JP2008196530A - 焼結含油軸受とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内周面に加工を施し、性能の優れた焼結含油軸受とその製造方法を提供する。
【解決手段】内部に空孔８を含む多孔質の焼結合金により形成された軸受本体２に、回転軸９が挿通される軸受孔３が形成された焼結含油軸受１において、軸受孔３の摺動面４に、軸方向の溝部11，12を設けたから、軸受孔３と回転軸との摩擦により、磨耗くずが発生しても、該磨耗くずを溝部11，12に逃がして軸受孔３による回転状態を確保することができる。また、軸受孔３にグリースなどの潤滑剤を塗布して使用する場合、溝部11，12に潤滑剤を溜めておくことができ、長期に渡って潤滑性を確保することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、焼結含油軸受とその製造方法に関する。

従来、焼結含油軸受は、焼結合金からなる多孔質材に含油させたものであり、回転軸の回転時に含油軸受の気孔内に含ませた潤滑油が、回転軸と含油軸受との摺動部にしみ出して潤滑作用を行うものである。

このような焼結含油軸受において、外周面に切り欠き部あるいは凸部を設けることにより、機器に実装する際の位置決めを容易としたものがある（例えば特許文献１）。

そして、焼結含油軸受では、外周面に切り欠き部や凸部を設けることは広く知られているが、回転軸が摺動する内周面を加工することは少なく、例えば、動圧軸受において、内周面にスパイラル溝を設けている（例えば特許文献２）。
特開平６−１２３３１４号公報 特開２００２−２８６０２７号公報

上記のように、含油軸受の内周面は、回転軸の円滑な回動を確保するため、一般に凹凸加工を施すことは少なかった。

ところで、この種の含油軸受は潤滑油を含浸しているが、使用の際、更に内周面にグリースなどの潤滑剤を塗布する場合があり、折角グリースを塗布しても、内周面と回転軸の外周との間に逃げ場がないため、追加したグリースの効果が長期間継続しなかった。

また、潤滑油を含浸していても、軸受孔と回転軸外周面との摩擦により、磨耗くずが発生すると、回転状態を損ねる問題がある。

そこで、本発明は、内周面に加工を施し、性能の優れた焼結含油軸受とその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、内部に空孔を含む多孔質の焼結合金により形成された軸受本体に、回転軸が挿通される軸受孔が形成された焼結含油軸受において、前記軸受孔に、該軸受孔より短い軸方向の溝部を設けたものである。

また、請求項２の発明は、前記軸受孔の一端から他端側に伸びる一側の前記溝部と、前記軸受孔の他端から一端側に伸びる他側の前記溝部とを備えるものである。

また、請求項３の発明は、記溝部の長さは、前記軸受孔の長さの１／４以上である。

また、請求項４の発明は、内部に空孔を含む多孔質の焼結合金により形成された軸受本体に、回転軸が挿通される軸受孔が形成され、この軸受孔に軸方向の溝部を設けた焼結含油軸受の製造方法であって、圧縮矯正により前記溝部を形成する製造方法である。

また、請求項５の発明は、外周面に前記溝部を形成する溝形成部を有する矯正用コアロッドと矯正用ダイとの間において、前記焼結合金を圧縮矯正する製造方法である。

また、請求項６の発明は、一側の溝部を形成する溝形成部を有する一側の矯正用コアロッドと、他側の溝部を形成する溝形成部を有する他側の矯正用コアロッドとを用い、突き合わせたそれら一側及び他側の矯正用コアロッドと前記矯正用ダイとの間において、前記焼結用合金を圧縮矯正する製造方法である。

請求項１の構成によれば、軸受孔と回転軸との摩擦により、磨耗くずが発生しても、該磨耗くずを溝部に逃がして軸受孔による回転状態を確保することができる。また、軸受孔にグリースなどの潤滑剤を塗布して使用する場合、溝部に潤滑剤を溜めておくことができ、長期に渡って潤滑性を確保することができる。

また、請求項２の構成によれば、溝部を一側と他側とに設けることにより、矯正用の金型を用いて、それら溝部を形成することができる。

また、請求項３の構成によれば、一側と他側の溝部の長さを軸受孔の長さの１／４以上とすることにより、軸受孔の長さの１／２以上に溝部が形成されているため、磨耗くずの逃がしと潤滑剤を溜める効果が十分に得られる。

