專利名稱：球面軸承的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及主要用于汽車懸架連桿部、轉(zhuǎn)向部、聯(lián)合收割機的切刀驅(qū)動部等的聯(lián)桿(リンク)運動機構(gòu)等的球面軸承，該球面軸承備有內(nèi)側(cè)部件和外側(cè)部件，內(nèi)側(cè)部件具有作為連桿機構(gòu)擺動中心的球部，外側(cè)部件包持著內(nèi)側(cè)部件，內(nèi)側(cè)部件和外側(cè)部件可相對擺動或旋轉(zhuǎn)地連接著。
背景技術：
通常，這種球面軸承備有內(nèi)側(cè)部件和外側(cè)部件，內(nèi)側(cè)部件具有球部，外側(cè)部件包持著內(nèi)側(cè)部件的球部，并能相對擺動或旋轉(zhuǎn)地與內(nèi)側(cè)部件連接著。即使對內(nèi)側(cè)部件作用了載荷時，外側(cè)部件也必須抵抗該載荷，不致脫離地包住球部。為此，在球面軸承中，采用何種構(gòu)造將上述球部封入外側(cè)部件的內(nèi)部，并且，如何確保內(nèi)側(cè)部件與外側(cè)部件的相對的自由擺動旋轉(zhuǎn)運動，是需要解決的問題。
已往采用的一種球面軸承是這樣制造的準備好作為外側(cè)部件的金屬制外殼，該金屬制外殼具有比球部的直徑大的凹部，把被具有自身潤滑性的樹脂片包住的內(nèi)側(cè)部件的球部，壓入該外殼內(nèi)(日本特開昭57-79320號公報、實開昭63-188230號公報、特開平5-26225號公報、特開平7-190066號公報等)。該球面軸承中，包住球部的樹脂片在該球部與外殼之間被壓潰而產(chǎn)生彈性變形，所以，消除了球部與樹脂片之間的間隙，球部可以不晃蕩地在外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)。另外，由于球部只與樹脂片滑接，所以，即使長期使用該球面軸承，球部也不產(chǎn)生偏磨耗等的問題。
但是，另一方面，這種把樹脂片挾入球部與外殼之間的外側(cè)部件中，由于樹脂片是在被壓縮的狀態(tài)與球部相接著，所以，球部的動作比較重，采用該球面軸構(gòu)成連桿機構(gòu)時，不容易得到靈活輕便的動作。另外，由于樹脂片緊固著球部的球面，所以，長期使用后，樹脂片容易磨耗，該磨耗加劇時，在外側(cè)部件與球部之間容易產(chǎn)生晃蕩。另外，有大的荷載作用時，樹脂片產(chǎn)生彈性變形，所以，該荷載作用在球面軸承上時，球部容易脫離外側(cè)部件。
另外，作為另一種球面軸承構(gòu)造，是將球部作為型芯，鑄造外側(cè)部件，這樣，將球部直接封入外側(cè)部件內(nèi)(日本特開昭48-19940號公報)。該球面軸承中，先把由氟樹脂等構(gòu)成的低摩擦系數(shù)的樹脂襯套(厚度約0.5mm)覆蓋在球部上，把球部和樹脂襯套一起放進模具內(nèi)后，用鋅合金或鋁合金壓鑄鑄造外側(cè)部件，鑄造成的外側(cè)部件通過樹脂襯套包持住球部。該構(gòu)造中，可以在完全消除了球部、樹脂襯套、外側(cè)部件三者間的間隙的狀態(tài)，把球部封入外側(cè)部件的內(nèi)部，而且，樹脂襯套的材料，是選擇具有自身潤滑性的材料，這樣，也能適合于不供油的使用用途。
但是，把被樹脂襯套覆蓋了的球部作為型芯，壓鑄鑄造外側(cè)部件時，鑄造后的外側(cè)部件產(chǎn)生鑄縮，通過樹脂襯套緊固球部，所以，如果只是鑄造外側(cè)部件，球部不能相對于該外側(cè)部件及樹脂襯套自由旋轉(zhuǎn)。
