JP2000015387A - 中空ボールスタッドの成形方法 - Google Patents

中空ボールスタッドの成形方法

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JP2000015387A JP10183595A JP18359598A JP2000015387A JP 2000015387 A JP2000015387 A JP 2000015387A JP 10183595 A JP10183595 A JP 10183595A JP 18359598 A JP18359598 A JP 18359598A JP 2000015387 A JP2000015387 A JP 2000015387A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 球頭部の精度の高い中空ボールスタッドを成
形する方法を提供すること。 【構成】 所望するボールスタッドの球頭部外径と略同
一外径で円筒状のパイプ材を形成するパイプ成形工程
と、パイプ材の端部を縮径して軸部を成形するとともに
未成形部分の軸方向中央外周にパイプ材と同一外径のス
トレート部を残した予備凸部を成形するしぼり成形工程
と、予備凸部を押圧し、予備凸部を球面状に成形する仕
上げ工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、略球状の球頭部と、球
頭部から突出する軸部とを有する中空ボールスタッドの
成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の懸架装置等に使用されるボール
ジョイントは、図3に示す如き構成のものがある。この
ボールジョイント171は、両軸タイプのボールジョイ
ント171である。W105はボールスタッドで、球状
の球頭部108と、その球頭部108から同軸に突出す
る二本の軸部107,107からなり、このボールスタ
ッドW105は中空形状である。また、ボールスタッド
W105の球頭部108の外周側には合成樹脂製で円筒
状のベアリング73が配設され、ベアリング73の外周
側には金属製で円筒状のハウジング72が配設されてい
る。このハウジング72の端部内周には、直接又は間接
的にブーツ74,74の一端端部が装着され、ブーツ7
4,74の他端端部はボールスタッドW105の軸部1
09,109外周に装着されている。
【0003】上記ボールジョイント171に使用される
ボールスタッドW105の成形方法を図6乃至図8に基
づいて説明する。
【0004】図6は素材W100からボールスタッドW
105を成形する成形工程を表す。まず、鋼製線材を軸
線垂直方向に切断して、円筒状の素材W100(図6の
(ア)) を形成する。次に、素材W100の一端端部
に若干凹んだ凹部102aを成形した予備材W101
(図6の(イ)) を形成し、続いて、凹部102aを
更に他端端部に延ばし予備穴103を成形することによ
り、他端端部に底部104を成形した片開口材W102
(図6の(ウ)) を形成する。その後、底部104を
打ち抜いて貫通孔105を成形した円筒状のパイプ材W
103(図6の(エ))を形成し、続いてパイプ材W1
03の軸線方向中央部を外周側に膨出させて、球状の球
頭部108とその球頭部108から同軸に突出する軸部
107,107からなる中間材W104(図6の
(オ)) を形成し、最後に球頭部108に転造加工を
施し、ボールスタッドW105(図6の(カ))を形成
していた。
【0005】このボールスタッドW105の成形工程の
中で、特にパイプ材W103から中間材W104を形成
する工程を図7及び図8に基づいて説明する。
【0006】図7は鍛造成形前、図8は鍛造成形後の状
態を表す。まず図7により鍛造装置110の構成を説明
する。この鍛造装置110は、上部にボールスタッドW
105の球頭部108と同一曲率で略下半球状の静型彫
空間134を有し、静型彫空間134対して前後摺動可
能なノックアウトリング135とノックアウトリング1
35の内周に配置された静固定ピン137とを備えた静
金型131と、下部にボールスタッドW105の球頭部
