(57)【要約】  鋳造を用いることなく内側部材(1)のボール部(10)を外側部材(2)の内部に封じ込めることが可能であり、しかも外側部材(2)と内側部材(1)の結合強度が高く、小型化を図ることが可能な球面軸受及びその製造方法であって、金属ボール部(10)を有する内側部材(1)と、この内側部材(1)のボール部(10)を覆うと共に該ボール部(10)と摺接する樹脂ライナ(3)と、この樹脂ライナ(3)の外側に鍛造加工によって成形され、前記内側部材(1)に接触することなく前記樹脂ライナ(3)の外周面の全域と緊密に接触して該樹脂ライナ(3)を離脱不能に包持する外側部材(2)とから構成されている。
2008038458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ボール部(10)を有する内側部材(1)と、この内側部材(1)のボール部(10)を覆うと共に該ボール部(10)と摺接する樹脂ライナ(3)と、鍛造加工によって形成され、前記内側部材(1)に接触することなく前記樹脂ライナ(3)の外周面の全域と緊密に接触して該樹脂ライナ(3)を離脱不能に包持する外側部材(2)とから構成されることを特徴とする球面軸受。
【請求項２】
前記樹脂ライナ(3)は略一定の厚みに形成され、その外周面は凸球面状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の球面軸受。
【請求項３】
前記内側部材(1)はシャンク(11)の先端に前記ボール部(10)が形成されたボールシャンク(1)であることを特徴とする請求項１記載の球面軸受。
【請求項４】
前記シャンク(11)は前記ボール部(10)に溶接されていることを特徴とする請求項３記載の球面軸受。
【請求項５】
金属ボール部(10)を有する内側部材(1)と、この内側部材(1)のボール部(10)を覆うと共に該ボール部(10)と摺接する樹脂ライナ(3)と、前記内側部材(1)に接触することなく前記樹脂ライナ(3)を離脱不能に包持する外側部材(2)とから構成される球面軸受の製造方法であって、
前記内側部材(1)のボール部(10)をコアとして型内にインサートした状態で射出成形を行い、かかるボール部(10)を覆う樹脂ライナ(3)を成形し、
中空部(21)を有する金属製の素体(20)を型内にセットすると共に、前記中空部(21)内に前記樹脂ライナ(3)と一体化した内側部材(1)を収容し、鍛造加工によって前記樹脂ライナ(3)の外周面の全域と緊密に接触する外側部材(2)を成形し、
前記鍛造加工の終了後に、内側部材(1)のボール部(10)を介して該ボール部(10)を覆っている樹脂ライナ(3)を加熱することを特徴とする球面軸受の製造方法。
【請求項６】
前記鍛造加工後であって、前記樹脂ライナ(3)の加熱前は、前記樹脂ライナ(3)に対する内側部材(1)の回転が拘束されていることを特徴とする請求項５記載の球面軸受の製造方法。
【請求項７】
樹脂ライナ(3)に接触する一対のスライドピン(50,60)によってボール部(10)の球面を上下から覆った状態で、前記外側部材(2)の鍛造加工を行うことを特徴とする請求項５記載の球面軸受の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リンク機構の揺動中心となるボール部を備えた内側部材とこれを包持する外側部材とが揺動あるいは回転運動自在に連結され、主に自動車のスタビライザコンロッドやステアリング機構のタイロッドエンド、コンバインの切刃駆動部等のリンクモーション機構等に用いられる球面軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、この種の球面軸受としては、ボール部を有する内側部材と、この内側部材のボール部を包持して該内側部材と相対的に揺動あるいは回転運動自在に連結する外側部材とを備えたものが知られている。前記外側部材は内側部材に対して荷重が作用した場合であっても、かかる荷重に抗してボール部を離脱不能に包持するものでなくてはならない。このため、球面軸受においては、如何なる構造を用いて前記ボール部を外側部材の内部に封じ込め、且つ、内側部材と外側部材との自由な揺動及び回転運動を確保するかが問題となる。【０００３】