また、請求項４の構成によれば、機械加工を施すことなく、圧縮矯正を利用して溝部を形成することができる。

また、請求項５の構成によれば、コアロッドの溝形成部により溝部を形成することができる。

また、請求項６の構成によれば、一側の矯正用コアロッドと他側の矯正用コアロッドとの溝形成部により、一側と他側の溝部を軸受孔に形成することができる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な焼結含油軸受とその製造方法を採用することにより、従来にない焼結含油軸受とその製造方法が得られ、焼結含油軸受とその製造方法を夫々記述する。

以下、本発明の実施例について説明すると、図１〜図６は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、焼結含油軸受１は、内部に空孔を含む多孔質状の焼結合金により形成された軸受本体２に軸受孔３が設けられたものであり、略円筒形をなし、前記軸受孔３に、外径が軸受孔３より小とされた回転軸９が挿通されて用いられる。そして、軸受孔３の内周面が摺動面４であり、軸受孔３に挿通される回転軸９は、外周面が前記摺動面４に摺接しながら回転する。また、前記摺動面４の長さ方向両側には、互いに平行で平坦な端面６，６が設けられている。

詳述すると、軸受本体２は、内部周方向全体にわたって潤滑油を含むための空孔８を有する構成になっている。その結果、潤滑油は、多くの潤滑油を含むことができる軸受本体２の内部で周方向に自由に移動可能となるので、ある部分で停滞することなく隅々までいきわたることができる。

前記軸受孔３の前記摺動面４には、軸方向一側に一側溝部11を複数形成すると共に、軸方向他側に他側溝部12を複数形成している。

前記一側溝部11は、摺動面４の一端から他端側に向かって伸び、軸受孔３の長さ１／４（４分の１）以上、この例ではほぼ１／２（２分の１）程度の長さを有し、その他端には溝のない摺動面４の部分が設けられ、一側溝部11，11，11同士は円周方向等間隔で３箇所設けられ、すなわち円周方向において１２０度の角度で配置されている。

また、同様に、前記他側溝部12は、摺動面４の他端から一端側に向かって伸び、軸受孔３の長さ１／４以上、この例ではほぼ１／２程度の長さを有し、その一端には溝のない摺動面４の部分が設けられ、他側溝部12，12，12同士は円周方向等間隔で３箇所設けられ、すなわち円周方向において１２０度の角度で配置されている。

また、円周方向において隣合う一側溝部11，11の間の位置に他側溝部12が配置されている。また、一側溝部11と他側溝部12とは、設ける位置が異なる以外は、同一構成であり、その深さは、０．１〜１ｍｍ程度のほぼ半円形をなす。また、一側溝部11と他側溝部12とは、一端と他端が端面６，６において開口している。

尚、軸受本体の端面６は、外周面との角部及び内周面たる摺動面４との角部に、それぞれ面取り部６Ｍを形成している。

次に、このような構成を有する焼結含油軸受１の製造方法の一例について、主に図４〜図６を用いて説明する。焼結含油軸受１は、Ｃｕ−Ｓｕ−Ｃ系やＦｅ系などの原料粉末を加圧成形して圧粉体を形成し、これを焼結して焼結合金を得た後、形状を圧縮矯正することにより作成される。

図４〜図６は矯正用金型21を示し、図４は、焼結合金Ｐが圧縮矯正される様子を示している。同図に示すように、焼結合金Ｐを圧縮矯正する矯正用金型21は、上下方向を軸方向（プレス上下軸方向）としており、矯正用ダイ22、上下の矯正用コアロッド23，24、上パンチ25および下パンチ26を備えている。ダイ22はほぼ円筒形状で、このダイ22内にほぼ円柱形状のコアロッド23，24が同軸的に位置している。上パンチ25は、ほぼ円筒形状で、ダイ22およびコアロッド23間に上方から上下動自在に嵌合している。下パンチ26は、ほぼ円筒形状で、ダイ22およびコアロッド24間に下方から上下動自在にかつ挿脱自在に嵌合する。

前記上のコアロッド23の外周面には、前記一側溝部11を形成する溝形成部23Ａが形成され、また、前記下のコアロッド24の外周面には、前記他側溝部12を形成する溝形成部24Ａが形成され、それら溝形成部23Ａ，24Ａは、それらコアロッド23，24の先端まで形成されている。

