JP2002327749A - 焼結含油軸受及び焼結含油軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動時に軸との摩擦力を低く抑えて、より安
価に製造可能な軸受を提供する。 【解決手段】 錫の粒子と鉄の粒子とを調合して鉄系金
属の粉体３１とし、錫の粒子と銅の粒子とを調合して銅
系金属の粉体３２とする。そして、外周部２１を鉄系金
属の粉体３１で圧縮形成し、内周面２２及び端部２３と
を調合した銅系金属の粉体３２で圧縮形成して、形成さ
れた粉体圧縮成形体を焼結する。そして、コイニングを
行った後、先程の焼結によって多孔質材となった銅系金
属及び鉄系金属の部分に潤滑油を含浸させて、焼結含油
軸受１５を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸受及びその製造
方法に係り、詳しくは焼結され潤滑油が含浸される、い
わゆる焼結含油軸受及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸受として、潤滑油の補給回数の
低減などを図るために、潤滑油を多孔質材に含浸させ
て、自己給油作用を有したいわゆる焼結含油軸受が知ら
れている。この軸受は、回転軸を回転支持する軸受孔が
形成され、潤滑油によって回転軸の外周面と軸受孔の内
周面とがスムーズに摺動され、回転軸の発熱などにより
潤滑油が軸受から誘出されることにより自己給油作用が
生じるようになっている。しかしながら、この焼結含油
軸受には、回転軸の負荷が大きくなると、潤滑油が回転
軸に圧せられて多孔質の内周面に圧入され、回転軸と内
周面との間の油膜が不足するという問題があった。特
に、パワーウィンド用モータの出力軸の軸受として使用
し、長期にわたり出力軸に荷重がかかった状態で静止し
ている場合、回転軸及び軸受の間の油膜が不十分となっ
て、起動時に異常摩耗が起きることがあった。そこで、
従来は、比較的低摩擦である銅系の材料に黒鉛や硫化モ
リブデン（ＭｏＳ₂）などの固体潤滑材を加えた材料で
製造した軸受が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、銅系の材料
及びこれに黒鉛や硫化モリブデンなどを加えた材料は高
価であり、銅系の材料で製造された軸受は高価となって
いた。

【０００４】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的は、起動時に軸との摩擦
力を低く抑えて、より安価に製造可能な軸受を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、軸受の内周面の少なくと
も一部を形成するように配置した粉体状の銅系金属と、
この銅系金属よりも銅成分が少なく鉄成分が多い粉体状
の鉄系金属とを同時に圧縮成形して、焼結した後、内部
の多孔質部分に潤滑油を含浸した焼結含油軸受である。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の焼結含油軸受において、常に一方向に荷重のかかる回
転軸を軸支し、該回転軸に前記荷重がかかった際に圧接
される部分を含む前記内周面の周方向の一部にのみに前
記銅系金属を配置したものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の焼結含油軸受において、前記鉄系金属により形成され
ている端面には、銅系金属の内周面の位置関係を設定し
た切り欠き状の目印が設けられているものである。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１つに記載の焼結含油軸受において、前記焼結
含油軸受は、ウォームホイール減速機のウォーム回転軸
の軸受として用いられ、ウォームのリード角が６．５度
以上のとき、前記銅系金属はホイールの反対側に内周面
の６０〜１８０度を占有し配置されているものである。

【０００９】請求項５に記載の発明は、軸受の内周面の
少なくとも一部に設けられるように配置した粉体状の銅
系金属と、その他の部分を前記銅系金属よりも銅成分が
少なく鉄成分を有する粉体状の鉄系金属とが、金型内に
供給されて、金型内の粉体状の前記銅系金属と前記鉄系
金属とを同時に圧縮成形して成形された粉体圧縮成形体
を焼結した後、内部の多孔質部分に潤滑油を含浸して製
造されるものである。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の焼結含油軸受の製造方法において、前記金型の外周に
は、磁石が配置され、前記金型は、少なくともその外周
部が非磁性体金属から形成され、この金型の外周には、
磁石が配置され、前記鉄系金属が前記金型に供給される
時に、前記磁石の吸引作用により、前記鉄系金属の粉体
を前記磁石の近傍に配置するものである。

【００１１】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の焼結含油軸受の製造方法において、前記磁石は、前記
金型外周に配置され、前記鉄系金属の粉体が供給時に通
電される電磁石であるものである。

【００１２】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
軸と接触する内周面の一部、すなわち少なくとも荷重が
かかる内周面は、低摩擦力となる銅系の材料で形成され
るため、起動時の異常摩擦が生じ難い。一方、その他の
部分、すなわち軸受のほとんどの部分は安価な鉄系の材
料で形成されるため、軸受を安価に製造することができ
る。更に、粉体状の鉄系金属を圧縮形成した後、圧縮形
成された粉体状の銅系金属とともに焼結したので、鉄系
金属と銅系金属との境が剥離し難い。また、鉄系金属で
構成される部分を多孔質材で構成すれば、この部分にも
含油させることができるので、潤滑油の補給回数の低減
が図れる。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、軸と接触
する内周面の周方向の一部にのみ銅系金属を配置するた
め、更に軸受を安価に製造することができるとともに、
低摩擦力を得ることができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、銅系金属
の位置を示す目印が、銅系金属以外の金属、すなわち鉄
系金属に軸受の端面に設けられているので、その目印を
軸受の外側から容易に把握することができ、銅系金属の
位置を容易に把握することができる。また、この目印
は、切り欠き状に形成されているため、製造が容易であ
る。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、ウォーム
のリード角が６．５度以上となる場合には、回転軸がど
ちらの方向に回転しても、またどのような回転速度であ
っても、回転軸が軸受の内周面と、ホイールの反対側の
内周面の６０〜１８０度の範囲で当接する。そのため、
摩擦力を低減した状態で、更に高価な銅系金属の使用量
を減らして、安価な鉄系金属の使用量を増やすことがで
き、結果としてより安価に軸受を製造することができ
る。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、同じ金型
内部で異なる金属を同時に圧縮成形した後、同時に焼結
するので、鉄系金属と銅系金属との境では、異なる金属
同士であっても相互に絡み合って結合力の高い部分とな
る。従って、鉄系金属と銅系金属との境が剥離し難い焼
結含油軸受とすることができる。

