JPH0235212A - 玉継手の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、玉継手の製法、それもボールヘッドと継手ク
ーシング４いり、　ｌｉｔ鎖部Ｉとの間（こ、オバザイ
ズをイ〕（る熱プラスチック製支承シェルが弾性を有す
るように初応力をｉｊえられ、更にまた、支承シコール
の製造直後に得られる当初のオーバサイズが、支承シェ
ルをボールヘッドにかふけ（継手ハウジング内へ差込む
さいに、用法公差を補（賞するため、玉継手を組立てる
さいの最終的なＡバリ−イズに変えられる形式の６のに
関する。

ドイツ特Ｗ１第１９５３１１６号により、支承シェルを
継手ハウジング内に押込むさいに、プラスデック製支承
シー「ルの０ｉｉｉ　ｉｌに形成された突起を多少の差
はあれ圧しｍ　−Ｊ’　、Ｊ、うにする方法が公知であ
る３、こうりることにＪ、って、支承シェルを、継手ハ
ウジングの製作公差とは無関係にピン軸方向に、常「４
、所望の等しい圧力でボールヘッドに密層さけ゛ようと
いうのＣある。しかし、この方法の前提は、突起を小ざ
くしで簡単に圧潰できるようにすることである。この突
起を大きくＪると、ボールヘッドに対りる支承シェルの
初押圧力が高すぎて好ましくない。（ノかし、突起が小
さいと、作動中に生じる人き’Ｊ　イｒｉｉ重、特に絢
撃様の４１８手によって、更に変形し、ボールヘッドへ
の初抑圧力が変化しでしまう。

ヘアフル１〜社が出した゛プラスデック接合技術に、Ｉ
３　Ｌ−Ｊる超音波″（ハンブルク、’ｌ　９７９イ１
９月円）の１７ページから２０ページの記載により、熱
グラスチックを超音波で溶着（）たり、固定したり、金
属部分を熱プラスチックのなかへ埋め込んだりＪる方法
が公知−〇ある。この方法を実施するさいには、いわゆ
る゛プラスチック加工用超音波装置″の音波ヘッドの磁
気もしくは電気の交番磁界が、超音波域の機械的振動に
変成される。１軸方向の振動が、いわゆるソノ１〜１コ
ードを介して［作物に伝えられ、そのさい、ソノ１−　
ｎ−ドが、場合によって、振動の振幅増大を生せしめる
１、超音波エネルギーを可塑化工作物へ伝えるには、二
Ｆ作物に、ソノ１〜［］−ドど工作物支持体との間Ｃ圧
力が加えられる。ぞうＪることで工作物内に内部摩擦が
生じ、この摩擦により熱プラスチック材ｒ１が加熱され
、塑性変形せしめられる。塑性変形の程麿は、とつわり
圧力、振動時間、振動の振幅、ソノトロードの形状、使
用熱プラスチックに左右される１、公知の使用プ）法の
場合、常に、複数の熱プソスノ゛ツク部祠をｌＪいに溶
盾さＵるか、もしく（よ形状係合的に結合さＵる５、す
なわら、熱プラスチック部材が任意の材料製の部Ｉと接
合されるか、もしくは熱シラスブック部Ｉのなかへ金属
部材が埋め込ｊ：れるかのいずれかである１、シかし、
玉継手を製３Ｓ　、Ｊる場合にプラスチック加工用の超
音波装置を用いること【よ、これ」：で公知で゛はなか
った。１これは、特に、−１−述の使用法が玉継手製造
のさいに（よ意味が無いものである以１ム当然のことＣ
あ信 ドイツ公聞第３２１１９２５　ｊ号明細書には、振動歴
擦溶着法が提案され−Ｃいる３、この方法は、緒に１つ
の支承部を形成Ｊる２つの熱グラスチツク製ハウジング
部材が、このハウジング部材と溶イｉ可能な月利製の可
動保持されＩＣ部材を中に入れて溶活されるというしの
で・ある。この方法の場合、接合平面内で重なり合つ（
押圧される部材が、この′ｌ］面方向ぐ相１１−に振動
し合゛）ので、変成摩擦上ネル−１′−・にＪ、す、必
要な溶着温痘に到達Ｊるのは、接合・１１面に隣接り一
６月利のみである７、この方法は、熱プラスデックや金
属月利の接合らしくはこれらの種類の月利を組合せて接
合？Ｊ−るのに用いられる。１前記の連山がら、ｉ］Ｊ
動保持された部Ｈには、少ム・くどし、双方のハウジン
グ部ｌに対して振動運動に相応覆る回避運動が許されて
いる。。

