JP2005330997A - 円筒状軸受部材及びその製造方法 - Google Patents

円筒状軸受部材及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を長期に亘って保持して潤滑機能を充分に発揮できる円筒状軸受部材を提供するとともに、円筒状部材の内側に油溜まり用盲溝を効率よく低コストで量産できる円筒状軸受部材の製造方法を提供すること。
【解決手段】母線状継目がない円筒状部材110の内周面に刻設された複数の油溜まり用盲溝112が、複数の溝付け用突起HP1を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットHP2をピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンHPとこの中空状ダイピンHP内を抜き差しする拡径用センターピンEPとを用いて形成されている円筒状軸受部材100。
【選択図】図1

Description

本発明は、チェーンの連結ピンに対して回動自在に嵌挿されるブシュなどとして好適に用いられる円筒状軸受部材に関するものであって、特に、潤滑油の油溜まりとなる油溜まり用盲溝を内側に多数形成した円筒状軸受部材に関する。
従来、円筒状軸受部材は、管状部材の内部にシャフト、ピン等を挿入して、回転軸の軸受体、チェーンのブシュ等滑り軸受として使用される。
このような円筒状軸受部材には、軸受面となる内周面とシャフト、ピン等との潤滑性を向上させるために、円筒状軸受部材の内周面にその軸方向と平行な潤滑油の油溜まりとなる有底の溝、要するに、油溜まり用盲溝が内側に多数形成されている。
すなわち、従来のような円筒状軸受部材の油溜まり用盲溝は、鍛造等により成形された母線状継目がない円筒状部材にアンダーカット、ブローチ加工などの切削加工を施すことによって製造されるか、あるいは、帯鋼、平帯等の矩形母材の表面にプレス加工、機械加工、又は転造加工によって油溜り用盲溝を形成した後、この矩形母材の両端部が対峙するように成形機で円筒状成形品(円筒状部材)に巻き加工し、さらに、この円筒状成形品に芯ポンチを挿入して、円形開口ダイスに押し通すことにより製造されている。(特許文献1参照。)。
特許第2963652号公報
しかしながら、上述したような従来の円筒状部材から製造された円筒状軸受部材は、油溜まり用盲溝が円筒状部材の内周面にアンダーカット、ブローチ加工等により形成されているため、油溜まり用盲溝を1本ずつしか形成することができず、油溜まり用盲溝の形成加工効率が悪く、その加工に長時間が必要となり、量産性に適さずコスト的にも不利になるという問題があった。
また、上述したような帯鋼、平帯等の矩形母材から製造された従来の円筒状軸受部材は、矩形母材を巻き加工時に矩形母材の突き合わせ部が母線状継目となって残存するため、この円筒状軸受部材にシャフト、ピン等を挿入して使用した場合、油溜まり用盲溝に保持された潤滑油が母線状継目に流動し易く、この油溜まり用盲溝から流動してきた潤滑油が母線状継目の長手方向端部から極短時間で外部へ流失し、その結果、円筒状軸受部材は、長時間に亘って潤滑油を保持することができず、潤滑性能を維持することができないという問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題、すなわち、本発明の目的は、上述したような従来技術の問題点を解決するものであって、油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を長期に亘って保持して潤滑機能を充分に発揮することができる円筒状軸受部材を提供するとともに、円筒状部材の内側に油溜まり用盲溝を効率よく低コストで量産できる円筒状軸受部材の製造方法を提供することである。
まず、本請求項1に係る円筒状軸受部材は、母線状継目がない円筒状部材の内周面に刻設された複数の油溜まり用盲溝が、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットをピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンと該中空状ダイピン内を抜き差しする拡径用センターピンとを用いて形成されていることによって、前記課題を解決したものである。