【００１７】請求項６に記載の発明によれば、鉄系金属
の粉体が磁石により吸引されるので、鉄系金属の粉体を
任意の部分に配置することができる。また、磁石は金型
外周に配置されているため、鉄系金属の粉体と銅系金属
の粉体との境においては、鉄系金属の粉体が金型の外方
に移動させられるので、軸と当接する内周面に鉄系でな
い銅系金属、すなわち低摩擦の銅系金属を容易に配置す
ることができる。

【００１８】請求項７に記載の発明によれば、圧縮形成
時に鉄系金属の粉体が供給される際には、鉄系金属の粉
体を電磁石の磁力により吸引させて任意の部分に配置す
るようにできる。また、圧縮成形時には、電磁石を消磁
させて、鉄系金属の粉体が磁力に吸引されないため、無
理な力が加わることなく圧縮成形することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した焼結含油軸受の第１実施形態を、自動車のパ
ワーウィンドの減速機付き小型モータに適用した場合に
ついて、図１〜図７に従って説明する。

【００２０】図１に示すように、小型モータ１１のハウ
ジング１２にはモータ１３が一体的に取り付けられてい
る。このモータ１３の金属製の回転軸１４は、焼結含油
軸受１５に軸支されている。この軸受１５は、ハウジン
グ１２に設けられた取付孔１６に嵌挿されている。回転
軸１４の先端にはウォーム１７が連結され、このウォー
ム１７はハウジング１２に対して回転可能に支持される
ウォームホイール１８に噛合している。従って、モータ
１３が回転すると、ウォームホイール１８がモータ１３
よりも低い回転速度で回転する。

【００２１】軸受１５は、円筒状をしており、図２に示
すように、鉄系金属よりなる外周部２１と、銅系金属よ
りなる内周部２２とから構成されている。また、外周部
２１の一方の端部（図２（ａ）における上方の端部）２
３は、内周部２２と同一の銅系金属から構成されてい
る。

【００２２】次に、本実施形態の軸受１５の製造方法に
ついて、図３〜図７に基づいて説明する。まず外周部２
１に使用される材料、すなわち鉄の粒子と錫の粒子とが
調合されて鉄系金属の粉体３１が準備される。そして、
内周部２２及び端部２３に使用される材料、すなわち銅
の粒子と錫の粒子とが調合されて銅系金属の粉体３２が
準備される（図３におけるステップＳ１１）。次に、こ
れら粉体３１，３２が圧縮成形される（ステップＳ１
２）が、本実施形態では、鉄系金属の粉体３１を充填し
て（ステップＳ２１）、圧縮形成した（ステップＳ２
２）後、銅系金属の粉体３２を充填して（ステップＳ２
３）、圧縮形成する（ステップＳ２４）。この圧縮形成
には、図４に示す金型２５が使用される。

【００２３】図４に示すように、金型２５は、円筒形状
のダイ２６を備えている。ダイ２６の貫通孔２６ａの軸
線方向の長さは軸受１５の軸線方向の長さより長くなっ
ており、貫通孔２６ａには、貫通孔２６ａより長い円筒
形状の下パンチ２７が嵌挿されている。下パンチ２７は
貫通孔２６ａを摺動可能となっており、下パンチ２７の
貫通孔２７ａには、コアロッド２８が嵌挿されている。
コアロッド２８は、先端に形成されている小径部２８ａ
と大径部２８ｂとを有し、これらの間にはテーパ状の段
差部２８ｃが形成されている。大径部２８ｂは下パンチ
２７の貫通孔２７ａを摺動する。また、コアロッド２８
の先端から大径部２８ｂまでの長さは、ダイ２６の貫通
孔２６ａよりも短くなっている。一方、ダイ２６の上方
には、２点鎖線で示すように、下パンチ２７と同じ大き
さの円筒形状を成す第１上パンチ２９が、前記下パンチ
２７と対向して設けられている。すなわち、この第１上
パンチ２９は、前記ダイ２６の貫通孔２６ａの内径と同
じ大きさの外径を有し、コアロッド２８の大径部２８ｂ
の外径と同じ大きさの内径を有している。また、円筒形
状の第２上パンチ３０が、第１上パンチ２９と交換可能
に配置されており、この第２上パンチ３０は、コアロッ
ド２８の小径部２８ａの外径と同じ内径を有しており、
第１上パンチ２９の外径と同じ外径を有している。

