(57)【要約】【課題】    かしめ接合によってリンク構成部材とボールスタッドとを結合するに当たり、かしめ接合の際に印加される外力に抗して前記ボールスタッドを確実に保持することが可能であり、ボールスタッドに対して製品寿命を低下させるような傷が発生するのを防止することが可能なボールジョイントを提供する。【解決手段】  ボールスタッドのスタッド部には該スタッド部に嵌合するリンク構成部材を係止するための円環状又は多角形状の鍔部を形成し、この鍔部のボール部側に位置するフランジ面をブーツシールの突き当てシール面として構成する一方、かかる鍔部の外周面には周方向に沿う複数の凹溝を形成し、これら各凹溝には、前記リンク構成部材とスタッド部とのかしめ接合時に、前記ボールスタッドを保持する治具の凸条が嵌合するように構成した。【選択図】          図４
2005048850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端がリンク構成部材に対してかしめ接合されるスタッド部を有すると共にこのスタッド部の他端にボール部を有するボールスタッドと、このボールスタッドのボール部を包持するボール受部を有して該ボールスタッドと相対的に揺動あるいは回転運動自在に連結するホルダと、このホルダと前記ボールスタッドとの間に装着され、上記ボール部とボール受部との摺接面に供給される潤滑剤を収容すると共にこれらの間に塵芥が侵入するのを防止するブーツシールとを備えたボールジョイントにおいて、
前記ボールスタッドのスタッド部には該スタッド部に嵌合する前記リンク構成部材を係止するための円環状又は多角形状の鍔部を形成し、
この鍔部のボール部側に位置するフランジ面を前記ブーツシールの突き当てシール面として構成する一方、かかる鍔部の外周面には周方向に沿う複数の凹溝を形成し、
これら各凹溝には、前記リンク構成部材とスタッド部とのかしめ接合時に、前記ボールスタッドを保持する支承治具の凸条が嵌合するように構成したことを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
前記ボールスタッドの鍔部に形成した凹溝の断面は溝底部に向けて先細り状に形成されている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】
請求項１記載のボールジョイントのボールスタッドをリンク構成部材に対してかしめ接合する際に、かかるボールスタッドをかしめ力に抗して保持する治具であって、
互いに開閉自在な一対の割型から構成され、各割型には、これら割型を型閉めした際に、前記スタッド部に形成された鍔部の外周面を締込んで前記ボールスタッドの固定を行うチャック部が形成され、かかるチャック部には前記鍔部の外周面に形成された凹溝と嵌合する複数の凸条が形成されていることを特徴とするボールジョイントのかしめ接合用治具。
【請求項４】
一対の割型を型閉めした際に、前記ボールジョイントのホルダ部を収容するための空間がこれら割型の間に形成され、かかるボールジョイントを前記チャック部のみで保持することを特徴とする請求項３記載のボールジョイントのかしめ接合用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のサスペンションアーム部やミッションコントロール部等に使用されてリンク機構を構成するボールジョイントに係り、詳細には、ボールスタッドをリンク構成部材とかしめ接合して使用するボールジョイントの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−２２７８２８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７８３０号公報
【０００３】
従来、ボールジョイントを用いて構成されたリンク機構としては、特開２００２−２２７８２８号公報及び特開２００２−２２７８３０号公報に開示されるものが知られている。これら公報に開示されるリンク機構は、図５に示すように、ボールジョイント１００を介して一対のリンク構成部材１０１，１０２を結合したものであり、一方のリンク構成部材１０１をボールジョイント１００のボールスタッド１０３に、他方のリンク構成部材１０２をボールジョイント１００のホルダ１０４に結合することで、これらリンク構成部材１０１，１０２が相互に揺動自在に連結されている。
【０００４】
