所定方向と交差する交差方向に突出する突出部、及び、この突出部の先端側に設けられ前記交差方向に対して外縁部へと前記本体部側に傾斜する傾斜面を備えたベアリングシートと、前記ボール部を前記保持面に保持した前記ベアリングシートを受ける円筒状の受け部、この受け部の前記所定方向の一端に設けられ前記交差方向に対して内縁部へと前記所定方向の他端側に傾斜する支持部、及び、この支持部から突設されたかしめ部を備えた受け側部材とを具備したボールジョイントの製造方法であって、
前記傾斜面が前記交差方向に対して所定のシート傾斜角で傾斜するように前記ベアリングシートを形成し、
前記ボール部を保持した前記ベアリングシートを前記受け部によって受けて前記突出部を前記支持部にて支持し、
前記かしめ部を、前記交差方向に対して前記シート傾斜角よりも大きい所定のかしめ部傾斜角に沿って前記所定方向の一端側に傾斜するようにかしめ変形することで、前記傾斜面の少なくとも一部の位置で前記突出部を前記かしめ部と前記支持部との間で挟持する
ことを特徴とするボールジョイントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール部を保持面に保持したベアリングシートをかしめ変形により保持するかしめ部を有する受け側部材を備えたボールジョイント及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車などの車両の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いるボールジョイントは、ボール部およびこのボール部に対して突出する軸部であるスタッド部を有するボール側部材であるボールスタッドと、このボールスタッドのボール部を回動可能に保持する合成樹脂製などのベアリングシートである円筒状のボールシートと、このボール部を保持したボールシートを受ける内室を有する受け部であるハウジング本体を備えた受け側部材である有底円筒状のハウジングとを備えている。
【０００３】
そして、このようなボールジョイントの製造方法において、ボール部を保持したボールシートをハウジングの内室に圧入した後、ハウジングの開口側の端部をかしめ変形することでボールシートをボール部とともにハウジングに抜け止め固定する構成が知られている(例えば、特許文献１及び２参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５３２６３４号公報(第１０−１１頁、図１−２)
【特許文献２】特開平３−２１３７１０号公報(第２−４頁、第１図−第２図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の構成では、ボールシートの端部をハウジングの端部によって直接固定しているので、ハウジングのかしめ量(ハウジングの端部の傾き量)が直接プレロード(予荷重)としてボール部に作用し、トルクに影響を与える。すなわち、かしめ量のばらつきがトルク量のばらつきとなり、ボールジョイントの性能に大きな影響を与えるおそれがある。
【０００６】
また、上記特許文献２記載の構成では、ボールシートの開口縁部にフランジ状に突出する突出部を設け、この突出部をハウジングによって挟み込んで固定することで、上記のようなプレロードを抑制している。しかしながら、この構成の場合、ボールジョイントの軸方向に対して直交する軸直方向に突出した支持部である段部とかしめ部とにより突出部全体を挟み込んでいるため、ボールジョイントの大型化が避けられない。
【０００７】
そして、このような課題は、車両用のボールジョイントだけでなく、任意の箇所に用いるボールジョイントに対しても同様に生じる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、大型化を抑制しつつかしめ部のかしめ量のばらつきに起因するトルクのばらつきを低減できるボールジョイント及びその製造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】
【０００９】
請求項１記載のボールジョイントは、ボール部を備えたボール側部材と、前記ボール部を回動可能に保持する保持面とこの保持面の所定方向側に開口する開口部とを有する本体部、この本体部の前記開口部の外縁部にて前記所定方向と交差する交差方向に突出する突出部、及び、この突出部の先端側に設けられ前記交差方向に対して外縁部へと前記本体部側に傾斜する傾斜面を備えたベアリングシートと、前記ボール部を前記保持面に保持した前記ベアリングシートを受ける円筒状の受け部、この受け部の前記所定方向の一端に設けられ前記交差方向に対して内縁部へと前記所定方向の他端側に傾斜する支持部、及び、この支持部から突設され前記交差方向に対して前記所定方向の一端側に傾斜するようにかしめ変形されて前記傾斜面の少なくとも一部の位置で前記突出部を前記支持部との間で挟持するかしめ部を備えた受け側部材とを具備したものである。
