JP2628968B2 - 焼結含油軸受 - Google Patents

焼結含油軸受

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JP2628968B2 JP4361403A JP36140392A JP2628968B2 JP 2628968 B2 JP2628968 B2 JP 2628968B2 JP 4361403 A JP4361403 A JP 4361403A JP 36140392 A JP36140392 A JP 36140392A JP 2628968 B2 JP2628968 B2 JP 2628968B2
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敏 村山
猛 田中
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Mitsubishi Materials Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、焼結含油軸受に係
り、特に、摩擦特性の優れた焼結含油軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】多孔質状の焼結合金により形成され、潤
滑油を含浸させて使用される焼結含油軸受は、無給油で
長時間使用できることから、各種機器の回転軸の軸受と
して広く用いられている。
【0003】この種の焼結含油軸受1は、図1に示すよ
うに、多孔質状の焼結合金により形成された軸受本体2
に形成された軸受孔3に、該軸受孔3より小径の回転軸
4を挿通し、回転軸4の回転に伴うポンプ作用によって
軸受本体1の多数の細かい含油孔(空孔)より吸出され
た潤滑油と、摩擦熱にもとづく膨張のために滲み出た潤
滑油とが軸受孔3の摺動面5に油膜を形成し、この油膜
により回転軸4を回転自在に支持するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記焼結含
油軸受においては、回転軸4が摺動する軸受孔3の摺動
面5に潤滑油を含浸させる空孔が多数形成されているの
で、油膜が生じていても、上記空孔から潤滑油の一部が
漏れて油圧が低下し、その結果回転軸4と摺動面5との
局部的な接触が行われる。このように、局部的な接触が
行われると、焼結含油軸受1の摩擦係数が大きくなると
いう欠点があった。
【0005】一方、このような不具合いを解消するため
に、例えば、実開昭50ー101735号公報に示され
る技術が提案されている。
【0006】この技術は、上記軸受本体の内周面のう
ち、負荷がかかる略半周部分を目つぶしし、回転軸との
摺動面からの潤滑油の漏れを抑制して、上記油膜の減少
を防止するようにしたものである。
【0007】しかしながら、このような技術において
も、なお、つぎのような問題点が残されている。
【0008】すなわち、軸受孔の略半周に亙って目つぶ
しを行って摺動面を形成していることから、潤滑油の供
給部である空孔が形成された部分が小さくなり、上記摺
動面への潤滑油の供給量が減少し、焼結含油軸受本来の
潤滑効果が半減してしまうという問題点である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術において残されている問題点を有効に解消し得る
焼結含油軸受を提供せんとするもので、特に、多孔質状
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、上記
軸受孔の内周面は、上記回転軸が摺動する側の一方の略
半周の範囲内において、その内周面の空孔を軸受本体の
圧粉成形時に潰して形成した複数の摺動面と、前記摺動
面の間および他方の略半周の内周面をそれぞれ多孔質状
とした油供給面とを有し、前記摺動面を、上記軸受孔の
軸線回りの角度で40゜〜120゜の幅で形成するとと
もに、2×(θf−10゜)(但しθfは、前記回転軸
にウォーム歯車が螺合された状態で該ウォーム歯車と対
向する方向を0゜としたときに、回転軸が一方向に回転
後、停止した状態で前記内周面に加わる荷重方向の角
)の間隔形成したことを特徴とする。
【0010】
【作用】この発明の焼結含油軸受にあっては、摺動面を
上記した幅寸法ならびに間隔で形成することにより、空
孔部分の領域が確保され、また、摺動面間の空孔により
上記摺動面に至近位置から潤滑油が供給され、摺動面へ
の潤滑油の供給が十分に行われる。
【0011】ところで、両回転の軸では、回転方向に対
し軸と軸受の当接する点は異なる。この原因は以下の点
である。
【0012】第一は、ウォーム歯車を用いて減速する場
合、歯車の位置する方向を中心線にとり、歯車と対向す
る方向を0°と決め、静止時の荷重のかかる方向、すな
わち前記回転軸にウォーム歯車が螺合された状態で該ウ
ォーム歯車と対向する方向を0゜としたときに、回転軸
