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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einsatzlager, in dem ein Sinterlager und ein Außenbauteil integriert sind, sowie ein Herstellungsverfahren dafür, ein Sinterlager, das sich für das Einsatzlager eignet, ein Sintereinsatzbauteil und ein Herstellungsverfahren dafür, sowie ein Sinterbauteil, das sich für die Sintereinsatzbauteil eignet. Beansprucht wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr.
2019-36260 , die am 28. Februar 2019 eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung Nr.
2020-5806 , die am 17. Januar 2020 eingereicht wurde, deren Inhalte durch Bezugnahme in die vorliegende Schrift aufgenommen sind.
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Technischer Hintergrund
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Ein Sinterlager, bei dem das Innere eines Sinterkörpers vorab mit Schmieröl durchtränkt wird, kann durch Ausbringen von Öl durch eine Pumpwirkung einer Drehung einer Welle bzw. Achse und wärmebedingte Ausdehnung aufgrund von Reibungswärme eine Reiboberfläche schmieren, welche lange Zeit ohne die Zufuhr von Öl verwendet werden kann, so dass es gemeinhin als Lager für einer Drehwelle bzw. Drehachse für ein Kraftfahrzeug, ein elektrisches Haushaltsgerät, Audiogeräte und dergleichen verwendet werden kann.
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Um ein solches Sinterlager in eine Struktur eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen zu integrieren, wird es mittels Insert-Molding in ein Außenbauteil integriert, etwa ein Gehäuse oder dergleichen. In diesem Fall ist es erforderlich, sowohl die Drehung zu dem Außenbauteil als auch das Abfallen in einer Axialrichtung zu verhindern, weil eine Radiallast und eine Schublast auf das Sinterlager einwirken.
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Patentdokument 1 offenbart beispielsweise ein Sinterlager (Sinterbauteil), in dem mit einem Boden versehene Nuten, die entlang einer Axialrichtung verlaufen, an einer Außenumfangsoberfläche an Positionen gebildet sind, die einander nicht von beiden Endflächen zur Mitte der Axialrichtung hin überlappen. Es wird beschrieben, dass dann, wenn ein Harzbauteil (Außenbauteil) integral an der Außenumfangsoberfläche des Sinterlagers mittels Insert-Molding gebildet bzw. angeformt ist, es deswegen, weil das Harz in die mit einem Boden versehenen Nuten eindringt, möglich ist, die Drehung und das Abfallen in Axialrichtung zu verhindern.
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Patentdokument 2 offenbart eine Form, bei der ein Nutabschnitt, der in Axialrichtung verläuft, und ein Abschnitt vergrößerten Durchmessers, der in einer Umfangsrichtung verläuft, an einer Außenumfangsoberfläche eines Sinterlagers (Sinterbauteil) gebildet sind, so dass der Nutabschnitt die Erstreckung des Abschnitts verbreiterten Durchmessers entlang der Umfangsrichtung teilt. Wenn das Harzbauteil integral am Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers gebildet ist, wird, durch das Harz, das in den Nutabschnitt eindringt, verhindert, dass sich das Sinterlager zum Harzbauteil dreht, und es wird durch integrales Formen des Abschnitts verbreiterten Durchmessers, der in den Harzabschnitt eingreift, verhindert, dass das Sinterlager in Axialrichtung fällt.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentdokument 1
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- [Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2003-159720
- [Patentdokument 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2003-193113
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Beim Insert-Molding des Sinterbauteils, beispielsweise des Sinterlagers und dergleichen in das Harzbauteil wird in einem Außenumfangsabschnitt des in einem Formwerkzeug angeordneten Sinterbauteils ein Raum (Kavität) gebildet, und geschmolzenes Harz wird in die Kavität eingespritzt, um sie auszufüllen. Zu diesem Zeitpunkt wird, um den Außenumfangsabschnitt des Sinterbauteils durch das Harzbauteil abzudecken, die Kavität um den Außenumfangsabschnitt desselben in einem Zustand gebildet, in dem beide Endflächen des Sinterbauteils in Kontakt mit dem Formwerkzeug gebracht werden.
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Der Einspritzdruck wirkt jedoch auf das geschmolzene Harz ein, das in die Kavität gefüllt ist, so dass das geschmolzene Harz in die Kontaktfläche zwischen dem Sinterbauteil und dem Formwerkzeug eindringt und an jeder Endfläche des Sinterbauteils ein dünner Harzfilm gebildet werden kann. Falls der Harzfilm an beiden Endflächen des Sinterbauteils gebildet ist, kann das Erscheinungsbild beeinträchtigt sein und kann außerdem ein anderes Bauteil behindern.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung der obigen Umstände erreicht, und es ist ihre Aufgabe, ein Sinterbauteil und ein Außenbauteil, etwa ein Harzbauteil mittels Insert-Molding zu integrieren, ohne Bilden eines Films an mindestens einer Endfläche des Sinterbauteils, etwa einem Sinterlager.
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Lösung der Aufgabe
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Einsatzlagers der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Schritt des Bildens eines Sinterlagers durch Bilden eines Sinterlagers mittels Pulverformen bzw. Pulverschmelzen und einen Schritt des Bildens eines Einsatzes, der ein Einsatzlager bildet, bei dem ein Außenbauteil mit einem Außenumfang des Sinterlagers integriert ist; in dem Schritt des Bildens eines Sinterlagers wird ein Abschnitt mit großem Durchmesser an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers mit einem Außendurchmesser größer als an beiden Endabschnitten gebildet, und eine oder mehr Nuten oder Grate, die sich entlang einer Achsrichtung erstrecken, sind an einer Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers gebildet; und der Schritt des Bildens des Einsatzes umfasst:
- einen Formwerkzeugmontageschritt des Bildens einer Kavität an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers durch In-Kontakt-Bringen einer Außenumfangsoberfläche eines Spitzenendabschnitts beider Endabschnitte des Sinterlagers mit einer Innenumfangsoberfläche eines Insert-Molding-Formwerkzeugs entlang einer Umfangsrichtung und des Bedeckens des Basisendabschnitts jedes Endabschnitts und des Abschnitts großen Durchmessers unter Freilassung eines Raums; und
- einen Füllschritt des Füllens von geschmolzenem Material, welches das Außenbauteil sein soll, in die Kavität nach dem Formwerkzeugmontageschritt.
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Ein Einsatzlager der vorliegenden Erfindung weist ein Sinterlager und ein Außenbauteil auf, das an einem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers gebildet ist: das Sinterlager weist einen Abschnitt großen Durchmessers, der an dem Außenumfangsabschnitt vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser als beide Enden hat, und eine oder mehr Nuten oder Grate auf, die an einem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind und entlang einer Achsrichtung verlaufen; und ein Basisendabschnitt des Sinterlagers mit Ausnahme jedes Spitzenendes und der Abschnitt großen Durchmessers sind in das Außenbauteil eingebettet.
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Ein Sinterlager, das für das Einsatzlager geeignet ist, weist einen Abschnitt großen Durchmessers, der an einem Außenumfangsabschnitt vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser hat als beide Endabschnitte, und eine oder mehr Nuten oder Grate auf, die an einem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind und entlang einer Achsrichtung verlaufen.
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Erfindungsgemäß wird, weil durch die Nut oder den Grat des Sinterlagers verhindert wird, dass sich das Sinterlager und das Außenbauteil wie etwa ein Harzabschnitt drehen, und diese in einem Zustand integriert sind, in dem durch den Abschnitt großen Durchmessers verhindert wird, dass sie in der Achsenrichtung abfallen, und weil der Basisabschnitt an jedem Endabschnitt und der Abschnitt großen Durchmessers in dem Außenbauteil mit Ausnahme des Spitzenendes von jedem Endabschnitt des Sinterlagers eingebettet sind, verhindert, dass die Endfläche von jeder Endfläche des Sinterlagers mit Material des Außenbauteils wie einem Film bedeckt wird.
