JP2663481B2 - 焼結含油軸受及びその製造方法 - Google Patents
焼結含油軸受及びその製造方法Info
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- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
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- F16C2220/20—Shaping by sintering pulverised material, e.g. powder metallurgy
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、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及び
その製造方法に関する。
転軸が挿通される軸受孔が形成された焼結含油軸受及び
その製造方法に関する。
焼結合金で形成し、潤滑油を含浸させて使用する焼結
含油軸受は、無給油で長期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。
含油軸受は、無給油で長期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。
ところで、上記従来の焼結含油軸受にあっては、軸受
本体の軸受孔の摺動面（内周面）におけるポア比（その
面でのポアの面積／その面の全体の面積，百分率）が小
の場合には、低摩擦の軸受特性が期待できるが、高負荷
荷重において焼付が発生し易いという問題がある。
本体の軸受孔の摺動面（内周面）におけるポア比（その
面でのポアの面積／その面の全体の面積，百分率）が小
の場合には、低摩擦の軸受特性が期待できるが、高負荷
荷重において焼付が発生し易いという問題がある。
また、上記ポア比が大の場合には、高負荷荷重に対し
ても焼付を生じにくいが、ポア比が小の焼結含油軸受に
比べて摩擦特性が劣るという不満がある。
ても焼付を生じにくいが、ポア比が小の焼結含油軸受に
比べて摩擦特性が劣るという不満がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、高負荷荷重に十分に耐えることがで
きて、焼付を生じることがないと共に、摩擦特性が良好
な焼結含油軸受及びその製造方法を提供することにあ
る。
的とするところは、高負荷荷重に十分に耐えることがで
きて、焼付を生じることがないと共に、摩擦特性が良好
な焼結含油軸受及びその製造方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために、本発明の焼結含油軸受
は、軸受本体の軸受孔の摺動面に、単一の焼結合金をサ
イジングすることによりポア比の異なる粗及び密な面を
隣接して形成したものである。
は、軸受本体の軸受孔の摺動面に、単一の焼結合金をサ
イジングすることによりポア比の異なる粗及び密な面を
隣接して形成したものである。
上記ポア比の異なる粗及び密な面は、軸受本体の中心
軸線に直交する面内において互い違いに形成するか、あ
るいは軸受本体の中心軸線に沿って互い違いに形成する
のが好ましい。
軸線に直交する面内において互い違いに形成するか、あ
るいは軸受本体の中心軸線に沿って互い違いに形成する
のが好ましい。
また、本発明の製造方法は、内周面または外周面の少
なくとも一方の面に凹部を形成した中空状の成形体を成
形しておき、この成形体を焼結した後、凹部を圧縮する
ようにサイジングするものである。
なくとも一方の面に凹部を形成した中空状の成形体を成
形しておき、この成形体を焼結した後、凹部を圧縮する
ようにサイジングするものである。
さらに、軸方向に沿う貫通孔を形成した中空状の成形
体を成形しておき、この成形体を焼結した後に、貫通孔
を圧縮するようにサイジングするようにしてもよく、ま
た、外周面から内周面寄りにかけて穴を加工した中空状
の成形体を成形しておき、この成形体を焼結した後に、
穴を圧縮するようにサイジングすることも可能である。
体を成形しておき、この成形体を焼結した後に、貫通孔
を圧縮するようにサイジングするようにしてもよく、ま
た、外周面から内周面寄りにかけて穴を加工した中空状
の成形体を成形しておき、この成形体を焼結した後に、
穴を圧縮するようにサイジングすることも可能である。
本発明の焼結含油軸受及びその製造方法にあっては、
軸受本体の軸受孔の内周面（摺動面）に単一の焼結合金
をサイジングすることによりポア比の異なる粗及び密な
面を隣接して形成することにより、内周面のうち密な面
で回転軸を確実に回転自在に支持すると共に、粗な面に
