(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径部と大径部とを備えたコアロッドを、焼結体からなる円筒状の軸受素材の軸孔に挿入し、コアロッドまたは軸受素材を径方向に振動させながらコアロッドの大径部を軸受素材の内周面に押圧することにより、コアロッドの大径部を軸受素材の内周面に打撃する操作を、該内周面の全周域にわたって周回させることを特徴とする焼結軸受の内周溝の形成方法。
【請求項２】
前記コアロッドまたは前記軸受素材を振動させる際の振動数が、５０Ｈｚ〜高周波領域の範囲から選択されることを特徴とする請求項１に記載の焼結軸受の内周溝の形成方法。
【請求項３】
前記内周溝は、油溝または中逃げ部であることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結軸受の内周溝の形成方法。
【請求項４】
前記軸受素材がハウジングに圧入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の焼結軸受の内周溝の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状の焼結軸受の内周面に、油溝や中逃げ部といった内周溝を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼結軸受の内周面に動圧溝や中逃げ部等を形成する方法は種々提案されているが、それらの中で能率よく形成することができる方法の一つとして、次のような方法がある。すなわち、形成すべき溝（動圧溝や中逃げ部）に対応した模様の凹凸が外周面に施されたコアロッドを軸受素材に挿入し、軸受素材を圧縮してその内周面をコアロッドの外周面に密着させることにより、コアロッドの凹凸を軸受素材の内周面に転写させ、この後、軸受素材を圧縮状態から解放し、その際に軸受素材に生じるスプリングバックを利用してコアロッドから軸受素材を抜き取る。特開平２−１０７７０５号公報には、このような方法を応用した中逃げ部の形成方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法では、内周溝が形成された軸受素材をコアロッドから抜き取るために、スプリングバックによって軸受素材の内径が十分に拡張され、コアロッドの外周面と軸受素材の内周面双方の凹凸が噛み合うことなく互いに干渉しないことが要求される。このため、材料としてはスプリングバックができるだけ大きく生じるものが望ましい。ところが、一般的な滑り軸受用の焼結合金のスプリングバック（コアロッドの外径に対する圧縮を解放した際の軸受素材の内径拡張量の比率）は、大きくても０．２％程度なので、軸受素材の内周面に形成することができる凹凸の段差は、最大でスプリングバック量と同等となる。また、比較的密度が低い焼結合金や、銅系焼結合金のように比較的軟質で塑性変形しやすい焼結合金からなる焼結軸受では、ほとんどスプリングバックが生じないものもあり、そのような軸受素材には内周溝を形成しにくい。また、ハウジングに圧入等の手段で装着された軸受素材の場合には、当然スプリングバックは望めないので内周溝を形成することはできない。
【０００４】
したがって本発明は、スプリングバックが生じないか、あるいはスプリングバックを期待することのできない軸受素材であっても、内周溝を確実に形成することができる焼結軸受の内周溝の形成方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、小径部と大径部とを備えたコアロッドを、焼結体からなる円筒状の軸受素材の軸孔に挿入し、コアロッドまたは軸受素材を径方向に振動させながらコアロッドの大径部を軸受素材の内周面に押圧することにより、コアロッドの大径部を軸受素材の内周面に打撃する操作を、該内周面の全周域にわたって周回させることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、上記操作を行うと、軸受素材の内周面の一部がコアロッドの大径部に打撃されて圧縮され、内周溝の一部が形成される。