尚、パンチ25，26には、前記溝形成部23Ａ，24Ａに対応して、図示しない溝部が形成されている。

そして、ダイ22とコアロッド23，24と上，下パンチ25，26との間に焼結合金Ｐを収納し、コアロッド23，24の端部同士を突き合わせて圧縮矯正することにより、上，下パンチ25，26の溝形成部23Ａ，24Ａの形状に倣った一側溝部11と他側溝部12とが焼結合金Ｐに形成される。

この溝形成部23Ａ，24Ａを形成する圧縮矯正の後、必要に応じて、再圧縮矯正を行う。この再圧縮矯正を行う矯正用金型21Ａは、図６に示すように、上の矯正用コアロッドを用いない点と、溝形成部24Ａのない下の矯正用コアロッド24を用いる点で、前記矯正用金型21と相違し、他は同一構成である。

そして、ダイ22とコアロッド23と上，下パンチ25，26との間に、溝部11，12を有する焼結合金Ｐを収納して圧縮矯正することにより、所定寸法の軸受本体２が形成される。

この後、常法により軸受本体２に潤滑油を含浸して焼結含油軸受１を形成する。

このようにして製造した焼結含油軸受１においては、軸受孔３に回転軸９を挿入し、摺動面４の潤滑油により回転軸９の回転が安定したものとなる。そして、万一、長期使用の磨耗により、摺動面４と回転軸９とから磨耗くずが発生しても、この磨耗くずを溝部11，12に逃がすことにより、摺動面４に磨耗くずが溜まらず、摺動面４を安定した状態に保つことができる。また、一側溝部11と他側溝部12とは、一端と他端が端面６，６において開口しているから、溜まった磨耗くずを端面６，６側から外部に排出することができる。

また、焼結含油軸受１の摺動面４に、含浸した潤滑油以外のグリースなどの潤滑剤を塗布などにより供給してから使用する場合も、供給後、回転軸９を軸受孔３に挿入しても、溝部11，12内にその潤滑剤が溜まり、供給した潤滑剤により長期に渡って摺動面４に潤滑性を確保できる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、内部に空孔８を含む多孔質の焼結合金Ｐにより形成された軸受本体２に、回転軸９が挿通される軸受孔３が形成された焼結含油軸受１において、軸受孔３の摺動面４に、軸方向の溝部11，12を設けたから、軸受孔３と回転軸９との摩擦により、磨耗くずが発生しても、該磨耗くずを溝部11，12に逃がして軸受孔３による回転状態を確保することができる。また、軸受孔３にグリースなどの潤滑剤を塗布して使用する場合、溝部11，12に潤滑剤を溜めておくことができ、長期に渡って潤滑性を確保することができる。尚、溝部11，12に供給するグリースなどの潤滑剤は、軸受本体４に含浸する潤滑油より粘性が高いものである。

また、溝部11，12は軸受孔３より短いから、溝部11，12の延長線上には、溝のない摺動面４が位置するから、この延長線上の摺動面４により回転軸９を摺動支持することができる。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、軸受孔３の一端から他端側に伸びる一側の溝部11と、軸受孔３の他端から一端側に伸びる他側の溝部12とを備えるから、溝部11，12を一側と他側とに設けることにより、矯正用の金型21を用いて、それら溝部11，12を形成することができる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、溝部11，12の長さは、前記軸受孔の長さの１／４以上であるから、一側と他側の溝部11，12を合わせた長さが軸受孔２の長さの１／２以上になるため、磨耗くずの逃がしと潤滑剤を溜める効果が十分に得られる。

また、このように本実施例では、請求項４に対応して、内部に空孔８を含む多孔質の焼結合金Ｐにより形成された軸受本体２に、回転軸９が挿通される軸受孔３が形成され、この軸受孔３に軸方向の溝部11，12を設けた焼結含油軸受の製造方法であって、圧縮矯正により溝部11，12を形成するから、機械加工を施すことなく、圧縮矯正を利用して溝部11，12を形成することができる。

また、このように本実施例では、請求項５に対応して、外周面に溝部11，12を形成する溝形成部23Ａ，24Ａを有する矯正用コアロッド23，24と矯正用ダイ22との間において、焼結合金Ｐを圧縮矯正するから、コアロッド23，24の溝形成部23Ａ，24Ａにより溝部11，12を形成することができる。

