(57)【要約】【課題】低延性部材により形成したソケットに対してもプラグを精度よくかしめ固定できるボールジョイントの製造方法を提供する。【解決手段】内室21にボール部を回動可能に収容したソケット３の下部開口部23の内縁部の段差部31にプラグ４を載置する。内側に向けて中心軸側に傾斜した傾斜面59を外周に有する加工ローラ56を、傾斜面59がソケット３の下部開口部23の外縁部を内方へと変形させるように押圧させる。加工ローラ56を下部開口部23の周縁に沿って周回させてプラグ４をかしめ固定する。低延性部材により形成したソケット３の下部開口部23の外縁部を確実に変形でき、プラグ４を精度よくかしめ固定できる。【選択図】図１
2009236273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低延性部材により形成され内室及びこの内室に連通する開口部を有するソケットと、このソケットの内室に回動可能に収容されるボール部と、前記開口部に固定されてこの開口部を閉塞するプラグとを具備したボールジョイントの製造方法であって、
前記内室に前記ボール部を回動可能に収容した前記ソケットの開口部の内縁部の段差部に前記プラグを載置する載置工程と、
内側に向けて中心軸側に傾斜した傾斜面を外周の少なくとも一部に有する加工ローラを、前記傾斜面が前記ソケットの開口部の外縁部を内方へと変形させるように押圧させる押圧工程と、
前記加工ローラを前記開口部の周縁に沿って周回させて前記プラグをかしめ固定するかしめ工程と
を具備したことを特徴としたボールジョイントの製造方法。
【請求項２】
押圧工程は、互いに異なる複数箇所で加工ローラの傾斜面を開口部の外縁部に押圧させ、
かしめ工程は、前記各加工ローラを前記開口部の周縁に沿って同方向に周回させて前記プラグをかしめ固定する
ことを特徴とした請求項１記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項３】
押圧工程は、互いに対向する２箇所で加工ローラの傾斜面を開口部の外縁部に押圧させる
ことを特徴とした請求項２記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項４】
低延性部材は、アルミニウム、マグネシウム及び亜鉛のいずれかを少なくとも含む金属部材である
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイントの製造方法。
【請求項５】
低延性部材により形成され内室及びこの内室に連通する開口部を有するソケットと、このソケットの内室に回動可能に収容されるボール部と、前記開口部に固定されてこの開口部を閉塞するプラグとを具備したボールジョイントの製造に使用する加工ローラであって、
略円形状の加工ローラ本体と、
この加工ローラ本体の外周面に、この加工ローラ本体の中心軸側へと傾斜して形成され前記ソケットの開口部の外縁部に押圧されることでこの外縁部を内方へとかしめ変形させる傾斜面と
を具備したことを特徴とした加工ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール部を内室に対して抜け止めするプラグを備えたボールジョイントの製造方法及びこの方法に使用する加工ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車の操舵装置あるいは懸架装置などに用いられるボールジョイントは、内室を内部に有するとともにこの内室に連通する開口部を両端部に有する略円筒状のハウジングであるソケットと、このソケットの内室に収容されるベアリングシートであるボールシートと、このボールシートにより回動可能に保持されるボール部と、ソケットの開口部の一方を閉塞するプラグとを備えている。そして、このボールジョイントを製造する際には、ボールシートに回動可能にボール部を保持してソケットの内室に収容し、開口部の内縁部の段差部にプラグの外周縁部を載置した状態で加工ローラを開口部に押圧させ、この開口部の縁部を内方へとかしめ変形させることでプラグを固定し、ボールシート及びボール部の内室からの抜けを防止する(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２０００−３４６０４６号公報(第５頁、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のボールジョイントの製造方法は、ソケットが鉄などの延性に優れた部材によって形成されている場合に用いることができるものの、例えばアルミニウムなどの低延性の部材に対しては用いることができないという問題点を有している。
【０００４】