そして、この操作を内周面の全周域にわたって行うことにより内周溝が形成される。軸受素材が径方向に圧縮される部分は常に一部であるから、コアロッドは、その大径部の外径が軸受素材の内周面における内周溝以外の小径部（軸受面）の内径と同等かそれよりも小さな径のものでよい。これにより、コアロッドの大径部が軸受面に干渉することなくコアロッドを軸受素材から抜き出すことができる。したがって、スプリングバックが生じないか、あるいはスプリングバックを期待することのできない軸受素材であってもコアロッドを確実に抜き出すことができる。すなわち、そのような軸受素材に内周溝を確実に形成することができ、しかも形成する内周溝をより深いものとすることができる。なお、例えば軸受素材がコアロッドに締まり嵌めの状態で挿入され、軸受素材が若干のスプリングバックが生じるものである場合などにおいては、コアロッドの大径部が軸受面に干渉することもあり得るが、その程度はごく僅かであり、軸受素材からコアロッドを抜き出すことができる。
【０００７】
本発明では、コアロッドまたは軸受素材を径方向に振動させながらコアロッドの大径部を軸受素材の内周面に押圧するが、その振動数は、産業上容易に得ることができる交流ソレノイドによる５０Ｈｚから高周波発信器による６０ｋＨｚ程度の中から適宜に選択される。
【０００８】
コアロッドの大径部により軸受素材の内周面に形成する本発明の内周溝としては、例えば、滑り軸受面に形成されて潤滑油の貯留部および供給部となる油溝や、軸受の両端部に形成された滑り軸受面の間に挟まれており、この滑り軸受面よりも大径で回転軸が接することのない中逃げ部等が挙げられる。
【０００９】
また、本発明では、軸受素材がハウジングに圧入されている場合を含む。ハウジングに圧入された軸受素材には、当然スプリングバックは望めないが、上記の作用により本発明ではそのような軸受素材の内周面にも内周溝を形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の内周溝の形成方法を好適に実施し得る加工装置の一部断面正面図であり、図３は同装置の平面図である。図１および図３の符合１は基台テーブルであり、この基台テーブル１の図中左右端部には、前後方向（図１で表裏方向、図３で下から上の方向）に延びるガイド軸２が軸支部３を介して設けられている。そして、これらガイド軸２には、図示せぬ駆動手段により駆動させられるスライドブロック４が、各ガイド軸２に沿って往復移動自在に支持されている。
【００１１】
図１に示すように、スライドブロック４には、左側の長い支柱５と右側の短い支柱６が立設されており、これら支柱５，６にはパンチプレート７が水平に固定されている。このパンチプレート７上の所定箇所には、上下に延びる円筒状の下パンチ８が固定されている。パンチプレート７の上方には、プラテン９が長い支柱５を軸として昇降可能に嵌め込まれている。このプラテン９は、スライドブロック４上の中央に設けられた油圧式もしくは空圧式のアクチュエータ１０が備えるラム１１によって昇降させられるもので、ラム１１の位置は図示せぬ制御手段によって制御されるようになっている。
【００１２】
プラテン９の上方には、長い支柱５に装着されたスペーサ１２を挟んで、ダイハウジング１３およびダイプレート１４が配されている。これらダイハウジング１３およびダイプレート１４は、支柱５に対し、該支柱５を軸にして、水平方向に旋回可能に、かつ、プラテン９の昇降に伴いスペーサ１２を介して昇降自在に嵌め込まれている。プラテン９の図１における右側には短い支柱１５が立設されており、この支柱１５上に固定された受け台１６にダイプレート１４の右端部が載置されている。ダイプレート１４が旋回する際には、ダイプレート１４の載置部分が受け台１６上を摺動する。ダイハウジング１３およびダイプレート１４の旋回は、図示せぬ駆動手段によりなされる。
【００１３】
