(57)【要約】【課題】中逃げ部を有する焼結軸受の支持能力を安定的に高める。【解決手段】圧粉体を焼結してなり、内周面の軸方向に離隔した二箇所に軸受面２，４が形成され、軸受面間領域の内径寸法が軸受面２，４よりも大径に形成された中逃げ部３を有する焼結軸受１である。中逃げ部３は、その全体が圧粉体成形時の加圧力を解除することで生じるスプリングバックにより所定形状に形成されている。また、中逃げ部３と第１軸受面２、および中逃げ部３と第２軸受面４が、それぞれ交わる角部３ｄ，３ｅを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧粉体を焼結してなり、内周面の軸方向に離隔した二箇所に軸受面が設けられ、軸受面間に、内径寸法が軸受面よりも大径に形成された中逃げ部を有する焼結軸受であって、
圧粉体成形時の加圧力を解除することで生じるスプリングバックにより、中逃げ部全体が所定形状に形成され、かつ、軸受面と中逃げ部が交わる角部を有することを特徴とする焼結軸受。
【請求項２】
軸受面と中逃げ部の表面性状を異ならせた請求項１に記載の焼結軸受。
【請求項３】
圧粉体を焼結してなり、内周面の軸方向に離隔した二箇所に軸受面が設けられ、軸受面間に、内径寸法が軸受面よりも大径に形成された中逃げ部を有する焼結軸受の製造方法であって、
コアピンの外周に粉末充填部を形成し、この粉末充填部に充填した原料粉を加圧することにより、コアピンの外周に固着した圧粉体を成形する工程と、
加圧力を解除することで圧粉体に生じるスプリングバックを利用して圧粉体をコアピンから分離した後、この圧粉体の内周面と非接触にコアピンを引き抜く工程と、
を含むことを特徴とする焼結軸受の製造方法。
【請求項４】
コアピンを、円筒状の下パンチに対して軸方向に相対移動可能に下パンチの内周に挿通し、粉末充填部を、コアピンと下パンチの軸方向の相対移動によって形成する請求項３に記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項５】
粉末充填部に対する原料粉の充填を、コアピンと下パンチの軸方向の相対移動量に対応させて徐々に行う請求項４に記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項６】
コアピンの外周面に設けた内周面成形部の基端側に隣接して、外径寸法が内周面成形部の最大外径以上の突出部を設け、
該突出部を下パンチの内周に配設した状態で、原料粉を粉末充填部に充填する請求項４又は５に記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項７】
粉末充填部に充填した原料粉を、その両端側から均等に加圧する請求項３〜６の何れかに記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項８】
径方向の加圧力を解除した後、軸方向の加圧力を解除する請求項３〜７の何れかに記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項９】
軸方向の加圧力を解除した後、径方向の加圧力を解除する請求項３〜７の何れかに記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項１０】
圧粉体からコアピンを引き抜いた後、圧粉体を焼結し、得られた焼結体の内周面の一端側領域および他端側領域にサイジングを施して軸受面を成形する工程をさらに含む請求項３〜９の何れかに記載の焼結軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結軸受およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質体からなる焼結軸受は、通常、その内部気孔に潤滑油を含浸させた状態で用いられ（焼結含油軸受）、支持すべき軸との相対移動に伴って軸との摺動部に油膜を形成し、この油膜で軸を支持するものである。焼結軸受は、安価に製作可能であると共に自己潤滑機能を有する等、数々の優れた特徴を具備することから、種々の動力伝達機構や駆動機構等に好適に使用されている。この種の焼結軸受では、油膜切れの防止、軸との摺動時におけるトルク低減等を目的として、例えば特開平２−８３０２号公報（特許文献１）や特開平７−３３２３６３号公報（特許文献２）に記載のように、内周面の軸方向に離隔した二箇所に軸受面を設けると共に、軸受面間に内径寸法が軸受面よりも大径の中逃げ部を設ける場合がある。
