JP2002039159A - 球面軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高荷重の負荷時において金属製のボール受部と
ボール部とが油膜切れによって固体接触を生じてしまう
ような場合であっても、ここれら両部材の偏摩耗や、焼
きつきの発生することがなく、長期にわたって軽く且つ
円滑な揺動及び回転運動を行うことが可能な球面軸受及
びその製造方法を提供する。 【解決手段】ボール部１０を有するボールシャンク１
と、このボール部１０を包持するボール受部２０を有し
て該ボールシャンク１と相対的に揺動あるいは回転運動
自在に連結するホルダ２とを備え、上記ボール受部２０
が、ボール部１０と摺接すると共に該ボール部１０を離
脱不能に包持する凹球面状の金属摺接面を具備した球面
軸受において、上記ボール受部２０にはボール部１０と
摺接する樹脂ライナ５を埋め込み、この樹脂ライナ５に
よる樹脂摺接面と上記金属摺接面とが隙間なく連続する
受部側摺接面２２を構成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
に自動車のサスペンションアーム部やステアリング部、
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及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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
を包持するボール受部を有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。上記外側部材のボール受部は内側
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
構造を用いて上記ボール部をボール受部内に封じ込め、
且つ、ボール部とボール受部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】従来より採用されているボール受部の構造
の一つとしては、ボール部の直径よりも大きな凹所を有
する金属製ケーシングを準備し、自己潤滑性を有する樹
脂シートによって包まれたボール部をこのケーシング内
に圧入したものが知られている（特開昭５７−７９３２
０号公報、実開昭６３−１８８２３０号公報、特開平５
−２６２２５号公報、特開平７−１９００６６号公報
等）。このボール受部の構造では、ボール部を包み込む
樹脂シートが該ボール部とケーシングとの間で押し潰さ
れて弾性変形を生じるので、これによってボール部と樹
脂シートとの間の隙間が排除され、かかるボール部をケ
ーシング内でガタつきなく回転させることが可能であ
る。また、ボール部は樹脂シートにのみ摺接しているこ
とから、長期にわたってこの球面軸受を使用しても、ボ
ール部が偏摩耗を生じる等のトラブルが発生することも
ない。

【０００４】その反面、このように樹脂シートをボール
部とケーシングとの間に挟み込むタイプのボール受部で
は、かかる樹脂シートが圧縮された状態でボール部に接
していることから、ボール部の動きが若干重くなり、こ
の球面軸受を用いてリンク機構を構成した場合に、滑ら
かな軽い動きを得にくくなるといった問題点がある。ま
た、樹脂シートがボール部の球面に圧接していることか
ら、経時的な使用によって樹脂シートの摩耗が発生し易
く、かかる摩耗が進行すると、ボール受部とボール部と
の間にガタつきが発生し易くなるといった問題点もあ
る。更に、大きな荷重が作用すると樹脂シートが弾性変
形することから、そのような荷重がこの球面軸受に作用
した場合にはボール部がボール受部から離脱し易いとい
った問題点もある。

【０００５】一方、その他のボール受部の構造として
は、ボール部を中子としてボール受部を鋳造することに
より、かかるボール部をボール受部内に封じ込めた構造
が知られている（特公平５−７７８８６号公報等）。こ
の構造では、鋳造の際にボール部の球面がボール受部に
転写されることから、樹脂シートを用いずとも、鋳造さ
れた金属製のボール受部とボール部との隙間を最小限に
抑えることができ、ボール部とボール受部との間に僅か
な給油を行うのみで、かかるボール部をボール受部内で
ガタつきなく回転させることが可能である。また、ボー
ル受部とボール部との間に微小な隙間が形成され、かか
る隙間を油膜潤滑していることから、樹脂シートを圧接
させているボール受部の構造と比較してボール部の動き
が軽く滑らかなものになる。また、金属製のボール受部
とボール部とを油膜潤滑によって摺接させているので、
長期の使用によってもガタつきが発生せず、耐久性に優
れていると言った特質がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この後者の球
面軸受（特公平５−７７８８６号公報）においては、金
属製のボール受部とボール部との微小隙間を油膜潤滑し
ているので、高荷重や高速揺動といった特殊な使用条件
下においては、これらボール受部とボール部との接触面
圧が高い部位で、油膜が切れて両部材が固体接触を生じ
てしまう懸念があり、そのような現象が発生した状態で
使用を継続すると、ボール部やボール受部が偏摩耗を生
じて円滑な運動が損なわれることが予想される他、極端
な場合には両部材が焼きついてしまい、使用不能に陥る
事態も予想される。

