KR20030033554A - 소결베어링 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결베어링 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 소결베어링은 내경부와 외경부를 갖추고서 축을 지지하는 소결베어링에 있어서, 내경부에 마모입자의 배출 및 오일저장을 하도록 형성된 대직경의 저유홈과, 저유홈의 양쪽에서 축을 각각 지지하도록 형성된 소직경의 제 1축지지부와 제 2축지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 소결베어링의 제조방법은 소결베어링을 제조하는 방법에 있어서, 금속 혼합분말로 내경과 외경을 갖는 성형체로 성형하되, 외경에 대직경부와 소직경부가 형성되도록 성형하는 단계와; 성형된 성형체를 소결하여 소결체로 만드는 단계와; 구비된 금형에 사이징구멍을 가공하되, 사이징구멍에 소결체의 대직경부보다 큰 직경의 대직경부와, 소결체의 소직경부보다는 크고 대직경부보다는 작은 직경의 중직경부와, 소결체의 소직경부보다는 작은 직경의 소직경부가 차례로 형성되도록 가공하는 단계와; 소결체의 대직경부가 압축되도록 사이징구멍의 중직경부로 소결체를 강제 압입하여 소결체의 내경에 제 1축지지부를 형성하는 단계와; 소결체의 소직경부가 압축되도록 사이징구멍의 소직경부로 소결체를 강제 압입하여 소결체의 내경에 제 2축지지부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

소결베어링 및 그 제조방법{SINTERED BEARING AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 소결베어링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축과 접촉면적을 최소화시켜 마찰저항을 저감시킬 수 있음에 따라 소음 및 진동특성과 내마모특성을 향상시킨 소결베어링 및 그 제조방법에 관한 것이다.

전기 및 전자부품용 모터의 고속화 또는 고성능화의 추세에 따라 고정밀도·저소음형 모터의 개발이 요구되며, 고정밀도·저소음형 모터의 개발에 발맞춰 고기능 베어링 개발이 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 최근에는 정밀도가 높아 고속에서도 사용가능하며, 아울러 소음을 발생하지 않는 고기능 볼 베어링들이 다양하게 개발되고 있다. 그러나 이러한 볼 베어링은 내륜과 외륜 그리고 내륜과 외륜 사이에 배치되는 볼로 구성됨에 따라 가격이 고가(高價)인 단점이 지적되고 있다. 한편, 이를 감안하여 최근에는 정밀도가 높고 소음을 발생하지 않으며, 온도와 부식 그리고 분진에 대한 저항력이 높은 내열성, 내화학성, 내분진성, 내모성 등을 갖춘 고기능 저어널 베어링들이 다양하게 개발되고 있다. 특히, 윤활유 공급이 필요 없는 이른바, 오일리스 베어링(oilless bearing)이 개발되어 사용되고 있다. 오일리스 베어링은 오일이 함침된 소결베어링과 자기윤활성을 갖는 섬유 또는 테프론계열의 수지를 이용한 플라스틱 베어링 등이 있다. 이러한 오일리스 베어링들은 오랫동안 윤활유를 공급하지 않아도 사용할 수 있기 때문에 윤활유 공급 주기를 늘릴 수 있음은 물론 윤활유 공급하기 위해 장치를 분해해야 하지 않아도 되고, 윤활유 공급으로 인한 윤활유 소모량을 최대한으로 줄여주는 특징을 갖는다.

도 1과 도 2에는 오일리스 베어링의 대표적인 예로서, 소결베어링이 도시되어 있으며, 이를 통하여 소결베어링의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 도 1의 소결베어링(1)은 내경부(1a)를 갖추고 있으며, 이 내경부(1a)에는 축(S)이 회전가능하게 끼워진다. 이러한 소결베어링(1)은 분말 조성물을 환형으로 성형한 후, 이를 소결한 소결체로서, 베어링 하우징(3)에 압입된다.

그러나, 이러한 소결베어링(1)은 길이가 길 경우, 내경부(1a)에 끼워지는 축(S)과의 접촉면적이 넓어지는 바, 상대적으로 큰 마찰저항이 발생되고, 이에 따라 축(S)과 내경부(1a)의 마모가 심화된다는 단점이 지적되고 있다.

