JP2013194753A - Sliding member and method of manufacturing the sliding member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摺動部材、及び、摺動部材の製造方法の技術に関し、より詳細には強度と加工性との双方に優れた摺動部材を製造する技術に関する。 The present invention relates to a sliding member and a technique for manufacturing the sliding member, and more particularly, to a technique for manufacturing a sliding member excellent in both strength and workability.
従来、建機や自動車などの各種機械において、ハウジングに挿通された軸を回転可能とするために、すべり軸受などの摺動部材が用いられており、これに関する技術も開示されている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。 Conventionally, in various machines such as construction machines and automobiles, a sliding member such as a slide bearing has been used in order to enable rotation of a shaft inserted into a housing, and a technique related thereto is also disclosed (for example, (See Patent Document 1 and Patent Document 2).
前記特許文献1に記載の技術によれば、板状の裏金の上で金属粉末を焼結させて二層構造の板状材料を成形し、この板状材料を円筒状に成形して摺動部材を構成している。
また、前記特許文献2に記載の技術によれば、円筒状の裏金の内周部に円筒状の焼結材料を圧入して摺動部材を構成している。
According to the technique described in Patent Document 1, a metal powder is sintered on a plate-shaped backing metal to form a two-layered plate-shaped material, and the plate-shaped material is molded into a cylindrical shape and slid. It constitutes a member.
Further, according to the technique described in Patent Document 2, a cylindrical sintered material is press-fitted into an inner peripheral portion of a cylindrical back metal to constitute a sliding member.
前記特許文献1に記載の技術によれば、板状材料の段階で溝やインデントを形成しておくことができる。しかし、摺動部材に熱処理を施す際に裏金の硬度が高くなるため、摺動部材をハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じることがあった。また、摺動部材が全体的に硬くなることから、摺動部材に割れが生じやすくなっていた。 According to the technique described in Patent Document 1, grooves and indents can be formed at the stage of the plate-like material. However, since the hardness of the back metal is increased when heat-treating the sliding member, the back metal part of the sliding member may be galled when the sliding member is press-fitted into the housing. Further, since the sliding member becomes hard as a whole, the sliding member is easily cracked.
一方、前記特許文献2に記載の技術によれば、円筒状の焼結材料の加工精度を高めることが困難であった。また、焼結材料は脆性が高いため、裏金に圧入する際に割れが生じる可能性があった。加えて、当初より板状部材ではなく円筒状の部材を用いるため、溝やインデントの形成に制限があった。 On the other hand, according to the technique described in Patent Document 2, it is difficult to increase the processing accuracy of the cylindrical sintered material. In addition, since the sintered material is highly brittle, there is a possibility that cracking may occur when press-fitting into the back metal. In addition, since a cylindrical member is used instead of a plate-like member from the beginning, the formation of grooves and indents has been limited.
本発明は、上記のような状況を鑑み、ハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じにくく、割れにくく、溝やインデント等の成形がしやすい、摺動部材、及び、摺動部材の製造方法を提供する。 In view of the situation as described above, the present invention provides a sliding member and a sliding member that are less likely to be galling, cracked, and easily formed into grooves, indents, and the like when pressed into a housing. A method for manufacturing a moving member is provided.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、円筒状部材である複数のブシュが、円筒状部材であるカラーに圧入されて形成される摺動部材であって、前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間には隙間が形成され、前記隙間が、潤滑油用の溝として構成されるものである。 That is, in claim 1, a plurality of bushes that are cylindrical members are sliding members formed by being press-fitted into a collar that is a cylindrical member, and the bushes are arranged on the inner peripheral surface of the collar. A gap is formed in the gap, and the gap is configured as a groove for lubricating oil.
請求項2においては、前記カラーには、二個の前記ブシュが、それぞれ両側から圧入されるものである。 According to a second aspect of the present invention, the two bushes are pressed into the collar from both sides.
請求項3においては、前記ブシュは、板状の金属部材である裏金の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金により成形されるものである。 According to a third aspect of the present invention, the bush is formed of a bimetallic sintered alloy formed by sintering metal powder on the surface of a back metal that is a plate-like metal member.
請求項4においては、円筒状部材である複数のブシュを円筒状部材であるカラーに圧入して、前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間に隙間を形成し、前記隙間を、潤滑油用の溝として構成するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of bushes, which are cylindrical members, are press-fitted into a collar, which is a cylindrical member, to form a gap between the bushes on the inner peripheral surface of the collar, It is constituted as a groove for use.
