带有树脂衬垫的球面滑动轴承及杆端轴承的制作方法

专利名称：：带有树脂衬垫的球面滑动轴承及杆端轴承的制作方法
技术领域：
：本发明涉及能够承受较大的推力载荷的带有树脂衬垫的球面滑动轴承及杆端轴承。
背景技术：
：球面滑动轴承具有下述基本构造具备凸球面的外面的内圏以可滑动的状态支承在具备凹球面的内面的外圈中。关于球面滑动轴承，例如在特开平7-42729号、实公平3-20573号、特开平6-200931、以及实开平6-40448号中记载。图9A图9C是表示以往技术的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的概要的剖视图，图9A是截面构造的概要，图9B表示不能承受轴向的推力载荷而内圏脱出的状态，图9C表示外圏内球面的曲率中心的关系。以往技术中的带有树脂衬垫的球面滑动轴承如图9A所示，具有金属制的内圏2经由树脂村垫3支承在金属制的外圏1中的基本构造。根据该构造，内圏2通过由注射成形法填充的树脂衬垫3以旋转自如的状态保持在外圈1的内侧。此外，在外圏1的内侧，形成有用来将树脂衬塾3约束在外圈l上的树脂约束槽4。在该构造中，如果作用有想要使内圏2旋转的力，则内圈2相对于具有润滑性的树脂衬垫3滑动，使内圏2在外圏1内旋转。这是带有树脂衬垫的球面滑动轴承的基本构造和动作原理。图9A~图9C所示的带有树脂衬垫的球面滑动轴承在组装时必须将内圈2装入到外圏1的内侧，所以需要使外圈1的端面部分的开口直径(J)A(称作进入口径)比内圈2的球径Scj)B大。因此，在外圈1的凹球面与内圏2的凸球面之间存在较大的间隙，不能直接使内團2保持在外團1内，但如图9A中图示那样，内團2通过使用注射成形法填充在该间隙内的树脂固化而形成的树脂村垫3而被保持，以使其不会从外圏1脱离。在以往的带有树脂衬垫的球面滑动轴承中，如果在内圏2上沿推力方向(轴向在此情况下是纸面的左右方向)上施加力(推力载荷)，则内圏2沿轴向被推压而要移动，但由于内圏2的球径S(J)B比外圏1的进入口径(卜^口径)A小，所以仅由树脂衬垫3的部分受到该力。因而，如果承受不住该力而树脂衬垫3较大地变形或流动化，不再能承担内圏2的保持构造，则内團2从外圏1脱离。即，球面滑动轴承损坏，不再发挥功能。将该内圏2成为脱出的状态的负荷的值、或者通过树脂村垫3的变形而不再能够作为球面滑动轴承发挥功能的负荷的值称作脱离栽荷，是评价球面滑动轴承的负荷容量的指标之一。脱离载荷可以作为使负荷在内圏的端面上的推力载荷逐渐增大时的栽荷-位移曲线的栽荷最大值测量。在图9A~图9C所示的构造中，决定推力方向的负荷容量的是树脂衬垫3的剪切强度。此外，树脂衬垫3的厚度越薄越能使负荷容量更大。但是，如上所述，必须使4)A〉S(I)B,所以不能使树脂村垫3的厚度太薄。因此，图9A图9C所示的球面滑动轴承在较大地确保负荷容量的方面是不利的。此外，关联于必须4吏(J)A>Sd)B,如图9C所示，成为外圏1内侧的凹球面la的曲率中心Oo位于比内團2外侧的凸球面2a的曲率中心O离外圈远的地方的关系。因此，外圏1内侧的凹球面la与内圏2外侧的凸球面2a的间隙(即由树脂衬垫3填埋的间隙)的间隔朝向开口出口的方向变大。在该构造中，在受到推力栽荷时，树脂衬垫变形，助长要向外侧露出的倾向。这也成为不能使负荷容量变大的主要原因。此外，在内圏2的旋转时，有树脂衬垫3被内圈2拉偏、树脂村垫3与内圏2—起共同旋转的问题。在图9A~图9C所示的构造中，通过树脂约束槽4抑制该问题的发生，但为了提高树脂衬垫3的约束效果，必须使槽变深并且设置多个。但是，如果使树脂约束槽4变深、并且增加其数量，则外圏l的强度下降，作为轴承的强度变低。