【０００７】また、このようにボール部を中子としてボ
ール受部を鋳造した球面軸受では、確かにボール部の球
面がボール受部に転写されることから、両者の隙間を最
小限に抑えることができるのだが、ボール受部に対する
ボール部の運動を可能とするために、両者の間に極微少
な隙間（０．０５〜０．１ｍｍ程度）を与えており、か
かる隙間の範囲内におけるガタつきまでも完全に排除す
ることは不可能であった。

【０００８】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、高荷重の負荷時
において金属製のボール受部とボール部とが油膜切れに
よって固体接触を生じてしまうような場合であっても、
ここれら両部材の偏摩耗や、焼きつきの発生することが
なく、長期にわたって軽く且つ円滑な揺動及び回転運動
を行う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。

【０００９】また、本発明の他の目的は、ボール部とボ
ール受部との間のガタつきを完全に排除することが可能
であり、しかも長期にわたって軽く且つ円滑な揺動及び
回転運動を行う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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の球面軸受は、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するボール受部を有
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、上記外側部材のボール受部
が、内側部材のボール部と摺接すると共に該ボール部を
離脱不能に包持する凹球面状の金属摺接面を具備した球
面軸受を前提とし、上記ボール受部には内側部材のボー
ル部と摺接する樹脂ライナを埋め込み、この樹脂ライナ
による樹脂摺接面と上記金属摺接面とが隙間なく隣接す
る受部側摺接面を構成することを特徴とするものであ
る。

【００１１】このような本発明の球面軸受では、外側部
材のボール受部に具備された凹球面状の金属摺接面が内
側部材のボール部を離脱不能に包持しており、これによ
って内側部材と外側部材とが相対的に揺動あるいは回転
運動自在に連結している。従って、これら金属摺接面と
ボール部の球面との微小隙間を油膜潤滑してやることに
より、軽く滑らかな運動を得ることができる。また、上
記ボール受部は内側部材のボール部に接する樹脂ライナ
を具備しているが、かかる樹脂ライナによる樹脂摺接面
は金属摺接面と隙間なく隣接し、上記ボール部を包持す
る受部側摺接面を構成しているので、樹脂ライナとボー
ル部との隙間も油膜潤滑されることになり、内側部材と
外側部材との円滑な揺動及び回転運動を依然として確保
することができる。

【００１２】また、ボール部とボール受部との間で接触
面圧がより高い領域に対して樹脂ライナを配置すること
により、仮にボール部とボール受部との間で油膜切れが
生じても、ボール部が金属摺接面ではなく樹脂摺接面と
固体接触を生じるので、ボール部の偏摩耗や、ボール部
とボール受部とが焼きつくのを防止することが可能とな
る。

【００１３】ここで、上記樹脂ライナはボール受部の何
処に配置しても差支えない。ボール受部とボール部との
間で油膜切れが発生する箇所は、これら両者の間でより
大きな接触面圧を生じる部位であり、そのような部位は
球面軸受の具体的な使用態様によって異なってくるから
である。但し、樹脂ライナが球体受部の端部に位置して
いると、ボール部をボール受部から引き抜く方向に荷重
が作用した際に、かかる樹脂ライナが弾性変形を生じ、
ボール部がボール受部から抜け出し易くなるので、その
ような観点からすれば、上記樹脂摺接面が金属摺接面に
取り囲まれるよにう樹脂ライナを配置するのが好まし
い。

