JP5579988B2 - Spherical machine element - Google Patents
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Description
本発明は、外装体とこれに挿入される挿入体とが球面接触して、外装体に対する挿入体の揺動を許容する球面軸受、ロッドエンド、ボールジョイント、ピロボールなどの球面機械要素に関する。 The present invention relates to a spherical mechanical element such as a spherical bearing, a rod end, a ball joint, and a pillow ball that allows an outer package and an insert inserted therein to come into spherical contact to allow the insert to swing relative to the outer package.
外輪に対する内輪の揺動を許容する軸受として球面軸受が知られている。図30に示されるように、球面軸受51は、外周面に所定の半径の球面部52aを有する内輪52と、内輪52の球面部52aに対応する球面状凹部53aを内周面に有する外輪53と、から構成される。内輪52と外輪53との接触面は球面になり、内輪52の球面部52aの中心と外輪53の球面状凹部53aの中心Pとは一致する。内輪52は外輪53に対して、中心Pを原点にしたXYZの座標軸のまわりを滑りながら回転できる。そして、内輪52に嵌められる軸54は、中心Pのまわりを許容傾斜角αの範囲内で揺動できる。
A spherical bearing is known as a bearing that allows the inner ring to swing with respect to the outer ring. As shown in FIG. 30, the
球面機械要素としては、球面軸受の他に、図31に示されるようなロッドエンド58がある。ロッドエンド58は、外周面に所定の半径の球面部55aを有する内輪55と、内輪55の球面部55aに対応する球面状凹部56aを内周面に有する外輪56と、外輪56を保持するホルダ57とから構成される。ロッドエンド58においては、外輪56にホルダ57が一体に成形される。ロッドエンド58の他にも、図32に示されるようなボールジョイント59も知られている。ボールジョイント59はリンクボール(登録商標)とも呼ばれ、球面部60にシャンク部61を溶接したボール付きシャンク62と、球面部60をダイカスト鋳造でくるんだホルダ63と、から構成される。
As the spherical mechanical element, there is a
図30に示されるように、球面軸受51は、内輪52の揺動を許容するだけでなく、内輪52の軸線に対し半径方向に作用するラジアル荷重(1)をも負荷することができる。ラジアル荷重(1)が作用したときに、内輪52と外輪53との接触面積を確保できるからである。その一方、球面軸受51は、内輪52の軸線方向に作用するスラスト荷重(2)はラジアル荷重(1)ほど負荷できない。スラスト荷重(2)が作用したとき、外輪53の軸線方向の端部から内輪52がせりだし、内輪52と外輪53の接触面積が確保できないからである。球面軸受51だけでなく、ロッドエンド58やボールジョイント59にあっても、ラジアル荷重ほどはスラスト荷重を負荷することができない。
As shown in FIG. 30, the
この問題を解決し、ラジアル荷重だけでなく、スラスト荷重をも負荷できる球面軸受が特許文献1に開示されている。図33に示されるように、この球面軸受65においては、外輪66が軸線方向に三つに分割されている。そして、中央のセグメント66aがラジアル荷重を受け、両側のセグメント66b、66cがスラスト荷重を受ける。
しかし、特許文献1に記載の球面軸受にあっては、負荷できるスラスト荷重を大きくしようとすると、内輪の球面部の半径を大きくし、外輪が内輪を覆う面積を大きくする必要がある。内輪の球面部の半径が一定のまま外輪の軸線方向の長さを長くして、外輪が内輪を覆う面積を大きくすると、内輪の揺動角度が制限されてしまうからである。勿論、内輪の球面部の半径を大きくすると、球面軸受の外径が増大してしまう。
However, in the spherical bearing described in
そこで本発明は、球面機械要素の寸法をコンパクトに保った上で、負荷できるラジアル荷重及びスラスト荷重を調整することができる球面機械要素及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a spherical machine element capable of adjusting a radial load and a thrust load that can be loaded while keeping the size of the spherical machine element compact, and a manufacturing method thereof.