【０００３】
上記特許文献１には、次のようにして上記形状の焼結軸受が得られる旨開示されている。まず原料粉を圧粉して、一端側に内周小径部を有する断面略Ｌ字形状の圧粉体を成形し、この圧粉体を焼結して焼結体を得る。次いで、この焼結体の内周に均一外径のサイジングコアを挿入した状態で絞り加工を施すことにより、当該焼結体の他端部にも内周小径部を成形すると共に、両内周小径部の内周面を所定の軸受面に成形する。
【０００４】
他方、上記特許文献２では、次のようにして上記形状の焼結軸受が得られる旨開示されている。まず、小径内周面１０１ａおよび大径内周面１０１ｂを有する第１ダイ１０１の内周にガイドコア１０２を配設した状態で粉末充填部に原料粉を充填した後、小径外周面１０３ａおよび大径外周面１０３ｂを有する段付きの第１コアロッド１０３を原料粉（粉末充填部）の内周に圧入しながら、上下パンチ１０４，１０５で原料粉を圧縮する（図５（ａ）を参照）。これにより、外周面の一端側領域が大径に成形されると共にその他領域が小径に成形され、かつ、内周面の他端側領域が小径に成形されると共にその他領域が大径に成形された第１の圧粉体２００を得る。次いで、図５（ｂ）に示すように、第１の圧粉体２００の内周に均一外径のコア１１２を挿入しながら上パンチ１１３で第１の圧粉体２００を均一内径の第２ダイ１１１の内周に圧入する。これにより、第１の圧粉体２００の外周面の一端側領域（外周面が大径に成形された領域）が内径側に変形し、中逃げ部２０２が形成された第２の圧粉体２０１を得る。その後、この第２の圧粉体２０１を焼結して焼結体を形成し、この焼結体の中逃げ部２０２の両端側領域に対してサイジングを施すことで所定形状の焼結軸受を得る。
【特許文献１】特開平２−８３０２号公報
【特許文献２】特開平７−３３２３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１，２のようにして成形された焼結軸受では、均一形状の中逃げ部、ひいては焼結軸受を得るのが困難で、高い支持能力を安定的に確保するのが困難である。特に、上記特許文献２の焼結軸受では、図５（ｂ）中上側の軸受面と大径内周面２０２ａとを繋ぐ段差面２０２ｂが、何れの工程においても成形された面とはならないことから、図中上側の摺動部に所定の潤滑油量を安定供給することができないという問題がある。これはすなわち、支持能力が不安定化することを意味し、一層の支持能力向上を図る上で不利となる。また、所定形状の圧粉体の成形に二工程を要し、かつ異なる構成の金型を用いる必要があることから、コスト高となる。
【０００６】
本発明の第１の課題は、中逃げ部を有する焼結軸受の支持能力を安定的に高めることにある。また、本発明の第２の課題は、この種の焼結軸受の製造コストの低廉化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記第１の課題を解決するためになされた本発明に係る焼結軸受は、圧粉体を焼結してなり、内周面の軸方向に離隔した二箇所に軸受面が設けられ、軸受面間に、内径寸法が軸受面よりも大径に形成された中逃げ部を有するものであって、圧粉体成形時の加圧力を解除することで生じるスプリングバックにより、中逃げ部全体が所定形状に形成され、かつ軸受面と中逃げ部が交わる角部を有することを特徴とするものである。なお、ここでいう「軸受面と中逃げ部が交わる角部を有する」とは、軸受面と中逃げ部とが角部でもって接続されている、と換言することができ、軸受面の一端とこれに近接する中逃げ部の一端との間に滑らかな円弧面等が介在している場合を排除する意味である。
