JP2941218B2 - 一体化焼結含油軸受の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼結含油軸受に関
し、更に詳しくは、内孔中央部にシャフトの回転負荷を
減少させる逃げ部を有し、その両端部でシャフトを支持
するようにした一体化焼結含油軸受の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、焼結含油軸受は、ＯＡ機器、音響
機器、家電製品等に使用されているモータの軸受として
広く使用されている。

【０００３】図３２は二つの円筒軸受１００，１００を
円筒状ハウジング１０２に圧入した従来の組立品を示し
ており、図３３は二つの円筒軸受１００，１００をツバ
付きハウジング１０４に圧入した従来の組立品を示して
いる。

【０００４】上記従来の組立品にあっては、二つの円筒
軸受１００，１００の偏心が避けられず、更に、コスト
低減から、最近では二つの円筒軸受を組み合わせた一体
化焼結含油軸受が広く使用されている。

【０００５】従来の一体化焼結含油軸受においては、内
孔中央部に逃がし部を設ける方法として、図３４に示さ
れるように、円筒状の焼結体１０６をまず製作し、この
焼結体１０６の内孔中央部１０８を機械加工することに
より製品化される加工品１１０や、図３５に示されるよ
うに、段付き内孔を有する円筒状焼結体１１２をまず製
作し、この焼結体１１２を段付き内孔を有するダイ１１
４とサイジングコア１１６を使用して再圧縮することに
より外形小径部１１８を形成して製品化される塑性加工
品１２０等が知られている。

【０００６】また、図３６に示されるように、所定の金
型（図示せず）を使用して圧粉体１２２を製作し、この
圧粉体１２２を金型から取り出した後もう一度別型１２
４で再圧縮して製品化される再圧縮品１２６も公知であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の一体化焼結含油
軸受の製造方法のうち図３４に示されるものは、機械加
工工程を必要とし、図３５に示される塑性加工品１２０
は、再加圧部１１８の外径小径化と再加圧工程を必要と
し、図３６に示される再圧縮品１２６は再圧縮工程が必
要となり、上記従来技術にあっては、いずれも工程数が
増加するという問題があった。

【０００８】また、例えば０.０５ｍｍ以上の深い突き
通しの油溝、空気抜き溝を形成するのが難しいばかりで
なく、潤滑効果を高める例えば楔状の凹溝の加工も難し
いという問題があった。

【０００９】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、製造工程数を減少さ
せるとともに、油溝及び空気溝あるいは潤滑効果を高め
る凹溝等を容易に形成することのできる一体化焼結含油
軸受の製造方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、シャフト
の回転負荷を減少させる逃げ部を内孔中央部に有し、そ
の両端部でシャフトを支持する一体化焼結含油軸受の製
造方法であって、軸方向中間部の内面に環状凹部を有す
るダイと、小径部と大径部とを有する段付きコアロッド
と、第一及び第二パンチとの間に粉末を充填する工程
と、充填された粉末を圧縮することにより一端に軸受部
を有するとともに他端近傍の外面に環状突設部を有する
圧粉体を成形する工程と、該圧粉体をさらに圧縮するこ
とにより該圧粉体の他端面を上記環状凹部の軸方向外端
に略一致させる工程と、該工程の後、上記コアロッドを
軸方向突設部側に移動させて上記圧粉体の内孔全長にわ
たって上記コアロッドの小径部を延在せしめ、さらに上
記第一及び第二パンチと上記ダイの一方を他方に対し相
対移動させて上記ダイの環状凹部に収容された上記環状
突設部を上記ダイの内径まで絞り込むことにより上記圧
粉体の他端にもう一つの軸受部を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、上記ダイ
の環状凹部の容積を、上記コアロッドの小径部に絞り出
された圧粉体の体積の略２倍に設定したことを特徴とす
る。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明は、上記ダ
イ内面の環状凹部を除く部分を円筒状に形成し、上記一
体化燒結含油軸受の外面を円筒状に成形したことを特徴
とする。

【００１３】また、請求項４に記載の発明は、上記ダイ
の一端部近傍の内面を段付き形状とし、上記第一パンチ
が上記段付き形状の開口部内径に略等しい外径を有し、
上記第一パンチと上記段付き形状により上記圧粉体の一
端部外面にツバを形成し、上記コアロッドの小径部外径
に略等しい内径と上記第一パンチの内径に略等しい外径
とを有する第三パンチにより上記圧粉体の一端部を成形
するようにしたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項５に記載の発明は、上記コア
ロッドは、上記小径部と上記大径部の外面に軸方向に延
在する複数の凸部を有し、該凸部により上記一体化焼結
含油軸受の内面に複数の突き通し油溝及び空気抜き溝を
形成するようにしたことを特徴とする。