发明内容在以上那样的背景下，本发明的目的是提供一种能够较大地确保负荷容量、并且能够确保外團的强度、还能够防止树脂衬垫的共同旋转的构造的带有树脂衬垫的球面滑动轴承。技术方案1所述的发明，是一种带有树脂村垫的球面滑动轴承，其特征在于，具备内圏，具有凸球面的外面，具有将两极的部分切4掉的形状；外圏，具有凹面的内面，处于使上述内面与上述内围的上述外面经由既定的间隙对置的状态；开口部，设在上述外團上，具有比上述内團的外径小的内径，连接到被上述内面包围的空间；切口部，设在上述开口部的边缘上，用来组装上述内團；树脂衬垫部，一体地填充在上述间隙及上述切口部中。在技术方案1所述的发明中，所谓的凹面的内面，是内侧的面凹陷的状态，是指中央部的内径比开口部的开口直径大的状态。根据该构造，能够使外圏的端面部分的开口直径(进入口径)比内圏的球径小。此外，内圈可以利用切口部进入到外圏的内侧中。通过这些理由，没有限制内圈的球径的制约，设计上的自由度增大。此外，通过做成使外圏的开口部的内径比内圏的球径小的构造，能够成为当施加了推力载荷时、树脂衬垫从内圏受到的力被外圈的凹面的一部分承接的构造。在该部分中，由于树脂衬垫在厚度方向上被压缩，所以负荷容量不是仅由树脂衬垫的剪切强度决定，与压缩强度也有关。由于树脂衬垫的压缩强度比剪切强度大，所以如上述那样利用树脂衬垫被压缩的状态支承推力载荷的构造与如以往技术那样依赖于树脂衬垫的剪切强度支承推力载荷的情况相比较，能够承受更大的推力载荷。此外，在将外圈用刚性比树脂衬垫高的金属形成的情况下，通过用金属制的外圏的凹面承接推力载荷，能够承受更大的推力载荷。此外，通过能够^(吏外圏的端面部分的开口直径比内圈的球径小，不再需要^f吏外圈内侧的凹面与内圏外侧的凸球面的间隙的间隔朝向开口出口的方向变大。因此，能够做成难以发生施加了推力载荷时的树脂衬垫的外部漏出的构造。这在能够承受较大的推力载荷的方面也变得有利。此外，由于构成树脂村垫的树脂不仅是凹面与凸球面之间的间隙、还无间隙地连续地填充到切口部中，所以在固化后成为将与树脂衬垫一体的突出部嵌入在切口部中那样的构造，能够强化将树脂衬垫约束在外圏的内侧的功能，并且更有效地防止树脂衬垫与内團一起共同旋转。因此，能够去掉为了将树脂衬垫约束在外圏的内侧而设置的槽，或者即使是设置槽的结构，也能够设为它不给外圏的强度带来不良影响的程度的尺寸及数量。技术方案2所述的发明是在技术方案1所述的发明中，其特征在于，内面的至少一部分是凹球面。通过使外團的内侧的至少一部分为凹球面，能够使施加在做成了该凹球面的部分的树脂衬垫上的载荷成为没有偏倚的栽荷，技术方案3所述的发明是在技术方案1所述的发明中，其特征在于，内圏与外團之间的间隙的尺寸从上述内面的中央部朝向外圏的开口部减少。根据该结构，能够做成具有在受到推力载荷时树脂衬垫不易从该间隙漏出到外部的厚度分布的树脂衬垫。因此，能够做成能承受更大的推力载荷的构造。技术方案4所述的发明是在技术方案2所述的发明中，其特征在于，外圈的内面的凹球面的曲率中心处于比内圈的外面的凸球面的曲率中心更靠近外圏的位置。根据技术方案4所述的发明，能够实现技术方案3所述的发明。技术方案5所述的发明是一种杆端轴承，其特征在于，具备技术方案1~4中任一项所述的发明的带有树脂衬垫的球面滑动轴承；在外圈上还设有在半径方向上延伸的螺紋部。根据技术方案5所述的发明，能够得到具备技术方案1所述的优点的杆端轴承。根据本发明，能够提供一种能较大地确保负荷容量、并且能够确保外圏的强度、进而能够防止树脂衬垫的共同旋转的构造的带有树脂衬垫的球面滑动轴承。图1是表示使用了发明的带有树脂村垫的球面滑动轴承的概要的立体图。