JP2013194754A - 軸受構造及び軸受構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブシュの端面に鍔を設けた軸受構造及び軸受構造の製造方法であって、原料板の無駄及び作成工程の無駄を省きコストを低減することを可能にする、ブシュの端面に鍔を設けた軸受構造及び軸受構造の製造方法を提供する。
【解決手段】軸受構造１は、軸を支えるための軸受構造１であって、円筒状の金属部材であるブシュ２と、ブシュ２が圧入されるハウジング３と、金属部材である鍔４と、を備え、鍔４は、円弧状に形成された複数の板状部材２１・２１で構成され、複数の板状部材２１・２１は、ブシュ２の端面に環状に配置されるとともに、板状部材２１と板状部材２１との間に隙間を設けてブシュ２の端面に固定され、前記隙間と、ブシュ２端面及びハウジング３端面とによって溝３１が構成された。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸を支えるための軸受構造の技術に関し、特に、ブシュの端面に鍔を設けた軸受構造の技術に関する。

従来、主に建設機械等に用いられる大型エンジンのクランク軸を支えるための軸受構造は、荷重が軸方向に対して横方向だけでなく上下方向にもかかるため円筒状のブシュの端面にワッシャー状の部材（鍔）が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

前記鍔は円筒状のブシュと別部材で設けられ、前記ブシュの端面に前記別部材が固設されることにより鍔が形成される場合がある。この場合、前記鍔は、原料となる平板（原料板）を環状に打ち抜いた板状部材をブシュの端面に配置して溶接することにより形成される。

また、鍔と当接する軸側の部材との間に潤滑油による油膜を設けるために、鍔にはブシュから潤滑油を供給するための溝が必要であった。前記溝は板状部材を原料板から打ち抜いた後に切削加工を施すことにより設けられていた。

特開２００２−１９５２６３号公報

しかし、従来の如く、原料となる平板（原料板）を環状に打ち抜いて板状部材を形成した場合には、環状部分の内側の円板及び環状部分の外側の残りの部分の面積が大きくなってしまい、製品にならない部分が増加することでコストアップの要因となっていた。

また、前記板状部材を原料板から打ち抜いた後に切削加工を施すことで前記溝を形成した場合には、工数が増加することで工具や人員等が必要となりコストアップの要因となっていた。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、ブシュの端面に鍔を設けた軸受構造及び軸受構造の製造方法であって、原料板の無駄及び作成工程の無駄を省きコストを低減することを可能にする、ブシュの端面に鍔を設けた軸受構造及び軸受構造の製造方法を提供する。

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。

即ち、請求項１においては、軸を支えるための軸受構造であって、円筒状の金属部材であるブシュと、前記ブシュが圧入されるハウジングと、金属部材である鍔と、を備え、前記鍔は、円弧状に形成された複数の板状部材で構成され、前記複数の板状部材は、前記ブシュの端面に環状に配置されるとともに、前記板状部材と板状部材との間に隙間を設けて前記ブシュの端面に固定され、前記隙間と、ブシュ端面及びハウジング端面とによって溝が構成されたものである。

請求項２においては、前記鍔は、前記ブシュの端面に固定されたときの外径が前記ハウジングの外径よりも小さくなるように構成されたものである。

請求項３においては、軸を支えるための軸受構造の製造方法であって、前記軸受構造は、円筒状の金属部材であるブシュと、前記ブシュが圧入されるハウジングと、金属部材である鍔と、を備え、前記鍔を構成する複数の板状部材を、円弧の膨出する方向が同じとなるように原料板から打ち抜き、前記複数の板状部材を、ブシュの端面に環状に配置し、前記板状部材と板状部材との間に隙間を設けて前記ブシュの端面に固定し、前記ブシュをハウジングに圧入するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、板状部材を原料板から打ち抜いた後に切削加工を施すことにより溝を形成する工程を省くことができるので、作成工程の無駄を省きコストを低減することを可能にする。

請求項２においては、請求項１の効果に加えて、鍔の外縁から潤滑油があふれるのを防止し、溝を確実に形成することができる。

請求項３においては、円弧状に形成された複数の板状部材を打ち抜く場合、円環状に形成された板状部材を打ち抜く場合と比較して、残りの部分の面積が小さくなるため、原料板の無駄を省きコストを低減することを可能にする。また、板状部材を原料板から打ち抜いた後に切削加工を施すことにより溝を形成する工程を省くことができるので、作成工程の無駄を省きコストを低減することを可能にする。