以下、本発明について説明する。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、所定の半径の球面の一部からなる第一の球面部と、前記第一の球面部と実質的に同じ中心を持ち、前記第一の球面部よりも大きい半径の球面の一部からなる第二の球面部と、を外周面に有する挿入体と、この挿入体が挿入され、前記第一の球面部及び前記第二の球面部それぞれに対応する第一の球面部用凹部及び第二の球面部用凹部を内周面に有する外装体と、を備え、前記挿入体の軸線方向にかかるスラスト荷重を、前記挿入体の前記第二の球面部が受けることができ、前記挿入体の軸線に対し半径方向にかかるラジアル荷重を、前記挿入体の前記第一の球面部が受けることができ、前記第一の球面部は、前記挿入体の軸線の周囲に形成されると共に軸線方向の中央が最も膨らんでいて、前記第二の球面部は、前記挿入体の軸線の周囲に形成されると共に軸線方向の第一の球面部側の端が最も膨らんでいて、前記挿入体の前記第二の球面部は、前記第一の球面部の前記軸線方向の両側に設けられ、前記外装体の前記第二の球面部用凹部も、前記第二の球面部に対応して、前記第一の球面部用凹部の前記軸線方向の両側に設けられ、前記外装体は、前記外装体の軸線に直交する切断面により分割された、前記第一の球面部用凹部を有する第一のセグメントと、前記第二の球面部用凹部を有する一対の第二のセグメントとを結合させてなり、前記挿入体の前記第一の球面部が前記第二の球面部よりも窪んだアンダーカットになっており、前記挿入体の前記第一の球面部及び前記第二の球面部の周囲に、摺動膜が被覆され、前記摺動膜は、前記挿入体の前記第一の球面部の周囲にアウトサート成形される球面機械要素である。
The present invention will be described below.
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の球面機械要素において、前記外装体と前記挿入体との間には、前記外装体に対して前記挿入体が揺動できるように空洞が設けられることを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, in the spherical mechanical element according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の球面機械要素において、前記空洞に潤滑剤が充填されることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の球面機械要素において、前記第一のセグメントは、前記挿入体の周囲にアウトサート成形されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the spherical machine element according to the first aspect, the first segment is outsert-molded around the insert.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の球面機械要素において、前記第一のセグメントは、前記外装体の軸線を含む切断面により分割された分割セグメントを結合させてなることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、挿入体の第一の球面部と第二の球面部の中心が実質的に同じなので、外装体に対して挿入体が揺動できる。そして、挿入体が半径の異なる第一及び第二の球面部を有するので、球面機械要素の寸法をコンパクトに保った上で、負荷できるラジアル荷重及びスラスト荷重を調整できる。また、半径の小さい第一の球面部がラジアル荷重を受け、半径の大きい第二の球面部がスラスト荷重を受けるので、負荷できるスラスト荷重をラジアル荷重に近づけることができる。しかも、ラジアル荷重を受ける第一の球面部の半径を小さくするので、球面機械要素の外径も小さくすることができる。さらに、挿入体の軸線方向の両方向のスラスト荷重を受けることができる。さらに、くぼんだアンダーカットになっている挿入体の第一及び第二の球面部の周囲に、外装体の第一及び第二のセグメントを装着することができる。さらに、外装体に対して挿入体が滑らかに揺動する。さらに、たとえ挿入体の第一の球面部が第二の球面部よりもくぼんだアンダーカットになっていても、挿入体の第一の球面部の周囲に摺動膜を形成することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the center of the first spherical portion and the second spherical portion of the insert is substantially the same, the insert can swing with respect to the exterior body. Since the insert has the first and second spherical portions having different radii, the radial load and the thrust load that can be loaded can be adjusted while keeping the size of the spherical machine element compact. In addition, since the first spherical portion with a small radius receives a radial load and the second spherical portion with a large radius receives a thrust load, the load that can be applied can be made close to the radial load. In addition, since the radius of the first spherical portion that receives the radial load is reduced, the outer diameter of the spherical machine element can also be reduced. Furthermore, it is possible to receive a thrust load in both axial directions of the insert. Furthermore, the first and second segments of the outer package can be mounted around the first and second spherical portions of the insert that has a concave undercut. Furthermore, the insertion body swings smoothly with respect to the exterior body. Furthermore, even if the first spherical surface portion of the insert has an undercut that is recessed relative to the second spherical portion, a sliding film can be formed around the first spherical portion of the insert.
請求項2に記載の発明によれば、外装体に対して挿入体を揺動させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the insert can be swung with respect to the exterior body.
請求項3に記載の発明によれば、外装体に対して挿入体が滑らかに揺動する。 According to the third aspect of the present invention, the insert body swings smoothly with respect to the exterior body.
請求項4に記載の発明によれば、たとえ挿入体の第一の球面部が第二の球面部よりもくぼんだアンダーカットになっていても、挿入体の第一の球面部の周囲に第一のセグメントを成形することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, even if the first spherical portion of the insert has an undercut that is recessed relative to the second spherical portion, the first spherical portion of the insert is surrounded by the first spherical portion. One segment can be formed.
