JP2005009573A

JP2005009573A - 含油軸受、含油軸受製造用コアロッド及び含油軸受の製造方法

Info

Publication number: JP2005009573A
Application number: JP2003174189A
Authority: JP
Inventors: Toru Okuda; 徹奥田; Aoi Sugimoto; 葵杉本
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】多孔質焼結材で形成される含油軸受は、高温下で使用すると、軸受面となる内径面に油膜が形成されず、支持した回転軸を起動するときにノイズが発生するのでこの問題を解決する。
【解決手段】有効多孔率が１５〜３５％の含油軸受の、通常３０％を超える内径面の表面多孔率を、しごき面の軸方向面粗さを意図的に粗くしたコアロッドでしごいて１０〜３０％に低減させ、高温下での内径面の摩擦係数が小さく抑えられるようにした。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、支持した回転軸を高温下で起動して摺動させるときの摩擦特性を向上させた含油軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
含油軸受は、多孔質焼結材で形成される軸受である。この含油軸受の軸受面（摺動面）の油膜減少を抑制する技術が、下記特許文献１に示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１２３３１３号公報
【０００４】
同文献に開示された含油軸受は、回転軸が接触摺動する側の略半周の範囲において、内径面（軸受面）の空孔を圧粉成形時に軸方向に潰し、その空孔を潰す領域を周方向に間隔を開けて上記の範囲内に中心対称状態に配置し、空孔を潰した部位の軸受面からの潤滑油の漏れを防止するようにしたものであって、空孔を潰した部位間の面（空孔を潰していない軸受面）が油供給部となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
含油軸受は、通常、表面多孔率が３０％を超える。例えば、有効多孔率が１５から３５％の軸受の表面多孔率は３０％を超え４０％以下になっている。
【０００６】
なお、有効多孔率と表面多孔率は、下式によって定義されるものである。
【０００７】
有効多孔率＝Ｂ／Ａ×１００Ａ：（含油重量−非含油重量）
Ｂ：（大気下重量−水中重量）×油の比重
表面多孔率＝（内径面の空孔面積／内径面の全体面積）×１００
表面多孔率が３０％を越える従来の含油軸受は、支持した回転軸を８０℃〜１００℃の高温下で起動して回転させたときにノイズが発生する。その原因は、潤滑油の粘度が高温によって低下し、軸受に含浸させた潤滑油が漏れ出して軸受面の潤滑性能が低下することにある。
【０００８】
上記特許文献１は、局部接触による摩擦係数増加を抑えるために内径面の一部の空孔を潰し、これによって潤滑油の漏れを抑制する方法を採っているが、この特許文献１の含油軸受は、取り付けに方向性が生じ、取り付け方向が正しくないと、目的とする効果が得られない。
【０００９】
また、高温下では粘度の低下した潤滑油が空孔非潰し部（空孔潰し部間の油供給部）から漏れだすため、潤滑油の漏れ抑制の効果が不十分になる。
【００１０】
この発明は、高温下における回転軸起動時のノイズ発生を防止するために、含油軸受の摺動面の潤滑が高温下でも安定してなされるようにすることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、上述した式で示される内径面の表面多孔率が１０〜３０％である含油軸受を提供する。
【００１２】
この含油軸受は、内径面の面粗度が円周方向で均一になっており、かつ、その面粗度がＲｙ４μｍ〜Ｒｙ５μｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１３】
この発明においては、外周のしごき面で含油軸受の内径面をしごき加工してその内径面の表面多孔率を調整するためのコアロッドであって、高さと深さが軸方向に変化する微小凹凸を前記しごき面に有し、そのしごき面の軸方向面粗度がＲｙ１．８μｍ〜Ｒｙ５μｍ、凸部先端の円周方向面粗度がＲｙ１μｍ以下になっている含油軸受製造用コアロッドも提供する。
【００１４】
また、材料となす棒材の外周に砥石を当て、前記棒材を一方向に、前記砥石を棒材とは反対方向に各々回転させ、さらに砥石に棒材長手方向の送りをかけて外周のしごき面に螺旋状の送りマークが生じたコアロッドを作製する含油軸受製造用コアロッドの製造方法と、
有効多孔率が１５〜３５％である含油軸受の内径孔に、ｄ（孔の内径）＜Ｄ_ｃ（コアロッドのしごき部外径）の条件を満たす上述したコアロッドを通して内径面の表面多孔率を目標範囲に調整する含油軸受の製造方法も併せて提供する。
【００１５】
【作用】
この発明の含油軸受は、有効多孔率が１５〜３５％の場合に従来３０％を超える内径面の表面多孔率を１０〜３０％に低下させており、内径面（軸受面）の空孔減少により潤滑油の粘度が熱で低下しても内径面に確実に油膜が形成されて安定した潤滑がなされ、支持した回転軸を高温下で起動するときのノイズ発生の問題が無くなる。
【００１６】
また、この発明の含油軸受は、内径面の表面多孔率を全周に渡って調整しているので、取り付けに方向性が生じない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。図１、図２の１はこの発明の含油軸受である。この含油軸受１は、自動車のサンルーフ用モータ、ドアクローザ用モータなどに採用される。
【００１８】