本発明の第一実施形態に係る軸受構造を示す斜視図。 同じく軸受構造を示す（ａ）平面図。（ｂ）側面断面図。 同じくブシュ及び鍔を示す斜視図。 同じく原料板及び板状部材を示す平面図。 本発明の第二実施形態に係る軸受構造を示す斜視図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る軸受構造の構成について図１から図３を用いて説明する。
軸受構造１は、軸を支えるための構造であり、例えば、建設機械の履帯を構成する転輪の軸を支えるために用いられる構造である。
軸受構造１は、円筒状の金属部材であるブシュ２と、ブシュ２が圧入されるハウジング３と、金属部材である鍔４と、を備える。

ブシュ２は、円筒状に形成されており、内側面に設けられた焼結層１１と外側面に設けられた裏金１２との二層構造で構成されている。裏金１２は、例えば帯状の鋼材を丸めて形成されており、焼結層１１は、前記帯状の鋼材に銅を含む合金の粉末を貼付して焼結することにより形成されている。また、図２（ｂ）に示すように、ブシュ２のハウジング３に圧入する側の端面外側には面取り２ａが施されている。
ブシュ２の内周面は、軸を貫入する際の軸受面として用いられ、ブシュ２の内周面と軸の外周面との間には適度な隙間が設けられており、該隙間に潤滑油が充填されている。
このように、ブシュ２内に潤滑油が充填されるので、ブシュ２の内周面と軸の外周面との間に潤滑油の膜が形成される。
なお、本実施形態においては、ブシュ２は円筒形状に形成されているが、これに限定されるものでなく、例えば、ブシュ２を丸めた際の合わせ目に隙間を設けた構成としてもよい。

ハウジング３は、ブシュ２を収納するための部材であり、円筒形状に形成されており、その内径がブシュ２の外径とほぼ同じ寸法となるように形成されている。ハウジング３は、鉄もしくはアルミ等を含む金属材料で構成されており、図２（ｂ）に示すように、ブシュ２を圧入する側の端面内側には面取り３ａが施されている。ハウジング３の内面はブシュ２外周面とハウジング３との密着を高め、熱伝導を良くしたり、圧入時のかじりを防止したりするために滑らかに加工されている。また、ブシュ２は、ハウジング３の端面とブシュ２の端面とが同一平面上に位置するように圧入される。

鍔４は、軸にかかる荷重のうち、軸方向に対して上下方向にかかる荷重を主に支えるための部材であり、言い換えれば、ワッシャーと同様の役割を果たす部材である。鍔４は、ブシュ２の外周面と同様鋼等の金属部材で構成される。
鍔４は、円弧状に形成された複数の板状部材２１で構成される。本実施形態においては、二枚の板状部材２１・２１で構成される。

二枚の板状部材２１・２１は、中心角が略１８０度の円弧（半円の円弧）状に形成されている。二枚の板状部材２１・２１は、ブシュ２のハウジング３側の端面に対して反対側の端面（ブシュ２における、面取り２ａが形成された側の端面と反対側の端面）に配置される。

二枚の板状部材２１・２１は、ブシュ２端面の円心を中心として環状に配置されており、板状部材２１と板状部材２１との間には隙間が設けられている。すなわち、隙間は、板状部材２１・２１の端部と端部との間に設けられることとなり、本実施形態においては、二枚の板状部材２１・２１によって二つの隙間が設けられる。

二枚の板状部材２１・２１は、溶接によってブシュ２の端面に固設されている。より詳細には、ブシュ２端面の外周部と板状部材２１・２１のブシュ２側の面とが溶接により固設されている。溶接跡の盛り上がり高さはハウジング３の内周面に施された面取り３ａの深さよりも低いため、鍔４が固設されたブシュ２をハウジング３に圧入した場合に、溶接跡が面取り３ａを施したハウジング３内に収納されることで板状部材２１・２１のブシュ２側の面とブシュ２端面及びハウジング３端面とが密着する。

次に、鍔４に設けられる溝３１の構成について説明する。
二枚の板状部材２１・２１が固設されたブシュ２は、ハウジング３へと圧入される。圧入した後の、ブシュ２の鍔４側の端面とハウジング３の鍔４側の端面とは同一平面上にあり、ハウジング３の端面と二枚の板状部材２１・２１のハウジング３側の面とが接している。このような状態において、二枚の板状部材２１・２１によって設けられた隙間と、ブシュ２の端面と、ハウジング３の端面とによって溝３１が構成される。より詳細には、ブシュ２の端面と、ハウジング３の端面とによって一面が構成され、当該一面に対して垂直となるような二面が二枚の板状部材２１・２１の端部によって設けられることにより溝３１が形成される。

このように溝３１を形成することにより、ブシュ２内の潤滑油が溝３１にも供給されるので、鍔４と当接する軸側の部材との間に潤滑油の膜が形成される。

また、鍔４を二枚の板状部材２１・２１で形成したことにより、鍔４の剛性が確保され、軸方向に対して上下方向にかかる荷重が大きい場合であっても、軸を支えることが可能となる。また、溝３１を二か所設けたことにより、ブシュ２内の潤滑油を溝３１に供給することができる。