為此，在日本特開昭48-19940號揭示的球面軸承中，壓鑄鑄造了外側(cè)部件后，對該外側(cè)部件或球部作用外力，使外側(cè)部件產(chǎn)生塑性變形，這樣，在球部與樹脂襯套之間產(chǎn)生微小的間隙，確保球部的自由旋轉(zhuǎn)。
但是，為了在球部與樹脂襯套之間形成適度大小的間隙而調(diào)節(jié)作用在外側(cè)部件或球部上的外力是難以進行的。即，如果外力過小，則不能形成充分的間隙，球部和外側(cè)部件依然緊密地接觸，球部相對于外側(cè)部件的運動比較重。如果外力過大，則間隙過大，球部會相對于外側(cè)部件晃蕩。另外，球部和樹脂襯套之間即使有一點點晃蕩，長期使用后，球部與樹脂襯套之間的間隙變大，用于連桿機構(gòu)時，在內(nèi)側(cè)部件與外側(cè)部件之間不能正確地傳遞運動和力。
另外，這種球面軸承中，為了防止稍稍的振動引起內(nèi)側(cè)部件對外側(cè)部件的擺動，如果能根據(jù)使用用途，調(diào)節(jié)內(nèi)側(cè)部件相對于外側(cè)部件的運動的輕便性，即，某種程度地調(diào)節(jié)預壓，則將很便利。但是，使外側(cè)部件產(chǎn)生塑性變形，在樹脂襯套與球部之間形成間隙的方法中，微妙地調(diào)節(jié)該間隙的大小是很困難的，要調(diào)節(jié)樹脂襯套對球部的緊固力、即調(diào)節(jié)預壓是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的是提供球面軸承的制造方法，該球面軸承的制造方法，是用簡易的方法，可以使球部相對于鑄造后的外側(cè)部件靈活地旋轉(zhuǎn)，并且，可以完全消除球部與樹脂襯套之間的間隙，可以長期地保持球部和樹脂襯套的良好滑接狀態(tài)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的球面軸承的制造方法中，先將作為內(nèi)側(cè)部件的金屬球部作為型芯插入模具內(nèi)，在該狀態(tài)下進行注射模塑成形，形成覆蓋球部的樹脂襯套。由于樹脂襯套是將球部作為型芯成形的，所以，在樹脂襯套與球部之間沒有間隙，在樹脂襯套上復制出球部的球面。因此，如果球部是采用球度高的軸承用鋼球，則在樹脂襯套上可形成鏡面狀的良好滑接面，該滑接面可以與球部緊密接觸。另外，如果覆蓋著球部赤道地成形樹脂襯套，則可防止成形后的樹脂襯套與球部分離，在以后的制造工序中，可以將球部和樹脂襯套作為一個整體進行處理。
接著，把裝有樹脂襯套的球部作為型芯插入模具內(nèi)，鑄造從外側(cè)覆蓋樹脂襯套的外側(cè)部件。為了提高制造的球面軸承的尺寸精度，該鑄造最好采用高壓鑄造。另外，從大量生產(chǎn)的觀點考慮，最好采用作業(yè)周期時間短的壓鑄鑄造。鑄造所用的合金，可以是鋅合金、鋁合金、鎂合金、鈦合金等。如果是作為汽車的懸架系統(tǒng)構(gòu)造等腳周圍部件使用的球面軸承，從輕量化的觀點考慮，最好使用鋁合金、鎂合金等。
這樣地鑄造了外側(cè)部件后，樹脂襯套緊固著球部，球部很難相對于樹脂襯套自由旋轉(zhuǎn)。即，由于樹脂襯套是將球部作為型芯用注射模塑成形裝在該球部上的，所以，在注射模塑成形后產(chǎn)生收縮，該收縮將球部緊固，另外，外側(cè)部件在鑄造后也產(chǎn)生鑄縮，將樹脂襯套朝著球部夾緊，結(jié)果，球部成為與樹脂襯套過度壓接的狀態(tài)。這樣，在鑄造了外側(cè)部件后，球部相對于樹脂襯套的旋轉(zhuǎn)受到阻礙。