【００１４】また、本発明の球面軸受はボール受部に備
えられた金属摺接面によってボール部を離脱不能に包持
するものであるが、機械加工によってかかる金属摺接面
をボール部の球面に略合致した凹球面状に形成し、これ
にの間に油膜潤滑される微小隙間を形成するのは大変困
難である。仮に、機械加工によってそのような金属摺接
面をボール受部に加工し得たとしても、加工コストが嵩
んでしまう。従って、生産コストや人的労力の軽減化、
精度の良い金属摺接面の形成という観点からすれば、特
公平５−７７８８６号公報の如く、ボール部を中子とし
て鋳造金型内にインサートしたダイカスト鋳造によって
ボール受部を成形するのが好ましい。この際、樹脂ライ
ナを予めボール部に装着しておき、その状態から樹脂ラ
イナを覆うようにしてボール受部のダイカスト鋳造を行
うことにより、かかる樹脂ライナをボール受部内に埋め
込んで固定することができる。

【００１５】ボール受部を構成する金属材料として亜鉛
合金を用いた場合の鋳造温度は４００℃以上であり、ま
た、アルミニウム合金を用いた場合の鋳造温度は６００
℃以上であることから、これらの鋳造温度は樹脂の耐熱
温度を遥かに超えており、樹脂ライナを中子として鋳造
金型内にインサートした状態で鋳造を行うと、通常は樹
脂ライナが炭化してしまうと考えられる。しかし、樹脂
ライナを装着したボール部はある程度の大きさの熱容量
を具備していることから、かかるボール部に接触してい
る樹脂ライナはボール受部の鋳造時にボール部から冷却
されることになり、樹脂ライナの外側、すなわち鋳造合
金の溶湯に接した側はボール受部に対して焼き付いてし
まうものの、ボール部に対して接している樹脂摺接面は
該ボール部に対して焼きつくことがなく、ボール受部の
鋳造後においてもボール部の球面に対して良好な接触状
態を維持することができる。また、ダイカスト鋳造は鋳
造合金の溶湯を高圧で素早く金型内に注入して、即座に
冷却することから、高圧鋳造等と比較して製品生産のサ
イクルタイムが極めて短く、これによっても鋳造時に樹
脂ライナが受けるダメージを最小限に抑えることが可能
となっている。

【００１６】一方、樹脂ライナはボール受部の鋳造前に
ボール部に装着されるが、装着後のボール部の取り扱い
を容易なものにするためには、かかる樹脂ライナがボー
ル部に対して緊密に嵌合し得るよう、かかる樹脂ライナ
をリング状に成形するのが好ましい。また、ボール受部
に埋め込まれた樹脂ライナがボール部に連れ回されて該
ボール受部内で回転してしまうと、かかる樹脂ライナが
ボール部ではなく、ボール受部と擦れて摩耗してしまう
ので、そのような観点からすれば、リング状に形成した
樹脂ライナの外周面にボール受部に対する回り止めを形
成するのが好ましい。

【００１７】更に、上記樹脂ライナはボール部と別個に
成形し、それを後からボール部に対して装着しても差支
えないが、労力及びコストの削減という観点からすれ
ば、ボール部を中子としてインサートした射出成形によ
って樹脂ライナをボール部の外周面に対して直接成形す
るのが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の球面軸受及びその製造方法を詳細に説明する。図１及
び図２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を包持するボール受部２０を有す
る外側部材としてのホルダ２とから構成され、上記ボー
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。

【００１９】上記ボールシャンク１はボール部１０とな
る真球度の高い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１
３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、被取付体を上記六角座面１２との間で挟持
固定し得るようになっている。