【００２４】この金型２５を用いて、粉体３１，３２を
圧縮形成するには、まず、図５（ａ）に示すように、下
パンチ２７の先端がダイ２６に少しだけ挿入され、コア
ロッド２８が下パンチ２７に挿入される状態に金型２５
を配置する。このとき、コアロッド２８の大径部２８ｂ
及び段差部２８ｃの境が下パンチ２７の先端と面一にな
るようにコアロッド２８が配置される。そして、ダイ２
６、下パンチ２７及びコアロッド２８によって形成され
た空間に、先に調合した鉄系金属の粉体３１が所定量供
給されて充填される。次に、図５（ｂ）に示すように、
コアロッド２８が押し上げられて、コアロッド２８の大
径部２８ｂがダイ２６に貫通された状態とする。これに
より、充填された鉄系金属の粉体３１が、ダイ２６、下
パンチ２７及びコアロッド２８で形成される空間に充填
される。そして、図５（ｃ）に示すように、第１上パン
チ２９が降下されて鉄系金属の粉体３１を押圧し、鉄系
金属の粉体３１の外周部２１となる部分が圧縮成形され
る。

【００２５】次に、図６（ａ）に示すように、第１上パ
ンチ２９が上昇されて鉄系金属の粉体３１の押圧を解除
した後、図６（ｂ）に示すようにコアロッド２８が降下
されて、大径部２８ｂ及び段差部２８ｃとの境が下パン
チ２７の先端と再び面一となる。このとき、鉄系金属の
粉体３１とコアロッド２８の小径部２８ａとの間には、
リング状の空間ｒが区画される。図６（ｃ）に示すよう
に、この空間ｒに先程調合した銅系金属の粉体３２を所
定量供給する。これにより、図６（ｃ）に示すように、
空間ｒ及び鉄系金属の粉体３１の上面に、銅系金属の粉
体３２が充填される。

【００２６】次に、図７（ａ）に示すように、第２上パ
ンチ３０が降下されて銅系金属の粉体３２を押圧し、銅
系金属の粉体３２の内周部２２及び端部２３となる部分
が圧縮成形される。これにより粉体３１，３２により圧
縮成形された粉体圧縮成形体３３が完成する。その後、
図７（ｂ）に示すように、第２上パンチ３０が上昇され
て銅系金属の粉体３２の押圧を解除し、図７（ｃ）に示
すように、下パンチ２７が押し上げられて、粉体圧縮成
形体３３が金型２５から取り出される。

【００２７】次に、この粉体圧縮成形体３３は、公知の
方法により焼結される（図３におけるステップＳ１
３）。これにより低溶融温度金属の錫の粒子が銅の粒子
及び鉄の粒子よりも先に溶解して、鉄系金属の粉体３１
及び銅系金属の粉体３２は、それぞれ多孔質の鉄系金属
及び銅系金属となる。

【００２８】そして、焼結された粉体圧縮成形体は、公
知の方法でコイニングされた（図３におけるステップＳ
１４）後、多孔質となった外周部２１、内周部２２及び
端部２３に潤滑油が含浸させられて（ステップＳ１
５）、軸受１５が完成する。

【００２９】上記実施形態の軸受１５によれば、以下の
ような効果を得ることができる。 （１）本実施形態では、外周部２１を鉄系金属の粉体３
１で形成し、モータ１３の回転軸１４と接触する軸受１
５の内周部２２を銅系金属の粉体３２で形成した。その
ため、回転軸１４と内周部２２とは、低摩擦力で接触す
ることができ、起動時の異常摩擦を抑えるとともに、外
周部２１は安価な鉄系金属よりなるので、軸受１５を安
価に製造することができる。

【００３０】（２）本実施形態では、鉄系金属よりなる
外周部２１を多孔質としたので、外周部２１にも含油す
ることができ、安価に製造した場合であっても潤滑油の
補給回数の低減などが図れる。更に、粉体状の鉄系金属
を圧縮形成した後、圧縮形成された粉体状の銅系金属と
ともに焼結したので、鉄系金属と銅系金属との境が剥離
し難い。

【００３１】（第２実施形態）次に、本発明を具体化し
た焼結含油軸受の第２実施形態を図８〜図１０に従って
説明する。なお、以下の各実施形態において、上述の実
施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。

【００３２】本実施形態の軸受４０は、図８（ｂ）に示
すように、内周部２２の一部には、銅系金属で形成され
る低気孔率部４２が設けられており、この低気孔率部４
２は他の銅系金属よりも気孔率が小さくなっている。ま
た、銅系金属よりなる端部２３には、径方向に延びる切
り欠き状の凹部４１が設けられている。この凹部４１の
図８（ｂ）における左端は、低気孔率部４２の右端に整
合している。

【００３３】本実施形態の軸受４０は、低気孔率部４２
を形成する工程を含んだ圧縮成形工程以外は、上記第１
実施形態とほぼ同様な工程を経て形成される。また、本
実施形態の軸受４０は、記第１実施形態のコアロッド２
８、第２上パンチ３０の代わりに、図９に示すコアロッ
ド４５、第２上パンチ４７が用いられる。コアロッド４
５は、コアロッド２８とほぼ同じ構成をしているが、低
気孔率部４２を形成するために、小径部２８ａの大径部
２８ｂ側に窪み部４６が設けられている。第２上パンチ
４７は、第２上パンチ３０とほぼ同じ構成をしている
が、軸受４０となる粉体圧縮成形体に凹部４１を形成す
るため、その下面に径方向に延びる凸部４８が形成され
ている。また、第２上パンチ４７の凸部４８は、コアロ
ッド４５の窪み部４６の端部と整合するように、第２上
パンチ４７とコアロッド４５とが位置決めされている。