【０００８】
上記のように、本発明に係る焼結軸受は、圧粉体成形時の加圧力を解除することで生じるスプリングバックにより、中逃げ部全体が所定形状に形成され、かつ、軸受面と中逃げ部が交わる角部を有することを特徴とするものである。これはすなわち、中逃げ部全体が、圧粉体成形時に用いるコアピン形状に倣って成形された成形面とされ、かつコアピンが、圧粉体の内周面と非接触に圧粉体内周から引き抜かれている（換言すると、いわゆる無理抜きによって圧粉体内周から引き抜かれていない）ことを意味する。そのため、コアピンを所定形状に形成しておけば、個体間で中逃げ部形状にばらつきが生じるのを回避して中逃げ部を高精度に仕上げることができる。また、中逃げ部全体の表面性状（表面開孔率等）を均質化することができるので、軸との摺動部に供給される油量に差異が生じ、両摺動部間における支持能力に差異が生じるような事態も可及的に防止することができる。以上のことから、本発明によれば、この種の焼結軸受の支持能力向上を図ることができる。
【０００９】
上記構成の焼結軸受は、例えば以下のようにして製造することができる。すなわち、上記第２の課題を解決するためになされた本発明に係る焼結軸受の製造方法は、コアピンの外周に粉末充填部を形成し、この粉末充填部に充填した原料粉を加圧することにより、コアピンの外周に固着した圧粉体を成形する工程と、加圧力を解除することで圧粉体に生じるスプリングバックを利用して圧粉体をコアピンから分離した後、この圧粉体の内周面と非接触にコアピンを引き抜く工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
上記の方法であれば、圧粉体を成形する一工程を経るだけで完成品形状に略等しい形状を得ることができる。そのため、サイジング工程で絞り加工を施すことによって完成品形状を得ていた特許文献１に比べて工程および装置を簡略化することが、またあるいは、圧粉工程を２工程に分けて行うことで完成品形状を得ていた特許文献２の構成に比べ工程数および保有設備を減じることができ、製造コストを低廉化することができる。また、加圧力を解除するで圧粉体に生じるスプリングバックを利用して圧粉体をコアピンから分離することができるので、その他の分離機構は不要となる。また、圧粉体の内周面と非接触にコアピンが引き抜かれることから、所定形状に成形された圧粉体の内周面（中逃げ部および軸受面となる領域）がコアピンの引き抜きに伴って損傷するような事態も生じない。さらに、特に特許文献１のような絞り加工では、所定の完成品形状を得るためには比較的軸受長さを長くとる必要があるが、上記本発明の方法であれば、このような寸法的な制約もない。
【００１１】
上記方法において、コアピンを、円筒状の下パンチに対して軸方向に相対移動可能に下パンチの内周に挿通し、粉末充填部を、コアピンと下パンチの軸方向の相対移動によって形成することができる。このようにすれば、圧粉体の成形装置を従来構成に比べて簡略化することができる。
【００１２】
粉末充填部に対する原料粉の充填は、コアピンと下パンチの軸方向の相対移動量（粉末充填部の容積増大量）に対応させて徐々に行うようにするのが望ましい。均一密度の圧粉体を成形するためである。すなわち、所定容積の粉末充填部を形成した後、この粉末充填部に原料粉を一度に充填するようにしたのでは、粉末充填部内に余分な空気等が混入し、均一密度の圧粉体を得るのが困難となるからである。
【００１３】
円筒状の下パンチの内周にコアピンを相対移動可能に配設し、両者の相対移動によって粉末充填部を形成するようにした場合、下パンチの孔径は、内周面成形部を有するコアピンが相対移動可能なように、少なくともコアピンの内周面成形部の最大外径以上とする必要がある。このとき、内周面成形部の基端側に何ら工夫を施していなければ、下パンチとコアピンとの間に径方向の隙間が形成され、この隙間に原料粉が入り込んでしまうおそれがある。このような事態が生じると、バリの発生、コアピンの芯ずれ、金型の破損等、圧粉体を精度良く成形する上での障害となる。かかる事態に鑑み、図３（ａ）に示すように、コアピンの外周面に設けた内周面成形部の基端側に隣接して、外径寸法が内周面成形部の最大外径以上とされた突出部を設け、この突出部を下パンチの内周に配設した状態で原料粉を粉末充填部に充填するのが望ましい。