图2A及图2B表示使用了发明的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的外圏的概要，图2A是立体图，图2B是正视图。图3A及图3B是表示使用了发明的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的外圈的概要的侧剖视图。图4A图4E是使用了发明的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的组装状态的一例的组装工序分解图。图5是表示使用了发明的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的概要的剖视图。图6是表示使用了发明的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的概要的剖视图。图7A~图7C是表示使用了发明的杆端轴承的发明实施品1~3的立体图。图8A及图8B是表示使用了发明的其他带有树脂衬垫的球面滑动轴承的外圈的概要的侧剖视图。图9A图9C是表示以往技术的带有树脂衬垫的球面滑动轴承的概要的侧剖视图。具体实施方式(1)第1实施方式以下，说明使用了本发明的实施方式。图1是表示使用了本发明的带有树脂村垫的球面滑动轴承的概要的立体图。在图1中，表示带有树脂衬塾的球面滑动轴承10。带有树脂衬垫的球面滑动轴承10具有在外團100的内侧中经由树脂衬垫200以旋转自如的状态保持有内圏300的基本构造。外圏IOO及内圈300从确保强度的观点出发而由金属构成。当然，只要强度能够容许，并不是在金属中限定材质。例如，也可以是烧结合金、工程塑料或复合材料。以下，对带有树脂衬垫的球面滑动轴承10的详细情况进行说明。图2A及图2B表示外團IOO的概要，图2A是立体图，图2B是正视图。图2B中表示朝向图2A的Y轴方向观察带有树脂村垫的球面滑动轴承10的外團100的状态。此外，图3A中表示用图2B的A-A线切断的截面，图3B中表示用B-B线切断的截面。如图2A~图3B所示，外圏100的外侧是圆筒形状，具备在内侧具有凹球面的内面102及空洞101。外團IOO的内面并不是完全实现球面，在Y轴方向的两个部位上用X-Z平面切开，在Y轴方向上在两处具有开放的开口。此外，在其中的一个开口101a的边缘的部分上，形成有一对切口部103和104。切口部103及104是通过将具有球面的内面从开口101a—侧朝向内部(Y轴方向)在两处切削、在该部分将开口部分地扩大而形成的。当然，也可以通过切削以外的方法形成切口部103及104。在切口部103和104的部分中，开口变大。即，如图2B所示，通过形成切口部103和104，4吏内面102的开口101a的X轴方向的直径尺寸d>a比Z轴方向的开口直径4)b大。另外，开口101a的没有形成切口部103及104的部分的边缘是具有球面的内面102的一部分(内面102的边缘部分)图4A~图4E是表示带有树脂衬垫的球面滑动轴承10的组装顺序的一例的工序剖5现图。在图4A中表示内圏300。内圏300具有将在内部具有圆筒形状的空洞300a的球体在以该圆筒形状的中心轴为轴的两极部分切掉的形状。此外，构成内團300的外面的凸球面300b为在与外圏100的具有凹球面的内面102具有既定的间隙的状态下收容在空洞101的内侧的构造。即，如图2A图3B所示，外圈100的端面部分的开口101a的X轴方向的开口直径为(J)a。该部分通过形成切口部103及104而4吏开口直径cj)a比Z轴方向的开口直径d)b大((J)axf)b)。