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Für den Schritt des Bildens des Einsatzes können verschiedene Verfahren wie etwa Insert-Injection Molding (dt.: „Einlegespritzgießen“), Insert-Casting (dt.: „Druckgießen“) eingesetzt werden. Es ist ein Fall bekannt, bei dem der „Formmontageschritt“, der die Kavität in dem Schritt des Bildens des Einsatzes bildet, unter einem anderen Namen bekannt ist, beim Spritzgießverfahren wird dieser als „Formzuhalteschritt“ bezeichnet. Analog wird der „Füllschritt“ zum Einfüllen von Material in die Kavität beim Spritzgießverfahren beispielsweise als „Einspritzschritt“ bezeichnet.
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Als ein Aspekt des oben beschrieben Sinterlagers werden die eine oder mehr Nuten oder Grate über eine gesamte Länge des Abschnitts großen Durchmessers gebildet. Alternativ können die eine oder mehr Nuten oder Grate von einer Endfläche bis zu einer Mitte einer Achsrichtung des Abschnitts großen Durchmessers gebildet sein.
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Als ein Aspekt des oben beschriebenen Sinterlagers kann ein konischer Abschnitt, bei dem sich ein Außendurchmesser in Richtung des Abschnitts großen Durchmessers vergrößert, an jedem der Endabschnitte gebildet sein.
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In diesem Fall, obwohl die Innenumfangsoberfläche des Einsatz-Formwerkzeugs in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche beider Endflächen des Sinterlagers ist, ist die Einsatz-Klappform in Kontakt mit dem konischen Abschnitt, ein Spalt zwischen dem Einsatz-Formwerkzeug ist nicht leicht zu erzeugen. Dementsprechend ist es möglich, ein Austreten eines geschmolzenen Materials aufgrund des Drucks während des Einfüllens des geschmolzenen Materials zuverlässig zu verhindern.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Sintereinsatzbauteils der vorliegenden Erfindung umfasst einen Sinterbauteil-Bildungsschritt des Bildens des Sinterbauteils mit einem Endabschnitt durch Pulverformen und einen Einsatz-Bildungsschritt des Bildens eines Sintereinsatzbauteils, bei dem ein Außenbauteil mit einem Außenumfangsabschnitt des Sinterbauteils integriert ist;
in dem Bildungsschritt des Sinterbauteils werden an einem Außenumfangsabschnitt eines Bereichs mit Ausnahme des Endabschnitts des Sinterlagers eine oder mehr Nuten oder Grate gebildet, die sich entlang einer Achsrichtung erstrecken, und
der Einsatzbildungsschritt umfasst
einen Formmontageschritt des In-Kontakt-Bringens einer Außenumfangsoberfläche des Endabschnitts mit einer Innenumfangsoberfläche des Einsatz-Formwerkzeugs entlang einer Umfangsrichtung, und des Bedeckens der einen oder mehr Nuten oder Grate in dem Bereich mit Ausnahme des Endabschnitts mit dem beabstandeten Einsatz-Formwerkzeug, um eine Kavität an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterbauteils zu bilden, und einen Füllschritt des Einfüllens von geschmolzenem Material, bei dem es sich um das Außenbauteil handeln soll, in die Kavität, nach dem Formmontageschritt.
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Ein Sintereinsatzbauteil der vorliegenden Erfindung hat ein Sinterbauteil mit einem ersten Endabschnitt und ein Außenbauteil, das integral an einem Außenumfangsabschnitt des Sinterbauteils gebildet ist: das Sinterbauteil hat eine oder mehr Nuten oder Grate, die an dem Außenumfangsabschnitt in einem Bereich mit Ausnahme des ersten Endabschnitts vorgesehen sind; und der Außenumfangsabschnitt ist in einem Bereich mit Ausnahme des ersten Endabschnitts des Sinterbauteils in dem Außenbauteil eingebettet.
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Das Sinterbauteil, das sich für das Sintereinsatzbauteil eignet, weist mindestens eine Nut oder einen Grat auf, die bzw. der an einem Außenumfangsabschnitt eines Bereichs mit Ausnahme eines Endabschnitts gebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass die Endfläche des ersten Endabschnitts des Sinterbauteils mit einem Material des Außenbauteils schichtbedeckt wird, weil das Sinterbauteil und das Außenbauteil, wie etwa das Harzbauteil von der Nut oder dem Grat des Sinterbauteils angehalten werden, so dass sie sich nicht drehen, und integriert sind, und weil der Außenumfangsabschnitt in dem Außenbauteil mit Ausnahme des Spitzenendes des ersten Endabschnitts des Sinterbauteils eingebettet ist.
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In einer Ausführungsform des Sintereinsatzbauteils ist es bevorzugt, dass: ein Abschnitt großen Durchmessers, bei dem ein Außendurchmesser größer ist als der erste Endabschnitt, vorgesehen ist; die eine oder mehr Nuten oder Grate an entweder einer Außenumfangsoberfläche oder einer Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind; die eine oder mehr Nuten oder Grate, die an der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, sich entlang einer Achsrichtung erstrecken; und die eine oder mehr Nuten oder Grate, die an der Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, sich entlang einer Radialrichtung erstrecken. Bei dem Sinterbauteil kann es sich um ein Sinterlager handeln.
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Als ein Aspekt des Sintereinsatzbauteils ist es bevorzugt, dass: das Sinterbauteil einen zweiten Endabschnitt hat und mit einem Abschnitt großen Durchmessers versehen ist, bei dem ein Außendurchmesser größer ist als der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt; die eine oder mehr Nuten oder Grate entweder an einer Außenumfangsoberfläche oder einer Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, die einen oder mehr Nuten oder Grate, die an der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, sich entlang einer Achsrichtung erstrecken; die eine oder mehr Nuten oder Grate, die an der Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, sich entlang einer Radialrichtung erstrecken; und bei dem Außenbauteil jeder Basisendabschnitt, mit Ausnahme des Spitzenendes des ersten und zweiten Endabschnitts und dem Abschnitt großen Durchmessers eingebettet sind.
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Das Sinterbauteil der vorliegenden Erfindung weist eine oder mehr Nuten oder Grate auf, die an einem Außenumfangsabschnitt an einem Bereich mit Ausnahme des mindestens einen Endabschnitts gebildet sind.
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Ein Sinterlager der vorliegenden Erfindung weist einen ersten Endabschnitt und einen Abschnitt großen Durchmessers auf, der an einem Außenumfangsabschnitt an einem Bereich mit Ausnahme des ersten Endabschnitts vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser hat als der erste Endabschnitt; eine oder mehr Nuten oder Grate sind an einer Außenumfangsoberfläche und/oder einer Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen; die eine oder mehr Nuten oder Grate, die an der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, verlaufen entlang einer Achsrichtung; und die eine oder mehr Nuten oder Grate, die an der Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, verlaufen entlang einer Radialrichtung.
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Bei einem Aspekt des Sinterlagers ist es denkbar, dass die eine oder mehr Nuten oder Grate, die an der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers vorgesehen sind, entlang der Achsrichtung über eine gesamte Länge der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers gebildet sind, oder entlang der Achsrichtung von einer Endfläche zu einer Mitte der Achsrichtung des Abschnitts großen Durchmessers gebildet sind.
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Bei einem Aspekt des Sinterlagers ist es bevorzugt, dass ein konischer Abschnitt, bei dem ein Außendurchmesser in Richtung des großen Durchmessers zunimmt, an dem ersten Endabschnitt gebildet ist.
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In diesem Fall wird bei dem Einsatz-Bildungsschritt, weil der konische Abschnitt an der Außenumfangsoberfläche des ersten Endabschnitts des Sinterlagers vorgesehen ist, mit dem die Innenumfangsoberfläche des Einsatz-Formwerkzeugs in Kontakt ist, kaum ein Spalt zwischen dem Einsatz-Formwerkzeug erzeugt. Dementsprechend kann ein Austreten des geschmolzenen Materials aufgrund des Fülldrucks des geschmolzenen Materials zuverlässig verhindert werden.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung werden ein Sinterbauteil wie etwa ein Sinterlager und ein Außenbauteil von Nuten oder Graten des Sinterbauteils derart gehalten, dass sie sich nicht drehen, und sind integriert, und das Sinterbauteil und das Außenbauteil können durch Spritzgießen ohne Erzeugen eines Films aus Material des Außenbauteils an mindestens einer Endfläche des Sinterbauteils integriert werden.