【００１４】
粉末充填部に充填された原料粉を加圧する際には、原料粉の両端側から均等に加圧するのが望ましい。均一密度の圧粉体を得るためである。
【００１５】
また、コアピンの内周面成形部から圧粉体を分離する際に行う加圧力の解除は、径方向の加圧力→軸方向の加圧力の順番で行っても良いし、軸方向の加圧力→径方向の加圧力の順番で行っても良い。これらは、適宜選択することができる。
【００１６】
上記構成を有する焼結軸受において、軸受面と中逃げ部の表面性状、例えば表面開孔率を異ならせることができる。かかる構成は、例えば焼結体形成後に、焼結体内周面の一端側領域および他端側領域にのみサイジングを施して軸受面を成形することで得ることができる。このようにすれば、軸との摺動部で高い油膜剛性を確保しつつ、軸との摺動部には円滑に潤滑油を供給して軸受性能向上を図ることができ、しかもサイジング工程およびサイジング装置を簡略化して製造コストを低廉化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上に示すように、本発明によれば、中逃げ部を有する焼結軸受の支持能力を安定的に高めることができる。また、この種の焼結軸受を安価に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る焼結軸受１の一例を概念的に示す断面図である。同図に示す焼結軸受１は、焼結金属の多孔質体からなり、内部気孔に潤滑油を含浸させたものであって（焼結含油軸受）、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータに組み込まれて支持すべき軸（この場合、スピンドル軸。図中二点鎖線で示す。）を相対回転自在に支持するために用いられる。
【００２０】
焼結軸受１は、軸方向の二箇所に離隔形成された第１および第２軸受面２，４と、両軸受面２，４間に内径寸法が軸受面２，４よりも大径に形成された中逃げ部３と、軸受面２，４と中逃げ部３が交わる角部３ｄ，３ｅとを有する。より詳述すると、中逃げ部３は、大径内周面３ａ、大径内周面３ａと第１軸受面２とを繋ぐテーパ状の第１段差面３ｂ、および大径内周面３ａと第２軸受面４とを繋ぐテーパ状の第２段差面３ｃで構成されており、第１段差面３ｂと第１軸受面２とは角部３ｄでもって接続され、第２段差面３ｃと第２軸受面４とは角部３ｅでもって接続される。この中逃げ部３は、後述する圧粉体１’の成形時に用いるコアピン１４の外周面形状（成形部１４ａ形状）に倣って成形された成形面とされる。軸受面２，４と大径内周面３ａとの間の径方向寸法差は、この焼結軸受１の用途によっても異なるが、本実施形態のようにスピンドルモータ用の焼結軸受では、半径寸法で５μｍ〜２０μｍの範囲内とされる。
【００２１】
詳細は後述するが、両軸受面２，４はサイジングが施された面とされる一方、中逃げ部３はサイジングが施されていない面とされる。そのため、軸受面２，４と中逃げ部３とでは表面性状が異なる。具体的には、軸受面２，４の表面開孔率は、中逃げ部３の表面開孔率よりも小さい。なお、中逃げ部３は、図示例のものに限らず例えば単一の円弧面状に形成することも可能である。
【００２２】
以上の構成からなる焼結軸受１とスピンドル軸とが相対回転すると、焼結軸受１の内部に含浸させた潤滑油の滲み出しにより、軸受面２，４と軸との間の軸受隙間に油膜が形成され、該油膜によって軸が相対回転自在に非接触支持される。また、焼結軸受１とスピンドル軸の相対回転時には、中逃げ部３から軸との摺動部（軸受隙間）に潤滑油が順次供給される。そのため、軸受隙間における油膜切れは可及的に防止される。
【００２３】
