JPH04305411A - セラミックス製球面すべり軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス製球面す
べり軸受の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば航空機の翼の揺動部分などに、球
面すべり軸受が使用されている。従来のこの種の球面す
べり軸受としては、例えば図５ないし図７に示すような
ものがあり、その内輪、外輪ともに例えばＭ５０などの
金属素材で形成されている。

【０００３】図５ないし図７に示すすべり軸受は、いず
れも、凸状球面形の外周面２を有する内輪１と、内輪１
の外周面２とほぼ同じ曲率の凹状球面形の内周面４を有
する外輪３とを所定隙間を持つ状態にはめ合わせてなる
もので、それぞれ内輪１と外輪２とをはめ合わせるのに
、異なる工夫がされている。図５のすべり軸受では、外
輪３の内周一端側に内輪１の入れ溝５が形成されており
、図６のすべり軸受では、外輪３が二つ割りに形成され
、図７のすべり軸受では、内輪１が二つ割りに形成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のすべり軸受は、内輪、外輪を金属材料で形成している
ため、焼き付き寿命に限界がある。特に、近年において
は、航空機の高性能化に伴う飛行速度の高速化が進み、
飛行時におけるすべり軸受のすべり面が高温となるため
、そこの焼き付き対策が重要となる。また、冷却・潤滑
のための装置を用いることも考えられるが、コスト増な
どの不都合につながる。

【０００５】また、従来のすべり軸受のように、内輪と
外輪のすべり面に分離部が存在していると、その分離部
によって潤滑剤がかきとられることがあるなど条件が悪
くなっている。

【０００６】さらに、図５および図７に示すすべり軸受
のように、内輪や外輪のいずれか一方を二つ割りにした
ものでは、分割したものどうしを組み合わせても、分割
するときの切削しろによって球面部分の一部が失われて
球面部分の継ぎ目に段差ができるので、二つのものから
一つの部品を製作せねばならず、無駄である。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたもので、入れ溝を設けたり分割したりといった加工
を無くすとともに、すべり面の焼き付き発生を防止する
ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明は、次のような構成をとる。

【０００９】本発明の第１のセラミックス製球面すべり
軸受の製造方法は、凸状または凹状球面形の外周面を有
するセラミックス製の内輪を成形するとともに、それを
再収縮不可能な状態に焼結する工程と、前記内輪の外周
面とほぼ同じ曲率の凹状または凸状球面形の内周面を有
するセラミックス製の外輪を、その最小内径を前記内輪
の最大外径よりも大きい寸法として成形するとともに、
それを前記内外輪の寸法関係を維持しつつ再収縮可能な
状態に仮焼結する工程と、前記内輪と外輪とをはめ合わ
せておいて、前記内輪および外輪を、両者間に所定隙間
が残るように焼結する工程とを備えていることに特徴を
有する。

【００１０】本発明の第２のセラミックス製球面すべり
軸受の製造方法は、凸状または凹状球面形の外周面を有
するセラミックス製の内輪を成形するとともに、それを
再収縮不可能な状態に焼結する工程と、前記内輪の外周
面に自己潤滑性を有する潤滑膜を被覆する工程と、前記
内輪の外周面とほぼ同じ曲率の凹状または凸状球面形の
内周面を有するセラミックス製の外輪を、その最小内径
を前記内輪の最大外径よりも大きい寸法として成形する
とともに、それを前記内外輪の寸法関係を維持しつつ再
収縮可能な状態に仮焼結する工程と、前記内輪と外輪と
をはめ合わせておいて、前記両者を隙間無し状態に焼結
する工程とを備えていることに特徴を有する。

【００１１】本発明の第３のセラミックス製球面すべり
軸受の製造方法は、凹状または凸状球面形の内周面を有
するセラミックス製の外輪を成形するとともに、それを
再収縮可能な状態に仮焼結する工程と、この外輪を成形
型としてその内周部にセラミックス粉体を充填して、凸
状または凹状球面形の外周面を有する内輪を成形する工
程と、前記外輪および内輪を、両者間に所定隙間が残る
ように焼結する工程とを備えていることに特徴を有する
。

【００１２】本発明の第４のセラミックス製球面すべり
軸受の製造方法は、凸状または凹状球面形の外周面を有
するセラミックス製の内輪を成形する工程と、この内輪
を外輪型の内部に入れ、その内輪外周と外輪型内周との
間にセラミックス粉体を充填して、凹状または凸状球面
形の内周面を有する外輪を成形する工程と、前記内輪お
よび外輪を、両者間に所定隙間が残るように焼結する工
程とを備えていることに特徴を有する。

