(57)【要約】【課題】コストアップを招くことなく、軸受内周面にサイジング処理を施すのと同等以上の平滑化処理を施す。【解決手段】円筒状をなす軸受１の内周面１ａに所定の加工を施すための方法であって、軸受１と、メディア２とをバレル槽２０に投入して、軸受１にバレル処理を施すに際し、メディア２として、軸受１の内径寸法ｄ１以下のサイズである小型メディアを用いることにより、軸受１の内周面１ａにバレル処理を施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をなす軸受の内周面に所定の加工を施すための方法であって、
前記軸受と、メディアとをバレル槽に投入して、前記軸受にバレル処理を施すに際し、
前記メディアとして、前記軸受の内径寸法以下のサイズである小型メディアを用いることにより、前記軸受の内周面にバレル処理を施すことを特徴とする、軸受内周面の加工方法。
【請求項２】
前記小型メディアとして、金属製でかつ外径寸法が前記軸受の内径寸法以下の球状メディアを用いる請求項１に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項３】
前記軸受の内径寸法をｄ１、前記球状メディアの外径寸法をｄ２とした場合、０．４×ｄ１≦ｄ２≦０．８×ｄ１を満たす請求項２に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項４】
前記軸受の内径寸法ｄ１と、前記球状メディアの外径寸法ｄ２は、０．５５×ｄ２×≦ｄ１≦０．７×ｄ１を満たす請求項２に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項５】
前記球状メディアは、中実の鋼球である請求項２〜４の何れか一項に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項６】
前記軸受は、焼結金属で形成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項７】
前記軸受は、内周面にラジアル軸受面を有する滑り軸受である請求項１〜６の何れか一項に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項８】
前記軸受の前記バレル槽内への投入量に対する、前記メディアの前記バレル槽内への投入量を、重量比で８０％以上でかつ１２０％以下に設定する請求項１〜７の何れか一項に記載の軸受内周面の加工方法。
【請求項９】
前記バレル槽内における前記メディアによる前記軸受のバレル処理を、湿式雰囲気下で行う請求項１〜８の何れか一項に記載の軸受内周面の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受内周面の加工方法に関し、特に軸受内周面にバレル処理を施すための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータシャフト等の軸部材を回転可能に支持するための軸受として、軸部材を挿通可能な穴を有する円筒状の滑り軸受が周知である。この種の滑り軸受は、例えば焼結金属の多孔質体で形成され、具体的には、以下の工程を経て製造される。まず、焼結金属の原料粉末を円筒状に圧縮成形して圧縮成形体を得た後（圧粉成形工程）、圧縮成形体を所定の温度で焼結して焼結体を得る（焼結工程）。そして、焼結体の内周に棒状のサイジング部材を導入して、焼結体の内周面を押し潰すことで、内周面にサイジング処理を施す（サイジング処理）。然る後、必要に応じて、洗浄、乾燥、及び含油のうち一以上の工程を実施することにより、焼結金属製の滑り軸受が製造される（例えば、特許文献１を参照）。なお、バリ取りのために、焼結工程の後、サイジング工程の前にバレル研磨工程を設けることもある（同じく、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、焼結金属製の滑り軸受を製造するに際しては、回転速度の向上と静粛性の改善（回転時のノイズ低減化）を狙って、焼結体の内周面にサイジング処理を施すことが一般的であるが、この種のサイジング処理は、一度に一個のワークに対してのみ実施可能であり、大量生産には不向きである。言い換えると、生産コストの面で問題があった。また、この種の軸受を備えたモータの回転数を高めてかつノイズの低減化を図ることを考えた場合、サイジング工程においては、これまで以上に高精度な平滑化処理が必要となり、更なるコストアップが懸念される。
【０００５】