また、本請求項2に係る円筒状軸受部材の製造方法は、母線状継目がない円筒状部材の一端部に、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットをピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンを差し込みながら、前記中空状ダイピン内に拡径用センターピンを押し込んで中空状ダイピンを拡径させた状態で前記溝付け用突起を円筒状部材に対して相対的に摺動させ、次いで、前記円筒状部材から拡径用センターピン、中空状ダイピンの順に円筒状部材に対して相対的に抜き取ることにより、円筒状部材の内周面に複数の油溜まり用盲溝を刻設することによって、前記課題を解決したものである。
さらに、本請求項3に係る円筒状軸受部材の製造方法は、母線状継目がなく、底付きの円筒状部材の一端部に、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットをピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンを差し込みながら、前記中空状ダイピン内に拡径用センターピンを押し込んで中空状ダイピンを拡径させた状態で前記溝付け用突起を円筒状部材に対して相対的に摺動させ、次いで、前記円筒状部材から拡径用センターピンおよび中空状ダイピンを円筒状部材に対して相対的に抜き取り、その後、底抜きすることにより、円筒状部材の内周面に複数の油溜まり用盲溝を刻設することによって、前記課題を解決したものである。
ここで、本発明で意味するところの油溜まり用盲溝の「盲溝」は、溝長手方向の始端部と終端部が封止されている溝形態のことである。
本発明は、上述したような構成を備えていることによって、以下のような特有の効果を奏することができる。
すなわち、本請求項1に係る円筒状軸受部材は、母線状継目がない円筒状部材の内周面に油溜まり用盲溝が中空状ダイピンと拡径用センターピンとを用いて形成されているので、油溜まり用盲溝が円筒状部材の内周面のみに開口して対向状態となっているから、シャフト、ピン等を挿入して滑り軸受として使用した場合、油溜まり用盲溝に注入された潤滑油が長時間の使用によっても円筒状部材の端部から流出することなく保持されて、良好な潤滑性能を維持することができる。
そして、本請求項2に係る円筒状軸受部材の製造方法は、母線状継目がない円筒状部材の内周面に、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えた中空状ダイピンとこの中空状ダイピン内に差し込む拡径用センターピンとを用いて複数の油溜まり用盲溝を刻設することによって、複数の油溜まり用盲溝を円筒状部材の内周面に一度に効率よく形成することができ、また、中空状ダイピンに設けた溝付け用突起の形状や配置数が円筒状部材の内周面に形成される油溜まり用盲溝の溝形態に直接反映されるので、中空状ダイピンに設ける溝付け用突起の形状およびその配置数を適宜選択することにより、短溝、長溝、V字状断面溝、U字状断面溝、半円形断面溝等の種々な溝形状や所望の溝本数を中空状ダイピンによる一回の溝付け加工で効率よく形成することができる。
また、本請求項2に係る円筒状軸受部材の製造方法は、円筒状部材の一端部に差し込まれた中空状ダイピン内に拡径用センターピンを押し込んで中空状ダイピンを拡径させた状態で前記溝付け用突起を円筒状部材に対して相対的に摺動させ、次いで、前記円筒状部材から拡径用センターピン、中空状ダイピンの順に円筒状部材に対して相対的に抜き取ることにより、円筒状部材の内周面に複数の油溜まり用盲溝を刻設することによって、溝長手方向の始端部と終端部が封止された複数の油溜まり用盲溝を円筒状部材の内周面に一度に効率よく形成することができる。
