(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部を貫通する開口部およびこの開口部に連続し前記軸部に設けられた径大部をベアリングシートを介して収容する内室を有する筒状の胴体部を備え、この胴体部の周面に連続し軸方向が前記胴体部の軸方向と交差する方向に突出し内周面に軸孔を有した筒状の腕部が設けられたボールジョイントのハウジングの製造方法であって、
柱状の素材を一軸方向で加圧することにより、略球状の頭部と、この頭部に軸方向が加圧方向に沿って突出するように連設し内周面に軸孔を有する前記筒状の腕部とを一工程で成形して中間成形体を鍛造成形し、
この鍛造成形により形成された中間成形体の頭部を前記腕部の軸方向と交差する方向で加圧して前記胴体部を鍛造成形する
ことを特徴とするボールジョイントのハウジングの製造方法。
【請求項２】
略半球凹状の頭部上成形凹部を有する上型と、略半球凹状であり頭部上成形凹部と略球面を構成する頭部下成形凹部およびこの頭部下形成凹部に連通する腕成形部を有する下型と、腕成形部に進退可能に嵌挿する押出ピンとを備えた押出成形機により中間成形体を成形し、
頭部下成形凹部内に素材を配置し、上型を下型へ向かって下降させて素材を加圧することにより、頭部上成形凹部と頭部下成形凹部との間および腕成形部と押出ピンとの間で素材を流動させて略球状の頭部および軸孔を有する腕部を成形する
ことを特徴とする請求項１記載のボールジョイントのハウジングの製造方法。
【請求項３】
素材は、アルミニウム合金である
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のハウジングの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載のボールジョイントのハウジングの製造方法により製造されたハウジングと、
このハウジングの開口部を挿通する軸部およびこの軸部に径大に設けられた外周面が略球面状の径大部を有したスタッドと、
前記ハウジングの内室内に収容され前記スタッドの径大部を摺動可能に包容し前記軸部が挿通される挿通孔を有したベアリングシートと
を具備したことを特徴としたボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングの周面に筒状の腕部が突設されたボールジョイントおよびそのハウジングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばスタビライザなどの対をなす継手装置であるボールジョイントを有したボールジョイント式リンク装置などの連結装置が知られている。
【０００３】
この連結装置は、図６（ｅ）に示すように、周面である側面に略円筒状の腕部71を一体に設けたハウジング内に、略棒状のボールスタッドの端部に設けた略球状の球頭部を、合成樹脂製のベアリングシートを介在して内包した一対のボールジョイントを備えている。このボールジョイントのハウジングは、ボールスタッドの球頭部に連続する軸部を挿通する開口部72とボールスタッドの球頭部を収容するための挿入孔73とを開口した円筒状の胴体部74と、この胴体部74の挿入孔73を閉塞して球頭部を収容する内室を区画する閉塞板とを備えている。さらに、胴体部74の開口部72の縁には、ダストカバーを嵌着固定する円筒状のカバー取付部が設けられている。そして、胴体部74の挿入孔73の縁に設けられた係止部75をベアリングシートとともに球頭部を収容した後に内方にかしめ変形して閉塞板を取り付けてボールジョイントが組立形成される。
【０００４】
このボールジョイントのハウジングは、図６（ａ）に示す棒状の素材80を据え込み成形、すなわち軸方向の他端側の径寸法が変わらないように径方向を規制した状態で一端部を軸方向に押し潰すように加圧して軸部81の一端に径大の頭部82を形成し、図６（ｂ）に示す第１の中間体83を鍛造成形する。そして、この第１の中間体83の頭部82を軸方向と交差する方向に加圧して下方に向けて開口し上端面が閉塞する略円筒状の胴体相当部84を形成し、図６（ｃ）に示す第２の中間体85を鍛造成形する。さらに、第２の中間体85の胴体相当部84を軸方向で加圧して上面に予備孔86を開口した円筒状の胴体対応部87を形成し、図６（ｄ）に示す第３の中間体88を鍛造成形する。そしてさらに、第３の中間体88の胴体対応部87を軸方向で加圧して胴体部74を形成するとともに軸部81を同軸方向に切削して軸孔89を穿設して腕部71を形成し、図６（ｅ）に示すソケット体91を成形する。