が一方向に回転後、停止した状態で前記内周面に加わる
荷重方向の角度をθfとすれば、θfはウォーム歯車の
歯直角圧力角α、進み角λ、ウォームとウォーム歯車の
摩擦係数μにより以下に示される値だけ軸回転方向にず
れる。両回転の場合には、中心線に対し対称の位置に荷
重方向が決まる。 θf=tan-1{(cosα・sinλ+μcosλ)/sinα}
【0013】さらに、空孔を潰すことにより、流体潤滑
が実現できるが、理想的に実現するためにはθfに対
し、軸の回転方向と逆向きに10°の点から順方向に3
0°の点までが潰されていること、すなわち、最小でも
40°必要であることが分かっている。
【0014】軸と軸受の当接する点が変わる原因の第二
は、軸の回転により軸は順方向に偏心することで、この
事実は一般によく知られている。本発明の構成は、焼結
含油軸受でありながら、空孔を潰すことで、流体潤滑が
実現できており、高速回転時には、最大で80°の偏心
が認められている。この時の空孔と潰す領域としては、
前述の40°に80°を加えた120°が必要となる。
【0015】したがって、本発明の効果をどの運転条件
でも発揮させるためには、空孔を潰す領域は、40°〜
120°とし、荷重方向θfが空孔を潰した領域の軸回
転方向後端部から10°とした構成が望ましい。さら
に、両回転軸のための空孔を潰した領域は、前記の中心
線に対し対称位置となり、空孔を潰さない領域は、2×
(θfー10°)隔てた位置となる。
【0016】そして、上記摺動面の幅が上記範囲未満で
あると、摺動面における油膜の保持特性が十分でなく、
かつ、摺動面と回転軸との有効な対向状態が得られず、
また、上記範囲を越えると摺動面が広すぎて潤滑油の供
給が円滑に行われないので好ましくない。さらに、摺動
面間の間隔が上記範囲未満であると、摺動面への潤滑油
が十分に供給されず、また、上記範囲を越えると、摺動
面と回転軸との有効な対向状態が得られず、何れも好ま
しくない。
【0017】
【実施例】以下、この発明の焼結含油軸受の一実施例を
図2を参照して説明する。図2に示す焼結含油軸受10
は、多孔質状の焼結合金により形成された軸受本体11
に、回転軸12が挿通される軸受孔13が形成された構
成になっており、軸受孔13の内周面に、回転軸12が
摺動する側の一方の略半周の範囲内において、その内周
面の空孔を軸受本体の圧粉成形時に潰すことによって形
成される摺動面14が、周方向に間隔をおいて複数箇所
に形成され、かつ、この摺動面14の幅Wが、上記軸受
孔の軸線周りの角度で40°〜120°の範囲内とさ
れ、また、上記間隔Gが2×(θfー10°);但しθ
fは静止時における荷重方向、すなわち回転軸12にウ
ォーム歯車が螺合された状態で該ウォーム歯車と対向す
る方向を0゜としたときに、回転軸12が一方向に回転
後、停止した状態で前記内周面に加わる荷重方向の角度
を示す、とされた概略構成となっている。
【0018】上記焼結含油軸受10の各摺動14は、通
常の粉末の圧粉成形の際に使用するコアロッドの表面の
所定位置に、表面粗度の大きな荒らし部を形成してお
き、圧粉成形後において圧粉成形体を離型する際に、上
記コアロッドによって軸受本体11の所定位置を塑性変
形させることによって、その内面に上記の摺動面14が
形成される。
【0019】このように、圧粉成形時において上記摺動
面14を形成するのは、圧粉成形時に潰しを行うと、上
記摺動面14の塑性変形が円滑に行われて、その空孔の
潰しが確実に行われるとともに、摺動面14の空孔を潰
す工程を新たに設ける必要がなく、従来と全く同様の工
程で焼結含油軸受を製造することができるという利点が
あるからである。
【0020】そして、コアロッドの各荒し部の周方向の
幅および間隔は、製造されるべき焼結含油軸受の軸受孔
13の各摺動面14の上記した範囲内の幅に対応する大
きさに設定され、具体的には成形されるべき圧粉体の焼
結による収縮を見込んだ幅に設定されている。
【0021】その後、このようにして成形された圧粉体
をダイから取り出して所定の温度で焼結して焼結体を得
る。この焼結体は圧粉体のときに各摺動面14に対応す
る面の空孔が潰されているので、焼結体における各摺動
面14の空孔は潰され、各摺動面14以外の軸受孔13
内周面(油供給面)における空孔は残されている。
【0022】そして、この焼結体を上記と同様のダイセ
ット(図示せず)に組み込み、圧縮してサイジング加工
を行って焼結体の各部を矯正することにより、焼結含油
軸受を製造する。このサイジング加工の際に、上記各摺
動面14がダイセットのコアロッドに押圧されて、軸受
孔13の内周面と面一になり、かつ、上記摺動面14が
平滑化される。
【0023】一方、本実施例においては、上記各摺動面
14の幅Wは、および、各摺動面14間の間隔Gは、つ
ぎの値に設定されおり、摺動面14が合計5箇所に形成
されている。 W=65° G=36°
【0024】このようにして形成された本実施例に係わ