108と同一曲率で略上半球状の動型彫空間114を有
し、動型彫空間114に対して前後摺動可能なリングパ
ンチ115とリングパンチ115の内周に配置された動
固定ピン117とを備えた動金型111とからなる。こ
こで静金型131は、ノックアウトリング135が下方
へ退避した状態で静型彫空間134に連続して下軸保持
空間134aが形成される。また動金型111は、リン
グパンチ115が上方へ退避した状態で動型彫空間11
4に連続して上軸保持空間114aが形成される。
【0007】この鍛造装置110で鍛造成形する場合、
予め円筒状に成形されたパイプ材W103を静型彫空間
134の下軸保持空間134aに投入し、ノックアウト
リング135の上面で支持する。続いて、動金型111
を前進させリングパンチ115をパイプ材W103に当
接させると共に、動金型111を前進させリングパンチ
115を動金型111内部に収容する。その後、更に動
金型111は前進しパイプ材W103を上軸保持空間1
14aに嵌合させるとともに、リングパンチ115がパ
イプ材W103に荷重をかけ、図8に示す如くパイプ材
W103の軸線方向中央付近を型彫空間114,134
に沿って外周側に膨出させて中間材W104を形成して
いた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く予め円筒状
のパイプ材W103を形成後、軸線方向中央付近を外周
側に膨出させて中間材W104を形成すると、図9に示
す如く外周側に膨出するとともに、更に内周側にも余肉
199が張出すことがある。この場合、内周側に張出し
た余肉199量だけ外周側の膨出が減り球頭部108外
周に欠肉が発生する。そのためその後の転造加工で球頭
部108を修正できず、球頭部108の精度が低下する
ということがある。
【0009】従って、本発明は上述の如き課題を解決
し、球頭部の精度の高い中空ボールスタッドを成形する
方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は以下のとおりで
ある。
【0011】所望するボールスタッドの球頭部外径と略
同一外径で円筒状のパイプ材を形成するパイプ成形工程
と、パイプ材の端部を縮径して軸部を成形するとともに
未成形部分の軸方向中央外周にパイプ材と同一外径のス
トレート部を残した予備凸部を成形するしぼり成形工程
と、予備凸部を押圧し、予備凸部を球面状に成形する仕
上げ工程とからなる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図5に基づ
いて説明する。
【0013】図3は本発明の実施例により成形されたボ
ールスタッドW5を使用したボールジョイント71を表
す。ボールスタッドW5は、球状の球頭部8とその球頭
部8から同軸に突出する二本の軸部7,7を有する中空
形状で金属製である。73は合成樹脂製で円筒状のベア
リングで、ボールスタッドW5の球頭部8の外周側に配
設されている。ベアリング73はボールスタッドW5の
軸部7, 7を突出させるための開口を両端に備えてお
り、内側にボールスタッドW5の球頭部8と略同一曲率
の内球面73aを有すると共にボールスタッドW5の球
頭部8を揺動回動自在に保持する。72は略円筒状で両
端に開口を有するハウジングで、一端端部の内周側には
略円筒状で内側に延びるフランジ形状を有する抜け止め
リング75が固定され、ベアリング73の軸線方向への
移動が規制されている。74はゴム弾性体製の略円筒状
のブーツで、両端が開口され、大開口部に断面L字で金
属製の環状のカラー76が埋設されている。このブーツ
74,74は抜け止めリング75の内周とボールスタッ
ドW5の一方軸部9の外周との間と、ハウジング72の
一端端部内周とボールスタッドW5の他方軸部9の外周
との間に夫々配設されている。
【0014】上記ボールジョイント71に使用されるボ
ールスタッドW5の成形工程を図1に基づいて説明す
る。
【0015】図1は素材W0からボールスタッドW5を
成形する成形工程を表す。まず、所望するボールスタッ
ドW5の球頭部8外径と略同一外径の鋼製線材を軸線垂
直方向に切断して、円柱状の素材W0(図1の(ア))