此外，(|>a为比构成内圈300的外面的凸球面300b的直径稍大的值。(])c是凹球面102的直径，设为比(l)a稍大(d)c>c|)a)、并且比构成内圈300的凸球面300b的直径大既定的尺寸差的值。此外，调节切口部103及104的尺寸，以使d的值成为比内團300的轴(空洞300a的中心轴)方向的尺寸稍大的值。另外，没有设置切口部103及104的部分维持球面102。以下，利用图4A图4E说明带有树脂衬垫的球面滑动轴承的组装顺序的一例。首先，准备外圏IOO和内圈300,使内圏300的轴(圆筒形状的空洞300a的轴)成为与外圏IOO的没有设置切口部的径向(图2A及图2B的Z轴方向)一致的状态(图4A的状态)。接着，在图4A的状态下，使内圏300向外圏100的方向相对地滑动，将内圏300组装到外圏100的切口部中。此时，由于图2A~图3B所示的d)a为比构成内圏300的外面的凸球面300b的直径稍大的值、并且d为比内圏300的轴向的长度稍大的值，所以如图4A所示的状态到图4B所示的状态那样，能够将内圏300装入到外團IOO的切口部中。此外，由于4)c为比构成内圈300的凸球面300b的直径大既定的尺寸差的值，所以可以从图4B的状态使内圈300相对于外圏IOO旋转。即，能够图4B—图4C—图4D那样使内圈300旋转。在图4D中，表示使内圏300的圆筒形状的空洞300a的轴与外團100的空洞101的开放方向的轴一致的状态。d)c为比构成内圏300的凸球面300b的直径大既定的尺寸差的值。因而，在图4D所示的状态下，在外團IOO与内團300之间存在起因于该既定的尺寸差的间隙。鉴于此，调节外圏100与内圏300之间的相对的位置关系及轴位置，在该调节后，在将两者的位置关系固定的状态下，通过注射成形法将树脂填充到该间隙中。作为树脂，可以使用例如以6尼龙、12尼龙为基础的树脂等。通过将树脂一体地填充到外團100与内團300之间及切口部中并固化，得到形成有树脂衬垫200的带有树脂衬垫的球面滑动轴承IO(图4E)。在上述树脂的填充时，将树脂充分加热而使其具有流动性，无间隙而连续地填充到外圏100与内圏300之间及切口部中，然后通过固化使外圏与树脂熔接，将树脂衬垫200可靠地固定在外圏100上，防止树脂衬垫200与内圏300之间的共同旋转。这样，能够得到具有内圏300相对于外圈IOO旋转自如的状态的带有树脂衬垫的球面滑动轴承10。例如，带有树脂衬垫的球面滑动轴承IO将轴部件穿通在内圏300的圆筒形状的空洞300a中而固定，在将外圏100固定在其他部件上的状态下使用。在此情况下，能够得到该轴部件在容许绕其轴的旋转及使轴部件倾斜的动作的状态下被支承的轴承构造。图5及图6是表示外圈内侧的凹球面的曲率中心与内圏外侧的凸球面的曲率中心的关系的一例的概念图。图5及图6表示从X轴的方向观察将最大径的部分用图1的Y-Z平面切断的截面的状态。在图5所示的例子中，外圈100内侧的凹球面102的曲率中心和构成内圏300的外侧的凸球面300b的曲率中心的位置都是位置Ou两者一致。在此情况下，在使外圏IOO与内圏300的轴一致的状态下，构成外圈100的内侧的凹球面102与构成内團300的外侧的凸球面300b之间的间隙(树脂衬垫200的厚度)的尺寸t为一定值。在图5所示的结构中，如果从Y轴的方向观察将内圏300组装在外圈100中的状态，则在厚度Li的部分两者重叠。因此，如果内圈300受到推力方向(轴向)的力，则在该厚度Li的部分中，内圈300的想要向推力方向移动的力施加在树脂衬垫200上，进而，该压力被外圏IOO的内侧承接。因此，与以往技术相比较，树脂衬垫200的变形、进而达到其露出的临界值变大，内圏的承受推力方向的力的能力提高。