JP2013194841A - Ball joint and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車のスタビライザーコンロッドやミッションコントロール部等のリンク機構に用いられるボールジョイント及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a ball joint used for a link mechanism such as a stabilizer connecting rod or a mission control unit of an automobile, and a manufacturing method thereof.
この種のボールジョイントとしては、軸部材の先端にリンク機構の揺動中心となるボール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の最大直径部を覆って当該ボールの球面に摺接するホルダと、から構成されたものが知られている。 As this type of ball joint, a ball stud having a ball that is a swing center of the link mechanism at the tip of the shaft member, a holder that covers the maximum diameter portion of the ball stud and that is in sliding contact with the spherical surface of the ball, What is composed of is known.
特開平9−189322号公報(特許文献1)は前記ボールジョイントの製造方法を開示している。この製造方法では、真球度の高い軸受用鋼球を前記ボールとして使用し、当該ボールを中子とした鋳造により前記ホルダを成形している。これにより、前記ホルダに対して軸受用鋼球の球面を転写することができ、当該ホルダは真球度の高い金属摺接面を備えたものになる。また、前記ホルダの鋳造後に前記ボールに対して軸部材を電気抵抗溶接することで前記ボールスタッドが完成する。この電気抵抗溶接のためには前記ボールと軸部材との間に溶接電流を通電することが必要であるが、ボールを中子として鋳造されたホルダは当該ボールに密着していることから、ボールに対して直接電極を当接させるのではなく、ボールに密着するホルダに対して電極を当接させ、それによって前記ボールと軸部材との間に溶接電流を通電している。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-189322 (Patent Document 1) discloses a method for manufacturing the ball joint. In this manufacturing method, a steel ball for a bearing having a high sphericity is used as the ball, and the holder is formed by casting using the ball as a core. Thereby, the spherical surface of the steel ball for bearing can be transferred to the holder, and the holder has a metal sliding contact surface with high sphericity. Further, the ball stud is completed by electrical resistance welding of the shaft member to the ball after the casting of the holder. For this electric resistance welding, it is necessary to pass a welding current between the ball and the shaft member. However, since the holder cast with the ball as the core is in close contact with the ball, The electrode is not brought into direct contact with the holder, but the electrode is brought into contact with a holder that is in close contact with the ball, whereby a welding current is passed between the ball and the shaft member.
一方、特開2004−316771号公報(特許文献2)には、ボールとこれを中子として鋳造したホルダとを樹脂摺接部材で分離したボールジョイントの製造方法が開示されている。前記樹脂摺接部材はボールスタッドのボールの最大直径部を覆って当該ボールの球面に摺接しており、ホルダはこの樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に当該樹脂摺接部材を保持している。前記ホルダは前記樹脂摺接部材が被せられたボールを中子として使用した鋳造により成形されており、前記樹脂摺接部材がボールの球面に倣った樹脂摺接面を備えた状態でホルダに固着される。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-316771 (Patent Document 2) discloses a ball joint manufacturing method in which a ball and a holder cast as a core are separated by a resin sliding contact member. The resin sliding contact member covers the maximum diameter portion of the ball stud and is in sliding contact with the spherical surface of the ball, and the holder covers the periphery of the resin sliding contact member and holds the resin sliding contact member. The holder is formed by casting using a ball covered with the resin sliding contact member as a core, and the resin sliding contact member is fixed to the holder with a resin sliding contact surface that follows the spherical surface of the ball. Is done.