さらに、本請求項3に係る円筒状軸受部材の製造方法は、底付きの円筒状部材の一端部に差し込まれた中空状ダイピン内に拡径用センターピンを押し込んで中空状ダイピンを拡径させた状態で前記溝付け用突起を円筒状部材に対して相対的に摺動させ、次いで、中空状ダイピンを元の状態に縮径して、前記円筒状部材から拡径用センターピンおよび中空状ダイピンを円筒状部材に対して相対的に抜き取り、その後、底抜きすることにより、前述の本請求項2に係る円筒状軸受部材の製造方法における効果に加えて、前記底抜き加工において、円筒状部材の矯正加工も同時に行うことができるので、底付きの円筒状部材から内周面に複数の油溜まり用盲溝を刻設した円筒状軸受部材を効率よく製造できる。
本発明の実施例を図1乃至図13に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施例である円筒状軸受部材100の斜視図であり、図2乃至図10は、円筒状軸受部材100の製造方法を説明する図であり、図11乃至図13は、本発明の第2実施例である円筒状軸受部材100の製造方法を説明する図である。
まず、本発明の第1実施例である円筒状軸受部材100は、図1に示すように、母線状継目がない円筒状部材110の内周面111に多数の油溜まり用盲溝112が中空状ダイピンHPと拡径用センターピンEPとを用いて形成されており、この油溜まり用盲溝112における溝長手方向の始端部112aと終端部112bが封止された溝形態となっている。
したがって、本実施例の円筒状軸受部材100にシャフト、ピン等を挿入して滑り軸受として使用した場合、油溜まり用盲溝112が円筒状部材110の内周面111のみに開口して対向状態となり、油溜まり用盲溝112に注入された潤滑油が長時間の使用によっても溝長手方向の始端部112aと終端部112bから流出することなく保持されて良好な潤滑性能を維持するようになっている。
そこで、本実施例に係る円筒状軸受部材100の製造方法は、図2に示すような棒状の鋼材を所定長さに切断加工して得られた円柱状のチップ101に、図3乃至図7に示すような据え込み工程、芯出し工程、第1次押出し工程、第2次押出し工程、底抜き工程などからなる鍛造加工、図8に示すような盲溝付け加工、図10に示すような矯正加工を順次施すものであり、これらの加工について以下に詳しく説明する。
すなわち、図2に示すような棒状の鋼材を所定長さに切断加工された円柱状のチップ101は、図3の(a)に示すような据え込み工程において、チップ用ポンチP1により内部段差形状d1を備えたチップ用円筒状ダイD1に押し込まれて、据込み加工が施された後、ノックアウトピンNP1によりチップ用円筒状ダイD1から取り出されて、図3の(b)に示すような外周面および切断端面が矯正された円柱状チップ102となる。
次いで、図4の(a)に示すような芯出し工程において、前述した据え込み加工により得られた円柱状チップ102は、上下反転させた状態で、芯出し用ポンチP2により内部段差形状d2を備えた芯出し用円筒状ダイD2に押し込まれ、芯出し用ポンチP2の円板状突起p1で芯出し加工が施された後、ノックアウトピンNP2により芯出し用円筒状ダイD2から取り出されて、図4の(b)に示すような一端面に凹部103aが形成された凹部付き円柱状部材103となる。
そして、図5の(a)に示すような第1次押出し工程において、前述した芯出し加工により得られた凹部付き円柱状部材103は、再び上下反転させた状態で、押圧用ポンチP3により押圧用円筒状ダイD3に押し込まれ、押圧用円筒状ダイD3内に固定配置したダイピンDP3に当接させた状態で第1次押出し加工が施されて、図5の(b)に示すような厚肉の底部104aが形成された厚底付き円筒状部材104となる。
さらに、図6の(a)に示すような第2次押出し工程において、前述した第1次押出し加工により得られた厚底付き円筒状部材104は、押圧用ポンチP4により押圧用円筒状ダイD4に押し込まれ、押圧用円筒状ダイD4内に固定配置した押圧用ダイピンDP4に当接させた状態で第2次押出し加工を行った後、ストリッパS4により押圧用円筒状ダイD4から取り出されて、図6の(b)に示すような薄肉の底部105aが形成された薄底付き円筒状部材105となる。
