JPH10122240A - 内径中間空洞状軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内径中間部が内挿された軸材との間において
潤滑油などによる影響を受けることの少ない好ましい径
差を確保した空洞状軸受機構を形成すると共に軸受材に
おける径寸法、同軸度および軸受摺動面幅などの精度を
高め、しかも軸受ハウジングに対する設定を容易化する
ことができると共に近時における内径の小径化した軸受
に関しても製作の容易且つ的確な内径中間部空洞状軸受
を提供する。 【構成】 内径中間部が大径化されて軸材に接摺しない
空洞状部２とされ、該空洞状部２の両端側に夫々軸材接
摺部３を形成した圧粉成形焼結多孔組織体であって、該
圧粉成形焼結多孔組織体の外周面がストレート面６とさ
れ、しかも前記空洞状部２を素材肌状態として前記軸材
接摺部３に接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内径中間部空洞状軸受に
係り、内径中間部が内挿された軸材との間において潤滑
油などによる影響を受けることの少ない好ましい径差を
確保した空洞状軸受機構を形成すると共に軸受材におけ
る径寸法、同軸度および軸受摺動面幅などの精度を高
め、しかも軸受ハウジングに対する設定を容易化するこ
とができると共に近時における内径の小径化した軸受に
関しても製作の容易且つ的確な内径中間部空洞状軸受を
提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】回転軸の軸受を的確化するためにはそれ
なりに長い範囲に亘って回転軸を支承することが好まし
いが、このために図４に示すように径よりも大きい長さ
をもった長大軸受１１を軸１０に対して適用すると長い
軸受面積に比例して摺動摩擦抵抗が増大し、回転駆動力
の摩擦抵抗によるロスが大である。また成程成形製作の
容易な圧粉成形焼結金属体であるとしても長大軸受は原
料粉末の金型への充填性が悪いためその製作が容易でな
い。

【０００３】そこで回転軸１０の一端側を図５に示すよ
うにハウジング５に用いられた複数の短小軸受１２，１
２で支承することが考えられ、このようにすると各軸受
１２は短小なものでよいことになり、製作も容易とな
る。然しこの場合においては軸受１２，１２において同
軸度を得ることが非常に困難であって適正な同軸度が得
られないものは軸受け機能において甚だしく劣ったもの
となり、また適正な同軸精度をもった設定をなすための
工数が非常に大きいこととなる。

【０００４】上記したような図４および図５によるもの
の不利を避けるべく図６に示すように焼結金属多孔質筒
体３０の中間部内側を穿削工具によって空洞状の穿削加
工部３１を形成して両端部に軸材１０に対する接摺部を
形成することが考えられ、このような穿削加工部３１に
より軸材１０が回転した場合における摩擦抵抗を大幅に
低減し得る。

【０００５】また特開昭５８−８４２２２においては、
段差形状の型孔を持つ上型および下型と下型の型孔中心
を貫通するサイジングコアとを備える金型を用い、筒状
焼結体の内径面、上下両端面および外径両端部を拘束し
た状態で軸方向に圧縮してその外径中央部を膨出せし
め、それに伴う塑性流動により内径中央部を拡張させる
ことを特徴とする機械加工によらない逃げを有する焼結
含油軸受の製造法が提案されている。

【０００６】更に本発明者側においても特開平２−８３
０２において、図７に示すような構成を提案している。
即ち、回転軸１０に対し軸受１３の内外端部に形成され
た接摺部１４，１５で接合支持するようにしたもので、
その製造は図８（Ａ）のように上下パンチ１６，１７を
有すると共に下パンチ１７に段つきコア１８を挿入セッ
トしたダイ１９内に原料粉体２０を装入して圧粉成形し
てからサイジング工程に移してサイジングするものであ
る。

【０００７】即ち、内孔２３に段部２２の形成された圧
粉成形体２１は焼結されてから図８（Ｂ）のようなコア
２４を有する下パンチ２５とコア２６を有する上パンチ
２７をもったサイジングダイ２８によってサイジング処
理する。つまり中間に段部２８ａを形成したサイジング
ダイ２８に圧粉成形体２１を図８（Ｃ）のように圧入サ
イジングし、外径がストレートである圧粉成形体２１の
下部を前記段部２８ａで絞り込み、上パンチ２７のコア
２６に対し下端側を縮径した同図（Ｄ）のような接摺部
２９となし、上下に回転軸１０に対する接摺部２９，２
９ａをもった完成軸受体３０を得るものである。