また、前記ボールスタッドは、前述の特許文献1と同様、前記ホルダの鋳造後に前記ボールに対して軸部材を電気抵抗溶接して形成されている。但し、ボールとホルダとの間に樹脂摺接部材が存在することから、特許文献1のようにホルダを利用してボールに溶接電流を通電することはできない。このため、前記樹脂摺接部材及び前記ホルダには給電用開口部が設けられており、かかる給電用開口部を通して前記ボールに対して給電用電極を直接当接させている。
The ball stud is formed by electric resistance welding of a shaft member to the ball after casting of the holder, as in the above-mentioned
特許文献1の製造方法では、特許文献2のように前記ホルダに対して給電用開口部を設ける必要がなく、外部からの異物侵入を防止することができるという利点がある。しかし、鋳造後のホルダはボールスタッドのボールに対して密着しているので、前記ボールスタッドを滑らかに動かすためには、当該ボールスタッドに外力を加えて前記ホルダの金属摺接面を微小に塑性変形させる必要があり、この塑性変形量がボールスタッドの運動精度に影響を与えることから、この工程を厳密に管理する必要があった。
In the manufacturing method of
一方、特許文献2に開示される製造方法によって得られたボールジョイントでは前記ホルダがボールと摺接する金属摺接面を備えておらず、ボールは樹脂摺接部材とのみ摺接することから、ボールスタッドの滑らかな運動が可能である。その反面、前記ホルダ及び樹脂摺接部材に対して前述の給電用開口部を設ける必要があり、外部からの異物侵入を防止するため、この給電用開口部はボールスタッドの完成後に閉塞キャップによって塞ぐ必要があった。前記閉塞キャップは前記給電用開口部の周縁に対してかしめ加工を施すことで前記ホルダに対して固定されていたが、ホルダの開口に対して他の部材を固定する関係上、作業に万全を期したとしても、想定し得ない事由によって前記閉塞キャップとホルダとの間の密封性が不十分になるという可能性があった。
On the other hand, in the ball joint obtained by the manufacturing method disclosed in
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ボールを中子として鋳造されたホルダに対して給電用開口を設けることなく当該ボールに対する軸部材の電気抵抗溶接を可能にし、しかも前記ホルダがボールとの金属摺接面を具備せず、ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能なボールジョイント及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide electric resistance welding of a shaft member to the ball without providing a power supply opening for a holder cast with the ball as a core. It is another object of the present invention to provide a ball joint capable of ensuring the smooth operation of the ball stud with respect to the holder and the manufacturing method thereof.
前記目的を達成する本発明のボールジョイントは、軸部材の先端にボールが電気抵抗溶接されたボールスタッドと、前記ボールスタッドの揺動範囲を区画する規制開口部のみを残して前記ボールの球面を覆い、当該ボールとの摺接面を有する樹脂摺接部材と、前記ボール及びこれに被せられた前記樹脂摺接部材を中子とした鋳造によって形成され、前記樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダとを備えており、前記樹脂摺接部材はその一部分が前記ボールとホルダとの通電を可能とする導電性領域であり、前記ホルダの鋳造後に、前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出した前記ボールの球面に対して前記軸部材を電気抵抗溶接したものである。 The ball joint of the present invention that achieves the above object includes a ball stud in which a ball is electrically resistance-welded to the tip of a shaft member, and a spherical surface of the ball, leaving only a restriction opening that defines a swing range of the ball stud. A resin sliding contact member having a sliding contact surface with the ball, and formed by casting with the ball and the resin sliding contact member placed on the ball as a core, covering the periphery of the resin sliding contact member A conductive region that includes a spherical surface of the ball exposed from the restriction opening of the resin sliding contact member and a non-contact holder, and a portion of the resin sliding contact member allows energization between the ball and the holder. The shaft member is electrically resistance welded to the spherical surface of the ball exposed from the restriction opening of the resin sliding contact member after the holder is cast.