以上の構成からなる焼結軸受１は、主に、圧粉工程と、焼結工程と、サイジング工程とを順に経て製造され、その後内部気孔に潤滑油を含浸させる含油工程を経て完成する。以下、各工程について説明する。
【００２４】
（Ａ）圧粉工程
この圧粉工程では、成形型内に充填した原料粉を圧縮することで所定形状の圧粉体を得る。図２は、圧粉体１’の成形に用いる製造装置１０の全体構造を概念的に示す断面図であり、以下示す各構成部材が原点位置にある状態を示すものである。同図に示す製造装置１０は、円筒状の上パンチ１１および下パンチ１２と、中実軸状のコアピン１４と、内周に下パンチ１２およびコアピン１４が配設された円筒状のダイ１３とを主要な構成部材として備える。
【００２５】
下パンチ１２は、ダイ１３に対して軸方向に相対移動可能（昇降可能）とされ、原点位置では、その上端面１２ｂがダイ１３の上端面１３ｂと同一平面上に位置するように構成されている。コアピン１４は、下パンチ１２（さらにはダイ１３）に対して軸方向に相対移動可能とされ、原点位置では、その上端面１２ｂが下パンチ１２およびダイ１３の上端面１２ｂ、１３ｂと同一平面上に位置するように構成されている。上パンチ１１は、下パンチ１２に対して相対的に近接または離反することで、ダイ１３に対して挿脱可能となっている。なお、本実施形態では、ダイ１３が図示しない静止部材に固定された静止側を構成し、その他の部材が図示しない適当な駆動機構で各々独立して昇降可能な可動側を構成する。
【００２６】
コアピン１４には、圧粉体１’の内周面を成形するための内周面成形部１４ａが設けられている。内周面成形部１４ａは、コアピン１４の先端側から順に、焼結軸受１の第１軸受面２，中逃げ部３，および第２軸受面４となる領域を圧粉体内周面にそれぞれ成形するための第１〜第３成形部１４ａ１，１４ａ２，１４ａ３からなり、その形状は焼結軸受１の内周面形状に倣ったものとされる。第１成形部１４ａと第２成形部１４ａ２、および第２成形部１４ａ２と第３成形部１４ａ３は、それぞれ角部でもって接続される。コアピン１４は、第３成形部１４ａ３の基端側に隣接して第３成形部１４ａ３よりも大径の突出部１４ａ４をさらに有する。この突出部１４ａ４は、後述する原料粉の充填時に、下パンチ１２の内周に原料粉が入り込むのを極力防止するために設けられる。但し、これを設けることによって下パンチ１２とコアピン１４の軸方向相対移動が阻害されないように、突出部１４ａ４の外径寸法は、内周面成形部１４ａの最大外径（すなわち、第２成形部１４ａ２の外径寸法）と同一もしくは若干量大径とされる。また、圧粉体１’の成形時にコアピン１４の上端側一部領域は上パンチ１１の内周に導入される（図３（ｂ）を参照）。そのため、コアピン１４の第１成形部１４ａ１の全長は、成形すべき第１軸受面２となる領域の軸方向寸法よりも所定量長くなっている。
【００２７】
圧粉工程で用いる製造装置１０は主に以上の構成からなり、以下示す態様で圧粉体１’が圧縮成形される。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示すように下パンチ１２を下降させ、ダイ１３の内周面１３ａ、下パンチ１２の上端面１２ｂ、およびコアピン１４の外周面とで所定容積の粉末充填部１５を形成し、この粉末充填部１５に原料粉１６を充填する。原料粉１６は、ダイ１３の上端面１３ｂと略同一の高さまで充填される。粉末充填部１５に対する原料粉１６の充填は、粉末充填部１５の容積増大量（下パンチ１２の下降量）に対応させるかたちで徐々に行われる。所定容積の粉末充填部１５の形成後、一度に原料粉１６を充填したのでは、粉末充填部１５内（個々の原料粉１６間）に余分な空気等が混入し、均一密度の圧粉体１’を成形できないおそれがあるからである。なお、粉末充填部１５が、コアピン１４に対して下パンチ１２を下降させることによって形成されることから、図５（ａ）に示す従来構成に比べ、製造装置１０の全体構成は簡略化される。
【００２９】