【０００８】また特開平２−１０７７０５においては、
サイジングコア成形域の中間部に大径部分を形成したも
のによって内孔中間部に拡径域を形成し、サイジング体
のスプリングバックによって抜き取ることが提案されて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記した図６のものは
軸材１０に対する接摺部が少くて摩擦抵抗を大幅に低減
し得るし、ハウジングに対する取付けについても従来一
般のものと同様であるが、その穿削加工部３１の形成に
当っては圧粉成形焼結によるものより著しく莫大な工数
を必要とし、必然的に相当に高価なものとならざるを得
ない。

【００１０】特開昭５８−８４２２２によるものにおい
ては穿削加工することなしに目的の製品を得ることがで
き、また含油軸受として給油操作する必要はないが、軸
方向圧縮によって外径中央部に膨出部分が形成されるこ
とが基本であって、それに伴う内径中央部の拡張による
逃げは必然的に限定されたものとなる。しかも機器ハウ
ジングに設定した場合には前記した外径中央部の膨出部
分によってハウジングとの間に空隙が発生せざるを得
ず、ハウジングに対する取付けが困難で安定しない不利
がある。

【００１１】更に前記した特開平２−８３０２によるも
のは焼結軸受材の内径中間部に非接触部をもった製品と
して的確に得ることができ、回転軸の回転時における摺
動摩擦抵抗が少く、しかも同軸度を持った軸受部を形成
し得るが、軸受体３０の長さ方向における外径が異って
いるのでハウジングにセットした場合に空隙を残すこと
となり、やはりその設定状態が安定しない不利がある。
また軸の回転により発生する油圧が外径空隙部に逃げる
ため油膜厚さが薄くなり金属接触になり易い。

【００１２】前記した特開平２−１０７７０５のものに
おいてはその内孔中間部の大径域は図示表現上は大径状
となるとしても実際の径差は１０μm 以下であって、特
に近時においてはコンピュータ機器やポケットベルなど
の軸受材は内径が２mm以下であり、一方サイジング時に
おいて金型から引出されたものは内外径の何れにおいて
も金型寸法より＋0.１〜＋0.２％程度大径化することを
利用してスプリングバックで抜き取る前記技術では内径
３mm以上でないと抜き取り得ないこととなって採用でき
ない。しかも内孔中間部大径域における大径化量が１０
μm 以下のような場合には回転軸の回転時に滲出した潤
滑油が軸受と回転軸との間における粘着剤として作用す
るので円滑な回転作用が阻害される。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術によるものの不利、欠点を解消することについ
て検討を重ね、量産的且つ低コストに得ることができる
と共に含油軸受として給油を必要としない軸受けにおい
て、ハウジングとの間に空隙を実質的に残すことのない
設定を得しめて安定な取付状態を形成し、しかも軸材と
の間において潤滑油に滲出条件下においても回転軸材と
の間に有効な間隙を確保して充分な摩擦抵抗の低減を図
り、寸法的にも正確な軸受を得ることに成功したもので
あって、以下の如くである。

【００１４】（１） 内径中間部が大径化されて軸材に
接摺しない空洞状部とされ、該空洞状部の両端側に夫々
軸材接摺部を形成した圧粉成形焼結多孔組織体であっ
て、該圧粉成形焼結多孔組織体の外周面がストレート状
とされ、しかも前記空洞状部を素材肌状態として前記軸
材接摺部に接続されたことを特徴とする内径中間空洞状
軸受。

【００１５】（２） 一端側軸材接摺部が圧粉成形焼結
多孔組織であり、他端側軸材接摺部が絞り込み圧粉成形
焼結多孔組織であることを特徴とした前記（１）項に記
載の内径中間空洞状軸受。

【００１６】

【作用】内径中間部が大径化されて軸材に接摺しない空
洞状部とされ、該空洞状部の両端側に夫々軸材接摺部を
形成した圧粉成形焼結多孔組織体であって、該圧粉成形
焼結多孔組織体の外周面をストレート状とされたことに
より機器などのハウジングにおける取付け状態において
軸受との間に空隙を残すことがなく、安定した取付けを
得しめ、また取扱い上において方向性を考慮する必要が
なく、ハウジングにおいて軸受取付けのための特別な加
工を必要としない。

