JP5012829B2

JP5012829B2 - ブッシュ軸受

Info

Publication number: JP5012829B2
Application number: JP2009026811A
Authority: JP
Inventors: 幸八辻; 勇蔵蒔苗; 薫梶原
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP2009138945A

Description

本発明は、軸を回転自在に支持するためのブッシュ軸受、特に、外周面でハウジングに固着されて内周面で軸を回転自在に支持するためのブッシュ軸受に関する。

滑り軸受としてのブッシュ軸受は、転がり軸受と比較して、低価格である上に音の発生が少なく低音性に優れているという利点を有しており、斯かる利点から自動車のコンプレッサ等を含む多くの分野で利用されている。

ブッシュ軸受は、通常、ハウジングの孔に圧入されてその外周面で当該ハウジングに固着されて、その内周面で軸を回転自在に支持するようになっているが、ハウジングの孔への圧入を容易にするために、ブッシュ軸受の端面側の外周面にはテーパー面が形成される。

ところで、斯かるテーパー面を形成するために、単に、ブッシュ軸受の端面側の外周面に切削工具（バイト）を当てて削り取るだけでは、当該外周面に微小のバリが生じることになり、このバリがブッシュ軸受のハウジングの孔への圧入に際して脱落して、屑（例えば金属粉屑）としてハウジングの孔内に残存して、この屑がブッシュ軸受の内周面と軸との間に侵入して、滑らかな軸の回転を確保できなくなる虞がある。また、特に、アルミ製のハウジングにおいては、ブッシュ軸受のハウジングの孔への圧入に際して孔を規定するハウジングの内周面がバリによって削られてアルミ切粉が生じ、このてアルミ切削粉がブッシュ軸受の内周面と軸との間に侵入して、滑らかな軸の回転を確保できなくなる虞もある。

更にまた、形成されたテーパー面でもってブッシュ軸受の端面側の肉厚が極端に薄くなると、ハウジングの孔への圧入においてブッシュ軸受の端面側が容易に変形して、ブッシュ軸受の内周面の真円度が保証されなくなる一方、これを回避すべく、ブッシュ軸受の端面側の肉厚が厚くなるようにテーパー面を形成すると、ハウジングの孔への圧入前のハウジングの孔に対するブッシュ軸受の位置合わせ固定が困難となる上に、ハウジングの孔への圧入においてテーパー面による案内作用が殆どなくなって、ブッシュ軸受の端面側を押し潰したり、ハウジングの孔の開口端を不必要に拡径したりする虞がある。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ハウジングの孔への圧入に際して屑（例えば金属粉屑、特にアルミ切粉）の発生がない上に、圧入する孔の開口端等を潰すことなしに圧入を容易に行い得ると共に、圧入後においても内周面の真円度を確保できるブッシュ軸受を提供することにある。

本発明の第一の態様のブッシュ軸受は、内周面が滑り面となっている円筒状のブッシュ軸受であって、ここで、ブッシュ軸受の外周面は、円筒面と、この円筒面とブッシュ軸受の軸方向の少なくとも一方の環状の端面との間に介在していると共にプレス成形により形成されたテーパー面とを有しており、ブッシュ軸受の円筒面での半径ｒ１と一方の環状の端面の外周縁の半径ｒ２との差δ（＝ｒ１−ｒ２）は、ブッシュ軸受の円筒面での肉厚をｔとすると、０．１ｔ以上であって０．３ｔ以下の範囲にある。

第一の態様のブッシュ軸受によれば、テーパー面がプレス成形により形成されてなるために、外周面にバリが生じないために、ハウジングの孔への圧入に際しても屑（例えば金属粉屑、特にアルミ切粉）の発生がなく、しかも、差δが０．１ｔ以上であるために、ハウジングの孔径に対して小径な環状の端面の外周縁を確保できる結果、ハウジングの孔への圧入前のハウジングの孔に対する位置合わせを確実に行い得ると共に、ハウジングの孔への圧入においてテーパー面による案内作用を確保でき、また、差δが０．３ｔ以下であるために、環状の端面の肉厚を、ハウジングの孔への圧入において端面側の変形が生じない程度に、確保できる結果、内周面の真円度を圧入後においても保証できることになる。