そして、図7の(a)に示すような底抜き工程において、前述した第2次押出し加工により得られた薄底付き円筒状部材105は、再び上下反転させて、底抜き用ポンチP5により底抜き用円筒状ダイD5に押し込まれ、底抜き用円筒状ダイD5内に固定配置した底抜き用ダイピンDP5に当接させた状態で、底抜き加工により薄肉の底部105aを取り去った後、ストリッパS5により底抜き用円筒状ダイD5から取り出されて、図7の(b)に示すような両端が開口された母線状継目がない円筒状部材110となる。
次に、上述したような据え込み工程、芯出し工程、第1次押出し工程、第2次押出し工程、底抜き工程などからなる鍛造加工を施してなる母線状継目がない円筒状部材110は、図8、図9に示すような本発明の最も特徴である盲溝付け加工が施される。
盲溝付け加工用の工具は、図8に示すような拡径用センターピンEPと中空状ダイピンHPからなり、拡径用センターピンEPは、中空状ダイピンHPの内径よりも大きな外径を有し、円筒状部材110の端部を押圧する盲溝付け用ポンチP6に同心状に一体的に備えられており、他方、中空状ダイピンHPは、複数の溝付け用突起HP1を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットHP2をピン長手方向に沿って設けたものである。
そして、図9に示すような盲溝付け加工工程において、前述した底抜き工程により得られた母線状継目がない円筒状部材110は、図9の(a)に示すように、中空状ダイピンHPを内部に設けている盲溝付け用円筒状ダイD6と拡径用センターピンEPの間に配置され、盲溝付け用ポンチP6を前進させると、図9の(b)に示すように、円筒状部材110は、その端部が盲溝付け用ポンチP6に当接して前進して、盲溝付け用円筒状ダイD6に押し込まれ、盲溝付け用円筒状ダイD6内に固定配置されている中空状ダイピンHPが円筒状部材110の内部に差し込まれる。また、盲溝付け用ポンチP6に備えられた拡径用センターピンEPも、溝付け用ポンチP6の前進にともなって、中空状ダイピンHPの中空部に押し込まれ、中空状ダイピンHPを拡径させて、円筒状部材110の内周面に溝付け用突起HP1を圧入させる。
さらに、盲溝付け用ポンチP6を前進させると、図9の(c)に示すように、前記円筒状部材110は、拡径用センターピンEPが押し込まれて拡径させた状態の中空状ダイピンHPを差し込みながら前進し、前記円筒状部材110の内周面に圧入されている溝付け用突起HP1を円筒状部材110に対して相対的に摺動させて、母線方向に沿って半円形断面を有する盲溝が刻設されて盲溝付け加工が施される。
その後、盲溝付け用ポンチP6を後退させると、図9の(d)に示すように、拡径用センターピンEPは後退して、中空状ダイピンHPを元の状態に縮径して、円筒状部材110から抜き取られる。次いで、図9の(e)に示すように、ストリッパS6を前進させると、円筒状部材110を盲溝付け用円筒状ダイD6および中空状ダイピンHPから取り出され、換言すれば、円筒状部材から中空状ダイピンHPが相対的に抜き取られて、複数の油溜まり用盲溝112が内周面111に刻設された盲溝付き円筒状部材106となる。
なお、本実施例で使用した拡径用センターピンEPは、盲溝付け用ポンチP6と同一の挿入方向、かつ、同心状に一体化したものであるが、後述する第2実施例のように、盲溝付け用ポンチP6と拡径用センターピンEPを別体として、拡径用センターピンEPと中空状ダイピンHPを同心状に組み合わせて使用しても良い。
そして、前述したような盲溝付け加工を施してなる盲溝付き円筒状部材106は、再び上下反転させて、図10に示すような矯正加工において、矯正用ポンチ7により矯正用円筒状ダイD7に押し込まれ、矯正用円筒状ダイD7内に固定配置した矯正用ダイピンDP7に当接させた状態で、内外周面の矯正加工が行われて、図9の(b)で示されるような、図1に示したような複数の油溜まり用盲溝112を内周面111に備えた円筒状軸受部材100となる。
以上のようにして得られた本実施例の母線状継目がない円筒状軸受部材100は、円筒状部材110の内周面111に、溝長手方向の始端部112aと終端部112bが封止された溝形態を備えた多数の油溜まり用盲溝112が形成されているため、このような油溜まり用盲溝112に注油された潤滑油を長期に亘って保持して潤滑機能を充分に発揮することができ、しかも、円筒状部材110の内側に油溜まり用盲溝を効率よく低コストで量産できるなど、その効果は甚大である。
