JP4738880B2 - 可変幅の滑り軸受ブシュまたは軸受胴を製造する方法及びその方法で製造された滑り軸受ブシュまたは軸受胴 - Google Patents

Description

本発明は、平帯材から可変幅の滑り軸受ブシュまたは軸受胴を製造する方法およびこの方法で製造された、ロール成形した滑り軸受ブシュまたは軸受胴に関するものである。

ブシュまたは半シェルの形態の滑り要素は帯状素材から製造されることが多い。ロール成形した滑り軸受ブシュは、合理的な製造が可能であり、これから好ましい特性が得られるので、ますます使用される頻度が多くなってきている。この場合、製造のための出発材料は表面が滑らかな帯材であるが、オイルポケットまたは穴模様をエンボス加工した帯材も使用されることが多い。帯材は通常シートバーに圧延されてブシュ輪郭に切断され、続いて曲げ成形される。したがって、ロール成形した滑り要素のそれぞれの実施態様はすでに帯材の時点でその都度の要求に簡単に適合させることができる。この種の滑り要素は一般的にはたとえば建設機械、農業機械のような機械工学の分野で使用され、特に小さなコンロッドアイを備えたコンロッド軸受或いはピストンピンブシュとして自動車工学の分野で使用される。

特許文献１からは、周方向にわたってブシュ幅を可変な、ロール成形した滑り軸受ブシュが知られている。ブシュは前もって成形した可変幅のストライプ状の帯材片から製造される。以後の方法ステップにより、成形シートバーの側面部分を成形する前に、たとえばエンボス加工により食いつき部が取り付けられる。ブシュの可変幅はしっかりと押し込められる滑り軸受ブシュの軽量化を計るためのもので、連接棒またはピストンの幾何学的境界条件に適合している必要がある。ロール成形後、滑り軸受ブシュには更なる切削加工作業は施されない。

さらに、特許文献２からは、帯状材料からロール成形により製造される滑り軸受が知られている。帯状材料には溝が具備され、この溝に沿って成形プロセス前に帯材が切片に切断される。次に、このようにして得られた各帯材片をロール成形してブシュを形成させる。

ドイツ連邦共和国特許公開第１９９０７５７１Ａ１号公報 米国特許第４９０７６２６号公報

本発明の課題は、従来の認識を基本にして、簡単な形状の帯材から複雑な形状の滑り軸受を低コストで製造できるように滑り軸受製造方法を改善することである。

本発明は、方法に関しては請求項１の構成により開示され、ブシュまたは半シェルに関しては請求項１１の構成により開示される。他の従属項は本発明の有利な構成を開示している。

本発明は、平帯材から可変幅の滑り軸受ブシュまたは軸受胴を製造する方法の技術的教義において以下のステップを含んでいる。
−ブシュ輪郭または軸受胴に沿って平帯材に溝を形成するステップ。
−平帯材をブシュ形状または軸受胴形状にロール成形または曲げ成形するステップ。
−溝に沿って機械的に分断するステップ。
−最終的な形状を有する完成滑り軸受ブシュまたは完成軸受胴を得るステップ。

本発明は、台形ブシュまたは段付きブシュをいわゆる成形ブシュとして帯材から製造するという考慮から出発している。出発点は、通常筒状ブシュのために使用される矩形横断面を備えた帯材片である。溝は平帯材に形成させることができる。これらの溝により、残りの材料から細条残部が生じる。細条残部は、個別化のための基準破断部位として用いるために十分薄い厚さを有している。平帯材はシートバーであり、或いはシートバーから押し抜かれた矩形片を含んでいてもよい。この場合、たとえば比較的大きな帯片を曲げてコンパクトな管を形成させ、この管から個々の滑り軸受を個別化することができる。機械的分断は過剰のエッジ領域を単に切り取ることによって行うことができる。切開した溝の側面の後加工は必要ないか、或いはわずかな程度必要であるにすぎない。

本発明によって得られる利点は、特に、簡単な形状の帯材から出発して複雑な形状を持った滑り軸受を合理的に低コストで製造できることにある。もとの簡単な帯材片からほとんど任意のいかなる形状のブシュをも生成させることができる。したがって、複雑な形状を持った滑り軸受を製造するための基本は、取り扱いが特に容易な、溝を形成させた滑り軸受未加工品である。材料の特殊な性質は製造方法の中で適宜利用される。さらに、溝はブシュの側面に食いつき部を与え、食いつき部は取付けの際に取付け補助手段として用いることができる。また、溝を形成させるだけで種々の食いつき角度を設定することができる。したがって、たとえば傾斜面または段付き面の面倒な高コストの切削作業を省略することができる。

溝を形成させるためにいくつかの方法上の実施形態が考えられる。これらの実施形態は滑り要素の材料に異なる影響を与える。有利には、溝をエンボス加工で特に低コストの方法として形成させることができる。この場合、機械的な冷間成形により局部的な時効硬化を行なう。

有利な実施形態では、溝はフライス加工により形成させることができる。フライス加工は時効硬化可能な合金の場合特に適している。溝に沿って残っている比較的薄い細条残部も時効硬化させることができ、これにより機械的分断の際に優先的に破断される適当な基準破断部位が形成される。

択一的に、溝をレーザーノッチ加工により形成させるのが有利である。これにより組織変形によって溝に沿った局部的時効硬化を行うことができる。時効硬化により分断工程のために必要な基準破断部位が生じる。この場合、溝の領域における局部的な組織変形の際に、残りの滑り要素材料が、特に荷重される滑り面の領域の滑り要素材料が、その滑動特性に関し最適に適合させることができるので有利である。