また、前記目的を達成する本発明のボールジョイントの製造方法は、ボールスタッドの揺動範囲を区画する規制開口部のみを残して当該ボールスタッドのボールの球面を覆い、当該ボールとの摺接面を有すると共に、その一部分に導電性領域を有する樹脂摺接部材を成形する工程と、前記ボール及びこれに被せられた樹脂摺接部材を中子とした鋳造により、前記樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出する前記ボールの球面とは非接触なホルダを成形する工程と、前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出したボールに対して軸部材を突き当てると共に当該軸部材に電極を接触させる一方、前記ホルダに電極を接触させ、前記樹脂摺接部材の導電性領域を通じて前記ホルダからボールへ通電し、前記ボールと軸部材を電気抵抗溶接によって接合して前記ボールスタッドを形成する工程とを備えている。 Further, the ball joint manufacturing method of the present invention that achieves the above-described object covers the spherical surface of the ball stud, leaving only the restriction opening that defines the swing range of the ball stud, and the sliding contact surface with the ball And forming a resin sliding contact member having a conductive region in a part thereof, and casting around the resin sliding contact member with the ball and the resin sliding contact member covered thereon as a core. A step of forming a holder that is not in contact with the spherical surface of the ball that is covered and exposed from the restriction opening of the resin sliding contact member, and a shaft member that projects from the ball exposed from the restriction opening of the resin sliding contact member The electrode is brought into contact with the shaft member and the electrode is brought into contact with the holder, and electricity is passed from the holder to the ball through the conductive region of the resin sliding contact member. By joining wood by electrical resistance welding and a step of forming the ball stud.
ボールスタッドのボールとホルダとの間に設けられた前記樹脂摺接部材には、その一部分に前記ボールとホルダとの間の通電を可能とする導電性領域が設けられているので、軸部材をボールに対して電気抵抗溶接して前記ボールスタッドを形成する際には、前記ホルダに給電用電極を当接させることで、前記導電性領域からボールに対して溶接電流を通電することが可能となる。すなわち、ホルダに対して給電用開口部を設けることなくボールスタッドの溶接を行うことができ、前記給電用開口部を塞ぐ閉塞キャップが不要となり、部品点数の削減や生産工程の簡略化を実現することができる。また、ボールスタッドのボールは樹脂摺接部材に包まれており、鋳造されたホルダとは一切接触しないので、ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能となる。 Since the resin sliding contact member provided between the ball stud ball holder and the holder is provided with a conductive region that allows energization between the ball and the holder, a shaft member is provided. When forming the ball stud by electric resistance welding to a ball, it is possible to pass a welding current from the conductive region to the ball by bringing a power feeding electrode into contact with the holder. Become. In other words, the ball stud can be welded without providing a power supply opening for the holder, and a closing cap that closes the power supply opening is not necessary, thereby reducing the number of parts and simplifying the production process. be able to. Further, since the balls of the ball stud are wrapped in the resin sliding contact member and do not come into contact with the cast holder at all, it is possible to ensure the smooth operation of the ball stud with respect to the holder.