次に、本発明の第2実施例を図11乃至図13で説明する。この第2実施例は、前述したような第1実施例の製造方法における底抜き工程を短縮して、図10に示すような矯正加工と同時に達成しようとするものであり、図3乃至図6に示すような据え込み工程、芯出し工程、第1次押出し工程、第2次押出し工程からなる鍛造加工までは第1実施例と同様であるから、それ以降の加工を説明する。
まず、溝付け加工工程を、図11、図12により説明する。
この実施例で用いる溝付け用工具は、図11に示すような拡径用センターピンEPと中空状ダイピンHPからなり、拡径用センターピンEPは、中空状ダイピンHPの内径よりも大きな外径を有し、該内径と同径またはこれよりも小さな外径を有する支持部材EP1とを同心状に一体的に備え、図9(b)で示すような、複数の溝付け用突起HP1を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットHP2をピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンHPに、支持部材EP1を挿入して配置している。
そして、図12に示すような盲溝付け加工工程において、前述した第1実施例と同様な第2次押出し工程で得られた薄底付き円筒状部材105は、図12の(a)に示すように、盲溝付け用円筒状ダイD6と盲溝付け用ポンチP6との間に上下反転せずに配置した後、盲溝付け用ポンチP6を前進させると、図12の(b)に示すように、盲溝付け用ポンチP6に当接した円筒状部材105は前進して、円筒状ダイD6に押し込まれ、円筒状ダイD6内に固定配置された中空状ダイピンHPが円筒状部材105の内部に差し込まれる。また、円筒状部材105の前進にともなって、その底部105a内面は、中空状ダイピンHPに配置した拡径用センターピンEPの端部に当接して、拡開用センターピンEPを後退させて中空状ダイピンHP内に押し込み、中空状ダイピンHPを拡径させる。
さらに、盲溝付け用ポンチP6を前進させると、図12の(c)に示すように、円筒状部材105は、拡開用センターピンEPが押し込まれて拡径させた状態の中空状ダイピンHPを差し込みながら前進し、円筒状部材105の内周面に圧入されている溝付け用突起HP1を円筒状部材105に対して相対的に摺動させ、母線方向に沿って盲溝が刻設されて盲溝付け加工が施される。
その後、図12の(d)に示すように、盲溝付け用ポンチP6を後退させた後、図12の(e)に示すように、ストリッパS6および拡径用センターピンEPを前進させると、中空状ダイピンHPは元の状態に縮径して、円筒状部材105は盲溝付け用円筒状ダイD6および中空状ダイピンHPから取り出され、換言すれば、円筒状部材105から拡径用センターピンEPを備えた中空状ダイピンHPが相対的に抜き取られて、薄肉の底部106aが残存した盲溝106b付き円筒状部材106となる。
そして、前述したような薄肉の底部106aが残存した盲溝付き円筒状部材106は、図13の(a)に示すように、再び上下反転させて、底抜き用ポンチP5により底抜き用円筒状ダイD5に押し込まれ、底抜き用円筒状ダイD5内に固定配置した底抜き用ダイピンDP5に当接させた状態で、薄肉の底部106aを取り去る底抜き加工と矯正加工を同時に施された後、図7で示した底抜き加工と同様に、ストリッパ(図示せず)により底抜き用円筒状ダイD5から取り出して、図13の(b)に示すような両端が開口された母線状継目がない円筒状部材110となる。
以上のようにして得られた本実施例の母線状継目がない円筒状軸受部材110は、図1に示したような円筒状部材110の内周面111に、溝長手方向の始端部と終端部が封止された溝形態を備えた多数の油溜まり用盲溝112が形成されているため、このような油溜まり用盲溝112に注油された潤滑油を長期に亘って保持して潤滑機能を充分に発揮することができ、しかも、底抜き加工と最終的な矯正加工が同時に実施できるため、円筒状部材110の内側に油溜まり用盲溝を更に効率よく低コストで量産できるなど、その効果は甚大である。
なお、上述したような第1実施例および第2の実施例では、円筒状ダイを用いているが、内面が円周状であれば、そのダイ外形は、使用する鍛造設備に応じて適宜の形状のものを使用することができる。