また、ハウジング３の外径が鍔４の外径よりも大きくなるように、鍔４が配置される。すなわち、鍔４の隙間は外周端部に至るまでハウジング３の端面と溝３１を形成している。このように構成することにより、鍔４の隙間からブシュ２及びハウジング３側へ潤滑油が浸出するのを防止することができる。

次に、軸受構造１の作成方法について説明する。
第一に、ブシュ２を円筒状に形成する。ブシュ２は、帯状の鋼材に銅を含む合金の粉末を貼付して焼結したものを、円筒状に丸めることにより形成される。

第二に、鍔４を構成する複数の板状部材２１・２１を、円弧の膨出する方向が同じとなるように原料板から打ち抜く。図４に示すように、長方形状の原料板５１から複数の板状部材２１・２１・２１・・・・が打ち抜かれる。この際、板状部材２１・２１同士の距離ができるだけ近くなるように打ち抜かれる。より詳細には、一の板状部材２１の膨出する部分の反対側（凹んだ部分）に他の板状部材２１の膨出する部分が一部重なる状態となるように打ち抜かれる。このように構成することにより、原料板５１の残りの部分が小さくなり、無駄を省くことが可能となる。

第三に、二枚の板状部材２１・２１を、ブシュ２の端面に環状に配置し、板状部材２１と板状部材２１との間に隙間を設けてブシュ２の端面に固定する。本実施形態においては、二枚の板状部材２１・２１を用いて二個の隙間ができるように配置する。板状部材２１・２１とブシュ２の端面とは、溶接によって固定される。

第四に、鍔４が固定されたブシュ２をハウジング３の端面から圧入する。圧入する際は、ブシュ２の端面外周に面取り２ａが施された方の端面から圧入する。圧入が完了すると、ブシュ２の端面とハウジング３の端面とは同一平面上にあり、ハウジング３の端面と二枚の板状部材２１・２１のハウジング３側の面とが接している。

また、第二の実施形態として、三枚の板状部材１２１・１２１・１２１を備える軸受構造１０１について図５を用いて説明する。実施形態において、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。

鍔４は、円弧状に形成された複数の板状部材１２１で構成される。本実施形態においては、三枚の板状部材１２１・１２１・１２１で構成される。
三枚の板状部材１２１・１２１・１２１は、中心角が略１２０度の円弧状に形成されている。三枚の板状部材１２１・１２１・１２１は、ブシュ２のハウジング３側の端面に対して反対側の端面（ブシュ２における、面取り２ａが形成された側の端面と反対側の端面）に配置される。

三枚の板状部材１２１・１２１・１２１は、ブシュ２端面の円心を中心として環状に配置されており、板状部材１２１と板状部材１２１との間には隙間が設けられている。すなわち、隙間は、板状部材１２１の端部と端部との間に設けられることとなり、本実施形態においては、三枚の板状部材１２１・１２１・１２１によって三つの隙間が設けられる。

三枚の板状部材１２１・１２１・１２１は、溶接によってブシュ２の端面に固設されている。より詳細には、ブシュ２端面の外周部と板状部材１２１・１２１・１２１のブシュ２側の面とが溶接により固設されている。溶接跡の盛り上がり高さはブシュ２の内周面に施された面取りの深さよりも低いため、鍔４が固設されたブシュ２をハウジング３に圧入した場合に、溶接跡が面取り３ａを施したハウジング３内に収納されることで板状部材１２１・１２１のブシュ２側の面とブシュ２端面及びハウジング３端面とが密着する。

次に、鍔４に設けられる溝１３１の構成について説明する。
三枚の板状部材１２１・１２１・１２１が固設されたブシュ２は、ハウジング３へと圧入される。圧入した後の、ブシュ２の鍔４側の端面とハウジング３の鍔４側の端面とは同一平面上にあり、ハウジング３の端面と三枚の板状部材１２１・１２１・１２１のハウジング３側の面とが接している。このような状態において、三枚の板状部材１２１・１２１・１２１によって設けられた隙間と、ブシュ２の端面と、ハウジング３の端面とによって溝１３１が構成される。より詳細には、ブシュ２の端面と、ハウジング３の端面とによって一面が構成され、当該一面に対して垂直となるような三面が三枚の板状部材１２１・１２１・１２１の端部によって設けられることにより溝１３１が形成される。