【００１５】また、請求項６に記載の発明は、上記コア
ロッドは、上記小径部の外面に軸方向に延在する複数の
凸部を有し、該凸部により上記一体化焼結含油軸受の両
端軸受部内面に潤滑効果を高める複数の凹溝を形成する
ようにしたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。本発明にかかる一体
化焼結含油軸受は、後述するように粉末を圧縮する工程
で圧粉体絞り成形を行ない、工程を増加することなく一
体化焼結含油軸受の内孔中央部に逃げ部を設けている。

【００１７】図１は本発明にかかるストレート形あるい
は円筒状の一体化焼結含油軸受２を示し、その内孔中央
部に逃げ部４が形成されており、図２は本発明にかかる
ツバ付き一体化焼結含油軸受６を示し、その内孔中央部
に逃げ部８が形成されている。

【００１８】図３は、図１の一体化焼結含油軸受２の内
面に図４に示される断面形状の油溝及び空気抜き溝１０
を形成した一体化焼結含油軸受２Ａであり、図５は，図
２の一体化焼結含油軸受６の内面に図４と同一断面形状
の油溝及び空気抜き溝１２を形成した一体化焼結含油軸
受６Ａである。

【００１９】また、図６は、図１の一体化焼結含油軸受
２の内面に図７（ａ）に示されるような潤滑効果を高め
る凹溝１４を形成した一体化焼結含油軸受２Ｂであり，
図８は、図２の一体化焼結含油軸受６の内面に図７
（ａ）と同一断面形状の潤滑効果を高める凹溝１６を形
成した一体化焼結含油軸受６Ｂである。

【００２０】なお、凹溝１４，１６は、図７（ａ）の断
面形状に限定されるものではなく、図７の（ｂ），
（ｃ），（ｄ）等種々の断面形状を有する凹溝１４ａ，
１４ｂ，１４ｃが考えられる。また、図７の（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）において１８はシャフトと軸受
との接触部を示している。

【００２１】ここで、図１、図３及び図６に示される一
体化焼結含油軸受２，２Ａ，２Ｂにおいて、逃げ部４の
長さは、図３２及び図３３に示される従来の組立品の二
つの軸受１００，１００の離間距離と略同一に設定する
ことができる。

【００２２】また、図３及び図５に示される一体化焼結
含油軸受２Ａ，６Ａにおいて、軸受内孔部に設けた二つ
以上、例えば６条の突き通し油溝及び空気抜き溝１０，
１２は、自己給油作用によりしみ出した油の循環作用を
促進する一方、図６及び図８において、軸受内孔部に設
けた二つ以上、例えば６条の凹溝１４，１６は、シャフ
トの回転により発生する回転力により、凹溝１４，１６
に溜まった油をシャフトと軸受の接触部に供給し、潤滑
効果を高めることでシャフトの回転負荷を減じている。

【００２３】次に、図１に示されるストレ−ト形の一体
化焼結含油軸受２の製造方法を図９を参照しながら説明
する。まず、金属粉末を少量のバインダとともに圧縮す
るプレス成形工程において、図９（ｅ）迄の加圧時に上
部軸受部２０を成形し、図９（ｉ）の抜出し時に、圧縮
が完了した圧粉体を空気圧により上パンチ２２で押えた
まま、ダイ２４を下降させ抜き出すホ−ルドダウンによ
り下部軸受部２６を絞り成形する圧粉体絞り成形を行な
い、内孔中央部に逃げ部４を設けてシャフトと軸受の接
触長さを減少させている。

【００２４】図１０は、上記粉末圧縮工程において使用
される金型を示しており、小径部２８ａと大径部２８ｂ
とを有する段付きコアロッド２８により軸受の内径を決
定し、ダイ２４により軸受の外径が決定される。ダイ２
４の内面には、圧粉体を絞り抜出しする環状凹部２４ａ
が形成されており、この凹部２４ａを除くダイ２４の内
面は円筒状に形成されている。また、軸受の上下端面
は、それぞれ上パンチ２２及び下パンチ３０により決定
され、上パンチ２２はコアロッド２８の小径部２８ａの
外径に略等しい内径を有する一方、下パンチ３０はコア
ロッド２８の大径部２８ｂの外径に略等しい内径を有し
ており、上パンチ２２及び下パンチ３０の外径はともに
ダイ２４の内径に略等しく設定されている。

【００２５】以下、粉末の圧縮状態を工程毎に詳述する
が、成形方法はウイズドロアル非同時３回加圧法を基本
としている。

【００２６】図９（ａ）に示されるように、ダイ２４、
コアロッド２８及び下パンチ３０で形成された金型内に
粉末をまず充填する。次に図９（ｂ）に示されるよう
に、上パンチ２２を下降させて粉末をダイ２４内部に密
閉した後、コアロッド２８を上昇させ、第一次上加圧を
開始する。図９（ｃ）において、上パンチ２２を更に下
降させて第一次の上加圧を行い、図９（ｄ）のウイズド
ロアルによりダイ２４と上パンチ２２を共に下降させ
て、下パンチ３０による加圧を行う。下加圧完了後、図
９（ｅ）に示されるように、上パンチ２２を更に下降し
て、上パンチ２２による最終加圧を完了する。この時点
で、上部軸受部２０の圧縮はほぼ完了し、圧粉体の下端
面はダイ２４の環状凹部２４ａの下端に略一致せしめら
れる。