図１に示すように、ダイハウジング１３およびダイプレート１４には、円筒状のダイ１７が軸回りに回転自在に嵌め込まれている。このダイ１７のダイプレート１４に嵌め込まれている部分には、円筒状の焼結体からなるワーク（軸受素材）Ｗが嵌合されるダイ孔１７ａが形成されている。前記下パンチ８はダイ１７内に同軸的に挿入され、その上端がダイ孔１７ａに挿入可能とされている。また、ダイ１７のダイ孔１７ａよりも下方部分の内径は、下パンチ８に干渉しないようにダイ孔１７ａの内径よりも十分に大きい。ダイ１７の下端の外周には、環状のギヤ１８がダイ１７と同軸的に固定されている。
【００１４】
前記ダイハウジング１３の図１におけるダイ１７の右側には、モータ１９が収納されている。このモータ１９はダイハウジング１３またはダイプレート１４に固定されており、その下端に上下に延びる駆動軸１９ａが配されている。そして、この駆動軸１９ａにはピニオン２０が固定されており、このピニオン２０とダイ１７に固定されたギヤ１８にベルト２１が巻回され、モータ１９の駆動がダイ１７に伝達してダイ１７が回転するようになっている。
【００１５】
スライドブロック４上に搭載された上記構成要素は、スライドブロック４ごと基台テーブル１上を前後に往復移動させられる。そして、スライドブロック４は、図１および図３に示す後退した位置がワークセット位置、図２および図４に示す前進した位置がワーク加工位置とされる。
【００１６】
図１に示すように、スライドブロック４がワークセット位置にある状態でのダイプレート１４の上方には、円筒状の上パンチ２２がダイ孔１７ａと同軸的に配設されている。この上パンチ２２は、図３に示す機械式、油圧式もしくは空圧式等の上パンチ駆動機２３で昇降させられ、下降時にダイ孔１７ａに嵌合してワークＷをダイ孔１７ａに押し込む。
【００１７】
また、図２に示すように、スライドブロック４がワーク加工位置にある状態でのダイプレート１４の上方には、コアロッド３０がダイ孔１７ａと同軸的に配設されている。このコアロッド３０は、図３に示すように、振動子４０に連結されて前後に延びるステー４１の先端から垂下している。振動子４０は図示せぬ発信器からの信号を受けてコアロッド３０を前後方向に振動させる。その振動数は、例えば、ソレノイドを用いた５０Ｈｚや、超音波振動による４０ｋＨｚなどが適宜に選択される。
【００１８】
コアロッド３０は、図６（ａ）に示すように、主体をなす小径部３１の先端側に、小径部３１よりも大径の大径部３２が小径部３１と同軸的に形成されたものである。大径部３２はワークＷの内周面に中逃げ部を形成する部分であってワークＷの長さよりも短い。大径部３２をワークＷの内周面に十分に押圧することにより、大径部３２の両側の小径部３１により、中逃げ部の両側の軸受面が圧接される。また、コアロッド３０の先端には、ワークＷ内へのコアロッド３０自身の挿入をスムーズにするためのテーパ部３３が形成されている。コアロッド３０の大径部３２は、ワークＷの内径よりもやや小さく、大径部３２がワークＷに挿入された状態で両者の間に隙間が存在する程度に設定される。大径部３２の寸法としては、この他に、大径部３２とワークＷの内周面の間の隙間がほとんどない状態か、あるいはワークＷの内径とほぼ同等もしくは内径よりも大きくて締まり嵌めの状態になる寸法のいすれかが挙げられる。また、いずれの場合も、ワークＷの内周面とコアロッド３０の小径部３１との間には、隙間が存在する。
【００１９】
次に、上記加工装置の動作を説明する。この動作は、本発明のサイジング方法を適用したものであって、図示せぬ制御手段により自動的になすことができる。まず、図１および図３に示すように、スライドブロック４をワークセット位置に停止させる。そして、図１に示すように、下パンチ８の上端をダイ孔１７ａの下方に位置させた状態から、上パンチ２２によりワークＷをダイ孔１７ａに上方より押し込んで嵌合させる。次に、上パンチ２２を上昇させてから、図４に示すようにスライドブロック４をワーク加工位置に前進させる。
【００２０】