【００１７】空洞状部を素材肌状態として軸材接摺部に
接続されたことにより圧粉成形とサイジング時における
絞り込み成形とを併用して空洞状部を適切に成形するこ
とができ、圧粉成形後の段つきコアの抜取りを容易とし
て比較的大径の空洞状部を確実に形成せしめ、しかもサ
イジング時における絞り込み成形を的確に図って挿着軸
材との間に適切な間隙を形成し、滲出潤滑剤による影響
を受けない軸受関係を構成する。また上記のように空洞
状部が素材肌状態であることにより軸受時における潤滑
剤の滲出ないし吸収を円滑ならしめる。

【００１８】一端側軸材接摺部が圧粉成形焼結多孔組織
であり、他端側軸材接摺部が絞り込み圧粉成形焼結多孔
組織であることによりそれらの軸材接摺部周辺における
潤滑剤の滲出、吸収を良好とする。

【００１９】

【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施態様を添付図面に示すものについて説明すると、本
発明による軸受１は図１に示すように中間に軸材１０に
接摺することのない空洞状部２が軸材１０との間に適当
な間隙を採って形成され、その両端側に軸材接摺部３，
４が形成されており、軸受１の外面は長さ方向において
凹凸のないストレート面６とされて、ハウジング５に装
着設定されるものである。

【００２０】上記した本発明軸受の製造過程を段階的に
示しているのが図２であって、上部を大径部７ａとな
し、下部にガイドコア１７ａを有する下パンチ１７を設
けたダイ７に金属粉末９を充填し、段つきコア１８を有
する上パンチ１６を図２における（Ｂ）のように圧下し
て大径部７ａにおいて段部８ａの形成された圧粉成形に
よる中間成形体８を得しめる。即ち中間成形体８には径
1.０３〜1.３mmの大径内孔８ｂと径1.００mmの小径内孔
８ｃとが形成されている。

【００２１】上記のようにして得られた中間成形体８は
図２の（Ｃ）のようにサイジングされるが、このサイジ
ングに関しては本発明によって外周面をストレート状と
されたものはその方向を特定することなしにサイジング
処理を実施できる。即ち前記した図７および図８に示し
た従来技術によるものでは図８の（Ｂ）（Ｃ）によるサ
イジング処理に関して圧粉成形体２１は特定の方向を採
ってセットされることが必要であり、これを誤ると目的
の図８（Ｄ）に示すような両端部をそれぞれ軸材接摺部
２９、２９ａとした製品を得ることができないのに対
し、本発明においては何れの方向を採ってサイジングし
ても適切な製品を得ることができる。

【００２２】つまり、本発明によるサイジング処理を具
体的に示しているのが図２と図３であって、図２のもの
は上記のようにして得られた中間成形体８は図２の
（Ｃ）のようにサイジングダイ７ｂにおける下パンチ１
７ｂ上に反転してセットされ、下パンチ１７ｂのガイド
コア１７ｃによって位置決めされた状態でコア１６ｃに
案内されたサイジング上パンチ１６ｂの圧下を受け、外
面段部８ａがダイ７ｂのガイド面７ｃに案内されてダイ
７ｂに圧入矯正される。

【００２３】これに対し図３のものにおいては図２と同
様に図３の（Ａ）（Ｂ）で得られた圧粉成形体８が、図
３の（Ｃ）のように同図（Ｂ）で得られたものと同じ方
向、即ち上下関係を採ってセットされ、下パンチ１７ｂ
のガイドコア１７ｃによって位置決めされた状態で、図
２のものと同様にコア１６ｃに案内されたサイジング上
パンチ１６ｂの圧下を受けることにより、段部８ａがガ
イド面７ｃに案内されて絞り込まれ、図３（Ｄ）のよう
にダイ７ｂに圧入矯正される。

【００２４】即ち、前記サイジングコア１６ｃは図２の
（Ｄ）または図３の（Ｄ）に示すように下パンチ１７ｂ
のコア孔中に挿入された状態でサイジング成形を受け、
成形体８の外面はストレート状となり、このサイジング
成形後にダイ７ｂから取出された製品軸受１は図２、図
３の各（Ｅ）に示したような断面構造となる。

