CN101142416A - 烧结含油轴承及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可防止油从外周面泄漏的烧结含油轴承。该烧结含油轴承(1)在由内部包含空孔(8)的多孔质状烧结合金形成的轴承主体(2)上，形成了插通旋转轴的轴承孔(3)，并封堵了在轴承主体(2)的外周面(7)开放的空孔(8)。可以对压粉体(P)封堵空孔(8)，也可以对将压粉体(P)烧结后的烧结合金封堵空孔(8)。由此，润滑油不会从轴承(1)的外周面(7)泄漏，从而可确保内侧的轴承孔(3)中的油压。

Description

烧结含油轴承及其制造方法
技术领域
本发明涉及通过将润滑油浸含在轴承主体内而能够与插通在轴承孔内的旋转轴之间构成良好润滑的烧结含油轴承及其制造方法。
背景技术
由多孔质状烧结金属形成的，浸含润滑油使用的烧结含油轴承，由于可在无供油的情况下长时间使用，并且具有在高温下的耐久性优良、低噪音的优点，所以作为取代滚珠轴承的旋转轴轴承被广泛利用。
这种烧结含油轴承在由多孔质状烧结合金形成的轴承主体上设有轴承孔，通过在该轴承孔内插通直径比轴承孔小的旋转轴来使用。而且，该烧结含油轴承构成为，在伴随旋转轴旋转的泵作用下从轴承主体的多个细空孔吸出的润滑油、和因摩擦热而引起的膨胀作用下渗出的润滑油，在与旋转轴的滑动部分形成油膜，由于该油膜的存在，可在不会发生热粘着等故障的情况下支撑旋转轴。
而且，在这样的烧结含油轴承中，由于即使是与旋转轴滑动接触的滑动面也形成有多个浸含润滑油的空孔，所以即使如上述那样在旋转轴与滑动面之间形成有油膜，由于润滑油的一部分从上述空孔泄漏，使油压降低，所以容易发生旋转轴与滑动面的局部接触，因此，存在着相对于旋转轴的摩擦系数增大，容易发生热粘着等缺点。
对此，提出了如下的烧结含油轴承方案(例如专利文献1)，该方案是，在由内部包含空孔的多孔质状烧结合金形成的轴承主体上，形成插通旋转轴的轴承孔，在上述轴承孔的内周面的一部分区域上，设有在上述内周面开放的上述空孔被封堵而形成的滑动面，通过由形成在芯棒外周面上的粗糙面封堵空孔，使来自滑动面的润滑油不浸透到轴承主体的内部，从而能够保持形成在滑动面上的油膜。
但是，在这样的烧结含油轴承中，旋转轴滑动接触的滑动面以外的外周面上也形成有多个空孔，所以，在露出外周面使用时，存在着从外周面的空孔泄漏润滑油的一部分，使滑动面的油压降低的问题。
对此，以往是在使用部位设置圆筒状的安装部，通过将轴承安装在该安装部内，来防止润滑油从外周面泄漏，或者通过毛毡等被覆材料包覆轴承的外周面，来防止润滑油的泄漏。
专利文献1：特开2002-122142号公报
为了如上述那样使用被覆材料包覆轴承的外周面，在制造工序中需要额外的工序，结果导致作业工序的增加。而且，在板金制或合成树脂壳体等中设置圆筒状安装部的情况下，如果轴承的定位需要高的精度，则安装座的位置以及内周面的正圆度等要求高的成形精度，因此，导致壳体的制造成本上升，并且，如果在轴承的外周面与安装座的内周面之间产生间隙，则导致发生润滑油泄漏的问题。
发明内容
本发明的目的是解决这样的问题，提供一种能够防止从外周面泄漏润滑油的烧结含油轴承及其制造方法。
本发明之一提供一种烧结含油轴承，其在由内部包含空孔的多孔质状烧结合金形成的轴承主体上，形成了插通旋转轴的轴承孔，并且封堵了在上述轴承主体的外周面开放的上述空孔。
另外，本发明之二的烧结含油轴承，上述外周面的封堵了上述空孔的部分的表面空孔率为10％以下。
本发明之三提供一种烧结含油轴承的制造方法，该方法使用原料粉末形成压粉体，对该压粉体进行烧结，形成内部包含空孔的多孔质状烧结合金，在由该烧结合金构成的轴承主体上，形成了插通旋转轴的轴承孔，并且封堵在上述压粉体的外周面开放的上述空孔。
本发明之四提供一种烧结含油轴承的制造方法，该方法使用原料粉末形成压粉体，对该压粉体进行烧结，形成内部包含空孔的多孔质状烧结合金，对该烧结体进行矫正，在由该矫正后的烧结合金构成的轴承主体上，形成了插通旋转轴的轴承孔，并且在上述矫正时或矫正后，封堵在上述烧结合金的外周面开放的上述空孔。