よって、含浸している潤滑油を回転軸表面にまんべんな
く供給することにより、低摩擦係数を有し、かつ使用限
界の高い軸受特性を得る。
軸受本体の軸受孔の内周面（摺動面）に単一の焼結合金
をサイジングすることによりポア比の異なる粗及び密な
面を隣接して形成することにより、内周面のうち密な面
で回転軸を確実に回転自在に支持すると共に、粗な面に
よって、含浸している潤滑油を回転軸表面にまんべんな
く供給することにより、低摩擦係数を有し、かつ使用限
界の高い軸受特性を得る。
以下、第１図ないし第12図に基づいて本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
第１図と第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は側面図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面図
である。これらの図において、符号１は円筒状の軸受本
体であり、この軸受本体１の中心部には回転軸を挿通す
る軸受孔２が形成されている。そして、この軸受孔２の
内周面（摺動面）３には、軸受本体１の中心軸線に直交
する面内において単一の焼結合金からなるポア比の異な
る粗な面４及び密な面５が互い違いに形成されている。
１図は側面図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面図
である。これらの図において、符号１は円筒状の軸受本
体であり、この軸受本体１の中心部には回転軸を挿通す
る軸受孔２が形成されている。そして、この軸受孔２の
内周面（摺動面）３には、軸受本体１の中心軸線に直交
する面内において単一の焼結合金からなるポア比の異な
る粗な面４及び密な面５が互い違いに形成されている。
上記のように構成された焼結含油軸受を製造する場合
には、まず、第３図に示すように、外周面に、長手方向
に（軸受本体の中心軸線に沿って）複数の溝６を形成し
た成形体７を金属粉末（例えば、Cu−10％Sn）で圧縮成
形する。次いで、この成形体７を焼結した後に、内外径
とも真円の金型を用いてサイジングを行ない、成形体７
の外周に形成された溝と突条とのサイジング代の差によ
って、上記粗及び密な面4,5を形成する。ここに、サイ
ジングとは、成形体７を圧縮成形して内外周面に形成し
た凹凸をなくしたり内部に形成した孔を潰し、これによ
り、焼結含油軸受に径方向の密度分布を付与すると同時
に寸法矯正を行う圧縮成形を示すものとする（以下、こ
のような目的で行う圧縮成形をサイジングと称する）。
このようにして製造された焼結含油軸受（内径4mmφ，
外径6mmφ，長さ4mm）において、その軸受孔２の内周面
３のうち粗な面４のポア比は40〜70％，密な面５のポア
比は10〜30％に形成された。
には、まず、第３図に示すように、外周面に、長手方向
に（軸受本体の中心軸線に沿って）複数の溝６を形成し
た成形体７を金属粉末（例えば、Cu−10％Sn）で圧縮成
形する。次いで、この成形体７を焼結した後に、内外径
とも真円の金型を用いてサイジングを行ない、成形体７
の外周に形成された溝と突条とのサイジング代の差によ
って、上記粗及び密な面4,5を形成する。ここに、サイ
ジングとは、成形体７を圧縮成形して内外周面に形成し
た凹凸をなくしたり内部に形成した孔を潰し、これによ
り、焼結含油軸受に径方向の密度分布を付与すると同時
に寸法矯正を行う圧縮成形を示すものとする（以下、こ
のような目的で行う圧縮成形をサイジングと称する）。
このようにして製造された焼結含油軸受（内径4mmφ，
外径6mmφ，長さ4mm）において、その軸受孔２の内周面
３のうち粗な面４のポア比は40〜70％，密な面５のポア
比は10〜30％に形成された。
なお、上記成形体７は、その外周面に長手方向に複数
の溝を形成した場合について説明したが、成形体の内周
面に複数の溝を形成した場合においても同様の効果が得
られる。
の溝を形成した場合について説明したが、成形体の内周
面に複数の溝を形成した場合においても同様の効果が得
られる。
また、第４図に示すように、内径に長手方向に複数個
（図において４個の）凹部（内径との差ｌは最大で約0.
1mm）８を形成した成形体９を金属粉末（例えば、Fe−5
0％Cu）で圧縮成形する。次いで、この成形体９を焼結
した後に、内外径とも真円の金型でサイジング処理を行
なうことにより、軸受孔の内周面に粗及び密な面を形成
する。この場合、得られた焼結含油軸受（内径8mmφ，
外径16mmφ，長さ8mm）において、粗な面４のポア比は5
5〜80％，密な面５のポア比は５〜50％に形成された。
（図において４個の）凹部（内径との差ｌは最大で約0.