このように溝１３１を形成することにより、ブシュ２内の潤滑油が溝１３１にも供給されるので、鍔４と当接する軸側の部材との間に潤滑油の膜が形成される。

また、溝１３１を三か所設けたことにより、ブシュ２内の潤滑油を溝１３１に効率的に供給することができ、鍔４と当接する軸側の部材との間に潤滑油の膜が形成されやすくなる。また、鍔４を三枚の板状部材１２１・１２１・１２１で形成したことにより、鍔４の剛性が確保され、軸を支えることが可能となる。

また、ハウジング３の外径が鍔４の外径よりも大きくなるように、鍔４が配置される。すなわち、鍔４の隙間は外周端部に至るまでハウジング３の端面と溝１３１を形成している。このように構成することにより、鍔４の隙間からブシュ２及びハウジング３側へ潤滑油が浸出するのを防止することができる。

なお、本発明の実施形態にかかる軸受構造１においては、板状部材２１を二枚もしくは三枚で構成しているが、これに限定するものではなく、鍔４の剛性が確保され、軸を支えることが可能であれば、四枚以上で構成することも可能である。

また、本発明の一実施形態にかかる軸受構造１においては、二枚の板状部材２１・２１は、溶接によってブシュ２の端面に固設されているが、これに限定するものではなく、例えば、嵌合や接着等によって固設することも可能である。

また、ブシュ２は、内側面に設けられた焼結層１１と外側面に設けられた裏金１２との二層構造で構成されているが、これに限定されるものではなく、内側の部材が外側の部材に嵌入されることにより二層構造が構成されることも可能である。

以上のように、軸受構造１は、軸を支えるための軸受構造１であって、円筒状の金属部材であるブシュ２と、ブシュ２が圧入されるハウジング３と、金属部材である鍔４と、を備え、鍔４は、円弧状に形成された複数の板状部材２１・２１で構成され、複数の板状部材２１・２１は、ブシュ２の端面に環状に配置されるとともに、板状部材２１と板状部材２１との間に隙間を設けてブシュ２の端面に固定され、前記隙間と、ブシュ２端面及びハウジング３端面とによって溝３１が構成されたものである。
このように構成することにより、板状部材２１・２１を原料板５１から打ち抜いた後に切削加工を施すことにより溝３１を形成する工程を省くことができるので、作成工程の無駄を省きコストを低減することを可能にする。

また、鍔４は、ブシュ２の端面に固定されたときの外径がハウジング３の外径よりも小さくなるように構成されたものである。
このように構成することにより、鍔４の外縁から潤滑油があふれるのを防止し、溝３１を確実に形成することができる。

また、軸受構造１の製造方法は、鍔４を構成する複数の板状部材２１・２１・２１・・・を、円弧の膨出する方向が同じとなるように原料板５１から打ち抜き、複数の板状部材２１・２１を、ブシュ２の端面に環状に配置し、板状部材２１と板状部材２１との間に隙間を設けてブシュ２の端面に固定し、ブシュ２をハウジング３に圧入するものである。
このように構成することにより、円弧状に形成された複数の板状部材２１・２１・２１・・・を打ち抜く場合、円環状に形成された板状部材を打ち抜く場合と比較して、残りの部分の面積が小さくなるため、原料板５１の無駄を省きコストを低減することを可能にする。また、板状部材２１を原料板５１から打ち抜いた後に切削加工を施すことにより溝３１を形成する工程を省くことができるので、作成工程の無駄を省きコストを低減することを可能にする。

１ 軸受構造
２ ブシュ
３ ハウジング
４ 鍔
２１ 板状部材
３１ 溝
５１ 原料板

Claims (3)

1. 軸を支えるための軸受構造であって、
   円筒状の金属部材であるブシュと、
   前記ブシュが圧入されるハウジングと、
   金属部材である鍔と、
   を備え、
   前記鍔は、円弧状に形成された複数の板状部材で構成され、
   前記複数の板状部材は、前記ブシュの端面に環状に配置されるとともに、前記板状部材と板状部材との間に隙間を設けて前記ブシュの端面に固定され、
   前記隙間と、ブシュ端面及びハウジング端面とによって溝が構成された、
   ことを特徴とする軸受構造。
2. 前記鍔は、前記ブシュの端面に固定されたときの外径が前記ハウジングの外径よりも小さくなるように構成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
3. 軸を支えるための軸受構造の製造方法であって、
   前記軸受構造は、
   円筒状の金属部材であるブシュと、
   前記ブシュが圧入されるハウジングと、
   金属部材である鍔と、
   を備え、
   前記鍔を構成する複数の板状部材を、円弧の膨出する方向が同じとなるように原料板から打ち抜き、
   前記複数の板状部材を、ブシュの端面に環状に配置し、前記板状部材と板状部材との間に隙間を設けて前記ブシュの端面に固定し、
   前記ブシュをハウジングに圧入する、
   ことを特徴とする軸受構造の製造方法。

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