【０００５】
そして、この組立形成された一対のボールジョイントと、棒状の連結部とが、ハウジングの腕部71の先端に連結部の両端部に設けた略円柱状の嵌挿部を嵌挿して各球頭部の中心間の距離が所定の長さとなるように一体的に溶接接合され、連結装置が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の図６に示す製造工程で連結装置のソケット体91を製造するのでは、ボールジョイントのハウジングの腕部71は円柱状の軸部81を切削加工して軸孔89を穿設して形成するため、製造性の向上が図れない問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、製造性が向上するボールジョイントおよびそのハウジングの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のボールジョイントのハウジングの製造方法は、軸部を貫通する開口部およびこの開口部に連続し前記軸部に設けられた径大部をベアリングシートを介して収容する内室を有する筒状の胴体部を備え、この胴体部の周面に連続し軸方向が前記胴体部の軸方向と交差する方向に突出し内周面に軸孔を有した筒状の腕部が設けられたボールジョイントのハウジングの製造方法であって、柱状の素材を一軸方向で加圧することにより、略球状の頭部と、この頭部に軸方向が加圧方向に沿って突出するように連設し内周面に軸孔を有する前記筒状の腕部とを一工程で成形して中間成形体を鍛造成形し、この鍛造成形により形成された中間成形体の頭部を前記腕部の軸方向と交差する方向で加圧して前記胴体部を鍛造成形するものである。
【０００９】
そして、柱状の素材を一軸方向で加圧して、略球状の頭部とこの頭部に連設し内周面に軸孔を有する筒状の腕部とを一工程で成形して中間成形体を鍛造成形し、この中間成形体の頭部を中間成形体の加圧方向に対して交差する方向に加圧して加圧方向に軸方向を有する筒状の胴体部を鍛造成形することにより、軸部の径大部を収容する比較的凹凸の多い胴体部から筒状の腕部が突出した形状で軸部に応力が作用しても損傷しない高強度を要する構成でも、製造工程が煩雑な切削加工を行うことなく形成が容易で、製造性が向上する。
【００１０】
請求項２記載のボールジョイントのハウジングの製造方法は、請求項１記載のボールジョイントのハウジングの製造方法において、略半球凹状の頭部上成形凹部を有する上型と、略半球凹状であり頭部上成形凹部と略球面を構成する頭部下成形凹部およびこの頭部下形成凹部に連通する腕成形部を有する下型と、腕成形部に進退可能に嵌挿する押出ピンとを備えた押出成形機により中間成形体を成形し、頭部下成形凹部内に素材を配置し、上型を下型へ向かって下降させて素材を加圧することにより、頭部上成形凹部と頭部下成形凹部との間および腕成形部と押出ピンとの間で素材を流動させて略球状の頭部および軸孔を有する腕部を成形するものである。
【００１１】
そして、上型と下型と押出ピンを備えた押出成形機により中間成形体を成形するため、鍛造成形を利用した簡単な工程でかつ簡単な型構造で中間成形体を成形できる。
【００１２】
請求項３記載のボールジョイントのハウジングの製造方法は、請求項１または２記載のボールジョイントのハウジングの製造方法において、素材は、アルミニウム合金であるものである。
【００１３】
そして、素材がアルミニウム合金であるため、アルミニウム合金は軽量で圧延性も高く、製造性を向上できる。
【００１４】
請求項４記載のボールジョイントは、請求項１ないし３のいずれか記載のボールジョイントのハウジングの製造方法により製造されたハウジングと、このハウジングの開口部を挿通する軸部およびこの軸部に径大に設けられた外周面が略球面状の径大部を有したスタッドと、前記ハウジングの内室内に収容され前記スタッドの径大部を摺動可能に包容し前記軸部が挿通される挿通孔を有したベアリングシートとを具備したものである。
【００１５】
