(57)【要約】【課題】  本体部１と球面部材２との間のすき間を正確に形成できるとともに、騒音なども発生しないロッドエンドの連結構造およびその組み付け方法を提供することである。【解決手段】  本体部１に球面部材２を組み込んだ球面滑り構造において、上記球面部材に対して本体部の線膨脹係数を大きくする。そして、本体部は球面部材を中子として鋳造して本体部と球面部材とを一体化し、この一体化した本体部と球面部材とを冷却して、本体部をその弾性限度を超えて塑性変形するまで収縮させ、それを常温に戻して本体部と球面部材との間にすき間を形成した。【選択図】  図２
2010230101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部に球面部材を組み込んだ球面滑り構造において、上記球面部材に対して本体部の線膨脹係数を大きくするとともに、本体部は球面部材を中子として鋳造して本体部と球面部材とを一体化し、この一体化した本体部と球面部材とを冷却して、本体部をその弾性限度を超えて塑性変形領域まで収縮させ、それを常温に戻して本体部と球面部材との間にすき間を形成した球面滑り構造。
【請求項２】
本体部に球面部材を設けるとともに、この球面部材にスタッド部を設けたロッドエンドの連結構造の組み付け方法であって、上記球面部材に対して本体部の線膨脹係数を大きくするとともに、本体部は球面部材を中子として鋳造して本体部と球面部材とを一体化した後、この一体化した本体部と球面部材とを、本体部がその弾性限度を超えて塑性変形するまで収縮させる温度で冷却し、その後に、本体部と球面部材とを常温に戻して、本体部と球面部材との間にすき間を形成する球面滑り構造のすき間形成方法。
【請求項３】
上記球面部材は鋼製であり、上記本体部は亜鉛合金製である請求項２に記載された球面滑り構造のすき間形成方法。
【請求項４】
上記本体部と上記球面部材とを一体化した状態で、それら両者をマイナス１５０度で冷却し、その後にこれら一体化した本体部と球面部材とを常温に戻してなる請求項３に記載された球面滑り構造のすき間形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、本体部に対して球面部材を回転可能にした球面滑り構造とそのすき間形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の球面滑り構造として、特許文献１に記載されたロッドエンドの連結構造が従来から知られている。この従来のロッドエンドの連結構造は、球面部材である鋼球部を中子として本体部を鋳造し、鋼球部と本体部とを一体化するとともに、上記鋼球部にはスタッド部を設けている。
上記のようにして本体部と鋼球部とを一体化したら、その鋼球部のみを加熱する。そして、加熱によって鋼球部が膨張すれば、その膨張力で本体部が外方に押し広げられるが、本体部が塑性変形するまで鋼球部を加熱膨張する。
【０００３】
上記のように鋼球部の加熱膨張により本体部が塑性変形したら、これら鋼球部および本体部を冷却する。このように鋼球部および本体部を冷却すれば、鋼球部が冷却しつつ収縮するので、本体部と鋼球部との間にすき間ができるが、このすき間が本体部に対して鋼球部を回転可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−２５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにした従来の球面滑り構造では、鋼球部のみを加熱するようにしているが、この鋼球部は本体部と一体化されているので、鋼球部のみを加熱することはほとんど不可能である。しかも、本体部に一体化された状態で鋼球部に焼き入れを施すので、十分な焼き入れができず、鋼球部の硬さも低くなりがちになる。また、鋼球部は熱変形などによって真球度も低下するので、鋼球部の回転やスタッド部の揺動の滑らかさにも劣る性能の低いロッドエンドの連結構造しか得られなかった。
【０００６】
また、鋼球部を中子として本体部を鋳造して、鋼球部と本体部とを一体化しながら、鋼球部を保持する本体部を、その鋼球部に沿ってエアーハンマー等で叩いてすき間だしをする方法もある。しかし、エアーハンマー等で叩いてすき間だしをする方法は、そのすき間がバラ付くという問題があった。また、エアーハンマー等で叩くために、大きな騒音が発生するが、その騒音対策にもコストがかかるとともに、作業をする者にも身体的な負担が大きくなるという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、本体部と球面部材との間のすき間を正確に形成できるとともに、騒音なども発生しない球面滑り構造とそのすき間形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、本体部に球面部材を組み込んだ球面滑り構造において、上記球面部材に対して本体部の線膨脹係数を大きくするとともに、本体部は球面部材を中子として鋳造して本体部と球面部材とを一体化し、この一体化した本体部と球面部材とを冷却して、本体部をその弾性限度を超えて塑性変形領域まで収縮させ、それを常温に戻して本体部と球面部材との間にすき間を形成した点に特徴を有する。
【０００９】
第２の発明は、本体部に球面部材を設けるとともに、この球面部材にスタッド部を設けたロッドエンドの連結構造の組み付け方法であって、上記球面部材に対して本体部の線膨脹係数を大きくするとともに、本体部は球面部材を中子として鋳造して本体部と球面部材とを一体化した後、この一体化した本体部と球面部材とを、本体部がその弾性限度を超えて塑性変形するまで収縮させる温度で冷却し、その後に、本体部と球面部材とを常温に戻して、本体部と球面部材との間にすき間を形成した点に特徴を有する。