ここで、一方のリンク構成部材１０１をボールジョイント１００のボールスタッド１０３に固定するための方法としては、かしめ接合が用いられている。このかしめ接合では、リンク構成部材１０１の取付孔１０５に挿通されたボールスタッド１０３のスタッド部１０６の先端部を外力によって押し潰して、前記取付孔１０５の直径よりも大径の膨大端部１０７を形成し、それによって前記スタッド部１０６がリンク構成部材１０１の取付孔１０５から抜け出ないようにしたものであり、前記取付孔１０５に挿通されたスタッド部１０６の端部をナットの締結によって固定する方法と比べて、リンク構成部材１０１から突出するスタッド部１０６の長さが圧倒的に少なく、リンク機構を構成する上で省スペース化を達成することが可能となっている。
【０００５】
図６に示すように、ボールスタッド１０３に対するリンク構成部材１０１のかしめ接合は専用の治具１１０を用いて行われる。この治具１１０はレール１１１に沿って開閉する一対の割型１１０ａ，１１０ｂから構成されており、これら割型を型閉めすることによって前記ボールスタッド１０３が治具１１０に保持されるようになっている。ボールスタッド１０３のスタッド部１０６には前記リンク構成部材１０１を位置決めするための鍔部１０８が形成されており、割型を型閉めした際に、この鍔部１０８が治具１１０のボールスタッド保持部１１２に載っかるようにしてボールスタッド１０３が該治具１１０に保持される。また、ボールスタッド１０３のボール部及びホルダ１０４は治具１１０内の空間に収容されるようになっている。そして、この状態からリンク構成部材１０１の取付孔１０５をスタッド部１０６に嵌合させ、スタッド部１０６の先端をポンチ１１３によって塑性変形させることにより、かかるスタッド部１０６の先端に膨大端部１０７が形成され、リンク構成部材１０１とボールスタッド１０３とのかしめ接合が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かしめ接合の方法には、スタッドの軸方向へポンチを押圧する所謂プレスかしめ方法と、ポンチを一定角度に傾けてスピンヘッドに取り付け、このスピンヘッドの回転に伴って順次スタッドの先端を塑性変形させるようにした所謂ローリングかしめ方法とがある。後者のローリングかしめ方法は前者のプレスかしめ方法に比べて小さな加工力でスタッドの先端を変形させることができ、加工機のサイズや加工時の消費電力に関しては有利であるが、加工中はスタッドの軸方向と直交する方向についても力が作用する。
【０００７】
前記治具はボールスタッドの鍔部をボールスタッド保持部で下方から支承しているのみなので、そのようにスタッドの軸方向と直交する方向に関して加工力が作用した場合に、かかる加工力に抗してボールスタッドを確実に保持することが難しいといった問題がある。また、加工中に鍔部と治具のボールスタッド保持部とが擦れて、かかる鍔部に傷が発生してしまう場合もあり、スタッド部に予め防錆のための表面処理が施してあるような場合には、かかる処理皮膜が損傷してしまい、製品寿命が低下してしまうことになる。
【０００８】
また、前記治具に形成されたボールスタッド保持部は、ボールスタッドのボール部と鍔部との間に入り込んで該ボールスタッドを保持することから、その厚さ寸法に制限があり、十分な剛性を与えることが難しかった。このため、治具を繰り返し使用してかしめ接合を行うと、ボールスタッド保持部に変形が生じてしまい、その耐久性に問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、かしめ接合によってリンク構成部材とボールスタッドとを結合するに当たり、かしめ接合の際に印加される外力に抗して前記ボールスタッドを確実に保持することが可能であり、ボールスタッドに対して製品寿命を低下させるような傷が発生するのを防止することが可能なボールジョイントを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、そのような本発明のボールジョイントをリンク構成部材とかしめ接合する際に、十分な剛性を備えてボールジョイントのボールスタッドを確実に保持することが可能であり、繰り返し使用にも十分に耐え得るかしめ接合用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明のボールジョイントは、一端がリンク構成部材に対してかしめ接合されるスタッド部を有すると共にこのスタッド部の他端にボール部を有するボールスタッドと、このボールスタッドのボール部を包持するボール受部を有して該ボールスタッドと相対的に揺動あるいは回転運動自在に連結するホルダと、このホルダと前記ボールスタッドとの間に装着され、上記ボール部とボール受部との摺接面に供給される潤滑剤を収容すると共にこれらの間に塵芥が侵入するのを防止するブーツシールとを備え、前記ボールスタッドのスタッド部には該スタッド部に嵌合する前記リンク構成部材を係止するための円環状又は多角形状の鍔部を形成し、この鍔部のボール部側に位置するフランジ面を前記ブーツシールの突き当てシール面として構成する一