請求項5に記載の発明によれば、たとえ挿入体の第一の球面部が第二の球面部よりもくぼんだアンダーカットになっていても、挿入体の第一の球面部の周囲に第一のセグメントを成形することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, even if the first spherical portion of the insert has an undercut that is recessed relative to the second spherical portion, the first spherical portion of the insert is surrounded by the first spherical portion. One segment can be formed.
1,21,31,41…外輪(外装体)
2,22,44…内輪(挿入体)
3,23…軸線
4,24,47…第一の球面部
5,25,48…第二の球面部
4a,5a…摺動膜
47a…分割摺動膜
8,28,43,71…第一のセグメント
8a,28a,36…第一の球面部用凹部
9,29,42,72…第二のセグメント
46,76…分割セグメント
9a,29a,37…第二の球面部用凹部
31a,31b,74…分割体
11…空洞
R1…第一の球面部の半径
R2…第二の球面部の半径
P…中心
(1)…ラジアル荷重
(2)…スラスト荷重1, 21, 31, 41 ... outer ring (exterior body)
2,22,44 ... Inner ring (insert)
3, 23
(1)… Radial load
(2)… Thrust load
図1及び図2は、本発明の球面機械要素の第一の実施形態(球面軸受)を示す。図1は球面軸受の斜視図を示し、図2は側面図を示す。外装体の一例である円筒形状の外輪1の内部には、挿入体の一例である内輪2が組み込まれる。図2に示されるように、内輪2は外輪1に対して所定の傾斜角αの範囲内で揺動できる。外輪1及び内輪2の形状は、回転体(すなわち軸線3を軸として回転してつくられ、対称性を持つ形状)である。
1 and 2 show a first embodiment (spherical bearing) of a spherical machine element of the present invention. FIG. 1 shows a perspective view of a spherical bearing, and FIG. 2 shows a side view. An
図3は内輪2の斜視図を示す。内輪2は軸線方向の中央部に第一の球面部4を有し、軸線方向の両端部に第二の球面部5を有する。第一の球面部4と第二の球面部5との接続部分10は窪んでいる。第一の球面部4は、軸線3の周囲に形成されると共に軸線方向の中央が最も膨らんでいる。第二の球面部5は、軸線3の周囲に形成されると共に第一の球面部4側の端が最も膨らんでいる。第二の球面部5の外径は第一の球面部4の外径よりも大きい。内輪2は、鉄、アルミなどの金属製であり、鋳造又は鍛造などにより製造される。内輪2の第一及び第二の球面部4,5の表面には、自己潤滑性を有するフッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、あるいは、低摺動性を有するナイロン、テフロン(登録商標)、ポリアセタールなどの潤滑膜、又は樹脂の成型品などからなる摺動膜4a,5aが被覆される。内輪2には軸線方向に伸びる貫通孔6が空けられる。球面軸受を使用する際は、貫通孔6に軸を挿入し、軸に加工した雄ねじにナットを螺合させて、軸を内輪2に締結する。
FIG. 3 shows a perspective view of the
図4は、球面軸受の断面図を示す。内輪2の第一の球面部4は、軸線上に中心を持つ半径R1の球面の一部からなる。第一の球面部4には摺動膜4aが被覆されているので、実際には摺動膜4aの表面が球面の一部からなる。第一の球面部4の軸線方向の両端に設けられる第二の球面部5は、第一の球面部4と実質的に同じ中心Pを持つと共に第一の球面部4よりも大きい半径R2の球面の一部からなる。ここで、「中心が実質的に同じ」とは、第一の球面部4と第二の球面部5の中心が同じ点である場合のほか、第一の球面部4と第二の球面部5の中心が、外輪1に対して内輪2が揺動できる程度に僅かにずれている場合も含まれる。第二の球面部5にも摺動膜5aが被覆されているので、実際には摺動膜5aの表面が球面の一部からなる。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of a spherical bearing. The first
外輪1は、全体が三分割され、軸線方向の中央の第一のセグメント8と、第一のセグメント8の軸線方向の両端に取り付けられる一対の第二のセグメント9と、から構成される。リング状の第一のセグメント8の内周には、第一の球面部4に対応する第一の球面部用凹部8aが形成される。すなわち、第一の球面部用凹部8aは、軸線3上に中心Pを持つ半径R1の球面の一部からなり、軸線方向の中央が最も凹んでいる。リング状の第二のセグメント9の内周にも、第二の球面部5に対応する第二の球面部用凹部9aが形成される。すなわち、第二の球面部用凹部9aは、軸線3上に中心Pを持つ半径R2の球面の一部からなり、第一の球面部用凹部8a側の端が最も凹んでいる。第一の球面部4と第二の球面部5との接続部分10の外周と第二のセグメント9の内周との間には、内輪2が揺動したとき、内輪2の第二の球面部5と第二のセグメント9との干渉を避けるように、空洞11が設けられる。第一及び第二のセグメント8,9は、鉄、アルミなどの金属製である。