【００１０】
請求項２記載のボールジョイントは、請求項１記載のボールジョイントにおいて、受け側部材は、かしめ部に設けられベアリングシートの突出部に当接してベアリングシートを回り止めする共回り防止部を備えたものである。
【００１１】
請求項３記載のボールジョイントは、請求項１または２記載のボールジョイントにおいて、受け側部材は、支持部と連続しかしめ部のかしめ変形により変形した突出部の余肉が逃げる空間部を備えたものである。
【００１２】
請求項４記載のボールジョイントの製造方法は、ボール部を備えたボール側部材と、前記ボール部を回動可能に保持する保持面とこの保持面の所定方向側に開口する開口部とを有する本体部、この本体部の前記開口部の外縁部にて前記所定方向と交差する交差方向に突出する突出部、及び、この突出部の先端側に設けられ前記交差方向に対して外縁部へと前記本体部側に傾斜する傾斜面を備えたベアリングシートと、前記ボール部を前記保持面に保持した前記ベアリングシートを受ける円筒状の受け部、この受け部の前記所定方向の一端に設けられ前記交差方向に対して内縁部へと前記所定方向の他端側に傾斜する支持部、及び、この支持部から突設されたかしめ部を備えた受け側部材とを具備したボールジョイントの製造方法であって、前記傾斜面が前記交差方向に対して所定のシート傾斜角で傾斜するように前記ベアリングシートを形成し、前記ボール部を保持した前記ベアリングシートを前記受け部によって受けて前記突出部を前記支持部にて支持し、前記かしめ部を、前記交差方向に対して前記シート傾斜角よりも大きい所定のかしめ部傾斜角に沿って前記所定方向の一端側に傾斜するようにかしめ変形することで、前記傾斜面の少なくとも一部の位置で前記突出部を前記かしめ部と前記支持部との間で挟持するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載のボールジョイントによれば、軸方向と交差する交差方向に対してそれぞれ傾斜する支持部とかしめ部とによって、突出部の先端側のみを交差方向に対して傾斜する傾斜面の少なくとも一部の位置で効率よく挟み込むことができ、突出部全体を挟み込まないため、支持部及びかしめ部を交差方向に必要以上に張り出させて大きくせずに済み、ボールジョイントの大型化を確実に抑制できるとともに、突出部の先端側のみを選択集中的に支持部とかしめ部とによって挟み込むので、かしめ部のかしめ量のばらつきにより生じるプレロードが本体部側に伝わりにくく、保持面により保持されたボール部に加わるプレロードを大幅に抑制できるため、かしめ量のばらつきに起因するプレロードのばらつきを軽減でき、トルクのばらつきを抑制できる。
【００１４】
請求項２記載のボールジョイントによれば、請求項１記載のボールジョイントの効果に加えて、ベアリングシートの突出部に当接してベアリングシートを回り止めする共回り防止部をかしめ部に設けることで、ベアリングシートの共回りをより確実に防止できる。
【００１５】
請求項３記載のボールジョイントによれば、請求項１または２記載のボールジョイントの効果に加えて、かしめ部のかしめ変形により変形した突出部の余肉が逃げる空間部を支持部に連続して設けることで、かしめ部のかしめ変形による突出部の変形によってシート本体の内方へと余肉が流動して不要なプレロードが生じることを確実に防止でき、トルクのばらつきをより確実に低減できる。
【００１６】
請求項４記載のボールジョイントの製造方法によれば、傾斜面が交差方向に対して所定のシート傾斜角で傾斜するように形成したベアリングシートに対して、かしめ部を、交差方向に対してシート傾斜角よりも大きい所定のかしめ部傾斜角に沿って傾斜するようにかしめ変形させることで、軸方向と交差する交差方向に対して傾斜する支持部とかしめ部との間で、突出部の先端側のみを交差方向に対して傾斜面の少なくとも一部の位置で効率よく挟み込むことができ、突出部全体を挟み込まないため、支持部及びかしめ部を交差方向に必要以上に張り出させて大きくせずに済み、ボールジョイントの大型化を確実に抑制できるとともに、突出部の先端側のみを選択集中的に支持部とかしめ部とによって挟み込むので、かしめ部のかしめ量のばらつきにより生じるプレロードが本体部側に伝わりにくく、保持面により保持されたボール部に加わるプレロードを大幅に抑制できるため、かしめ量のばらつきに起因するプレロードのばらつきを軽減でき、トルクのばらつきを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態のボールジョイントの製造方法の一部を示す断面図である。