한편, 이를 감안하여 도 2에는 복수의 소결베어링(1)을 구비하고, 구비된 복수의 소결베어링(1)을 베어링 하우징(3)에 간격을 두고 압입함으로써 축(S)과 소결베어링(1)의 접촉면적을 최소로 한 방법이 사용되고 있다.

그러나 이러한 방법은 축(S)과 소결베어링(1)과의 접촉면적을 최소화함으로써 마찰저항을 작게 한다는 장점은 있지만, 복수의 소결베어링(1)을 하우징(3)에 각각 압입하는 과정에서, 베어링의 수축량 불균일성 및 치수 차이로 인해 정밀도가 떨어지는 문제가 있었고, 또한 이를 교정하기 위해 소결베어링(1)을 추가로 가공해야 하는 문제가 있다. 즉, 하우징(3)에 대한 소결베어링(1)의 압입은 보통, 프레스에 의해 이루어지는데, 프레스를 통하여 소결베어링(1)을 압입하는 과정에서 자칫, 소결베어링(1)이 변형되어 복수의 소결베어링(1)이 서로 동축을 이루며 정렬되지 못하는 문제가 발생하는 것이다. 결국, 복수의 소결베어링(1)을 서로 정렬시키기 위해 추가가공을 시행해야 하였으며, 이에 따라 제작시간이 지연되고, 생산효율이 떨어지는 등의 추가적인 문제를 발생시킨다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 하나의 소결베어링으로도 축과 베어링간의 접촉면적을 최소로 유지시킴으로써 축과 소결베어링간의 마찰저항을 최소화시킬 수 있는 소결베어링 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 균일한 성형밀도와 성형강도를 갖는 소결체를 형성함으로써 내하중성 및 내충격성이 향상된 소결베어링을 제조할 수 있는 소결베어링의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1과 2는 종래의 소결베어링의 구성을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 소결베어링의 구성을 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 소결베어링 제조방법의 구성을 나타내는 블록도,

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 제조방법의 과정을 나타내는 단면도들,

도 6은 본 발명에 따른 소결베어링 제조방법의 다른 실시예의 구성을 나타내는 블록도,

도 7a 내지 도 7c는 다른 실시예에 따른 제조방법의 과정을 나타내는 단면도들이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 소결베어링12: 내경부

14: 저유홈15: 제 1축지지부

17: 제 2축지지부20: 성형체

20': 소결체22: 내경

24: 외경24a: 대직경부

24b: 소직경부27: 제 1축지지부

29: 제 2축지지부30: 금형

32: 사이징구멍32a: 코어

34: 대직경부36: 중직경부

38: 소직경부

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내경부와 외경부를 갖추고서 축을 지지하는 소결베어링에 있어서, 상기 내경부에 마모입자의 배출 및 오일저장을 하도록 형성된 대직경의 저유홈과, 상기 저유홈의 양쪽에서 축을 각각 지지하도록 형성된 소직경의 제 1축지지부와 제 2축지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 소결베어링의 제조방법은 금속 혼합분말로 내경과 외경을 갖는 성형체로 성형하되, 상기 외경에 대직경부와 소직경부가 형성되도록 성형하는 단계와; 성형된 상기 성형체를 소결하여 소결체로 만드는 단계와; 구비된 금형에 사이징구멍을 가공하되, 상기 사이징구멍에 상기 소결체의 대직경부보다 큰 직경의 대직경부와, 상기 소결체의 소직경부보다는 크고 대직경부보다는 작은 직경의 중직경부와, 상기 소결체의 소직경부보다는 작은 직경의 소직경부가 차례로 형성되도록 가공하는 단계와; 상기 소결체의 대직경부가 압축되도록 상기 사이징구멍의 중직경부로 상기 소결체를 강제 압입하여 상기 소결체의 내경에 제 1축지지부를 형성하는 단계와; 상기 소결체의 소직경부가 압축되도록 상기 사이징구멍의 소직경부로 상기 소결체를 강제 압입하여 상기 소결체의 내경에 제 2축지지부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 소결베어링 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 소결베어링(10)은 축(S)이 끼워질 수 있는 내경부(12)를 갖추고 있다. 내경부(12)는 중앙에 형성된 대직경의 저유홈 (14)과, 저유홈(14)의 양쪽으로 형성된 소직경의 제 1 및 제 2축지지부(15, 17)들로 구성된다. 소직경의 제 1 및 제 2축지지부(15, 17)들은 내경부(12)에 삽입되는 축(S)을 지지하는 것으로서, 간격을 두고 상기 축(S)을 지지함에 따라 축(S)과의 접촉면적을 최소로 줄여주어 마찰저항을 최소화시킨다. 그리고 대직경의 저유홈 (14)은 제 1 및 제 2축지지부(15, 17)와 축(S)간의 마모에 의한 마모입자의 배출통로 역할을 수행하여 베어링의 마찰특성이 안정되게 하며, 특히 오일 저장소 역할을수행하여 급지 기간의 연장을 가능하게 한다.