請求項5においては、前記カラーには、二個の前記ブシュを、それぞれ両側から圧入するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the two bushes are pressed into the collar from both sides.
請求項6においては、前記ブシュを、板状の金属部材である裏金の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金により成形するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the bush is formed of a bimetallic sintered alloy formed by sintering metal powder on the surface of a back metal that is a plate-like metal member.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明に係る摺動部材、及び、摺動部材の製造方法によれば、ハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じにくく、割れにくく、溝やインデント等の成形を容易にすることが可能となる。 According to the sliding member and the manufacturing method of the sliding member according to the present invention, when press-fitting into the housing, the back metal part of the sliding member is less likely to be galvanized, hardly cracked, and grooves, indents, etc. can be easily formed. It becomes possible to do.
[軸受40]
まず、第一実施形態に係る摺動部材である軸受40の製造方法について、図1及び図2を用いて説明する。
本実施形態に係る摺動部材である軸受40は、図示しないハウジングに挿通された軸を回転可能とするために用いられるすべり軸受であり、ハウジングに圧入されて使用されるものである。
[Bearing 40]
First, the manufacturing method of the bearing 40 which is a sliding member which concerns on 1st embodiment is demonstrated using FIG.1 and FIG.2.
The
本実施形態に係る軸受40の製造方法は、図1に示す如く、粉末散布工程(ステップS01)と、焼結・圧延工程(ステップS02)と、ブシュ成形工程(ステップS03)と、熱処理工程(ステップS04)と、圧入工程(ステップS05)と、含油・仕上げ工程(ステップS06)と、を備える。以下、各工程について具体的に説明する。
As shown in FIG. 1, the manufacturing method of the
図1に示す粉末散布工程(ステップS01)では、まず、板状の金属部材である裏金15を準備する。この裏金15の材料には例えば鉄系部材などが用いられる。次に、主に銅粉と鉄粉とが略均一に混合された金属粉末を、散布装置を用いて裏金15の表面15aに散布し、散布層11bを形成する。このように、板状の裏金15の表面に略均一に散布層11bを散布して、板状の焼結前部材10bを構成する。
In the powder spraying step (step S01) shown in FIG. 1, first, a
次に、図1に示す焼結・圧延工程(ステップS02)では、粉末散布工程(ステップS01)で構成した焼結前部材10bを焼結炉に入れてヒータで加熱し、散布層11bにおける金属粉末の融点よりも低い温度(例えば、約800度)の雰囲気で散布層11bを焼結させる。これにより、散布層11bは多孔質の焼結層11となり、焼結前部材10bは裏金15と焼結層11とのバイメタルからなる焼結合金10となる。本実施形態では、焼結工程を複数回繰り返すと同時に、焼結工程の間に焼結合金10をローラで圧延する圧延工程を行うことにより、焼結合金10の板厚を薄く形成している。また、本実施形態では連帯焼結法によって焼結合金10を形成するものであるが、単体焼結法など他の方法で形成する構成とすることも可能である。
Next, in the sintering / rolling step (step S02) shown in FIG. 1, the pre-sintering member 10b configured in the powder spraying step (step S01) is placed in a sintering furnace and heated by a heater, and the metal in the
次に、図1に示すブシュ成形工程(ステップS03)では、焼結・圧延工程(ステップS02)で形成した焼結合金10を、焼結層11が内側となるようにプレス機等によって巻いて曲げ加工を行い、円筒状のブシュ20を成形する。この際、一個の軸受40について二個ずつブシュ20を成形する。このブシュ成形工程によって、後に摺動部材である軸受40の内周面となる、ブシュ20の内周面が形成される。
Next, in the bush forming step (step S03) shown in FIG. 1, the sintered
次に、図1に示す熱処理工程(ステップS04)では、ブシュ20に対して浸炭焼入れ・焼き戻し等の熱処理を行い、ブシュ20の表面改質を行う。この処理より、裏金15及び焼結層11それぞれの表面硬度が向上し(例えば、裏金15はビッカース硬さ150〜400、焼結層11はビッカース硬さ300〜800)、ブシュ20の強度が向上する。なお、この表面改質処理は浸炭処理法に限られず、この他に例えば、窒化、浸硫窒化処理法など、他の表面硬度を向上させる処理でも差し支えない。
Next, in the heat treatment step shown in FIG. 1 (step S04), the