そして、スタッドの径大部をベアリングシートを介して収容し径大部に連続する軸部を挿通する開口部を有したハウジングとして、請求項１記載のボールジョイントのハウジングの製造方法により製造されたハウジングを用いるため、製造性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態として連結装置の構成を図面を参照して説明する。
【００１７】
図２において、１は継手装置としてのボールジョイントで、このボールジョイント１は、金属製の略有底円筒状のハウジング６と、スタッドである金属製のボールスタッド７と、合成樹脂製のベアリングシート８と、ゴムや軟質剛性樹脂にて略円筒状に形成された図示しないダストカバーとを備え、例えば自動車のステアリング機構やサスペンション機構などに用いられる。
【００１８】
また、ハウジング６は、例えばアルミニウム合金にて形成され、一端に開口部11を開口し他端に挿入孔12を開口する胴体部13およびこの胴体部13に挿入孔12を閉塞して一体的に取り付けられる円板状の底面部14にて有底円筒状に形成されるソケット部6aと、胴体部13の外周面に胴体部13の軸方向に対して軸方向が略直交する径方向に一体に突出する腕部15とを有している。そして、胴体部13には、開口部11の周縁に同軸上に胴体部13より径小の円筒状のカバー取付部16が一体に設けられている。さらに、胴体部13の挿入孔12側の内周面には、底面部14の外径と略同寸法となるように径大に形成されて当接部17が段差状に形成され、胴体部13の挿入孔12の縁には肉薄の係止部18が形成されている。また、腕部15は、内周面に図示しない雌ねじが設けられた軸孔19が設けられて円筒状に形成されている。
【００１９】
そして、胴体部13の挿入孔12から底面部14が周縁を当接部17に当接するまで挿入され、係止部18が内側にかしめ変形されて、内側に内室20を区画して略有底円筒状にハウジング６が一体的に組立形成される。
【００２０】
また、ボールスタッド７は、径大部である球状の球頭部21に連続して小径部22を介して軸部23が一体に形成されている。なお、軸部23の先端部には、雄ねじ部24が設けられている。
【００２１】
さらに、ベアリングシート８は、ポリアセタール樹脂やポリウレタン樹脂などの良好なベアリング特性を有する耐荷重性の高い剛性および弾性を有した合成樹脂にて、外周面が円柱状で一端にボールスタッド７の球頭部21が挿入されて軸部23を挿通する挿通孔26を開口し内面が略球面状の有底円筒形のブロック状に成形されている。
【００２２】
また、ダストカバーは、一端に略環状でハウジング６のカバー取付部16に嵌合する第１の嵌合部を有し、他端に略環状でボールスタッド７の軸部23に嵌合する第２の嵌合部を有した略円筒状に形成されている。そして、ダストカバーの第１の嵌合部がハウジング６のカバー取付部16に嵌合するとともに、第２の嵌合部がボールスタッド７の軸部23に嵌合してダストカバーが取り付けられて、ボールジョイント１が組立形成されている。また、ボールジョイント１の腕部15には、雌ねじに例えば図示しないラックエンドボールジョイントなどの連結部の先端部に設けられた雄ねじが螺合して連結されて、ステアリング機構やサスペンション機構などを構成する連結装置が構成される。
【００２３】
次に、上記実施の一形態のボールジョイント１のハウジング６の製造工程について図面を参照して説明する。
【００２４】
まず、例えばアルミニウム合金の図１(ａ)に示す素材41を、図３および図４に示すように押出成形機42にて図１(ｂ)および図４に示す中間成形体である押出成形体43を押出成形する。この押出成形体43を押出成形する押出成形機42は、上型45および下型46を備えている。そして、上型45には、下方に向けて略円筒状に突出する鍔部51が設けられている。さらに、鍔部51の内周側には、略半球凹状に開口する頭部上成形凹部52が設けられている。また、下型46には、上方に向けて円筒状に突出し上型45の鍔部51が嵌挿する段差部55が設けられている。また、段差部55の底部略中央には、上型45の鍔部51が段差部55の下端に当接する状態で上型45の頭部上成形凹部52と略球面を構成する上方に向けて略半球凹状の頭部下成形凹部56が設けられている。さらに、頭部下成形凹部56の底部略中央には、円筒状で押出ピン57が進退可能に嵌挿する腕成形部58が設けられている。そして、押出ピン57は、上端部が所定の長さ寸法すなわち腕部15の軸孔19の深さ寸法の部分が径小に形成され、外周面が腕成形部58の内周面に所定の間隙を介する孔成形部59が設けられている。なお、この孔成形部59の先端部は、半球面上に形成されて案内面60が設けられている。