【００２７】次に、図９（ｆ）において、コアロッド２
８を軸方向に下降させて圧粉体の内孔全長にわたってコ
アロッド２８の小径部２８ａを延在せしめた後、圧粉体
絞りを開始し、図９（ｇ）において、上パンチ２２及び
下パンチ３０を現在の位置に保持したまま、少なくとも
ダイ２４の凹部２４ａの軸方向長さに相当する距離だけ
ダイ２４及びコアロッド２８を同時に下降させて、ダイ
２４の凹部２４ａに収容された圧粉体を絞り抜き出すこ
とにより圧粉体絞りを完了する。その後、図９（ｈ）に
示されるように、上パンチ２２を上昇させると同時にダ
イ２４を下降させることにより圧粉体の抜出しを開始
し、図９（ｉ）に示されるように、コアロッド２８を下
降させることにより圧粉体の抜き出しを完了する。

【００２８】すなわち、粉末の圧縮成形は図９（ｅ）ま
でに完了し、図９（ｅ）から図９（ｉ）までに圧粉体の
絞り及び抜出しが完了する。

【００２９】図９（ｅ）の加圧完了で、圧粉体内径は上
部２０のみ小径となり、他の部分は大径の段付孔とな
る。外径は圧粉体の下部がダイ凹部２４ａの深さに相当
する分だけ大径となり、圧粉体絞りはこの外径大径部あ
るいは突設部３２（凹部２４ａに収容された圧粉体）を
ダイ２４の内径まで絞り込む成形法である。この時、圧
粉体を壊さないよう上パンチ２２を加圧完了位置に保持
し、空気圧で圧粉体をクランプしている。

【００３０】クランプ力は、圧粉体が絞りにより上に伸
びようとする力より強く、且つ、圧粉体を壊さない６０
０ｋｇ／ｃｍ² 以下に設定している。クランプ力が弱い
と絞り部にクラックが発生し、逆に強いと圧粉体を変形
させる。絞り量は、コアロッド２８の小径部２８ａに対
し絞り出された圧粉体の体積の略２倍を外径の絞り体積
（凹部２４ａの容積）としている。これは、外径の絞り
体積の約半分が圧粉体粒子の弾性変形により吸収される
からである。

【００３１】また、絞り部（凹部２４ａ）の断面形状が
適切でないとクラックが発生するが、図１０に示される
形状以外にも、図１１の（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）に示されるような断面形状の絞り部２４ｂ，２４
ｃ，２４ｄ，２４ｅ等も採用することができる。

【００３２】なお、図９（ｅ）乃至（ｉ）で行う圧粉体
絞りは、図９（ｅ）の加圧完了後可動コアロッド２８を
下降させるが、コアロッド２８は２段目（大径部）２８
ｂが下パンチ３０の中に入り込み、１段目（小径部）２
８ａが圧粉体内径上部をガイドする。可動コアロッド２
８の下降完了後、ダイ２４を下降させ圧粉体を抜出す抜
出力で圧粉体絞りを行うが、コアロッド２８は絞り完了
迄はダイ２４と同調下降し、絞り込ませた内径部とコア
ロッド２８の壁摩擦による内径下加圧を絞り部に行う。
絞り完了後、コアロッド２８はダイ２４の動きとは分離
されるとともに、空気圧により絞り終了位置に圧粉体と
ともに保持され、図９（ｉ）の抜出し完了でコアロッド
２８は下降する。その後、圧粉体はフィ−ダ（図示せ
ず）により成形位置から排出され、ダイ２４、コアロッ
ド２８及び上パンチ２２は充填位置へ復帰する。

【００３３】こうして得られた圧粉体はその後、焼結、
含油工程を経て一体化焼結含油軸受として製品化される
が、必要精度に応じて内径及び外径の寸法修正を目的と
したサイジング仕上を行ない製品化されるものもある。

【００３４】次に、図２に示されるツバ付き一体化焼結
含油軸受６の製造方法を図１２を参照しながら説明する
が、この製造方法は上記ストレ−ト形と略同じなので、
相違点のみ説明する。

【００３５】粉末を圧縮するプレス成形工程において、
図１２（ｅ）迄の加圧時に上部軸受部３４を成形し、図
１２（ｉ）の抜出し迄に下部軸受部３６を絞り成形する
が、ホ−ルドダウンで押える上パンチは上第二パンチ３
８であり、ツバ部の上第一パンチ４０は図１２（ｅ）以
降は上ラム４２と同調して逃がすことにより圧粉体絞り
成形を行ない、内径中央部に逃げ部８を設けてシャフト
と軸受の接触長さを減少させている。

