(57)【要約】玉（２）及び軸受ハウジング（１）を備える球面軸受（３）のスエージ加工方法であって、玉（２）、及び、玉（２）の周囲にスエージ加工される軸受ハウジング（１）を準備する工程と、ハウジング（１）の温度と玉（２）の温度との間に温度差を作り出し、玉（２）がハウジング（１）よりも低い温度となって、ハウジング（１）に関して玉（２）の相対的サイズが減少するようにする工程と、玉（２）をハウジング（１）の中に挿入する工程と、玉（２）の周囲にハウジング（１）をスエージ加工し、スエージ加工プロセスの間、玉（２）がハウジング（１）よりも低温であるようにする工程と、玉（２）及びハウジング（１）を周囲温度に戻して、ハウジング（１）に関して玉（２）の相対的サイズが増加するようにする工程と、を含む球面軸受のスエージ加工方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉及び軸受ハウジングを備える球面軸受のスエージ加工方法であって、
玉、及び、前記玉の周囲にスエージ加工される軸受ハウジングを準備する工程と、
前記ハウジングの温度と前記玉の温度との間に温度差を作り出し、前記玉が前記ハウジングよりも低い温度となって、前記ハウジングに関して前記玉の相対的サイズが減少するようにする工程と、
前記玉を前記ハウジングの中に挿入する工程と、
前記玉の周囲に前記ハウジングをスエージ加工し、スエージ加工プロセスの間、前記玉が前記ハウジングよりも低温であるようにする工程と、
前記玉及び前記ハウジングを周囲温度に戻して、前記ハウジングに関して前記玉の相対的サイズが増加するようにする工程と、
を含むことを特徴とする球面軸受のスエージ加工方法。
【請求項２】
前記玉は、第１の材料から製造され、前記ハウジングは、第２の材料から製造され、二つの前記材料が相互に異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度差は、前記玉を冷却することによって作り出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記玉は、０℃より低く冷却されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記玉は、液体窒素により冷却されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記温度差は、前記ハウジングを加熱することにより生ずることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記温度差は、前記ハウジングを加熱し、前記玉を冷却することより生ずることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記スエージ加工ステップは、テーパダイスエージ加工プロセスであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
実質的に添付の図面を参照して説明及び図示された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スエージ加工方法に係り、より具体的には、玉及びハウジングを備え、軸受ハウジングが玉の上にスエージ加工される球面軸受のスエージ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉の周囲に軸受ハウジングをスエージ加工して、球面軸受の組み立てを完成させるスエージ加工プロセスは周知のプロセスであり、様々なスエージ加工技術、例えば、テーパダイスエージ加工又はハーフカップスエージ加工を使用することができる。
【０００３】
スエージ加工圧力が、スエージ加工された材料から除去されるとき、いわゆるスプリングバック効果が起こり、スエージ加工された材料は、ある方向でスエージ加工前の状態へ戻り、可能性として玉とハウジングとの間に間隙を生じさせるか、又は、少なくとも、玉とハウジングとの間の緊密な嵌合を損なう。添付の図２を参照されたい。
【０００４】
特に、非類似の材料、例えば、銅の玉と鋼のハウジングとをスエージ加工するときは、不規則形状の玉を作り出すことによって、又は、玉とハウジングとの間の不良な嵌合を作り出すことによって、より柔らかい材料を変形させないように、より柔らかい銅の玉の上に、より硬い材料、即ち、鋼のハウジングを注意深くスエージ加工しなければならない。さらに、類似の材料をスエージ加工するときは、玉の上にハウジングを過剰スエージ加工して、スエージ加工された材料のスプリングバックを補償することが普通である。もしスプリングバックが補償されなければ、ハウジングのスエージ加工部分が玉の形状と一致せず、これは、スエージ加工されたハウジングの端部と玉との間に間隙が生じ、結果として緩い嵌合の軸受となることを意味する。従って、類似の材料をスエージ加工するときは、過剰スエージ加工を使用してスプリングバック効果を除去又は最小化し、スエージ加工されたハウジングの内面が玉の形状と一致するようにすることができるが、非類似の材料をスエージ加工するときは、スプリングバックの補償方法として過剰スエージ加工を使用することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、球面軸受を製造するために、ハウジングを玉の上にスエージ加工する技術であって、従来のスエージ加工プロセスに伴う問題を改善するスエージ加工技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明の一つの観点は、玉及び軸受ハウジングを備える球面軸受のスエージ加工方法であって、
玉、及び、玉の周囲にスエージ加工される軸受ハウジングを準備する工程と、
ハウジングの温度と玉の温度との間に温度差を作り出し、玉がハウジングよりも低い温度となって、ハウジングに関して玉の相対的サイズが減少するようにする工程と、
玉をハウジングの中に挿入する工程と、