【００２５】
そして、この押出成形体43の成形は、下型46の腕形成部58に孔形成部59が所定の位置すなわち上端部が下型46の頭部下成形凹部56から所定の距離を介して下方に位置する状態に嵌挿する下型46の頭部下成形凹部56内に素材41が装着され、上型45を鍔部51が下型46の段差部55内に嵌挿するように下降して素材41を押し潰すように加圧する。この加圧により素材41は流動し、上型45の鍔部51が下型46の段差部55の底部に当接する状態で上型45の頭部上成形凹部52と下型46の頭部下成形凹部56とにて略球状の頭部61が成形されるとともに、余肉分が下型46の腕成形部58および押出ピン57の孔成形部59間に孔成形部59の先端の案内面60にて案内されて円滑に流動して軸孔19を有する腕部15が前方押出成形され、軸孔19を有する腕部15の一端に頭部61が連続する押出成形体43を押出成形する。そして、上型45を上昇させて押出ピン57を上端が下型46の頭部下成形凹部56から進出するように上昇させて押出成形体43を押出成形機42から脱型する。
【００２６】
なお、この押出成形体43の成形において、上型45の鍔部51と下型46の段差部55の下端との間に一部肉流動して頭部61の外周面に周方向に壁状のばりが生ずる場合、例えば切削などにより取り除く。
【００２７】
次に、押出成形体43を、図示しないプレス加工機に装着し、頭部61を腕部15の軸方向に対して略直交する方向で加圧し、図１(ｃ)に示す下方に向けて開口し上端面が閉塞する略円筒状の胴体相当部63を有したハウジング相当体64を鍛造成形する。
【００２８】
さらに、このハウジング相当体64の胴体相当部63を軸方向で加圧して上面に予備孔66を開口した円筒状の胴体対応部67を形成し、図１(ｄ)に示すハウジング対応体68を鍛造成形する。
【００２９】
そして、このハウジング対応体68の胴体対応部67を軸方向で加圧して胴体部13を形成し、図１(ｅ)に示すハウジング素体69を鍛造成形する。
【００３０】
さらに、ハウジング素体69の腕部15の軸孔19に雌ねじを螺刻形成する。
【００３１】
この後、ボールスタッド７の球頭部21をベアリングシート８内に収容し、このベアリングシート８を取り付けたボールスタッド７の軸部23の雄ねじ部24側からハウジング素体69の挿入孔12に挿入して開口部11から導出させ、球頭部21をベアリングシート８とともに、胴体部13内に収容する。この後、底面部14をハウジング素体69の胴体部13の挿入孔12から周縁が当接部17およびベアリングシート８に当接するまで圧入し、係止部18を図示しない加工機にて内側にかしめ変形して底面部14の周縁部分を抜止係止し、ボールスタッド７を保持したハウジング６を組立形成する。そして、図示しないダストカバーの第１の嵌合部をハウジング６のカバー取付部16に嵌着するとともに第２の嵌合部をボールスタッド７の軸部23に嵌着してダストカバーを取り付け、ボールジョイント１を組立形成する。
【００３２】
上述したように、上記実施の形態によれば、柱状の素材41を一軸方向で加圧して略球状の頭部61に軸方向が加圧方向に沿って突出する円筒状の腕部15が連設した押出成形体43を鍛造成形し、この押出成形体43の頭部61を押出成形体43の加圧方向に対して交差する方向に加圧して加圧方向に軸方向を有する円筒状の胴体部13を鍛造成形してボールジョイント１のハウジング６を製造するため、腕部15を有し、軸部23の球頭部21を収容する比較的凹凸の多い胴体部13から円筒状の腕部15が突出した形状で軸部23に応力が作用しても損傷しない高強度を要する構成でも、製造工程が煩雑な切削加工を行うことなく冷間鍛造のみで容易に形成でき、製造性を向上できる。
【００３３】
そして、アルミニウム合金の素材41を用いてハウジング６を鍛造成形するため、車両部品などの大きな荷重が掛かる構成部品でも、特性が変動することなく長期間安定した特性が得られるハウジング６を容易に形成でき、製造性を向上できる。