原料粉１６の充填段階において、コアピン１４の突出部１４ａ４は、常時下パンチ１２の内周に配設されている。このようにすることで、下パンチ１２の内周面１２ａとコアピン１４の外周面との間に原料粉１６が入り込む事態を極力回避することができ、所定形状の圧粉体１’を精度良く成形することができる。なお、原料粉１６としては、Ｆｅ、Ｆｅ系合金、Ｃｕ、Ｃｕ系合金等の金属粉末を主成分とし、必要に応じてＳｎ等のバインダ、さらには黒鉛や二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を添加したものが使用される。
【００３０】
ところで、焼結軸受１の両端部間での密度差が大きくなると、支持能力が不安定化するおそれがある。そこで、原料粉１６の充填段階においては、上パンチ１１による原料粉１６の圧縮量と略等しい軸方向寸法分だけ、粉末充填部１５の下端（下パンチ１２の上端面１２ｂ）をコアピン１４の第３成形部１４ａ３と突出部１４ａ４との境界部よりも下方に位置させるようにし、図３（ｂ）に示す原料粉１６の圧縮段階での圧縮量が上下で概ね等しくなるようにしている。
【００３１】
すなわち、本実施形態においては、粉末充填部１５に対する原料粉１６の充填後、上パンチ１１を下降させるのと同時に下パンチ１２を上昇させる（上パンチ１１と下パンチ１２とを相対的に接近させる）ことで粉末充填部１５に充填された原料粉１６を両端から均等に加圧する（図３（ｂ）を参照）。これにより、コアピン１４の内周面成形部１４ａの外周に固着した圧粉体１’が得られる。この圧粉体１’は、上記のようにして成形されるものであるから、両端部間の密度が略等しいものとなる。
【００３２】
以上のようにして圧粉体１’を成形した後、この状態を保持したまま両パンチ１１，１２およびコアピン１４を連動して上昇させることで、ダイ１３の内周から圧粉体１’を取り出す（圧粉体１’に付与していた径方向の加圧力を解除する）。そして、図３（ｃ）に示すように上パンチ１１をさらに上昇させることで、圧粉体１’に付与していた軸方向の加圧力を解除すると、圧粉体１’の内部に蓄積されていた弾性復元力が解放されて圧粉体１’にスプリングバックが生じ、圧粉体１’の内周面が拡径する結果、コアピン１４の内周面成形部１４ａから圧粉体１’が分離する。このとき、圧粉体１’の内周面とコアピン１４の内周面成形部１４ａとの間には微小な径方向隙間が形成されるが、この径方向隙間の隙間幅は、コアピン１４を圧粉体１’の内周面とは非接触に引き抜くことができるような隙間幅とされる。圧粉体１’内周からコアピン１４を引き抜く際に、コアピン１４の引き抜きがいわゆる無理抜きとなって圧粉体１’の内周面が損傷しないようにするためである。
【００３３】
具体的には、圧粉体１’内周面の最小内径部とコアピン１４の最大外径部（ここでは第２成形部１４ａ２）との間に微小な径方向隙間を形成する。このような径方向隙間は、圧粉体１’内周面のスプリングバック量（拡径量）が、コアピン１４の第２成形部１４ａ２と第３成形部１４ａ３間の径方向寸法差よりも大きくなるように、加圧力や原料粉１６の組成等を調整することによって得られる。
【００３４】
以上のようにしてコアピン１４の外周面と圧粉体１’の内周面との間に径方向隙間が形成された後、図３（ｄ）に示すようにコアピン１４を下降させ、圧粉体１’の内周からコアピン１４を引き抜くと、所定形状の圧粉体１’が完成する。上述の構成から、コアピン１４は圧粉体１’の内周面とは非接触に引き抜くことができ、従ってコアピン１４の引き抜きに伴って圧粉体１’の内周面が損傷等することはない。この圧粉体１’は焼結工程に移送される。
【００３５】
なお、本実施形態では、ダイ１３の内周から圧粉体１’を取り出した後（径方向の加圧力を解除した後）、圧粉体１’に付与していた軸方向の加圧力を解除するようにしたが、これとは逆の手順を踏んでも良い。すなわち、まず上パンチ１１を上昇させて軸方向の加圧力を解除した後、下パンチ１２およびコアピン１４を連動して上昇させることによりダイ１３の内周から圧粉体１’を取り出す（径方向の加圧力を解除する）ようにしても良い。
【００３６】
（Ｂ）焼結工程
