JPH04354623A - ボールスタッド球頭部の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば自動車のステアリ
ング系統及びサスペンション系統等に用いられるボール
ジョイントの為のボールスタッドのように球頭部を有す
る部品その球頭部の加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の球頭部の加工方法としては、加工
すべき球頭部を仕上げ後の形状である真球となる様に、
鍛造あるいはそれに加えて切削加工を施すことによりは
じめから成形しておき、その後、球頭部球面の面粗度を
高めるために転造ローラで転造仕上げする方法がある。

【０００３】図６は球頭部１１５の鍛造成形工程を示す
もので、ダイセット１２０の構造は、昇降自在のパンチ
１２２を保持する上型１２１と型彫部１２５を有すると
共にノックアウトピン１２４を装着すべきノックアウト
孔１２７を有する下型１２３から成り、更に前記上型１
２１下方部及び前記下型１２３上方部に各々、球頭部１
１５を成形すべき半球状の成形部１２６ａ，１２６ｂが
設けられている。前記構造のダイセット１２０によって
成形する場合は、型彫部１２５に素材１０３を挿入し保
持させ、上型１２１下降後、パンチ１２２を下降させ前
記各半球状の球頭部成形部１２６ａ、１２６ｂから成る
球頭部成形空間における圧造成形により、素材１０３上
方部に球頭部１１５を圧造成形していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の方法で、例えば
切削後ボールスタッドの球頭部球面を転造仕上げする場
合、先ず切削により球頭部を成形する方法においては、
鍛造により粗成形した後の切削加工後の段階で、すでに
球頭部が真球に成形されている。従って球頭部球面と転
造ローラの転造面とが転造開始以前から完全に一致する
ので、面粗度を高めるために荷重を上げても、面粗度が
高まらない問題がある。すなわち、ボールスタッド軸心
回転における球頭部の赤道部付近球面は、転造ローラに
よる押圧力を受けても、実質的に素材ボリュームの逃げ
場がなく、剛体の如く変形不能となるためである。よっ
て端部付近球面に転造荷重がかからず、面粗度が高まら
ないという結果になる。また、鍛造粗成形，切削という
２工程を経る為、コストが高くなるという欠点もある。

【０００５】次に、鍛造のみにより球頭部を真球に成形
する場合、図６に示される如く球頭部１１５鍛造成形時
、球頭部成形空間を構成する各半球部分１２６ａ、１２
６ｂの相互のずれにより、図５左半部に示される如く、
球頭部２１５の軸部側半球２１５ｂと反軸部側半球２１
５ａとがずれて、赤道部付近球面２１７上に段差２１８
ができることがある。あるいは各球頭部成形部１２６ａ
、１２６ｂを有する上型１２１、下型１２３の型割り部
の隙間に相当して、図５右半部に示される如く赤道部付
近球面３１７に凸状環３１９ができることもある。

【０００６】このうち、段差２１８の生じた球頭部２１
５の球面を転造仕上げする場合、転造ローラの転造面（
図示せず）と一致する半球部分２１５ｂと、その転造面
との間に隙間のできる半球部分２１５ａとが生じる。 そのため球頭部２１５にかかる転造荷重のバランスが均
一でなくなり、従って面粗度が均一に高まらない。

【０００７】また、凸状環３１９の生じている球頭部３
１５の球面を転造仕上げする場合、先ず凸状環３１９が
転造ローラーの転造面（図示せず）と当接して矯正され
るが、球頭部３１５自体は真球であるので、その後は前
述の切削により球頭部を成形する場合と同様の状態が起
こり、結局、端部付近球面の面粗度が高まらないという
問題があった。

【０００８】本発明は、上記の如き鍛造成形時の球頭部
成形型に起因する不具合を改善し、鍛造成形後は転造仕
上げのみで表面面粗度の優れた球頭部を加工する方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明は以下の構成である
。

【００１０】鍛造成形型の型彫部内で、ボールスタッド
球頭部の赤道部の直径と同等若しくは、同等以下程度の
直径を有すると共に球頭部と略同体積となるような略円
柱状の予備球頭部を成形し、その後略円柱状の予備球頭
部の軸線方向における両端部を矯正する転造加工を施す
。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１の（イ）は棒状素材１、（ロ）は予備
成形素材２、（ハ）は中間成形素材３、（ニ）は予備球
頭部成形素材４、（ホ）はテーパ部成形素材５、（ヘ）
はボールスタッド６を表わす。