本発明のブッシュ軸受において、肉厚ｔとしては、特に限定されないが、好ましい例として、０．５ｍｍから５．０ｍｍの肉厚ｔを、より好ましい例として、１．０ｍｍから３．０ｍｍの肉厚ｔを挙げることができる。

本発明の第二の態様のブッシュ軸受では、第一の態様のブッシュ軸受において、テーパー面は、一方の環状の端面から連続して軸方向に伸びており、円筒面は、テーパー面から連続して軸方向であってブッシュ軸受の軸方向の他方の端面に向かって伸びている。

本発明のブッシュ軸受は、無端円筒状のもの（突き合わせ面のないブッシュ軸受）であってもよいが、好ましくはその第三の態様のように、ブッシュ軸受は、一方の面に滑り面を有する板を、滑り面が内周側に位置するようにして、円筒状に巻いてなる巻きブッシュ軸受からなる。

本発明の第四の態様のブッシュ軸受では、第三の態様のブッシュ軸受において、板は、銅で被覆された裏金と、この裏金の一方の面における銅の被覆層に一体に被着された多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層の一方の面に形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層とを具備した複層板からなり、巻きブッシュ軸受は、複層板を、滑り層が内周側に位置するようにして、円筒状に巻いてなる。

裏金を被覆する銅の被覆層の厚みは、好ましくは１μｍから１０μｍ、より好ましくは３μｍから５μｍであって、斯かる被覆層は、裏金に対する鍍金処理により形成されるとよい。

裏金に用いる鋼板としては、板厚０．３ｍｍから３．０ｍｍ、好ましくは板厚０．６ｍｍから１．８ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ：ＪＩＳＧ４１４１）、一般構造用圧延鋼板（ＳＳ：ＪＩＳＧ３１０１）等を使用することができる。

多孔質焼結金属層を形成する金属粉末としては、その金属自体、摩擦摩耗特性に優れた青銅、鉛青銅あるいはリン青銅などの、概ね１００メッシュを通過する銅合金粉末が用いられるが、目的に応じては銅合金以外の、例えばアルミニウム合金、鉄などの粉末も使用し得、この金属粉末の粒子形態は、塊状、球状又は不規則形状のものを使用し得、この多孔質焼結金属層の厚さは、概ね０．１５〜０．４ｍｍ、就中０．２〜０．３ｍｍであることが好ましく、多孔度は概ね１０容積％以上、就中１５〜４０容積％であることが好ましい。

滑り層の形成材料としての自己潤滑性及び耐摩耗性を有する合成樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、鉛若しくはポリイミド樹脂などの充填材を含むポリテトラフルオロエチレン樹脂又はポリアセタール樹脂若しくは潤滑油剤を含有する含油ポリアセタール樹脂等を好ましい例として挙げることができる。

本発明の第五の態様のブッシュ軸受では、第四の態様のブッシュ軸受において、テーパー面は、銅の被覆層の露出面からなる。

本発明の第六の態様のブッシュ軸受では、第一から第五のいずれかの態様のブッシュ軸受において、テーパー面は、平坦又は外側に凸となるように、円筒面と一方の環状の端面との間において軸方向に伸びている。

本発明の第七の態様のブッシュ軸受では、第一から第六のいずれかの態様のブッシュ軸受において、テーパー面と円筒面との間には、滑らかな円弧面が介在しており、斯かる滑らかな円弧面は、好ましくは本発明の第八の態様のブッシュ軸受のように、０．１ｍｍ以上であって１．０ｍｍ以下の曲率半径を有している。

本発明の第九の態様のブッシュ軸受では、第一から第八のいずれかの態様のブッシュ軸受において、テーパー面と一方の環状の端面との間には、滑らかな円弧面が介在しており、斯かる滑らかな円弧面は、好ましくは本発明の第十の態様のブッシュ軸受のように、０．１ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下の曲率半径を有している。

本発明の第十一の態様のブッシュ軸受では、第一から第十のいずれかの態様のブッシュ軸受において、テーパー面と軸心線との交差角θは、１５°以上であって２５°以下である。

本発明におけるテーパー面は、上述の通りプレス成形により形成されたものであるが、プレス成形において、好ましくは本発明の第十二の態様のブッシュ軸受のように、ロール成形により形成されたものである。