本発明の第1実施例である円筒状軸受部材の斜視図。 本発明の第1実施例における円柱状チップの正面図。 本発明の第1実施例における据え込み工程の説明図。 本発明の第1実施例における芯だし工程の説明図。 本発明の第1実施例における第1次押出し工程の説明図。 本発明の第1実施例における第2次押出し工程の説明図。 本発明の第1実施例における底抜き工程の説明図。 第1実施例における中空状ダイピンと拡径用センターピンの使用形態図。 本発明の第1実施例における溝付け工程の説明図。 本発明の第1実施例における矯正加工の説明図。 第2実施例における中空状ダイピンと拡径用センターピンの使用形態図。 本発明の第2実施例における溝付け工程の説明図。 本発明の第2実施例における底抜き、矯正加工の説明図。
符号の説明
100 ・・・円筒状軸受部材
101 ・・・円柱状のチップ
102 ・・・円柱状チップ
103 ・・・凹部付き円柱状部材
103a・・・凹部
104 ・・・厚底付き円筒状部材
104a・・・厚肉の底部
105 ・・・薄底付き円筒状部材
105a・・・薄肉の底部
106 ・・・盲溝付き円筒状部材
106a・・・薄肉の底部
111 ・・・内周面
112 ・・・油溜まり用盲溝
112a・・・始端部
112b・・・終端部
D1 ・・・チップ用円筒状ダイ
d1 ・・・内部段差形状
D2 ・・・芯出し用円筒状ダイ
d2 ・・・内部段差形状
D3,D4・・・押圧用円筒状ダイ
D5 ・・・底抜き用円筒状ダイ
D6 ・・・盲溝付け用円筒状ダイ
D7 ・・・矯正用円筒状ダイ
NP1,NP2・・・ノックアウトピン
S4,S5,S6・・・ストリッパ
DP3,DP4・・・ダイピン
DP5・・・底抜き用ダイピン
DP7・・・矯正用ダイピン
HP ・・・中空状ダイピン
HP1・・・溝付け用突起
HP2・・・拡径用スリット
EP ・・・拡径用センターピン
EP1・・・支持部材
P1 ・・・チップ用ポンチ
p1 ・・・円板状突起
P2 ・・・芯出し用ポンチ
P3,P4・・・押圧用ポンチ
P5 ・・・底抜き用ポンチ
P6 ・・・盲溝付け用ポンチ
P7 ・・・矯正用ポンチ

Claims (3)

  1. 母線状継目がない円筒状部材の内周面に刻設された複数の油溜まり用盲溝が、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットをピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンと該中空状ダイピン内を抜き差しする拡径用センターピンとを用いて形成されていることを特徴とする円筒状軸受部材。
  2. 母線状継目がない円筒状部材の一端部に、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットをピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンを差し込みながら、前記中空状ダイピン内に拡径用センターピンを押し込んで中空状ダイピンを拡径させた状態で前記溝付け用突起を円筒状部材に対して相対的に摺動させ、次いで、前記円筒状部材から拡径用センターピン、中空状ダイピンの順に円筒状部材に対して相対的に抜き取ることにより、円筒状部材の内周面に複数の油溜まり用盲溝を刻設することを特徴とする円筒状軸受部材の製造方法。
  3. 母線状継目がなく、底付きの円筒状部材の一端部に、複数の溝付け用突起を先端外周面に備えるとともに複数の拡径用スリットをピン長手方向に沿って設けた中空状ダイピンを差し込みながら、前記中空状ダイピン内に拡径用センターピンを押し込んで中空状ダイピンを拡径させた状態で前記溝付け用突起を円筒状部材に対して相対的に摺動させ、次いで、前記円筒状部材から拡径用センターピンおよび中空状ダイピンを円筒状部材に対して相対的に抜き取り、その後、底抜きすることにより、円筒状部材の内周面に複数の油溜まり用盲溝を刻設することを特徴とする円筒状軸受部材の製造方法。
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