以上の実情に鑑み、本発明では、コストアップを招くことなく、軸受内周面にサイジング処理を施すのと同等以上の平滑化処理を施すことを、解決すべき技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題の解決は、本発明に係る軸受内周面の加工方法によって達成される。すなわち、この加工方法は、円筒状をなす軸受の内周面に所定の加工を施すための方法であって、軸受と、メディアとをバレル槽に投入して、軸受にバレル処理を施すに際し、メディアとして、軸受の内径寸法以下のサイズである小型メディアを用いることにより、軸受の内周面にバレル処理を施す点をもって特徴付けられる。
【０００７】
このように、本発明に係る軸受内周面の加工方法では、従来、軸受のバリ取り目的で使用されていたバレル処理に着目し、バレル処理の際、軸受と共にバレル槽に投入されるメディアとして、軸受の内径寸法以下のサイズである小型メディアを用いることにより、軸受の内周面にバレル処理を施すようにした。このように、軸受内周を通過可能なサイズの小型メディアを用いてバレル処理を施すことにより、軸受外表面とメディアが接触するだけでなく、軸受の内周をメディアが通過して、軸受の内周面とメディアとの接触を図ることができる。これにより、従来のバリ取りだけでなく、軸受の内周面を平滑化することができる。また、バレル処理であれば、一度に大量の軸受内周面を平滑に仕上げることができるので、生産効率を大幅に改善することができる。また、従来よりも高精度に軸受内周面を平滑化する場合であっても、バレル処理の時間を増やすだけで済むため、大幅なコストアップを招くことなく軸受内周面の平滑度（例えば、表面粗さ）を高めて、高回転数での使用時においてもノイズの低減化を図ることが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る軸受内周面の加工方法においては、小型メディアとして、金属製でかつ外径寸法が軸受の内径寸法以下の球状メディアを用いてもよい。
【０００９】
このように球状をなす金属製のメディアを上記小型メディアとして用いることにより、軸受の内周に球状メディアをスムーズに導入することができる。よって、軸受を必要以上に研磨することなく、内周面を平滑化することが可能となる。
【００１０】
また、小型メディアとして上記球状メディアを用いる場合、本発明に係る軸受内周面の加工方法においては、軸受の内径寸法をｄ１、球状メディアの外径寸法をｄ２とした場合、０．４×ｄ１≦ｄ２≦０．８×ｄ１を満たすよう、球状メディアの外径寸法ｄ２を設定してもよい。また、より好ましくは、０．５５×ｄ１≦ｄ２≦０．７×ｄ１を満たすよう、球状メディアの外径寸法ｄ２を設定してもよい。
【００１１】
このように、球状メディアの外径寸法を、バレル処理の対象となる軸受内周面の寸法（軸受の内径寸法）の大きさに応じて適宜の範囲に設定することにより、軸受内周に球状メディアを高確率で導入することができる。よって、軸受内周面をより確実に平滑化することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る軸受内周面の加工方法においては、球状メディアが、中実の鋼球であってもよい。
【００１３】
上記球状メディアの材質、構造は任意であるが、特に中実の鋼球が好ましい。当該材質及び構造の球状メディアを用いることによって、より効果的に軸受内周面へのバレル処理を施すことが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る軸受内周面の加工方法においては、軸受は、焼結金属で形成されていてもよい。また、軸受は、内周面にラジアル軸受面を有する滑り軸受であってもよい。
【００１５】
上述のように、本発明に係る加工方法によれば、コストアップを招くことなく軸受内周面を平滑化することができるので、焼結金属製の軸受に好適に適用可能である。また、その際、軸受内周面がラジアル軸受面であっても、低コストに軸受面精度を高めることができ、好適である。
【００１６】
また、本発明に係る軸受内周面の加工方法においては、軸受のバレル槽内への投入量に対する、メディアのバレル槽内への投入量を、重量比で８０％以上でかつ１２０％以下に設定してもよい。
【００１７】
このように、軸受のバレル槽内への投入量に対する、メディアのバレル槽内への投入量の割合を設定することによって、効率よく（無駄なく）軸受内周面にバレル処理を施すことができる。
【００１８】
また、本発明に係る軸受内周面の加工方法においては、バレル槽内におけるメディアによる軸受のバレル処理を、湿式雰囲気下で行ってもよい。
【００１９】