以下、添付図面を用いながら本発明のボールジョイント及びその製造方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a ball joint and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明を適用したボールジョイントの実施形態の一例を示すものである。このボールジョイントは、軸部材11の先端にボール10を備えたボールスタッド1と、前記ボール10に被せられると共に当該ボール10に摺接する樹脂摺接部材3と、この樹脂摺接部材3の周囲に成形されると共に当該樹脂摺接部材3が固着されたホルダ2とから構成され、前記ボールスタッド1が前記ボールを中心としてホルダ2に対して揺動自在に連結している。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of a ball joint to which the present invention is applied. The ball joint includes a
前記ボールスタッド1はボール10となる真球度の高い軸受用鋼球に対して棒状の軸部材11を電気抵抗溶接して形成されている。前記軸部材11にはリンク等の被取付け体を固定するための座面を備えた鍔部12が形成される一方、かかる鍔部12を挟んでボール10と反対側には雄ねじ13が形成されている。また、前記鍔部12は六角ナットの形状に形成されており、スパナレンチを用いることで前記ボールスタッド1の雄ねじ13をリンク等の被取付け体に締結することが可能となっている。
The
また、前記樹脂摺接部材3は、前記ボール10の最大直径部を覆うと共に当該ボール10の球面の略2/3程度を覆う第一部材3aと、導電性を備えると共に前記第一部材3aと組み合わさって前記ボール10の球面を覆う第二部材3bとから構成されている。この第二部材3bは本発明の導電性領域に相当する。
The resin sliding
前記第一部材3aは相反する方向へボール10の球面が露出する規制開口部31及び通電開口部32を有して環状に形成され、内側にはボール10の球面に略合致した凹球面状の樹脂摺接面30を有している。前記ボールスタッド1の軸部材11は前記規制開口部31から露出したボール10の球面に対して接合されている。
The
前記第二部材3bは凹球面を備えた円板状に形成されており、前記第一部材3aの通電開口部32から突出したボール10の球面を覆うように配置されている。すなわち、前記導電性領域としての第二部材3bは前記第一部材3aの規制開口部31とは反対側に設けられている。この第二部材3bは前記ボール10の球面と接する通電面33を備えると共に、当該第二部材3bを前記第一部材3aと組み合わせた状態では、かかる通電面33の周縁部が前記第一部材3aの樹脂摺接面30と段差なく連続するようになっている。この第二部材2bは、前記ボール10に対して軸部材11を電気抵抗溶接する際に、前記ホルダ2の本体部20からボール10に対して溶接電流を通電する機能を発揮する。この前記第二部材3bとしては、例えば、カーボブラック又はカーボンナノチューブを添加して導電性を付与した合成樹脂材料や、炭素繊維や銅線の織編物を合成樹脂と組み合わせた複合材料を用いることができる。
The
尚、この実施形態では前記第一部材3aと前記第二部材3bとを組み合わせて前記樹脂摺接部材3を構成しているが、これら第一部材3a及び第二部材3bを一体に成形しても差し支えない。すなわち、前記規制開口部31のみが開口した樹脂摺接部材3を成形し、当該樹脂摺接部材3の一部を導電性領域として前記第二部材3bの機能を発揮させるようにしても良い。
In this embodiment, the resin sliding
一方、前記ホルダ2は、前記樹脂摺接部材3の第一部材3a及び第二部材3bを覆うようにしてその周囲に設けられた本体部20と、かかる本体部20をリンクに結合するための固定部21とを備え、これら本体部20及び固定部21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。尚、図1中では省略してあるが、前記固定部21には雌ねじが形成されており、例えばリンクを構成するロッド等の先端に形成された雄ねじを結合できるようになっている。また、この固定部21を設けることなく、前記本体部20を被取付け体に対して直接固定することも可能である。
On the other hand, the
前記本体部20は前記樹脂摺接部材3の外側に成形されており、当該樹脂摺接部材3は前記第一部材3a及び第二部材3bともに前記本体部20に対して固着されている。また、前記本体部20には前記第一部材3aの規制開口部31に対応してホルダ開口部22が設けられており、このホルダ開口部22からは前記第一部材3aの規制開口部31の周縁が僅かに露出している。すなわち、前記ホルダ2の本体部20は前記規制開口部31から露出したボール10の球面とは非接触である。
The
更に、前記ホルダ2の本体部20の外周縁とボールスタッド1の軸部材11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1のボール10とホルダ2の本体部20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1側の端部41はその弾性によって軸部材11に密着する一方、ホルダ2側の端部42は係止リングによってホルダ2の外周縁との間に挟み込まれており、ボールスタッド1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。このブーツシール4は後述する製造工程の最終段階において、前記ボール10に対して軸部材11を溶接した後に、前記ボールスタッド1及びホルダ2に対して装着される。
Further, a boot seal 4 is attached between the outer peripheral edge of the
次に、この実施形態のボールジョイントの具体的製造方法について説明する。 Next, a specific method for manufacturing the ball joint of this embodiment will be described.