The
第一の球面部4は一対の第二の球面部5の間に軸線方向に挟まれているので、内輪2は中央の第一の球面部4において窪んだアンダーカットになっている。内輪2の第二の球面部5の外径は第一のセグメント8の内径よりも大きいので、第二の球面部5に第一のセグメント8を通すことはできない。このため、第一のセグメント8は、内輪2の第一の球面部4の周囲にアウトサート成形することで製造される。具体的には、金型に内輪2を挿入し、内輪2の第一の球面部4の周囲に溶融金属をダイカストすることで製造される。ダイカストは、アルミニウム合金・亜鉛合金などの溶融したものを、圧力によって精密な金型に圧し込んで鋳物を得る鋳造法である。
Since the first
第二のセグメント9は、鋳造、鍛造又は切削加工により内輪2とは別に製造される。第二のセグメント9は、内輪2の第二の球面部5の周囲に嵌められて、第一のセグメント8の軸線方向の両端面に結合される。第一のセグメント8及び第二のセグメント9それぞれの対向面には、リング状のOリング溝8b,9bが加工される。Oリング溝8b,9bには、接合面を密封するOリング13が嵌められる。
The
内輪2には、軸線3に対して半径方向のラジアル荷重(1)と、軸線方向のスラスト荷重(2)とがかかる。内輪2にかかるラジアル荷重(1)を第一の球面部4が受け、スラスト荷重(2)を第二の球面部5が受ける。すなわち、内輪2にラジアル荷重(1)が作用したとき、内輪2の第一の球面部4と第一のセグメント8の第一の球面部用凹部8aが接触し、スラスト荷重(2)が作用したとき、内輪2の第二の球面部5と第二のセグメント9の第二の球面部用凹部9aが接触する。
A radial radial load (1) and an axial thrust load (2) are applied to the
内輪2の傾斜角度αを一定に保ったうえで、内輪2にスラスト荷重(2)が作用したときの、内輪2の第二の球面部5と外輪1の第二の球面部用凹部9aとの接触面積を大きくしようとすると、第二の球面部5の半径R2を大きくしなければならない。その一方、たとえ第一の球面部4の半径が小さくても、内輪2にラジアル荷重(1)が作用したときの、内輪2の第一の球面部4と外輪1の第一の球面部用凹部8aの接触面積が大きくなる傾向がある。スラスト荷重(2)を受ける第二の球面部5の半径を大きくし、ラジアル荷重(1)を受ける第一の球面部4の半径を小さくすれば、負荷できるスラスト荷重(2)をラジアル荷重(1)に近づけることができる。また、第一の球面部4の半径R1を第二の球面部5の半径R2よりも小さくすることで、球面軸受の外径をコンパクトにすることができる。
The second
図5及び図6は、球面軸受の他の例を示す。図5は球面軸受の斜視図を示し、図6は内輪の斜視図を示す。この例の球面軸受においては、内輪2の第一及び第二の球面部4,5の周囲には、摺動膜が被覆されていない。第一の球面部4及び第二の球面部5に摺動膜を被覆すると、コストアップを招く場合があるからである。このように第一の球面部4及び第二の球面部5に摺動膜を被覆しなくてもよい。摺動膜を被覆しないと、内輪2の第一及び第二の球面部4,5が外輪1の第一及び第二の球面部用凹部8a,9aに直接すべり接触する。すべり接触する部分の摩擦抵抗を下げるために、空洞11(図4参照)には摺動面油、グリースなどの潤滑油が充填される。
5 and 6 show other examples of spherical bearings. FIG. 5 shows a perspective view of the spherical bearing, and FIG. 6 shows a perspective view of the inner ring. In the spherical bearing of this example, the first and second
図7ないし図12は、球面軸受の製造工程の一例を示す。図7に示されるように、まず、鋳造、鍛造又は切削加工により、金属製の内輪2の外周に第一の球面部4と第二の球面部5を加工する。
7 to 12 show an example of the manufacturing process of the spherical bearing. As shown in FIG. 7, first, the first
次に、図8に示されるように、第一の球面部4の周囲にフッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ナイロンなどの樹脂、又は真鍮などの合金からなる摺動膜4aを成形し、第一の球面部4に摺動膜を付着させる。この成形は、第一の球面部4の周囲に樹脂などを付着させる成形なので、アウトサート成形と呼ばれる。合成樹脂の替わりに他の固体潤滑材や低摺動材を被覆してもよい。
Next, as shown in FIG. 8, a sliding
次に、図9に示されるように第一の球面部4の周囲に第一のセグメント8をアウトサート成形する。具体的には、内輪2の第一の球面部4を金型に挿入し、金型に溶融金属をダイカストする。内輪の第一の球面部4はアンダーカットになるので、このような成形工程が必要になる。第一のセグメント8のOリング溝8bはダイカスト後に切削加工されてもよい。
Next, the
次に、図10に示されるように、第二の球面部5の周囲にフッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ナイロンなどの樹脂、又は真鍮などの合金からなる摺動膜5aをアウトサート成形する。合成樹脂の替わりに他の固体潤滑材や低摺動材を被覆してもよい。