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Figurenliste
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- [1] ist eine Querschnittsansicht, die ein Einsatzlager einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [2] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers, das für das Einsatzlager aus 1 verwendet wird.
- [3] ist eine vertikale Querschnittsansicht des Sinterlagers aus 2.
- [4] ist eine Endansicht des Sinterlagers aus 2 von einer Seite einer Achsrichtung her betrachtet.
- [5] ist ein Ablaufdiagramm, das einen Herstellungsprozess eines Einsatzlagers einer ersten Ausführungsform zeigt.
- [6] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand des Bildens eines Formkörpers in einem Formschritt zeigt.
- [7] ist eine vertikale Querschnittsansicht, bei der eine linke Hälfte einen Zustand zum Umformen eines Sinterkörpers zeigt und eine rechte Hälfte einen Zustand des Entnehmens des Sinterkörpers aus einem Umform-Formwerkzeug zeigt, bei einem Umformschritt.
- [8] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand nach einem Formzuhalteschritt bei einem Spritzgießschritt zeigt.
- [9] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers eines Einsatzlagers einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [10] ist eine vertikale Querschnittsansicht des Sinterlagers aus 9.
- [11] ist eine Endansicht des Sinterlagers aus 9, wenn von einer Seite einer Achsrichtung her betrachtet.
- [12] ist eine vertikale Querschnittsansicht, bei der eine linke Hälfte einen Zustand zum Umformen eines Sinterkörpers zeigt und ein rechte Hälfte einen Zustands des Entnehmens des Sinterkörpers aus einem Umform-Formwerkzeug zeigt, bei einem zweiten Umformen in einem Umformschritt.
- [13] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers für ein Einsatzlager einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [14] ist einer Querschnittsansicht des Sinterlager aus 13.
- [15] ist eine Endansicht des Sinterlagers aus 13, betrachtet von einer Seite der Achsrichtung.
- [16] ist eine vertikale Querschnittsansicht, bei der eine linke Hälfte einen Zustand zum Umformen eines Sinterkörpers zeigt und eine rechte Hälfte einen Zustand des Entnehmens des Sinterkörpers aus dem Umform-Formwerkzeug zeigt, in dem Umformschritt.
- [17] ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Sinterlagers, das für ein Einsatzlager einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
- [18] ist eine Endansicht des Sinterlagers aus 17, wenn von einer Seite einer Achsrichtung her betrachtet.
- [19] ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Sinterlagers, das für ein Einsatzlager einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
- [20] ist eine Endansicht des Sinterlagers aus 19, von einer Seite einer Achsrichtung her betrachtet.
- [21] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand nach einem Formzuhalteschritt bei einem Spritzgießschritt zeigt.
- [22] ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Sinterlagers, das für ein Einsatzlager einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
- [23] ist eine Endansicht des Sinterlagers aus 22, von einer Seite einer Achsrichtung her betrachtet.
- [24] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Einsatzlagers einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt.
- [25] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers, das für das Einsatzlager aus 24 verwendet wird.
- [26] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand eines Formzuhalteschritts bei einem Spritzgießschritt bei einem Verfahren zur Herstellung des Einsatzlagers aus 24 zeigt.
- [27] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Einsatzlagers einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt.
- [28] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers, das für das Einsatzlager aus 27 verwendet wird.
- [29] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Einsatzlagers einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt.
- [30] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers, das für das Einsatzlager aus 29 verwendet wird.
- [31] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Einsatzlagers einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt.
- [32] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers, das für das Einsatzlager aus 31 verwendet wird.
- [33] ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Einsatzlagers einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt.
- [34] ist eine perspektivische Ansicht eines Sinterlagers, das für das Einsatzlager aus 33 verwendet wird.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei den nachfolgenden Ausführungsformen handelt es sich um Ausführungsformen, bei denen ein Harzbauteil mittels Spritzgießen in ein Sinterlager integriert wird. Das bedeutet, dass bei jeder Ausführungsform ein Außenbauteil der vorliegenden Erfindung ein Harzbauteil ist; und ein Einsatz-Bildungsschritt ein Spritzgießschritt ist.
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Ferner erfolgt bei den nachstehenden Ausführungsformen eine Erläuterung unter Veranschaulichung von Sinterlagern als Sinterbauteil eines gesinterten Einsatzlagers und eines Sintereinsatzbauteils.
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Bei später genannten Ausführungsformen ab einer ersten Ausführungsform bis zu einer sechsten Ausführungsform wird ein Beispiel erläutert, bei dem ein Abschnitt großen Durchmessers im Wesentlichen in einer Mitte einer Achsrichtung eines Außenumfangsabschnitts eines Sinterlagers vorgesehen ist, das für ein Einsatzlager verwendet wird, und ein Außendurchmesser des Abschnitts großen Durchmessers größer als jeder Endabschnitt des Sinterlagers ist.
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[Erste Ausführungsform]
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Ein Einsatzlager 1 weist ein röhrenförmiges Sinterlager 10, das aus einem Sinterkörper aus Metallpulver gebildet ist, und ein Harzbauteil 20 (entspricht einem Außenbauteil der vorliegenden Erfindung) auf, das integral mit einem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 10 gebildet ist, wie in 1 gezeigt.
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Wie in den 2 bis 4 gezeigt weist das Sinterlager 10 eine Wellenbohrung 11 auf, die derart gebildet ist, dass sie eine Mitte durchdringt, und die in einer gestuften Form gebildet sein kann, bei der ein Außendurchmesser in einem mittleren Abschnitt einer Achsrichtung größer ist als beide Endabschnitte 12. In der ersten Ausführungsform sind die Endabschnitte 12 mit einem kleineren Durchmesser gebildet, um den gleichen Außendurchmesser, die gleiche Länge (Höhe) zu haben; und ein Abschnitt großen Durchmessers 13 an dem mittleren Abschnitt ist derart gebildet, dass er eine Länge (Höhe) hat, mit Ausnahme der Endabschnitte 12.
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An einem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 sind eine Vielzahl von Nuten 14, die sich von einem Ende zu einer mittleren Position in der Achsrichtung erstrecken, in Abständen in Umfangsrichtung gebildet. In der Ausführungsform sind zehn Nuten, die kürzer sind als die halbe Länge (Höhe) des Abschnitts großen Durchmessers 13 in 36°-Abständen gebildet. Die Nuten 14 sind derart gebildet, dass sie eine Form besitzen, bei der ein tiefster Abschnitt eine konkave Bodenoberfläche hat und beide Seiten davon mit einer Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 13 verbunden sind (vgl. 4).
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In der ersten Ausführungsform ist eine ringförmige Rippe 15, die in Richtung eines Radius hervor steht, entlang der Umfangsrichtung an einer mittleren Position der Achsrichtung des Abschnitts großen Durchmessers 13 gebildet.
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Das Harzbauteil 20 ist beispielsweise ein Außenbauteil, an dem das Sinterlager 10 montiert ist, das einen Abschnitt eines Kraftfahrzeugs, ein Gehäuse eines elektrischen Haushaltsgeräts, ein Maschinenbauteil oder dergleichen darstellt, und wie in 1 gezeigt vorgesehen ist, so dass jedes Spitzenende der beiden Endabschnitte 12 an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 10 freiliegen und um die Basisendabschnitte (einen Abschnitt des Ansatzes) der Endabschnitte 12 und den Abschnitt großen Durchmessers 13 darin einzubetten.
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Das bedeutet, dass in dem Harzbauteil 20 ein Wellenhalteabschnitt 21 integral an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 10 befestigt ist; der Wellenhalteabschnitt 21 mit einer Höhe gebildet ist, die kleiner ist als eine Gesamthöhe des Sinterlagers 10; und von der mittleren Position der Endabschnitte 12 des Sinterlagers 10 in der Achsrichtung zum gesamten Abschnitt großen Durchmessers 13 in dem Wellenhalteabschnitt 21 eingebettet sind. Daher werden beide Endflächen des Abschnitts großen Durchmessers 13 von dem Wellenhalteabschnitt 21 bedeckt. Ein Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Klammer, die mit einem anderen Bauteil verbunden werden soll.