そのことを前提どして、本発明がＩＢ木課題どりるどこ
ろは、特に、製作公差の補償や支承シ１ニルの初応力の
調節が改善され、しかも玉継丁の作動特性か事実上変ら
ない、−１ξ継手の製法を提案することにある。

この課題は、本発明によれば次のようにして解決された
。、すなわち、支承シェルの最終的４ｆＡバザイズを、
振動エネルギーにＪ、り塑性変形りることによって調整
し、史に、この振動１ニネルギを、プラスチック加工用
の超音波装置Ｎの、支承シェルに圧力を及ぼすソノｌ−
［］−ドによつＣ支承シェルに伝えるようにしたのであ
る。

要Ｊるに、本発明によれば、］祠縦継ｆ−絹＼”ｌでの
さい、支承シェルの最終的オーバサイズが、支承シェル
を超音波域の振動エネルギーによって塑性変形すること
で調整されるのである。この変形は、支承シェルをボー
ルヘッドにかぶ１１継手ハウジング内へそう入Ｊるさい
に行なわれるの（゛、支承シェル、ボールヘッド、継手
ハウジングの各製作公差を直接に考慮に入れることがで
きる。継手ハウジングとボールヘッドとの間にそう人さ
れる支承シェルの最終的なＡ−バリーイズにより、ボー
ルヘッドの初応力がＭｆ定される５、この結果、支承シ
「ル、継手ハウジング、ボールヘッドの各製作公差は、
継手の初応力が何ら影響を及ばＪことが４【い。

この場合、最終的なオーバサイズの調整のきいに、ボー
ルヘッド表ｉイｉの不規則状態が考慮に入れられるよう
に、ボールピンが、その作動時の運動量に応じて同時に
回りＪし、傾くようにするのが好ましい。更に、支承シ
ェルは２部分に禍成しておいて、振動エネルギーによる
塑性変形を支承シェル半部に限定Ｊ−ることができる。

本発明にＪ、る方法は、次のような利点を有している。

′ｒＪなわち、高い作業荷重下でも事実上変形せず、そ
の作業特性を保持しｌｃまよ、小さな突起なしの従来の
支承シェルに適用Ｊることができる。２ｋｌｌｌを超え
る振動数で作業覆る超音波装置の高撮動Ｊネルギーによ
り、支承シェルが完全に加熱され、−・様な塑性変形が
可能だからである。したがって、著しい製作公差も、１
■塑化過程に影響を与えるパラメータの選択により、補
償することかでき、特に継−■ハウジングは撞く僅かの
寸法安定性で製作でき、しかもハウジング受容の後加工
が不要である。特に、決定的なオーバサイズが、ピン軸
方向のみ（゛なく、任意の空間方向に調節可能であるか
ら、尚のこと後加りは不要である。本発明により初応力
を与えられた支承シェルは、その上、−様な応力状態を
有しているので、局所的な応力ピークヤ）塑性変形が生
じることがない。

本発明の１実施例によれば、塑性変形（よ、継手ハウジ
ング内に支承シェルを固定するために、支承シェルに閉
鎖部材を載せて行なうこと１うぐき、ぞれによつ℃閉鎖
部材の公差をも補償することができる。ｔｉｔｌｖＡ部
利は、ハウジングのふたでもよければ、ボールピン用間
口域内に配置された支承シェル用締イ］リングでもよい
３．これらの変形は、単独でも、任意の組合せでも行な
うことができる。

そのさい、変形は、同時に行なってもよりれば、前後し
て行なってｂよい。

特に好ましいのは、塑性変形を、支承シェルに閉鎖部材
を載せ、閉鎖部材にソノ１〜１」−ドを載せで行なうこ
とである。なぜ４τら、その場合には、振動エネルギー
が一様に支承シェルに伝えられ、支承シェル表向に電極
を特別に適合させる必要はない。′！ｌなわち、閉鎖部
Ｈは、づ−（・にその機能上、支承シェルに対する必要
な適合性を有しているからである。