この焼結工程では、圧粉工程で得られた圧粉体１’を、使用した金属粉末の焼結温度まで加熱することで焼結して焼結体１”を得る。使用する金属粉末の種類によっては、焼結による浸炭作用を避けるため、焼結作業を非浸炭雰囲気下で行っても良い。
【００３７】
（Ｃ）サイジング工程
このサイジング工程では、焼結工程で得られた焼結体１”に対して適当な圧迫力を付与して焼結体１”にサイジングを施す。図４（ａ）（ｂ）はサイジング工程を概念的に示すものであり、詳細には、図４（ａ）はサイジングの直前段階を示す断面図、図４（ｂ）はサイジング中の断面図をそれぞれ示している。
【００３８】
同図に示すサイジング装置２０は、焼結体１”の外周面を圧入する円筒状のダイ２３と、焼結体１”の内周面（厳密には内周面のうち軸受面に対応する領域。すなわち、中逃げ部の両端側領域）を成形するコアロッド２４と、焼結体１”の両端面を拘束する上パンチ２１および下パンチ２２とを主要な構成として備える。ダイ２３の内周面２３ａおよびコアロッド２４の外周面２４ａは径一定とされる。この製造装置２０では、ダイ２３が静止側を、両パンチ２１，２２およびコアロッド２４が図示しない適当な駆動機構で昇降する可動側を構成する。詳細には、上パンチ２１はコアロッド２４の外周に外挿され、両者共に独立して昇降可能である。また、下パンチ２２は、上パンチ２１およびコアロッド２４とは独立して昇降可能である。
【００３９】
以上の構成からなるサイジング装置２０において、まず図４（ａ）に示すように、焼結体１”を装置内の所定箇所、ここでは下パンチ２２上に配置する。この状態から、上パンチ２１およびコアロッド２４を下降させて、コアロッド２４を焼結体１”の内周に挿入すると共に、上パンチ２１と下パンチ２２とで焼結体１”の両端面を拘束する。この状態を保持したまま上パンチ２１、下パンチ２２、およびコアピン２７を連動して下降させ、図４（ｂ）に示すようにダイ２３の内周に焼結体１”を圧入すると、焼結体１”はダイ２３から加圧力を受けて縮径する向きに変形する。そして、焼結体１”の内周面の一端側領域と他端側領域とがコアロッド２４の外周面２４ａに押し当てられる結果、当該領域の表層部分が塑性流動を起こしてコアロッド２４の外周面２４ａに食い付き、所定の軸受面２，４が成形される。
【００４０】
以上のようにして焼結体１”に対してサイジングを施した後、この状態を保持したまま上パンチ２１、下パンチ２２、およびコアロッド２４を連動して上昇させ、ダイ２３から焼結体１”を取り出す。次いで上パンチ２１およびコアロッド２４をさらに上昇させると、焼結体１”の内部に蓄積されていた弾性復元力が解放されて焼結体１”の内径寸法が拡大し（スプリングバック）、焼結体１”の内周面とコアロッド２４の外周面との間に微小な径方向隙間が形成される。そしてコアロッド２４を抜き取ると、完成品形状の焼結軸受１が得られる。このサイジング工程で用いるコアロッド２４は均一外径に形成されたものであるから、以上のようにしてサイジングが施された焼結体１”（焼結軸受１）の軸受面２，４と軸受面間領域（中逃げ部３）とは、表面性状が異なるものとなる。具体的には、軸受面２，４領域は目潰し処理されてその表面開孔率が中逃げ部３よりも小さくなる。そして、離型された焼結軸受１は含油工程に移送される。
【００４１】
（Ｄ）含油工程
この工程では、サイジング工程を経て所定形状に成形された焼結軸受１に潤滑油が含浸され、これにより内部気孔に潤滑油を含浸させてなる焼結軸受１が完成する。なお、焼結体軸受１の内部気孔への潤滑油の含浸は、例えば、所定の減圧環境下で、潤滑油が充満された潤滑油浴中に焼結軸受１を一定時間浸漬させることにより行われる。このとき、潤滑油の含浸を確実かつ短時間に行うため、潤滑油を加熱した状態で含浸作業を行っても良い。
【００４２】