【００３４】
また、下型46から押出成形体43を脱型させる押出ピン57を利用して軸孔19を有する腕部15を形成するため、鍛造成形を利用した簡単な工程でかつ簡単な型構造で成形できる。
【００３５】
そして、押出ピン57の先端部に球面状の案内面60を設けるため、押出ピン57の先端部の摩耗などの損傷や腕部15が部分的に肉薄となるなどを防止でき、安定した特性の腕部15を長期間安定して形成できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態において、アルミニウム合金を用いてハウジング素体69を形成したが、加圧により流動して内周面に軸孔19を有した筒状の腕部15を備えた押出成形体43を成形可能で、ボールジョイント１のハウジング６としての所定の特性、例えば強度や係止部18のかしめ変形などの加工性、耐腐食性などが得られるいずれの金属にて形成してもよい。なお、特にアルミニウム合金は、軽量で圧延性も高く特に良好である。
【００３７】
そして、腕部15は、円筒状に限らず、角筒状や楕円筒状など、筒状であればよい。同様に、ハウジング６の胴体部13も、筒状であればいずれの形状でもよい。
【００３８】
また、ハウジング６を胴体部13に底面部14を取り付けて説明したが、一体構造のもの、例えばボールスタッド７の球頭部21を開口部11から収容した後にハウジング２の開口部11側を内側にかしめて組立形成するなどしてもよい。
【００３９】
さらに、軸部23の一端に設けた球頭部21を軸支する有底円筒状の内室20を有したハウジング６について説明したが、軸部23の中間部に外面が略球面状で径大に径大部を有したスタッドを用い、胴体部13から軸部23の両端側がそれぞれ貫通するように径大部を収容保持してスタッドを組み付ける構成についても適用できる。
【００４０】
また、腕部15の中心軸の延長線上にハウジング６内に収容した球頭部21の中心が位置するように腕部15を形成してもよい。この構成によれば、ボールジョイント１に掛かる荷重に対する座屈強度を向上できる。
【００４１】
さらに、腕部15を１本のみ形成したが、複数、例えば頭部61の一軸方向に略同軸上に２本の腕部15を設けたものでもできる。
【００４２】
そして、ラックエンドボールジョイントなどの連結部の先端部に設けられた雄ねじが螺合して連結されて、ステアリング機構やサスペンション機構などを構成する連結装置を構成して説明したが、他のいずれのボールジョイントに利用してもよい。
【００４３】
また、ベアリングシート８をブロック状に形成して説明したが、球頭部21を摺動可能に内包可能ないずれの構成でもよい。
【００４４】
さらに、ダストカバーを設けて説明したが、ダストカバーを設けない構成でもよい。
【００４５】
次に、本発明の他の実施の形態を図５を参照して説明する。
【００４６】
この図５に示す実施の形態は、上記図１ないし図４に示す実施の形態のボールジョイント１を他の連結装置31に利用したものである。
【００４７】
すなわち、連結装置31は、ボールジョイント１と、このボールジョイント１の腕部15の先端に一体的に設けられたハウジングとしての軸支部32とを備えている。なお、ボールジョイント１の腕部15の軸孔19には、雌ねじが設けられていない。
【００４８】
また、軸支部32は、胴体部としての略円筒状の外筒部33と、この外筒部33内に嵌合保持された図示しない略円筒状のゴムブッシュとを備え、このゴムブッシュには、図示しない軸部材が加硫接着されている。さらに、外筒部33の外周面にはボールジョイント１のハウジング６の腕部15と同様に、軸孔19を有した円筒状に突出する腕部としての連結腕部34が設けられている。この軸支部32は、ボールジョイント１のハウジング６となるハウジング素体69の鍛造成形と同様に、図１ないし図４に示すように連結腕部34の一端に頭部61が連続する押出成形体43を形成してから頭部61をプレス加工機にて連結腕部34の軸方向に対して略直交する方向で加圧し、外筒部33を形成して鍛造成形される。
【００４９】
そして、ボールジョイント１の球頭部21の中心と軸支部32の軸部材の中心軸との距離が所定の距離となるように、ボールジョイント１のハウジング６の腕部15の先端と軸支部32の連結腕部34の先端とが例えば溶接により一体的に連結されて連結装置31が構成されている。