本発明においては、ブッシュ軸受の外周面は、円筒面とブッシュ軸受の軸方向の少なくとも一方の環状の端面との間に介在しているテーパー面を具備していればよいのであるが、好ましくは斯かるテーパー面に加えて本発明の第十三の態様のブッシュ軸受のように、円筒面とブッシュ軸受の軸方向の他方の環状の端面との間に介在した他のテーパー面を更に有している。

他のテーパー面は、本発明の第十四から第二十二の態様のブッシュ軸受のように、上記のテーパー面と同様に構成されているとよい。

本発明によれば、ハウジングの孔への圧入に際して屑（例えば金属粉屑、特にアルミ切粉）の発生がない上に、圧入する孔の開口端等を潰すことなしに圧入を容易に行い得ると共に、圧入後においても内周面の真円度を確保できるブッシュ軸受を提供することができる。

本発明の好ましい実施の形態の一例の斜視図である。図１に示す例の断面図である。図１に示す例の一部拡大断面説明図である。図１に示す例の製造方法の説明図である。図１に示す例の製造方法の説明図である。図１に示す例の使用例の説明図である。

次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。

図１から図３において、本例の円筒状のブッシュ軸受１は、滑り面となっている円筒状の内周面２と、外周面３とを具備して、互いに突き合わせ面４で突き合わされた巻きブッシュ軸受からなっている。

外周面３は、円筒面１１と、円筒面１１と軸方向Ｘの一方の環状の端面１２との間に介在していると共にプレス成形により、本例ではプレス成形のうちのロール成形により形成されたテーパー面１３と、テーパー面１３と円筒面１１との間に介在した滑らかな円弧面１４と、テーパー面１３と端面１２との間に介在した滑らかな円弧面１５と、円筒面１１と軸方向Ｘの他方の環状の端面１６との間に介在していると共にプレス成形により、本例ではプレス成形のうちのロール成形により形成されたテーパー面１７と、テーパー面１７と円筒面１１との間に介在した滑らかな円弧面１８と、テーパー面１７と端面１６との間に介在した滑らかな円弧面１９とを具備している。

テーパー面１７、円弧面１８及び円弧面１９の夫々は、テーパー面１３、円弧面１４及び円弧面１５の夫々と同様に構成されているので、以下、テーパー面１３、円弧面１４及び円弧面１５側について詳細に説明し、テーパー面１７、円弧面１８及び円弧面１９側についての説明を省略する。

円筒面１１と端面１２との間において軸方向Ｘに傾斜して伸びていると共に銅の被覆層３１の露出面からなるテーパー面１３は、平坦又は曲率半径Ｒ１をもって外側に凸となるように、円弧面１５を介して端面１２から連続して軸方向Ｘに伸びており、円筒面１１は、円弧面１４を介してテーパー面１３から連続して軸方向Ｘであって軸方向Ｘの端面１６に向かって且つ軸方向Ｘと平行に伸びている。

テーパー面１３と円筒面１１との間に介在している滑らかな円弧面１４は、０．１ｍｍ以上であって１．０ｍｍ以下の曲率半径Ｒ２を有しており、テーパー面１３と端面１２との間に介在している滑らかな円弧面１５は、０．１ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下の曲率半径Ｒ３を有しており、テーパー面１３と軸心線２０との交差角θは、１５°以上であって２５°以下である。

ブッシュ軸受１の円筒面１１での半径ｒ１と端面１２の外周縁３２の半径ｒ２との差δ（＝ｒ１−ｒ２）は、ブッシュ軸受１の円筒面１１での肉厚をｔとすると、０．１ｔ以上であって０．３ｔ以下の範囲にある。