1mm）８を形成した成形体９を金属粉末（例えば、Fe−5
0％Cu）で圧縮成形する。次いで、この成形体９を焼結
した後に、内外径とも真円の金型でサイジング処理を行
なうことにより、軸受孔の内周面に粗及び密な面を形成
する。この場合、得られた焼結含油軸受（内径8mmφ，
外径16mmφ，長さ8mm）において、粗な面４のポア比は5
5〜80％，密な面５のポア比は５〜50％に形成された。
このようにして得られた焼結含油軸受と、従来の焼結
含油軸受、ポア比小（10〜30％）及びポア比大（60〜75
％）を用いて調査した摩擦特性の結果を第５図に示す。
ここでは、周速150m/minで荷重を1.5〜25kgf/cm2に変化
させた場合の摩擦係数を示している。
含油軸受、ポア比小（10〜30％）及びポア比大（60〜75
％）を用いて調査した摩擦特性の結果を第５図に示す。
ここでは、周速150m/minで荷重を1.5〜25kgf/cm2に変化
させた場合の摩擦係数を示している。
この図からも明らかなように、本実施例の焼結含油軸
受は、比較的低荷重側ではポア比小（10〜30％）の従来
品と同等あるいはそれ以上の良好な摩擦特性を有し、か
つ、高荷重側においては、ポア比大（60〜75％）の従来
品が約20kgf/cm2で焼付を生じているのに対して、本実
施例の焼結含油軸受は25kgf/cm2の荷重でも焼付を生じ
ない。
受は、比較的低荷重側ではポア比小（10〜30％）の従来
品と同等あるいはそれ以上の良好な摩擦特性を有し、か
つ、高荷重側においては、ポア比大（60〜75％）の従来
品が約20kgf/cm2で焼付を生じているのに対して、本実
施例の焼結含油軸受は25kgf/cm2の荷重でも焼付を生じ
ない。
なお、上記成形体９はその内周面に凹部８を形成した
内径異形形状であるが、外周面に凹部を形成する外径異
形形状でも同様の効果を有する。また、この場合、成形
時に外周面に凹部を形成する以外、円筒状の焼結体の外
周面に切削加工によって凹部を形成してもよい。
内径異形形状であるが、外周面に凹部を形成する外径異
形形状でも同様の効果を有する。また、この場合、成形
時に外周面に凹部を形成する以外、円筒状の焼結体の外
周面に切削加工によって凹部を形成してもよい。
さらに、第６図で示すように、内外径の間に45゜間隔
で中子（例えば3mmφのピン）10を配置した金型を用い
て成形体11を金属粉末（例えばFe）で圧縮成形する。次
いで、この成形体11を焼結した後に、内外径とも真円の
金型を用いてサイジングを行なうことにより、第７図に
示すように円筒状のサイジング体12の内周面13に粗及び
密な面4,5を形成する。この場合、得られた焼結含油軸
受（内径16mmφ，外径40mmφ，長さ40mm）において、粗
な面４のポア比は40〜75％，密な面５のポア比は10〜35
％に形成された。
で中子（例えば3mmφのピン）10を配置した金型を用い
て成形体11を金属粉末（例えばFe）で圧縮成形する。次
いで、この成形体11を焼結した後に、内外径とも真円の
金型を用いてサイジングを行なうことにより、第７図に
示すように円筒状のサイジング体12の内周面13に粗及び
密な面4,5を形成する。この場合、得られた焼結含油軸
受（内径16mmφ，外径40mmφ，長さ40mm）において、粗
な面４のポア比は40〜75％，密な面５のポア比は10〜35
％に形成された。
上記のようにして製造された焼結含油軸受において
は、低摩擦でかつ高荷重に耐えることができる上に、軸
受本体内に中子によって形成された孔部14があるので、
含油量が最大で2g程度増加し、従って、軸受寿命が延び
ると共に、上記孔部14が稼働時に余分の潤滑油を吸収で
きることから、油漏れを防ぐことができるという効果を
奏する。
は、低摩擦でかつ高荷重に耐えることができる上に、軸
受本体内に中子によって形成された孔部14があるので、
含油量が最大で2g程度増加し、従って、軸受寿命が延び
ると共に、上記孔部14が稼働時に余分の潤滑油を吸収で
きることから、油漏れを防ぐことができるという効果を
奏する。
なお、上記成形体11においては中子10を用いて、内外
周面間に複数の貫通孔を形成した場合について説明した
が、円筒状の焼結体を焼結した後に、この焼結体に穴加
工によって貫通孔を形成してもよい。
周面間に複数の貫通孔を形成した場合について説明した
が、円筒状の焼結体を焼結した後に、この焼結体に穴加
工によって貫通孔を形成してもよい。
また、第８図に示すように、円筒状の焼結体15を焼結
後、この焼結体15の外周面側から内周面寄りにかけて複
数の穴16を切削加工して、内外径とも真円の金型を用い
てサイジングを行なうことにより、第９図に示すよう
に、円筒状のサイジング体17の内周面にその中心軸線に
沿って互い違いに粗及び密な面4,5を形成する。この場
合、得られた焼結含油軸受（内径3mmφ，外径9mmφ，長