為此，本發(fā)明的方法中，在鑄造了外側(cè)部件后，通過內(nèi)側(cè)部件的球部，對覆蓋該球部的樹脂襯套進行加熱。該樹脂襯套包持著球部，與其緊密地接觸著，所以，對球部加熱時，其熱能傳遞到樹脂襯套，樹脂襯套也被加熱到一定程度溫度。這時，樹脂襯套升溫，被加熱到?；瘻囟萒g附近的溫度時，該樹脂襯套的彎曲彈性率等機械強度漸漸降低，所以，樹脂襯套按照球部的大小和形狀變形，在所述加熱后，樹脂襯套冷卻，樹脂襯套對球部的緊固力就減輕。另外，由于被加熱了的球部膨脹，該球部將樹脂襯套擴開，這樣，在球部冷卻后，也能使樹脂襯套的緊固力趨于減輕。
因此，在外側(cè)部件的鑄造后，通過球部對樹脂襯套加熱，可以緩和樹脂襯套對球部的緊固力，可以使球部相對于樹脂襯套靈活地旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該方法，雖然球部可相對于樹脂襯套旋轉(zhuǎn)，但是，兩者之間不形成任何間隙，所以，可以完全消除球部相對于外側(cè)部件的晃蕩，即使長期使用，也能在外側(cè)部件與內(nèi)側(cè)部件之間高精度地進行荷載的傳遞及運動的傳遞。另外，在外側(cè)部件的鑄造后，只要對球部進行加熱，就可以實現(xiàn)球部的靈活的旋轉(zhuǎn)，所以，可以極簡便地實施，也適合于各制造工序的自動化和大量生產(chǎn)。
在最后工序，通過球部加熱樹脂襯套時，雖然只要加熱球部即可，但是，也可以同時對球部施加外力，將球部在彈性變形區(qū)域內(nèi)壓潰(押し潰す)。這樣，在樹脂襯套加熱的同時對球部加壓，將球部壓潰，彈性變形了的球部將樹脂襯套朝著外側(cè)部件加壓，所以，增加了將樹脂襯套擴開的效果，更加有效地減輕樹脂襯套對球部的緊固力。
本發(fā)明的方法中，樹脂襯套的材質(zhì)可以使用聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺(ポリアミドイミド)、聚醚亞胺、聚醚酮酮(ポリエ一テルケトンケトン)、聚酮、聚醚砜、液晶聚合物、多芳基醚酮、聚苯撐亞硫酸鹽(ポリフエニレンサルフアイド)、氟樹脂、聚酰胺等。另外，在最后工序中，樹脂襯套的加熱溫度根據(jù)所選擇的材質(zhì)決定，從除去樹脂襯套對球部的緊固力的觀點考慮，最好將樹脂襯套加熱到超過材料的?；瘻囟鹊臏囟?。
另外，通過球部對樹脂襯套加熱的方法，也可以在外側(cè)部件的鑄造后，獨立地設置加熱球部的工序。例如，在外側(cè)部件的鑄造后，將柄接合在球部上完成內(nèi)側(cè)部件時，用電阻焊將該柄接合在球部上，直接利用焊接時產(chǎn)生的熱將樹脂襯套加熱，用一個工序，實施該樹脂襯套緊固力的去除和柄對球部的接合。


圖1是表示用本發(fā)明方法制造的球面軸承之第1實施例的正面斷面圖。
圖2是表示在第1實施例的球面軸承制造方法中，把樹脂襯套裝在球部上狀態(tài)的正面圖。
圖3是表示在第1實施例的球面軸承制造方法中，把球部作為型芯鑄造保持座時的斷面圖。
圖4是表示在第1實施例的球面軸承制造方法中，鑄造成的保持座的正面斷面圖。
圖5是表示在第1實施例的球面軸承制造方法中，把柄焊接在被保持座包持著的球部上時的正面斷面圖。
圖6是表示在第1實施例的球面軸承制造方法中，把柄焊接到球部上后的正面斷面圖。
圖7(a)是表示對注射模塑成形了樹脂襯套后的球部作用的緊固力的圖。
圖7(b)是表示對鑄造了保持座后的球部作用的緊固力的圖。
圖7(c)是表示除去上述緊固力的工序的圖。
圖8是表示用本發(fā)明方法制造的球面軸承之第2實施例的正面斷面圖。