【００１３】棒状素材１はボールスタッド６の首部１３
最小径と同等程度の円柱状線材を、完成ボールスタッド
６と略同体積になるよう切断成形されている。この棒状
素材１には、ヘッダ加工などの鍛造加工が施され、図１
（ロ），（ハ）に示されるような予備成形素材２、中間
成形素材３に順次成形される。

【００１４】中間成形素材３は軸部１０と、球頭部１５
を略同体積を有する膨径部９を有する。次の予備球頭部
成形素材４は前記中間成形素材３の膨径部９を略円柱状
に据え込むことによって成形され、この工程を図２によ
って詳細に説明する。

【００１５】図２は図示されていない鍛造装置に装着さ
れたダイセット２０部分を表すもので、中間成形素材３
を受け入れる型彫部２５を有すると共にノックアウトピ
ン２４を装着すべきノックアウト孔２７を有する下型２
３と、前記下型２３の型彫空間２５内に昇降自在に出入
りするパンチ２２を保持する上型（図示せず）から成る
。前記型彫部２５の上方には予備球頭部１１を形成すべ
き予備球頭部成形部２６ａ及び予備球頭部成形部２６ａ
の下方に軸部１０及びネジ下径部８をその内周面に密接
して拘束する拘束部２６ｂを有する。

【００１６】前記構造のダイセット２０によって成形す
る場合は図２左半部に示される如く、下型２３の型彫空
間２５に中間成形素材３を挿入し軸部１０及びネジ下径
部８を保持させる。続いて上型のパンチ２２を下降させ
、膨径部９を予備球頭部成形部２６ａ内に据込み、略円
柱状の予備球頭部１１に成形する。

【００１７】前記予備球頭部１１は、図１に示されるよ
うにボールスタッド６の球頭部１５赤道部の直径Ｄと同
等若しくは同等以下程度の直径ｄを有すると共に、前記
球頭部１５と略同体積となるような略円柱形状である。 また、前記予備球頭部１１の軸線方向における両端部１
２ａ，１２ｂの形状は、据え込み時、型彫部２６ａ壁面
とパンチ２２先端面間に発生するヒケや型彫部２２の底
面に施された曲面形状等により、自然な丸味を有する非
角状となることが好ましい。

【００１８】続いて、図示されない鍛造装置内にて前記
予備球頭部成形素材５の軸部１０が据え込まれ、軸部１
０により小径の首部１３と軸部１０からネジ下径部８へ
向かって小径となるテーパ部１４を有するテーパ部成形
素材５が成形される。（図１の（ホ））

【００１９】そ
して、前記テーパ部成形素材５は、図３に示されるよう
な転造加工により、略円柱状の予備球頭部１１が矯正さ
れ、略真球状球面１６の球頭部１５を有するボールスタ
ッド６が成形される。（図１の（ヘ））

【００２０】図
３は、本発明の実施例による転造工程を表わし、その左
半部は転造開始時の状態を表わし、右半部は転造終了時
の状態を表わしている。転造装置３０は一対の転造ロー
ラ３１、３２を有し、各ローラは凹球面状の転造面３３
、３４を有している。

【００２１】ボールスタッド１の球頭部１５の転造工程
においては、前工程の予備球頭部１１を切削加工せずに
そのまま転造仕上げする。即ち、図３左半部に示される
如く転造ローラ３１を回転させておき、テーパ部付成形
素材５の予備球頭部１１を回転中の転造ローラ３１の転
造面３３に押圧する。前述の如く予備球頭部１１は略円
柱状であり赤道部半径より端部１２ａ，１２ｂ付近半径
の方が大きく成形されているため、転造ローラ３１の転
造面３３には端部１２ａ，１２ｂ付近球面が赤道部付近
球面よりも先に当接する。従って、端部１２ａ，１２ｂ
付近球面が転造ローラ３１による押圧力により矯正され
、その後転造ローラ３１による押圧力により、球頭部１
５の素材ボリュームを赤道部側へバランス良く逃がしな
がら、球面１６と転造ローラ３１の転造面３３との当接
面積を除々に増加させて球頭部１５全体を真球へと矯正
していくことになる。従って球頭部１５には全体的に転
造荷重がかかり、転造終了後は、図３右半部に示される
如く、略円柱形状が矯正されて、球頭部１５球面１６と
転造ローラ３２の転造面３４とが一致する。