玉の周囲にハウジングをスエージ加工し、スエージ加工プロセスの間、玉がハウジングよりも低温であるようにする工程と、
玉及びハウジングを周囲温度に戻して、ハウジングに関して玉の相対的サイズが増加するようにする工程と、
を含む球面軸受のスエージ加工方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明をさらに容易に理解できるように、以下、添付の図面を参照して、例としての実施の形態について説明する。
【０００８】
図１を参照すると、スエージ加工プロセス、例えば、テーパダイスエージ加工プロセス（図４に示される）において、球面軸受３を製作するために、軸受ハウジング１が玉２の上にスエージ加工されなければならない。図１は、スエージ加工する前の玉２及びハウジング１を示す。本発明の実施の形態によれば、スエージ加工する前に、ハウジング１の温度と玉２の温度との間に温度差が確立される。好ましくは、これは、玉が液体窒素の温度（−１９６℃）に達するまで、玉２を液体窒素の中で冷却することによって確立される。勿論、他の任意の適当な冷却媒体を使用して、玉２を冷却することができる。
【０００９】
冷却プロセスにおいて、熱収縮が起こり、玉２はハウジングのサイズに対してサイズを縮小する。なぜなら、ハウジング１は周囲温度に維持されるからである。
【００１０】
一旦、玉２が所望の温度に冷却され、熱圧縮が起こると、冷却された玉２はハウジング１の中に配置され、冷却された玉２の上にハウジング１がスエージ加工される。玉２の応力を最小にし、玉２の変形を防止するため、過剰スエージ加工は行われない。スエージ加工プロセスが完了した後、テーパダイ等のスエージ加工装置から球面軸受３が取り外され、球面軸受３は周囲温度に戻るようにされる。即ち、球面軸受３の双方の部分であるハウジング１及び玉２は、周囲温度に戻る。周囲温度に戻るとき、玉２は、熱膨張を受けてハウジング１のサイズに関して効果的に増大し、スエージ加工されたハウジング１に潜在するスプリングバック効果を吸収し、玉とハウジングとの間に緊密な嵌合を有する球面軸受３を作り出す。
【００１１】
ハウジング１と玉２との間の温度差は、玉２を冷却するのではなく、ハウジング１を加熱することによっても達成され、代替的に、熱収縮を受ける玉２の冷却と組み合わせてハウジング１を加熱することによって、ハウジング１の熱膨張を引き起こすことができる。従って、冷却された玉２の上に、加熱されたハウジング１のスエージ加工を行うことができる。但し、熱応力を監視する必要がある。
【００１２】
実際上、液体窒素は、玉を冷却する便利な冷却媒体を提供する。玉が液体窒素中で発泡を停止するまで玉を液体窒素中で冷却することによって、玉は、玉２の顕著な収縮が起こる−１９６℃の温度領域へ下降することができる。
【００１３】
上述の例において、玉は銅をベースとする材料から製作され、ハウジングは鋼から製作される。玉及びハウジングの材料が同一又は類似の材料であるときも、上記スエージ加工技術を使用することができるが、ハウジング及び玉が、非類似の材料から作られているときに、玉の上にハウジングをスエージ加工する上記技術は特に有利であることに注目すべきである。
【００１４】
注意すべきは、もし球面軸受の二つの部品の一つが他の部品よりも柔らかければ、柔らかい材料の、それ自体欠点となる変形が発生することとなり、さらにスプリングバックの増加に寄与することとなることである。従来まで、図４に概略的に示されるテーパダイスエージ加工を使用して、非類似の材料をスエージ加工するとき、スエージ加工されるハウジングの大きな材料容積のために、許容できない結果がもたらされていた。非類似の材料のスエージ加工は、ハーフカップスエージ加工ではそのような問題を生じない。なぜなら、その場合、ハウジング材料の薄い周縁部（リップ）だけをスエージ加工すればよいからである。しかし、本発明を具現化したプロセスは、ハーフカップスエージ加工を使用するときでも、従来のプロセスよりも有利である。なぜなら、球面軸受の緊密な嵌合が、改善された公差で可能になるからである。
【００１５】
玉２及びハウジング１の嵌合のさらなる改善は、スエージ加工されるハウジングの内面に実施されるハーフカップスエージ加工を実施することによって達成可能である。玉２の上にスエージ加工されるハウジング１の内面は、通常、平坦であるが、この改善では、ハウジング１の内面はわずかに凹面に機械加工される。玉の上にスエージ加工されるとき、わずかな凹面は緊密な嵌合を改善し、さらにスプリングバック効果を低減する。
【００１６】
本明細書において、「含む（comprise）」は、「包含する（include）又は構成される（consist of）」を意味し、「含んでいる（comprising）」は「包含している（including）又は構成されている（consisting of）」を意味する。
【００１７】
以上の説明又は特許請求の範囲又は添付の図面において開示され、特定の形態、又は、開示された機能を実施する手段、又は、開示された結果を得るための方法若しくはプロセスとして表現された特徴は、適宜、そのような特徴を分離して又は組み合わせて、本発明を様々な形態で実現するために利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】軸受ハウジングが玉の上にスエージ加工される前の、玉及び軸受ハウジングを備える球面軸受の概略断面図である。
【図２】従来のスエージ加工技術を使用して、軸受ハウジングが玉の上にスエージ加工された後の、玉及び軸受ハウジングの嵌合の詳細断面図である。
【図３】本発明を具現化した方法に従って、軸受ハウジングが玉の上にスエージ加工された後の、玉及び軸受ハウジングの嵌合の詳細断面図である。
【図４】テーパダイスエージ加工プロセスにおいてスエージ加工されている球面軸受の概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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