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Ein Verfahren zum Herstellen des Einsatzlagers 1, das wie oben beschrieben hergestellt wurde (ein Herstellungsverfahren einer Sintereinsatzbauteils) wird erläutert.
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Wenn das Einsatzlager 1 hergestellt wird, wie in einem Ablaufdiagramm aus 5 gezeigt, wird es hergestellt durch Durchführen eines Schritts des Bildens eines Sinterlagers (Sinterbauteilbildungsschritt), des Bildens des Sinterlagers 10 durch Pulverformen, und eines Spritzgießschritts (entspricht einem Einsatzbildungsschritt der vorliegenden Erfindung) des Bildens des Harzbauteils 20 integral an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 10 durch Anordnen des Sinterlagers 10, das durch den Sinterlagerbildungsschritt gebildet wird, in einem Spritzgieß-Formwerkzeug (entspricht einem Einsatz-Formwerkzeug der vorliegenden Erfindung) und des Spritzgießens. Schritte werden nachfolgend nacheinander beschrieben.
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<Schritt des Bildens des Sinterlagers>
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Der Schritt des Bildens des Sinterlagers umfasst einen Bildungsschritt des Bildens eines Formköpers 10A, bei dem es sich um das Sinterlager 10 handeln soll, einen Sinterschritt des Bildens eines Sinterkörpers (nicht gezeigt) durch Sintern des Formkörpers 10A, und einen Umformschritt (Auslegungsschritt) des Umformens des Sinterkörpers.
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(Bildungsschritt)
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Bei einem Formwerkzeug 40 zum Bilden des Formkörpers 10A, wie in 6 gezeigt, sind ein erster oberer Stempel 44 und ein erster unterer Stempel 45 sowie ein zweiter oberer Stempel 46 und ein zweiter unterer Stempel 47 derart zwischen einer Matrize 42, in der ein kreisförmiges Durchgangsloch 41 gebildet ist, und einem Kernstab 43, der in dem Durchgangsloch 41 angeordnet ist, vorgesehen, dass sie jeweils obere/untere Paare bilden. Die Stempel 44 bis 47 sind mit dem Kernstab 43 als Mitte in einer konzentrischen Zylinderform gebildet.
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Pulver wird in einen Raum gefüllt, der zwischen der Matrize 42, dem Kernstab 43, dem ersten unteren Stempel 45 und dem zweiten unteren Stempel 47 gebildet ist, und von dem oberen und unteren Stempeln 44 bis 47 zusammengedrückt, so dass der Formkörper 10A gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird dadurch, dass der Abstand zwischen den ersten Stempeln 44 und 45 kleiner gemacht wird als der Abstand zwischen den zweiten Stempeln 46 und 47, der Formkörper 10A mit der gestuften Form gebildet, bei der der Abschnitt großen Durchmessers 13A an dem Außenumfangsabschnitt gebildet ist. Die Wellenbohrung 11A wird in einem Durchgangszustand von dem Kernstab 43 gebildet.
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(Sinterschritt)
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Der erhaltene Formkörper 10A wird erwärmt, um das Pulver zu sintern und um einen Sinterkörper zu bilden.
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(Umformschritt)
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Umformen (Auslegen) wird mittels eines Umform-Formwerkzeugs 50 an dem Sinterkörper durchgeführt. In dem Umformschritt wird eine Außenform in eine endgültige Größe fertiggestellt und die Nuten 14 werden an dem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 gebildet.
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Das Umform-Formwerkzeug 50 besitzt einen ähnlichen Aufbau wie das Formwerkzeug 40, wie in 7 gezeigt, und ist mit einem ersten oberen Stempel 54 und einem ersten unteren Stempel 55 und einem zweiten oberen Stempel 56 und einem zweiten unteren Stempel 57 jeweils von außen, die jedes obere/untere Paar bilden, zwischen einer Matrize 52, in der ein kreisförmiges Durchgangsloch 51 gebildet ist, und einem Kernstab 53, in dem Durchgangsloch 51 gebildet ist, versehen. Diese Stempel 54 bis 57 sind in einer konzentrischen Zylinderform gebildet, mit dem Kern 53 als Mitte.
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An einem oberen Endabschnitt des ersten unteren Stempels 55 sind Vorsprünge 58 gebildet, um die Nuten 14 zu bilden. Der Sinterkörper wird mittels Presseinsetzen des Sinterkörpers zwischen die Matrize 52 und den Kernstab 53 durch die ersten Stempel 54 und 55 und die zweiten Stempel 56 und 57 mit Aufbringen von Druck in der Achsrichtung umgeformt.
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Der erste obere Stempel 54 und der erste untere Stempel 55 werden nicht in Kontakt miteinander gebracht und Formen die Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers des Sinterkörpers zu einer mittleren Position der Höhenrichtung hin um. Das Durchgangsloch 51 der Matrize 52 ist nicht in Kontakt mit dem Sinterkörper (dem Sinterlager 10). Daher ist in dem Sinterkörper (dem Sinterlager 10) nach dem Umformen die ringförmige Rippe 15 entlang der Umfangsrichtung an der mittleren Position der Höhenrichtung an dem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 mit den Nuten 14 gebildet.
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< Spritzgießschritt >
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Das Sinterlager 10, das wie oben beschrieben gebildet ist, wird durch den Spritzgießschritt mit dem Harzbauteil 20 integriert. Der Spritzgießschritt umfasst: einen Formzuhalteschritt (entsprechend dem Formmontageschritt der vorliegenden Erfindung) des Anordnens des Sinterlagers 10 in ein Einspritz-Formwerkzeug 60 in einem Zustand, in dem außerhalb des Sinterlagers 10 eine Kavität 61 gebildet ist, und einen Einspritzschritt (entsprechend dem Füllschritt der vorliegenden Erfindung) des Einspritzens von geschmolzenem Harz (entsprechend dem geschmolzenen Material der vorliegenden Erfindung), um das Harzbauteil zu sein, in die Kavität 61.
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(Formzuhalteschritt)
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Wie in 8 gezeigt weist das Einspritz-Formwerkzeug 60 eine feste Form 62 und eine bewegbare Form 63 auf, welche das Sinterlager 10 zwischen der festen Form 62 und der bewegbaren Form 63 halten und die Kavität 61 bilden, in die das geschmolzene Harz um das Sinterlager 10 herum eingefüllt wird. Das Sinterlager 10 wird in einem passeingesetzten Zustand an der mittleren Position der Längsrichtung (der Achsrichtung) beider Endabschnitte 12 in konkaven Abschnitten 64 und 65 der festen Form 62 und der bewegbaren Form 63 gehalten, so dass Innenumfangsoberflächen des konkaven Abschnitts 64 und des konkaven Abschnitts 65 über den gesamten Umfang in Kontakt mit den Außenumfangsoberflächen der Endabschnitte 12 des Sinterlagers 10 sind.
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Die Kavität 61 weist einen Wellenhalteraum 66, der gebildet ist, um den Außenumfang des Sinterlagers 10 zu umgeben, und einen verbundenen Abschnitt 67 auf, der mit dem Wellenhalteraum 66 verbunden ist. In dem Wellenhalteraum 66 der Kavität 61 liegen der Abschnitt großen Durchmessers 13 des Sinterlagers 10 und ein Basisendabschnitt (der Ansatzabschnitt) der Endabschnitte 12 in der Umgebung des Abschnitts großen Durchmessers 13 frei. Ein Anguss 68, welcher das geschmolzene Harz zuführt, ist über eine Angussbuchse 69 mit der Kavität 61 verbunden, und ein Kolben (nicht dargestellt) ist zum Einspritzen des geschmolzenen Harzes in den Anguss 68 angeschlossen.