従来から採用されている球面軸受の構造の一つとしては、ボール部を中子として外側部材を鋳造することにより、かかるボール部を外側部材内に直接封じ込めた構造が知られている（ＷＯ２００４／０９２５９８）。この球面軸受では、先ずボール部となるベアリング用鋼球に対して射出成形を用いて樹脂ライナを被せ、ボール部を樹脂ライナと共に金型内にセットした後、外側部材を亜鉛合金又はアルミ合金でダイカスト鋳造している。樹脂ライナは鋳造された外側部材に対して焼きつき、両者は一体化される。また、鋳造された外側部材が樹脂ライナを内側部材のボール部に対して締め付けるため、樹脂ライナに対するボール部の回転は重くなるが、外側部材の鋳造後に樹脂ライナを再加熱すると、ボール部と樹脂ライナの接触状態は維持したまま、これら両者の接触面圧は軽減され、樹脂ライナに対してボール部を極めて軽い力で摺接させることができるようになっている。
一方、その他の球面軸受の構造としては、内側部材のボール部に対して合成樹脂製のベアリングシートを被せる一方、外側部材には前記ベアリングシートが嵌合する収納部を設け、かかる収納部に対して内側部材のボール部をベアリングシートと共に嵌合させたものが知られている（特開２０００−１１０８２６、特開２００４−２７８７３６、特開２００２−１６１９１１）。この構造の球面軸受では、ベアリングシートを外側部材の収納部に嵌合させた後、収納部の開口縁に対してカシメ加工を施して外側部材に対するベアリングシートの離脱を防止し、内側部材のボール部をベアリングシートと共に外側部材の収納部に封じ込めている。
【特許文献１】ＷＯ２００４／０９２５９８
【特許文献２】特開２０００−１１０８２６
【特許文献３】特開２００４−２７８７３６
【特許文献４】特開２００２−１６１９１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これら従来の球面軸受のうち、外側部材を鋳造した球面軸受では鋳造時に内部欠陥が発生するのを完全には防止できず、品質の均一化を図るためには生産品の全数量を検査する必要が生じてしまうといった問題点がある。また、同様の理由から、例えば自動車のサスペンション部品のような重要保安部品には使用することができないといった問題点もあった。【０００５】
一方、特開２０００−１１０８２６等に開示される従来の球面軸受では、ボール部に被せたベアリングシートを外側部材の収納部に嵌合させると共に、カシメ加工を用いて前記ベアリングシートを収納部内に固定しているのみなので、鋳造された外側部材が内側部材のボール部を封じ込めている前述の球面軸受に比べて定格荷重が小さく、同一の荷重条件に対して球面軸受が大型化し易いといった問題点があった。また、ベアリングシートを外側部材の収納部に固定するため、かかる収納部の開口縁にカシメ加工を施しているが、かかる加工の際にベアリングシートが弾性変形してしまうと、ボール部に対するベアリングシートの接触面圧が高くなり、外側部材に対する内側部材の揺動又は回転運動が重くなってしまうといった問題点もあった。従って、外側部材に対するベアリングシートの固定強度が不足しがちであり、固定強度の確保の観点からも、球面軸受が大型化し易いといった問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、鋳造を用いることなく内側部材のボール部を外側部材の内部に封じ込めることが可能であり、しかも外側部材と内側部材の結合強度が高く、小型化を図ることが可能な球面軸受及びその製造方法を提供することにある。【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の球面軸受は、金属ボール部を有する内側部材と、この内側部材のボール部を覆うと共に該ボール部と摺接する樹脂ライナと、この樹脂ライナの外側に鍛造加工によって成形され、前記内側部材に接触することなく前記樹脂ライナの外周面の全域と緊密に接触して該樹脂ライナを離脱不能に包持する外側部材とから構成されている。【０００８】
このように構成された本発明の球面軸受では、内側部材のボール部と摺接する樹脂ライナの外側に鍛造加工によって外側部材を成形している。具体的には、外側部材を型鍛造によって成形し、この成形時に内側部材のボール部を樹脂ライナと共に外側部材の内部に封じ込めている。前記型鍛造では外側部材となる金属製の素体を型内に配置し、かかる素体を圧縮又は打撃することにより外側部材の成形が行われるが、素体は打撃の際に型内を流動して樹脂ライナの外周面の全域に密着する。このため、成形された外側部材と樹脂ライナの隙間は完全に排除されて、これら両者は密着して一体化される。これにより、樹脂ライナが被せられた内側部材のボール部を外側部材の内部に強固に封じ込めることが可能となる。【０００９】