また、例えばソケットの開口部の周縁部全体をプレスしてかしめ変形させることも考えられるものの、この場合には、かしめ部に断層割れが発生し、あるいは圧漏れ検査の結果が安定しないという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、低延性部材により形成したソケットに対してもプラグを精度よくかしめ固定できるボールジョイントの製造方法及びこの方法に使用する加工ローラ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】
請求項１記載のボールジョイントの製造方法は、低延性部材により形成され内室及びこの内室に連通する開口部を有するソケットと、このソケットの内室に回動可能に収容されるボール部と、前記開口部に固定されてこの開口部を閉塞するプラグとを具備したボールジョイントの製造方法であって、前記内室に前記ボール部を回動可能に収容した前記ソケットの開口部の内縁部の段差部に前記プラグを載置する載置工程と、内側に向けて中心軸側に傾斜した傾斜面を外周の少なくとも一部に有する加工ローラを、前記傾斜面が前記ソケットの開口部の外縁部を内方へと変形させるように押圧させる押圧工程と、前記加工ローラを前記開口部の周縁に沿って周回させて前記プラグをかしめ固定するかしめ工程とを具備したものである。
【０００７】
そして、内室にボール部を回動可能に収容したソケットの開口部の内縁部の段差部にプラグを載置し、内側に向けて中心軸側に傾斜した傾斜面を外周の少なくとも一部に有する加工ローラを、傾斜面がソケットの開口部の外縁部を内方へと変形させるように押圧させ、加工ローラを開口部の周縁に沿って周回させてプラグをかしめ固定することにより、低延性部材により形成したソケットの開口部の外縁部が確実に変形され、プラグが精度よくかしめ固定される。
【０００８】
請求項２記載のボールジョイントの製造方法は、請求項１記載のボールジョイントの製造方法において、押圧工程は、互いに異なる複数箇所で加工ローラの傾斜面を開口部の外縁部に押圧させ、かしめ工程は、前記各加工ローラを前記開口部の周縁に沿って同方向に周回させて前記プラグをかしめ固定するものである。
【０００９】
そして、互いに異なる複数箇所で加工ローラの傾斜面を開口部の外縁部に押圧させ、各加工ローラを開口部の周縁に沿って同方向に周回させてプラグをかしめ固定することにより、開口部の外縁部が効率よくかしめ変形される。
【００１０】
請求項３記載のボールジョイントの製造方法は、請求項２記載のボールジョイントの製造方法において、押圧工程は、互いに対向する２箇所で加工ローラの傾斜面を開口部の外縁部に押圧させるものである。
【００１１】
そして、互いに対向する２箇所で加工ローラの傾斜面を開口部の外縁部に押圧させることで、かしめ変形時の低延性部材により形成したソケットの形成精度による影響が抑制される。
【００１２】
請求項４記載のボールジョイントの製造方法は、請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイントの製造方法において、低延性部材は、アルミニウム、マグネシウム及び亜鉛のいずれかを少なくとも含む金属部材であるものである。
【００１３】
そして、低延性部材をアルミニウム、マグネシウム及び亜鉛のいずれかを少なくとも含む金属部材とすることで、ソケットが軽量化されるとともに安価に製造される。
【００１４】
請求項５記載の加工ローラは、低延性部材により形成され内室及びこの内室に連通する開口部を有するソケットと、このソケットの内室に回動可能に収容されるボール部と、前記開口部に固定されてこの開口部を閉塞するプラグとを具備したボールジョイントの製造に使用する加工ローラであって、略円形状の加工ローラ本体と、この加工ローラ本体の外周面に、この加工ローラ本体の中心軸側へと傾斜して形成され前記ソケットの開口部の外縁部に押圧されることでこの外縁部を内方へとかしめ変形させる傾斜面とを具備したものである。
【００１５】
そして、加工ローラ本体の中心軸側へと傾斜した傾斜面をソケットの開口部の外縁部に押圧してこの外縁部を内方へとかしめ変形させることで、加工ローラ本体をソケットの開口部の周縁に沿って周回させると、低延性部材により形成したソケットに対してもプラグが精度よくかしめ固定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低延性部材により形成したソケットに対してもプラグを精度よくかしめ固定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１８】