この含油軸受１は、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ−ＭｏＳ_２系焼結合金によって構成されており、有効多孔率は１５〜３５％になっている。また、内径面２は表面多孔率の低減処理がなされてその内径面２の表面多孔率が１０〜３０％になっている。なお、有効多孔率と表面多孔率は先に述べた式によって定義される。
【００１９】
本来なら３０％を超える内径面２の表面多孔率は、粉末成形後或いは焼結後に行うサイジング時に、図３に示すようなサイジング用のコアロッド３でしごき加工して１０〜３０％に低下させることができる。コアロッド３でしごき加工した内径面２の面粗度は、軸方向及び円周方向で均一になる。
【００２０】
このしごき加工に利用するコアロッド３は、深さ、高さが軸方向に変化する図４に示すような微小凹部４と微小凸部５をしごき面（外周面）６に有し、そのしごき面６の軸方向面粗度がＲｙ１．８μｍ〜Ｒｙ５μｍ、凸部５の先端の円周方向面粗度がＲｙ１μｍ以下になっているものが好ましい。
【００２１】
その要求を満たすコアロッド３を用いて内径面２のしごき加工を行うと、内径面２の面粗度はＲｙ４μｍ〜Ｒｙ５μｍの範囲に制御され、好ましい含油軸受１が得られる。
【００２２】
なお、しごき加工後の内径面２の表面多孔率は、１０％以上で常温時に内径面に形成される油膜が不足せず、常温での起動時にノイズ発生が抑えられる。また、その表面多孔率が３０％以下で、従来の含油軸受と比較して高温起動時にノイズが発生し難い。
【００２３】
しごき面６の軸方向面粗度がＲｙ１．８μｍ〜Ｒｙ５μｍ、凸部５の先端の円周方向面粗度がＲｙ１μｍ以下になっているコアロッドは、図５に示すように、材料となす棒材７の外周に砥石８を当て、棒材７を一方向に、砥石８を棒材７とは反対方向に各々回転させ、さらに砥石８に棒材長手方向の送りをかけてしごき面６を研磨加工する方法を採ると容易に効率良く作製することができる。この方法で得られるコアロッドは、しごき面６に螺旋状の送りマーク（図４の凹凸４、５）が生じたものになるが、波形の微小凹凸が環状に形成されたようなコアロッドを使用してもよい。
【００２４】
コアロッド３は、軸受の内径をｄ、コアロッドのしごき部の外径をＤ_ｃとしたとき、ｄ＜Ｄ_ｃの関係を満たすものを用いる。これを有効多孔率が１５〜３５％の含油軸受の内径孔に通して内径面の表面多孔率を目標範囲に調整する。このときのしごき代は１％程度（Ｄ_ｃ＝ｄ＋０．０１ｄ）がよい。
【００２５】
−実施例−
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ−ＭｏＳ_２系焼結合金によって構成される、内径φ６．５ｍｍ、外径φ１０ｍｍ、長さ７ｍｍ、有効多孔率１８％の含油軸受を試作した。この含油軸受は、しごき面を粗面化したコアロッドを用いてこの発明の方法で内径面をしごき加工しており、内径面の表面多孔率が１２％（加工前の表面多孔率は３６％）になっている。
【００２６】
この含油軸受の温度８０℃での静止摩擦係数は０．１１、動摩擦係数は０．０３であった。
【００２７】
内径面の表面多孔率が３６％のままの場合の静止摩擦係数は０．１４、動摩擦係数は０．０８であり、内径面の表面多孔率を低下させることの有効性を確認できた。
【００２８】
図６に、内径面の表面多孔率と動摩擦係数の、温度２５℃と８０℃における関係の調査結果を示す。
【００２９】
内径面の表面多孔率は、１０％〜３０％、より好ましくは１５％〜２５％であることがこの調査結果によく現れている。
【００３０】
図７は、サイジング用コアロッドのしごき面の軸方向面粗さとこのコアロッドでしごいた内径面の表面多孔率の関係を示している。図中◆は、図５で述べた方法によりしごき面を螺旋状の送りマークが生じるように投影研磨（拡大投影して行う研磨）した発明品のコアロッド使用時のデータ、□はしごき面を放電加工で滑らかに仕上げた一般的なコアロッド（比較品）使用時のデータである。コアロッドは発明品、比較品ともしごき代１％のものを使用した。
【００３１】
この図７から、しごき面の軸方向面粗さをＲｙ１．８μｍ〜５μｍより好ましくはＲｙ３μｍ〜５μｍにしたこの発明のコアロッドを使用すれば軸受の内径面の表面多孔率を好ましいとした範囲に調整し得ることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の含油軸受は、有効多孔率が１５〜３５％の軸受の内径面の表面多孔率を１０〜３０％にしたので、高温下で使用しても軸受面となる内径面に油膜が形成され、回転軸の潤滑が良好になされて高温下で回転軸を起動するときにノイズが発生しなくなる。
【００３３】
また、この発明のコアロッドは、しごき面の軸方向面粗さを粗くしており、含油軸受の内径面の表面多孔率をサイジング時に上記の数値範囲に調整することができる。
【００３４】
このコアロッドを、図５で述べた方法で作製するこの発明のコアロッド製造方法によれば、高さ、深さが軸方向に変化した微小凹凸をしごき面に簡単に効率良く付すことができる。
【００３５】
このほか、この発明の含油軸受の製造方法は、コアロッドを通すだけで内径面の表面多孔率を所望範囲に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の含油軸受の一例を示す斜視図
【図２】同上の軸受の断面図
【図３】内径面の表面多孔率の調整に用いるこの発明のコアロッドの一例の側面図
【図４】図３のコアロッドのしごき面の拡大断面図
【図５】図３のコアロッドの製造方法を示す図
【図６】内径面の表面多孔率と動摩擦係数の関係を示す図
【図７】コアロッドのしごき面の軸方向面粗さと内径面の表面多孔率の関係を示す図
【符号の説明】
１含油軸受
２内径面
３コアロッド
４凹部
５凸部
６しごき面
７棒材
８砥石