【００３６】図１３は、一体化焼結含油軸受６の製造に
使用される金型を示している。図１３において、軸受の
内径を決めるコアロッド２８及び軸受の下端面を決定す
る下パンチ３０は図１０に示されるものと同じである。
ダイ４４は、軸受の外径を決定する金型として使用され
るが、このダイ４４はツバ部を成形するため、その上端
部近傍の内面に少なくとも二つの段部４４ｂ，４４ｃを
有する段付き形状となっている。軸受の上端面を決める
金型は、ツバ部を成形する上第一パンチ４０と、ボス部
を成形する上第二パンチ３８の二つのパンチである。上
第一パンチ４０は上記段付き形状の開口部内径に略等し
い外径と、ダイ凹部４４ａより下方の内径に等しい内径
を有する一方、上第二パンチ３８は上第一パンチ４０の
内径に略等しい外径と、コアロッド２８の小径部２８ａ
の外径に略等しい内径を有している。

【００３７】粉末圧縮成形についての相違点は、上加圧
量Ｌ１が少なく、ウイズドロアルの下加圧量Ｌ２が多く
なっていることと、最終加圧完了後、上第一パンチ４０
は上ラム４２と同調して圧粉体から逃げて行くことであ
る。

【００３８】なお、ダイ４４には、環状凹部４４ａが絞
り部として形成されているが、その断面形状としては図
１１と同様な断面形状を採用することができる。

【００３９】図１４は、図３に示されるストレ−ト形の
油溝及び空気抜き溝付き一体化焼結含油軸受２Ａの製造
方法を示している。

【００４０】軸受内孔部に設けた二つ以上の突き通し凹
溝１０は圧粉体に形成されているので、気孔が多く自己
給油作用により油が出入りし易い組織となっている。シ
ャフトと軸受の接触部の余剰油は凹溝部１０に吸収さ
れ、再び自己給油作用によりしみ出て来るので循環作用
が促進される。更に、突き通し凹溝１０の深さは０.０
５ｍｍ以上、幅は０.２ｍｍ以上と必要に応じてコアロ
ッドにより、浅くも深くも、広くも狭くも出来る。更
に、凹溝１０が突き通しとなっているので、軸受とシャ
フト間に介在する空気を逃がすことができる。

【００４１】図１４の圧粉体絞り成形は、図９の圧粉体
絞り成形と実質的に同一であり、使用される金型におい
て相違している。

【００４２】図１５は、図１４の圧粉体絞り成形で使用
される金型を示しており、軸受の内径を決定するコアロ
ッド４６は、図１６に示されるように、１段目（小径
部）４６ａと２段目（大径部）４６ｂとを有する段付き
形状となっており、１段目４６ａにより圧粉体上下の内
径部を形成する一方、２段目４６ｂにより中央逃げ部４
を形成するとともに、下パンチ４８をガイドする。油溝
及び空気抜き溝１０は、軸受の軸方向全長にわたって形
成されているので、油溝及び空気抜き溝１０を形成する
凸部４６ｃは、１段目４６ａと２段目４６ｂの両方に軸
方向に形成されている。

【００４３】軸受の外径を決定するダイ２４は、図１０
に示されるものと同一のものが使用される。また、軸受
の上端面を決める上パンチ５０の内孔には、コアロッド
４６の一段目４６ａの断面形状に対応する複数の凹部５
０ａが形成されており、軸受の下端面を決定する下パン
チ４８の内孔には、コアロッド４６の２段目４６ｂの断
面形状に対応する複数の凹部が形成されている。

【００４４】なお、油溝及び空気抜き溝１０を形成する
コアロッド４６の凹凸加工はＮＣ放電加工機による輪郭
転写加工により製作する。

【００４５】図１７は、図５に示されるツバ及び油溝付
き一体化焼結含油軸受６Ａの製造方法を示している。こ
の方法による圧粉体絞り成形は、図１２の圧粉体絞り成
形と実質的に同一であり、使用される金型において相違
している。

【００４６】図１８は、図１７の圧粉体絞り成形で使用
される金型を示しており、軸受の内径を決定するコアロ
ッド５２は、図１６のコアロッド４６と同様、１段目
（小径部）５２ａと２段目（大径部）５２ｂとを有する
段付き形状となっており、油溝及び空気抜き溝１２を形
成する凸部５２ｃは、１段目５２ａと２段目５２ｂの両
方に形成されている。軸受の外径を決定するダイ４４
は、図１３に示されるダイと同じものが使用される。ま
た、軸受のツバ部を決定する上第一パンチ４０も、図１
３に示される上第一パンチと同じものが使用されるが、
ボス部を決定する上第二パンチ５４の内孔には、コアロ
ッド５２の１段目５２ａの断面形状に対応する複数の凹
部５４ａが形成されており、軸受の下端面を決める下パ
ンチ５６の内孔には、コアロッド５２の２段目５２ｂの
断面形状に対応する複数の凹部が形成されている。な
お、コアロッド５２は、図１６のコアロッド４６と同様
に製作される。