る焼結含油軸受10を所定の軸受装置に実装し、潤滑油
を含浸させた状態で回転軸12を挿通し、この回転軸1
2に図2中において下方側へ向かう荷重20kgを作用
させつつ回転数4000rpmで回転させたところ、5
000時間経過後も円滑な回転が持続された。
【0025】そして、比較のために、上記範囲の一つを
それぞれ外した焼結含油軸受を4個制作し、同様の条件
で試験を行った結果、何れの場合においても、上記経過
時間内に大幅な摩擦抵抗の増加が見られた。
【0026】しかして、本発明の焼結含油軸受10によ
れば、適正な摺動面14と回転軸12との対向状態を実
現するとともに、適切な潤滑油の供給を可能として、長
期に亙って円滑な回転を保持することができる。
【0027】また、上記摺動面14の空孔の潰しを、軸
受本体11の圧粉成形時に行うことにより、その内周面
を塑性変形により確実に変形させて、潤滑油の保持性が
高められる。
【0028】なお、上記実施例は一例であって、設計要
求等に基づき種々変更可能である。例えば、前記実施例
においては、摺動面を2箇所に形成した例について説明
したが、その設置数は適宜変更可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる焼
結含油軸受は、多孔質状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、上記軸受孔の内周面は、上記回転軸
が摺動する側の一方の略半周の範囲内において、その内
周面の空孔を軸受本体の圧粉成形時に潰して形成した複
数の摺動面と、前記摺動面の間および他方の略半周の内
周面をそれぞれ多孔質状とした油供給面とを有し、前記
摺動面を、上記軸受孔の軸線回りの角度で40゜〜12
0゜の幅で形成するとともに、2×(θf−10゜)
(但しθfは、前記回転軸にウォーム歯車が螺合された
状態で該ウォーム歯車と対向する方向を0゜としたとき
に、回転軸が一方向に回転後、停止した状態で前記内周
面に加わる荷重方向の角度)の間隔形成したことを特
徴とするもので、つぎのような優れた効果を奏する。
【0030】適正な摺動面と回転軸との対向状態を実現
するとともに、適切な潤滑油の供給を可能にして、両者
間に強固な油膜を形成保持し、長期に亙る円滑な回転を
保持することができる焼結含油軸受を提供することがで
きる。
【0031】また、上記摺動面の空孔の潰しを、軸受本
体の圧粉成形時に行うことにより、その内周面を塑性変
形により確実に変形させて、空孔を確実に潰し、これに
よって潤滑油の保持性を大幅に向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の焼結含油軸受の一例を示す縱断面図であ
る。
【図2】本発明の一実施例の焼結含油軸受の正面図であ
る。
【符号の説明】
10 焼結含油軸受 11 軸受本体 12 回転軸 13 軸受孔 14 摺動面 W 摺動面の幅 G 摺動面の間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 敏 新潟県新潟市小金町三番地1 三菱マテ リアル株式会社新潟製作所内 (72)発明者 田中 猛 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式 会社内 (72)発明者 大場 大祐 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式 会社内 (56)参考文献 特開 平3−209019(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔質状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、 上記軸受孔の内周面は、上記回転軸が摺動する側の一方
    の略半周の範囲内において、その内周面の空孔を軸受本
    体の圧粉成形時に潰して形成した複数の摺動面と、 前記摺動面の間および他方の略半周の内周面をそれぞれ
    多孔質状とした油供給面とを有し、 前記 摺動面を、上記軸受孔の軸線回りの角度で40゜〜
    120゜の幅で形成するとともに、2×(θf−10
    ゜)の間隔形成したことを特徴とする焼結含油軸受。 ;但しθfは、前記回転軸にウォーム歯車が螺合された
    状態で該ウォーム歯車と対向する方向を0゜としたとき
    に、回転軸が一方向に回転後、停止した状態で前記内周
    面に加わる荷重方向の角度
JP4361403A 1992-09-07 1992-12-29 焼結含油軸受 Expired - Lifetime JP2628968B2 (ja)

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JP23866792 1992-09-07
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