另外，本发明之五是封堵在上述压粉体的外周面开放的上述空孔的制造方法。
发明效果
根据本发明之一的结构，由于封堵了在轴承的外周面开放的空孔，所以润滑油不会从这里泄漏，从而可确保内侧的轴承孔中的油压。
因此，即使在轴承的外周面是圆柱面，且不能确保组装该轴承的安装座等的正圆度的情况下，也能够防止润滑油从外周面泄漏。
另外，根据本发明之二，由于外周面的封堵了上述空孔的部分的空孔的比例为10％以下，所以可切实防止润滑油从外周面泄漏。
根据本发明之三，通过在压粉体的状态下封堵空孔，可堵塞比较大的空孔，这样一来，封堵了在轴承的外周面开放的空孔，所以润滑油不会从外周面泄漏，可确保内侧的轴承孔中的油压，即使在轴承的外周面是圆柱面，且不能确保组装该轴承的安装座等的正圆度的情况下，也能够实现可确保轴承孔中的油压的烧结含油轴承。
根据本发明之四，通过在烧结后的烧结合金的状态下封堵空孔，可堵塞比较小的空孔，这样一来，封堵了在轴承的外周面开放的空孔，所以润滑油不会从外周面泄漏，可确保内侧的轴承孔中的油压，即使在轴承的外周面是圆柱面，且不能确保组装该轴承的安装座等的正圆度的情况下，也能够实现可确保轴承孔中的油压的烧结含油轴承。
另外，根据本发明之五，首先，通过在压粉体的状态下封堵空孔，可堵塞比较大的空孔，然后，通过在烧结后的烧结合金的状态下封堵空孔，可堵塞比较小的空孔。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的轴承的立体图。
图2是关于实施例1的局部放大的成形用模具的剖面图，是填充原料粉末之前的状态。
图3是关于实施例1的成形用模具的剖面图，是压缩工序的状态。
图4是关于实施例1的局部放大的矫正用模具的剖面图，是填充烧结合金之前的状态。
图5是关于实施例1的矫正用模具的剖面图，是压缩矫正的状态。
图6是关于实施例1的放大拍摄轴承的外周面，表示二值化图像的图。
图7是关于实施例1的表示将轴承安装在安装部上的状态的主视图。
图8是表示本发明实施例2的主视图。
图中：1-烧结含油轴承；2-轴承主体；3-轴承孔；4-滑动面；7-外周面；8-空孔；9-旋转轴；11-成形用模具；11A-矫正用模具；M-原料粉末；P-压粉体。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式不用于限定被记载在权利要求书中的本发明的内容。另外，本发明的必要条件不限于以下说明的全体结构。在各个实施例中，通过采用与以往不同的新型烧结含油轴承及其制造方法，实现了前所未有的烧结含油轴承及其制造方法，下面，对该烧结含油轴承及其制造方法进行说明。
实施例1
下面，说明本发明的实施例，图1～图6表示本发明的实施例1，如图所示，烧结含油轴承1，由内部包含空孔的多孔质状烧结合金形成轴承主体2，在该轴承主体2上设有轴承孔3，该烧结含油轴承1形成大致圆筒形，在上述轴承孔3内插通外径比轴承孔3小的如图7～图8所示的旋转轴9进行使用。另外，轴承孔3的内周面是滑动面4，插通在轴承孔3内的旋转轴9在其外周面与上述滑动面4滑动接触的同时进行旋转。另外，在上述滑动面4的长度方向的两侧，设有相互平行的平坦端面6、6。
具体地讲，轴承主体3构成为在内部周方向全体上具有用于浸含润滑油的空孔8。结果，润滑油由于可在能够浸含多量润滑油的轴承主体2的内部，在周方向上自由移动，所以，不会停滞在某一部分而能够遍及各个角落。
另一方面，轴承主体2的外周面7为多数空孔8被封堵，或空孔8的平均直径变小的状态，每单位面积的表面空孔率降低，表面空孔率在10％以下，优选的是在5％以下。
下面，主要结合图2～图5，对具有这样的结构的烧结含油轴承1的制造方法的一例进行说明。烧结含油轴承1通过将Cu-Su-C类或Fe类等原料粉末加压成形而形成压粉体，并且在将其进行烧结之后，进行形状矫正而制成。