圖9是表示在第2實施例的球面軸承制造方法中，外輪鑄造后對內(nèi)輪加熱的工序的正面斷面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的球面軸承。
圖1表示采用本發(fā)明的球面軸承的第1實施例。該球面軸承由球柄1和保持座2構(gòu)成。球柄1作為內(nèi)側(cè)部件，在其前端備有球部。保持座2作為外側(cè)部件，具有包持該球柄1的球部10的球承接部20。上述球柄1和保持座2可相對擺動或轉(zhuǎn)動地連接著。
上述球柄1，是將桿狀的柄11焊接在作為球部10的球度高的軸承用鋼球上而形成的。在該柄11的根部，形成了用于固定連桿等被安裝體的六角座面12。在該柄11的前端形成了陽螺紋13，將螺母螺合在該陽螺紋13上，可以將被安裝體挾持固定在與上述六角座面12之間。
上述保持座2備有球承接部20和固定部21。球承接部20包持著球柄1的球部10。固定部21用于把該球承接部20結(jié)合在連桿上。該球承接部20和固定部21是用鋁合金或鋅合金的壓鑄鑄造一體成形的。在球承接部20內(nèi)埋入了環(huán)狀的樹脂襯套3，該樹脂襯套3包持著球部10的球面，球柄1的球部10只與該樹脂襯套3接觸。樹脂襯套3的厚度為1mm左右，為了不與球部10分離，覆蓋著包含球部10的赤道的約2/3的球面，在該樹脂襯套3的內(nèi)側(cè)，形成了與球部10的球面略吻合的凹球面狀滑接面30。這樣，球柄1以球部10為擺動中心，可相對于保持座2自由擺動或轉(zhuǎn)動。在固定部21上形成了陰螺紋(圖未示)，例如，可以與構(gòu)成連桿的桿等前端的陽螺紋結(jié)合。
在保持座2的球承接部20上，朝相反的方向形成了使球部10露出的一對開口22、23。上述柄11通過一方的開口22與球部10接合。在另一方開口23上安裝著蓋部件24，該蓋部件24的內(nèi)側(cè)作為存油部25。在這些開口部22、23的周緣與球部10之間，樹脂襯套3的一部分露出，構(gòu)成球承接部20的合金不直接接觸球部10。另外，各開口部22、23的周緣被樹脂襯套3的端面覆蓋著，球承接部20將樹脂襯套3牢固地抱入。
形成在保持座2的球承接部20上的各開口部22、23的內(nèi)徑，比球柄1的球部10的直徑稍小。如前所述，樹脂襯套3覆蓋著包含球部10赤道的約2/3的球面，并且，樹脂襯套3被球承接部20抱入，所以，球部10應該不會從保持座2的球承接部20脫出。但是，當過大的軸方向載荷作用在球柄1上時，將樹脂襯套3壓潰，球部10就可能會脫離球承接部20。為此，為了在樹脂即使被壓潰時球部10也不脫離球承接部20，把各開口部22、23的內(nèi)徑設定為稍小于或等于球部10的直徑。
另外，在保持座2的外周緣與球柄1的柄11之間，安裝著橡膠套密封4，防止塵埃、垃圾等侵入球柄1的球部10與保持座2的球承接部20的間隙內(nèi)，另外，形成了收容潤滑脂等潤滑劑的密封口袋40。上述橡膠套密封4的靠球柄1一側(cè)的端部41，借助其彈性與柄11密接，靠保持座2一側(cè)的端部42，借助卡止環(huán)挾入在與保持座2的外周緣之間，即使球柄1擺動或轉(zhuǎn)動也不會脫落。
下面，說明該實施例的球面軸承的具體制造方法。
該實施例的球面軸承的保持座2，是把球柄1的球部10作為型芯，插入鑄造模具內(nèi)，用壓鑄鑄造制成的。為此，在把樹脂襯套3埋入球承接部20內(nèi)時，首先必須將樹脂襯套3裝在作為球部10的軸承用鋼球上。圖2是表示將樹脂襯套3裝在了鋼球上狀態(tài)的正面圖。該樹脂襯套3形成為環(huán)狀，具有與球部10的外徑匹配的內(nèi)徑，覆蓋著球部10的赤道地裝在該球部10上。該樹脂襯套3是采用?；瘻囟葹?51℃、融點為343℃的聚醚醚酮(ビクトレツクス社制/商品名PEEK)，厚度為1.0mm左右。