한편, 소결베어링(10)은 분말 조성물을 성형한 후, 이를 소결한 것으로서, 철(Fe), 구리(Cu), 흑연(Gr) 그리고 기타 첨가제인 아연(Zn), 주석(Sn) 등으로 이루어진다. 여기서, 철(Fe)은 소결체 및 베어링의 강도를 확보하는 역할을 하고, 구리(Cu)는 베어링의 강도 및 접합특성을 강화시키는 역할을 하며, 흑연(Gr)은 철성분을 경화시키거나 또는 고체 윤활제 역할을 한다. 그리고 아연(Zn)과 주석(Sn)은 선택적으로 어느 한 가지가 첨가되는데, 아연(Zn)이 첨가되면, 황동계 소결체가 되고, 주석(Sn)이 첨가되면, 청동계 소결체가 된다.

이러한 소결베어링(10)은 도 3에서와 같이 베어링 하우징(H)에 압입된다. 한편, 소결베어링(10)의 외경(18)에는 대직경부(18a)와 소직경부(18b)가 형성되는데, 이는 소결베어링(10)의 내경부(12)에 제 1축지지부(15)와 제 2축지지부(17)를 형성하는 과정에서 만들어진 것으로, 그에 대한 설명은 후술하기로 한다. 여기서, 하우징(H)의 베어링 설치부(H1)는 소결베어링(10)의 외경(18)과 맞춰지는 형상을 가짐은 물론이다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 소결베어링(10)은 중앙의 저유홈(14)과, 저유홈(14)의 양쪽에서 축(S)을 지지하는 소직경의 제 1 및 제 2축지지부(15, 17)를 갖춤으로써 하나의 소결베어링(10)으로도 축(S)과 소결베어링(10)간의 접촉면적을 최소로 유지시킬 수 있는 특징을 갖는다. 특히, 축(S)과 소결베어링(10)간의 접촉면적을 최소로 유지시킴으로써 축(S)과 소결베어링(10)간의 마찰저항을 최소화시킬 수 있다.

이하에서는 이와 같은 구성을 갖는 소결베어링의 제조방법을 도 4와 도 5a내지 도 5e를 참고로하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 본 발명의 제조방법은 도 4에 도시된 바와 같이 소결베어링(10)의 원료가 되는 분말을 구비하고, 구비된 분말을 혼합 처리하는 단계를 포함한다(S101). 여기서, 혼합 처리된 분말 조성물은 상술한 바와 같이 철(Fe), 구리(Cu), 흑연(Gr) 그리고 기타 첨가제인 아연 (Zn) 또는 주석(Sn) 등으로 이루어진다.

그리고 본 발명의 방법은 혼합 분말을 성형체로 성형하는 단계를 포함한다 (S103). 여기서, 혼합 분말은 프레스에 의한 방법으로 성형되는데, 이때 성형체 (20)는 도 5a에 도시된 바와 같이 내경부(22)와 외경(24)을 갖도록 구성된다. 특히, 외경(24)은 일측의 대직경부(24a)와, 타측의 소직경부(24b) 그리고 대직경부 (24a)와 소직경부(24b)를 잇는 테이퍼부(25)를 갖도록 성형되어야 한다. 한편, 성형체(20)를 성형하는 과정에서, 성형체(20)의 성형밀도는 이론 밀도의 약 65% 내지 85%가 되도록 성형함이 바람직한데, 이는 성형밀도가 지나치게 낮으면, 성형체의 강도가 취약해질 수 있고, 성형밀도가 지나치게 높으면, 기공량이 적거나 폐공 (closed pore)을 형성하여 오일의 함유량이 적을 수 있는 바, 성형밀도를 이론 밀도의 약 65% 내지 85%가 되도록 조성함으로써, 성형체의 강도를 적절하게 유지시킬 수 있고, 적절한 오일을 함유할 수 있도록 최적의 기공을 형성할 수 있기 때문이다.