前記鍛造加工の際に、前記樹脂ライナは外側部材と内側部材のボール部との間に存在して、外側部材からボール部に作用する押圧力を軽減する緩衝材として機能する。仮に樹脂ライナが鍛造加工中に外側部材によって押しつぶされて分断されると、外側部材が内側部材のボール部に対して直接接触することになり、ボール部の球面に傷が発生してしまう。このため、前記樹脂ライナを構成する樹脂材料は圧縮強度に優れていることが重要である。【００１０】
外側部材の材料としては、アルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼等、外側部材に必要とされる機械的特性に応じて適宜選択して差し支えない。また、これらの材料からなる素体を鍛造加工する際には、外側部材に必要とされる表面仕上がり状態、機械的強度、寸法精度等に応じ、冷間鍛造、温間鍛造、熱間鍛造を任意に選択して差し支えない。但し、外側部材を鍛造加工する際には、素体の中空部内に樹脂ライナを被せた内側部材が存在することから、樹脂ライナの性能を損なわない温度範囲で鍛造加工を行うことが必要である。【００１１】
また、本発明の球面軸受では、鍛造加工された外側部材と樹脂ライナが一体化し、この樹脂ライナに対して内側部材のボール部が摺接する。しかし、外側部材は樹脂ライナをボール部に向けて締め付けているのみなので、樹脂ライナと内側部材のボール部との間に作用する摩擦力が大きい場合には、樹脂ライナが外側部材に対して回転を生じてしまう懸念がある。このため、外側部材に対する樹脂ライナの回転を確実に防止するという観点からすれば、樹脂ライナの外側に周り止めとしての突起を設け、鍛造加工後の外側部材が前記突起と噛み合うように構成するのが好ましい。【００１２】
更に、前記樹脂ライナは外側部材の鍛造加工前に内側部材のボール部に被せられるものであれば良く、成形されたリング状の樹脂ライナに対してボール部を嵌め込むようにしても良いし、ボール部を中子としてその外側に樹脂ライナを射出成形しても良い。ボール部の球面と樹脂ライナの隙間を排除するという観点からすれば、後者の方法が好ましい。【００１３】
また更に、外側部材の鍛造加工時に該外側部材が内側部材のボール部を均一に包持するといった観点からすれば、樹脂ライナは略一定の厚みに形成され、その外周面はボール部の球面に倣った凸球面状に形成されているのが好ましい。このような形状に樹脂ライナを形成すれば、樹脂ライナ及び内側部材のボール部に対して鍛造加工された外側部材から均一な押圧力が作用することになり、これら三者間の隙間を確実に排除することができると共に、内側部材の定格荷重も高めることができる。【００１４】
一方、外側部材を鍛造し、この鍛造時に外側部材を樹脂ライナに密着させると、外側部材が樹脂ライナを内側部材に向けて押圧する結果となり、外側部材の鍛造直後は樹脂ライナに対するボール部の回転が重くなり、外側部材に対する内側部材の軽快な運動が困難になってしまう。外側部材の鍛造加工後に内側部材の軽快な運動を得るためには、内側部材のボール部を介して該ボール部を覆っている樹脂ライナを加熱する方法が有効である。樹脂ライナはボール部を包持し、これに緊密に接触していることから、ボール部を加熱すれば、その熱エネルギが樹脂ライナに伝達され、樹脂ライナもある程度の温度にまで加熱されることになる。このとき、樹脂ライナが昇温し、ガラス転移点Ｔg 付近にまで加熱されれば、かかる樹脂ライナの曲げ弾性率等の機械的強度が徐々に低下することから、樹脂ライナはボール部の大きさに倣った形状に変形し易くなり、この加熱後に樹脂ライナが冷えれば、外側部材が樹脂ライナを介してボール部に及ぼしている押圧力が軽減される。また、加熱されたボール部は膨張するので、かかるボール部が樹脂ライナを押し拡げる効果も発揮され、これによってもボール部の冷却後は樹脂ライナとボール部の圧接状態が軽減される傾向にある。従って、このように外側部材の鍛造後に内側部材のボール部を介して樹脂ライナを加熱してやれば、樹脂ライナとボール部の圧接状態を緩和させることができ、樹脂ライナに対してボール部を円滑に回転させることが可能となる。【００１５】