【００２０】一方、上記ホルダ２は、ボールシャンク１
のボール部１０を包持するボール受部２０と、かかるボ
ール受部２０をリンクに結合するための固定部２１とを
備え、これらボール受部２０と固定部２１とがアルミニ
ウム合金又は亜鉛合金のダイカスト鋳造により一体に成
形されている。上記ボール受部２０はボールシャンク１
のボール部１０が離脱することがないよう、かかるボー
ル部１０の略２／３を覆っており、このボール受部２０
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２２が形成されている。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。また、このホルダ２には上記シャンク１１と反対側
の位置に油溜まり２３が形成されており、かかる油溜ま
り２３は蓋部材２４によって閉塞されている。尚、上記
固定部２１には雌ねじ２５が形成されており、例えばリ
ンクを構成するロッド等の先端に形成された雄ねじを結
合できるようになっている。

【００２１】また、上記ホルダ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３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のボール受部２０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３０を形成している。ここで、上
記ブーツシール３のボールシャンク１側の端部３１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３２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い
る。

【００２２】前述のように、上記ホルダ２のボール受部
２０はアルミニウム合金又は亜鉛合金の鋳造によって成
形されており、ボールシャンク１のボール部１０と接す
る摺接面２２もこれら合金から形成されている。ボール
受部２０の摺接面２２とボール部１０の球面との間には
微小な隙間（例えば、０．１ｍｍ以下）が形成されてお
り、この隙間に対してボール受部２０の両側に配置した
シールポケット３０及び油溜まり２３から潤滑剤が流れ
込み、ボール部１０の球面とボール受部２０の摺接面２
２との間に油膜を形成するようになっている。これによ
り、この球面軸受では鋼球からなるボール部１０とやは
り金属からなるボール受部２０とが油膜潤滑された状態
で摺接し、ホルダ２に対するボールシャンク１の軽く滑
らかな運動を可能としている。

【００２３】ここで、ボール受部２０の摺接面２２とボ
ール部１０の球面とは略均一に接しているが、球面軸受
の使用態様によっては上記摺接面２２の局所に対して大
きな荷重が作用する。例えば、図３に示すように、ロッ
ド４の両端に対して一対の球面軸受を結合し、一方の球
面軸受のボールシャンク１から他方の球面軸受のボール
シャンク１に対して運動を伝達するコネクティングロッ
ドを構成した場合、ボールシャンク１のボール部１０の
回りにおける荷重分布は図４に示すようになる。つま
り、この使用態様ではホルダ２がロッド４によって押し
引きされ、それによって運動が伝達されることから、ロ
ッド４の長手方向に合致したボール部１０の最大直径の
周囲で摺接面２２に対して最大荷重が作用することにな
る。このように、ボール受部２０の摺接面２２の局所に
対して大きな荷重が作用すると、かかる摺接面２２とボ
ール部１０との接触面圧が高くなり、これらの間におけ
る油膜が破断してしまう懸念がある。仮にそのような事
態が生じた場合には、夫々金属から形成された摺接面２
２とボール部とが油膜を介さずに直接接触してしまうこ
とから、摺接面及びボール部の球面が損傷してしまい、
ボールシャンクの円滑な運動が損なわれる他、極端な場
合にはボール受部とボール部とが焼き付いてしまい、ボ
ールシャンクがホルダに対して運動不能になってしま
う。

【００２４】そこで、この球面軸受では、ホルダ２のボ
ール受部２０にボールシャンク１のボール部１０と摺接
するリング状の樹脂ライナ５を埋め込み、この樹脂ライ
ナ５による樹脂摺接面が金属摺接面と隙間なく連続して
ボール受部２０の摺接面２２を構成するようにした。こ
の樹脂ライナ５は例えばＰＥＥＫ材等から形成され、油
膜破断が生じ易いと考えられる摺接面２２内の局所に配
置される。従って、図３の使用例の如く使用する球面軸
受では、図１に示すように、ロッド４の長手方向に合致
したボール部１０の最大直径の周囲に配置される。尚、
ボール受部２０に対する樹脂ライナ５の埋め込み位置は
この例に限らず、ボール部１０と摺接面２２との接触面
圧の分布に応じて最適な位置に配置すれば良い。