他の構成では、溝は択一的にローリングノッチ加工により形成させることができる。この方式でも機械的な冷間成形により局部的時効硬化が行なわれる。

本発明の有利な実施形態では、材料として時効硬化可能な銅合金を使用することができる。これに関連してＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ、特にＣｕＳｎ６Ｎｉ６をベースにした銅合金を使用するのも有利である。

時効硬化可能な材料の場合、溝に沿って機械的に分断する前に、３００℃ないし４５０℃の温度と１時間ないし１９時間のプロセス時間とで時効硬化を行なうのが有利である。これにより機械的分断工程の際の所望の破断動作に関わる基準破断部位が提供される。この場合、材料選定の際に、このプロセスステップでブシュ全体が時効硬化に曝されることを考慮するのが望ましい。

本発明の他の有利な実施形態では、材料として非時効硬化可能な銅合金も使用することができる。銅合金としてＣｕ−Ｓｎ−Ｐ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓｉ、またはＣｕ−Ｓｎ、たとえばＣｕＳｎ８をベースにした合金を使用するのが有利である。

本発明の他の有利な実施形態では、鋼複合材または複合軸受材料をベースにした材料も使用することができる。

本発明の有利な構成では、溝に沿った機械的分断を低温で行うことができる。このためにはたとえば液体窒素が適している。液体窒素は機械的分断の際の破断動作にポジティブに影響する。

溝に沿って分断した後、溝によって与えられた側面のばり取りを行なうのが有利である。このため、分断された極めて薄い細条残部材料の粗さのみを低コストで滑らかにする。側面にある食いつき部を過加工する必要はない。これはバレル加工で簡単に行うことができる。

滑り軸受をコーティングするのが有利である。このため、機械的分断の前後にすでに公知のコーティング方法を使用できる。

本発明の有利な構成では、本発明による方法でロール成形された滑り軸受ブシュまたは半シェルが製造される。

図面として示す実施例のように構成することで実現した。全図において、互いに対応する部材には同一の符号を付した。

次に、本発明の実施の例を概略図を用いて詳細に説明する。

図１は、機械的分断（クラッキング）により個別化する前後の、片側が傾斜した２つのブシュ２の概略図である。材料内での溝３の深さは、該溝３により形成される細条残部に沿って機械的に分断するための基準破断部位としてこの溝３が用いられるように選定されている。これにより、個別化する際の製造プロセスで溝３の側面から食いつき部４が形成される。食いつき部４は取付けのための取付け補助手段として用いる。食いつき角度は溝３を形成する際のノッチ角度により適宜設定されている。この実施形態では屑は出ない。必要であれば、前記細条残部に沿って機械的分断することにより生じる粗さをばり取りにより滑らかにしてもよい。

図２は、溝３を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品１から分断により得られる、片側が傾斜したブシュ２の図である。この場合、分断したエッジ領域５は廃材として再利用できる。

図３は、２つの溝３を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品１と、分断により得られた、両側が傾斜したブシュ２との図である。両側の溝３により両側面にそれぞれ１つの食いつき部４が形成される。この場合、図１のように筒状ブシュ未加工品１を、多数のブシュ２が直接に隣り合って配置されているような長尺の管体から構成すれば、過剰な材料５は十分に回避できる。

図４は、溝３に沿って分断する前の筒状ブシュ未加工品１と、分断により得られた、片側が傾斜したブシュ２との図である。溝３は次の方法ステップで形成されるブシュ２の輪郭に対応して延在している。

図５の他の実施形態では、２つの溝３を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品１と、分断により得られた、両側が傾斜したブシュ２とが図示されている。両側面には対応的な食いつき部４が形成される。

機械的分断（クラッキング）による個別化前後の、片側が傾斜した２つのブシュを示す図である。 １つの溝を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品と分断により得られた片側が傾斜したブシュとを示す図である。 ２つの溝を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品と分断により得られた両側が傾斜したブシュとを示す図である。 １つの溝を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品と分断により得られた片側が段付きのブシュとを示す図である。 ２つの溝を備えた分断前の筒状ブシュ未加工品と分断により得られた両側が段付きのブシュとを示す図である。

符号の説明

１ 筒状ブシュ未加工品
２ ブシュ
３ 溝
４ 食いつき部
５ エッジ領域

Claims (11)

1. 材料として時効硬化可能な銅合金を使用した平帯材から可変幅の滑り軸受ブシュまたは軸受胴（２）を製造する方法であって、
   −ブシュ輪郭または軸受胴に沿って平帯材に溝（３）を形成するステップと、
   −平帯材をブシュ形状または軸受胴形状にロール成形または曲げ成形するステップと、
   −溝（３）に沿って機械的に分断するステップと、
   −最終的な形状を有する完成滑り軸受ブシュまたは完成軸受胴を得るステップと、
   を含んでいる方法において、溝（３）に沿って機械的に分断する前に、３００℃ないし４５０℃の温度と１時間ないし１９時間のプロセス時間とで時効硬化を行なうことを特徴とする可変幅の滑り軸受ブシュまたは軸受胴を製造する方法。
2. 前記した溝は平帯材に対し、少なくとも一部分は斜方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 溝（３）をエンボス加工により形成させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 溝（３）をフライス加工により形成させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 溝（３）をレーザーノッチ加工により形成させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 溝（３）をローリングノッチ加工により形成させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 銅合金としてＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉをベースにした合金を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 溝（３）に沿った機械的分断を低温で行なうことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. 前記した低温は液体窒素を用いることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 滑り軸受（２）をコーティングすることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
11. 請求項１から１０までのいずれか一つの方法によって製造された、ロール成形または曲げ成形した滑り軸受ブシュまたは軸受胴。

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