【００４７】図１９は、図６に示される潤滑効果を高め
る凹溝１４を有する一体化焼結含油軸受２Ｂの製造方法
を示している。軸受内面に設けた二つ以上の突き通し凹
溝１４は、図７（ａ）−（ｄ）に示されるような断面形
状を有し、シャフトの回転に伴い焼結含油軸受の自己給
油作用によりしみ出た油を保持するとともに、シャフト
の回転により発生する回転力によりシャフトと軸受の接
触部に供給し潤滑効果を高めている。

【００４８】図１９に示される圧粉体絞り成形は、図９
の圧粉体絞り成形と実質的に同一であり、使用される金
型において相違している。

【００４９】図２０は、図１９の圧粉体絞り成形で使用
される金型を示しており、軸受の内径を決定するコアロ
ッド５８は、図１６のコアロッド４６と同様、圧粉体上
下の内径部を形成する１段目（小径部）５８ａと、中央
逃げ部を形成し下パンチをガイドする２段目（大径部）
５８ｂとを有する段付き形状となっているが、潤滑効果
を高める凹溝１４を形成する凸部５８ｃは、１段目５８
ａのみに形成されている（図２１）。

【００５０】軸受の外径を決定するダイ及び軸受の下端
面を決める下パンチは、図１０に示されるダイ２４及び
下パンチ３０と同じものが使用される。また、軸受の上
端面を決定する上パンチ６０の内孔には、コアロッド５
８の１段目５８ａの断面形状に対応する複数の凹部６０
ａが形成されている。潤滑効果を高める凹溝１４は軸受
上下の内径部のみに形成されており、中央部はコアロッ
ド２段目５８ｂで決定される逃げ部４となっている。
尚、潤滑効果を高める凹溝１４を形成するコアロッド５
８の凹凸加工はＮＣ放電加工機による輪郭転写加工によ
り製作する。

【００５１】また、凹溝１４の断面形状すなわちコアロ
ッド１段目５８ａの凸部５８ｃ形状については、図２１
（ａ）に示される形状に限定されるものではなく、図２
２の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるような種々の形
状を採用することができる。

【００５２】図２３は、図８に示される潤滑効果を高め
る凹溝１６を有するツバ付き一体化焼結含油軸受６Ｂの
製造方法を示している。図２３に示される圧粉体絞り成
形は、図１２の圧粉体絞り成形と実質的に同一であり、
使用される金型において相違している。

【００５３】図２４は、図２３の圧粉体絞り成形で使用
される金型を示しており、軸受の内径を決定するコアロ
ッド６２は、図２１のコアロッド５８と同様、圧粉体上
下の内径部を形成する１段目（小径部）６２ａと、中央
逃げ部を形成し下パンチをガイドする２段目（大径部）
６２ｂとを有する段付き形状となっており、図２１
（ａ）あるいは図２２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示され
るような、潤滑効果を高める凹溝１６を形成する凸部６
２ｃは、１段目６２ａのみに形成されている。

【００５４】軸受の外径を決定するダイ、軸受の上端面
ツバ部を決定する上第一パンチ及び軸受の下端面を決定
する下パンチは、図１３に示されるダイ４４、上第一パ
ンチ４０及び下パンチ３０と同じであるが、ボス部を決
定する上第二パンチ６４の内面には、コアロッド１段目
６２ａの断面形状に対応する複数の凹部６４ａが形成さ
れている。潤滑効果を高める凹溝１６は軸受上下の内径
部のみについており、中央部はコアロッド２段目６２ｂ
で決定された逃げ部８となっている。なお、コアロッド
６２は、図２１のコアロッド５８と同様に製作される。

【００５５】また、コアロッド５８及びコアロッド６２
に形成されている複数の凸部５８ｃ，６２ｃの断面形状
を矩形にすれば、図１及び図２に示される一体化焼結含
油軸受の両端軸受部のみに矩形断面を有する油溝及び空
気抜き溝を形成することもできる。

【００５６】本発明の圧粉体絞り成形法により得られた
３体の一体化焼結含油軸受試料と、比較用として従来法
により得られた２体の軸受試料について寿命試験を行っ
た。図２５乃至図２９は、これらの軸受試料をモータに
組み込み、８０℃の環境下で毎分２００回転〜３０００
回転に変化させながら１００００時間軸受の寿命評価を
実施した時の軸ロス（モータ消費電流値）の変化を示す
グラフである。

【００５７】図２５は軸受中央部に逃げ部を持たない従
来品、図２６は機械加工、塑性加工あるいは再圧縮加工
で軸受中央部に逃げ部を設けた従来品、図２７は本発明
の圧粉体絞り成形により軸受中央部に逃げ部を設けた発
明品、図２８は更に、軸受内面に複数の油溝及び空気抜
き溝を付加した発明品、図２９は更に、潤滑効果を高め
る複数の凹溝を付加した発明品の結果を示す。