【００３４】軸受４０は、上記第１実施形態と同様な工
程で、すなわち鉄系金属の粉体３１を空間に供給した
後、コアロッド４５が上昇された状態で第１上パンチ２
９が降下されて、鉄系金属の粉体３１が圧縮成形され
る。そして、図１０（ａ）に示すように、コアロッド４
５の大径部２８ｂと段差部２８ｃとの境が下パンチ２７
と一致するまでコアロッド４５が降下させられると、ダ
イ２６、下パンチ２７及びコアロッド２８で区画される
空間ｒに銅系金属の粉体３２が供給される。このとき、
窪み部４６にも銅系金属の粉体３２が充填される。そし
て、第２上パンチ３０が降下されて銅系金属の粉体３２
を押圧すると、銅系金属の粉体３２が圧縮成形される。
同時に、銅系金属の粉体３２の上面には、第２上パンチ
４７の凸部４８により、切り欠きの凹部４１が形成され
る。次に、図１０（ｂ）に示すように、コアロッド４５
が降下されて、窪み部４６より先端にある部分が、窪み
部４６に充填されていた銅系金属を側方に押圧する。こ
れにより、低気孔率部４２となる部分の銅系金属の粉体
３２は、他の部分の銅系金属の粉体３２に比べて高密度
に圧縮形成される。

【００３５】このようにして低気孔率部４２が形成され
た粉体圧縮成形体４３は、図１０（ｃ）で示すように、
上昇する下パンチ２７により金型２５から取り出され
る。そして、上記第１実施形態と同様に、粉体圧縮成形
体４３が焼結される。このとき、低気孔率部４２となる
部分は、他の内周部２２の銅系金属に比べて高密度とな
っているため、錫粒子が溶解することで生じる気孔が小
さくなり、低気孔率部４２が形成される。そして、焼結
された粉体圧縮成形体４３は、公知の方法でコイニング
された後、潤滑油が含浸させられて、軸受４０が完成す
る。

【００３６】従って、本実施形態においては、上記実施
形態の（１）及び（２）に記載の効果に加えて、以下の
効果を得ることができる。 （３）本実施形態においては、窪み部４６を有したコア
ロッド４５を下降させることにより、低気孔率部４２を
銅系金属よりなる内周部２２に形成した。そのため、回
転軸１４との摺接面での油膜の油圧を高く保ち摩擦係数
を低減することのできる低気孔率部４２を、簡単に製造
することができる。

【００３７】（４）本実施形態においては、低気孔率部
４２と整合する位置に凹部４１が設けられたので、この
凹部４１を目印とすることにより、低気孔率部４２の位
置が軸受４０の外側からでも容易に把握することができ
る。また、この凹部４１は、第２上パンチ４７が銅系金
属の粉体３２を圧縮成形する際に同時に形成されるた
め、製造が容易である。

【００３８】（第３実施形態）次に、本発明を具体化し
た焼結含油軸受の第３実施形態を図１１〜図１３に従っ
て説明する。

【００３９】本実施形態の軸受５０は、図１１に示すよ
うに円筒状をしており、その上面には、切り欠き状の凹
部５１が形成されている。また、図１１（ａ）に示すよ
うに、軸受５０には、その内周部の一部に低摩擦部５２
が形成されている。低摩擦部５２は、銅系金属よりな
り、図１１（ｂ）に示すように、凹部５１の左側に約半
円弧状に形成されている。また、低摩擦部５２以外の部
分は、鉄系金属で形成されている。

【００４０】本実施形態の軸受５０は、上記実施形態と
同様に製造されるが、鉄系金属の粉体３１を圧縮成形す
る際には、図１２に示すように、コアロッド５５と第１
上パンチ５９とが用いられる。コアロッド５５は、図１
２（ａ）（ｂ）に示すように、大径部２８ｂを有してい
るが、コアロッド２８の小径部２８ａに相当する先端部
５６が上記実施形態の小径部２８ａと同じ径を有する小
径半円部５６ａと、大径部２８ｂと同じ径の大径半円部
５６ｂとを同一中心で接合した形状をしている。第１上
パンチ５９は、図１２（ｃ）に示すように、このコアロ
ッド５５の先端部５６と凹凸係合する形状、すなわち小
径半円部５６ａの外径と同じ内径を有する大径半円筒状
部５９ａと、大径半円部５６ｂの外形と同じ内径を有す
る小径半円筒状部５９ｂとが一体化された円筒形状をし
ている。