該樹脂襯套3，是把球部10作為芯子插入模具內(nèi)用注射模塑成形法制成的，直接裝在球部上。即，在把作為球部10的鋼球放入模具內(nèi)的狀態(tài)，進行合成樹脂的注射模塑成形，用一個工序進行樹脂襯套3的成形和往球部10上的安裝。這樣地進行樹脂襯套3的成形，可以省掉往球部10上安裝的麻煩，另外，樹脂襯套3的內(nèi)周面與球部10的球面吻合，可切實地將樹脂襯套3裝在球部10上。
接著，用壓鑄法鑄造保持座2。在該壓鑄鑄造時，如圖3所示，把在前一工序中安裝了樹脂襯套3的球部10作為型芯，插入上下分割的一對鑄造模具5、6內(nèi)，在該狀態(tài)，將鋁合金或鋅合金的融溶金屬液壓入模具內(nèi)的模腔7。這時，被插入的球部10，由形成在模具5、6上的圓柱狀支承座50、60挾持著，防止在模具內(nèi)錯位。另外，支承座50、60不僅挾住球部10，也上下地挾住樹脂襯套3，這樣，樹脂襯套3在被裝在球部10上的狀態(tài)固定在模腔7內(nèi)，除了與球部10接觸的內(nèi)周面以外，其余部分被注入模腔7內(nèi)的合金覆蓋著。
這樣，如圖4所示，鑄造成了由上述合金包住球部10的保持座2。在鑄造成的保持座2上，在與模具5、6的支承座50、60對應的部位，形成了開口部22、23，球部10只從這些開口部22、23露出。另外，裝在球部10上的樹脂襯套3，被埋入在鑄造成的球承接部20內(nèi)，牢固地固定在該球承接部20上。由于模具5、6的支承座50、60從上下挾入樹脂襯套3，所以，壓鑄鑄造成的球承接部20不接觸球部10。另外，壓鑄鑄造成的球承接部20，被樹脂襯套3的端面的一部分覆蓋，該球承接部20將樹脂襯套3抱入。這樣，樹脂襯套3牢固地與球承接部20成一體化。
保持座2的材質(zhì)為鋅合金時，鑄造溫度大于或等于400℃，保持座2的材質(zhì)為鋁合金時，鑄造溫度大于或等于600℃，由此，該鑄造溫度遠遠大于或等于樹脂襯套3的耐熱溫度，所以，約1mm厚的極薄樹脂襯套3在保持座2的鑄造時會碳化。但是，在采用該壓鑄鑄造的制造工序中，球部10與樹脂襯套3相比具有極大的熱容量，所以，球部10起到了從鑄造合金的融溶金屬液中奪取流入樹脂襯套3的熱能的作用，防止樹脂襯套3的碳化。因此，雖然樹脂襯套3的與球承接部20相接的外周側(cè)面，燒結(jié)在該球承接部20上，但是，與球部10相接的內(nèi)周側(cè)面不碳化，形成與球部10的滑接面。另外，壓鑄鑄造是用高壓迅速地將鑄造合金的融溶金屬液注入模腔8內(nèi)，從融溶金屬液的注入到保持座2的取出為止的作業(yè)周期時間僅為短短的5～10秒。因此，在這一點上，也能防止保持座2鑄造時樹脂襯套5的碳化。另外，為了切實地保護樹脂襯套3的與球部10的滑接面30，在壓鑄鑄造后，最好把從模具5、6中取出的保持座2立即水冷，除去鑄造后的保持座2所具有的余熱。
接著，把柄11焊接到被保持座2的球承接部20包持著的球部10上。該焊接是采用凸焊，如圖5所示，用預定的壓力F，把柄11的端面壓接在通過球承接部20的開口部22露出的球部10的球面上，另一方面，使電極8與通過開口部23露出的球部10的球面相接，在柄11和電極8中通過焊接電流。當電極8與球部10之間存在著大的通電電阻時，球部10的與電極相接部位溶融，在電極8上形成沿著球部10球面的凹面座80，緊密地與球部10的球面面接觸。當球直徑為15.875mm、柄的前端直徑為10mm時，把柄11壓接在球部10上的力F為5880N(600kgf)左右。