図３において、１はボールジョイントで、このボールジョイント１は、例えば、自動車の懸架装置、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１は、例えば鋼鉄製などのボールスタッド２、金属製などの略円筒状のソケット３、このソケット３に取り付けられる閉塞部材であるプラグ４、ベアリングシートとしての合成樹脂製などのボールシート５、及び、ゴムあるいは軟質合成樹脂などにて略円筒状に形成されたダストカバー６を備えている。
【００１９】
なお、以下、便宜的に図３に示す上下方向を上下方向として説明する。
【００２０】
ボールスタッド２は、ボールシート５に回動可能に保持されたボール部15と、このボール部15から軸状に突設されたスタッド部16とを有している。
【００２１】
ボール部15は、ボールシート５に保持された状態でソケット３内に収容されている。また、スタッド部16は、ソケット３から軸状に突出している。
【００２２】
ソケット３は、低延性部材であるアルミニウム、あるいはアルミニウムを含む合金などを鋳造、あるいは鍛造して成形後、切削成形されたもので、ボールシート５が嵌着される円筒内周面状の内室21を内部に備え、軸方向の一端部である上端部に内室21に連通する開口部としての上部開口部22が開口形成され、軸方向の他端部である下端部に内室21に連通する開口部としての下部開口部23が開口形成されている。また、ソケット３の内部には、ボールシート５を保持するための保持段差部24が形成されている。さらに、このソケット３の外周面には、上端部側にダストカバー６が取り付けられる嵌合凹部25が周方向に沿って形成されている。
【００２３】
なお、以下、低延性部材とは、引き伸ばし時の延び率が５％以下の金属部材をいう。
【００２４】
上部開口部22は、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通されて外部に突出している。
【００２５】
下部開口部23は、プラグ４がかしめ固定され、このプラグ４により閉塞されている。
【００２６】
保持段差部24は、内室21の内面に、全周に亘って段差状に形成されている。
【００２７】
プラグ４は、キャップとも呼ばれ、例えば金属により形成されており、円板状のプラグ本体4aと、このプラグ本体4aの外周縁部から延出したプラグ傾斜部4bとを備え、全体として平面視で円形状をなし、内室21の下側を封止している。そして、このプラグ４と内室21との間には、潤滑剤である図示しないグリースを収容する収容空間28が区画されている。
【００２８】
プラグ傾斜部4bは、プラグ本体4aに対して上方向に傾斜するように形成されている。換言すれば、プラグ本体4aは、プラグ傾斜部4bによりソケット３の下部開口部23よりも下方に突出している。また、プラグ傾斜部4bは、下部開口部23の内周縁部に設けられた段差部31に周縁部が嵌合されているとともに、ソケット３の下部開口部23の外周縁部に平坦部32の一部をかしめ変形して形成されたかしめ部33により下側の周縁部がソケット３の下側開口部23に固定されている。
【００２９】
ボールシート５は、例えば可撓性を有するポリアセタールなどの合成樹脂を射出成形することにより、ソケット３の内室21に対応した略円筒状に形成され、ボール部15を回動可能に保持する球面状の摺動面41が内部に設けられ、軸方向の一端側すなわち上側に摺動面41に連通する開口としての上側開口42が開口形成されているとともに、軸方向の他端側すなわち下側に摺動面41に連通する開口としての下側開口43が開口形成されている。また、このボールシート５は下端側がソケット３の保持段差部24の嵌着保持されている。
【００３０】
上側開口42は、ソケット３の上部開口部22に連通し、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通される部分である。
【００３１】
下側開口43は、ソケット３の下部開口部23に連通し、プラグ４とボールスタッド２のボール部15の外周面との間に図示しない潤滑剤を保持するものである。
【００３２】
ダストカバー６は、ブーツとも呼ばれ、ソケット３の内室21内への塵埃などの侵入を防止するものである。そして、このダストカバー６は、弾性変形可能な、たとえばゴム、あるいは軟質の合成樹脂などにて形成された略円筒状のカバー本体45を備え、このカバー本体45の軸方向の一端に、ボールスタッド２のスタッド部16の外周面に当接する当接部46が設けられ、また、カバー本体45の軸方向の他端に、ソケット３の嵌合凹部25に嵌合するソケット当接部47が設けられている。
【００３３】
次に、上記一実施の形態のボールジョイント１の製造装置の構成を説明する。
【００３４】