最初の工程では、前記樹脂摺接部材3の第一部材3aを成形し、これをボール10となる軸受用鋼球に対して装着する。この第一部材3aとしては耐摩耗性の高い樹脂材料が適しており、その一例はポリエーテルエーテルケトン(ビクトレックス社製/商品名:PEEK)であり、例えば厚さ約0.8mmに成形されている。図2はボール10に対して前記第一部材3aを装着した状態を示す正面図である。この第一部材3aはボール10の外径に適合する内径を具備した環状に成形され、前述の如く相反する方向へボール10の球面が露出する規制開口部31及び通電開口部32を有している。前記通電開口部32の内径D2は前記規制開口部31の内径D1よりも小さく設定されており、ボール10の中心Oから前記規制開口部31までの距離Hと、ボール10の中心Oから前記通電開口部32までの距離hとを比較した場合、H<hとなっている。このため、前記樹脂摺接部材3とボール10の球面との接触面積は、ボール10の中心Oよりも前記規制開口部31の側で小さく、通電開口部32の側で大きくなっている。
In the first step, the
前記第一部材3aの規制開口部31の内径はホルダ2に対するボールスタッド1の可動範囲との関係から決定される。但し、前記ボールスタッド1に対してその軸方向に直交する方向のラジアル荷重が作用した場合を考慮すると、前記第一部材3aとボール10との接触面積は大きい方が好ましい。特に前記第一部材3の通電開口部32の内径は可及的に小さく設定するのが良く、前述したように通電開口部32の内径D2は規制開口部の内径D1より小さく設定するのが好ましい。
The inner diameter of the restriction opening 31 of the
このような第一部材3aをボール10に被せる一例としては、ボール10を中子として前記第一部材3aを射出成形し、当該第一部材3aの成形とボール10への装着を一つの工程で行うことが考えられる。このようにボール10そのものを中子として第一部材3aの成形を行えば、ボール10への装着手間が省略される他、ボール10の球面が前記第一部材3aの樹脂摺接面30に転写されるので、かかる第一部材3aとボール10とが隙間なく面接触し、両者の摺接状態を良好なものにすることが可能となる。
As an example of covering the
尚、ボール10を中子として使用することなく前記第一部材3aのみを成形し、成形された第一部材3aの規制開口部31からボール10を当該第一部材3aの内部に押し込み、これによって第一部材3aをボール10に対して装着するようにしても差し支えない。
Incidentally, only the
前記ボール10に対する第一部材3aの装着が完了したら、図2に示すように、前記第一部材3aの通電開口部32から突出したボール10の球面に対して前記第二部材3bを被せる。前記第二部材3bとしては、炭素繊維の織編物の空隙に対してエポキシ樹脂やポリエーテルエーテルケトンを充填したものや、銅線の織編物の空隙に対してPTFEを充填したものを用いることができ、その厚さは前記第一部材3aと同程度に設定されている。また、この第二部材3bは前記ホルダ2の本体部20とボール10との間の通電を担うことから、前記炭素繊維の織編物や銅線の織編物は当該第二部材3bの表裏に露出していることが必要である。この第二部材3bを成形する際には、当該第二部材3bに具備される凹球面状の通電面33と前記ボール10の球面とが隙間なく面接触するよう、前記ボール10と同じ直径の凸球面を利用して成形を行うことが好ましい。
When the mounting of the
また、前記ボール10を中子として利用して、前記第一部材3a及び第二部材3bを一体的に成形しても良い。例えば、前記第二部材3bをボール10の球面に被せた状態で、当該ボール10を中子として前記第一部材3aを成形し、前記第二部材3bの周縁を前記第一部材3aと接合して、前記規制開口部31のみが開口した前記樹脂摺接部材3を成形することが可能である。更に、前記第一部材3aを成形するための樹脂材料と前記第二部材3bを成形するための導電性樹脂材料とを用い、前記ボール10を中子として利用した二色射出成形法によって前記規制開口部31のみが開口した前記樹脂摺接部材3を成形することも可能である。
Further, the
次に、前記ホルダ2をダイカスト鋳造する。このダイカスト鋳造に際しては、図3に示すように、上下に分割された一対の鋳造金型5,6内に対してボール10及び当該ボール10に対して装着された樹脂摺接部材3(第一部材3a及び第二部材3b)を中子としてインサートし、この状態でアルミニウム合金又は亜鉛合金の溶湯を金型内のキャビティ7に圧入する。このとき、ボール10は前記第一部材3aの規制開口部31から露出した球面が金型6に形成された凹球面状の支持座60に嵌合し、当該支持座60はその周縁が前記第一部材3aの規制開口部31の周縁に接する。尚、前記支持座60に対してボール10を確実に固定するため、当該支持座60からボール10に対して磁気吸引力を作用させるようにしても良い。