그리고 성형체(20)의 성형(S103)이 완료되면, 곧이어 도 4에서와 같이 성형체(20)를 소결한다(S105). 소결 단계(S105)는 성형체(10)에 고온의 열을 가함으로써, 성형체(10)을 소결시키는 단계이다. 이러한 소결 단계(S105)는 불활성 가스 및 환원성인 질소, 수소, 아르곤 가스가 혼합된 분위기에서 실시한다. 이후부터는 소결된 성형체(20)를, 소결되지 않은 성형체(10)와 구분하기 위해 소결체(20')라 부르기로 한다.

한편, 성형체(20)를 소결하는 동안, 상기 소결체(20')를 사이징(sizing)하기 위한 금형(30)을 구비하고, 아울러 구비된 금형(30)을 가공한다(S107). 금형(30)의 가공은, 소결체(20')를 사이징하는 동안에 상기 소결체(20')에 제 1 및 제 2축지지부(27, 29)를 형성하도록 기계 가공하는 것으로, 도 5a에 도시된 바와 같이 먼저, 금형(30)에 소결체(20')가 압입될 수 있는 사이징구멍(32)을 가공하고, 이어서 가공된 사이징구멍(32)에 코어(32a)를 설치한다. 한편, 사이징구멍(32)은 큰 직경을 갖는 대직경부(34)와, 이 보다 작은 직경을 갖는 중직경부(36)와, 제일 작은 직경을 갖는 소직경부(38)가 차례로 형성되도록 가공하며, 아울러 대직경부(34)와 중직경부(36) 그리고 중직경부(36)와 소직경부(38)를 잇는 제 1 및 제 2테이퍼부(39, 39')가 형성되도록 가공한다. 여기서, 사이징구멍(32)의 대직경부(34)는 소결체 (20') 외경(24)의 대직경부(24a) 보다 큰 직경을 갖도록 가공되어야 되고, 그 중직경부(36)는 소결체(20') 외경(24)의 소직경부(24b) 보다는 크고 대직경부(24a) 보다는 작은 직경을 갖게 가공되어야 하며, 그 소직경부(38)는 소결체(20')의 소직경부(24b)보다 작은 직경을 갖도록 가공되어야 한다.

그리고 코어(32a)는 사이징구멍(32)에 압입되는 소결체(20')의 내경(22)에 끼워지는 것으로, 사이징구멍(32)의 중심을 따라 길게 설치되어야 한다. 여기서,코어(32a)는 소결체(20')의 내경(22)과 간격을 이루도록 상기 내경(22)보다 작은 직경을 갖도록 구성되어야 한다.

한편, 금형(30)의 가공이 완료되면, 이어서 가공된 사이징구멍(32)의 중직경부(36)로 소결체(20')를 강제 압입하여 소결체(20')의 내경(22)에 제 1축지지부 (27)를 형성한다(S109). 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이 금형(30)의 사이징구멍(32)에 소결체(20')를 배치시킨 다음, 상부펀치(P1)를 통해 상기 소결체(20')를 대직경부(34)에서 중직경부(36)로 강제 압입하면, 중직경부(36)보다 작은 직경을 갖는 소결체(20')의 대직경부(24a)는 반경방향 내측으로 압착되며, 이에 따라 소결체(20')의 내경(22) 상단부도 동시에 반경방향 내측으로 오므라들면서 코어(32a)에 밀착되게 된다. 결국, 반경방향 내측으로 오므라든 소결체(20')의 내경(22)은 도 5c에 도시된 바와 같이 제 1축지지부(27)로 형성되는 것이다.