图2和图3表示成形用模具11，图3表示使用原料粉末M加压成形压粉体P的情况。如该图所示，在压粉体的成形时使用的成形用模具11将上下方向设为轴方向(施压上下轴方向)，具有冲模12、芯棒13、下冲头14、和上冲头15。冲模12为大致圆筒形状，在该冲模12内，大致圆柱形状的芯棒13同轴设置。下冲头14为大致圆筒形状，在冲模12和芯棒13之间从下方上下移动自如地嵌合。上冲头15为大致圆筒形状，在冲模12和芯棒13之间从上方上下移动自如、且插拔自如地嵌合。而且，在冲模12、芯棒13和下冲头14之间形成填充部16，由上述冲模12的内周面形成压粉体P的外周面7，由上述下冲头14的上表面形成一方的端面6，由上述上冲头15的下表面形成另一方的端面6，由芯棒13的外周面形成上述滑动面4。
在上述冲模12的内周面17上，通过磨削、切削、放电加工等形成粗糙部21。该粗糙部21的长度与上述轴承主体2的压粉体P的长度大致相等，或在该长度以上，并且该粗糙部21形成于全周，该粗糙部21的表面粗度可根据应形成的粉末的粒径进行适宜选择，但在本例中设定为2～15S，优选的是设定为5～8S。另一方面，冲模12的内周面17通过镜面加工形成镜面状，相对于内周面17，粗糙部21的内周端的深度H为0～0.01毫米左右，优选的是，将深度H设定为0.001～0.003毫米。另外，至少将比粗糙部21更接近排出侧的内周面17加工成镜面状。
而且，如图3所示，通过向上述填充部16填充原料粉末M，并利用上、下冲头15、14对填充部16内的原料粉末M进行加压，来压缩成形压粉体P。并且在接下来的工序中，在上冲头15向冲模12的上方上升，通过下冲头14的上升将压粉体P从冲模12内排出时，利用形成在冲模12的内周面17上的粗糙部21、和位于粗糙部21的压粉体排出侧的镜面状的内周面17，将压粉体P的外周面7的空孔8封堵。
即，在填充部16内，在压粉体P的外周面7上转印了冲模12的粗糙部21的形状，由于该粗糙部21是比镜面状的内周面17更向外侧凹陷形成，所以压粉体P的外周面7形成为比内周面17稍微大的细微凹凸状，在该压粉体P被下冲头14挤压排出时，上述细微凹凸状的部分被粗糙部21切削，被切削的原料粉末的碎屑和小片进入表面的空孔8内，进一步利用镜面状的内周面17进行平滑化，从而将空孔8封堵。如果换种方式进行说明，则在排出时，通过上述压粉体P的形成了上述大的微细凹凸状的部分，将外周面6侧压缩，同时该部分进入空孔8内，由此将空孔8堵塞。此时，由于是烧结之前，所以可封堵位于压粉体P的外周面7的比较大的空孔8。如此，由于切削比内周面17更向外侧突出的微细凹凸状的部分，将压粉体P向排出侧的内周面17侧推出，所以如果上述深度H超过0.01毫米，则难以推出，因此，如上述那样，将深度H设定为0.01毫米以下，优选的是0.003毫米以下。
通过烧结这样成形的压粉体P，形成上述轴承主体2。另外，对作为烧结合金的轴承主体2进行矫正，精加工到规定的尺寸精度。图4和图5表示矫正用模具11A，该矫正用模具11A将上下方向作为轴方向(冲压上下轴方向)，具有冲模12A、芯棒13A、下冲头14A和上冲头15A。冲模12A为大致圆筒形状，在该冲模12A内，大致圆柱形状的芯棒13A同轴设置。下冲头14A为大致圆筒形状，在冲模12A和芯棒13A之间从下方上下移动自如地嵌合。上冲头15A为大致圆筒形状，在冲模12A和芯棒13A之间从上方上下移动自如、且插拔自如地嵌合。而且，在冲模12A、芯棒13A和下冲头14A之间形成矫正部16A。
在上述冲模12A的内周面17A上，通过磨削、切削、放电加工等形成整平部31，在本例中，整平部31的长度形成为比轴承主体2短。该整平部31被设置在比冲模12A中的烧结主体2的矫正位置即矫正部16A更靠近排出侧，在长度方向上并列形成多条圆周方向的凹条32，在凹条32、32之间形成凸条33，该凸条33的前端形成为与上述外周面17的直径相同。另外，将凹条32的深度HA设为0.01毫米左右，将凹条32的底部和凸条33的长度LA设为0.1毫米左右。另外，凹条32的深度HA与凸条33的高度相同。