【００１３】

【作用】要するに、本発明は、内輪、外輪の素材をセラ
ミックスとし、セラミックスの焼結時の収縮を利用して
、内輪、外輪の製作時に両者を組み合わせるようにして
いる。セラミックスであれば、すべり接触部分が高温化
しても、そこの焼き付きが起こらずに済む。そして、組
み合わせ後に焼結収縮を行うから、内輪、外輪に入れ溝
を設けたり、二つ分りとしたりせずに済む。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１５】図１（ａ）ないし（ｃ）に本発明の第１実
施例を示している。図１（ｃ）では、完成したセラミッ
クス製球面すべり軸受を示しており、凸状球面形の外周
面１１を有する内輪１０と、内輪１０の外周面１１とほ
ぼ同じ曲率の凹状球面形の内周面２１を有する外輪２０
とが所定隙間を持つ状態にはめ合わされている。

【００１６】このようなすべり軸受の内輪１０や外輪２
０をセラミックスで製作する場合、セラミックス粉体（
窒化ケイ素）に稀土類元素を焼結助剤として混合したも
のを用いて、まず、所定形状に成形し、その後、この成
形品を、ＨＰ（ホット・プレス）、ＨＩＰ（ホット・ア
イソスタテック・プレス）、ＣＩＰ（コールド・アイソ
スタテック・プレス）と称する方式により焼結する。

【００１７】次に、図１（ｃ）に示すセラミックス製球
面すべり軸受の製造方法を具体的に説明する。まず、図
１（ａ）に示すように、内輪１０を成形、焼結して完成
させる。そして、外輪２０を成形のみにより製作する。 このとき、外輪２０の最小内径Ｈ１が内輪１０の最大外
径Ｈ２よりも僅かに大きくなるように成形する。この後
、図１（ｂ）に示すように、内輪１０と外輪２０とをは
め合わせ、そのまま焼結する。この焼結によっては、外
輪２０は所定の割合で収縮するものの、内輪１０につい
てはほとんど収縮せず、図１（ｃ）に示すように、内輪
１０の外周面１１と外輪２０の内周面２１との間には適
度な隙間が設けられる。この隙間については、外輪２０
の収縮割合により調整することができる。また、セラミ
ックス成形品の収縮量は、比重を計れば容易に把握でき
、ベースとする素材や助剤の混合比によって適宜調整で
きる。

【００１８】図２（ａ）ないし（ｄ）に本発明の第２実
施例を示している。この実施例において上記第１実施例
と異なる点は、成形、焼結した完成品である内輪１０の
外周面１１に対して、グラファイトなどの自己潤滑性を
有する潤滑膜３０を被覆する工程を増やしていることで
ある。つまり、この潤滑膜３０を被覆した内輪１０と成
形品である外輪２０とを図２（ｃ）に示すように、はめ
合わせて焼結する。この焼結後に、内輪１０と外輪２０
とが隙間なく密着していても、内輪１０と外輪２０とを
相対的に回動させれば両者が分離され適度な隙間が生じ
るようになるので問題ない。このように隙間の管理を省
けば、製作がより容易となる。

【００１９】図３（ａ）ないし（ｃ）に本発明の第３実
施例を示している。まず、図３（ａ）に示すように、外
輪２０を成形するとともに、それを再収縮可能な状態に
仮焼結する。図３（ｂ）に示すように、前記の外輪２０
を内輪の成形型としてその内周部にセラミックス粉体を
充填して、内輪１０を成形する。このように一体となっ
た外輪２０および内輪１０を、両者間に所定隙間が残る
ように焼結する。この場合、外輪２０は仮焼結している
が、内輪１０は成形のみで焼結していないので、両者同
時に同じ条件で焼結しても、両者の収縮量は異なる。こ
の収縮量の違いにより、内輪１０と外輪２０との間の隙
間を管理するようにしてもよいし、上述したように材料
の混合比で管理してもよい。

【００２０】図４に本発明の第４実施例を示している。 まず、内輪１０を成形し、図４に示すように、この内輪
１０の中心軸孔に軸型４０を挿入するとともに、この内
輪１０を外輪型４１の孔部４２に収納する。この外輪型
４１の孔部４２と内輪１０との間の空間にセラミックス
粉体を充填し、外輪２０を成形する。こうしてから外輪
型４１および軸型４０を取り外して、内輪１０と外輪２
０が一体となったものを焼結する。このとき、収縮量が
異なる粉体を使用して内輪１０の収縮量を外輪２０より
も僅かに大きく設定すれば、内輪１０と外輪２０との間
の隙間を適度に管理することができる。