【００４１】軸受５０の圧縮成形では、図１２（ｂ）に
示すように、ダイ２６、下パンチ２７及びコアロッド５
５の先端部５６とで区画される空間に、鉄系金属の粉体
３１が供給された後、図１２（ｃ）で示すように第１上
パンチ５９が降下されて鉄系金属の粉体３１を圧縮成形
する。次に、図１３（ａ）に示すように、第１上パンチ
５９が上昇されると、コアロッド５５が降下されて除去
される。そして、コアロッド５５の代わりにコアロッド
２８が上昇されて、図１３（ｂ）に示すように、コアロ
ッド２８の段差部２８ｃと大径部２８ｂとの境が下パン
チ２７の上面と一致するまでコアロッド２８が下パンチ
２７に挿入される。このとき、コアロッド２８の小径部
２８ａと粉体３１との間で区画される空間ｓに、後に低
摩擦部５２となる銅系金属の粉体３２が供給される。そ
して、第２上パンチ３０が降下されて銅系金属の粉体３
２を押圧すると、図１３（ｃ）に示すように、粉体圧縮
成形体５３が形成される。そして、この粉体圧縮成形体
５３は、上昇させた下パンチ２７により金型２５から取
り出される。そして、上記実施形態と同様に、この粉体
圧縮成形体５３は、焼結された後、コイニングされる。
このコイニング工程では、軸長が切断されて矯正される
とともに、低摩擦部５２の端部と整合する切り欠き状の
凹部５１が形成される。そして、最後に、潤滑油が含浸
されて、銅系金属からなる低摩擦部５２及びその他の部
分が鉄系金属でなる軸受５０が完成する。

【００４２】また、本実施形態の軸受５０は、低摩擦部
５２が、ウォームホイール１８とは反対側に位置するよ
うに、図１の軸受１５の代わりに配置される。本実施形
態では、回転軸１４にはウォーム１７が連結されている
が、ウォーム１７のリード角は６．５度以上となってい
る。ウォームホイール１８を稼動すると、回転軸１４は
ウォームホイール１８から反力で荷重を受ける。そのた
め、回転軸１４を支持する軸受５０は、ウォームホイー
ル１８とは反対側に荷重が加わることになる。しかしな
がら、本実施形態では、軸受５０の荷重が加わる部分、
すなわちウォームホイール１８と反対側は低摩擦部５２
となっているため、低摩擦を保持することができ、異常
摩擦を抑制することができる。

【００４３】従って、本第３実施形態によれば、上記実
施形態の（１）、（２）及び（４）と同様な効果に加え
て、以下の効果を得ることができる。 （５）本実施形態では、軸受５０の内周面の周方向の一
部のみを低摩擦部５２として銅系金属で構成した。その
ため、上記実施形態に比べて、高価な銅系金属により構
成される部分は少なく、かつ安価な鉄系金属で構成され
る部分が多くなる。従って、より安価に軸受５０を製造
することができる。

【００４４】（６）本実施形態では、内周面に形成され
た銅系金属で構成される低摩擦部５２と所定間隔を成す
ように切り欠き状の凹部５１を設けた。そのため、この
凹部５１を目印とすることにより、低摩擦部５２の位置
が軸受の外側からでも容易に把握することができる。凹
部５１は、コイニング工程において、一部を削除して形
成されるので、形成が容易である。

【００４５】（７）本実施形態では、ウォームホイール
１８と反対側に、低摩擦部５２が配置されるように軸受
５０を設けた。すなわち、荷重が加わる部分に低摩擦部
５２が配置されるので、低摩擦を保持することができ、
銅系金属を少なくして安価に焼結含油軸受を製造したと
しても、異常摩擦を抑制することができる。

【００４６】（第４実施形態）次に、本発明を具体化し
た焼結含油軸受の第４実施形態を図１４及び図１５に従
って説明する。

【００４７】図１４に示すように、軸受６０は、銅系金
属よりなる低摩擦部６２ａ，６２ｂが対称的に２つ配置
されている。この低摩擦部６２ａ，６２ｂの中心は、切
り欠き状の凹部６１と正反対側の位置から約２０〜２５
度の角度αを成すように配置されている。また、この低
摩擦部６２ａ，６２ｂは、中心位置から左右５度程度の
角度βを成して形成されている。

【００４８】本実施形態の軸受６０は、上記第３実施形
態と同様にして製造されるが、本実施形態では、コアロ
ッド５５の代わりに、図１５に示されるコアロッド６５
が用いられる。このコアロッド６５には、コアロッド２
８の小径部２８ａに相当する先端部に、低摩擦部６２
ａ，６２ｂに対応するように、それぞれ円弧状の突状部
６５ａ，６５ｂが角度２α離隔されて形成されている。
なお、この突状部６５ａ，６５ｂの外径は、コアロッド
６５の大径部２８ｂの外径と等しくなっている。また、
本実施形態の第１上パンチは、第３実施形態と同様に、
コアロッド６５と凹凸係合するような形状となってい
る。そして、この第１上パンチ及びコアロッド６５を用
いて鉄系金属の粉体３１を圧縮成形すると、粉体３１は
この突状部６５ａを除いた部分に圧縮形成される。そし
て、上記第３実施形態と同様に、コアロッド６５の代わ
りにコアロッド２８を下パンチ２７に挿入して、ダイ２
６、下パンチ２７及びコアロッド２８の小径部２８ａで
区画される空間に、銅系金属の粉体３２を供給すると、
低摩擦部６２ａ，６２ｂとなる部分が銅系金属の粉体３
２で形成される。そこで、この銅系金属の粉体３２を圧
縮成形した後、焼結、コイニング及び潤滑油の含浸の各
工程を経て、軸受６０が完成する。

【００４９】また、上記第３実施形態と同様に、ウォー
ムホイール１８とは反対側に位置するように軸受６０を
配置する際には、凹部６１をウォームホイール１８と整
合させる。このとき、上記第３実施形態と同様に、ウォ
ーム１７のリード角が６．５度以上である場合には、低
摩擦部６２ａ，６２ｂの離隔されている角度２αを６０
〜１８０度の範囲に設定すれば、より良好に低摩擦を保
持することができ、異常摩擦を抑制することができる。