次に、図1に示す圧入工程(ステップS05)では、円筒状の金属部材(例えば鉄系部材)であるカラー30に、熱処理を行った二個のブシュ20・20をそれぞれ両側から(図1においては上下方向から)圧入し、軸受40を形成する。この圧入工程によって、後に摺動部材である軸受40の外周面となる、カラー30の外周面が形成される。この際、図2(a)に示す如く、ブシュ20・20は、カラー30の内周面においてブシュ20・20の相互間に隙間が形成されるように圧入され、ブシュ20・20の相互間に形成される前記隙間が、潤滑油用の溝40aとして構成される。つまり、ブシュ20・20の間で形成される隙間の幅が溝40aの幅Dとなるのである。これにより、図2(b)に示す如く、軸受40の内周面に軸Aを挿通した際には、溝40aはその内部に潤滑油が通るように機能するのである。
Next, in the press-fitting process (step S05) shown in FIG. 1, two
なお、カラー30はブシュ20のような熱処理は行われていないため、その表面硬度は裏金15よりも小さい(例えば、ビッカース硬さ50〜200)。また、カラー30の内径寸法はブシュ20を圧入できる程度に、ブシュ20の外径寸法と同一若しくは若干小さく形成されている。
In addition, since the heat treatment like the
次に、図1に示す含油・仕上げ工程(ステップS06)では、含油機を用いて軸受40に高粘度潤滑油からなる油分を含浸させる。含油工程では、高濃度潤滑油を加熱して液状化させて低粘度化し、この潤滑油内に軸受40を浸漬し、真空雰囲気下で静置する。これにより、軸受40の気孔内の空気が気孔外へ吸い出される一方で、液状化した潤滑油が軸受40の気孔内に吸引される。潤滑油を吸引した軸受40を空気中に取り出して室温にまで放冷すると、液状化した潤滑油は軸受40の気孔内で再び元の高粘度潤滑油に戻り流動性を失う。これにより、高粘度潤滑油を軸受40の気孔内に留めておくことができる。
Next, in the oil impregnation / finishing step (step S06) shown in FIG. 1, the
上記の如く、本実施形態に係る摺動部材である軸受40においては図2(a)及び(b)に示す如く、円筒状部材である複数(本実施形態においては二個)のブシュ20・20を円筒状部材であるカラー30に圧入して、カラー30の内周面においてブシュ20・20の相互間に形成される隙間を、潤滑油用の溝40aとして構成している。
As described above, in the
上記の如く構成することにより、ブシュ20・20をカラー30に圧入するだけで潤滑油用の溝40aを形成することができるため、別途溝加工やインデント加工を施す必要がない。つまり、軸受40の内周面に溝やインデントを容易に形成して、軸受40の内周面における摺動特性を向上させることが可能となる。
By configuring as described above, the
また、ブシュ20・20の間で形成される隙間を溝40aとして構成することにより、溝40aの幅Dを容易に調整することができる。具体的には、ブシュ20・20をカラー30に圧入する際に、カラー30の軸心方向に圧入する長さを変更することにより、ブシュ20・20の間に形成される隙間の幅を変更して、溝40aの幅Dを調整することが可能となる。又は、ブシュ20・20の長さを変更することにより、ブシュ20・20の間に形成される隙間の幅を変更して、溝40aの幅Dを調整することが可能となるのである。
Moreover, the width | variety D of the groove |
また、本実施形態に係る摺動部材である軸受40においては、円筒状部材である二個のブシュ20・20を円筒状部材であるカラー30の両側から圧入して、カラー30の内周面においてブシュ20・20の相互間に形成する隙間を、潤滑油用の溝40aとして構成している。
Further, in the
上記の如く構成することにより、それぞれのブシュ20・20をカラー30に圧入する際に、カラー30の一方の側から二個のブシュ20・20を圧入する場合と比較して労力をかけずにすみ、簡易な構成で潤滑油用の溝40aを形成することができる。つまり、軸受40の内周面に溝やインデントを容易に形成して、軸受40の内周面における摺動特性を向上させることが可能となる。
By configuring as described above, when the
また、本実施形態に係る摺動部材である軸受40においては、図2(a)に示す如く、その内側から外側に向かって、焼結層11、裏金15、カラー30の三層が配置されている。そして、それぞれの表面硬度は内側から外側に向かうに従って小さくなるように構成されている。
Further, in the
上記の如く構成することにより、軸受40をハウジングに圧入する際に、軸受40の外周面にかじりを生じにくくすることができる。具体的には、軸受40の外周に配置されるカラー30には熱処理が行われていないため、カラー30の表面硬度は裏金15等と比較して小さくなる。このため、軸受40をハウジングに圧入する際にハウジングと当接するカラー30の部分でかじりの発生を抑制することが可能となるのである。
By configuring as described above, when the
また、熱処理がされていないカラー30が外周部に配置されることにより、軸受40の全体的な硬さを抑えることができる。これにより、軸受40が局部的に発生する強い当りを減少させることができ、耐焼付き性及び耐摩耗性を向上させて割れを生じにくくすることができる。
Moreover, the overall hardness of the
加えて、厚み(半径方向の厚さ)が大きい軸受40を形成する場合でも、カラー30の半径方向厚さを調整すればよく、焼結合金10の厚さを一定とすることができる。このため、軸受40の厚みが大きい場合でも容易に成形することが可能となる。
なお、本実施形態では、二個のブシュ20・20をカラー30に圧入しているが、例えば三個のブッシュ20・20・20をカラー30に圧入して、各ブッシュ20・20・20間に溝40aとして用いる隙間を形成する等、三個以上のブッシュ20・20・・・をカラー30に圧入するように構成することもできる。