【００２５】この樹脂ライナ５の内周面側に形成された
樹脂摺接面は金属摺接面と隙間なく隣接して一つの摺接
面２２を形成しており、後述するように射出成形によっ
てボール部に装着されている。従って、かかる樹脂ライ
ナ５は何らボール部１０に圧接しておらず、ボール部１
０は樹脂ライナ５によって締め付けられた状態にないの
で、ボールシャンク１は軽く滑らかに運動することがで
きるものである。また、ボール受部２０の摺接面２２に
対して局所的に大きな荷重が作用して、ボール部１０と
摺接面２２との間の油膜が破断するような事態が発生し
た場合であっても、前述の如く油膜が破断する可能性の
高い箇所には樹脂ライナ５を配置し、ボール部１０との
摺接を金属摺接面ではなく樹脂摺接面と行わせているの
で、ボール部１０の球面が損傷するのを防止することが
でき、ボール部１０とボール受部２０とが焼きつくとい
った最悪の事態をも回避することが可能となる。

【００２６】従って、このような油膜は破断時における
樹脂ライナ５の機能からすれば、かかる樹脂ライナ５を
成形する材料は耐摩耗性に優れ、ボール部１０と固体接
触を生じた場合であってもボールシャンク１の運動を阻
害しないよう、自己潤滑性を備えた材料であることが好
ましい。

【００２７】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。この実施例の球面軸受のホルダ
２はボールシャンク１のボール部１０を中子として鋳造
金型内にインサートしたダイカスト鋳造により製造され
る。このため、樹脂ライナ５をボール受部２０に埋め込
むに当たっては、先ず、かかる樹脂ライナ５をボール部
１０となる鋼球に対して装着する必要がある。図５及び
図６は鋼球に対して樹脂ライナを装着した状態を示す正
面図及び平面図である。この樹脂ライナ５はボール部１
０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の最大直径を覆うように該ボール部１
０に対して装着されている。また、樹脂ライナ５の外周
面には回り止めとなる突部５０が形成されており、後に
ダイカスト鋳造でこの樹脂ライナ５をホルダ２のボール
受部２０に埋め込んだ際に、かかる樹脂ライナ５がボー
ル受部２０に対して回転を生じるのを防止している。こ
の樹脂ライナ５は厚さ約０．５ｍｍに形成されており、
ボール受部２０とボール部１０との隙間（０．１ｍｍ以
下）よりも厚く形成されている。

【００２８】このような樹脂ライナ５はボール部１０と
別個にこれを成形し、ホルダ２のダイカスト鋳造に先立
ってボール部１０に装着するようにしても良い。但し、
樹脂ライナ５をボール部１０に装着する手間を考慮した
場合は、ボール部１０を中子としてインサートした射出
成形によって樹脂ライナ５を製作するのが好ましい。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５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５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５の内周
面がボール部１０の球面に略合致したものとなり、樹脂
ライナ５がボール部１０を締め付けるのを防止しつつ、
かかる樹脂ライナ５をボール部１０に対して確実に装着
してやることができる。

【００２９】次に、上記ホルダをダイカスト鋳造する。
このダイカスト鋳造に際しては、図７に示すように、上
下に分割された一対の鋳造金型６，７内に対して前工程
で樹脂ライナを装着したボール部１０を中子としてイン
サートし、この状態でアルミニウム合金又は亜鉛合金の
溶湯を金型内のキャビティ８に圧入する。このとき、イ
ンサートされたボール部１０は金型６，７に形成された
支持座６０，７０によって挟持され、金型内における位
置ずれが防止される。また、樹脂ライナ５はボール部１
０に装着された状態でキャビティ８内に位置し、ボール
部１０と接触する内周面を残し、かかるキャビティ８内
に注入された合金に覆われる。