方、かかる鍔部の外周面には周方向に沿う複数の凹溝を形成し、これら各凹溝には、前記リンク構成部材とスタッド部とのかしめ接合時に、前記ボールスタッドを保持する治具の凸条が嵌合するように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のかしめ接合用治具は、互いに開閉自在な一対の割型から構成され、各割型には、これら割型を型閉めした際に、前記スタッド部に形成された鍔部の外周面を締込んで前記ボールスタッドの固定を行うチャック部が形成され、かかるチャック部には前記鍔部の外周面に形成された凹溝と嵌合する複数の凸条が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
このような技術的手段によれば、ボールスタッドのスタッド部に形成した鍔部の外周面に周方向に沿う複数の凹溝を形成し、かしめ接合時には、治具の凸条がこの凹溝内に嵌合してボールスタッドを保持するように構成したので、ボールスタッドは鍔部を半径方向の外側から締め付けられるようにして治具に保持されることとなり、かしめ接合の加工力がスタッド部に対して軸方向と直交する方向へ作用した場合であっても、ボールスタッドを確実に保持することが可能となる。
【００１４】
また、前記治具はボールスタッドの鍔部を外側から締め付けるようにして保持するので、かしめ接合の加工力がボールスタッドに作用しても、前記鍔部と治具が擦れることもなく、ボールスタッドに傷が発生するのを防止することが可能となる。
【００１５】
ここで、前記ボールスタッドの鍔部に形成する複数の凹溝は該鍔部の周方向に沿うものであれば、互いに独立した円環状に形成されていても良いし、連続した螺旋状に形成されていても良い。また、治具のチャック部に形成された複数の凸条と隙間なく噛み合うものであれば、かかる凹溝の断面形状は矩形状であっても差し支えないが、治具を構成する割型を型閉めする際に、該型閉めを自動的に行い且つボールスタッドの保持を確実に行うといった観点からすれば、前記凹溝の断面形状は溝底部に向けて開口幅が狭くなる先細り状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように構成された本発明のボールジョイントによれば、ボールスタッドは鍔部を半径方向の外側から締め付けられるようにして治具に保持されるので、かしめ接合によってリンク構成部材とボールスタッドとを結合するに当たり、かしめ接合の際に印加される外力に抗して前記ボールスタッドを確実に保持することが可能であり、ボールスタッドに対して製品寿命を低下させるような傷が発生するのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付図面に沿って本発明のボールジョイント及びそのかしめ接合用治具を詳細に説明する。
図１は本発明を適用したボールジョイントを示す断面図である。このボールジョイント１は、先端にボール部を備えたボールスタッド２と、このボールスタッド２のボール部２０を包持するボール受部３０を有するホルダ３とから構成され、前記ボールスタッド２及びホルダ３が揺動又は回転運動自在に連結している。
【００１８】
前記ボールスタッド２はボール部２０となる真球度の高いベアリング用鋼球に対して棒状のスタッド部２１を溶接して形成されており、レバー部材等のリンク構成部材とこのボールスタッド２とを結合してリンク機構を構成する際には、前記スタッド部２１がリンク構成部材に形成された取付孔に挿通されるようになっている。また、スタッド部２１は一定の直径で円柱状に形成されているが、前記ボール部２０から僅かに離れた位置には円環状の鍔部２２が形成されており、スタッド部２１に装着されたリンク構成部材をこの鍔部２２によって係止し、位置決めするようになっている。
【００１９】
また、前記鍔部２２の外周面にはその周方向に沿って環状の凹溝２８が複数並列的に設けられており、この凹溝２８には後述する治具のチャック部に形成された凸条が嵌合するようになっている。各凹溝２８はその断面が溝底部に向けて先細り状に形成されており、凹溝２８の底部の幅が鍔部２２の外周面における開口幅よりも狭くなっている。
【００２０】
一方、前記ホルダ３は、ボールスタッド２のボール部２０を包持するボール受部３０と、かかるボール受部３０をリンク構成部材としてのロッドに結合するための固定部３１とを備え、これらボール受部３０と固定部３１とがアルミニウム合金又は亜鉛合金のダイカスト鋳造により一体に成形されている。このホルダ３はボールスタッド２のボール部２０を中子として鋳造されており、ホルダ３が鋳造されることにより、ボールスタッド２のボール部２０がホルダ３のボール受部３０内に離脱不能に封じ込められるようになっている。また、ベアリング鋼球であるボール部２０を中子としてボール受部３０を鋳造することにより、かかるベアリング鋼球の真球度の高い球面がボール受部３０に転写され、ボール部２０は略隙間なくホルダ受部３０と摺接することになる。これにより、ボールスタッド２はボール部２０を揺動中心とし、ホルダ３に対して自在に揺動又は回転運動をなし得るようになっている。尚、前記固定部３１にはタップ孔３２が形成されており、前記ロッドの先端に形成された雄ねじを締結できるようになっている。