此外，由于间隙尺寸t是一定的，所以在这一点上也能够使树脂衬垫　200的变形进而达到其露出的临界值变大。基于这样的理由，能够较大地确保对于推力载荷的负荷容量。在图6所示的例子中，外圏100内侧的凹球面102的曲率中心是位置02，内圏300外侧的凸球面300b的曲率中心的位置是位置Op两者不一致。在此情况下，02处于比Oi靠外侧。即，外圈100内侧的球面102的曲率中心02处于比内團300的外面的球面300b的曲率中心O,更靠近外圏100的位置。根据该结构，构成外圏100的内侧的凹球面102与构成内圏300的外侧的凸球面300b之间的间隙(树脂衬垫200的厚度)的尺寸朝向开口逐渐变窄。即，接近于开口的部分的间隙尺寸h变得比中央附近的间隙尺寸t2小。在图6所示的结构中，也如果从Y轴的方向观察在外圏100中组装有内圏300的状态，则在厚度L2的部分两者重叠。因此，如果内圈300受到推力方向的力，则在该厚度L2的部分中，内圈300的想要向推力方向移动的力施加在树脂衬垫200上，进而，该压力被外圏100的内侧承接。因此，与以往技术相比较，树脂衬垫200的变形、进而达到其露出的临界值变大，内圈的承受推力方向的力的能力提高。此外，由于间隙尺寸t朝向开口的方向变小，所以抑制树脂的露出的功能与图5所示的例示的情况相比变高。因此，与图5中例示的结构相比能够进一步提高内圏的承受推力方向的力的能力。此外，在图1~图6所示的结构中，将构成树脂衬垫200的树脂一体地也填充到切口部103及104的部分中，所以强化了将树脂衬垫200约束在外圏100的内侧的功能。因此，能够消除为了将树脂衬垫200约束在外圈IOO的内侧而需要的槽，能够防止槽的形成带来的外圈100的强度下降。另外，也可以在凹球面102上也设置用来将树脂衬垫200约束在外圏IOO的内侧的槽。在此情况下，由于具有切口部103及104带来的树脂衬垫200向外圈IOO的约束功能，所以能够使槽的深度比以往浅，还能够减少其数量，能够抑制外圏的强度下降。作为槽的形状，可以采用封闭的圆形或螺旋型，但在切口部103及104的部分处变得不连续。(2)第2实施方式图1所示的带有树脂衬垫的球面滑动轴承10可以在杆端轴承中使用。图7A~图7C是表示杆端轴承的概要的立体图。在图7A中表示杆端轴承700。图7A所示的发明实施品1的杆端轴承700具备与在半径方向上延伸的螺紋杆(形成有螺紋牙的棒状部件)701a为一体的外團701。在外围701上，与第l实施方式同样，经由树脂衬垫702以可旋转的状态支承有内圏705。在该构造中，附图标记703及704的部分为切口部(在图中表示填充了构成树脂衬垫的树脂材料的状态)。图7A所示的杆端轴承700通过将螺紋杆701a螺合在设于固定对象的部件上的对方螺紋构造(与螺紋杆701a啮合的螺紋构造)上，固定在该固定对象的部件上。此外，将被旋转自如地支承的被支承部件的轴插入到开口706中固定。通过这样，能够得到支承该被支承部件的轴承构造。另外，在图7A~图7C的实施方式中，螺紋杆701a为外螺紋，但根据需要也可以做成内螺紋。在图7B中，表示切口部的位置与图7A所示的不同的发明实施品2。图7B所示的杆端轴承700与图7A的情况相比切口部的位置旋转90。，在附图标记712及713的部分上设有切口部。其他与图7A所示的构造相同。在图7C中，表示切口部的构造与图7A所示的不同的发明实施品3。图7C所示的杆端轴承700的切口部只有附图标记722所示的部分的一个。因此，与图7A及图7B所示的情况相比，将切口部722的厚度尺寸设定得较厚。以下，说明调查采用了图7A图7C所示的构造的杆端的对于推力载荷的静栽荷性能的结果。