【００３０】これにより、図８に示すように、ボール部
１０を上記合金でくるんだホルダ２が鋳造され、上記ボ
ール部は金型６，７の支持座６０，７０に対応する部位
でのみホルダ２のボール受部２０から露呈する。また、
ボール部１０に装着されていた樹脂ライナ５は鋳造され
たボール受部２０に埋め込まれた状態となり、かかるボ
ール受部２０に強固に固定される。ホルダ２の材質とし
て亜鉛合金を用いた場合の鋳造温度は４００℃以上であ
り、また、アルミニウム合金を用いた場合の鋳造温度は
６００℃以上であることから、かかる鋳造温度は樹脂ラ
イナ５の耐熱温度を遥かに上回っており、本来であれ
ば、０．５ｍｍと極めて薄く形成された樹脂ライナ５は
ホルダ２の鋳造の際に炭化してしまうと考えられる。し
かし、このようなダイカスト鋳造を用いた製造工程で
は、ボール部１０が樹脂ライナ５に比べて極めて大きな
熱容量を有していることから、ボール部１０が鋳造合金
の溶湯から樹脂ライナ５に流入した熱エネルギを奪い取
る役割を果たし、かかる樹脂ライナ５の炭化が防止され
る。従って、樹脂ライナ５はボール受部２０と接する外
周面側は該ボール受部２０に対して焼きついてしまう
が、ボール部１０と接する内周面側は炭化することなく
残存し、ボール部１０との樹脂摺接面を形成する。ま
た、ダイカスト鋳造は鋳造合金の溶湯を高圧で素早くキ
ャビティ８内に注入するものであり、溶湯の注入からホ
ルダ２の取り出し迄の時間が５〜１０秒と極めて短い。
従って、この点においてもホルダ２の鋳造時における樹
脂ライナ５の炭化が防止されているものと考えられる。

【００３１】次に、ホルダ２のボール受部２０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９に
示すように、ホルダ２のボール受部２０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で圧接させると共に、ホルダ２及びシャンク１１の
夫々に電極を当接させ、これら電極の間に所定の溶接電
流を通電して行われる。ホルダ２のボール受部２０は前
工程においてこれを鋳造した際にボール部１０に密着し
ていることから、このようにホルダ２を介して間接的に
ボール部１０に溶接電流を通電しても、ボール受部２０
とボール部１０との境界部における通電抵抗は極めて小
さく、ボール受部２０とボール部１０とを溶着させるこ
となく、シャンク１１をボール部１０に接合することが
できる。また、樹脂ライナ５はボール部１０の球面の一
部のみを覆っていることから、ボール受部２０からボー
ル部１０に対して溶接電流を通電する際の妨げとはなら
ない。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、ボール部１０がホルダ２のボール受部２０
に包持されたボールシャンク１が完成する。

【００３２】この後、ホルダ２あるいはボールシャンク
１に外力を作用させ、未だ互いに密着したままのボール
受部２０とボール部１０との間に微小な隙間を形成す
る。かかる外力の作用のさせ方としては、例えばボール
受部２０の外周を軽く叩いたり又はボールシャンク１を
その軸方向に軽く叩いたりし、ボール部１０に軽い衝撃
を与えればよい。これにより、ボールシャンク１のボー
ル部１０がホルダ２のボール受部２０に対して自在に摺
接するようになり、ボールシャンク１とホルダ２とが揺
動又は回転運動自在に連結した状態となる。

【００３３】このとき、ボール受部２０の金属摺接面と
ボール部１０との間には塑性変形によって微少隙間が形
成されるが、樹脂ライナ５は弾性変形することから、か
かる樹脂ライナ５は依然としてボール部１０に密着した
状態にある。このため、ボールシャンク１は無負荷状態
においてもホルダ２に対してガタつくことは一切ない。

【００３４】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ことにより、本実施例の球面軸
受は完成する。