【図２】同上ボールジョイントの断面図である。
【図３】(a)は同上ボールジョイントの組み立て前のベアリングシートを示す断面図、(b)は同上ボールジョイントの組み立て前の受け側部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００１９】
図２において、11はボールジョイントであり、このボールジョイント11は、例えば自動車などの車両の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるものである。そして、このボールジョイント11は、ボール側部材である金属製などのボールスタッド15と、このボールスタッド15の一部を保持するベアリングシートである合成樹脂製などのボールシート16と、ボールスタッド15の一部とともにボールシート16を保持する受け側部材である金属製などのハウジング17と、ボールスタッド15とハウジング17との間に亘って配置される防塵部材であるダストカバー18とを備えている。なお、以下に示す上下方向とは、図２の上下方向をいうものとする。
【００２０】
ボールスタッド15は、略球状の球頭部であるボール部21と、このボール部21から突出する例えば金属製などの上下方向長手状の丸軸状の軸部であるスタッド部22とを有し、このスタッド部22の長手方向中間の外周側に一体に外方に向って突出して鍔部23が形成されている。また、スタッド部22の上端側の外周面には接続部であるねじ溝24が形成され、このねじ溝24に対して図示しないナットが螺合されることにより被固定体(図示せず)が鍔部23とナットとの間で挟持固定され、ボールジョイント11が被固定体と接続されるように構成されている。
【００２１】
ボールシート16は、例えば全体がポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、あるいは繊維強化されたポリイミド(ＰＩ)などの合成樹脂にて一体成形されており、円筒状の本体部であるシート本体27と、このシート本体27からフランジ状に突出する突出部28と、この突出部28に設けられた傾斜面29とを備えている。
【００２２】
シート本体27は、ボール部21の赤道Ｘを含む外周面を回動可能に保持する球面状の保持面である摺接面31と、この摺接面31と連通する(第１及び第２の)開口部32，33とを備えている。これら開口部32，33は、シート本体27において、ボールシート16(シート本体27)の所定方向である軸方向Ａ(ボールジョイント11の軸方向)の両端である上下端に位置してボール部21の径寸法よりも小さい開口面積を有しており、ボールシート16からのボール部21の抜けを防止している。なお、ボール部21の赤道Ｘとは、ボールスタッド15の軸方向においてボール部21の径寸法が最大となる位置をいう。
【００２３】
突出部28は、シート本体27の軸方向の一端である上端に位置して開口部32の外縁部から外方、すなわち軸方向Ａと交差(直交)する交差方向である軸直方向Ｂに沿って、シート本体27の全周に亘って連続する円環状に突出している。この突出部28は、先端部である外周部28aがシート本体27の外周面よりも軸直方向Ｂに突出している。
【００２４】
傾斜面29は、突出部28の反シート本体27側の主面である上面に形成されている。この傾斜面29は、突出部28の外周部28aと連続するように突出部28の少なくとも外周縁側に形成されている。そして、この傾斜面29は、ボールシート16をハウジング17に固定する前の段階で、ボールジョイント11の反中心軸側である外方に向けてシート本体27側、すなわち下方へと、軸直方向Ｂに対して４５°以下の所定の鋭角であるシート傾斜角としての第１傾斜角αで傾斜して形成されている。
【００２５】
ハウジング17は、ソケットとも呼ばれるもので、例えばアルミニウムなどの金属により一体成形され、ボールシート16を介してボール部21を保持する内室35及びこの内室35の軸方向Ａの一端である上端に連通する開口36を備えた有底円筒状の受け部であるハウジング本体37と、このハウジング本体37の上端に位置する支持部38と、ハウジング本体37の支持部38から上方へと延出するかしめ部39とを有している。
【００２６】
内室35は、ボール部21を保持したボールシート16が嵌着される部分、すなわちボール部21を受ける部分である。この内室35は、軸直方向Ｂに沿って平面状の円形の底面部41と、この底面部41の周縁から立ち上がる円筒状の周面部42とを備えている。
【００２７】