以上に示すように、本発明に係る焼結軸受１は、圧粉体成形時の加圧力を解除することで生じるスプリングバックにより、中逃げ部３全体が成形され、かつ、軸受面２，４と中逃げ部３が交わる角部３ｄ，３ｅを有する。これはすなわち、上述したように、中逃げ部３全体が、コアピン１４の内周面成形部１４ａ（第２成形部１４ａ２）に倣って成形された成形面とされ、かつコアピン１４が、圧粉体１’の内周面と非接触に圧粉体１’内周から引き抜かれていることを意味する。そのため、個体間で中逃げ部３形状にばらつきが生じるのを回避して、中逃げ部３を高精度に仕上げることができる。また、中逃げ部３全体の表面性状（表面開孔率等）を均質化することができるので、軸との間に形成される二つの摺動部に供給される油量に差異が生じ、両摺動部間における支持能力に差異が生じるような事態を可及的に防止することができる。従って、この焼結軸受１の支持能力が安定的に高まる。
【００４３】
また、圧粉体１’の成形工程のみで完成品形状に略等しい形状が得られることから、サイジング工程で絞り加工を施すことで完成品形状を得ていた特許文献１に比べて工程および装置構成を簡略化することが、またあるいは、圧粉工程を２工程に分けて行うことで完成品形状を得ていた特許文献２の構成に比べ工程数を減じることができる。また、加圧力を解除することによる圧粉体１’のスプリングバックを利用して圧粉体１’をコアピン１４から分離するようにしたので、その他の分離機構は不要となる。また、特に特許文献１のような絞り加工では、所定の完成品形状を得るために比較的軸受長さを長くとる必要があるが、上記本発明の方法であればこのような寸法的な制約もない。以上のことから、この焼結軸受１の製造コストを低廉化することができる。
【００４４】
また、両軸受面２，４にのみサイジングを施したことから、軸との摺動部で高い油膜剛性を確保しつつ、軸との摺動部には相対的に表面開孔率の大きい中逃げ部３から潤沢な油を供給することができる。これにより、高い軸受性能を安定的に維持することができる。また、両軸受面２，４にのみサイジングを施すようにしたので、サイジング工程、およびサイジング装置を簡略化して製造コストの更なる低廉化を図ることができる。
【００４５】
以上では、本発明を、均一外径の焼結軸受の製造時に適用する場合について説明を行ったが、以上で説明した焼結軸受の形態はあくまでも一例であり、本発明の構成を、外径寸法が軸方向の各所で異なる焼結軸受に適用することももちろん可能である。また、本発明は、軸に対して相対回転する焼結軸受のみならず、軸に対して相対的に直動運動する焼結軸受、およびこの種の焼結軸受を製造する際にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る焼結軸受の一例を概念的に示す断面図である。
【図２】圧粉工程で用いる製造装置の全体構造を概念的に示す断面図である。
【図３】圧粉工程の流れを概念的に示すもので、（ａ）図は粉末充填部に原料粉を充填した段階の断面図、（ｂ）図は圧粉段階の断面図、（ｃ）図は圧粉後の段階の断面図、（ｄ）図は装置の各構成部材が原点復帰した段階の断面図である。
【図４】サイジング工程の流れを概念的に示すもので、（ａ）図は装置に焼結体を配置した段階の断面図、（ｂ）図は焼結体にサイジングを行っている段階の断面図である。
【図５】従来採用されていた焼結軸受の製造工程を概念的に示すもので、（ａ）図は第２の圧粉工程を概念的に示す断面図、（ｂ）図はサイジング工程を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      焼結軸受
１’    圧粉体
１”    焼結体
２，４  軸受面
３      中逃げ部
３ａ    大径内周面
３ｂ，３ｃ  段差面
３ｄ，３ｅ  角部
１０    製造装置（圧粉工程用）
１２    下パンチ
１４    コアピン
１４ａ  内周面成形部
１４ａ２  第２成形部
１４ａ４  突出部
１５    粉末充填部
１６    原料粉
【図１】
2010031909.tif 000003
【図２】
2010031909.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010031909.tif 000006
【図５】
2010031909.tif 000007