更に、本発明の別の実施例によれば、ボールヘッドを支
承シェルにそう人し、継手ハウジング内に支承シェルを
前組イ］（すして、閉鎖部Ｉをハウジングの眉に１する
ざいに、最終的なオーバサイズが調整される。この場合
、支承シェルの塑性度」０ 形は、実質的に完了している。なぜなら、撮動エネルギ
ーは、主として継手ハウジング内へ導かれるから′ｒ：
／ｙ）る。この場合にＩｆられる支承シェルの初応力ば
、特に、圧力により規定されるので、製作公差は、事実
上、玉継手の作業特性に何ら影響を与えない。閉鎖部材
は、ソフト１コードが除圧され、戻るまえに、ロール縁
が内方へ巻込まれ、継手ハウジングの肩に固定される。

そのさいに］ミ継手の各部材相互が、最終的なオーバリ
イズの調整に必要な位置で固定される。これにより、４
：ｊに公差の小ざい玉継手が得られる、１ 史にまた、本発明の別の実施例によれば、１′Ａ１鎖部
Ｉは、支承シェルに初応力を与えてロール縁を巻込むこ
とで、継手ハウジングの周囲みぞに固定され、そのあと
で最終的なＡ−バ号イズが調整される。そのさい、みそ
内に軸方向遊びを有する閉鎖部材は、ソノ１−ロードの
圧力下で支承シェルの方向に動かされる。みそ内での閉
鎖部材の遊びにより、支承シェルの塑性変形が軸方向で
可能になり、それににつて、ロール縁の巻込みのきいに
生じる支承シェルの初応力が、部分的に除去される。

その場合、玉継手の初応力を、従ってまた、その作動特
性を後修正できる。後修正した作動特性値の測定偵は、
それ以後の後修止値の基礎とすることができ、極めて公
差の小さい玉継手の製作が可能となる、１ 最後に、本発明の方法にＪ、れば、最終的なＡバリ−イ
ズが、閉鎖側に配ＩＮされｌζ少なくとも１つの突出部
の全体もしくは一部を塑性変形させることにＪζつ℃調
整される。この場合は、支承シェルの塑性変形には比較
的僅かの振動エネルギーと比較的短い製作時間が必要と
なるだｔプである。突出部の寸法は、この場合、通常生
じる作業荷重の場合に塑性変形が生じない程度の寸法に
することができる。

次に、本発明の詳細と利点とを添付図面につき説明する
。図面は、本発明による方法の３つの変化形式を示した
ものである、。

第１図には前組イ」すされた玉継手が示されており、こ
の場合、ボールヘッド１が、内側支承シＪル２と外側支
承シェル３とを間挿して継手ハウジング４内にそう人さ
れている。内側と外側の支承シェル２、３は、共同して
ボールヘッド１用の球形の支承面を形成している。この
支承面により、ボールヘッド１は赤道の両側から支えら
れている。

外側支承シェル３の材料は、特に、所望の滑り特性を考
えて選択されるのに対し、内側シェル２の材料は、概し
て所望の塑性変形特性を考えて決められる。本発明によ
る方法の場合は、内側シェル２は主として熱プラスチッ
クを用いる。

内側支承シェル２は、閉鎖側に円筒形の変形域５をもち
、この変形域５にハウジングのふた６を載せ、このふｔ
ｃ　６の上には、更に、プラスチック加工用の超音波装
置のソノドロードアが載せられる。ソノ１〜ロード７の
撮動エネルギーは、ふた６を通過し、変形域５を経て内
側支承シェル２内へ導かれる。

第２図から分かるように、ふた６と、ハウジング４の肩
８との間には隙１８ｉＳが設＆プられており、この隙間
Ｓにより、ソノドロードアの撮動エネルギーが、ハウジ
ングのふた６を介して早期に継手ハウジング４内へ導入
され、内側シェル２の変形を生じさせることがない。そ
のさい重要な点は、隙間Ｓが内側シェル２の軸方向変形
方向に設（プられているのに対し、ハウジングのふた６
の半径方向には狭い隙間Ｓで十分であるという点である
。