【００５８】上記グラフに示されるように、図２７の圧
粉体絞り成形により軸受中央部に逃げ部を設けた発明品
は、図２５の軸受中央部に逃げ部を持たない従来品より
も軸ロスが小さく、シャフトの回転負荷が減少してい
る。また、図２７の本発明品は、図２６の機械加工、塑
性加工あるいは再圧縮加工で軸受中央部に逃げ部を設け
た従来品よりも製造工程の簡略化がなされたにもかかわ
らず同レベルの軸ロスを引き出している。そして、図２
８の油溝及び空気抜き溝を付加した発明品は５０００時
間を超えても軸ロスの変化は小さく、良好な潤滑効果が
得られている。

【００５９】更に、潤滑効果を高める複数の凹溝を付加
した発明品は１００００時間でも軸ロスの変化はわずか
で、より良好な潤滑効果が得られている。

【００６０】次に、ストレート形の圧粉体絞り成形品の
強度について、図３０を参照しながら説明する。

【００６１】強度の弱い圧粉体に絞り加工を行うため、
絞り部にクラックが生じ易いが、各種のテストからクラ
ックを生じさせない外径の絞り量は、内径に絞り込ませ
る体積の略２倍で、絞り部の断面形状は図１１（ａ）〜
（ｄ）の形状が良いことは上述したが、その強度テスト
例を表にしたものである。試料数は２０ケで、その最小
最大値を記入している。この表からわかるように、絞り
部の強度は圧粉体でも焼結体でも、絞りを行わない通常
成形の上部軸受部より強く、強度上の問題はない。

【００６２】更に、ストレート形の圧粉体絞り成形品の
焼結体の精度について、図３１を参照しながら説明す
る。

【００６３】従来品と本発明品を、外径・内径・長さの
寸法バラツキ、内径真円度、内径同軸度、内径基準の外
径振れについて、試料数は２０ケで、その最小最大値を
表にしている。この表からわかるように、従来品とほと
んど差はないが、絞り部の各精度バラツキが少し大き
い。これはやむをえないバラツキであり、使用上の問題
はない。

【００６４】上記したように、本発明は、一体化焼結含
油軸受を工程数を増加することなく製造するために、粉
末を圧縮する工程で圧粉体絞り成形を行ない一体成形す
る製造方法である。これにより後加工、再加圧、再圧縮
の工程を行なうことなく、ストレ−ト形、ツバ付き形の
一体化焼結含油軸受を製造することが可能となる。

【００６５】また、油溝、空気抜き溝は、後加工では加
工が難しく、再加圧、再圧縮で０.０５ｍｍ以上の深い
凹溝加工を行うと、凹溝部の気孔が小さくなり焼結含油
軸受の自己給油作用が減じられ油が出にくくなる。しか
しながら、図１６の凸部４６ｃ付きのコアロッド４６金
型を用いて圧縮成形を行えば、所望の深さ、幅、気孔を
有する油溝及び空気抜き溝を付加することが出来る。

【００６６】更に、シャフトの回転により発生する回転
力により、図７（ａ）〜（ｄ）に示されるような凹溝部
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃに溜まった油をシャフト
と軸受の接触部１８に供給し、潤滑効果を高めた一体化
焼結含油軸受では、凹溝部１８の後加工は困難で、再加
圧、再圧縮では気孔が小さくなり自己給油作用が減じら
れる。しかしながら、図２１あるいは図２２に示される
ような凸部付きのコアロッド５８金型を用いて圧縮成形
を行えば、所望の深さ、幅、気孔を有する凹溝を形成す
ることができる。

【００６７】すなわち、粉末を圧縮する工程で圧粉体絞
り成形を行うことにより、工程を増加することなく、軸
受内孔の中央部にシャフトの回転負荷を減少させる逃げ
部を設けることができるばかりでなく、油溝及び空気抜
き溝、潤滑効果を高める凹溝、等々を持つ一体化焼結含
油軸受を製造することができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する本発明の
うちで請求項１に記載の発明によれば、一端に軸受部を
有し外面に突設部を有する圧粉体をまず成形し、この突
設部をダイの内径まで絞り込むことにより圧粉体の他端
にもう一つの軸受部を形成するようにしたので、軸受内
孔中央部にシャフトの回転負荷を減少させる逃し部を粉
末を圧縮する工程で付加することができ、製造工程を増
加することなく両端に軸受部を有する一体化焼結含油軸
受を容易に製造することができる。

【００６９】また、請求項２に記載の発明によれば、ダ
イの凹部の容積をコアロッドの小径部に絞り出された圧
粉体の体積の略２倍に設定したので、絞り体積の半分が
圧粉体粒子の弾性変形により吸収されても、圧粉体の他
端に所定の軸受部を形成することができる。