また、このように本実施例では、請求項６に対応して、一側の溝部11を形成する溝形成部23Ａを有する一側の矯正用コアロッド23と、他側の溝部12を形成する溝形成部24Ａを有する他側の矯正用コアロッド24とを用い、突き合わせたそれら一側及び他側の矯正用コアロッド23，24と矯正用ダイ22との間において、焼結合金Ｐを圧縮矯正するから、一側の矯正用コアロッド23と他側の矯正用コアロッド24との溝形成部23Ａ，24Ａにより、一側と他側の溝部11，12を軸受孔３の摺動面４に形成することができる。

また、実施例上の効果として、円周方向において隣合う一側溝部11，11の間の位置に他側溝部12が配置され、すなわ一側と他側で円周方向に溝部11，12が互い違いに配置され、それぞれの溝部11，12が円周方向等間隔に配置されているから、溝部を形成しながら、均一な摺動性を確保することができる。

図７は、本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、溝部11，12は、軸受孔３の長さ１／４の長さを有し、溝部11，12を合わせて軸受孔３の長さの１／２以上となるから、良好な摺動性が得られ、本実施例においても、各請求項に対応して、上記実施例１と同様な作用・効果を奏する。

尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、一側の溝部と他側に溝部の長さが同じものを示し、これは一側と他側で方向性がないため、扱い易いが、必ずしも、一側の溝部と他側の溝部の長さを同じにする必要はない。そして、一側の溝部と他側の溝部の長さが異なる場合も、それら両側に設けた溝部を合わせた長さが１／２以上にすればよい。また、一側の溝部と他側の溝部は、実施例のように複数設けることが好ましいが、それぞれ１つの一側溝部と他側溝部を円周方向１８０度の位置に配置してもよい。

本発明の実施例１を示す焼結含油軸受の軸方向の断面図である。 同上、焼結含油軸受の円周方向の断面図である。 同上、焼結含油軸受の斜視図である。 同上、溝部を形成する矯正用金型の断面図である。 同上、コアロッドの斜視図である。 同上、矯正用金型の断面図である。 本発明の実施例２を示す焼結含油軸受の軸方向の断面図である。

符号の説明

１ 焼結含油軸受
２ 軸受本体
３ 軸受孔
４ 摺動面
８ 空孔
９ 回転軸
11 一側溝部
12 他側溝部
Ｐ 焼結合金
21 矯正用金型
22 矯正用ダイ
23 矯正用コアロッド
23Ａ 溝形成部
24 矯正用コアロッド
24Ａ 溝形成部

Claims (6)

1. 内部に空孔を含む多孔質の焼結合金により形成された軸受本体に、回転軸が挿通される軸受孔が形成された焼結含油軸受において、前記軸受孔に、該軸受孔より短い軸方向の溝部を設けたことを特徴する焼結含油軸受。
2. 前記軸受孔の一端から他端側に伸びる一側の前記溝部と、前記軸受孔の他端から一端側に伸びる他側の前記溝部とを備えることを特徴とする請求項１記載の焼結含油軸受。
3. 前記溝部の長さは、前記軸受孔の長さの１／４以上であることを特徴とする請求項２記載の焼結含油軸受。
4. 内部に空孔を含む多孔質の焼結合金により形成された軸受本体に、回転軸が挿通される軸受孔が形成され、この軸受孔に軸方向の溝部を設けた焼結含油軸受の製造方法であって、圧縮矯正により前記溝部を形成することを特徴とする焼結含油軸受の製造方法。
5. 外周面に前記溝部を形成する溝形成部を有する矯正用コアロッドと矯正用ダイとの間において、前記焼結合金を圧縮矯正することを特徴とする請求項４記載の焼結含油軸受の製造方法。
6. 一側の溝部を形成する溝形成部を有する一側の矯正用コアロッドと、他側の溝部を形成する溝形成部を有する他側の矯正用コアロッドとを用い、突き合わせたそれら一側及び他側の矯正用コアロッドと前記矯正用ダイとの間において、前記焼結用合金を圧縮矯正することを特徴とする請求項５記載の焼結含油軸受の製造方法。

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