該凸焊結(jié)束后，如圖6所示，完成了球部10被保持座2的球承接部20包持著的球柄1。
該柄11和球部10的焊接，同時也產(chǎn)生了除去樹脂襯套3對球部10的緊固力的效果。本發(fā)明的制造方法中，是先用注射模塑成形把樹脂襯套3裝在球部10上，在注射模塑成形結(jié)束后，樹脂襯套3收縮，如圖7(a)所示，球被樹脂襯套3緊固，在樹脂襯套3上作用著沿球部球面的張拉力。另外，用壓鑄鑄造成形保持座2時，如圖7(b)所示，鑄造后的收縮(鑄縮)使得保持座2從樹脂襯套3的外側(cè)將球部10緊固。因此，在鑄造了保持座2后，球部10被樹脂襯套3強力地緊固，這時，球部3不能相對于樹脂襯套3及保持座2的球承接部20旋轉(zhuǎn)，即使能旋轉(zhuǎn)，其動作也很不理想。
但是，如圖7(c)所示，在保持座2的鑄造后，通過對球部10加熱，與該球部10相接的樹脂襯套3的溫度上升到大于或等于玻化溫度Tg時，形成樹脂襯套3的樹脂材料本身的物性值開始變化，彎曲彈性率和剪切彈性率漸漸降低，所以，該樹脂襯套3按照球部10的大小變形。這時，球部10本身也產(chǎn)生熱膨脹，其直徑比常溫時稍稍增大，所以，球部10稍稍膨脹而將樹脂襯套3擴開。這樣，可以減輕或除去樹脂襯套3對球部10的緊固力，球部10可相對于樹脂襯套3自由旋轉(zhuǎn)。
把柄11焊接到球部10上時，該焊接部位被加熱到約1200℃，與球部10相接的樹脂襯套3也被加熱到大于或等于?；瘻囟萒g的溫度。因此，在保持座2的鑄造后，把柄11焊接到球部10上時，在焊接過程中，夾緊著球部10的樹脂襯套3按照球部10的形狀變形，可以減輕或除去樹脂襯套3對球部10的緊固力。即，上述的制造方法中，通過把柄11焊接到球部10上，可以使球部10相對于與保持座2的球承接部20一體化的樹脂襯套3自由旋轉(zhuǎn)。
這時，球部10與樹脂襯套3雖然無間隙地接觸，但是，該接觸是不產(chǎn)生任何應力的理想的接觸狀態(tài)，所以，球柄1能夠以球部10為中心極順暢地進行相對于保持座2的擺動運動，或者進行繞柄11的軸的旋轉(zhuǎn)運動。而且，由于可完全消除樹脂襯套3與球部10之間的間隙，所以，不產(chǎn)生球柄1對保持座2的晃蕩，即使長時期地使用也能保持其性能。
另外，在把柄11凸焊到球部10上的焊接工序中，用加壓力F將柄11壓接在球部10上，這樣也有利于減輕或除去樹脂襯套的緊固力。即，該加壓力F使得球部10在柄11與電極8之間稍稍被壓潰，在焊接中，與加壓方向直交方向的直徑稍稍增大。這樣，球部10本身把被加熱到大于或等于玻化溫度Tg的樹脂襯套3，朝著保持座2的球承接部20擠壓，促進樹脂襯套3的變形。因此，在對球部10加熱的同時，如果又對球部10加壓，則可以更有效地減輕或除去樹脂襯套3對球部10的緊固力，可以使球部10相對于樹脂襯套3自由地旋轉(zhuǎn)，使球部10相對于球柄1的保持座2靈活地擺動。
最后，把上述的橡膠套密封3安裝在柄10與保持座2的外周緣之間，在形成了該橡膠套密封3的密封口袋30內(nèi)充填潤滑脂等的潤滑劑，就完成了本實施例的球面軸承。
在實際制造本發(fā)明的球面軸承時，實施了使球柄相對于保持座反復擺動的耐久試驗。使用的球面軸承的球部的直徑是19.05mm，擺動運動的反復頻率是13Hz。在不埋入樹脂襯套地壓鑄鑄造保持座的已往的球面軸承(日本特開平62-288716號公報)中，經(jīng)過一個小時，保持座的球承接部和球柄的球部，產(chǎn)生了燒結(jié)。而使球部只與樹脂襯套滑接的本發(fā)明球面軸承中，經(jīng)過了216小時(9天)，在球部與樹脂襯套之間也不產(chǎn)生間隙，球柄也不相對于保持座晃蕩。