【００１０】
第３の発明は、上記球面部材は鋼製であり、上記本体部は亜鉛合金製である点に特徴を有する。
第４の発明は、本体部と球面部材とを一体化した状態で、それら両者をマイナス１５０度で冷却し、その後にこれら一体化した本体部と球面部材とを常温に戻した点に特徴を有する。
なお、この発明において、球面部材を中子として本体部を鋳造でき、かつ、本体部に対する球面部材の線膨張係数が小さければ、特に本体部および球面部材の材質は限定されない。例えば、本体部を合金製にして球面部材をセラミックスにするなど、材質上いろいろな組み合わせが考えられる。
【発明の効果】
【００１１】
第１〜３の発明は、本体部を冷却して塑性変形させることによって、球面部材を挿入する本体部内面の形状を、球面部材の外形を転写した状態にできるので、それを常温に戻したときも、上記本体部内面の形状は球面部材の相似形になる。このように球面部材と本体部内面とが相似形を保って組み合わされるので、球面部材と本体部とのすき間の均一性は高精度に保たれる。
しかも、上記のように均一なすき間が保たれるにもかかわらず、その寸法管理がきわめて簡単にでき、その分、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この実施形態の正面図である。
【図２】この実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１，２はこの発明の実施形態であるロッドエンドの連結構造を示すもので、本体部１に鋼製の球面部材２を保持させるとともに、この球面部材２にはスタッド部３を設けているが、これらの組み付け方法は次のとおりである。
まず、球面部材２は、軟鋼線材を球状に形成してそれに浸炭焼き入れをした真球度の高い軸受用の鋼球を使用している。この球面部材２に、炭素鋼製のスタッド部３を摩擦溶接してそれらを一体化し、ボールスタッドを形成する。
【００１４】
一方、上記本体部１は、鋳型内に球面部材２を中子として定置するとともに、この鋳型に亜鉛合金の湯を注入して成型されるものである。この段階では、本体部１と球面部材２とは固定化され、それらは相対回転できない状態になっている。
なお、図中符号４はキャップ、５はダストカバーである。
【００１５】
そして、上記のようにして一体化された本体部１と上記ボールスタッドとを、保冷庫に入れるとともに、その後に、本体部１とボールスタッドとを液体窒素等の環境下で冷却して、本体部１が弾性限度を超えて塑性変形する領域まで収縮させる。言い換えると、本体部１をそれが弾性限度を超えて塑性変形する温度で冷却する。このように本体部１が弾性限度を超えて塑性変形した状態を一定時間保った後、本体部１および上記ボールスタッドを常温（２０°Ｃ）に戻す。
【００１６】
本体部１および上記ボールスタッドが常温（２０°Ｃ）に戻されれば、本体部１および球面部材２は再び膨脹するが、両者の線膨脹係数に差があるので、本体部１と球面部材２との間にすき間が形成される。このすき間が本体部１に対して球面部材２を回転可能にするものである。
しかも、上記したように本体部１は弾性限度を超えて塑性変形する領域まで収縮されているので、常温に戻して再び膨脹させても、すき間は安定したものとなる。
【００１７】
つまり、本体部１を冷却して塑性変形させることによって、球面部材２を挿入する本体部１の内面の形状を、球面部材２の真球度の高い外形状を転写した状態にできるので、それを常温に戻したときも、上記本体部１の内面の形状は球面部材２の相似形になる球面に形成される。このように球面部材２と本体部１の内面とが相似形を保って組み合わされるので、球面部材２と本体部１とのすき間の均一性は高精度に保たれる。
【００１８】
上記実施形態によれば、熱処理によって、本体部１と球面部材２との間にすき間を形成するようにしたので騒音は一切発生しない。しかも、本体部１および球面部材２の両者を同時に熱処理するので、従来のように球面部材のみを加熱するといった難しい処理が不要になる。
その上、上記したように本体部１は弾性限度を超えて塑性変形する領域まで収縮されて、本体部１に原状態に復帰する弾性力が残存しないので、上記すき間は安定したものとなる。
【００１９】
なお、本体部１を亜鉛合金で構成し、球面部材２を鋼で構成した場合に、それらの線膨脹係数は次のとおりである。
亜鉛合金からなる本体部１の線膨脹係数    27.4×10-6/°C（20°C）
鋼からなる球面部材２の線膨脹係数        11.7×10-6/°C（20°C）
【００２０】
また、本体部１は上記線膨張係数を有する亜鉛合金とし、球面部材２は上記線膨張係数を有する鋼製で直径を２０mmにするとともに、一体化した本体部１と球面部材２とを常温からマイナス１５０°Cまで冷却し、その後に、常温に戻したとき、両者の間にほぼ０．０５ｍｍ程度のすき間がラジアル方向およびアキシアル方向のそれぞれに形成された。
【００２１】
上記のようにして形成されたすき間は均一になるとともに、熱処理で足りるので、厳密な寸法管理も必要としない。しかも、上記のように弾性限度を超えて塑性変形させてしまえば、後は、その温度に応じて上記すき間を自由に調整できることになる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本体部に対して球面部材を自由に回転させる自動車やバイクのリンク機構等に用いるのに最適である。
【符号の説明】
【００２３】
１      本体部
２      球面部材
３      スタッド部
【図１】
2010230101.tif 000003
【図２】
2010230101.tif 000004