【００７０】更に、請求項３に記載の発明によれば、ダ
イ内面の凹部を除く部分を円筒状に形成したので、スト
レート形の一体化焼結含油軸受を容易に製造することが
できる。

【００７１】また、請求項４に記載の発明によれば、ダ
イの一端部近傍の内面を段付き形状とし、該段付き形状
の開口部内径に略等しい外径を有する第一パンチと上記
段付き形状により圧粉体の外面にツバを形成し、コアロ
ッドの小径部外径に略等しい内径を有する第二パンチに
より圧粉体の一端を成形するようにしたので、ツバ付き
形の一体化焼結含油軸受を容易に製造することができ
る。

【００７２】また、請求項５に記載の発明によれば、小
径部と大径部の外面に軸方向に延在する複数の凸部を有
するコアロッドを使用するようにしたので、この凸部に
より内面に複数の突き通し油溝及び空気抜き溝を有する
一体化焼結含油軸受を容易に製造することができる。

【００７３】また、請求項６に記載の発明によれば、小
径部の外面に軸方向に延在する複数の凸部を有するコア
ロッドを使用するようにしたので、この凸部により両端
軸受部内面に潤滑効果を高める複数の凹溝を有する一体
化焼結含油軸受を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるストレ−ト形の一体化焼結含
油軸受の縦断面図である。

【図２】 本発明にかかるツバ付き形の一体化焼結含油
軸受の縦断面図である。

【図３】 本発明にかかるストレ−ト形の油溝及び空気
抜き溝付一体化焼結含油軸受の縦断面図である。

【図４】 図３の線IV−IVに沿った断面図である。

【図５】 本発明にかかるツバ付き形の油溝及び空気抜
き溝付一体化焼結含油軸受の縦断面図である。

【図６】 本発明にかかるストレ−ト形の凹溝付一体化
焼結含油軸受の縦断面図である。

【図７】 （ａ）は図６の線VII−VIIに沿った断面図で
あり、（ｂ）はその変形例を示す断面図であり、（ｃ）
は別の変形例を示す断面図であり、（ｄ）は更に別の変
形例を示す断面図である。

【図８】 本発明にかかるツバ付き形の凹溝付一体化焼
結含油軸受の縦断面図である。

【図９】 図１のストレ−ト形一体化焼結含油軸受の粉
末圧縮成形状態を示す工程図である。

【図１０】 図１のストレ−ト形一体化焼結含油軸受の
製作に使用する金型の縦断面図である。

【図１１】 （ａ）は図１０に示される絞り部の変形例
を示す断面図であり、（ｂ）は別の変形例を示す断面図
であり、（ｃ）は更に別の変形例を示す断面図であり、
（ｄ）は更に別の変形例を示す断面図である。

【図１２】 図２のツバ付き形一体化焼結含油軸受の粉
末圧縮成形状態を示す工程図である。

【図１３】 図２のツバ付き形一体化焼結含油軸受の製
作に使用する金型の縦断面図である。

【図１４】 図３のストレ−ト形油溝及び空気抜き溝付
一体化焼結含油軸受の粉末圧縮成形状態を示す工程図で
ある。

【図１５】 図３のストレ−ト形油溝及び空気抜き溝付
一体化焼結含油軸受の製作に使用する金型の縦断面図で
ある。

【図１６】 図１５に示されるコアロッドであり、
（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその縦断面図であ
る。

【図１７】 図５のツバ付き形油溝及び空気抜き溝付一
体化焼結含油軸受の粉末圧縮成形状態を示す工程図であ
る。

【図１８】 図５のツバ付き形油溝及び空気抜き溝付一
体化焼結含油軸受の製作に使用する金型の縦断面図であ
る。

【図１９】 図６のストレ−ト形凹溝付一体化焼結含油
軸受の粉末圧縮成形状態を示す工程図である。

【図２０】 図６のストレ−ト形凹溝付一体化焼結含油
軸受の製作に使用する金型の縦断面図である。

【図２１】 図２０に示されるコアロッドであり、
（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその縦断面図であ
る。