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(Einspritzschritt)
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Wie in 8 gezeigt wird das geschmolzene Harz in die Kavität 61 der Einspritz-Form 60 eingespritzt, die zugehalten bzw. geklemmt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Einspritzdruck auf die Außenoberfläche des Sinterlagers 10 mit Ausnahme der Spitzenenden der Endabschnitte 12 aufgebracht, obgleich der Einspritzdruck in der Kavität 61 aufgebracht wird, weil das Spitzendende von jedem Endabschnitt 12 nicht in der Kavität 61 freiliegt, weil das Spitzenende der Endabschnitte 12 des Sinterlagers 10 in dem passeingesetzten Zustand in dem konkaven Abschnitt 64 der festen Form 62 und dem konkaven Abschnitt 65 der bewegbaren Form 63 angeordnet sind.
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Dementsprechend tritt das geschmolzene Harz nicht aus den Endflächen des Sinterlagers 10 aus. Selbst wenn das geschmolzene Harz im schlimmsten Fall zwischen die Anlageoberflächen des Sinterlagers 10 und der Einspritz-Form 60 eindringt sprechen wir hier von einem Ausmaß, bei dem eine geringfügige Leckage zu den Außenumfangsoberflächen der Endabschnitte 12 des Sinterlagers 10 stattfinden kann.
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Dementsprechend weist in dem Einsatzlager 1, wie in 1 gezeigt, der mittlere Abschnitt, der den Abschnitt großen Durchmessers 13 aufweist, mit Ausnahme des Spritzenendes jedes Endabschnitts 12 des Sinterlagers 10 von dem Harzbauteil 20 umgeben, das Sinterlager 10 und das Harzbauteil 20 werden durch die Nuten 14 daran gehindert, sich zu drehen, und sind in einem Zustand integriert, in dem ein Ablösen derselben in Achsrichtung durch den Abschnitt großen Durchmessers 13 verhindert wird. Ferner wird das Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt und eine Behinderung anderer Bauteile kann unterbunden werden, da ein solcher Harzfilm an jeder Endfläche des Sinterlagers, das im Stand der Technik beschrieben wird, nicht gebildet wird.
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[Zweite Ausführungsform]
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9 bis 11 zeigen ein Sinterlager 100, das für ein Einsatzlager einer zweiten Ausführungsform verwendet wird. In dem Sinterlager 100 der zweiten Ausführungsform ist die ringförmige Rippe 15 des Abschnitts großen Durchmessers 13 in dem Sinterlager 10 der ersten Ausführungsform nicht gebildet. Es wird angemerkt, dass sowohl in der zweiten als auch in den nachfolgenden Ausführungsformen Elemente, die mit der ersten Ausführungsform gemein sind, zur vereinfachten Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
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Bei der zweiten Ausführungsform werden zwei Umformschritte durchgeführt. Das bedeutet, dass bei dem ersten Umformen die Nuten 14 an dem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 durch das in der ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren (erstes Umformen) gebildet werden. Bei dem ersten Umformen werden die Nuten und auch die ringförmigen Rippen 15 an dem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 gebildet. In der zweiten Ausführungsform wird die ringförmige Rippe 15 in einem zweiten Umformschritt (zweites Umformen) entfernt. Bei dem zweiten Umformen wird die Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 13 von der Innenumfangsoberfläche der Matrize, die in einer zylindrischen Oberfläche gebildet ist, umgeformt, und die Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 13 wird abschließend zu einer zylindrischen Oberfläche gemacht.
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12 zeigt ein Umform-Formwerkzeug 70, das für das zweite Umformen verwendet wird. Das Umform-Formwerkzeug 70 ist mit einem ersten oberen Stempel 74 und einem ersten unteren Stempel 75 und einem zweiten oberen Stempel 76 und einem zweiten unteren Stempel 77 jeweils von außen, die jeweils ein oberes/unteres Paar bilden, zwischen einer Matrize 72, in der ein kreisförmiges Durchgangsloch 71 gebildet ist, und einem Kernstab 73, der in dem Durchgangsloch 71 gebildet ist, versehen. Jedoch bildet im Gegensatz zu dem Umform-Formwerkzeug 50, das für das erste Umformen (vgl. 7) verwendet wird, die zylindrische Innenumfangsoberfläche der Matrize 72 die Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 13, und ein oberes Ende des ersten unteren Stempels 75 wird mit einer Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 13 in Kontakt gebracht.
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Nach dem zweiten Umformen wird auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform ein Spritzgießen durchgeführt, um ein Einsatzlager (nicht gezeigt) zu erhalten, bei dem ein mittlerer Abschnitt, der den Abschnitt großen Durchmessers 13 beinhaltet, mit Ausnahme des Spitzendes jedes Endabschnitts 12 des Sinterlagers 100 von dem Harzbauteil 20 (vgl. 1) umgeben und integriert sind.
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Dieses Einsatzlager wird ebenfalls durch die Nuten 14 daran gehindert, sich in dem Sinterlager 100 und dem Harzbauteil 20 zu drehen, und ist in einem Verhinderungszustand integriert, um sich in Achsrichtung nicht von dem Abschnitt 13 großen Durchmessers abzulösen, wie bei der ersten Ausführungsform, und ferner, da der Harzfilm nicht an jeder Endfläche des Sinterlagers 100 gebildet ist, wird das Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt und eine Behinderung mit dem anderen Bauteil kann unterbunden werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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13 bis 15 zeigen ein Sinterlager 101, das für ein Einsatzlager einer dritten Ausführungsform verwendet wird. Das Sinterlager 101 der dritten Ausführungsform weist den Abschnitts großen Durchmessers 13 auf, in dem eine Vielzahl von Nuten 141 entlang der Achsrichtung über die gesamte Länge des Abschnitts großen Durchmessers 13 zwischen den Endflächen des Abschnitts großen Durchmessers 13 am Außenumfangsabschnitt gebildet sind.
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Beim Herstellen des Sinterlagers 101, nach dem Formschritt und dem Sinterschritt in dem Sinterlagerbildungsschritt, wird in einem Umformschritt ein Umform-Formwerkzeug 80 verwendet, das in 16 gezeigt ist. Ein Umform-Formwerkzeug 80 ist mit einem ersten oberen Stempel 84 und einem ersten unteren Stempel 85 und einem zweiten oberen Stempel 86 und einem zweiten unteren Stempel 87, die jeweilige obere/untere Paare bilden, zwischen einer Matrize 82, in der ein kreisförmiges Durchgangsloch 81 gebildet ist, und einem Kernstab 83 in dem Durchgangsloch 81 angeordnet ist, versehen.
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Eine Vielzahl ringförmiger Rippen 88 ist an einer Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs 81 der Matrize 82 mit Abständen in Umfangsrichtung über die gesamte Länge einer Achsrichtung gebildet. Nuten 89, die in Gleitpassung in diese ringförmigen Rippen 88 eingebracht sind, sind mit Abständen in Umfangsrichtung an den Außenumfangsabschnitten des ersten oberen Stempels 84 und des ersten unteren Stempels 85 gebildet.
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Durch Umformen des Sinterkörpers, der in dem Umform-Formwerkzeug 80 angeordnet ist, werden die Nuten 141 in Abständen in der Umfangsrichtung am Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 gebildet.
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Das Einsatzlager, das aus dem Sinterlager 101 gebildet wird, wird auf dieselbe Weise wie bei anderen Ausführungsformen ebenfalls durch die Nuten 141 daran gehindert, das Sinterlager 101 und das Harzbauteil 20 zu drehen und ist in einem Zustand integriert, in dem es von dem Abschnitt großen Durchmessers 13 daran gehindert wird, sich in Achsrichtung abzulösen, und der Harzfilm ist nicht in jeder Endfläche des Sinterlagers 101 gebildet, so dass das Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt wird und eine Störung anderer Bauteile ebenfalls unterbunden wird.