【００５０】本実施形態によれば、上記第３実施形態と
同様な効果を得ることができる。 （第５実施形態）次に、本発明を具体化した焼結含油軸
受の第５実施形態を図１６〜図１９に従って説明する。

【００５１】本実施形態の軸受７０は、図１６に示すよ
うに、全体として円筒形状をしているが、鉄系金属で構
成され半円より大きい円弧形状の優弧部７１と、銅系金
属で構成され半円より小さい円弧形状の劣弧部７２とが
組み合わさった形状をしている。

【００５２】図１７に示すように、上記各実施形態と同
様に、鉄系金属の粉体３１及び銅系金属の粉体３２を調
合した（ステップＳ１１）後、これら粉体３１，３２を
圧縮成形する（ステップＳ１２）。このとき、図１８
（ａ）に示される収容部７４を有したフィーダ７５が用
いられる。収容部７４は、開口を有しており、セパレー
タ７６により、２対１程度の割合で大容量部７４ａと小
容量部７４ｂとに区画されている。そして、大容量部７
４ａ側には鉄系金属の粉体３１が収容され、小容量部７
４ｂ側には銅系金属の粉体３２が収容されている。そし
て、フィーダ７５の下面には、上述の開口を塞ぐ図示し
ないストッパが設けられている。また、このフィーダ７
５は、テーブル７７上を移動可能とされている。このテ
ーブル７７は貫通孔７７ａを有し、この貫通孔７７ａ
は、金型２５の外周部としてのダイ２６を内嵌保持して
いる。本実施形態のダイ２６は、例えばタングステンカ
ーバイト（ＷＣ）などの非磁性金属により構成されてい
る。また、本実施形態のコアロッド７８は、先端まで同
一径で形成されている。更に、テーブル７７の下方に
は、電磁石７９が配置されている。この電磁石７９は、
図１８（ｂ）に示すように、ダイ２６、下パンチ２７及
びコアロッド７８で区画される空間ｔの鉄系金属の粉体
３１が落下する部分を取り囲むような円弧状に配置され
ている。

【００５３】そして、図１８（ａ）に示すように、下パ
ンチ２７の先端がダイ２６に少しだけ挿入され、コアロ
ッド７８の先端がダイ２６の上面と面一となるようにコ
アロッド７８を配置され、フィーダ７５が空間ｔの上方
に位置させられると、ストッパが除去される。これによ
り鉄系金属の粉体３１及び銅系金属の粉体３２が、セパ
レータ７６に分割されている開口部の割合、すなわち２
対１に応じて、空間ｔに同時に供給される（図１７にお
けるステップＳ３１）。このとき、電磁石７９は通電さ
れており、鉄系金属の粉体３１はダイ２６を介して電磁
石７９に吸着される。そのため、電磁石７９の周囲に鉄
系金属の粉体３１が図１８（ｂ）に示されるように配置
される。

【００５４】そして、所定量の粉体３１，３２が供給さ
れて、粉体３１，３２が充填される（図１７におけるス
テップＳ３２）と、電磁石７９への通電が停止されると
ともに、ストッパによりフィーダ７５の開口が塞がれ
る。開口が塞がれた状態で、図１９に示すように、フィ
ーダ７５は右方に移動される。そして、下パンチ２７に
対向するように第１上パンチ２９が降下されて、鉄系金
属の粉体３１及び銅系金属の粉体３２を押圧する。これ
により各粉体３１，３２が同時に圧縮されて、粉体圧縮
成形体が一体成形される（図１７のステップＳ３３）。
その後、粉体圧縮成形体は、焼結（ステップＳ１３）、
コイニング（ステップＳ１４）及び潤滑油の含浸（ステ
ップＳ１５）の各工程を経て、鉄系金属から優弧部７１
及び銅系金属から劣弧部７２が構成された軸受７０が完
成する。

【００５５】本実施形態においては、上記実施形態の
（１）及び（２）に記載の効果に加えて、以下の効果を
得ることができる。 （８）本実施形態では、鉄系金属の粉体３１及び銅系金
属の粉体３２を同じ金型内部で同時に供給し、粉体３
１，３２が同時に第１上パンチ２９により圧縮形成され
る。そのため、異なる金属の粉体３１，３２であって
も、その境は相互間の粒子が絡み合って、結合力の高い
焼結含油軸受を得ることができる。

【００５６】（９）本実施形態では、空間ｔの外周に電
磁石７９を配置させた。従って、電磁石７９の磁気吸引
力により、鉄系金属の粉体３１が所定の部分に配置させ
ることができる。

【００５７】（１０）本実施形態では、第１上パンチ２
９により粉体３１，３２を圧縮する際には電磁石７９の
通電が停止されて、磁気吸引力が鉄系金属の粉体３１に
作用しない。そのため、粉体３１，３２には、無理な力
が加わることなく、所望の形状の圧縮成形することがで
きる。

【００５８】（１１）本実施形態では、空間ｔに鉄系金
属の粉体３１と、銅系金属の粉体３２とを同時に供給し
たので、短時間に、粉体３１，３２を空間ｔに供給する
ことができる。