그리고 소결체(20')의 내경(22)에 제 1축지지부(27)가 형성되면, 이어서 사이징구멍(32)의 소직경부(38)로 소결체(20')를 강제 압입하여 소결체(20')의 내경 (22)에 제 2축지지부(29)를 형성한다(S111). 즉, 도 5d에 도시된 바와 같이 사이징구멍(32)의 중직경부(36)에 소결체(20')가 완전히 압입되면, 연이어서 상부펀치 (P1)를 이용하여 상기 소결체(20')를 소직경부(38)로 강제 압입한다. 그러면, 소직경부(38)보다 작은 직경을 갖는 소결체(20')의 소직경부(24b)는 반경방향 내측으로 압착되며, 이에 따라 소결체(20')의 내경(22) 하단부도 동시에 반경방향 내측으로 오므라들면서 코어(32a)에 밀착되게 된다. 결국, 반경방향 내측으로 오므라든 소결체(20')의 내경(22)은 도 5e에 도시된 바와 같이 제 2축지지부(29)로 형성되는 것이다.

한편, 사이징구멍(32)의 소직경부(38)로 소결체(20')를 강제 압입하는 과정에서, 상기 제 2축지지부(29)가 상부의 제 1축지지부(27)와 간격을 두고 형성될 수 있도록 소결체(20')의 압입 깊이를 제한되어야 하는데, 이를 위해 사이징구멍(32)의 소직경부(38)에는 소결체(20')의 압입깊이를 제한하는 하부펀치(P2)가 배치된다. 이 하부펀치(P2)는 사이징구멍(32)의 중직경부(36)와 소직경부(38)를 잇는 제 2테이퍼부(39')와, 소결체(20') 외경(24)의 테이퍼부(25)가 서로 접촉되는 지점에서 상기 소결체(20')의 이동을 제한할 수 있도록 구성된다. 여기서, 하부펀치(P2)는 소결체(20')의 압입깊이를 제한하는 역할도 하지만, 금형(30)의 사이징구멍(32)으로부터 소결체(20')를 이탈시키는 역할도 수행한다.

그리고 이러한 소결체(20')의 강제 압입공정이 모두 완료되면, 하부펀치(P2)를 이용하여 금형(30)의 사이징구멍(32)으로부터 소결체(20')를 이탈시킨다(S113). 그러면, 제 1 및 제 2축지지부(27, 29)를 갖는 소결체(20')가 성형되는 것이다. 한편, 사이징공정을 시행하는 동안에 사이징구멍(32)의 중직경부(36)와 소직경부(38)에 강제 압입된 소결체(20')는 사이징구멍(32)에 의해 일정한 압력으로 압축되는 바, 상기 소결체(20')는 일정한 압력으로 압축되는 과정에서 균일한 성형밀도와 성형강도를 갖게 되며, 따라서 내하중성과 내충격성이 향상된다.

한편, 사이징공정이 완료되면, 이어서 소결체(20')를 세척하고, 그리고 세척된 소결체(20')에 오일을 함침시키키는 단계(S115)를 시행한다. 오일 함침 단계 (S115)는 소결체(20')에 형성된 기공에 오일이 스며들게 하는 것으로서, 소결체(20')에 윤활특성을 부여하는 단계이다. 그리고 오일 함침이 완료되면, 최종적으로 소결체(20')를 기계 가공 처리한다(S117). 베어링 가공 처리 단계(S117)는 오일 함침이 완료된 소결체(20')의 내면 및 외면을 가공 및 연마 처리함으로써 정밀도가 높은 소결베어링(10)으로 만들어준다.

이상에서와 같이 여러 단계를 통하여 제조된 소결베어링은 도 3에서와 같이 중앙의 저유홈(14)과, 저유홈(14)의 양쪽에서 축(S)을 지지하는 소직경의 제 1 및 제 2축지지부(15, 17)를 갖게 되며, 이에 따라 최소의 접촉면적으로 축을 지지할 수 있는 특징을 갖는다. 특히, 사이징하는 과정에서 균일한 성형밀도와 성형강도를 갖게 되므로 내하중성과 내충격성이 향상되는 특징을 갖게 된다.

다음으로, 도 6 및 도 7a 내지 도 7c에는 본 발명에 따른 소결베어링의 다른 제조방법을 나타내는 도면들이 도시되어 있다. 소결베어링의 다른 제조방법은 도 6과 도 7a에 도시된 바와 같이 성형체(20)를 성형하는 과정에서 제 1축지지부(27)를 미리 형성한 다음, 사이징공정을 통하여 제 2축지지부(29)를 형성하는 구성을 갖는다.