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[Vierte Ausführungsform]
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17 und 18 zeigen ein Sinterlager 102, das für ein Einsatzlager einer vierten Ausführungsform verwendet wird. Bei dem Sinterlager 102 der vierten Ausführungsform sind entlang der Achsrichtung eine Vielzahl von Nuten 142 an dem Abschnitt großen Durchmessers 13 des Sinterlagers 102 zwischen beiden Endflächen des Abschnitts großen Durchmessers 13 über die gesamte Länge des Abschnitts großen Durchmessers 13 gebildet, auf dieselbe Weise wie bei der dritten Ausführungsform. In der vierten Ausführungsform ist jedoch eine Querschnittsfläche der Nuten 142 größer als die der Nuten 141 in der dritten Ausführungsform, so dass die Nuten 142 in einem Formschritt, nicht in dem Umformschritt gebildet werden.
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Das bedeutet, dass obgleich die Darstellung entfällt, ein Formwerkzeug wie bei dem Umform-Formwerkzeug 80 der dritten Ausführungsform aufgebaut ist, eine Vielzahl von Graten, die entlang der Achsrichtung durchdringen (über die gesamte Länge) an dem Innenumfangsabschnitt des Durchdringungslochs der Matrize mit Intervallen in Umfangsrichtung gebildet sind, und die Nuten, in welche die Grate der Matrize gleitend eingepasst sind, an dem Außenumfangsabschnitt des ersten unteren Stempels und des ersten oberen Stempels gebildet sind, mit Abständen in Umfangsrichtung. Durch die Grate der Matrize werden die Nuten 142 an dem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers des Formkörpers gebildet.
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Durch das Durchführen des Sinterschritts und des Umformschritts an dem Formkörper, bei dem die Nuten 142 an dem Außenumfangsabschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 13 gebildet sind, um das Sinterlager 102 zu bilden, und das Integrieren mit dem Harzbauteil 20 mittels Spritzgießen, um den Abschnitt großen Durchmessers 13 desselben zu umgeben, wird das Einsatzlager hergestellt.
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[Fünfte Ausführungsform]
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19 und 20 zeigen ein Sinterlager 103, das für ein Einsatzlager einer fünften Ausführungsform verwendet wird. In dem Sinterlager 103 der fünften Ausführungsform sind Endabschnitte 121 nicht von geradlinig-zylindrischer Form und sind in einer konischen Form gebildet, bei der sich ein Außendurchmesser zu beiden Enden hin von einem Abschnitt großen Druckmessers 131 allmählich verkleinert.
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Ein Winkel θ einer konischen Oberfläche jedes Endabschnitts (konischer Abschnitt) 121 beträgt beispielsweise 15° (als konischer Winkel 30°). Nuten 143, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 131 gebildet sind, sind zur Mitte der Längsrichtung (Achsrichtung) des Abschnitts großen Durchmessers 131 gebildet; ein Spitzenende in einem offenen Zustand ist in einer konischen Fläche (Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 131 gebildet). Die ringförmige Rippe 15 ist an der mittleren Position in der Höhenrichtung des Abschnitts großen Durchmessers 131 entlang der Umfangsrichtung gebildet.
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Das Sinterlager 103 wird durch den Sinterlager-Bildungsschritt auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform gebildet. Die konische Oberfläche der Endabschnitte 121 wird in dem Bildungsschritt gebildet, wenn jedoch der Neigungswinkel θ klein ist, kann er in dem Umformschritt gebildet werden.
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Der Formzuhalteschritt in dem Spritzgießschritt wird mittels eines Einspritz-Formwerkzeugs 600 durchgeführt, das in 21 gezeigt ist. Die Innenumfangsoberfläche des konkaven Abschnitts 641 und 651 der festen Form 62 und der bewegbaren Form 63, die zugehalten werden, sind in einer konischen Oberfläche mit dem gleichen Winkel wie die Endabschnitte 121 des Sinterlagers 103 gebildet. Die Endabschnitte 121 des Sinterlagers 103 sind konusförmig an den konkaven Abschnitt 641 und den konkaven Abschnitt 651 angefügt.
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In diesem Formzuhalte-Zustand gelangt, da die konischen Oberflächen der Endabschnitte 121 des Sinterlagers 103 konusförmig an die konischen Oberflächen der konkaven Abschnitte 641 und 651 des Einspritz-Formwerkzeugs 600 angefügt sind, verglichen mit einem Zustand, bei dem die geraden zylindrischen Oberflächen in Kontakt miteinander sind, wie bei der ersten Ausführungsform, das geschmolzene Harz nicht einfach zwischen die konischen Oberflächen, und das Austreten von Harz kann nicht nur an beiden Endflächen und an der Außenumfangsoberfläche (konischen Oberfläche) der Endabschnitte 121 zuverlässig verhindert werden.
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Die ringförmige Rippe 15, die an der mittleren Position des Abschnitts großen Durchmessers 131 gebildet ist, kann bei einem zweiten Umformen entfernt werden, indem zwei Umformschritte durchgeführt werden, wie bei der zweiten Ausführungsform.
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[Sechste Ausführungsform]
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22 und 23 zeigen ein Sinterlager 104, das für ein Einsatzlager einer sechsten Ausführungsform verwendet wird. Bei dem Sinterlager 104 der sechsten Ausführungsform sind die Endabschnitte 121 in einer konischen Form gebildet, bei der ein Außendurchmesser allmählich vom Abschnitt großen Durchmessers 131 hin zu beiden Enden zunimmt, analog zum Sinterlager 103 der fünften Ausführungsform. Der Neigungswinkel θ der konischen Oberfläche ist beispielsweise mit 15° (Konuswinkel 30°) gebildet.
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Die Nuten 144, die an dem Abschnitt 131 großen Durchmessers gebildet sind, sind über die gesamte Länge des Abschnitts großen Durchmessers 131 gebildet, dessen beide Enden jeweils an den konischen Oberflächen gebildet sind.
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Obgleich auf eine Darstellung verzichtet wird, kann es zutreffen, dass die Querschnittsfläche der Nuten 144 des Sinterlagers 104 in der sechsten Ausführungsform so groß wird wie jene der Nuten 142 in dem Sinterlager 102 der vierten Ausführungsform sind, um die Nuten im Formschritt und nicht im Umformschritt zu bilden, und dergleichen.
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Eine siebte Ausführungsform bis elfte Ausführungsform werden mit Beispielen beschrieben, bei denen ein Abschnitt großen Durchmessers in einem Bereich mit Ausnahme eines Endabschnitts eines Außenumfangsabschnitts eines Sinterlagers eines Einsatzlagers vorgesehen ist. und dieser Abschnitt großen Durchmessers hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der eine Endabschnitt des Sinterlagers.
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[Siebte Ausführungsform]
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24 zeigt einen Längsschnitt eines Abschnitts (einer Hälfte eines Sinterlagers 105 und eines Abschnitts eines Harzbauteils (eines Außenbauteils) 20A) eines Einsatzlagers 1A (Sintereinsatzbauteil) einer siebten Ausführungsform; und 25 zeigt das Sinterlager 105, das für das Einsatzlager 1A verwendet wird. Obgleich nur ein Abschnitt des Einsatzlagers 1A in 24 gezeigt ist, ist die Form insgesamt jene, die in 1 gezeigt ist.
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Das Sinterlager 105 der siebten Ausführungsform hat einen ersten konischen Endabschnitt 122 analog zum Sinterlager 103 der fünften Ausführungsform und dem Sinterlager 104 der sechsten Ausführungsform, hat jedoch einen Abschnitt großen Durchmessers 135, der sich von den Sinterlagern 10 und 101 bis 104 der ersten bis sechsten Ausführungsform unterscheidet und sich zur Endfläche eines zweiten Endabschnitts 123 erstreckt. Das bedeutet, eine Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 und eine Endfläche des zweiten Endabschnitts 123 sind in derselben Ebene angeordnet und gehen ineinander über.
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In dem Sinterlager 105 ist ein Außenumfangsabschnitt eines Bereichs mit Ausnahme eines Spitzenendes (eines Endabschnitts an einer Seite, die in die Endfläche des ersten Endabschnitts 122 übergeht) des ersten Endabschnitts 122 in das Harzbauteil 20A eingebettet. Das bedeutet, dass bei dem Harzbauteil 20A der Spitzenendabschnitt des ersten Endabschnitts 122 in dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 105 freiliegt und der Basisendabschnitt (Ansatzabschnitt) des ersten Endabschnitts 122 und des Abschnitts großen Durchmessers 135 eingebettet sind.