【００２２】即ち、転造後の球頭部１５は端部１２ａ，
１２ｂ付近半径と赤道部半径の長さが等しい真球になる
と同時に、赤道部球面、端部１２ａ，１２ｂ付近球面と
も面粗度が均一に高まっている。

【００２３】従って、転造仕上げ工程において、略円柱
状の予備球頭部１１の軸線方向両端部１２ａ，１２ｂ付
近が赤道付近球面より先に接触して押圧力を受けながら
矯正されるので、軸線方向両端部１２ａ，１２ｂ付近に
おいても面粗度が高まり、球面１６の面粗度を全面均一
に高めることができる。また、転造前の予備球頭部１１
には、鍛造金型構造に起因する芯ズレ、凸状環等のよう
な不具合が発生しない為、切削仕上げを別工程として加
えることもなく転造工程のみで仕上げ加工でき、素材歩
留まりにも優れる。

【００２４】図４は、他構造のボールスタッド６’を示
すもので球頭部１５’の赤道付近球面が帯状平端面１６
ｃで、軸先方向両端部１２ａ，１２ｂ付近球面が真球面
１６ａ，１６ｂとなるような球頭部１５’を有するもの
である。このようなボールスタッド６’は、該ボールス
タッド６’が用いられる揺動主体の自動車用ボールジョ
イント等（図示せず）において、耐久性やコンプリート
機能上、球頭部１５の両端部１２ａ，１２ｂと比較して
赤道付近では、相対的に厳しい真球度が要求されずにも
、そのボールジョイントの所要の機能を満足するような
タイプのものである。即ち、相対的に真球度が低くて良
い赤道付近球面がボールジョイントの機能上可能な幅の
帯状平端部１６ｃとされている。

【００２５】前記のようなボールスタッド６’の場合は
、特に本発明による球頭部の加工方案のメリットが生か
される。即ち、図３で示されるような転造工程において
、最終形状が真球を目指すものに比べ、略円柱状の予備
球頭部１１の平端な円柱面の球面の変形が少なくて良い
ので、転造時の成形荷重を低減することができると共に
予備球頭部１１の形状を生かすことができる。そのため
成形型寿命の向上や、サイクルタイム短縮等の効果が得
られる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、転造仕上
げ工程において略円柱状の予備球頭部の軸線方向両端部
付近が、赤道付近球面より先に接触して押圧力を受けな
がら矯正されるので、軸線方向両端部付近においても面
粗度が高まり、球面の面粗度を全面均一に高めることが
できるため、転造のみで表面面粗度の優れた球頭部を成
形できる。更に転造前の予備球頭部には鍛造金型構造に
起因する芯ズレや凸状環等のような不具合が発生しない
為、切削仕上げを別工程として加えることもなく、転造
工程のみで仕上げ加工ができ、素材歩留まりにも優れる
。従って、成形後の球頭部の加工品質に優れると共に、
材料及び加工生産性の高い、加工方法を実現することが
できる。

【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加工工
程を順次示す平面図である。

【図２】本発明の実施例による予備球頭部成形素材の鍛
造成形工程を示す部分平面断面図である。

【図３】本発明の実施例による転造工程を示す部分断面
平面図である。

【図４】本発明の別の実施例によるボールスタッドを示
す平面図である。

【図５】左半部及び右半部が、従来方法により成形され
た各々別々のボールスタッドを示す平面図。

【図６】従来方法によるボールスタッドの球頭部の鍛造
成形工程を示す部分断面平面図である。

【符号の説明】

４　　予備球頭部成形素材 ６　　ボールスタッド １１　　予備球頭部 １２ａ，１２ｂ　　端部 １５　　球頭部 ２３　　成形型 ２５　　型彫部 ２６　　予備球頭部成形部 ３１，３２　　転造ローラ Ｄ　　球頭部赤道部直径 ｄ　　予備球頭部赤道部直径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鍛造成形型２３の型彫部２５内で、ボ
   ールスタッド６球頭部１５の赤道部の直径Ｄと同等若し
   くは、同等以下程度の直径ｄを有すると共に前記球頭部
   １５と略同体積となるような略円柱状の予備球頭部１１
   を成形し、その後前記略円柱状の予備球頭部１１の軸線
   方向における両端部１２ａ、１２ｂを、矯正する転造加
   工を施すことを特徴とするボールスタッド球頭部の加工
   方法。