を形成し、続いて、素材W0の一端に若干凹んだ凹部
2aを成形した予備材W1(図1の(イ)) を形成す
る。次に、予備材W1の一端凹部2aを他端端部側に延
ばし予備穴3を成形するとともに他端に凹部2bを成形
した底部4を有するカップ状の片開口材W2(図1の
(ウ)) を形成後、片開口材W2の底部4を図示せぬ
パンチにより打ち抜いて、所望するボールスタッドW5
の球頭部8外径D3と略同一外径D1で円筒状のパイプ
材W3(図1の(エ)) を形成する。その後、パイプ
材W3の両端を縮径して軸部7, 7を成形するととも
に、未成形部分の中央付近をストレート部6aとして残
し、ストレート部6aと軸部7とをつなぐ連接部6bを
円弧形状に成形する中間材W4(図1の(オ)) を形
成する。
【0016】ここで、このパイプW3から中間材W4を
形成する工程を図4及び図5に基づいて説明する。
【0017】図4は鍛造成形前、図5は鍛造成形後の状
態を表す。まず図4により鍛造装置10の構成を説明す
る。この鍛造装置10は、固定された静金型31と、静
金型31に対して進退可能に設けられた動金型11とか
らなる。
【0018】静金型31は、上部にパイプ材W3の外径
と略同径の下案内部42と、下案内部42に連続しボー
ルスタッドW5の球頭部8の曲率より大きい曲率の円弧
状で下方に向かって漸次小径となる下しぼり部43が形
成され、下案内部42と下しぼり部43により静型彫空
間34が画成されるダイ32を備える。また、静型彫空
間34に連続し、ボールスタッドW5の軸部7外径と同
径の下軸保持空間34aが形成され、連続的にノックア
ウト孔33を形成する。ノックアウト孔33内には、静
型彫空間34に対して前後摺動可能なノックアウトリン
グ35とカラー36とが配設され、その内周に静ピンガ
イド38で固定される静固定ピン37が挿嵌されてい
る。更に静ピンガイド38は、ノックアウト孔33を塞
ぐ静カバー39にボルト40で一体に固定され、この固
定される静ピンガイド38と静カバー39にはその内部
を貫通しカラー36に当接する静支持ピン41が挿嵌さ
れる。
【0019】また動金型11は、下部にパイプ材W3の
外径と略同径の上案内部22と、上案内部22に連続し
ボールスタッドW5の球頭部8の曲率より大きい曲率の
円弧状で上方に向かって漸次小径となる上しぼり部23
が形成され、上案内部22と上しぼり部23により静型
彫空間14が画成されるパンチガイド12を備える。パ
ンチガイド12には動型彫空間14に連続して内部を軸
方向に貫通するパンチ孔13が設けられている。パンチ
孔13内には、動型彫空間14に対して前後摺動可能な
リングパンチ15とカラー16とが配設され、その内周
に動ピンガイド18で固定される動固定ピン17が挿嵌
されている。更に動ピンガイド18は、パンチ孔13を
塞ぐ動カバー19にボルト20で一体に固定され、この
固定される動ピンガイド18と動カバー19にはその内
部を貫通しカラー16に当接する動支持ピン21が挿嵌
される。尚,リングパンチ15は成形前の状態でパンチ
ガイド12の端面より突出しており、このリングパンチ
15に追従してカラー16と動ピンガイド18も動型彫
空間14側に移動している。
【0020】上記鍛造装置10で鍛造成形する場合、ま
ずパイプ材W3を静金型31の下案内部42から静型彫
空間34に投入する。続いて、動金型11を前進させリ
ングパンチ15をパイプ材W3に当接させるとともに、
動金型11を前進させリングパンチ15を動金型11内
部に収容する。そしてパイプ材W3の上端が動金型11
の上案内部22挿入後、下しぼり部43及び上しぼり部
23に沿ってしぼり加工が施され、図5に示す如く、下
軸保持空間34a及び上軸保持空間14aに軸部7, 7
が形成されるとともに軸方向中央外周にストレート部6
a、そしてストレート部6aと軸部をつなぐ円弧形状の
連接部6bからなる予備凸部6が成形され、中間材W4
を形成する。その後、動金型11が退避するとともに、
静支持ピン41によりノックアウトリング35が静型彫
空間34側に突出され中間材W4が静金型31から取り
出され、本工程による成形が完了する。
【0021】そして最後に、図1に示す如く、中間材W