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Das bedeutet, dass in dem Harzbauteil 20A ein Wellenhalteabschnitt 21A integral an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 105 befestigt ist; der Wellenhalteabschnitt 21A gebildet ist, um im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Gesamthöhe des Sinterlagers 105 zu haben; und das Sinterlager 105 von dem Mittelabschnitt in Achsrichtung des ersten Endabschnitts 122 und über die Gesamtheit des Abschnitts mit großem Durchmesser 13 eingebettet ist. Dementsprechend werden beide Endflächen des Abschnitts großen Durchmessers 13 von dem Wellenhalteabschnitt 21 bedeckt.
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Der erste Endabschnitt 122 des Sinterlagers 105 ist gebildet, um eine Konusform zu haben, bei der sich der Außendurchmesser allmählich von dem Abschnitt großen Durchmessers 135 hin zum Spitzende des ersten Endabschnitts 122 verringert. Der Neigungswinkel dieser konusförmigen Fläche ist beispielsweise mit 15° (Konuswinkel 30°) gebildet.
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Die Nuten 145, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 gebildet sind, sind über die gesamte Länge des Abschnitts großen Durchmessers 131 gebildet; und beide Enden sind in einem offenen Zustand jeweils an der konischen Fläche gebildet. Es wird angemerkt, dass die Formgebung und dergleichen der Nuten 145 im Wesentlichen gleich jenen Nuten 141 ist, die in 13 gezeigt sind.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Einsatzlagers 1A ist im Wesentlichen gleich dem Herstellungsverfahren des Sinterlagers 10 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform; eine Form der Einspritz-Form, die für den Spritzgießschritt verwendet wird, unterscheidet sich jedoch teilweise. Einzelheiten werden nachfolgend beschrieben.
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26 ist eine längliche Querschnittsansicht, die einen Zustand in dem Formzuhalteschritt des Spritzgießschritts in dem Verfahren zur Herstellung des Einsatzlagers 1A zeigt.
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Ein Einspritz-Formwerkzeug 60A weist wie in 26 gezeigt eine feste Form 62A und eine bewegbare Form 63A auf; das Sinterlager 105 wird zwischen der festen Form 62A und der bewegbaren Form 63Agehalten, und eine Kavität 61A, in die das geschmolzene Harz gefüllt wird, ist an dem Außenumfangsabschnitt des Sinterlagers 105 gebildet.
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Das Sinterlager 105 wird in einem passeingesetzten Zustand an der mittleren Position der Längsrichtung (Achsrichtung) des ersten Endabschnitts 122 in einem konkaven Abschnitt 64Ader festen Form 62A gehalten. Im Ergebnis ist die Innenumfangsoberfläche des konkaven Abschnitts 64A über den gesamten Umfang in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des ersten Endabschnitts 122 des Sinterlagers 105. Eine Endfläche eines Vorsprungs 65A, der von der Innenfläche der bewegbaren Form 63A vorsteht, ist in Kontakt mit der Endfläche des zweiten Endabschnitts 123.
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Die Kavität 61 weist einen Wellenhalteraum 66, der gebildet ist, um den Außenumfang des Sinterlagers 105 zu umgeben, und einen verbundenen Abschnitt 67 auf, der mit dem Wellenhalteraum 66 verbunden ist. In dem Wellenhalteraum 66 der Kavität 61A liegen die Außenumfangsoberfläche und eine Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 des Sinterlagers 105 und der Basisendabschnitt (Ansatzabschnitt) des ersten Endabschnitts 122 in der Umgebung des Abschnitts 135 mit großem Durchmesser frei.
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Ein Anguss 68, der das geschmolzene Harz zuführt, ist über eine Angussbuchse 69 mit der Kavität 61 verbunden, und ein Kolben (nicht dargestellt) ist mit dem Anguss 68 verbunden, um das geschmolzene Harz einzuspritzen.
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Das geschmolzene Harz wird in die Kavität 61A des zugehaltenen Einspritz-Formwerkzeugs 60A eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt, obgleich der Einspritzdruck auf die Kavität 61A aufgebracht wird, wird das Spitzenende des ersten Endabschnitts 122 des Sinterlagers 105 in den konkaven Abschnitt 64A der festen Form 62A passend eingesetzt, und der zweite Endabschnitt 123 ist in Kontakt mit dem Vorsprung 65A in dem konkaven Abschnitt 65A der bewegbaren Form 63A.
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Weil das Spitzenende des ersten Endabschnitts 122 nicht in die Kavität 61A freiliegt, wird der Einspritzdruck auf die Außenoberfläche des Sinterlagers 105 aufgebracht, mit Ausnahme des Spitzenendes des ersten Endabschnitts 122. Dementsprechend tritt das geschmolzene Harz nicht an der Endfläche des ersten Endabschnitts 122 des Sinterlagers 105 aus. Selbst wenn das geschmolzene Harz zwischen die anliegenden Oberflächen des Sinterlagers 105 und die Form 60A gelangt, geschieht dies bis zu einem Grad dahingehend, dass es in geringem Maße an den Außenumfangsoberflächen des ersten Endabschnitts 122 des Sinterlagers 105 austreten kann.
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Dementsprechend wird das Einsatzlager 1A in einem Zustand integriert, bei dem ein Bereich (Außenumfangsoberfläche und beide Endflächen des Abschnitts großen Durchmessers 13) des Sinterlagers 105 mit Ausnahme des Spitzenendes des ersten Endabschnitts 122 von dem Harzbauteil 20A umgeben werden, das Sinterlager 105 und das Harzbauteil 20A werden von der Nut 145 daran gehindert, sich zu drehen, und von dem Abschnitt 135 großen Durchmessers daran gehindert, sich in Achsrichtung abzulösen. Darüber hinaus wird, da der Harzfilm, wie im Stand der Technik beschrieben, nicht an beiden Endflächen des Sinterlagers gebildet ist, das Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt, und eine Behinderung des anderen Bauteils wird ebenfalls unterbunden.
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[Achte Ausführungsform]
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27 zeigt einen vergrößerten Abschnitt eines Einsatzlagers 1B (Sintereinsatzbauteil) einer achten Ausführungsform; 28 zeigt ein Sinterlager 106, das für das Einsatzlager 1B verwendet wird.
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Ein Sinterlager 106 einer achten Ausführungsform weist ferner den Abschnitt großen Durchmessers 135 analog zur siebten Ausführungsform auf, wie in den 27 und 28 gezeigt; jedoch unterscheidet sich nur eine Formgebung der Nuten, die auf dem Abschnitt großen Durchmessers 135 gebildet sind, von dem Sinterlager 105 der siebten Ausführungsform. Sowohl bei der achten Ausführungsform als auch nachfolgenden Ausführungsformen werden Elemente, die gleich der siebenten Ausführungsform sind, von den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um die Beschreibung zu vereinfachen.
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Zehn Nuten 146, die auf dem Abschnitt großen Durchmessers 135 des Sinterlagers 106 gebildet sind, sind auf einer Seite einer Endfläche auf der Seite des ersten Endabschnitts 122 des Abschnitts großen Durchmessers 135 in Intervallen von 36° derart gebildet, dass sie kürzer sind als die halbe Länge (Höhe) des Abschnitts großen Durchmessers 135, wie in den 27 und 28 gezeigt. Die Nuten 146 haben eine Form, bei der der tiefste Abschnitt als konkave Bogenfläche ausgebildet ist und beide Enden derselben mit der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 mit einer vorstehenden Bogenfläche verbunden sind. Die Form etc. der Nuten 146 ist im Wesentlichen gleich den Nuten 14 des Sinterlagers 10 der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist.
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[Neunte Ausführungsform]
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29 zeigt ein Einsatzlager 1C (Sintereinsatzbauteil) einer neunten Ausführungsform; und 30 zeigt ein Sinterlager 107, das für das Einsatzlager 1C verwendet wird. Das Sinterlager 107 der neunten Ausführungsform hat, wie in den 29 und 30 gezeigt, den Abschnitt großen Durchmessers 135 analog zum Sinterlager 105 der siebten Ausführungsform; nur eine Form der Nuten, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 gebildet sind, unterscheidet sich von dem Sinterlager 105 der siebten Ausführungsform.