底面部41は、内室35に嵌着されたボールシート16の軸方向Ａの他端である下端と密着しており、ボールシート16の開口部33との間に、図示しない潤滑剤であるグリースを収容する潤滑剤収容部であるグリース溜まり空間44を区画している。
【００２８】
周面部42は、内室35に嵌着されたボールシート16のシート本体27の外周面と隙間なく密着している。
【００２９】
開口36は、内室35の上端に開口しており、周面部42によって外縁が区画された円形状となっている。
【００３０】
支持部38は、ソケット段部とも呼ばれ、ボールシート16の突出部28の下部を支持するもので、ボールジョイント11の中心軸側である内方に向けて軸方向Ａの他端側である下方へと軸直方向Ｂに対して４５°以下の所定の鋭角である支持部傾斜角としての第２傾斜角βで傾斜して形成されている。
【００３１】
かしめ部39は、かしめ変形によってボールシート16をボール部21(ボールスタッド15)とともに保持するものであり、かしめ変形前の状態、すなわちボールシート16を保持する前の状態で、支持部38の外縁部からハウジング本体37の外周面と面一となるように軸方向Ａに沿って突出して円筒状となっている。このかしめ部39は、ハウジング本体37の外周部37aよりも薄肉に形成されている。すなわち、このかしめ部39は、ハウジング本体37に対して開口36の位置に段差状に連続している。このため、かしめ変形されたかしめ部39の下端と支持部38との間に、軸直方向Ｂに沿ってＶ字状に空間部46が支持部38に連続して形成される。また、このかしめ部39の内周面には、ボールシート16のハウジング17に対する共回りを防止する共回り防止部47が設けられている。ここで、この共回り防止部47は、例えば溝部(セレーション)をかしめ部39の内周面に格子状に設けたり、所定の突起などを複数設けたりすることなどによって凹凸状に形成されており、突出部28に食い込んでこの突出部28との接触面積を拡大するようになっている。
【００３２】
そして、このかしめ部39は、図示しない所定の治具などを用いてボールジョイント11(ハウジング17)の中心軸に向かってかしめ変形されることにより、この中心軸に向かって先端部である上端部39aが傾斜する。このかしめ部39の傾斜は、軸直方向Ｂに対して第１傾斜角αよりも大きい４５°以下の所定の鋭角であるかしめ部傾斜角としての第３傾斜角γとなっている。したがって、かしめ部39は、この傾斜によって、ボールシート16の突出部28の外周側を傾斜面29の位置で支持部38との間で変形させつつ挟持している。すなわち、このかしめ部39は、かしめ変形によってボールシート16の突出部28を傾斜面29の位置で内面に沿って変形させるようになっている。この状態で、共回り防止部47は、ボールシート16の突出部28の外面に当接して(食い込んで)いる。
【００３３】
ダストカバー18は、ダストシールやブーツなどとも呼ばれるもので、例えば全体が軟質ゴム或いは軟質合成樹脂などにて形成されている。このダストカバー18は、上端が鍔部23の下端及び外周に亘ってボールスタッド15に嵌着され、下端がハウジング17のハウジング本体37の上端側の外周に嵌着されている。さらに、このダストカバー18の下端部は、略円形環状の環状部材である図示しないクリップにて固定されている。そして、ダストカバー18とボールスタッド15とボールシート16とにより囲まれた空間が、図示しない潤滑剤であるグリースを収容する潤滑剤収容部であるグリース溜まり空間52となっている。
【００３４】
次に、上記一実施の形態のボールジョイント11の製造方法を説明する。
【００３５】
まず、ボールシート16及びハウジング17をそれぞれ成形する(図３(a)及び図３(b))。この状態で、ボールシート16の傾斜面29は、軸直方向Ｂに対して第１傾斜角αで傾斜し、ハウジング17のかしめ部39は、軸方向Ａに沿って延びて軸直方向Ｂに対して略垂直となっている。
【００３６】
そして、ボールシート16の開口部32(または開口部33)から、ボールシート16を弾性変形させつつ、別途成形したボール部21を圧入して摺接面31によりボール部21の外周面を保持する。なお、ボールシート16は、ボール部21と別個に形成してボール部21を圧入する構成に代えて、例えばボール部21を中子としてこのボール部21の外周面に射出成形してもよい。
【００３７】
次いで、このボール部21を保持したボールシート16をハウジング17のハウジング本体37の内室35へと、開口36から圧入する。この状態で、ボールシート16は、突出部28の外周部28aの下端(下端の角部)が、中心軸側に向けて下方へと第２傾斜角βで傾斜する支持部38と線状に当接して軸方向Ａに支持される。
【００３８】