In addition, even when the
In this embodiment, the two
[第二実施形態]
次に、第二実施形態に係る摺動部材である軸受140について、図3を用いて説明する。
なお、本実施形態において説明する軸受140については、その構成及び製造方法については前記第一実施形態と略同様であるため、以下においては第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a
In addition, about the
本実施形態に係る摺動部材である軸受140においては、板状の金属部材である裏金15の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金を曲げ加工してブシュ120を成形している。この際、板状の焼結合金10の段階で溝加工により図3(a)に示す如く溝140bが形成されている。これにより、図3(b)に示す如く、軸受140の内周面に軸Aを挿通した際には、溝40aとは別に、溝140b・140bの内部に潤滑油が通るように機能するのである。
In the
本実施形態に係る構成は、ブシュ120・120の相互間で形成される溝40aだけでは溝の本数が足りない場合などでも潤滑油用の溝140bを別途形成することができるため、軸受140の軸心方向長さが比較的長い場合などに特に有用である。
In the configuration according to the present embodiment, the
このように、本実施形態によれば、板状の焼結合金の段階で溝加工又はインデント加工により溝やインデントを形成しておくことにより、軸受140の内周面に溝やインデントを形成して、軸受140の内周面における摺動特性をより向上させているのである。
As described above, according to the present embodiment, grooves and indents are formed on the inner peripheral surface of the
10 焼結合金
11 焼結層
15 裏金
20 ブシュ
30 カラー
40 軸受
40a 溝
10
Claims (6)
前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間には隙間が形成され、
前記隙間が、潤滑油用の溝として構成される、
ことを特徴とする摺動部材。 A plurality of bushes that are cylindrical members are sliding members that are formed by being press-fitted into a collar that is a cylindrical member,
A gap is formed between the bushes on the inner peripheral surface of the collar,
The gap is configured as a groove for lubricating oil,
A sliding member characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の摺動部材。 Two bushes are pressed into the collar from both sides,
The sliding member according to claim 1.
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の摺動部材。 The bush is formed by a bimetallic sintered alloy formed by sintering metal powder on the surface of the back metal which is a plate-like metal member.
The sliding member according to claim 1 or 2, characterized by the above.
前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間に隙間を形成し、
前記隙間を、潤滑油用の溝として構成する、
ことを特徴とする摺動部材の製造方法。 A plurality of bushes that are cylindrical members are press-fitted into a collar that is a cylindrical member,
Forming a gap between the bushes on the inner peripheral surface of the collar;
Configuring the gap as a groove for lubricating oil;
A method for manufacturing a sliding member.
ことを特徴とする請求項4に記載の摺動部材の製造方法。 In the collar, the two bushes are press-fitted from both sides, respectively.
The manufacturing method of the sliding member of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする、請求項4又は請求項5に記載の摺動部材の製造方法。 The bush is formed of a bimetallic sintered alloy formed by sintering metal powder on the surface of a back metal that is a plate-like metal member.
The manufacturing method of the sliding member of Claim 4 or Claim 5 characterized by the above-mentioned.
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