Next, the
これにより、図4に示すように、ボール10及び樹脂摺接部材3を前記合金でくるんだホルダ2が鋳造される。鋳造されたホルダ2には金型6の支持座60に対応した部位に前記ホルダ開口部22が形成され、ボール10はこのホルダ開口部22からのみ露出した状態となる。また、前記第一部材3aの規制開口部31において前記ホルダ2はボール10と非接触であり、鋳造されたボール10とホルダ2との間には前記樹脂摺接部材3を構成する第一部材3a及び第二部材3bが存在し、ボール10は前記樹脂摺接部材3にのみ接触している。前記ホルダ2が鋳造されると、ボール10に装着されていた樹脂摺接部材3は鋳造されたホルダ2の本体部20に埋め込まれた状態となり、前記ボール10に接している前記第一部材3aの樹脂摺接面30と前記第二部材の通電面33とは段差なく連続した一つの凹球面として形成されることになる。そして、この凹球面はボール10の球面と隙間なく接触した状態となる。
Thereby, as shown in FIG. 4, the
次に、前記ボール10に対して軸部材11を溶接する。かかる溶接には電気抵抗溶接の一種であるプロジェクション溶接が用いられる。具体的には、図5に示すように、前記ホルダ開口部22から露出したボール10の球面に対して軸部材11の端面を所定の力Fで圧接させる一方、前記ホルダ2の本体部20及び前記軸部材11の夫々に対して電極14,15を当接させ、これら本体部20及び軸部材11に溶接電流を通電する。前記本体部20には前記ホルダ開口部22の反対側の位置に電極取付け面24が形成されており、かかる電極取付け面24は前記ボールスタッド1の軸心線を中心とした円形状をなしている。また、前記電極15は環状に形成され、前記軸部材1の鍔部12に当接している。
Next, the
前記ボール10及び樹脂摺接部材3を中子として前記ホルダ2を鋳造したことから、既に説明した通り、導電性領域としての前記第二部材3bはその通電面33をボール10の球面に隙間なく接触させた状態でホルダ2の本体部20に埋め込まれている。このため、前記ホルダ2の本体部20に電極14を当接させることで、導電性を付与された前記第二部材3bを通じて前記ホルダ2からボール10に対して溶接電流を通電することができ、ボール10と軸部材11を電気抵抗溶接することが可能となる。
Since the
そして、このようにして電気抵抗溶接が終了すると、図6に示すように、軸部材11の先端面がボール10に対して接合され、ボール10が樹脂摺接部材3を介してホルダ2の本体部に保持されたボールスタッド1が完成する。
When the electric resistance welding is completed in this way, as shown in FIG. 6, the tip surface of the
前記ボール10と軸部材11とを電気抵抗溶接するためには、これら両者の間の通電抵抗に比べて前記第二部材3bとボール10との間の通電抵抗、及び前記第二部材3bとホルダ2との間の通電抵抗が小さいことが必要である。このため、前記第二部材3bとボール10との接触面積、すなわち前記第二部材に形成された凹球面状の通電面33の面積は、ボール10と軸部材11との溶接部面積よりも大きく設定される必要がある。ここで溶接部面積とは前記軸部材11の先端面がボール10と接合された面積であり、具体的には図6中に符号70で示された溶接部における円形状面積であり、軸部材11の断面積に相当している。より厳密には軸部材11がボール10と接合される部位における当該ボール10の球面の表面積である。
In order to perform electrical resistance welding between the
前記ホルダ2の鋳造後であって軸部材11をボール10に対して溶接する以前の段階では、鋳造後に進行するホルダ2の収縮により、当該ホルダ2の本体部20が樹脂摺接部材3の第一部材3aの外側からボール10を締め付ける状態となるので、そのままでは第一部材3aに対するボール10の回転には大きな抵抗が作用する。また、前記樹脂摺接部材3の第二部材な具備された通電面33もボール10に緊密に接触していることから、この点においてもボール10の自由な回転は妨げられた状態にある。
At the stage after the casting of the