즉, 다른 실시예의 제조방법은, 분말을 혼합 처리한(S201) 후, 이를 성형하는 단계(S203)에서 성형체(20)의 내경(22)에 소직경의 제 1축지지부(27)를 미리 형성한다. 물론, 성형체(20)의 외경(24)에는 대직경부(24a)와, 소직경부(24b) 그리고 대직경부(24a)와 소직경부(24b)를 잇는 테이퍼부(25)가 형성된다. 한편, 내경(22)의 제 1축지지부(27)는 도 7a에서와 같이 외경(24)의 소직경부(24b)에 형성되어 있되, 일단으로부터의 그 길이(ℓ1)는 소직경부(24b)의 길이(ℓ2)보다 짧게 형성되어야 한다.

그리고 성형체(20)의 성형(S203)이 완료되면, 상술한 실시예와 마찬가지로 성형체(20)를 소결(S205)하고, 성형체(20)를 소결하는 동안, 소결체(20')를 사이징 (sizing)하기 위한 금형(30)을 구비하고, 구비된 금형(30)을 가공한다(S207).

한편, 금형(30)의 가공은, 상술한 바와 마찬가지로 소결체(20')가 압입될 수 있는 사이징구멍(32)을 가공하고, 가공된 사이징구멍(32)에 코어(32a)를 설치한다. 다만, 사이징구멍(32)을 가공하는 과정에서 도 7a에 도시된 바와 같이 큰 직경을 갖는 대직경부(34)와, 이 보다 작은 직경을 갖는 중직경부(36)와, 제일 작은 직경을 갖는 소직경부(38)를 차례로 형성하되, 대직경부(34)는 소결체(20') 외경(24)의 대직경부(24a) 보다 큰 직경을 갖도록 가공되어야 하고, 중직경부(36)는 소결체 (20') 외경(24)의 소직경부(24b) 보다는 크고 대직경부(24a) 보다는 작은 직경을 갖게 가공되어야 하며, 소직경부(38)는 소결체(20')의 소직경부(24b)보다 큰 직경을 갖도록 가공되어야 한다.

한편, 금형(30)의 가공이 완료되면, 이어서 가공된 사이징구멍(32)의 중직경부(36)로 소결체(20')를 강제 압입하여 소결체(20')의 내경(22)에 제 2축지지부 (29)를 형성한다(S209). 즉, 금형(30)의 사이징구멍(32)에 소결체(20')를 배치시킨 다음, 상부펀치(P1)를 통해 상기 소결체(20')를 대직경부(34)에서 중직경부(36)로 강제 압입한다. 그러면, 중직경부(36)보다 작은 직경을 갖는 소결체(20')의 대직경부(24a)는 도 7b와 도 7c에 도시된 바와 같이 반경방향 내측으로 압착되며, 이에 따라 소결체(20')의 내경(22) 상단부도 동시에 반경방향 내측으로 오므라들면서 코어(32a)에 밀착되게 된다. 결국, 반경방향 내측으로 오므라든 소결체(20')의 내경 (22)은 제 2축지지부(29)로 형성되는 것이다.

여기서, 소결체(20')의 대직경부(24a)는 내경(22)의 제 1축지지부(27)와 거리(t)를 두고 형성되는 바, 따라서 소결체(20')의 강제 압입시, 소결체(20')는 내경(22)의 제 1축지지부(27)로부터 간격을 두고 압축되며, 이에 따라 내경(22)에 형성된 제 2축지지부(29)는 제 1축지지부(27)와 간격을 두고 형성되는 것이다.

한편, 소결체(20')를 사이징구멍(32)의 중직경부(36)로 강제 압입하는 동안, 소결체(20')의 소직경부(24a)는 이보다 큰 직경을 갖는 사이징구멍(32)의 소직경부 (38)로 자연스럽게 삽입되면서 상기 소결체(20')를 사이징구멍(32)으로 안내한다.

아울러 소결체(20')는 사이징구멍(32)으로 강제 압입하는 과정에서 사이징 구멍(32)에 배치되는 하부펀치(P2)에 의해 압입깊이가 제한되는데, 이때 하부펀치 (P2)는 사이징구멍(32)의 중직경부(36)와 소직경부(38)를 잇는 제 2테이퍼부(39)와, 소결체(20') 외경(24)의 테이퍼부(25)가 서로 접촉되는 지점에서 상기 소결체 (20')의 이동을 제한할 수 있도록 구성된다.