圖8是表示用本發(fā)明的方法制造的球面軸承的第2實施例的斷面圖。
該球面軸承，由作為外側(cè)部件的外輪101、作為內(nèi)側(cè)部件的內(nèi)輪102、和夾在內(nèi)輪102與外輪101之間的樹脂襯套103構(gòu)成。內(nèi)輪102可相對于被外輪保持著的樹脂襯套103自由擺動或轉(zhuǎn)動。內(nèi)輪102形成為環(huán)形，具有供連桿機構(gòu)的桿104插入的貫通孔105，外周面106被加工成為與樹脂襯套3滑接的凸狀球面。樹脂襯套與第1實施例相同，使用聚醚醚酮，其厚度為1.0mm。
該第2實施例的球面軸承的制造方法，也與第1實施例的球面軸承制造方法略相同。首先把內(nèi)輪102作為型芯插入模具內(nèi)，進行樹脂襯套103的注射模塑成形，把該樹脂襯套103裝在內(nèi)輪102的球面106上。接著，把裝有樹脂襯套103的內(nèi)輪102作為型芯插入模具內(nèi)，在該狀態(tài)，將鋁合金或鋅合金的融溶金屬液壓入模具內(nèi)，進行外輪101的壓鑄鑄造。這樣，鑄造成由合金包住內(nèi)輪102的外輪101。這時，裝在內(nèi)輪102上的樹脂襯套103，其外周面燒結(jié)固定在鑄造成的外輪101上，與外輪101牢固地成為一體。
但是，樹脂襯套103在注射模塑成形后收縮，從外側(cè)緊固內(nèi)輪102，另外，鑄造成的外輪101也鑄縮，朝著內(nèi)輪102將樹脂襯套103緊固，所以，在該狀態(tài)，內(nèi)輪102不能相對于外輪101自由旋轉(zhuǎn)。
因此，為了減輕或除去樹脂襯套103對內(nèi)輪102的緊固力，與第1實施例的制造方法同樣地，必須在外輪101鑄造后，通過內(nèi)輪102對樹脂襯套103進行加熱。第2實施例的球面軸承中，如圖9所示，把與高頻交流電源107連接著的線圈108插入內(nèi)輪102的貫通孔105內(nèi)，用高頻加熱從貫通孔105的內(nèi)部將內(nèi)輪102加熱。內(nèi)輪102的加熱溫度約為1500～1600℃，加熱時間約為0.2～0.5sec。
這樣地對內(nèi)輪102加熱時，與內(nèi)輪102接觸著的樹脂襯套103也被加熱到大于或等于?；瘻囟萒g的溫度，所以，在加熱過程中，夾緊著內(nèi)輪102的樹脂襯套103按照內(nèi)輪102的形狀變形，可減輕或除去該樹脂襯套103對內(nèi)輪102的緊固力。這樣，內(nèi)輪102可相對于與外輪101一體化的樹脂襯套103自由旋轉(zhuǎn)，固定在內(nèi)輪102的貫通孔105桿104，可靈活地相對于外輪101以內(nèi)輪102為中心擺動或繞自身的軸旋轉(zhuǎn)運動。
這時，雖然內(nèi)輪102與樹脂襯套103之間沒有間隙地接觸著，但是，該接觸是不產(chǎn)生任何應力的理想接觸狀態(tài)，而且，樹脂襯套103與內(nèi)輪102之間的間隙完全消除，所以，內(nèi)輪102不相對于外輪晃蕩，即使長期使用也能保持其性能。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的球面軸承，用注射模塑成形把樹脂襯套裝在作為內(nèi)側(cè)部件的球部上，再覆蓋該樹脂襯套地鑄造外側(cè)部件，最后通過作為內(nèi)側(cè)部件的球部對覆蓋該球部的樹脂襯套進行加熱，這樣，可以減輕或除去樹脂襯套對球部的緊固力，可實現(xiàn)內(nèi)側(cè)部件相對于外側(cè)部件的靈活的擺動或轉(zhuǎn)動。