第３図に示したように、内側支承シェル２の塑性変形の
終りには、実質的に、変形域５の端区域９が溶解する。

図では、これが太い実線で示しである。この変形は、エ
ネルギー密度を高めることによって変形域５に生ぜしめ
られる。

しかし、上述の塑性変形の終りには、振動エネルギーが
ハウジングのふた６を介して継手ハウジング４内へ導入
され、ハウジング４から、玉継手の支持体（図示せず）
内へ導かれる。第４図は、このエネルギーの流れが、ハ
ウジング４の肩８にふた６が接触づ゛ることで可能にな
ることを示したものである。

支承シェル２の初応力は、ソノドロードアの圧力により
決定的に規定され、ハウジング４のｌコー１／ｌ ル縁１ｏの巻込みによって確定することができる。

ボールヘッド１、支承シェル２、３、継手ハウジング４
、ハウジングのふた６の各製作公差は、内側支承シェル
２の塑性変形により補償される。この補償は、内側支承
シェル２と継手ハウジング４との間の環状の隙間１１に
より、内側シニ［ル２０）はぼ軸方向の変形のさいにＯ
■能となる。

第５図から第８図に示した方法の場合、ソノ１〜ロード
７の振動エネルギーににす、主としで、閉鎖側に形成さ
れた突出部１２が変成される。この突出部１２には高い
エネルギー密度が生じるからである１、これにより、変
形に必要なエネルギーと加工時間とが節約される９、変
形は、第６図に小された軸方向の隙間Ｓ１すなわちハウ
ジングのふた６とハウジングＩＮ　Ｓとの間の隙間が閉
じられるまで行なう。その場合に塑性変形されるのは、
特に、突出部１２の端区域っであり、この変形によって
、製作公差が所望の通りに補償される。

図示の実施例では、突出部１２は、輪状の隙間１１に取
囲まれており、突出部の寸法は、ボールｂ ピン１５が高い協撃荷重を受けても、塑性変形を生じな
いだりの寸法が選ばれている。

第９図に示した玉継手のボールヘッド１は、単一部材の
支承シェル１３内へそう人されており、このシェル１３
は締付リング１４により継手ハウジング４内に保持され
ている。締付リング１４は、ハウジング４に形成された
ボールピン１５用開口の近くでハウジング４のみぞ１６
にはめ込まれている。締付りリング１４に載せられるソ
ノ１〜ロード１７覧ま、ボールピン１５用の中空スペー
ス１８を有している。。

支承シェル１３は、初応力をノｊえられて継手ハウジン
グ４内に固定される。そのさい、ボールヘッド１の初応
力は、まず何よりも製作公差により著しく影響を受【プ
る。しかし、第１０図に示したように、締付リング１４
は、遊びをもってみぞ１６内へはめ込まれているので、
特に、玉継手の軸方向に隙間Ｓができている。この隙間
Ｓにより、ソノ１へ１］−ド１７の圧力下で締付はリン
グ１４の軸方向運動が可能であり、これと同時に、第１
１図及び第１２図に示した隙間の状態、１なわち締付リ
ング１４とみぞ１６との間に側方隙間Ｓ１及びＳ２がで
きている状態になるまで、支承シェル１３を塑性変形Ｊ
ることができる。隙間Ｓ１は、値Ｏまで減少させること
もでき、ぞのさいには締付リング１４が、みぞの側壁に
載る状態となる、。