さ12mm,材質Fe−50％Cu）において、粗な面４のポア比
は50〜80％，密な面５のポア比は10〜40％に形成され
た。
後、この焼結体15の外周面側から内周面寄りにかけて複
数の穴16を切削加工して、内外径とも真円の金型を用い
てサイジングを行なうことにより、第９図に示すよう
に、円筒状のサイジング体17の内周面にその中心軸線に
沿って互い違いに粗及び密な面4,5を形成する。この場
合、得られた焼結含油軸受（内径3mmφ，外径9mmφ，長
さ12mm,材質Fe−50％Cu）において、粗な面４のポア比
は50〜80％，密な面５のポア比は10〜40％に形成され
た。
上記のようにして製造された焼結含油軸受において
は、低摩擦でかつ高荷重に耐えることができる上に、軸
受本体内の穴16によって含油量の増加が図られ、従っ
て、軸受寿命の増加が見込めると共に、稼働時の油洩れ
の防止が図れる。
は、低摩擦でかつ高荷重に耐えることができる上に、軸
受本体内の穴16によって含油量の増加が図られ、従っ
て、軸受寿命の増加が見込めると共に、稼働時の油洩れ
の防止が図れる。
なお、上記焼結体15においては、外周面から穴加工を
行なった場合について説明したが、焼結体15の内周面に
多数のリング状の溝加工を行なった後に、内外径とも真
円の金型でサイジングを行なうことにより、第10図ない
し第12図に示すようなサイジング体18を形成してもよ
い。
行なった場合について説明したが、焼結体15の内周面に
多数のリング状の溝加工を行なった後に、内外径とも真
円の金型でサイジングを行なうことにより、第10図ない
し第12図に示すようなサイジング体18を形成してもよ
い。
以上説明したように、本発明の焼結含油軸受は、軸受
本体の軸受孔の摺動面に、単一の焼結合金をサイジング
することによりポア比の異なる粗及び密な面を隣接して
形成したものであるから、摺動面のうち密な面で回転軸
を確実に支持すると共に、粗な面によって含浸している
潤滑油を回転軸表面にまんべんなく供給することによ
り、低摩擦特性が得られ、かつ高荷重に耐えることがで
きて、焼付を生じることを防止できる。
本体の軸受孔の摺動面に、単一の焼結合金をサイジング
することによりポア比の異なる粗及び密な面を隣接して
形成したものであるから、摺動面のうち密な面で回転軸
を確実に支持すると共に、粗な面によって含浸している
潤滑油を回転軸表面にまんべんなく供給することによ
り、低摩擦特性が得られ、かつ高荷重に耐えることがで
きて、焼付を生じることを防止できる。
また、ポア比の異なる粗及び密な面は、軸受本体の中
心軸線に直交する面内において互い違いに形成するか、
あるいは軸受本体の中心軸線に沿って互い違いに形成す
ることにより、軸受本体の軸受孔の内周面にポア比の異
なる粗及び密な面を偏ることなく確実に形成することが
できる。
心軸線に直交する面内において互い違いに形成するか、
あるいは軸受本体の中心軸線に沿って互い違いに形成す
ることにより、軸受本体の軸受孔の内周面にポア比の異
なる粗及び密な面を偏ることなく確実に形成することが
できる。
さらに、本発明の製造方法によれば、焼結体の内周面
や外周面に凹凸を形成し、あるいは焼結体に孔を形成し
ておき、これら凹凸や孔を圧縮するようにサイジングす
るという方法であるから、簡単に粗及び密な面を形成す
ることができる。
や外周面に凹凸を形成し、あるいは焼結体に孔を形成し
ておき、これら凹凸や孔を圧縮するようにサイジングす
るという方法であるから、簡単に粗及び密な面を形成す
ることができる。
第１図と第２図は本発明の焼結含油軸受の一実施例を示
すもので、第１図は側面図、第２図は第１図のII−II線
に沿う断面図、第３図は、第１図と第２図に示す焼結含
油軸受を製造する場合の成形体（圧粉体）の一例を示す
側面図、第４図は同成形体の他の例を示す側面図、第５
図は第４図の成形体を用いて製造した焼結含油軸受の摩
擦係数と荷重との関係を説明する特性図、第６図は本発
明の焼結含油軸受を製造する場合の成形体の別の例を示
す側面図、第７図は第６図に示す成形体を用いて製造し
たサイジング体を示す側面図、第８図と第９図は本発明
の焼結含油軸受の他の実施例を示すもので、第８図は焼
結体の断面図、第９図はサイジング体の断面図、第10図
ないし第12図は本発明の焼結含油軸受の別の実施例を示
すもので、第10図は断面図、第11図は第10図のXI−XI線
に沿う断面図、第12図は第10図のXII−XII線に沿う断面
図である。 １……軸受本体、２……軸受孔、３……内周面（摺動
面）、４……粗な面、５……密な面。
すもので、第１図は側面図、第２図は第１図のII−II線
に沿う断面図、第３図は、第１図と第２図に示す焼結含
油軸受を製造する場合の成形体（圧粉体）の一例を示す
側面図、第４図は同成形体の他の例を示す側面図、第５
図は第４図の成形体を用いて製造した焼結含油軸受の摩
擦係数と荷重との関係を説明する特性図、第６図は本発