Claims

下式で表される有効多孔率が１５〜３５％、内径面の表面多孔率が１０〜３０％である含油軸受。
有効多孔率＝Ｂ／Ａ×１００Ａ：（含油重量−非含油重量）
Ｂ：（大気下重量−水中重量）×油の比重
表面多孔率＝（内径面の空孔面積／内径面の全体面積）×１００
内径面の面粗度が円周方向で均一になっており、かつ、その面粗度がＲｙ４μｍ〜Ｒｙ５μｍの範囲にある請求項１に記載の含油軸受。
外周のしごき面で含油軸受の内径面をしごき加工してその内径面の表面多孔率を調整するためのコアロッドであって、高さと深さが軸方向に変化する微小凹凸を前記しごき面に有し、そのしごき面の軸方向面粗度がＲｙ１．８μｍ〜Ｒｙ５μｍ、凸部先端の円周方向面粗度がＲｙ１μｍ以下になっている含油軸受製造用コアロッド。
材料となす棒材の外周に砥石を当て、前記棒材を一方向に、前記砥石を棒材とは反対方向に各々回転させ、さらに砥石に棒材長手方向の送りをかけて外周のしごき面に螺旋状の送りマークが生じたコアロッドを作製する含油軸受製造用コアロッドの製造方法。
有効多孔率が１５〜３５％である含油軸受の内径孔に、ｄ（孔の内径）＜Ｄ_ｃ（コアロッドのしごき部外径）の条件を満たす請求項３に記載のコアロッドを通して内径面の表面多孔率を調整する請求項１に記載の含油軸受の製造方法。