그리고 소결체(20')의 강제 압입공정이 모두 완료되면, 하부펀치(P2)를 이용하여 금형(30)의 사이징구멍(32)으로부터 소결체(20')를 이탈시키고(S211), 이탈된 소결체(20')를 세척하며, 세척된 소결체(20')에 오일을 함침시킨다(S213). 그리고 오일 함침이 완료되면, 최종적으로 소결베어링(10)을 기계 가공 처리하여(S215) 정밀도가 높은 소결베어링(10)을 만들어준다.

이상과 같은 다른 실시예의 제조방법은 제 1축지지부(27)를 미리 형성한 다음, 사이징을 통하여 제 2축지지부(29)를 형성함으로써 베어링의 제조공정을 단축시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소결베어링 및 그 제조방법은 분말 조성물로 성형체를 성형하고 소결하여 소결체로 만든 다음, 이를 다시 금형에 강제 압입하는 일련의 공정들을 통하여 축을 지지할 수 있는 제 1 및 제 2축지지부와, 오일을 저장할 수 있는 저유홈을 형성할 수 있는 장점을 갖는다. 특히, 간격을 두고 형성되는 제 1 및 제 2축지지부를 이용하여 축을 지지함으로써 축과 베어링간의 접촉면적을 최소화시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 소결체를 금형에 강제 압입하는 과정에서 상기 소결체는 균일한 성형밀도와 성형강도를 갖게 되므로 내하중성과 내충격성이 향상되는 효과를 갖게 된다.

Claims (3)

1. 내경부와 외경부를 갖추고서 축을 지지하는 소결베어링에 있어서,

   상기 내경부에 마모입자의 배출 및 오일저장을 하도록 형성된 대직경의 저유홈과, 상기 저유홈의 양쪽에서 축을 각각 지지하도록 형성된 소직경의 제 1축지지부와 제 2축지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결베어링.
2. 소결베어링을 제조하는 방법에 있어서,

   금속 혼합분말로 내경과 외경을 갖는 성형체로 성형하되, 상기 외경에 대직경부와 소직경부가 형성되도록 성형하는 단계와;

   성형된 상기 성형체를 소결하여 소결체로 만드는 단계와;

   구비된 금형에 사이징구멍을 가공하되, 상기 사이징구멍에 상기 소결체의 대직경부보다 큰 직경의 대직경부와, 상기 소결체의 소직경부보다는 크고 대직경부보다는 작은 직경의 중직경부와, 상기 소결체의 소직경부보다는 작은 직경의 소직경부가 차례로 형성되도록 가공하는 단계와;

   상기 소결체의 대직경부가 압축되도록 상기 사이징구멍의 중직경부로 상기 소결체를 강제 압입하여 상기 소결체의 내경에 제 1축지지부를 형성하는 단계와;

   상기 소결체의 소직경부가 압축되도록 상기 사이징구멍의 소직경부로 상기 소결체를 강제 압입하여 상기 소결체의 내경에 제 2축지지부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결베어링의 제조방법.
3. 소결베어링을 제조하는 방법에 있어서,

   금속 혼합분말로 내경과 외경을 갖는 성형체로 성형하되, 상기 외경에는 대직경부와 소직경부가, 상기 내경에는 소직경의 제 1축지지부가 상기 외경의 소직경부에 형성되도록 성형하는 단계와;

   성형된 상기 성형체를 소결하여 소결체로 만드는 단계와;

   구비된 금형에 사이징구멍을 가공하되, 상기 사이징구멍에 상기 소결체의 대직경부보다 큰 직경의 대직경부와, 상기 소결체의 소직경부보다는 크고 대직경부보다는 작은 직경의 중직경부와, 상기 소결체의 소직경부보다 큰 직경의 소직경부가 차례로 형성되도록 가공하는 단계와;

   상기 소결체의 대직경부가 압축되도록 상기 사이징구멍의 중직경부로 상기 소결체를 강제 압입하여 상기 소결체의 내경에 제 2축지지부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결베어링의 제조방법.