そして、このような本発明の球面軸受によれば、外側部材の鍛造加工を利用して該外側部材、樹脂ライナ及び内側部材のボール部を隙間なく接触させることができ、外側部材に対するボール部のガタつきを完全に排除することが可能となるので、長期にわたる経時的な使用においても、外側部材と内側部材との間で荷重の伝達及び運動の伝達を高精度に行い得るものである。なによりも、鍛造加工によって成形された外側部材が内部に内側部材を封じ込めており、外側部材、樹脂ライナ及び内側部材のボール部が隙間なく密着しているので、従来の球面軸受とボール部のサイズが同一であっても定格荷重を大きく設定することができ、同一の荷重条件に対して球面軸受の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用された球面軸受の第１の実施形態を示す正面断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、ボール部に樹脂ライナを装着した状態を示す正面図である。
【図３】第１の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、ボール部及び樹脂ライナをアルミニウム合金製の素体に収容した様子を示す正面断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、ボール部を型鍛造の型内にセットした様子を示す正面断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、ホルダを鍛造している様子を示す正面断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、鍛造加工により成形されたホルダを示す正面断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、ホルダに包持されたボール部に対してシャンクを溶接する様子を示す正面断面図である。
【図８】本発明が適用された球面軸受の第２の実施形態を示す正面断面図である。
【図９】第２の実施形態に係る球面軸受の製造方法において、外輪の鍛造後に内輪を加熱する工程を示す正面断面図である。
【図１０】ボール部に装着される樹脂ライナの他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…ボールシャンク（内側部材）、２…ホルダ（外側部材）、３…樹脂ライナ、１０…ボール部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を用いながら本発明の球面軸受を詳細に説明する。【００１９】
図１は本発明を適用した球面軸受の第１実施例を示すものである。この球面軸受は、先端にボール部を備えた内側部材としてのボールシャンク１と、このボールシャンク１のボール部１０を包持する外側部材としてのホルダ２とから構成され、前記ボールシャンク１及びホルダ２が揺動又は回転運動自在に連結している。【００２０】
前記ボールシャンク１はボール部１０となる真球度の高いベアリング用鋼球に対して棒状のシャンク１１を溶接して形成されており、このシャンク１１の根元にはリンク等の被取付体を固定するための六角座面１２が形成されている。また、このシャンク１１の先端には雄ねじ１３が形成されており、この雄ねじ１３にナットを螺合させることで、被取付体を前記六角座面１２との間で挟持固定し得るようになっている。【００２１】
一方、前記ホルダ２はアルミニウム合金を型鍛造することにより略円筒状に形成されており、リンクなどの被取付体の貫通孔に嵌合して使用されるように構成されている。このホルダ２にはボール部１０の球面を包持するようにして環状の樹脂ライナ３が埋め込まれており、ボールシャンク１のボール部１０はこの樹脂ライナ３とのみ接している。樹脂ライナ３は厚さ１ｍｍ程度であり、ボール部１０が離脱することがないよう、かかるボール部１０の赤道を含む略２／３程度の球面を覆っており、この樹脂ライナ３の内側にはボール部１０の球面に略合致した凹球面状の摺接面３０が形成されている。また、樹脂ライナ３の外周面はボール部１０の球面に倣った凸球面状に形成されており、ホルダ２と密着して該ホルダによって回転不能に包持されている。これにより、ボールシャンク１はボール部１０を揺動中心とし、ホルダ２と一体化された樹脂ライナ３に対して自在に揺動又は回転運動をなし得るようになっている。【００２２】
また、かかるホルダ２にはボール部１０を露出させる一対の開口部２２，２３が相反する方向に向かって形成されており、一方の開口部２２を介して前記シャンク１１がボール部１０と接合される一方、他方の開口部２３には蓋部材２４が取り付けられ、この蓋部材２４の内側が油溜まり２５となっている。これら開口部２２，２３の周縁とボール部１０との間には前記樹脂ライナ３の一部が露呈しており、ホルダ２を構成する合金はボール部１０に対して直接接触していない。また、各開口部２２，２３の周縁は樹脂ライナ３の端面に被さっており、ホルダ２が樹脂ライナ３を強固に抱え込む構造となっている。【００２３】