Next, as shown in FIG. 10, a
次に、図11に示されるように、第一のセグメント8のOリング溝8bにOリング13を嵌める。
Next, as shown in FIG. 11, the O-
最後に、図12に示されるように、第二のセグメント9を内輪2の第二の球面部5の周囲に嵌めて、第二のセグメント9を第一のセグメント8に結合する。なお、内輪2の第二の球面部5の周囲に第二のセグメント9をアウトサート成形すると、第二の球面部5の周囲が埋まってしまう。空洞がなくなって内輪2が外輪1に対して揺動できなくなるので、第二のセグメント9はあらかじめ鋳造、鍛造又は切削加工により製造されていて、後から内輪2に嵌められる。
Finally, as shown in FIG. 12, the
図13及び図14は、本発明の球面機械要素の第二の実施形態(球面軸受)を示す。この球面軸受も、外輪21と、外輪21に嵌められる内輪22とを備え、外輪21に対して内輪22が所定の傾斜角の範囲内で揺動できる。
13 and 14 show a second embodiment (spherical bearing) of the spherical machine element of the present invention. This spherical bearing also includes an
図15は内輪の斜視図を示す。内輪22はその外周面に第一の球面部24と第二の球面部25を有する。第一の実施形態の球面軸受と異なり、第二の球面部25は第一の球面部24の軸線方向の一方にのみ形成されている。
FIG. 15 shows a perspective view of the inner ring. The
図14に示されるように、第一の球面部24の中心Pは第二の球面部25の中心Pと実質的に同じであり、第二の球面部25の半径R2は第一の球面部24の半径R1よりも大きい。そして、第二の球面部25が内輪22の軸線方向の一方向に作用するスラスト荷重(2)を受け、第一の球面部24が軸線23に対し半径方向に作用するラジアル荷重(1)を受ける。
As shown in FIG. 14, the center P of the first
外輪21は、第一の球面部24に対応する第一の球面部用凹部28aが形成される第一のセグメント28と、第二の球面部25に対応する第二の球面部用凹部29aが形成される第二のセグメント29とに分割されている。第二のセグメント29は第一のセグメント28の片側にのみ設けられている。
The
球面軸受の使用状況によっては、軸線方向の一方向のみのスラスト荷重(2)を負荷すればよい場合がある。このような場合、この実施形態の球面軸受のように、一対の第二の球面部25のうちの一方を省略することも可能である。
Depending on how the spherical bearing is used, it may be necessary to apply a thrust load (2) in only one axial direction. In such a case, one of the pair of second
図16は、本発明の球面機械要素の第三の実施形態(球面軸受)を示す。この球面軸受も、外輪31と、外輪31に嵌められる内輪2とを備え、外輪31に対して内輪2が所定の傾斜角の範囲内で揺動できる。この実施形態の外輪31は、上記第一の実施形態の球面軸受のように、筒状の外輪1の軸線に直交する断面により分割されるのではなく、筒状の外輪31の軸線を含む断面により複数に例えば二つの分割体31a,31bに分割される。内輪2の構造は、上記第一の実施形態の球面軸受と同じなので、同一の符号を附してその説明を省略する。
FIG. 16 shows a third embodiment (spherical bearing) of the spherical machine element of the present invention. This spherical bearing also includes an
各分割体31a,31bには、内輪2の第一及び第二の球面部4,5それぞれに対応する第一及び第二の球面部用凹部36,37の半周分が形成される。各分割体31a,31bは、鋳造、鍛造又は切削加工により製造される。各分割体の周囲には、周方向に伸びる溝35が形成される。一対の分割体31a,31b間に内輪2を組み込んだ後、円形に丸めたコイルスプリング33や、ゴムバンド、熱収縮チューブなどの結合手段が溝35に嵌められる。結合手段は、一対の分割体31a,31bが分離しないように結合する。
Each divided
なお、結合手段には、コイルスプリング33の替わりに円筒状のハウジング34を用いることもできる。ハウジング34と外輪31との嵌合は、締め代のある締り嵌めが望ましい。コイルスプリング33とハウジング34とを併用して結合手段にしてもよい。また、各分割体31a,31bをレーザー溶接などの溶接によって直接結合してもよい。
In addition, instead of the coil spring 33, a
分割体31a,31bの内部に内輪2を組み込んだ状態において、分割体31a,31bと内輪2との間には、内輪2が揺動するための空洞が設けられる。内輪2には、固体潤滑材からなる摺動膜が被覆されてもよいし、被覆されなくてもよい。摺動膜が被覆されない場合、空洞に潤滑油が充填される。
In a state in which the
この第三の実施形態の球面軸受によれば、外輪31の工数を減らすことができるので、外輪31の製造コストを削減できる。