另外，如图5所示，通过将轴承主体2收纳在上述矫正部16A中，并利用上、下冲头15A、14A对矫正部16A内的轴承主体2进行加压，来矫正轴承主体2。并且，在接下来的工序中，在上冲头15A向冲模12A的上方上升，通过下冲头14A的上升将轴承主体2从冲模12A内排出时，在比矫正部16A更靠排出侧，利用形成在冲模12A的内周面17A上的整平部31将空孔8封堵。
即，在矫正部16A内，轴承主体2被压缩矫正，在被压缩矫正后的轴承主体2被下冲头14A挤压排出时，轴承主体2被多个凸条33、排出侧的凹条32与内周面17A的角部34，切削轴承主体2的外周面，并通过使碎屑和小片进入空孔8内，进行空孔8封堵。在这种情况下，虽然矫正部16A中的内周面17A、凸条33、排出侧的凹条32与内周面17A的角部34为相同直径，但由于在矫正部16A中被压缩矫正的轴承主体2的弹性复原，使凸条33和角部34与轴承主体2的外周面7滑动，被从轴承主体2的外周面7切削的部分塞住空孔8，由此将该轴承主体2的外周面7的空孔8堵塞。
图6表示对在成形时和矫正时未进行空孔8的封堵处理“无处理”的轴承、和本实施例的在成形时和矫正时进行了空孔8的封堵处理“有处理”的轴承1的外周面7进行放大拍摄，并表示二值化处理的图像，其中No.1表示密度为6.7g/cm3、No.2表示密度为6.9g/cm3、No.3表示密度为7.1g/cm3，可看出在“有处理”一栏中表面空孔率大幅下降。
图7表示轴承1的安装构造的一例，安装上述轴承1的安装部41，被设置在板金制或合成树脂制的壳体等内，安装部41的内周面形成为多边形，在本例中是六边形，通过压入，将上述轴承8嵌合固定。这样，由于以6个部位对轴承1进行定位，所以比圆筒形的情况容易进行轴承8的定心。另一方面，在轴承1的外周面7与安装部41的内周面之间产生间隙。
这样使轴承主体2的外周面7的表面空孔率在10％以下，优选的是5％以下。从而，可防止从轴承主体2的外周面7泄漏润滑油，可确保内侧的滑动面4上的油压。
这样，本实施例与本发明之一对应，在由内部包含空孔8的多孔质状烧结合金形成的轴承主体2上形成了插通旋转轴9的轴承孔3的烧结含油轴承1中，由于封堵了在轴承主体2的外周面7开放的空孔8，所以润滑油不会从轴承1的外周面7泄漏，从而可确保内侧的轴承孔3中的油压。
因此，即使在轴承1的外周面7为圆柱面，且不能确保组装该轴承1的安装座等的正圆度的情况下，也可以防止润滑油从外周面7泄漏。
另外，本实施例与本发明之二对应，由于外周面7的封堵了空孔8的部分的表面空孔率为10％以下，所以可切实防止润滑油从外周面7泄漏。
这样，本实施例与本发明之三对应，是烧结含油轴承1的制造方法，其中使用原料粉末形成压粉体P，将该成形体P烧结，形成在内部包含空孔8的多孔质状的烧结合金，在由该烧结合金构成的轴承主体2上形成插通旋转轴9的轴承孔3，由于封堵了在压粉体P的外周面7开放的空孔8，所以通过在压粉体P的状态下封堵空孔8，可堵塞比较大的空孔8，这样，由于在轴承1的外周面7开放的空孔8被封堵，所以润滑油不会从外周面7泄漏，可确保内侧的轴承孔3中的油压。因此，即使在轴承1的外周面7为圆柱面，且不能确保组装该轴承1的安装座等的正圆度的情况下，也可以实现能够确保轴承孔3中的油压的烧结含油轴承1。
这样，本实施例与本发明之四对应，是烧结含油轴承1的制造方法，其中使用原料粉末形成压粉体P，将该成形体P烧结，形成在内部包含空孔8的多孔质状的烧结合金，对该烧结体进行矫正，在由该经过矫正的烧结合金构成的轴承主体2上形成插通旋转轴9的轴承孔3，由于在矫正时封堵了在烧结合金的外周面开放的空孔8，所以通过在烧结后的烧结合金的状态下封堵空孔8，可堵塞比较小的空孔8，这样，由于在轴承1的外周面7开放的空孔8被封堵，所以润滑油不会从外周面7泄漏，可确保内侧的轴承孔3中的油压。因此，即使在轴承1的外周面7为圆柱面，且不能确保组装该轴承1的安装座等的正圆度的情况下，也可以实现能够确保轴承孔3中的油压的烧结含油轴承1。另外，也可以在从冲模12排出的矫正后，采用适宜的方式封堵外周面7的空孔8。