【００５９】（第６実施形態）本実施形態の軸受は、上
記第５実施形態の軸受７０に、上記第２実施形態で示し
た低気孔率部及びこの低気孔率部を示す切り欠き状の凹
部が形成されるものである。

【００６０】本実施形態の軸受は、図２０に示すように
圧縮形成された粉体圧縮成形体８０を焼結、コイニング
及び潤滑油の含浸の工程を経ることにより完成させられ
る。この粉体圧縮成形体８０は、上記第５実施形態のコ
アロッド７８の先端の近傍に窪み部８７が設けられたコ
アロッド８８及び下面に凸部８９が設けられた第１上パ
ンチ９０を用いて圧縮成形される。すなわち、上記第５
実施形態と同様にしてフィーダ７５から鉄系金属の粉体
３１及び銅系金属の粉体３２が同時に空間ｔに供給され
ると、窪み部８７にも銅系金属の粉体３２が充填され
る。そして、第１上パンチ９０が降下されて鉄系金属の
粉体３１及び銅系金属の粉体３２を押圧し、粉体３１，
３２は圧縮成形される。このとき、銅系金属の粉体３２
と接する鉄系金属の粉体３１の上面には、第１上パンチ
９０の凸部８９により、切り欠き状の凹部８３が形成さ
れる。そして、上記第２実施形態と同様に、コアロッド
８８が降下されて低気孔率部となる部分８１を形成した
後、コアロッド８８を上昇させて粉体圧縮成形体８０が
金型２５から取り出される。

【００６１】従って、本実施形態においては、上記実施
形態の（１）〜（４）及び（８）〜（１０）と同様な効
果を得ることができる。 （変更例）なお、本実施形態は以下のように変更しても
よい。

【００６２】・上記各実施形態では、鉄系金属の粉体３
１として例えば、銅系金属の粉体３２よりも少量の銅の
粒子を混合した鉄ー銅系金属て、鉄以外の金属が含有さ
れた鉄系金属としてもよい。また、上記各実施形態で
は、鉄系金属から構成される部分も含油できるようにし
たが、鉄の粒子のみの鉄系金属の粉体を用いて、多孔質
を形成しないようしても、すなわち鉄系金属から構成さ
れる部分は含油しないようにしてもよい。

【００６３】・上記各実施形態では、銅系金属の粉体３
２として銅の粒子と錫の粒子とを調合したが、銅系金属
の粉体３２に他の金属を加えても、例えば黒鉛や硫化モ
リブデンなどの固体潤滑材や少量の鉄などを加えるよう
にしてもよい。

【００６４】・上記第２〜５実施形態では、切り欠き状
の凹部４１，５１，６１を設ける代わりに、凸部を設け
るようにしてもよい。この場合であっても、銅系金属よ
りなる部分や低気孔率部の位置が外部から容易にわか
る。なお、この場合、凸部の代わりに凹部を設けた第１
上パンチ２９，９０及び第２上パンチ４７を用いれば、
圧縮成形時に軸受となる粉体圧縮成形体に凸部を容易に
形成することができる。また、目印となる凹部４１，５
１を複数設けるようにしてもよい。例えば銅系金属と鉄
系金属よりなる部分との両方の境に各１つずつ切り欠き
状の凹部を設けるようにしてもよい。

【００６５】・上記第４実施形態において、低摩擦部６
２ａ，６２ｂが形成される角度βは、約５度としたが、
これに限定されず、他の角度で形成してもよい。 ・上記第５実施形態において、電磁石７９を配設する代
わりに永久磁石を配設すること。また、図２１に示すよ
うに電磁石７９を設けずに、自然落下により鉄系金属の
粉体３１と銅系金属の粉体３２とを空間ｔに落下させる
こと。

【００６６】・上記第５及び第６実施形態のフィーダ７
５の開口部をリング状に分割して、その開口の内側から
銅系金属、外側から鉄系金属を空間ｔに供給するように
して、内側に銅系金属、外側に鉄系金属を供給させるよ
うにしてもよい。なお、この場合には、電磁石７９をリ
ング状に配置するとよい。

【００６７】・上記第５及び第６実施形態においては、
同一のフィーダ７５から鉄系金属の粉体３１及び銅系金
属の粉体３２を同時に空間ｔに供給するようにしたが、
別々に供給した後、鉄系金属の粉体３１及び銅系金属の
粉体３２を同時に圧縮成形するようにしてもよい。この
場合、鉄系金属の粉体３１を最初に空間ｔに供給し、銅
系金属の粉体３２の供給が終了するまで、鉄系金属の粉
体３１を電磁石７９により吸引した状態とさせておけ
ば、所望の部分に銅系金属を配置することができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、軸と接触する内周面の
一部、すなわち荷重がかかる部分を含んだ部分は、低摩
擦力となる銅系の材料で形成されるため、起動時に軸と
の摩擦力を低く抑えることができる。また、軸受に荷重
がかからない部分、すなわち軸受のほとんどの部分は安
価な鉄系の材料で形成されるため、軸受を安価に製造す
ることができる。従って、起動時の異常摩擦を抑制しな
がら、より安価に製造可能な軸受とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態における焼結含油軸受を適用し
た自動車のパワーウィンドの減速機付き小型モータの一
部断面図。