本発明に係るバレル処理は、乾式雰囲気下と湿式雰囲気下の何れで行ってもよいが、湿式雰囲気下で行ったほうが、より良好な処理結果を得られることがわかった。よって、本発明に係るバレル処理を湿式雰囲気下で行うことで、より平滑な軸受内周面を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上より、本発明によれば、コストアップを招くことなく、軸受内周面にサイジング処理を施すのと同等の表面処理を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受内周面の加工方法を説明するためのバレル処理装置の一部断面図である。
【図２】図１に示す軸受の縦断面図である。
【図３】図１に示すメディアの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るバレル処理装置１０の一構成例を概念的に示したものである。このバレル処理装置１０は、バレル槽２０と、バレル槽２０に振動を付与する振動付与装置３０と、振動付与装置３０に電力を供給する電源４０とを主に備える。
【００２４】
バレル槽２０には、バレル処理の対象となる軸受１と、メディア２とが投入される。本実施形態では、軸受１とメディア２に加えて、所定の液体（例えば防腐剤を含む水）３が投入される。これにより、湿式雰囲気下でメディア２の接触による軸受１のバレル処理が行われる。
【００２５】
ここで、バレル処理の対象となる軸受１は、図２に示すように、円筒状をなすもので、焼結金属で形成される。また、焼結金属で形成される場合、この軸受１は、まず焼結金属の原料粉末を円筒状に圧縮成形し、図２に準じた形状の圧縮成形体を得る圧粉成形工程と、圧縮成形体を所定の温度で焼結して焼結体を得る焼結工程とを経て得られる。なお、図２では、軸受１の内周面１ａと両端面１ｂ，１ｃとの間に面取り部１ｄ，１ｅがあるが、これら面取り部１ｄ，１ｅは、場合によっては省略することも可能である。軸受１の外周面１ｆと両端面１ｂ，１ｃとの間の面取り部１ｇ，１ｈについても同様である。
【００２６】
また、軸受１の組成は任意であり、例えば銅と鉄を主成分とする、いわゆる銅鉄系の焼結金属で形成される。一例として、Ｃｕ：４２〜４６ｗｔ％、Ｓｎ：５〜７ｗｔ％、Ｃ：０．５〜２．５ｗｔ％、Ｆｅ：残部  を示す組成を挙げることができる。
【００２７】
また、本発明を適用可能な軸受１のサイズについても任意であり、例えば内径寸法ｄ１に関していえば、０．５〜０．８ｍｍを有する軸受１を挙げることができる。
【００２８】
メディア２には、軸受１の内径寸法ｄ１（図２を参照）以下のサイズのメディア、言い換えると、軸受１の内周に導入可能なサイズの小型メディアが使用される。本実施形態では、メディア２は、図３に示すように、球状をなしており、その外径寸法ｄ２は軸受１の内径寸法ｄ１以下である。好ましくは、外径寸法ｄ２が、０．４×ｄ１≦ｄ２≦０．８×ｄ１を満たす球状のメディア２が選定され、より好ましくは、外径寸法ｄ２が、０．５５×ｄ１×≦ｄ２≦０．７×ｄ１を満たす球状のメディア２が選定される。ここで、あまりにメディア２のサイズが軸受１の内径寸法ｄ１に比べて小さいと、軸受１の内周面１ａ上でのメディア２の摺動による内周面１ａの平滑化作用が十分に得られない。あるいは、本実施形態のように軸受１を焼結金属製とする場合、その表面開孔に干渉し、軸受１に対するメディア２の円滑な移動が妨げられる可能性が高まる。以上の観点から、メディア２の外径寸法ｄ２は、軸受１の内径寸法ｄ１の０．４倍以上に設定している。
【００２９】
なお、メディア２の材質、構造は、上記条件を満たす限りにおいて任意であり、一例として中実の鋼球を挙げることが可能である。
【００３０】
上記構成の軸受１と、メディア２とをバレル処理装置１０のバレル槽２０内に投入する。この際、軸受１のバレル槽２０内への投入量に対する、メディア２のバレル槽２０内への投入量を、重量比で８０％以上でかつ１２０％以下に設定する。また、液体３はバレル槽２０のほぼ全域を占める体積分だけ供給する。なお、本実施形態では、軸受１と、メディア２と、液体３のみをバレル槽２０内に投入した場合を例示したが、必要に応じて、コンパウンドなど他の物をバレル槽２０内に投入してもかまわない。
【００３１】
このようにして、軸受１のバレル処理に必要な物をバレル槽２０内に投入した後、電源４０からの電力供給により振動付与装置３０を駆動させ、バレル槽２０に所定の振動を付与する。処理時間は任意であるが、例えば１０〜３０分程度に設定する。これにより、メディア２の軸受１内周への導入を促し、軸受１内周をメディア２が通過する際、軸受１の内周面１ａとメディア２の表面とが摺動することにより、内周面１ａが平滑化される。例えばバレル処理単位で見た場合、バレル処理前の軸受１の内周面１ａの表面粗さＲａが３．０〜４．０μｍであった場合、上記バレル処理後の軸受１の内周面１ａの表面粗さＲａは１．５〜２．０μｍ程度に改善されたことが確認された。また、上記バレル処理後の軸受１の内径寸法公差は５μｍ以下のレンジに収まることが確認された。