しかし、前記ホルダ10の鋳造後に当該ボール10に対して軸部材11を電気抵抗溶接すると、前記ボール10と軸部材11の接合部分の周辺が発熱源となって当該ボール10が加熱され、ボール10を締め付けている第一部材3aにもその熱が伝達される。前記ボール10と合成樹脂から形成された前記第一部材3aは熱膨張率に差が存在し、且つ、冷却時の収縮速度にも差が存在することから、加熱によって一旦拡げられた第一部材3aは冷却時の収縮段階で元の形状にまで完全には戻りきらず、前記ボール10に対する第一部材3aの締め付けを緩めることが可能となる。
However, when the
このとき、ボール10それ自身は常温下よりも僅かに熱膨張を生じて前記第一部材3aを押し拡げることになるが、発熱源はボール10と軸部材11との接合部分なので、当該ボール10は規制開口部31の近傍で膨張量が大きくなり、発熱源から離れた第二部材3bの近傍では規制開口部31の近傍よりもその膨張量が小さくなる。すなわち、前記第一部材3aがボール10の熱膨張によって押し拡げられる量は、第二部材3bの近傍よりも規制開口部31の近傍で大きくなる。その結果、ボール10と軸部材11の接合が完了して当該ボール10が冷めた状態では、ボール10が第二部材3bの通電面33から浮き上がる方向に関して当該ボール10が微小変位することになり、ボール10は前記第二部材3bの通電面33と接触はしているものの、両者の間の接触面圧は軽減される。
At this time, the
すなわち、この実施形態のボールジョンイトでは、ボール10に対する軸部材11の電気抵抗溶接が完了すると、前記ボール10に対する第一部材3aの締め付け力が軽減され、更にボール10と前記第二部材3bの通電面33との接触面圧が軽減され、当該溶接によって完成したボールスタッド1をホルダ2に対して軽く動かすことが可能となる。
That is, in the ball joint of this embodiment, when the electric resistance welding of the
特に、前述の実施形態では、前記第一部材3aの通電開口部32の内径D2を規制開口部31の内径D1よりも小さく形成しており、ボール10はその中心より前記第二部材3b側においてより多くの球面が前記第一部材3aに接している。このため、ボール10に対する軸部材11の溶接によって前記第一部材3aの締め付け力が軽減されると、前記規制開口部31と通電開口部32とが同一の内径に形成されている場合と比較して、ボール10は第二部材3bの通電面33から浮き上がる方向に関しての自由度が増大し易い。従って、本実施形態のボールジョイントでは、前記通電面33とボール10との接触面圧を一層軽減し易く、ボールスタッド1をホルダ2に対して軽く動かすことが可能となる。
In particular, in the above-described embodiment, the inner diameter D2 of the
そして、このようなボールジョンイトによれば、前記樹脂摺接部材3の一部に導電性領域3bが設けられているので、その製造過程において前記ボール10に対して軸部材11を電気抵抗溶接するに際し、当該樹脂摺接部材3の導電性領域を通じて前記ホルダ2からボール10に対して溶接電流を通電することが可能となる。このため、前記ボール10に対して電極を当接させる目的で前記ホルダ2に対して給電用開口部を設ける必要がなく、ボールスタッド1の溶接完了後に前記給電用開口部を塞ぐ閉塞キャップが不要となるので、その分だけ部品点数の削減や生産工程の簡略化を実現することができ、生産コストの低減化を図ることが可能となる。
According to such a ball joint, since the
また、前記樹脂摺接部材は前記規制開口部を除いて前記ボールと隙間なく摺接しており、当該樹脂摺接部材の外側に鋳造されたホルダがボールと接触することがないので、経時的な使用によるボールの摩耗を防止して、ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を長期にわたり確保することが可能となる。 In addition, the resin sliding contact member is in sliding contact with the ball without any gap except for the restriction opening, and the holder cast outside the resin sliding contact member does not contact the ball. Ball wear due to use can be prevented, and smooth operation of the ball stud with respect to the holder can be ensured over a long period of time.