4のストレート部6aと連接部6bとからなる予備凸部
6を球面上に仕上げ、ボールスタッドW5(図1の
(カ))を形成する。
【0022】よって、しぼり加工で軸部7を成形するた
め、中間材W4の予備凸部6に欠肉が発生しない。更に
パイプ材W3からストレート部6aと連接部6bとから
なる予備凸部6を一旦成形後、更に図2に示す如く、球
頭部8を成形するため、無理なく球面状に成形できる。
ここで、中間材W4の予備凸部6の体積を、ボールスタ
ッドW5の球頭部8の体積と略同一に成形すると、仕上
げ成形がより容易となる。
【0023】尚、上記実施例では両軸タイプのボールス
タッドW5を例に取り成形方法を説明したが、本発明は
このような両軸タイプのボールスタッドW5に限定され
るものではなく、片軸タイプのボールスタッドでも良
い。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、所望する
ボールスタッドの球頭部外径と略同一外径で円筒状のパ
イプ材を形成するパイプ成形工程と、パイプ材の端部を
縮径して軸部を成形するとともに未成形部分の軸方向中
央外周にパイプ材と同一外径のストレート部を残した予
備凸部を成形するしぼり成形工程と、予備凸部を押圧
し、予備凸部を球面状に成形する仕上げ工程とからなる
ため、予備凸部に欠肉が発生せず容易に仕上げることが
できるとともに無理なく球面状に成形できるので、ボー
ルスタッドの球頭部を高い精度で成形することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるボールスタッドの成形工
程を表す断面平面図である。
【図2】図1のA部の状態を説明するA部拡大図であ
る。
【図3】本発明の実施例による成形方法により成形され
たボールスタッドを使用するボールジョイントの断面平
面図である。
【図4】本発明の実施例によるパイプ材から中間材を成
形する前の状態を表す断面平面図である。
【図5】本発明の実施例によるパイプ材から中間材を成
形した後の状態を表す断面平面図である。
【図6】従来のボールスタッドの成形工程を表す断面平
面図である。
【図7】従来の中間材からボールスタッドを成形する前
の状態を表す断面平面図である。
【図8】従来の中間材からボールスタッドを成形した後
の状態を表す断面平面図である。
【図9】図8の要部拡大図である。
【符号の説明】
5 貫通孔 6 予備凸部 6a ストレート部 6b 連接部 7 軸部 8 球頭部 W3 パイプ材 W5 ボールスタッド D1 パイプ材の外径 D2 中間材のストレート部外径 D3 ボールスタッドの球頭部外径

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略球状の球頭部(8)と該球頭部(8)
    から突出する軸部(7)とを有し、軸方向に貫通する貫
    通孔(5)を設けた中空ボールスタッドの成形方法にお
    いて、所望するボールスタッド(W5)の球頭部(8)
    外径(D3)と略同一外径(D1)で円筒状のパイプ材
    (W3)を成形するパイプ成形工程と、パイプ材(W
    3)の端部を縮径して軸部(7)を成形するとともに未
    成形部分の軸方向中央外周にパイプ材(W3)と同一外
    径(D2)のストレート部(6a)を残した予備凸部
    (6)を成形するしぼり成形工程と、予備凸部(6)を
    押圧し、予備凸部(6)を球面状に成形する仕上げ工程
    とからなることを特徴とする中空ボールスタッドの成形
    方法。
  2. 【請求項2】 前記予備凸部(6)の体積を、前記ボー
    ルスタッド(W5)の球頭部(8)の体積と略同一に成
    形することを特徴とする請求項1記載の中空ボールスタ
    ッドの成形方法。
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CN106475505A (zh) * 2015-08-25 2017-03-08 上海精拓模具制造有限公司 一种采用哈夫模冷镦外圆带凹槽产品的一次成型工艺

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