【００３５】図１０は樹脂ライナ５の他の例を示す正面
図である。前述の如く、前記ホルダ２はボール部１０を
中子として鋳造金型６，７内にインサートしたダイカス
ト鋳造によって製作される。樹脂ライナ５はダイカスト
鋳造の前にボール部１０に装着されていることから、ボ
ール部１０と共に鋳造金型６，７内にインサートされる
ことになる。また、図８に示されるように、ホルダ２の
鋳造がなされた後は、樹脂ライナ５はボール１０との接
触面を除いてホルダ２に覆われている。従って、図５及
び図６に示したように単にリング状に形成された樹脂ラ
イナ５は、ダイカスト鋳造時、ボール部１０には接して
いるものの、鋳造金型６，７には何ら接していないこと
になる。このため、鋳造合金の溶湯を高圧で素早くキャ
ビティ８内に注入すると、樹脂ライナ５がボール部１０
に対して変位してしまう恐れがあり、仮にそのような事
態が生じた場合には、かかる樹脂ライナ５をホルダ２の
ボール受部２０の所定の位置に埋め込むことが不可能と
なってしまう。

【００３６】そこで、図１０に示す樹脂ライナ５Ａには
ボール部１０を取り巻くリング部５３から下方へ突出す
る脚部５４を複数設け、ボール部１０を鋳造金型６，７
内にセットした際に、上記脚部５４が鋳造金型７の支持
座７０の縁部に当接するようにした。これにより、鋳造
金型６，７内にインサートされた樹脂ライナ５Ａはボー
ル部１０が支持座７０にセットされれば一定の姿勢に保
持されることになり、高圧の溶湯がキャビティ８内に勢
い良く注入されても、ボール部１０に対して装着された
姿勢を維持する。従って、図１０に示す樹脂ライナ５Ａ
を用いれば、かかる樹脂ライナ５Ａを常にホルダ２のボ
ール受部２０の所定の位置に埋め込むことができるもの
である。尚、図１０中における符号５０は図５に示した
樹脂ライナ５と同じく回り止め用の突部である。また、
上記脚部５４は必ずしもリング部５３から下方へ突出す
る必要はなく、上方へ向けて突出して鋳造金型６の支持
座６０の縁部に当接するものであっても良い。

【００３７】上記第１実施例では本発明の内側部材とし
てシャンクの先端にボール部が一体に接合されたボール
シャンクを示したが、他の例としては、ボール部に対し
て貫通孔を形成し、この貫通孔を利用してロッド等をボ
ール部に対して固定するものであっても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の球面
軸受及びその製造方法によれば、外側部材のボール受部
が内側部材のボール部を離脱不能に包持する金属摺接面
を具備する他、樹脂摺接面を形成する樹脂ライナを具備
しており、これら金属摺接面と樹脂摺接面とが隙間なく
隣接してボール部を包持する摺接面を形成しているの
で、これらの摺接面とボール部との間に形成された微小
隙間を油膜によって潤滑することにより、内側部材と外
側部材との軽く且つ円滑な揺動及び回転運動を得ること
が可能となる。また、ボール部とボール受部との間で接
触面圧がより高い領域に対して樹脂ライナを配置するこ
とにより、仮にボール部とボール受部との間で油膜切れ
が生じても、ボール部が金属摺接面ではなく樹脂摺接面
と固体接触を生じるので、ボール部の偏摩耗や、ボール
部とボール受部とが焼きつくのを防止することが可能と
なり長期にわたって内側部材の良好な揺動及び回転運動
を得ることが可能となる。

【００３９】また、樹脂ライナの樹脂摺接面はボール部
に対して隙間なく接触しているので、ボール部と金属摺
接面との間に極微少な隙間が存在する場合であっても、
内側部材と外側部材とのガタつきを完全に排除すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される球面軸受の第１実施例を
示す断面図である。

【図２】 第１実施例に係る球面軸受を示す側面図であ
る。

【図３】 第１実施例に係る球面軸受の使用例を示す斜
視図である。

【図４】 図３の使用例においてボールシャンクのボー
ル部の周囲における荷重分布を示した図である。

【図５】 第１実施例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６】 第１実施例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平面図
である。