更に、この実施形態のボールジョイントでは、前記導電性領域としての第二部材3bが第一部材3aに対してその規制開口部31の反対側に設けられているので、前記ボールスタッド1に対してその軸方向に垂直なラジアル荷重が作用する使用条件の下では、前記ボールスタッド1のボール10が前記樹脂摺接部材3の第二部材3bに対して強く擦れることはない。このため、前記第一部材3aとして耐摩耗性に優れた樹脂材料を選択しさえすれば、前記導電性領域3bを形成する樹脂材料は前記第一部材3aに対して耐摩耗性が劣るものであっても使用することができ、その分だけ材料の選択幅を拡げて、十分な導電性を確保することが可能となる。
Furthermore, in the ball joint of this embodiment, the
1…ボールスタッド、2…ホルダ、3…樹脂摺接部材、3a…第一部材、3b…第二部材(導電性領域)、10…ボール、11…軸部材、20…本体部、31…規制開口部、32…通電開口部、33…通電面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ボール及びこれに被せられた前記樹脂摺接部材を中子とした鋳造によって形成され、前記樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダとを備え、
前記樹脂摺接部材はその一部分が前記ボールとホルダとの通電を可能とする導電性領域であり、
前記ホルダの鋳造後に、前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出した前記ボールの球面に対して前記軸部材を電気抵抗溶接したことを特徴とするボールジョイント。 A ball stud in which a ball is electrically resistance-welded to the tip of a shaft member, and a resin having a sliding contact surface with the ball, covering only the ball spherical surface except for a restriction opening that defines a swing range of the ball stud A sliding contact member;
The ball and the spherical surface of the ball, which is formed by casting with the resin and the resin sliding contact member placed on the ball as a core, covers the periphery of the resin sliding contact member and is exposed from the restriction opening of the resin sliding contact member; With a non-contact holder,
A part of the resin sliding contact member is a conductive region that allows the ball and the holder to be energized,
A ball joint, wherein the shaft member is electrically resistance-welded to the spherical surface of the ball exposed from the restriction opening of the resin sliding contact member after casting of the holder.
前記ボール及びこれに被せられた樹脂摺接部材を中子とした鋳造により、前記樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出する前記ボールの球面とは非接触なホルダを成形する工程と、
前記樹脂摺接部材の規制開口部から露出したボールに対して軸部材を突き当てると共に当該軸部材に電極を接触させる一方、前記ホルダに電極を接触させ、前記樹脂摺接部材の導電性領域を通じて前記ホルダからボールへ通電し、前記ボールと軸部材を電気抵抗溶接によって接合して前記ボールスタッドを形成する工程とを備えたことを特徴とするボールジョイントの製造方法。 A resin sliding contact member that covers the spherical surface of the ball stud, leaving only the restriction opening that defines the swing range of the ball stud, has a sliding contact surface with the ball, and has a conductive region in a part thereof. Molding process;
The ball and the resin slidable contact member placed on the ball are cast into a core to cover the periphery of the resin slidable contact member and to contact the spherical surface of the ball exposed from the restriction opening of the resin slidable contact member. Forming a simple holder;
While the shaft member is abutted against the ball exposed from the regulation opening of the resin sliding contact member and the electrode is brought into contact with the shaft member, the electrode is brought into contact with the holder, and through the conductive region of the resin sliding contact member A method of manufacturing a ball joint, comprising: energizing the ball from the holder and joining the ball and a shaft member by electric resistance welding to form the ball stud.
これら第一部材及び第二部材をボールに被せて前記樹脂樹脂摺接部材を組み立てた後に前記ホルダを鋳造することを特徴する請求項5記載のボールジョイントの製造方法。
The step of forming the resin sliding contact member includes the step of forming the first member having the restriction opening and a current-carrying opening that opens in a direction opposite to the restriction opening, and the current-carrying opening of the first member. Forming a second member as the conductive region that covers the spherical surface of the protruding ball and closes the current-carrying opening.
6. The method of manufacturing a ball joint according to claim 5, wherein the holder is cast after the first member and the second member are put on a ball and the resin-resin sliding contact member is assembled.
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