図２において、51はボールジョイント１の製造装置であるかしめ加工機で、このかしめ加工機51は、ソケット３にプラグ４をかしめ固定するためのものであり、上下方向に沿って軸方向を有し上下方向移動可能でかつ回転軸52aで回転可能な支持部52を備えている。この支持部52の下端側には、下方に向けて開口された複数、例えば一対の凹部53，53がそれぞれ設けられているとともに、これら凹部53，53の対向方向である水平方向に沿って貫通して支持されたシャフト部54がそれぞれ設けられている。そして、各凹部53には、シャフト部54に回転自在に軸支された加工ローラ56，56がそれぞれ配置されている。また、かしめ加工機51は、図示しないが、加工対象となるソケット３を支持する支持台を備えている。
【００３５】
各加工ローラ56は、略円柱状の台座部57と、この台座部57の外周面に同軸に径大に設けられた加工ローラ本体58と、この加工ローラ本体58の外周面に形成された傾斜面59とを有している。そして、これら加工ローラ56は、支持部52の回転軸52aに対して互いに対向する位置に配置されている。すなわち、加工ローラ56の回転軸となるシャフト部54は支持部52の中心軸である回転軸52aに対して略直交する方向に沿っている。
【００３６】
各台座部57の内部には、シャフト部54の外周面を回転自在に保持する図示しないベアリング部などが設けられている。
【００３７】
各加工ローラ本体58は、台座部57の軸方向の一端側に一体的に設けられ、この台座部57とともに回転するように構成されている。
【００３８】
各傾斜面59は、ソケット３のかしめ部33のかしめ変形の際にこのかしめ部33に押圧される部分であり、加工ローラ本体58の軸方向(押圧方向に対して直交する方向)に対して、内側すなわち支持部52(かしめ加工機51)の回転軸52a側、換言すればソケット３の中心軸側が中心軸側へと所定角度傾斜している。すなわち、加工ローラ本体58は、台座部57側の側面からこの台座部57と反対側の側面へと縮径されている。したがって、傾斜面59は、かしめ部33に押圧される下側が内方へと上方向に傾斜している。この傾斜面59の傾斜角度は、例えばプラグ４のプラグ傾斜部4bのプラグ本体4a(水平方向)に対する傾斜角度よりも小さく設定されており、好ましくは５°〜１５°、さらに好ましくは７°〜１０°となっている。また、この傾斜面59の内縁部には、加工ローラ本体58の台座部57と反対側の側面へと連続する円弧状の湾曲部63が形成されている。
【００３９】
支持台は、ソケット３の下部を上側として嵌合凹部25を載置固定するように構成されている。
【００４０】
次に、上記一実施の形態のボールジョイントの製造方法を説明する。
【００４１】
まず、ソケット３を鍛造あるいは鋳造の後、所定の切削加工を施して形成する(ソケット形成工程)。
【００４２】
次いで、ソケット３の上部開口部22を下側としてこのソケット３をかしめ加工機51の支持台上に載置し、このソケット３の内室21に、ボール部15を回動可能に保持したボールシート５を、保持段差部24に嵌着する(シート嵌着工程)。
【００４３】
この状態で、上側に露出した下部開口部23に内縁部の段差部31にプラグ４の外周縁部を載置して下部開口部23を閉塞する(載置工程)。
【００４４】
さらに、かしめ加工機51の支持部52の中心軸をソケット３の中心軸上に位置合わせし、図１(a)及び図１(b)に示すように、この支持部52を下方へ移動させることで、各加工ローラ56の傾斜面59をソケット３の下部開口部23の外縁部である平坦部32の内縁側に上側から下方へと押圧する(押圧工程)。
【００４５】
このとき、各加工ローラ56の傾斜面59の一部のみを平坦部32に押圧し、他部を段差部31側に位置させる、具体的には湾曲部63よりも若干外側の位置までを平坦部32に押圧し、傾斜面59の内側及び湾曲部63側を平坦部32に接触させないことで、平坦部32の内縁側をこの平坦部32と接触していない傾斜面59の内側部分に沿って内方すなわちプラグ４のプラグ本体4aの外縁側へと逃げるように押し縮める。
【００４６】
そして、このかしめ加工機51を、支持部52の中心軸の周囲に回転させることにより、各加工ローラ56が下部開口部23の周縁に沿って周回し、平坦部32を下部開口部23の全周に亘って順次かしめ変形させることで、かしめ部33によりプラグ４を下部開口部23にかしめ固定する(かしめ工程)。
【００４７】
下部開口部23の全周に亘ってかしめ変形が終了すると、ソケット３を支持台から取り外し、上部開口部22側からボール部15に対してスタッド部16を溶接してボールスタッド２とする(ボールスタッド形成工程)。なお、スタッド部16は、予めボール部15と一体に形成してもよい。
【００４８】
この後、ダストカバー６にスタッド部16を挿通させて、ダストカバー６の当接部46をスタッド部16の外周面に、ソケット当接部47を嵌合凹部25に、それぞれ嵌着することで、ボールジョイント１を完成する(ダストカバー嵌着工程)。