【００２１】ところで、上記各実施例の製造方法によっ
て得た球面すべり軸受において、内輪１０の内周面およ
び外輪２０の外周面は必要に応じて研磨される。

【００２２】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ない。例えば、第１実施例において、外輪２０とはめ合
わせる前の内輪１０は仮焼結した状態でも、成形しただ
けの状態にしていてもよい。また、第３実施例において
、内輪１０の成形型とする外輪２０は成形しただけの状
態にしていてもよい。第４実施例において、外輪型に入
れる内輪１０は成形、焼結した完成品の状態にしていて
もよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外輪、内輪の素材をセラミックスとし、セラミックスの
焼結時の収縮を利用して、外輪、内輪の製作時に両者を
組み合わせるようにしたから、従来の金属からなるもの
のような焼き付きが起こらなくなり、また、従来のもの
のように入れ溝を形成したり分割構造としたりする必要
がなくなる。したがって、例えば航空機の翼部分に使用
すれば、操作性の向上につながるとともに、冷却・潤滑
のための装置を別に設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の製造過程を示す工程図で
ある。

【図２】本発明の第２実施例の製造過程を示す工程図で
ある。

【図３】本発明の第３実施例の製造過程を示す工程図で
ある。

【図４】本発明の第４実施例の製造過程を示す工程図で
ある。

【図５】第１の従来例の球面すべり軸受を示す半断面の
斜視図である。

【図６】第２の従来例の球面すべり軸受を示す半断面の
斜視図である。

【図７】第３の従来例の球面すべり軸受を示す半断面の
斜視図である。

【符号の説明】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凸状または凹状球面形の外周面を有するセ
   ラミックス製の内輪を成形するとともに、それを再収縮
   不可能な状態に焼結する工程と、前記内輪の外周面とほ
   ぼ同じ曲率の凹状または凸状球面形の内周面を有するセ
   ラミックス製の外輪を、その最小内径を前記内輪の最大
   外径よりも大きい寸法として成形するとともに、それを
   前記内外輪の寸法関係を維持しつつ再収縮可能な状態に
   仮焼結する工程と、前記内輪と外輪とをはめ合わせてお
   いて、前記内輪および外輪を、両者間に所定隙間が残る
   ように焼結する工程と、を備えていることを特徴とする
   セラミックス製球面すべり軸受の製造方法。
2. 【請求項２】凸状または凹状球面形の外周面を有するセ
   ラミックス製の内輪を成形するとともに、それを再収縮
   不可能な状態に焼結する工程と、前記内輪の外周面に自
   己潤滑性を有する潤滑膜を被覆する工程と、前記内輪の
   外周面とほぼ同じ曲率の凹状または凸状球面形の内周面
   を有するセラミックス製の外輪を、その最小内径を前記
   内輪の最大外径よりも大きい寸法として成形するととも
   に、それを前記内外輪の寸法関係を維持しつつ再収縮可
   能な状態に仮焼結する工程と、前記内輪と外輪とをはめ
   合わせておいて、前記両者を隙間無し状態に焼結する工
   程と、を備えていることを特徴とするセラミックス製球
   面すべり軸受の製造方法。
3. 【請求項３】凹状または凸状球面形の内周面を有するセ
   ラミックス製の外輪を成形するとともに、それを再収縮
   可能な状態に仮焼結する工程と、この外輪を成形型とし
   てその内周部にセラミックス粉体を充填して、凸状また
   は凹状球面形の外周面を有する内輪を成形する工程と、
   前記外輪および内輪を、両者間に所定隙間が残るように
   焼結する工程と、を備えていることを特徴とするセラミ
   ックス製球面すべり軸受の製造方法。
4. 【請求項４】凸状または凹状球面形の外周面を有するセ
   ラミックス製の内輪を成形する工程と、この内輪を外輪
   型の内部に入れ、その内輪外周と外輪型内周との間にセ
   ラミックス粉体を充填して、凹状または凸状球面形の内
   周面を有する外輪を成形する工程と、前記内輪および外
   輪を、両者間に所定隙間が残るように焼結する工程と、
   を備えていることを特徴とするセラミックス製球面すべ
   り軸受の製造方法。