【図２】 同実施形態における軸受を示す図であり、
（ａ）は正面断面図、（ｂ）は底面図。

【図３】 同実施形態における軸受の製造方法を説明す
る流れ図。

【図４】 同実施形態における軸受の圧縮成形に用いら
れる金型の断面図。

【図５】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程を
説明する断面図であり、（ａ）は鉄系金属の粉体が供給
された状態、（ｂ）はコアロッドが上昇された状態、
（ｃ）は鉄系金属の粉体が圧縮された状態を示す。

【図６】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程を
説明する断面図であり、（ａ）は第１上パンチが上昇さ
れた状態、（ｂ）はコアロッドが下降された状態、
（ｃ）は銅系金属の粉体が供給された状態を示す。

【図７】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程を
説明する断面図であり、（ａ）は銅系金属の粉体が圧縮
された状態を示し、（ｂ）は第２上パンチが上昇された
状態、（ｃ）は粉体圧縮成形体が金型から取り出された
状態を示す。

【図８】 第２実施形態における軸受を示す図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面断面図。

【図９】 同実施形態における軸受の圧縮成形に用いら
れる金型の断面図。

【図１０】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程
を説明する断面図であり、（ａ）は銅系金属の粉体が圧
縮成形された状態、（ｂ）は低気孔率部が圧縮形成され
ている状態、（ｃ）は粉体圧縮成形体が金型から取り出
された状態を示す。

【図１１】 第３実施形態における軸受を示す図であ
り、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面断面図を示す図であ
る。

【図１２】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程
を説明する断面図であり、（ａ）はこのとき使用される
コアロッドの上面図、（ｂ）は鉄系金属の粉体が供給さ
れた状態、（ｃ）は鉄系金属の粉体が圧縮成形された状
態を示す。

【図１３】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程
を説明する断面図であり、（ａ）はコアロッドが交換さ
れる状態、（ｂ）は交換されたコアロッドが配置された
状態、（ｃ）は銅系金属の粉体が供給された状態を示
す。

【図１４】 第４実施形態における軸受の上面図であ
る。

【図１５】 同実施形態における軸受の圧縮成形の工程
に使用されるコアロッドの斜視図である。

【図１６】 第５実施形態における軸受を示す図であ
り、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は底面図。

【図１７】 同実施形態における軸受の製造方法を説明
する流れ図。

【図１８】 同実施形態における軸受の圧縮成形の鉄系
金属の粉体及び銅系金属の粉体を同時に供給した工程を
説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるｂ−ｂ線断面図。

【図１９】 同実施形態における軸受の圧縮成形体を同
時に圧縮成形した工程を説明する断面図である。

【図２０】 第６実施形態における軸受の圧縮成形の工
程を説明する断面図である。

【図２１】 変更例における軸受の製造方法に用いられ
る金型の断面図である。

【符号の説明】

１４…回転軸、１５，４０，５０，６０，７０…軸受、
１７…ウォーム、２５…金型、２６…外周部としてのダ
イ、３１…鉄系金属の粉体，３２…銅系金属の粉体、３
３，４３，５３，８０…粉体圧縮成形体、５１、６１、
８３…目印としての凹部、７９…電磁石。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA07 AA20 BA02 DA01 DA02 JA01 JA02 KA02 LA01 MA12 QA01 QA07 QA17 RA03 SB02 SB03 SB05 SB19 SE05 SE06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受の内周面の少なくとも一部を形成す
   るように配置した粉体状の銅系金属と、 この銅系金属よりも銅成分が少なく鉄成分が多い粉体状
   の鉄系金属とを同時に圧縮成形して、焼結した後、内部
   の多孔質部分に潤滑油を含浸した焼結含油軸受。
2. 【請求項２】 常に一方向に荷重のかかる回転軸を軸支
   し、該回転軸に前記荷重がかかった際に圧接される部分
   を含む前記内周面の周方向の一部にのみに前記銅系金属
   を配置した請求項１に記載の焼結含油軸受。
3. 【請求項３】 前記鉄系金属により形成されている端面
   には、銅系金属の内周面の位置関係を設定した切り欠き
   状の目印が設けられている請求項２に記載の焼結含油軸
   受。
4. 【請求項４】 前記焼結含油軸受は、ウォームホイール
   減速機のウォーム回転軸の軸受として用いられ、 ウォームのリード角が６．５度以上のとき、前記銅系金
   属はホイールの反対側に内周面の６０〜１８０度を占有
   し配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の
   焼結含油軸受。
5. 【請求項５】 軸受の内周面の少なくとも一部に設けら
   れるように配置した粉体状の銅系金属と、その他の部分
   を前記銅系金属よりも銅成分が少なく鉄成分を有する粉
   体状の鉄系金属とが、金型内に供給されて、金型内の粉
   体状の前記銅系金属と前記鉄系金属とを同時に圧縮成形
   して成形された粉体圧縮成形体を焼結した後、内部の多
   孔質部分に潤滑油を含浸して製造される焼結含油軸受の
   製造方法。
6. 【請求項６】 前記金型の外周には、磁石が配置され、 前記金型は、少なくともその外周部が非磁性体金属から
   形成され、 この金型の外周には、磁石が配置され、 前記鉄系金属が前記金型に供給される時に、前記磁石の
   吸引作用により、前記鉄系金属の粉体を前記磁石の近傍
   に配置するようにした請求項５に記載の焼結含油軸受の
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記磁石は、前記金型外周に配置され、
   前記鉄系金属の粉体が供給時に通電される電磁石である
   請求項６に記載の焼結含油軸受の製造方法。