支承シェル１３の塑性変形は、締イ」リング１４の軸方
向のずれと結びついている。この変形により、製作公差
の所望の補償が可能になる１、側方隙間Ｓ１を作り出り
−ざいには、支承シェル１３の初応力は未だ大ぎいので
、隙間Ｓを形成しつつ、みぞ１６の」−側側壁のところ
の当初の位賄に締イ」リング１４を押付（）ることがで
き、そのあとは所望の初応力をボールヘッド１に生せし
めることがひきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は前組立てした玉継手の縦断面図で、ハウジング
のふたにソノミルロードが載せられ、塑性変形を行なう
前の状態を示しｌｃ図、第２図は第１図に示した玉継手
のハウジングのふたとハウジングの膚を拡大して示した
部分縦断面図、第３図は同じ玉継手の塑性変形終了時の
縦断面図、第４図は第３図に示した玉継手のハウジング
のふたと肩を拡大して示した部分縦断面図、第５図は閉
鎖側に支承シェルが突出部をｂつた玉継手の前組立て時
の縦ｌＩｉ面図で、ソノ１〜ロードがハウジングのふた
に載せられ、塑性変形を行なう前の状態を示した図、第
６図は第５図に示した玉継手のハウジングのふたと肩の
部分の拡大図、第７図は同じ玉継手の塑性変形終了時の
図、第８図は第７図に示した玉継手のハウジングのふた
と盾の部分の拡大図、第９図は前組立て状態の玉継手の
縦断面図で、締付リングにソノトロードが載せられ、塑
性変形前の状態を示した図、第１０図は第９図に示した
玉継手の締付リング、支承シェル、ハウジング各部分を
拡大して示した詳細図、第１１図は同じ玉継手の塑性変
形終了時の縦断面図、第１２図は第１１図に示した玉継
手の締付リング、支承シェル、ハウジングを拡大して示
した詳細図である。 １・・・ボールヘッド、２・・・内側支承シェル、３・
・・外側支承シェル、４・・・継手ハウジング、５・・
・変形域、６・・・ハウジングのふた、７・・・ソノト
ロード、８・・・ハウジングの）ｄ、９・・・端区域、
１０・・・ロール縁、１１・・・環状隙間、１２・・・
突出部、１３・・・単体の支承シコ”ル、１４・・・締
付リング、１５・・・ボールピン、１６・・・みぞ、１
７・・・ソノトロード、１８・・・中空スペース、Ｓ・
・・隙間、Ｓｌ、Ｓ２・・・側方の隙間。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボールヘッド（１）と継手ハウジング（４）ない
   し閉鎖部材（６、１４）との間で、オーバサイズを有す
   る熱プラスチック製支承シェル（２、１３）を、初応力
   を与えられた状態にし、かつまた、支承シェル（２、１
   ３）をボールヘッド（１）にかぶせて、継手ハウジング
   （４）にそう入した状態で、寸法公差を補償するため、
   支承シェル（２、１３）製造直後に存在する当初のオー
   バサイズを玉継手の組立てのさい最終的なオーバサイズ
   に変える玉継手の製法において、 支承シェル（２、１３）の最終的なオーバサイズを、振
   動エネルギーを用いた塑性変形によつて調整し、そのさ
   い、この振動エネルギーが、支承シェル（２、１３）に
   圧力を及ぼすプラスチック加工用超音波装置のソノトロ
   ード（７）により支承シェル（２、１３）内へ導入され
   るのを特徴とする玉継手の製法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の玉継手の製法におい
   て、閉鎖部材（６、１４）を支承シェル（２、１３）の
   上に載置し、継手ハウジング（４）内に固定するため塑
   性変形を行なうことを特徴とする玉継手の製法。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の玉継手の製法におい
   て、閉鎖部材（６、１４）を支承シェル（２、１３）の
   上に載置し、閉鎖部材（６、１４）の上にソノトロード
   （７）を載せて、塑性変形を行なうことを特徴とする製
   法。
4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項
   に記載の玉継手の製法において、閉鎖部材（６、１４）
   をハウジングの肩（８、１６）に載置して、最終的なオ
   ーバサイズを調整することを特徴とする製法。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載の玉継手の製法におい
   て、ソノトロード（７）が除圧されて、戻る前に、ロー
   ル縁（１０）を巻込むことで、閉鎖部材（６）をハウジ
   ング肩（８）に固定することを特徴とする製法。
6. （６）特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項
   に記載の玉継手の製法において、支承シェル（１３）に
   初応力を生ぜしめて、ロール縁を押込むことにより、閉
   鎖部材（１４）を継手ハウジング（４）の周囲のみぞ（
   １６）内に固定し、かつまた、そのあとで最終的なオー
   バサイズが調整され、そのさい、みぞ（１６）内に軸方
   向遊びを有する閉鎖部材（１４）が、ソノトロード（７
   ）の圧力下で支承シェル（１３）の方向に動かされるこ
   とを特徴とする製法。
7. （７）特許請求の範囲１項から第６項のいずれか１項に
   記載の玉継手の製法において、最終的なオーバサイズが
   、支承シェル（２）の閉鎖側に備えられた少なくとも１
   つの突出部（１２）を塑性変形することによつて調整さ
   れることを特徴とする製法。