【００５０】
この構成によれば、ボールジョイント１のハウジング６となるハウジング素体69と同様にして軸支部32に鍛造成形でき、製造性を向上できる。
【００５１】
なお、上述したように、ボールジョイント１のハウジング６の腕部15には、軸支部32の他にいずれの部材と連結するものでもよい。
【００５２】
また、軸支部32として、連結腕部34の先端部に円柱状に同軸上に突出した連結凸部を設け、この連結凸部を腕部15の軸孔19に嵌合して溶接するなどにより連結したり、連結凸部の外周面にボールジョイント１の腕部15に設けた雌ねじに螺合する雄ねじを設けて螺合により連結するなどしてもよい。さらには、ボールジョイント１の腕部15および軸支部32の連結腕部34との間に、両端部に連結凸部をそれぞれ設けた棒状の連結部を介在して溶接などにより連結してもよい。また、腕部15の内周面に雌ねじを設けて連結腕部34と螺合により連結するなどしてもよい。なお、溶接する構成では、軸孔19は腕部15の軽量化に寄与する。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載のボールジョイントのハウジングの製造方法によれば、素材を一軸方向で加圧して、略球状の頭部とこの頭部に連設し内周面に軸孔を有する筒状の腕部とを一工程で成形して中間成形体を鍛造成形し、この中間成形体の頭部を中間成形体の加圧方向に対して交差する方向に加圧して加圧方向に軸方向を有する筒状の胴体部を鍛造成形するため、軸部の径大部を収容する比較的凹凸の多い胴体部から筒状の腕部が突出した形状で軸部に応力が作用しても損傷しない高強度を要する構成でも、製造工程が煩雑な切削加工をすることなく容易に形成でき、製造性を向上できる。
【００５４】
請求項２記載のボールジョイントのハウジングの製造方法によれば、請求項１記載のボールジョイントのハウジングの製造方法の効果に加えて、上型と下型と押出ピンを備えた押出成形機により中間成形体を成形するため、鍛造成形を利用した簡単な工程でかつ簡単な型構造で中間成形体を成形できる。
【００５５】
請求項３記載のボールジョイントのハウジングの製造方法によれば、請求項１または２記載のボールジョイントのハウジングの製造方法の効果に加えて、素材がアルミニウム合金であるため、アルミニウム合金は軽量で圧延性も高く、製造性を向上できる。
【００５６】
請求項４記載のボールジョイントによれば、請求項１ないし３のいずれか記載のボールジョイントのハウジングの製造方法により製造されたハウジングを用いるため、製造性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態を示すボールジョイントのハウジングを製造する工程の説明図である。
【図２】  同上ボールジョイントを示す断面図である。
【図３】  同上素材を装着した状態の押出成形機を示す断面図である。
【図４】  同上押出成形体を成形した押出成形機を示す断面図である。
【図５】  本発明の他の実施の形態を示す連結装置の一部を切り欠いた側面図である。
【図６】  従来例のボールジョイントのハウジングを製造する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１    ボールジョイント
６    ハウジング
７    スタッドであるボールスタッド
８    ベアリングシート
11    開口部
13    胴体部
15    腕部
19    軸孔
20    内室
21    径大部である球頭部
23    軸部
26    挿通孔
32    ハウジングとしての軸支部
33    胴体部としての外筒部
34    腕部としての連結腕部
41    素材
43    中間成形体である押出成形体
61    頭部
【図１】
0004610721.tif 000002
【図２】
0004610721.tif 000003
【図３】
0004610721.tif 000004
【図４】
0004610721.tif 000005
【図５】
0004610721.tif 000006
【図６】
0004610721.tif 000007