According to the spherical bearing of the third embodiment, since the man-hour for the
図17及び図18は、本発明の第四の実施形態の球面軸受を示す。この実施形態の球面軸受は、第一の実施形態の球面軸受と同様に、外輪41が外輪41の軸線に直交する断面により分割された中央の第一のセグメント43と、第一のセグメント43の軸線方向の両側に設けられる一対の第二のセグメント42とを結合させてなる。第一のセグメント43の外周面の軸線方向の両端部には、径を狭めた受け口43aが形成される(図22参照)。第二のセグメント42の端部が受け口43aに嵌められる。
17 and 18 show a spherical bearing according to a fourth embodiment of the present invention. Similar to the spherical bearing of the first embodiment, the spherical bearing of this embodiment includes a central
第一のセグメント43は、外輪41の軸線を含む断面により分割された分割セグメント46をボルト、溶接などの結合手段によって結合させてなる。第二のセグメント42は、第一のセグメント43の受け口43aに嵌められた後、レーザー溶接、MIG溶接、TIG溶接などの溶接によって第一のセグメント43に固定される。
The
図19ないし図23は、第四の実施形態の球面軸受の製造工程図を示す。まず、内輪44の外周面に、鋳造、鍛造、又は切削加工により第一の球面部47及び第二の球面部48を加工する。
19 to 23 show manufacturing process diagrams of the spherical bearing of the fourth embodiment. First, the first
次に、図20に示されるように、内輪44の第一の球面部47の周囲にフッ素樹脂、ナイロン、ポリエーテルケトンなどの樹脂、又は真鍮などの合金からなる摺動膜47aを被覆する。摺動膜47aは、第一の球面部47の周囲にアウトサート成形されてもよいし、半円状に二分割された樹脂の成型品からなる分割摺動膜47aを結合させたものでもよい。
Next, as shown in FIG. 20, a sliding
次に、図21及び図22に示されるように、半円状に二分割された分割セグメント46を摺動膜47aの周囲に嵌めて、これらをボルト、溶接などの結合手段によって結合する。
Next, as shown in FIG. 21 and FIG. 22, the divided
次に、図23に示されるように、第二の球面部48にリング状の摺動膜48aを被覆する。摺動膜48aは、第二の球面部48にアウトサート成形されてもよいし、あらかじめ樹脂成形された成型品を第二の球面部48に嵌めこむことで製造されてもよい。
Next, as shown in FIG. 23, the second
次に、図17に示されるように、第二の球面部48に第二のセグメント42を装着する。第一のセグメント43には受け口43a(図23参照)が形成されている。第二のセグメント42は第一のセグメント43の受け口43aに嵌められる。第一のセグメント43に第二のセグメント42を嵌めた後、これらをレーザー溶接などによって結合する。図18に示されるように、第二のセグメント42には、レーザー溶接時のエアー抜き孔42aが加工される。なお、第一のセグメント43と第二のセグメント42をレーザー溶接するのと同時に二分割された第一のセグメント43をレーザー溶接してもよい。
Next, as shown in FIG. 17, the
第一のセグメント43に段付きの受け口43aを形成することで、レーザー溶接が外輪41の内部に入るのを防止することができる。また、第一のセグメント43と第二のセグメント42を溶接することで、Oリングを省略することができる。
By forming the stepped receiving
第一、第三及び第四の実施形態の球面軸受において、内輪2,44の第一の球面部4,47は第二の球面部5,48よりも径が小さいので、内輪2,44は中央がくぼんだアンダーカットになっている。アンダーカットの内輪2,44に対応するために、外輪1,41は軸線に直交する切断面で三分割されるか、もしくは、外輪31は軸線を含んだ切断面で二分割される。
In the spherical bearings of the first, third and fourth embodiments, the first
そして、複数に分割された外輪を結合する手段としては、上述の溶接やボルト結合が用いられる。溶接やボルト結合の他にも、かしめを用いることも可能である。以下では、かしめを用いた結合方法について説明する。 And as a means to couple | bond the outer ring | wheel divided | segmented into plurality, the above-mentioned welding and bolt coupling | bonding are used. In addition to welding and bolt connection, it is also possible to use caulking. Hereinafter, a coupling method using caulking will be described.