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Wie in den 29 und 30 gezeigt sind zehn Nuten 147, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 des Sinterlagers 107 gebildet sind, kürzer als die halbe Länge (Höhe) des Abschnitts großen Durchmessers 135 und in Intervallen von 36° auf einer Seite der Endfläche auf der Seite des zweiten Endabschnitts 123 des Abschnitts großen Durchmessers 135 gebildet. Die Nuten 147 haben eine Formgebung, bei der ein tiefster Abschnitt dieser als konkave Bogenoberfläche ausgebildet ist, und beide Seiten derselben über eine konvexe Bogenoberfläche mit der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 verbunden sind. Ferner ist eine Formgebung und dergleichen der Nuten 147 im Wesentlichen gleich jener der Nuten 14 des Sinterlagers 100 der zweiten Ausführungsform, die in den 9 bis 11 gezeigt sind, und der Nuten 146 des Sinterlagers 106 der achten Ausführungsform, die in den 27 und 28 gezeigt sind.
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[Zehnte Ausführungsform]
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31 zeigt ein Einsatzlager (Sintereinsatzbauteil) einer zehnten Ausführungsform; und 32 zeigt ein Sinterlager 108, das für das Einsatzlager 1D verwendet wird. Das Sinterlager 108 der zehnten Ausführungsform weist den Abschnitt 135 großen Durchmessers auf, analog zum Sinterlager 105 der siebten Ausführungsform, wie in den 31 und 32 gezeigt, nur eine Form der Nuten, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 gebildet sind, unterscheidet sich von dem Sinterlager 105 der siebten Ausführungsform.
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Vier Nuten 148, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 des Sinterlagers 108 gebildet sind, sind an einer Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 auf der Seite des ersten Endabschnitts 122 gebildet, wie in den 31 und 32 gezeigt. Die Nuten 148 sind in Intervallen von 90° gebildet und verlaufen in einem Radialdurchmesser an der Endfläche der Seite des ersten Endabschnitts 122 des Abschnitts großen Durchmessers 135. Die Nuten 148 haben am tiefsten Abschnitt eine flache Oberfläche und eine geneigte Oberfläche, deren Durchmesser vom tiefsten Abschnitt aufwärts allmählich zunimmt.
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[Elfte Ausführungsform]
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33 zeigt ein Einsatzlager 1E (Einsatz-Sinterbauteil) einer elften Ausführungsform; und 34 zeigt ein Sinterlager, das für das Einsatzlager 1E verwendet wird. Das Sinterlager 109 der elften Ausführungsform besitzt den Abschnitt großen Durchmessers 135, analog zum Sinterlager 108 der zehnten Ausführungsform, wie in den 33 und 34 gezeigt; lediglich eine Formgebung der Nuten, die an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 gebildet sind, unterscheidet sich von dem Sinterlager 108 der zehnten Ausführungsform.
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Vier Nuten 149, die an dem Abschnitt 135 großen Durchmessers des Sinterlagers 109 gebildet sind, sind, wie in den 33 und 34 gezeigt, an einer Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 an der dem ersten Endabschnitt 122 gegenüberliegenden Seite (d.h. an der Seite des zweiten Endabschnitts 123) gebildet. Die Nuten 149 sind in Intervallen von 90° gebildet und verlaufen in einer Radialrichtung der Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135. Die Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 ist bündig mit der Endfläche des zweiten Endabschnitts 123; die Nuten 149 verlaufen jedoch nicht in die Endfläche des zweiten Endabschnitts 123. Das bedeutet, dass die Nuten 149 innerhalb eines Bereichs des Abschnitts großen Durchmessers 135 in Radialrichtung verlaufen. Die Formgebung der Nuten 148 ist die gleiche wie jene der Nuten 148.
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In der zehnten Ausführungsform und der elften Ausführungsform sind die Nuten 148 und 149 an der Endfläche gebildet; in diesen Fällen kann, da die Nuten 148 und 149 ferner in das Harzbauteil 20A eingebettet sind, die gleiche Wirkung gezeigt werden wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen.
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Das bedeutet, dass der Nutabschnitt, der an dem Abschnitt großen Durchmessers 135 gebildet ist, an der Außenumfangsoberfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 gebildet sein kann, oder an der Endfläche gebildet sein kann, und sowohl an der Außenumfangsoberfläche als auch an der Endfläche des Abschnitts großen Durchmessers 135 gebildet sein kann.
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Die vorliegende Erfindung ist zudem nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und es können verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise sind die Nuten in den obigen Ausführungsformen an dem Abschnitt großen Durchmessers gebildet; anstelle der Nuten können jedoch auch Grate entlang der Achsrichtung gebildet sein. Eine Vielzahl der Nuten oder der Grate kann bevorzugt in Intervallen in Umfangsrichtung gebildet sein, es kann jedoch auch nur eine(r) gebildet sein.
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Das Außenbauteil ist aus Harz gebildet und mittels Einspritzformen via Insert Molding in den Ausführungsformen gebildet; die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine solche angewendet werden, bei denen ein Außenbauteil ein Metallbauteil aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen ist, mit einem Schmelzpunkt, der niedriger liegt als beispielsweise der eines aus Eisen oder Kupfer hergestellten Sinterlagers, das mittels Insert-Technik durch Gießen hergestellt werden soll. In diesem Fall werden durch Zuhalten der Form (dem Formzuhalteschritt) durch Anordnen eines Sinterbauteils in einer Form (einem Einsatz-Formwerkzeug) und Einfüllen einer Metallschmelze (geschmolzenes Material), bei dem es sich um das Metallbauteil handeln soll, in die umliegende Kavität (dem Füllschritt) nach dem Sinterlager-Bildungsschritt, das aus Metall gefertigte Außenbauteil und das Sinterlager integriert.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich bei dem Sinterbauteil beispielhaft um das Sinterlager und bei dem Sintereinsatzbauteil beispielhaft um das Einsatzlager; ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Das Sinterbauteil kann beispielsweise ein Ventilsitz oder eine Buchse sein. Obgleich bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen im Wesentlichen ein zylindrisches Radiallager veranschaulicht wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Sinterbauteil, beispielsweise ein plattenartiges Schwenklager, angewendet werden. Das bedeutet, die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Sinterlager beschränkt, kann jedoch angewendet werden, wenn es sich um ein Sinterbauteil handelt, und kann auf alle Erzeugnisse angewendet werden, in denen ein Sinterbauteil und ein Außenbauteil integriert sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Ein Sinterbauteil, wie etwa ein Sinterlager oder dergleichen, und ein Außenbauteil werden von einer Nut oder einem Grat daran gehindert, sich zu drehen, und sind integriert; und das Sinterbauteil und das Außenbauteil können mittels Spritzgießen ohne Bilden eines Materialfilms auf dem Außenbauteil an mindestens einer Endfläche des Sinterbauteils integriert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E
- Einsatzlager (Sintereinsatzbauteil)
- 10, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109
- Sinterlager (Sinterbauteil)
- 10A
- Formkörper
- 11
- Wellenbohrung
- 12, 121
- Endabschnitt
- 122
- Endabschnitt (erster Endabschnitt)
- 123
- Endabschnitt (zweiter Endabschnitt)
- 13, 131, 135 14, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149
- Nut
- 15, 88
- ringförmige Rippe
- 20, 20A
- Harzbauteil (Außenbauteil)
- 21, 21A
- Wellenhalteabschnitt
- 40
- Formwerkzeug
- 50, 70, 80
- Umform-Formwerkzeug
- 60, 60A, 600 61, 61A
- Kavität
- 62, 62A
- feste Form
- 63, 63A
- bewegbare Form
- 64, 64A, 65, 641, 651
- konkaver Abschnitt
- 65A
- Vorsprung
- 66
- Wellenhalteraum
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 201936260 [0001]
- JP 20205806 [0001]
- JP 2003159720 [0005]
- JP 2003193113 [0005]