ホルダ２に形成された各開口部２２，２３の内径は、ボールシャンク１のボール部１０の直径よりも僅かに小さく形成されている。前述の如く、樹脂ライナ３がボール部１０の赤道を含む略２／３程度の球面を覆うと共に、かかる樹脂ライナ３はホルダ２によって抱え込まれていることから、本来、ボール部１０がホルダ２から離脱してしまうことは無いはずである。しかし、ボールシャンク１に対して軸方向の荷重が過大に作用した場合に、樹脂ライナ３を押し潰すようにしてボール部１０がホルダ２から離脱してしまうトラブルも想定される。このため、譬え樹脂ライナ３が押し潰されてもボール部１０がホルダ２から離脱することがないよう、各開口部２２，２３の内径をボール部１０の直径よりも僅かに小さく形成してある。【００２４】
更に、前記ホルダ２の外周縁とボールシャンク１のシャンク１１との間にはブーツシール４が取り付けられており、ボールシャンク１のボール部１０とホルダ２の開口部２２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のボールシャンク１側の端部４１はその弾性によってシャンク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、ボールシャンク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。【００２５】
次に、この実施例の球面軸受の具体的製造方法について説明する。【００２６】
この実施例の球面軸受のホルダ２は前述の如くアルミニウム合金の型鍛造によって形成される。この型鍛造では、ボールシャンク１のボール部１０となる鋼球及び樹脂ライナ３をアルミニウム合金製の素体の内部に収容し、その状態から素体を打撃してホルダ２を成形する。従って、先ずは前記樹脂ライナ３をボール部１０となるベアリング用鋼球に対して装着する必要がある。図２は鋼球に対して樹脂ライナ３を装着した状態を示す正面図である。この樹脂ライナ３はボール部１０の外径に適合する内径を具備したリング状に成形され、ボール部１０の赤道を覆うように該ボール部１０に対して装着されている。この樹脂ライナ３にはガラス転移点１５１℃、融点３４３℃の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）が用いられており、厚さ約１．０ｍｍに形成されている。【００２７】
このような樹脂ライナ３はボール部１０をコアとして型内にインサートした射出成形によって製作され、そのままボール部に装着される。すなわち、ボール部１０となる鋼球を金型内にインサートした状態で合成樹脂の射出成形を行い、樹脂ライナ３の成形とボール部１０への装着を一つの工程で行うのである。このように樹脂ライナ３の成形を行えば、ボール部１０への装着手間が省略される他、樹脂ライナ３の内周面が真円度の高いベアリング用鋼球の球面に略合致した凹球面状に形成され、かかる樹脂ライナ３をボール部１０に対して隙間なく装着してやることができる。【００２８】
前記樹脂ライナ３の形状は図２に示したものに限られず、例えば図１０に示すように、樹脂ライナ３の外周面の数か所に突起３１が形成されたものであっても良い。このように樹脂ライナ３の外周面に突起３１を形成しておくと、次の工程で鍛造加工を用いてホルダ２を成形する際に、樹脂ライナ３の突起３１がホルダ２に食い込むことになるので、ホルダ２に対する樹脂ライナ３の回転を係止することができ、ホルダ２と樹脂ライナ３をより強固に一体化することが可能となる。【００２９】
次に、このようにしてボール部１０となるベアリング用鋼球に対する樹脂ライナ３の装着が完了したら、次に前記ホルダ２を型鍛造する。この型鍛造に際しては、先ず、型鍛造によってホルダ２に成形されるアルミニウム合金製の素体を準備する。図３に示すように、この素体２０は中空部２１を有して略円筒状に形成されており、かかる中空部２１内に前記樹脂ライナ３を装着したボール部１０が収容されるようになっている。前記中空部２１は素体２０を貫通して形成されているが、ボール部１０を中空部２１内に保持するため、前記樹脂ライナ３を係止する段部２２が中空部２１の内周面に突出している。この段部は樹脂ライナ３とのみ接触しており、ボール部１０とは非接触に保たれている。【００３０】
