JP2008075823A

JP2008075823A - 焼結軸受の製造方法

Info

Publication number: JP2008075823A
Application number: JP2006257832A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Mizuno; 利行水野
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【目的】内周面の軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす焼結軸受を簡易に製造できる製造方法を提供する。
【構成】軸方向中央部の密度が相対的に低く、軸方向両端部の密度が相対的に高い圧粉体を焼結すると、焼結後の焼結体７は、密度が相対的に低い軸方向中央部に比べ、密度が相対的に高い軸方向両端部の寸法変化（焼結時の寸法変化）が大きくなる。この密度差に起因する焼結時の寸法変化の違いにより、焼結体７の内周面７ａは、その軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす形状になる。
【選択図】図３

Description

本発明は、焼結軸受の製造方法に関する。

すべり軸受は、支持すべき軸と軸受面との間に潤滑性のある流体を介在させたり、軸受に潤滑性のある材料を使用するなどして、支持すべき軸と軸受面との間の摩擦を減らして軸を支持するものである。

すべり軸受を複数使用して同一の軸を支持する場合、軸受の間での傾きやずれが問題になる場合がある。この軸受の間での傾きやずれを吸収（自動調心）するために、図４に示すような、内周の軸受面１７ａの軸方向断面上の母線を内径側に凸円弧状としたすべり軸受１７が特許文献１に開示されている。

また、特許文献２には、自動調心機能を有する上記と同様の形状の軸受面を備えたすべり軸受を焼結合金の型成形により製造することが記載されている。
特開２００３−１７２３４９号特開平９−６８１６５号

内周面の軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす焼結金属製のすべり軸受（焼結軸受）を製造する場合、以下に述べるような問題がある。

一般に、焼結軸受は、原料となる金属粉末を金型のプレスにより円筒形状に成形する成形工程、この成形工程により成形された圧粉体を加熱して焼結する焼結工程、さらに、焼結工程で得られた焼結体の内周面にサイジングピンを圧入して、内周面の形状や寸法を所要の精度に仕上げるサイジング工程、といった諸工程を経て製造される。

しかしながら、内周面の軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす焼結軸受を製造する場合、成形工程で内周面の軸方向一方側半分を所定の凸形状に成形し、サイジング工程で内周面の残りの軸方向他方側半分を所定の凸形状に成形するか、あるいは、内周面が円筒形状の焼結体を製作し、サイジング工程でその焼結体の内周面を軸方向一方側と軸方向他方側からそれぞれサイジングして凸形状に形成するという処理が必要になる。そのため、処理工数が増加すると共に、焼結体の形状が軸方向で非対称になるので、工程間の搬送やサイジング機へセッティング時に焼結体の軸方向の向きを揃える必要が生じ、工程が煩雑になる。

そこで、本発明は、内周面の軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす焼結軸受を簡易に製造できる製造方法の提供を課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、軸方向中央部の密度が軸方向両端部の密度より低い円筒形状の圧粉体を成形する成形工程と、該成形工程により成形した圧粉体を焼結して、内周面の軸方向断面上の母線が、内径側に凸曲線をなす焼結体を得る焼結工程とを含む焼結軸受の製造方法を提供する。

円筒状の圧粉体を焼結して得られた焼結体は、焼結時の膨張変形により、その内径及び外径が圧粉体に比べて僅かに大きくなる。この寸法変化は圧粉体の密度と関係し、圧粉体の密度が高いほど寸法変化の度合いは大きくなる。従って、軸方向中央部の密度が軸方向両端部の密度より低い円筒形状の圧粉体を焼結すると、焼結後の焼結体は、密度が相対的に低い軸方向中央部に比べ、密度が相対的に高い軸方向両端部の寸法変化が大きくなり、この寸法変化の違いにより、焼結体の内周面は、その軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす形状になる。

本発明によれば、内周面の軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす焼結軸受を簡易に製造できる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

この実施形態に係る焼結軸受の製造方法は、軸方向中央部の密度が軸方向両端部の密度より低い円筒形状の圧粉体を成形する成形工程と、成形工程により成形した圧粉体を焼結して、内周面の軸方向断面上の母線が、内径側に凸曲線を成す焼結体を得る焼結工程とを主要な工程として含み、必要に応じて、焼結工程により得た焼結体の内周面の軸方向中央のみをサイジングするサイジング工程を含む。

図１は、この実施形態の成形工程で使用する成形金型の一例を模式的に示している。この金型は、円筒形状の成形孔を有するダイ１と、円筒形状の外周面を有するコアロッド４と、上パンチ２及び下パンチ３とを備えている。コアロッド４と上パンチ２及び下パンチ３は、それぞれダイ１の成形孔に挿入される。

例えば、成形工程では、まず、ダイ１の成形孔とコアロッド４の外周面と下パンチ３の上端面とで形成されるダイキャビティ５に原料となる金属粉末を充填する。そして、上パンチ２をダイキャビティ５に充填した金属粉末に接するまで下降させる。その後、上パンチ２をさらに下降させると同時に、下パンチ３を上昇させることで、ダイキャビティ５に充填した金属粉末を上パンチ２と下パンチ３とで上下方向から加圧して圧縮する。このときの、金属粉末に接してからの上パンチ２の下降距離と下パンチ３の上昇距離とは、互いに等しくなるようにする。

上記のように、ダイキャビティ５に充填した金属粉末を上パンチ２と下パンチ３とで上下方向から等しい圧縮量で圧縮することにより、図２に示すような円筒形状をなし、軸方向中央部の密度が相対的に低く、軸方向両端部の密度が相対的に高くなった圧粉体６が成形される。

この実施形態では、見かけ密度の低い金属粉末を使用し、圧粉体成形時の圧縮量（上パンチ２と下パンチ３による圧縮量）を大きくとることで、上記のような密度差を有する圧粉体６を得ている。

次に、焼結工程で圧粉体６を焼結温度まで加熱して焼結する。

上記のように、圧粉体６は、軸方向中央部の密度が相対的に低く、軸方向両端部の密度が相対的に高くなっているため、図３に示すように、焼結後の焼結体７は、密度が相対的に低い軸方向中央部に比べ、密度が相対的に高い軸方向両端部の寸法変化（焼結時の寸法変化）が大きくなる。この密度差に起因する焼結時の寸法変化の違いにより、焼結体７の内周面７ａは、その軸方向断面上の母線が内径側に凸曲線をなす形状になる。また、この焼結体７の外周面７ｂは、その軸方向断面上の母線が内径側に凹曲線をなす形状になる。

尚、圧粉体６に密度差を与えることに加え、密度による焼結時の寸法変化が大きい金属粉末を原料として用いることにより、焼結体７の内周面７ａの母線曲率を大きくすることが可能である。

そして、焼結工程の後、必要に応じて、焼結体７の内周面７ａのうち、支持すべき軸が主に接触する軸方向中央部分を円筒形状の外周面を有するサイジングピンでサイジングする（サイジング工程）。

成形工程で使用する成形金型の一例を模式的に示す斜視図である。圧粉体を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は軸方向断面図である。焼結体を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は軸方向断面図である。従来技術に係るすべり軸受を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は軸方向断面図である。

符号の説明

６圧粉体
７焼結体
７ａ焼結体の内周面

Claims

軸方向中央部の密度が軸方向両端部の密度より低い円筒形状の圧粉体を成形する成形工程と、
前記成形工程により成形した圧粉体を焼結して、内周面の軸方向断面上の母線が、内径側に凸曲線をなす焼結体を得る焼結工程とを含む焼結軸受の製造方法。
請求項１に記載の製造方法により製造された焼結軸受。