在表l中，表示对具有图9A图9C所示的构造、具备没有切口部的以往构造的杆端(以往品)、以及上述发明实施品1~3进行的脱离载荷试验的结果。这里，以往品及发明实施品1~3使用相同的内團、以及相同的外径尺寸和宽度尺寸的外圏。此外，在脱离栽荷试验中，对于发明实施品1~3，从设有切口部的端面侧朝向没有设置切口部的端面侧负荷推力载荷。在哪种情况下，都将使推力载荷逐渐增大时的栽荷-位移曲线的载荷的最大值作为脱离栽荷。此外，在表1中表示了设以往品的脱离载荷为100%时的比较值。由表1可以确i人本发明品的脱离载荷与以往品相比大幅地提高。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(3)其他实施方式作为外團内侧的凹面形状的变化，可以举出几个例子。图8A及图8B是表示使用了发明的其他带有树脂衬垫的球面滑动轴承的概要的剖视图。在图8A中，表示将外圏内侧的凹面用圆锥面和球面构成的例子，在图8B中，表示将外團内侧的凹面用圆锥面和圆筒面构成的例子。另外，没有特别言及的附图标记部分与图5及图6中说明的部分相同，所以省略说明。图8A所示的外圈100的内侧的面做成了由圆锥面801和球面802构成的凹面。圆锥面801与内圈300的外面之间的间隙尺寸h不是一定的。设球面802的曲率中心为02。在该构造中，间隙尺寸^及t2朝向外圏300的开口的方向变小，所以与图6中例示的构造的情况同样，在抑制树脂的露出的方面变得有利。图8B所示的外圏100的内侧的面做成了由圆筒面803和球面804构成的凹面。在该构造中，间隙尺寸t,也朝向外圏300的开口的方向变小，所以与图6中例示的构造的情况同样，在抑制树脂的露出的方面变得有利。此外，与将内面通过球面构成的情况相比，能够降低加工成本。本发明能够在带有树脂衬垫的球面滑动轴承中使用。此外，本发明能够在具备球面滑动轴承的杆端轴承中使用。权利要求1、一种带有树脂衬垫的球面滑动轴承，其特征在于，具备内圈，具有凸球面的外面，具有将两极的部分切掉的形状；外圈，具有凹面的内面，处于使上述内面与上述内圈的上述外面经由既定的间隙对置的状态；开口部，设在上述外圈上，具有比上述内圈的外径小的内径，连接到被上述内面包围的空间；切口部，设在上述开口部的边缘上，用来组装上述内圈；树脂衬垫部，一体地填充在上述间隙及上述切口部中。2、如权利要求1所述的带有树脂衬垫的球面滑动轴承，其特征在于，上述内面的至少一部分是凹球面。3、如权利要求1所述的带有树脂村垫的球面滑动轴承，其特征在于，上述间隙的尺寸从上述内面的中央部朝向上述开口部减少。4、如权利要求2所述的带有树脂衬垫的球面滑动轴承，其特征在于，上述外圏的内面的凹球面的曲率中心处于比上述内圈的外面的凸球面的曲率中心更靠近外圏的位置。5、一种杆端轴承，其特征在于，具备权利要求1~4中任一项所述的带有树脂村垫的球面滑动轴承；在上述外圏上还设有在半径方向上延伸的螺紋部。全文摘要使外圈(100)的开口的直径比内圈(300)的球径小，并且在外圈(100)的开口缘上设置用来装入内圈(300)的一对切口部(103、104)。在将内圈(300)组装到外圈(100)的内部之后，将树脂填充到两者间的间隙和切口部(103、104)中，形成树脂衬垫(200)。由于树脂衬垫(200)受到的推力载荷受外圈(100)的内侧支承，所以能够抑制树脂的变形及泄漏，能够确保较大的负荷容量。文档编号F16C17/00GK101398029SQ20081016872公开日2009年4月1日申请日期2008年9月26日优先权日2007年9月26日发明者佐佐木元,大浦光德申请人:美蓓亚株式会社