【００２５】つまり、空洞状部２の上下に軸材接摺部
３，４が形成され、その外面はストレート面６とされた
図１に示すような軸受１を夫々単一の圧粉成形工程とサ
イジング工程によって的確に得しめ、圧粉成形体８の外
面における大径段部８ｂが先行してサイジングされる
か、後行程でサイジングされるかの差であっても得られ
た製品の内径状態は略同じとなることは明かである。し
かも前記空洞状部２は焼結後のサイジングによって加工
を受けることがなく素材肌状態として仕上げられる。

【００２６】上記のような軸受成形体は空隙率が一般的
に１２〜２５％程度のものとして得られ、焼結および含
油処理されて製品とされるが空洞状部２において摩擦抵
抗が認められず、またそのストレートな外形からしてハ
ウジングに対する圧入設定に方向を選ぶことなく平易に
設定し得ることは明かである。

【００２７】また図８（Ｄ）に示したように外径の一端
側が小径となっている従来のものはこれをハウジングに
装入した場合に、外径の大きい側は圧粉成形焼結後のサ
イジングにおいて内径が縮径されることがないので内径
が同一として仕上げられた製品であっても外径の大きい
側では絞り込まれて内径が小となる傾向を有し、またハ
ウジングに圧入した後の軸受保持状態や運転時の油圧維
持状態も不安定となる不利を有していたが、これらの不
利は外径が一様であることによって何れも適切に解決さ
れる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
空洞状軸受部体として摩擦抵抗の少い製品を得しめ、ま
た該軸受部体を精度高く容易に製造せしめ、機器におけ
る軸受ハウジングへの取付けを容易となし、しかも安定
した設定関係と好ましい軸受作用を得しめ、特に近時に
おいて小型化した軸受材に関しても好まし製品を適切に
提供し得るなどの効果を有しており、工業的にその効果
の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軸受の１例についての軸材支承状
態を示した部分的な断面図である。

【図２】本発明による中間空洞状軸受を製造する１つの
過程を段階的に示した説明図である。

【図３】本発明による中間空洞状軸受を製造するもう１
つの過程を段階的に示した説明図である。

【図４】従来の軸受についての一般例の１つを示した部
分的断面図である。

【図５】同じく従来の軸受についての別の例を示した部
分的断面図である。

【図６】従来の内径穿削による中間空洞状軸受の部分的
な断面図である。

【図７】従来の圧粉成形焼結体による中間空洞状軸受の
１例についての使用状態部分的断面図である。

【図８】図７に示した軸受についての圧粉成形製造過程
を段階的に示した説明図である。

【符号の説明】

１ 本発明の軸受 ２ 空洞状部 ３ 軸材接摺部 ４ 軸材接摺部 ５ ハウジング ６ ストレート面 ７ 圧粉成形ダイ ７ａ その大径部 ７ｂ サイジング下ダイ ７ｃ そのテーパ面 ８ 中間成形体 ９ 金属粉末 １０ 軸 １１ 長大軸受 １２ 短小軸受 １３ 本発明者等の提案による軸受 １４ 接摺部 １５ 接摺部 １６ 圧粉成形上パンチ １６ｂ サイジング上パンチ １６ｃ サイジング上コア １７ 圧粉成形下パンチ １８ 圧粉成形段つきコア １９ ダイ ２０ 原料粉体 ２１ 圧粉成形体 ２２ａ 傾斜状段部 ２３ 内孔 ２４ コア ２５ 下パンチ ２６ コア ２７ 上パンチ ２８ サイジングダイ ２８ａ その段部 ２９ 接摺部 ２９ａ 接摺部 ３０ 完成軸受体 ３１ 穿削加工部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内径中間部が大径化されて軸材に接摺し
   ない空洞状部とされ、該空洞状部の両端側に夫々軸材接
   摺部を形成した圧粉成形焼結多孔組織体であって、該圧
   粉成形焼結多孔組織体の外周面がストレート状とされ、
   しかも前記空洞状部を素材肌状態として前記軸材接摺部
   に接続されたことを特徴とする内径中間空洞状軸受。
2. 【請求項２】 一端側軸材接摺部が圧粉成形焼結多孔組
   織であり、他端側軸材接摺部が絞り込み圧粉成形焼結多
   孔組織であることを特徴とした請求項１に記載の内径中
   間空洞状軸受。