図24は、かしめを用いた結合方法の一例を示す。第一のセグメント71及び第二のセグメント72の周囲には、円筒状のスリーブ73が圧入される。スリーブ73は第二のセグメント72の奥部72aまで嵌めこまれる。スリーブ73の内周面には、テーパが形成されてもよい。スリーブ73を圧入した後、スリーブ73の端部73aは、塑性変形するように内側に折り曲げられる。なお、筒状のスリーブ73の両端部を折り曲げることで、第一のセグメント71と第二のセグメント72とを結合してもよい。
FIG. 24 shows an example of a coupling method using caulking. A
図25及び図26は、スリーブを用いないで、第一のセグメント71と第二のセグメント72を直接的にかしめる方法を示す。図25は半径方向のかしめを示し、図26は軸線方向のかしめを示す。図25に示されるように、第一のセグメント71に第二のセグメント72を嵌めた後、第二のセグメント72の端部72aに半径方向のかしめ力を加え、端部72aを内側に折り曲げることで、第一のセグメント71と第二のセグメント72を固定してもよい。
25 and 26 show a method of directly caulking the
また図26に示されるように、第一のセグメント71の内側に第二のセグメント72を嵌め込んだ後、第一のセグメント71又は第二のセグメント72に軸線方向のかしめ力を加えて、第一のセグメント71と第二のセグメント72とを結合してもよい。なお、この例では、第一のセグメント71が第二のセグメント72の外側に配置されるので、かしめる前に半円状に二分割された第一のセグメント71を結合させておく必要がある。第一のセグメント71を結合する方法としては、溶接を用いることもできるし、図27に示されるように、分割セグメント76に鉤状の引掛かり部76aを設け、これらが互いに係合するようにしてもよい。分割セグメント76は、内輪2の球面に沿ってスライドできるので、引掛かり部76aを係合させる作業が容易になる。
As shown in FIG. 26, after the
図28は、軸線に沿って二分割された分割体74をスリーブ75を用いて結合する例を示す。分割体74にスリーブ75を圧入した後、スリーブ75の端部を折り曲げることで、二つの分割体74を結合する。
FIG. 28 shows an example in which the divided
図29は、二つの分割体74の結合方法の他の例を示す。分割体74のそれぞれに鉤状の引掛かり部74aを設け、これらが互いに係合するようにしてもよい。
FIG. 29 shows another example of a method for joining two divided
なお、本発明は上記の実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。第一の球面部の半径と第二の球面部との半径は、負荷すべきラジアル及びスラスト荷重に応じてさまざまに変更できる。例えば、ラジアル荷重が大きいときは、第一の球面部の半径を第二の球面部の半径より大きくしてもよい。こうすると、球面軸受の軸線方向の長さを小さくすることができる。また、挿入体が第一の球面部及び第二の球面部の半径R1,R2と異なる半径R3の球面の一部からなる第三の球面部を有し、外装体が第三の球面部に対応する第三の球面部用凹部を有してもよい。ただし、この場合でも、第三の球面部の中心は、第一及び第二の球面部の中心に実質的に一致する必要がある。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. The radius of the first spherical portion and the radius of the second spherical portion can be variously changed according to the radial to be loaded and the thrust load. For example, when the radial load is large, the radius of the first spherical portion may be larger than the radius of the second spherical portion. If it carries out like this, the length of the axial direction of a spherical bearing can be made small. Further, the insert has a third spherical surface portion formed of a part of a spherical surface having a radius R3 different from the radii R1 and R2 of the first spherical surface portion and the second spherical surface portion, and the exterior body is a third spherical surface portion. You may have a corresponding 3rd spherical part recessed part. However, even in this case, the center of the third spherical portion needs to substantially coincide with the centers of the first and second spherical portions.