尚、図３に示す例では、中空部２１の内周面が段部２２に連続する緩やかな円弧を描いており、樹脂ライナ３の外周面の形状に近似したものとなっているが、これは型鍛造の際の素体２０の流れを考慮したものであり、中空部２１の形状はこれに限ったものではない。【００３１】
前記素体２０の中空部２１内にボール部１０及び樹脂ライナ３を収容したら、かかる素体２０を型内にセットして鍛造加工を行う。図４は素体２０を型内にセットした状態を示すものである。この型は上型５及び下型６とから構成されており、素体２０は下型６にセットされる。また、上型５及び下型６には鍛造加工時にボール部１０の球面を予め覆うスライドピン５０，６０が設けられており、鍛造加工によって成形されたホルダ２がボール部１０の球面に接触するのを防止している。これらスライドピン５０，６０の先端にはボール部１０の球面を覆う凹球面が形成される一方、かかる凹球面の周縁には前記樹脂ライナ３に接触する平坦面が形成されており、これらのスライドピン５０，６０でボール部１０及び樹脂ライナ３を上下から挟み込むことにより、鍛造加工により成形されたホルダ２がボール部１０に接触するのを防止することができるようになっている。【００３２】
前記下型６に素体２０をセットしたら、次に、前記スライドピン５０，６０を進出させ、かかる素体２０の中空部２１の中でボール部１０及び樹脂ライナ３を上下から挟持する（図４参照）。そして、この状態から上型５を下型６に向けて下降させ、素体２０を打撃すると共に、図５に示すように上型５と下型６とを型締めし、型鍛造によってホルダ２の成形を行う。上型５を下降させて素体２０を打撃すると、かかる素体２０は押し潰されるようにして拡がり、上型５と下型６とが形成するキャビティ内に満たされ、ホルダ２の形状に成形される。このとき、素体２０はキャビティ内を流動して樹脂ライナ３の外周面に密着すると共に、樹脂ライナ３をボール部１０に向けて押圧し、成形されたホルダ２、樹脂ライナ３及びボール部１０の隙間が完全に排除される。また、前述の如くボール部１０と樹脂ライナ３にはスライドピン５０，６０が当接しているので、成形されたホルダ２がボール部１０の球面に被さってしまうことはない。尚、キャビティから溢れ出た素体２０の余肉は、上型５及び下型６の突き合わせ面にフラッシュとして発生するが、鍛造加工の終了後に切り落とされる。【００３３】
これにより、図６に示すように、ボール部１０及び樹脂ライナ３を前記アルミニウム合金でくるんだホルダ２が成形される。このようにして鍛造加工されたホルダ２にはスライドピン５０，６０に対応した部位に開口部２２，２３が形成され、ボール部１０はこれら開口部２２，２３からのみ露呈している。また、ボール部１０に装着されていた樹脂ライナ３は鍛造加工により成形されたホルダ２に埋め込まれた状態となり、かかるホルダ２に強固に固定される。前記スライドピン５０，６０が樹脂ライナを上下から挟み込んでいたので、鍛造加工されたホルダ２はボール部１０に接触していない。更に、鍛造加工されたホルダ２は樹脂ライナ３の端面の一部に被さっており、かかるホルダ２は樹脂ライナ３を抱え込んでいる。これにより、樹脂ライナ３はホルダ２と強固に一体化されている。【００３４】
次に、ホルダ２に包持されたボール部１０に対してシャンク１１を溶接する。かかる溶接にはプロジェクション溶接が用いられ、図７に示すように、ホルダ２の開口部２２を介してから露呈するボール部１０の球面に対してシャンク１１の端面を所定の力Ｆで圧接させる一方、開口部２３を介して露呈するボール部１０の球面に対して電極８を当接させ、これらシャンク１１及び電極８に溶接電流を通電して行われる。電極８とボール部１０との間に大きな通電抵抗が存在すると、ボール部１０の電極当接箇所が溶融してしまうので、かかる電極８にはボール部１０の球面に沿った凹面座８０が形成され、ボール部１０の球面に対して緊密に面接触を生じるようになっている。【００３５】
そして、このようにしてプロジェクション溶接が終了すると、図１に示すように、ボール部１０がホルダ２に包持されたボールシャンク１が完成する。【００３６】
一方、このようなボール部１０に対するシャンク１１の溶接は、ボール部１０と樹脂ライナ３の摺接状態を改善する操作もかねている。すなわち、前述の如く鍛造加工を用いてホルダ２を成形すると、かかる加工時に流動したアルミニウム合金が樹脂ライナ３をボール部１０に向けて強く押圧することから、ボール部１０と樹脂ライナ３との間に大きな摩擦抵抗が作用し、樹脂ライナ３に対してボール部１０を回転させることが困難になってしまう懸念がある。実際に鍛造加工でホルダ２を試作したところ、ホルダ２によって包持されたボール部１０を指で回転させようとしても、回転させることはできなかった。【００３７】