【図７】 第１実施例に係る球面軸受の製造方法におい
て、ボール部を中子としてホルダを鋳造する様子を示す
断面図である。

【図８】 第１実施例に係る球面軸受の製造方法におい
て、鋳造されたホルダを示す断面図である。

【図９】 第１実施例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
接する様子を示す断面図である。

【図１０】 樹脂ライナの形状の他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ボールシャンク（内側部材）、２…ホルダ（外側部
材）、５…樹脂ライナ、１０…ボール部、２０…ボール
受部、２２…摺接面

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/20 Ｆ１６Ｃ 33/20 Ｚ (72)発明者 高橋 邦久 東京都品川区西五反田３丁目11番６号、テ イエチケー株式会社内 (72)発明者 村田 智純 東京都品川区西五反田３丁目11番６号、テ イエチケー株式会社内 (72)発明者 榮 孝司 山形県東根市大字東根甲5600、テイエチケ ー株式会社山形工場内 (72)発明者 寺町 光博 山口県厚狭郡山陽町山野井1173、テイエチ ケー株式会社山口工場内 (72)発明者 山本 剛 山口県厚狭郡山陽町山野井1173、テイエチ ケー株式会社山口工場内 (72)発明者 森田 文明 山口県厚狭郡山陽町山野井1173、テイエチ ケー株式会社山口工場内 Ｆターム(参考） 3J011 AA06 BA10 DA01 DA02 JA02 KA08 MA02 MA12 QA01 SB04 SB05 SC01 3J012 AB01 AB12 AB20 BB03 FB04 GB10 HB01 3J105 AB31 AB41 AB49 CA40 CB01 CC23 CD04 CE02 CE03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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するボール受部を有して該内側部
   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、 上記外側部材のボール受部が、内側部材のボール部と摺
   接すると共に該ボール部を離脱不能に包持する凹球面状
   の金属摺接面を具備した球面軸受において、 上記ボール受部には内側部材のボール部と摺接する樹脂
   ライナを埋め込み、この樹脂ライナによる樹脂摺接面と
   上記金属摺接面とが隙間なく隣接して受部側摺接面を構
   成することを特徴とする球面軸受。
2. 【請求項２】 上記樹脂ライナは内側部材のボール部と
   外側部材のボール受部との接触面圧が高い領域に対応し
   て配置されていることを特徴とする請求項１記載の球面
   軸受。
3. 【請求項３】 上記樹脂摺接面は周囲を金属摺接面に取
   り囲まれていることを特徴とする請求項２記載の球面軸
   受。
4. 【請求項４】 上記外側部材のボール受部は内側部材の
   ボール部を中子とした鋳造によって一体的に成形されて
   いることを特徴とする請求項１記載の球面軸受。
5. 【請求項５】 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するボール受部を有して該内側部
   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
   部材とを備えた球面軸受の製造方法であって、 上記外側部材のボール部と緊密に接触する樹脂ライナを
   該球状部材に装着する第１工程と、 上記樹脂ライナが装着されたボール部を鋳造金型内にイ
   ンサートし、上記樹脂ライナを覆うボール受部をダイカ
   スト鋳造する第２工程と、 上記ボール部又はボール受部に外力を付与してこれらボ
   ール部とボール受部との間に隙間を形成し、かかるボー
   ル部とボール受部との相対的な回転を可能にする第三工
   程とから構成されることを特徴とする球面軸受の製造方
   法。
6. 【請求項６】 上記樹脂ライナはリング状に形成される
   と共に、その外周面には回り止めが形成されていること
   を特徴とする請求項５記載の球面軸受の製造方法。
7. 【請求項７】 上記樹脂ライナには、ダイカスト鋳造時
   に鋳造金型に接触し、ボールに対する該樹脂ライナの装
   着状態を維持する脚部が設けられていることを特徴とす
   る請求項６記載の球面軸受の製造方法。
8. 【請求項８】 上記樹脂ライナはボール部を中子として
   インサートした射出成形によって該ボール部に装着され
   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。