【００２１】
また、かかるホルダ３のボール受部３０にはボールスタッド２のボール部２０を露出させる一対の開口部２３，２４が相反する方向に向かって形成されており、一方の開口部２３を介して前記スタッド部２１がボール部２０と接合される一方、他方の開口部２４には蓋部材２５が取り付けられ、この蓋部材２５の内側が油溜まり２６となっている。
【００２２】
更に、前記ホルダ３のボール受部３０外周縁とボールスタッド２のスタッド部２１との間にはブーツシール４が取り付けられており、ボールスタッド２のボール部２０とホルダ３のボール受部３０との隙間に対して埃やごみ等が侵入するのを防止している他、グリース等の潤滑剤を収容するシールポケット４０を形成している。ここで、前記ブーツシール４のボールスタッド２側の端部４１は該ブーツシール４そのそものの弾性によってスタッド部２１に形成された鍔部２２の下面に向けて付勢されており、鍔部２２と緊密に接触することで前記シールポケット４０内に外部から塵芥が侵入するのを防止している。また、ブーツシール４のホルダ３側の端部４２は係止リングによってホルダ３の外周縁との間に挟み込まれており、ボールスタッド２の揺動あるいは回転運動によっても外れることがないようになっている。
【００２３】
図２は、このボールジョイント１を用いてレバー部材５とロッド６とを結合してリンク機構を構成した例を示すものである。前記レバー部材５はボールスタッド２のスタッド部２１の先端をかしめることにより、かかるボールスタッド２に対して固定されている。すなわち、前記レバー部材５にはボールスタッド２のスタッド部２１より僅かに大きい取付孔５０が設けられており、この取付孔５０にスタッド部２１を挿通させると、レバー部材５はスタッド部２１の外周面に突出する鍔部２２によって係止され、スタッド部２１の軸方向に関して位置決めされる。このとき、スタッド部２１の先端はレバー部材５から僅かに突出するので、かかる突出端をポンチによってかしめて（押し潰して）膨大端部２７を形成することにより、前記レバー部材５は鍔部２２と膨大端部２７との間に挟み込まれるようにしてスタッド部２１に固定されることになる。
【００２４】
一方、前記ロッド６はその先端部がホルダ３の固定部３１に形成されたタップ孔３２にねじ込まれて固定されており、かかる固定を確実なものとするためにロックナット６０がホルダ３の固定部３１に接するように締結されている。
【００２５】
図３及び図４はボールジョイント１のボールスタッド２と前記レバー部材５とをかしめ接合する際の工程を示すものである。
ボールスタッド２に対してレバー部材５をかしめ接合する際には、専用の治具７を用いてボールジョイント１を保持する。この治具７は、図３に示すように、一対の割型７ａ，７ｂから構成されており、これら割型７ａ，７ｂは固定部８上に設けられたガイドレール８０に沿って開閉するように構成されている。各割型７ａ，７ｂは略半円状に形成されており、ガイドレール８０に沿って型閉めした状態ではその中央部にボールジョイント１のホルダ３のボール受部３０を収容する凹所空間７０が形成されるようになっている。また、各割型７ａ，７ｂの上部にはボールスタッド２の鍔部２２を保持するチャック部７１が夫々形成されており、一対の割型７ａ，７ｂを型閉めすると、これらチャック部７１が前記鍔部２２の外周面を締め付け、それによってボールスタッド２が治具７によって保持されるようになっている。
【００２６】
ここで、ボールスタッド２の鍔部２２と接するチャック部７１の先端には、かかる鍔部２２の外周面に形成された環状凹溝２８に合致した凸条７２が形成されており、一対の割型７ａ，７ｂを型絞めすると、かかる凸条７２が鍔部２２の凹溝２８に嵌合するようになっている。この凸条７２の断面は鍔部２２の凹溝２８の断面形状に対応した山切り状に形成されており、割型７ａ，７ｂの型閉めの際に凸条７２が凹溝２８内に容易に進入し、最終的には両者が緊密に嵌合するようになっている。これにより、一対の割型７ａ，７ｂの間にボールジョイント１を挿入した状態で該割型７ａ，７ｂの型閉めを行うと、各割型７ａ，７ｂのチャック部７１がボールスタッド２の鍔部２２を該割型７ａ，７ｂの移動方向に沿った２方向から締め付け、更に、かかるチャック部７１の先端に形成された凸条７２が鍔部２２の外周面に形成された凹溝２８に対して緊密に嵌合し、ボールスタッド２がその軸方向及び半径方向に関して前記治具７で確実に位置決めされ、保持される。