しかし、前述の如く、シャンク１１をボール部１０に溶接すると、溶接時の熱がボール部を介して樹脂ライナに伝熱し、樹脂ライナ３からボール部１０に作用している押圧力を軽減することができ、シャンク１１の溶接後にはボールシャンクをホルダに対して軽い力で揺動させることが可能となる。この点はＷＯ２００４／０９２５９８に開示されている技術と同一である。【００３８】
すなわち、ホルダ２の鍛造後にボール部１０を加熱することで、かかるボール部１０と接する樹脂ライナ３の温度がガラス転移点Ｔg 以上にまで上昇すると、樹脂ライナ３を形成する樹脂材料そのものの物性値が変化し始め、曲げ弾性率やせん断弾性率が徐々に低下するので、かかる樹脂ライナ３をボール部１０の大きさに倣って変形させることができる。このとき、ボール部１０それ自身も熱膨張を生じ、常温下よりも直径が僅かに大きくなることから、ボール部１０が僅かに膨らんで樹脂ライナ３を押し拡げることになる。これにより、ボール部１０に対する樹脂ライナ３の押圧力が軽減又は除去され、樹脂ライナ３に対するボール部１０の自由な回転が可能となる。【００３９】
シャンク１１をボール部１０に溶接する際には、かかる溶接部位は１２００〜１５００℃程度にまで加熱されており、ボール部１０に接する樹脂ライナ３もガラス転移点Ｔg 以上の温度にまで加熱されている。従って、ホルダ２の鋳造後にシャンク１１をボール部１０に対して溶接すると、それまではボール部１０を締め付けていた樹脂ライナ３が該ボール部１０に倣うようにして変形し、かかる樹脂ライナ３がボール部１０を押圧していた力を軽減させ又は取り除くことができる。【００４０】
このとき、ボール部１０と樹脂ライナ３は隙間なく接触してはいるものの、何ら応力が発生してない理想的な接触状態となることから、ボールシャンク１はホルダ２に対してボール部１０を中心とした揺動運動又はシャンク１１の軸周りの回転運動を極めて円滑に行うことが可能となる。しかも、樹脂ライナ３とボール部１０との間の隙間は完全に排除されていることから、ボールシャンク１がホルダ２に対してガタ付きを生じることもなく、長期にわたる経時的な使用においても充分にその性能を維持することができる。【００４１】
そして、最後にシャンク１０とホルダ２の外周縁との間に前述したブーツシール３を取付け、このブーツシール３が形成するシールポケット３０にグリース等の潤滑剤を充填する。また、ホルダ２の開口部２３には前述した蓋部材２４が取り付けられる。本実施例の球面軸受は完成する。【００４２】
次に、図８は本発明方法によって製造される球面軸受の第２の実施形態を示す断面図である。【００４３】
この球面軸受は、外側部材としての外輪１０１と、内側部材としての内輪１０２と、これら内輪１０２と外輪１０１の間に介装された樹脂ライナ１０３とから構成され、外輪１０１に保持された樹脂ライナ１０３に対して内輪１０２が自在に揺動運動又は回転運動をなし得るようになっている。前記内輪１０２はリンク機構のロッド１０４を挿入するための貫通孔１０５を有して環状に形成されており、外周面１０６は前記樹脂ライナ１０３と摺接する凸状球面に仕上げられている。また、前記樹脂ライナとしては第１の実施形態と同じポリエーテルエーテルケトンを使用し、その厚さは１．０ｍｍとした。
この第２の実施形態の球面軸受の製造方法も前述した第１の実施形態の球面軸受の製造方法と略同じである。先ずは、内輪１０２をコアとしてモールド型内にインサートして樹脂ライナ１０３の射出成形を行い、かかる樹脂ライナ１０３を内輪１０２の球面１０６に装着する。次に、樹脂ライナ１０３を装着した内輪１０２をアルミニウム合金製の素体に収容し、この素体に対して型鍛造を施して前記外輪１０１の成形を行う。これにより、内輪１０２をアルミニウム合金でくるんだ外輪１０１が鍛造される。このとき、内輪１０２に装着されていた樹脂ライナ１０３はその外周面が鍛造された外輪１０１密着し、かかる外輪１０１と強固に一体化される。【００４４】
また、樹脂ライナ１０３が鍛造加工の終了後に内輪１０２を押圧している力を軽減又は除去するため、第１の実施形態の製造方法と同様、外輪１０１の鍛造後に内輪１０２を介して樹脂ライナ１０３を加熱することが必要となる。この第２の実施形態の球面軸受では、図９に示すように、内輪１０２の貫通孔１０５に対して高周波交流電源１０７に接続されたコイル１０８を挿入し、かかる内輪１０２を高周波加熱によって貫通孔１０５の内部から加熱するようにした。内輪の加熱温度は約１５００〜１６００℃、加熱時間は約０．２〜０．５ｓｅｃとした。【００４５】