而且，由于在球部與樹脂襯套之間不形成任何間隙，所以，可以完全消除內(nèi)側(cè)部件相對于外側(cè)部件的晃蕩，即使長期使用，也能在外側(cè)部件與內(nèi)側(cè)部件之間高精度地進行載荷的傳遞及運動的傳遞。另外，只要在外側(cè)部件鑄造后對球部進行加熱，就可以實現(xiàn)球部的靈活的旋轉(zhuǎn)，所以，可極為簡便地實施，也適合于各制造工序的自動化及大量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.球面軸承的制造方法，該球面軸承備有內(nèi)側(cè)部件和外側(cè)部件，內(nèi)側(cè)部件具有金屬球部，外側(cè)部件具有包持該內(nèi)側(cè)部件的球部的球承接部，并能相對擺動或旋轉(zhuǎn)地與該內(nèi)側(cè)部件連接著，其特征在于，將上述內(nèi)側(cè)部件的球部作為型芯插入模具內(nèi)，在該狀態(tài)下進行注射模塑成形，形成覆蓋該球部的樹脂襯套；將上述球部和樹脂襯套作為型芯插入模具內(nèi)，進行鑄造，形成覆蓋樹脂襯套的外側(cè)部件；在上述鑄造結(jié)束后，通過內(nèi)側(cè)部件的球部，對覆蓋該球部的樹脂襯套進行加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的球面軸承的制造方法，其特征在于，鑄造結(jié)束后的樹脂襯套的加熱溫度，大于或等于樹脂襯套的?；瘻囟萒g。
3.如權(quán)利要求1所述的球面軸承的制造方法，其特征在于，上述鑄造結(jié)束后，在通過內(nèi)側(cè)部件的球部對覆蓋該球部的樹脂襯套加熱的同時，對球部加壓，使其彈性變形，借此對樹脂襯套朝著外側(cè)部件加壓。
4.如權(quán)利要求3所述的球面軸承的制造方法，其特征在于，在鑄造了外側(cè)部件后，把柄壓接在上述球部上，并且，將電極連接在柄及球部上，一邊將柄和球部凸焊，一邊用焊接時的熱對樹脂襯套加熱，再用上述柄的壓接力使球部彈性變形。
5.如權(quán)利要求1所述的球面軸承的制造方法，其特征在于，在上述內(nèi)側(cè)部件的球部上，形成用于固定被連接體的貫通孔，在上述鑄造結(jié)束后，把線圈插入該貫通孔，對線圈施加高頻電壓，將樹脂襯套加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供球面軸承的制造方法，該球面軸承備有內(nèi)側(cè)部件和外側(cè)部件，內(nèi)側(cè)部件具有金屬球部，外側(cè)部件具有包持該內(nèi)側(cè)部件的球部的球承接部，能相對擺動或旋轉(zhuǎn)地與該內(nèi)側(cè)部件連接著。將上述內(nèi)側(cè)部件的球部作為型芯插入模具內(nèi)，在該狀態(tài)下進行注射模塑成形，形成覆蓋球部的樹脂襯套。將上述球部和樹脂襯套作為型芯插入模具內(nèi)，進行鑄造，形成覆蓋樹脂襯套的外側(cè)部件。在上述鑄造結(jié)束后，通過內(nèi)側(cè)部件的球部，對覆蓋該球部的樹脂襯套進行加熱。
文檔編號B22D15/02GK1723351SQ20048000173
公開日2006年1月18日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者道岡英一, 村田智純, 西出哲弘 申請人:Thk株式會社