【図２２】 （ａ）は図２１のコアロッドの変形例を示
す平面図であり、（ｂ）は別の変形例を示す平面図であ
り、（ｃ）は更に別の変形例を示す平面図である。

【図２３】 図８のツバ付き形凹溝付一体化焼結含油軸
受の粉末圧縮成形状態を示す工程図である。

【図２４】 図８のツバ付き形凹溝付一体化焼結含油軸
受の製作に使用する金型の縦断面図である。

【図２５】 軸受中央部に逃げ部を持たない従来品の軸
ロスを示すグラフである。

【図２６】 軸受中央部の逃げ部を塑性加工（再加圧）
で付加した従来品の軸ロスを示すグラフである。

【図２７】 軸受中央部の逃げ部を圧粉体絞り成形で付
加した本発明品の軸ロスを示すグラフである。

【図２８】 軸受中央部の逃げ部を圧粉体絞り成形で付
加した上、更に６本の油溝及び空気抜き溝を付加した本
発明品の軸ロスを示すグラフである。

【図２９】 軸受中央部の逃げ部を圧粉体絞り成形で付
加した上、更に６本の潤滑効果を高める凹溝を付加した
本発明品の軸ロスを示すグラフである。

【図３０】 圧粉体絞り成形品の圧粉体と焼結体の破壊
強度を示す図表である。

【図３１】 圧粉体絞り成形品の焼結体の精度を示す図
表である。

【図３２】 二つのストレート形圧粉体絞り成形品を圧
入した従来の組立体の縦断面図である。

【図３３】 二つのストレート形圧粉体絞り成形品を圧
入した従来のツバ付き組立体の縦断面図である。

【図３４】 一体化焼結含油軸受の内孔中央部の逃げ部
を機械加工で形成する従来方法を示す工程図である。

【図３５】 一体化焼結含油軸受の内孔中央部の逃げ部
を塑性加工で形成する別の従来方法を示す工程図であ
る。

【図３６】 一体化焼結含油軸受の内孔中央部の逃げ部
を再圧縮により形成する更に別の従来方法を示す工程図
である。

【符号の説明】

２，２Ａ，２Ｂ，６，６Ａ，６Ｂ 一体化焼結含油軸受 ４，８ 逃げ部 １０，１２ 油溝及び空気抜き溝 １４，１６ 潤滑効果を高める凹溝 ２０，３４ 上部軸受部 ２２，５０，６０ 上パンチ ２４，４４ ダイ ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，４４ａ 凹
部 ２６，３６ 下部軸受部 ２８，４６，５２，５８，６２ コアロッド ２８ａ，４６ａ，５２ａ，５８ａ，６２ａ 小径部 ２８ｂ，４６ｂ，５２ｂ，５８ｂ，６２ｂ 大径部 ３０，４８，５６ 下パンチ ３２ 突設部 ３８，５４，６４ 上第二パンチ ４０ 上第一パンチ ５２ｃ，５８ｃ，６２ｃ コアロッドの凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22F 1/00 - 7/08 F16C 33/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトの回転負荷を減少させる逃げ部
   を内孔中央部に有し、その両端部でシャフトを支持する
   一体化焼結含油軸受の製造方法であって、 軸方向中間部の内面に環状凹部を有するダイと、小径部
   と大径部とを有する段付きコアロッドと、第一及び第二
   パンチとの間に粉末を充填する工程と、充填された粉末
   を圧縮することにより一端に軸受部を有するとともに他
   端近傍の外面に環状突設部を有する圧粉体を成形する工
   程と、該圧粉体をさらに圧縮することにより該圧粉体の
   他端面を上記環状凹部の軸方向外端に略一致させる工程
   と、該工程の後、上記コアロッドを軸方向突設部側に移
   動させて上記圧粉体の内孔全長にわたって上記コアロッ
   ドの小径部を延在せしめ、さらに上記第一及び第二パン
   チと上記ダイの一方を他方に対し相対移動させて上記ダ
   イの環状凹部に収容された上記環状突設部を上記ダイの
   内径まで絞り込むことにより上記圧粉体の他端にもう一
   つの軸受部を形成する工程とを有する一体化焼結含油軸
   受の製造方法。
2. 【請求項２】 上記ダイの環状凹部の容積を、上記コア
   ロッドの小径部に絞り出された圧粉体の体積の略２倍に
   設定した請求項１に記載の一体化燒結含油軸受の製造方
   法。
3. 【請求項３】 上記ダイ内面の環状凹部を除く部分を円
   筒状に形成し、上記一体化燒結含油軸受の外面を円筒状
   に成形した請求項１に記載の一体化燒結含油軸受の製造
   方法。
4. 【請求項４】 上記ダイの一端部近傍の内面を段付き形
   状とし、上記第一パンチが上記段付き形状の開口部内径
   に略等しい外径を有し、上記第一パンチと上記段付き形
   状により上記圧粉体の一端部外面にツバを形成し、上記
   コアロッドの小径部外径に略等しい内径と上記第一パン
   チの内径に略等しい外径とを有する第三パンチにより上
   記圧粉体の一端部を成形するようにした請求項１に記載
   の一体化燒結含油軸受の製造方法。
5. 【請求項５】 上記コアロッドは、上記小径部と上記大
   径部の外面に軸方向に延在する複数の凸部を有し、該凸
   部により上記一体化焼結含油軸受の内面に複数の突き通
   し油溝及び空気抜き溝を形成するようにした請求項３又
   は４に記載の一体化焼結含油軸受の製造方法。
6. 【請求項６】 上記コアロッドは、上記小径部の外面に
   軸方向に延在する複数の凸部を有し、該凸部により上記
   一体化焼結含油軸受の両端軸受部内面に潤滑効果を高め
   る複数の凹溝を形成するようにした請求項３又は４に記
   載の一体化焼結含油軸受の製造方法。