本明細書は、2006年10月31日出願の特願2006−296748および2007年9月28日出願の特願2007−256279に基づく。この内容はすべてここに含めておく。 This description is based on Japanese Patent Application No. 2006-296748 filed on October 31, 2006 and Japanese Patent Application No. 2007-256279 filed on September 28, 2007. All this content is included here.
本発明の球面機械要素は、球面軸受、図31に示されるロッドエンド、図32に示されるボールジョイント、又はピロボールに適用することができる。スラスト方向の剛性が高いという特性を持つので、自動車のサスペンションに組み込まれるボールブッシュや、ピロボールの代替として好適である。 The spherical mechanical element of the present invention can be applied to a spherical bearing, a rod end shown in FIG. 31, a ball joint shown in FIG. 32, or a pillow ball. Since it has the characteristic that the rigidity in the thrust direction is high, it is suitable as a substitute for a ball bush or a pillow ball incorporated in an automobile suspension.
Claims (5)
この挿入体が挿入され、前記第一の球面部及び前記第二の球面部それぞれに対応する第一の球面部用凹部及び第二の球面部用凹部を内周面に有する外装体と、を備え、
前記挿入体の軸線方向にかかるスラスト荷重を、前記挿入体の前記第二の球面部が受けることができ、
前記挿入体の軸線に対し半径方向にかかるラジアル荷重を、前記挿入体の前記第一の球面部が受けることができ、
前記第一の球面部は、前記挿入体の軸線の周囲に形成されると共に軸線方向の中央が最も膨らんでいて、
前記第二の球面部は、前記挿入体の軸線の周囲に形成されると共に軸線方向の第一の球面部側の端が最も膨らんでいて、
前記挿入体の前記第二の球面部は、前記第一の球面部の前記軸線方向の両側に設けられ、
前記外装体の前記第二の球面部用凹部も、前記第二の球面部に対応して、前記第一の球面部用凹部の前記軸線方向の両側に設けられ、
前記外装体は、前記外装体の軸線に直交する切断面により分割された、前記第一の球面部用凹部を有する第一のセグメントと、前記第二の球面部用凹部を有する一対の第二のセグメントとを結合させてなり、
前記挿入体の前記第一の球面部が前記第二の球面部よりも窪んだアンダーカットになっており、
前記挿入体の前記第一の球面部及び前記第二の球面部の周囲に、摺動膜が被覆され、
前記摺動膜は、前記挿入体の前記第一の球面部の周囲にアウトサート成形される球面機械要素。 A first spherical surface portion comprising a part of a spherical surface having a predetermined radius and a first spherical surface portion having a substantially same center as the first spherical surface portion and having a larger radius than the first spherical surface portion. An insert having a second spherical surface portion on the outer peripheral surface;
An exterior body in which the insertion body is inserted and has a first spherical surface recess and a second spherical surface recess corresponding to the first spherical surface portion and the second spherical surface portion on the inner peripheral surface, Prepared,
A thrust load applied in the axial direction of the insert can be received by the second spherical portion of the insert,
A radial load applied in a radial direction with respect to the axis of the insert can be received by the first spherical portion of the insert,
The first spherical portion is formed around the axis of the insert and the center in the axial direction is most swelled,
The second spherical portion is formed around the axis of the insert and the end on the first spherical portion side in the axial direction is most swelled,
The second spherical portion of the insert is provided on both sides of the first spherical portion in the axial direction;
The concave portion for the second spherical portion of the exterior body is also provided on both sides in the axial direction of the concave portion for the first spherical portion, corresponding to the second spherical portion,
The exterior body is divided by a cut surface perpendicular to the axis of the exterior body, the first segment having the first spherical surface recess and the pair of second having the second spherical surface recess. Ri Na by joining the segments,
The first spherical portion of the insert is an undercut that is recessed from the second spherical portion,
A sliding film is coated around the first spherical portion and the second spherical portion of the insert,
The sliding film is a spherical machine element that is outsert-molded around the first spherical portion of the insert .
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