【００２７】
この状態からレバー部材５の取付孔５０にボールスタッド２のスタッド部２１を嵌合させるのだが、かかるスタッド部２１には鍔部２２が形成されていることから、前記取付孔５０にスタッド部２１を嵌合させると、かかるレバー部材５は前記鍔部２２によって係止される。鍔部２２よりも突出するスタッド部２１の長さは前記レバー部材５の厚さよりも僅かに大きく（例えば、０．５ｍｍ程度）形成されており、スタッド部２１の先端はレバー部材５から僅かに突出する。そして、このレバー部材５から突出したスタッド部の先端がポンチによってかしめられる。
【００２８】
スタッド部２１の先端のかしめは所謂ローリングかしめ方法によって行われる。すなわち、図４に示すように、スタッド部２１に押圧されるポンチ９は該スタッド部２１の軸方向に対して所定の角度で傾けられており、先端をスタッド部２１に押圧した状態で後端をスタッド部２１の軸を中心として回転させる所謂歳差運動が与えられ、これよってレバー部材５から上方へ突出したスタッド部２１の先端が徐々に押し潰されて該レバー部材５上に膨大端部２７を形成し、この膨大端部２７とボールスタッド２の鍔部２２との間にレバー部材５が挟み込まれて固定されることになる。これによってボールスタッド２とレバー部材５のかしめ接合が完了する。
【００２９】
このかしめ接合の際、前記治具７のチャック部７１はポンチ９の押圧力に抗してボールスタッド２を保持する必要があり、かかるチャック部７１には大きな外力が作用することになる。本実施例のボールジョイント１では、ボールスタッド２の鍔部２２の外周面に周方向に沿った複数の凹溝２８を形成し、治具７のチャック部７１で該鍔部２２の外周面を締め付けた際に、かかるチャック部７１に形成された凸条７２を鍔部２２の凹溝２８と嵌合させているので、前記鍔部２２の厚みをある程度設けることにより、チャック部７１の剛性を高め、ポンチ９の押圧力に抗してボールスタッド２を確実に保持することが可能となる。
【００３０】
また、前述のローリングかしめ方法では、ポンチ９の押圧力がボールスタッド２の軸方向と直交する方向に関しても作用するが、本実施例のボールジョイントはかしめ接合の際にボールスタッドの鍔部が治具のチャック部に締め付けられるようにして保持されており、しかも鍔部の凹溝内にチャック部の凸条が嵌合していることから、ポンチの押圧力によってボールスタッドが治具に対してずれることがない。このため、レバー部材とのかしめ接合が完了したボールジョイントの鍔部に傷が発生することはなく、かしめ接合の前工程で防錆処理等の表面処理をボールスタッドに対して行っている場合であっても、かかる処理膜が剥がれてしまうといったトラブルを避けることができ、ボールジョイントの寿命が低下するのを防止することができるものである。
【００３１】
以上説明してきた実施例では、かしめ接合の際に用いる治具をガイドレールに沿って直線的に開閉自在な一対の割型から構成したが、治具はボールスタッドの鍔部の外周面を把持するのみなので、そのつかみ代は少なく、割型を大きく開閉せずともボールジョイントを治具に装着することが可能である。従って、前記治具としては、一ヶ所のみの分割面を有し、かかる分割面を拡開することによってボールジョイントの装着を行うようなものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用したボールジョイントの実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示すボールジョイントを用いて構成したリンク機構を示す断面図である。
【図３】実施例に係るボールジョイントをかしめ接合用治具に装着する手順を示す断面図である。
【図４】実施例に係るボールジョイントのボールスタッドに対してレバー部材をかしめ接合する様子を示した断面図である。
【図５】ボールスタッドにリンク構成部材をかしめ接合した従来のリンク機構を示す断面図である。
【図６】従来のかしめ接合の方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…ボールジョイント、２…ボールスタッド、３…ホルダ、２１…スタッド部、２２…鍔部、２８…凹溝、３０…ボール受部、７…かしめ接合用治具、７１…チャック部、７２…凸条
【図１】
2005048850.tif 000003
【図２】
2005048850.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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