另外，本实施例与本发明之五对应，由于是封堵在压粉体P的外周面7开放的空孔8，所以首先通过在压粉体P的状态下封堵空孔8，可堵塞比较大的空孔8，然后，通过在烧结后的烧结合金的状态下封堵空孔8，可堵塞比较小的空孔8。
另外，作为实施例的效果，由于在从模具11、11A排出时可封堵压粉体P、轴承主体2的外周面7上的空孔8，所以不需要增加制造工序数量，既可封堵空孔8。
实施例2
图8表示本发明的实施例2，对于与上述各实施例相同的部分标记相同的符号，并省略其详细的说明，本实施例是在外周面7的一部分区域(部分)中封堵空孔8的示例，对外周面7的圆周方向的2分之1的区域进行堵塞，对于压缩体P，在堵塞外周面7的空孔8的情况下，在成形用模具11的冲模12的内周面17的2分之1上形成上述粗糙部21，对于烧结后的烧结合金2，在堵塞外周面7的空孔8的情况下，在矫正用模具11A的冲模12A的内周面17的2分之1上形成上述整平部31。另外，此情况下的表面空孔率是外周面7的2分之1区域R中的表面的空孔8的面积比例。
另外，在内侧的上述滑动面4上，在与上述外周面7的堵塞了空孔8的部分相同的一侧，封堵轴承孔3的2分之1的空孔8。而且，本例的烧结含油轴承1，如图8所示，将进行了堵塞的区域R设置在下方使用。通过这样地封堵滑动面4的空孔8，滑动面4的润滑油不会泄漏到轴承1内，在被堵塞的区域的滑动面4上形成牢固的油面，从而可确保旋转轴9的圆滑旋转。
而且，在外周面7上，如果将被堵塞的区域R置于下侧，则因重力作用，润滑油容易从下侧泄漏，但由于该区域的空孔8被封堵，所以润滑油不会从这里泄漏。另外，由于被堵塞的区域R从外观上能够与其他部分区分，所以，在将轴承1组装到安装部41上时，在确认轴承1的朝向的基础上，上述被堵塞的区域R成为标记。
这样，本实施例也是烧结含油轴承1，其中在由内部包含空孔8的多孔质状烧结合金形成的轴承主体2上形成了插通旋转轴9的轴承孔3，由于封堵了在轴承主体2的外周面7开放的空孔8，所以润滑油不会从轴承1的外周面7泄漏，从而可确保内侧轴承孔3中的油压，与各项发明对应，可达到与上述实施例1相同的作用、效果。
另外，本发明不限于上述实施方式，可进行各种变形实施。例如，在外周面封堵空孔的区域可以是像实施例1那样为全区域，也可以是如实施例2那样为部分区域。另外，在本发明之三中，也可以只对压粉体进行空孔封堵，而在矫正时不封堵烧结合金的空孔，另外，不是必须进行矫正。

Claims (5)

1.一种烧结含油轴承，其在由内部包含空孔的多孔质状烧结合金形成的轴承主体上，形成了插通旋转轴的轴承孔，其特征在于，
封堵了在所述轴承主体的外周面开放的所述空孔。
2.根据权利要求1所述的烧结含油轴承，其特征在于，
所述外周面的封堵了所述空孔的部分的表面空孔率为10％以下。
3.一种烧结含油轴承的制造方法，使用原料粉末形成压粉体，对该压粉体进行烧结，形成内部包含空孔的多孔质状烧结合金，在由该烧结合金构成的轴承主体上，形成了插通旋转轴的轴承孔，所述烧结含油轴承的制造方法的特征在于，
封堵在所述压粉体的外周面开放的所述空孔。
4.一种烧结含油轴承的制造方法，使用原料粉末形成压粉体，对该压粉体进行烧结，形成内部包含空孔的多孔质状烧结合金，对该烧结体进行矫正，在由该矫正后的烧结合金构成的轴承主体上，形成了插通旋转轴的轴承孔，所述烧结含油轴承的制造方法的特征在于，
在所述矫正时或矫正后，封堵在所述烧结合金的外周面开放的所述空孔。
5.根据权利要求4所述的烧结含油轴承的制造方法，其特征在于，
封堵在所述压粉体的外周面开放的所述空孔。
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