そして、かしめ部39を中心軸に向けてかしめ変形させ、軸直方向Ｂに対して第３傾斜角γをなすように傾斜させる(図１)。このとき、傾斜角α，γの相違により、傾斜面29の外縁側の位置でかしめ部39と支持部38とによってボールシート16の突出部28が軸方向Ａに挟持されてこのかしめ部39の内周面に沿って塑性変形し、この変形した突出部28の余肉55が空間部46へと外方に逃げるとともに、共回り防止部47が突出部28の反支持部38側である上面に食い込んで、ボールシート16を回り止め保持する。この状態で、かしめ部39は、突出部28の上端に沿い、上端部39aがボールシート16の上端の開口部32よりも外方の位置に延び、ボールシート16は、突出部28の外周部28aがハウジング17(かしめ部39)に対して離間され、シート本体27(ハウジング17の内室35)よりも外方の位置で突出部28が支持部38とかしめ部39とにより上下から挟持される。
【００３９】
上述したように、上記一実施の形態では、傾斜面29が軸直方向Ｂに対して第１傾斜角αで傾斜するようにボールシート16を形成し、ボール部21を保持したボールシート16をハウジング本体37によって受け、ボールシート16のシート本体27の開口部32の外縁部にて軸直方向Ｂに突出する突出部28を、軸直方向Ｂに対して傾斜する支持部38にて支持し、かしめ部39を、軸直方向Ｂに対して第１傾斜角αよりも大きい所定の第３傾斜角γに沿って傾斜するようにかしめ変形することで、突出部28の先端側にて軸直方向Ｂに対して所定の第１傾斜角αに沿って外縁部へとシート本体27側に傾斜する傾斜面29の少なくとも一部の位置で突出部28を支持部38とかしめ部39との間で挟持する。このため、ボールジョイント11の中心軸側(内方)へと軸直方向Ｂに対してそれぞれ第２傾斜角β及び第３傾斜角γで傾斜してＶ字状に拡開する支持部38とかしめ部39とによって、突出部28の先端側のみを効率よく挟み込むことができる。すなわち、これら支持部38とかしめ部39とによって突出部28全体を挟み込まないため、例えば支持部を軸直方向Ｂに沿って形成しかしめ部と支持部とによって突出部全体を軸方向Ａ(上下方向)に挟み込む構成と比較して、支持部38及びかしめ部39を軸直方向Ｂに必要以上に張り出させて大きくせずに済み、ボールジョイント11の大型化を確実に抑制できる。
【００４０】
そして、突出部28の先端側のみを選択集中的に支持部38とかしめ部39とによって挟み込むことができるので、かしめ部39のかしめ量が仮にばらついた場合でも、そのばらつきにより生じるプレロード(予荷重)がシート本体27側に伝わらない(伝わりにくい)。この結果、シート本体27の摺接面31により保持されたボール部21に加わるプレロードを大幅に抑制できるので、かしめ量のばらつきに起因するプレロードのばらつきを軽減でき、トルクのばらつきを抑制できる(トルク量を安定できる)。
【００４１】
また、ボールシート16の突出部28に当接してボールシート16を回り止めする共回り防止部47をかしめ部39に設けることで、ボールシート16の共回りをより確実に防止できる。
【００４２】
さらに、かしめ部39のかしめ変形により変形した突出部28の余肉55が逃げる空間部46を支持部38に連続して設けることで、かしめ部39のかしめ変形による突出部28の変形によってシート本体27の内方へと余肉が流動して不要なプレロードが生じることを確実に防止でき、トルクのばらつきをより確実に低減できる。
【００４３】
なお、上記一実施の形態において、ボールジョイント11は懸架装置や操舵装置だけでなく、車両用の任意のボールジョイント、あるいは車両以外の任意のボールジョイントとして適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば自動車などの車両の懸架装置、あるいは操舵装置などに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
11    ボールジョイント
15    ボール側部材であるボールスタッド
16    ベアリングシートであるボールシート
17    受け側部材であるハウジング
21    ボール部
27    本体部であるシート本体
28    突出部
29    傾斜面
31    保持面である摺接面
32    開口部
37    受け部であるハウジング本体
38    支持部
39    かしめ部
46    空間部
47    共回り防止部
55    余肉
Ａ    所定方向である軸方向
Ｂ    交差方向である軸直方向
α    シート傾斜角としての第１傾斜角
γ    かしめ部傾斜角としての第３傾斜角
【図１】
2015031384.tif 000003
【図２】
2015031384.tif 000004
【図３】
2015031384.tif 000005