【００３２】
また、上述したバレル処理の効果を軸受１の性能面で評価した場合、上記バレル処理後の軸受１を備えたモータの回転数が約１９％増加した際のノイズは約２５％減少（ｄｂ単位で）したことが確認された。
【００３３】
以上のようにして軸受１の内周面１ａに対するバレル処理（平滑化処理）を施した後、洗浄及び乾燥を経て、焼結金属製の軸受１が製造される。
【００３４】
このように、本発明に係る軸受１の内周面１ａの加工方法では、バレル処理の際、軸受１と共にバレル槽２０に投入されるメディア２として、軸受１の内径寸法ｄ１以下のサイズである小型メディアを用いることにより、軸受１の内周面１ａにバレル処理を施すようにした。このように、軸受１の内周を通過可能なサイズの小型メディアを用いてバレル処理を施すことにより、軸受１の外表面とメディア２が接触するだけでなく、軸受１の内周をメディア２が通過して、軸受１の内周面１ａとメディア２との接触を図ることができる。これにより、従来のバリ取り（その多くは面取り部１ｄ，１ｅ，１ｇ，１ｈの角部に生じるバリであり、内周面１ａ以外の外表面とメディア２との接触により除去され得る）だけでなく、軸受１の内周面１ａを平滑化することができる。また、バレル処理であれば、一度に大量の軸受１（特に内周面１ａ）を平滑に仕上げることができるので、生産効率を大幅に改善することができる。また、従来よりも高精度に内周面１ａを平滑化する場合であっても、バレル処理の時間を増やすだけで済むため、大幅なコストアップを招くことなく内周面１ａの平滑度（例えば、表面粗さＲａ）を高めて、高回転数での使用時においてもノイズの低減化を図ることが可能となる。
【００３５】
特に、本実施形態では、メディア２として、金属製でかつ外径寸法ｄ２が軸受１の内径寸法ｄ１以下の球状メディアを用いると共に、０．４×ｄ１≦ｄ２≦０．８×ｄ１を満たすよう、メディア２の外径寸法ｄ２を設定したので、軸受１の内周にメディア２をスムーズに導入すると共に、軸受１内周にメディア２を高確率で導入することができる。よって、軸受１の内周面１ａをより確実に平滑化することが可能となる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る軸受内周面の加工方法は上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採り得る。
【００３７】
例えば、上記実施形態では、バレル処理の方式として、振動式を採用した場合を説明したが、本発明に係るバレル処理は振動式には限定されない。例えば流動式、回転式、遠心式、もしくはこれらの複合方式など公知のバレル処理方式を本発明に適用することが可能である。
【００３８】
また、上記実施形態では、バレル処理に供するメディア２の形態として、球状をなすものを例示したが（図３を参照）、本発明に係るメディア２は球状には限定されない。軸受１の内径寸法ｄ１以下のサイズである限りにおいて、すなわち軸受１の内周に挿通可能な限りにおいて、メディア２の形態は任意である。
【００３９】
また、軸受１の形態は任意であり、円筒状をなす部分を少なくとも一部に有する限りにおいて、軸受１としてとり得る全体形状は任意である。また、軸受１の構造についても焼結金属の多孔質体には限定されず、中実金属構造など他の構造を採り得る。もちろん、材質、組成についても任意であり、上述した材質、組成はその一例に過ぎない。
【００４０】
また、軸受１の適用対象も任意であり、例えば図示は省略するが、略円筒状に形成されたハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受１と、軸受の内周に挿入された軸と、軸の一端に設けられた錘とを備えた振動モータに、本発明に係る方法により得られた軸受１を好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１      軸受
１ａ    内周面
２      メディア
３      液体
１０    バレル処理装置
２０    バレル槽
３０    振動付与装置
４０    電源
ｄ１    内径寸法（軸受）
ｄ２    外径寸法（メディア）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020147825.tif 000005