明の焼結含油軸受を製造する場合の成形体の別の例を示
す側面図、第７図は第６図に示す成形体を用いて製造し
たサイジング体を示す側面図、第８図と第９図は本発明
の焼結含油軸受の他の実施例を示すもので、第８図は焼
結体の断面図、第９図はサイジング体の断面図、第10図
ないし第12図は本発明の焼結含油軸受の別の実施例を示
すもので、第10図は断面図、第11図は第10図のXI−XI線
に沿う断面図、第12図は第10図のXII−XII線に沿う断面
図である。 １……軸受本体、２……軸受孔、３……内周面（摺動
面）、４……粗な面、５……密な面。
フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭37−14602（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭37−15452（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭38−1404（ＪＰ，Ｂ１) 椙山正孝，鈴木壽共著「粉末冶金とそ の応用」（昭和34年９月30日、オーム 社）ｐ46〜49
Claims (6)
- 【請求項１】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、上記軸受孔の摺動面に前記焼結合金と同一材料よ
りなるポア比の異なる粗及び密な面が隣接して形成され
ているとともに、この密な面により画成される領域に
は、径方向に沿う密度分布が付与されていることを特徴
とする焼結含油軸受。 - 【請求項２】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、圧縮代の差により上記軸受孔の摺動面に前記焼結
合金と同一材料よりなるポア比の異なる粗及び密な面が
隣接して形成されているとともに、この密な面により画
成される領域には、径方向に沿う密度分布が付与されて
いることを特徴とする焼結含油軸受。 - 【請求項３】上記ポア比の異なる粗及び密な面が、軸受
本体の中心軸線に直交する面内において、または前記中
心軸線に沿って、互い違いに形成されたことを特徴とす
る請求項１または２記載の焼結含油軸受。 - 【請求項４】内周面または外周面の少なくとも一方の面
に凹部を形成した中空状の成形体を成形しておき、この
成形体を焼結した後、凹部を圧縮することを特徴とする
焼結含油軸受の製造方法。 - 【請求項５】軸方向に沿う貫通孔を形成した中空状の成
形体を成形しておき、この成形体を焼結した後に、貫通
孔を潰すように圧縮することを特徴とする焼結含油軸受
の製造方法。 - 【請求項６】外周面から内周面寄りにかけて穴を加工し
た中空状の成形体を成形しておき、この成形体を焼結し
た後に、前記穴を潰すように圧縮することを特徴とする
焼結含油軸受の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP63043111A JP2663481B2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 焼結含油軸受及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP63043111A JP2663481B2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 焼結含油軸受及びその製造方法 |
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|---|---|
| JPH01219108A JPH01219108A (ja) | 1989-09-01 |
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| JP63043111A Expired - Fee Related JP2663481B2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 焼結含油軸受及びその製造方法 |
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-
1988
- 1988-02-25 JP JP63043111A patent/JP2663481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 椙山正孝，鈴木壽共著「粉末冶金とその応用」（昭和３４年９月３０日、オーム社）ｐ４６〜４９ |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH01219108A (ja) | 1989-09-01 |
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