【００４９】
なお、グリースは、上記シート嵌着工程にて予め外周面に塗布したボール部15をボールシート５に保持するようにしてもよく、ボールスタッド形成工程の後に上部開口部22側から注入してもよい。
【００５０】
上述したように、上記一実施の形態によれば、内室21にボール部15を回動可能に収容したソケット３の下部開口部23の内縁部の段差部31にプラグ４を載置し、内側に向けて中心軸側に傾斜した傾斜面59を外周の少なくとも一部に有する加工ローラ56，56を、傾斜面59がソケット３の下部開口部23の外縁部を内方へと変形させるように押圧させ、加工ローラ56，56を下部開口部23の周縁に沿って周回させてプラグ４をかしめ固定することにより、低延性部材であるアルミニウム、あるいはその合金などにより形成したソケット３の下部開口部23の外縁部が確実に変形し、プラグ４を精度よくかしめ固定できる。
【００５１】
すなわち、延性が低い部材をかしめ変形させる場合、単に加工ローラを外側から押圧するだけではかしめ部33を充分に変形させることができず、また、かしめ部分全体をプレス加工するだけではかしめ部33に断層割れが生じ、また、圧漏れが生じるおそれがあるのに対して、本実施の形態のように傾斜面59を有する加工ローラ56によって加工することで、加工ローラ56を回転させながらかしめ部分を少しずつ変形させることができ、断層割れなどの欠陥が生じにくく、かつ、成形速度を調整できるので、低延性部材で形成したソケット３でも成形しやすくなるなど、プラグ４の高精度のかしめ変形が可能になり、製造後の圧漏れ検査のばらつきを抑制できる。
【００５２】
したがって、プラグ４をソケット３に対して確実に固定でき、ボールジョイント１の信頼性を向上できる。
【００５３】
また、プラグ４のかしめ固定される部分を、ソケット３の下側、すなわちかしめ部33に接近する側へと傾斜させたプラグ傾斜部4bとすることで、平坦なプラグをかしめ固定する場合などよりも少ないかしめ変形量でプラグ４をかしめ固定することが可能になり、用にかしめ固定できるとともに、かしめ変形に伴う割れなどの発生を、より抑制できる。
【００５４】
さらに、互いに異なる複数箇所で加工ローラ56の傾斜面59を下部開口部23の外縁部の平坦部32に押圧させ、各加工ローラ56を下部開口部23の周縁に沿って同方向に周回させてプラグ４をかしめ固定することにより、下部開口部23の外縁部を効率よくかしめ変形できる。
【００５５】
特に、加工ローラ56を互いに対向する２箇所で平坦部32に押圧させることで、加工ローラ56による２点局所形成を連続的に移動させながらかしめ変形を行うので、低延性部材により形成したソケット３の形成精度によりかしめ変形に好ましくない影響を与えることを抑制できる。
【００５６】
そして、ソケット３を、低延性部材としてアルミニウム、あるいはその合金などの金属部材とすることで、ソケット３を軽量化できるとともに安価に製造できる。
【００５７】
なお、上記一実施の形態において、ボールジョイント１としては、ボールシート５やスタッド部16を有さないものでもよい。
【００５８】
また、ボールシート５は、ボールシート本体とクッションシートとを備えたものなどとしてもよい。
【００５９】
さらに、かしめ加工機51は、加工ローラ56を１つだけ備える構成、あるいは３つ以上備える構成などとしてもよい。
【００６０】
そして、ソケット３は、アルミニウム以外でも、マグネシウム、亜鉛、あるいはそれらを含む合金などの金属部材である低延性部材で製造しても、同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、例えばアルミニウム製のソケットを有するボールジョイントの製造に用いる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【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押圧工程を(a)(b)の順に示す説明図である。
【図２】同上ボールジョイントの製造装置を示す説明断面図である。
【図３】同上ボールジョイントを示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    ボールジョイント
３    ソケット
４    プラグ
15    ボール部
21    内室
23    開口部としての下部開口部
31    段差部
56    加工ローラ
58    加工ローラ本体
59    傾斜面
【図１】
2009236273.tif 000003
【図２】
2009236273.tif 000004
【図３】
2009236273.tif 000005