そして、このように内輪１０２を加熱すると、内輪１０２に接触している樹脂ライナ１０３もガラス転移点Ｔg 以上の温度にまで加熱されるので、それまでは内輪１０２を押圧していた樹脂ライナ１０３が該内輪１０２に倣うようにして変形し、かかる樹脂ライナ１０３が内輪１０２を押圧していた力を軽減させ又は取り除くことができる。これにより、内輪１０２が外輪１０１と一体化された樹脂ライナ１０３に対して自在に回転することが可能となり、内輪１０２の貫通孔１０５に固定されたロッド１０４は外輪１０１に対し、内輪１０２を中心とした揺動運動又は自身の軸周りの回転運動を極めて円滑に行うことが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月24日(2008.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ボール部（１０）を有する内側部材（１）と、この内側部材（１）のボール部（１０）を覆うと共に該ボール部（１０）と摺接する樹脂ライナ（３）と、鍛造加工によって形成され、前記内側部材（１）に接触することなく前記樹脂ライナ（３）の外周面の全域と緊密に接触して該樹脂ライナ（３）を離脱不能に包持する外側部材（２）とから構成されることを特徴とする球面軸受。
【請求項２】
前記樹脂ライナ（３）は略一定の厚みに形成され、その外周面は凸球面状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の球面軸受。
【請求項３】
前記内側部材（１）はシャンク（１１）の先端に前記ボール部（１０）が形成されたボールシャンク（１）であることを特徴とする請求項１記載の球面軸受。
【請求項４】
前記シャンク（１１）は前記ボール部（１０）に溶接されていることを特徴とする請求項３記載の球面軸受。
【請求項５】
金属ボール部（１０）を有する内側部材（１）と、この内側部材（１）のボール部（１０）を覆うと共に該ボール部（１０）と摺接する樹脂ライナ（３）と、前記内側部材（１）に接触することなく前記樹脂ライナ（３）を離脱不能に包持する外側部材（２）とから構成される球面軸受の製造方法であって、
前記内側部材（１）のボール部（１０）をコアとして型内にインサートした状態で射出成形を行い、かかるボール部（１０）を覆う樹脂ライナ（３）を成形し、
中空部（２１）を有する金属製の素体（２０）を型内にセットすると共に、前記中空部（２１）内に前記樹脂ライナ（３）と一体化した内側部材（１）を収容し、鍛造加工によって前記樹脂ライナ（３）の外周面の全域と緊密に接触する外側部材（２）を成形し、
前記鍛造加工の終了後に、内側部材（１）のボール部（１０）を介して該ボール部（１０）を覆っている樹脂ライナ（３）を加熱することを特徴とする球面軸受の製造方法。
【請求項６】
前記鍛造加工後であって、前記樹脂ライナ（３）の加熱前は、前記樹脂ライナ（３）に対する内側部材（１）の回転が拘束されていることを特徴とする請求項５記載の球面軸受の製造方法。
【請求項７】
樹脂ライナ（３）に接触する一対のスライドピン（５０，６０）によってボール部（１０）の球面を上下から覆った状態で、前記外側部材（２）の鍛造加工を行うことを特徴とする請求項５記載の球面軸受の製造方法。
【請求項８】
金属ボール部（１０）を有する内側部材（１）と、この内側部材（１）のボール部（１０）を覆うと共に該ボール部（１０）と摺接する樹脂ライナ（３）と、前記内側部材（１）に接触することなく前記樹脂ライナ（３）の外周面の全域と緊密に接触すると共に、鍛造加工によって該樹脂ライナ（３）を離脱不能に包持した状態で成形された外側部材（２）とから構成されることを特徴とする球面軸受。
【請求項９】
金属ボール部（１０）を有する内側部材（１）と、この内側部材（１）のボール部（１０）を覆うと共に該ボール部（１０）と摺接する樹脂ライナ（３）と、前記内側部材（１）に接触することなく前記樹脂ライナ（３）を離脱不能に包持する外側部材（２）とから構成される球面軸受の製造方法であって、
前記外側部材（２）を鍛造加工によって成形し、かかる鍛造加工時に内側部材（１）のボール部（１０）を樹脂ライナと共に外側部材（２）の内部に封じ込めることを特徴とする球面軸受の製造方法。
【国際調査報告】
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