ブッシュ軸受１は、次のようにして製造するとよい。即ち、図４及び図５に示すような円筒面５１を有したプレスローラ５２と、外周面３と相補的な形状の環状凹所面５３を有したプレスローラ５４とを準備して、プレスローラ５２の円筒面５１とプレスローラ５４の環状凹所面５３とで形成される空間５５に、被覆層３１となる銅で被覆された裏金６１と、裏金６１の一方の面６２における銅の被覆層３１に一体に被着された多孔質焼結金属層６３と、多孔質焼結金属層６３に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層６３の一方の面に形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層６４とを具備した複層板からなる帯状の板６５を挿入して、斯かる板６５を回転するプレスローラ５２及び５４でロール成形して、テーパー面１３及び１７並びに円弧面１４、１５、１８及び１９に相当する面を板６５の一方の面６６に形成し、その後、斯かる複層板からなると共に一方の面に滑り層６４の露出面からなる滑り面６７を有する一方、他方の面に被覆層３１の露出面からなる面６６を有した板６５を適宜の長さをもって切断して短冊状の板６５を形成し、こうして得た短冊状の板６５を、滑り面６７が内周側に位置するようにして、円筒状に巻き、この巻回後、必要に応じてアップセットを施して円筒形状を整えて、図１から図３に示す巻きブッシュ軸受１を得る。

ブッシュ軸受１によれば、テーパー面１３がロール成形により形成されてなるために、外周面３にバリが生じない結果、図６に示すような例えば自動車のコンプレッサのアルミ製のハウジング７１の孔７２への圧入に際してもバリに起因する被覆層３１の銅粉屑の発生がない上に、孔７２を規定するハウジング７１の内周面７３をバリによって削ることがなのでアルミ切粉の発生もなく、しかも、差δが０．１ｔ以上であるために、ハウジング７１の孔径ｒ３に対して小径（＝２・ｒ２）な環状の端面１２の外周縁３２を確保できる結果、ハウジング７１の孔７２への圧入前のハウジング７１の孔７２に対する位置合わせを確実に行い得ると共に、ハウジング７１の孔７２への圧入においてテーパー面１３による案内作用を確保でき、また、差δが０．３ｔ以下であるために、端面１２の肉厚（径方向の幅）を、ハウジング７１の孔７２への圧入において端面１２側の変形が生じない程度に、確保できる結果、内周面２の真円度を締代をもった圧入後においても保証できることになる。

１ブッシュ軸受
２内周面
３外周面
１１円筒面
１２端面
１３テーパー面

Claims

一方の面に滑り面を有すると共に銅の被覆層を有した板を滑り面が内周側に位置するようにして円筒状に巻いてなり、内周面が滑り面となっている円筒状の巻きブッシュ軸受であって、ブッシュ軸受の外周面は、円筒面と、この円筒面とブッシュ軸受の軸方向の少なくとも一方の環状の端面との間に介在していると共にプレス成形により形成されたテーパー面とを有しており、ブッシュ軸受の円筒面での半径ｒ１と一方の環状の端面の外周縁の半径ｒ２との差δ（＝ｒ１−ｒ２）は、ブッシュ軸受の円筒面での肉厚をｔとすると、０．１ｔ以上であって０．３ｔ以下の範囲にあり、テーパー面は、平坦又は外側に凸となるように、円筒面と一方の環状の端面との間において一方の環状の端面から連続して軸方向に伸びていると共に銅の被覆層の露出面からなっており、円筒面は、テーパー面から連続して軸方向であってブッシュ軸受の軸方向の他方の端面に向かって伸びているブッシュ軸受。
円筒面を有したプレスローラと、環状凹所面を有したプレスローラとを準備して、両プレスローラの円筒面と環状凹所面とで形成される空間に、銅の被覆層で被覆された裏金、この裏金の一方の面における銅の被覆層に一体に被着された多孔質焼結金属層及びこの多孔質焼結金属層に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層の一方の面に形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層を具備した複層板からなる帯状の板を挿入して、この帯状の板を回転する両プレスローラでロール成形して、銅の被覆層の露出面からなるテーパー面を帯状の板の一方の面に形成し、このテーパ面が形成された帯状の板を切断して短冊状の板を形成し、この短冊状の板を、滑り面が内周側に位置するようにして円筒状に巻き、この巻回後、アップセットを施して円筒形状を整えて、円筒面及びこの円筒面と軸方向の少なくとも一方の環状の端面との間に介在していると共に銅の被覆層の露出面からなるテーパー面を有していると共に円筒面での半径ｒ１と一方の環状の端面の外周縁の半径ｒ２との差δ（＝ｒ１−ｒ２）が円筒面での肉厚をｔとすると、０．１ｔ以上であって０．３ｔ以下の範囲にある巻きブッシュ軸受を製造する方法。