次に、図２に示すように、ラム１１によってプラテン９を上昇させることにより、コアロッド３０をワークＷの軸孔Ｗ１に挿入し、コアロッド３０の大径部３２をワークＷの軸方向中央に位置させる。次いで、図５に示すように、ダイハウジング１３およびダイプレート１４を前方（図５において下方）に僅かに旋回させることにより、ワークＷの内周面をコアロッド３０の大径部３２に圧接させる。この状態から、振動子４０を作動させてコアロッド３０を振動させるとともに、モータ１９によりダイ１７とともにワークＷを軸回りにゆっくりと回転させていく。
【００２１】
ワークＷの内周面をコアロッド３０の大径部３２に圧接させた状態でコアロッド３０を振動させると、その圧接部分のワークＷの内周面がコアロッド３０の大径部３２で打撃され、径方向外側に圧縮されて塑性変形する。これによって内周面は拡径し、中逃げ部の一部が形成される。そして、ワークＷを回転させていくと中逃げ部が徐々に形成されていき、ワークＷを一周させると全周域にわたって中逃げ部が形成される。また、中逃げ部の両側の内周面は、コアロッド３０の小径部３１が圧接することにより軸受面とされる。図６（ｂ）は、本実施形態によって加工されたワークＷを示しており、内周面の軸方向中央に中逃げ部４０が形成され、その両側に軸受面４１が形成されている。
【００２２】
なお、ダイハウジング１３およびダイプレート１４を旋回させてワークＷの内周面をコアロッド３０の大径部３２に圧接させた状態を保持するには、例えばバネ等で一定の荷重を与える手法を採ることができる。また、ダイハウジング１３およびダイプレート１４を旋回させる駆動機構により、圧接を生じさせる荷重を初期は低く、その後は徐々に増加させたりすることもできる。また、ダイ１７の周回数は最低１回であるが、複数回にわたって周回させる場合もあり、ワークＷの材質、密度、形成する中逃げ部の深さによって適宜に決定される。
【００２３】
中逃げ部が形成されたら、振動子４０とモータ１９を停止させ、ダイハウジング１３およびダイプレート１４を元の位置まで旋回させ、次いで、プラテン９とともにダイプレート１４を下降させてワークＷからコアロッド３０を抜き出す。ダイプレート１４の下降を続行させ、これによりワークＷの下端面が下パンチ８に当接し、さらにダイプレート１４を下降させることによりワークＷをダイ孔１７ａから上方へ排出して離型する。この後、スライドブロック４を後退させてワークセット位置に戻す。以上が、ワークＷに中逃げ部を形成する１サイクルである。
【００２４】
上記加工装置による中逃げ部の形成方法は、ワークＷの内径と同等かそれよりも小径のコアロッド３０の大径部３２によりワークＷの内周面の一部に打撃して圧縮し、この操作を周方向に移動しながら行うことにより、中逃げ部を全周にわたって形成するものである。このため、コアロッド３０の大径部３２が中逃げ部の両側の軸受面に干渉することなくコアロッド３０をワークＷから抜き出すことができ、その結果として、ワークＷが、スプリングバックが生じないか、あるいはスプリングバックを期待することのできないものであっても、確実かつ効率的に中逃げ部を形成することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では内周溝として中逃げ部を形成したが、幅の小さい環状の油溝や、そのような油溝を複数形成することも、本発明を適用することにより可能である。また、ワークＷは焼結後に加工を施していない焼結体や、一度サイジングされた焼結体を用いることができ、しかも、そのような焼結体をハウジングに圧入した状態として同様に中逃げ部や油溝等の内周溝を形成することもできる。さらに、本発明を適用して内周溝を形成した後にサイジングを施すなど、通常行われている焼結軸受の加工方法との組み合わせを、求められる軸受に応じて適宜に行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コアロッドの大径部により軸受素材の内周面の一部を打撃して拡径する動作を全周域にわたって周回させて内周溝を形成するので、スプリングバックが生じない軸受素材、あるいはスプリングバックを期待することのできない軸受素材であっても、内周溝を確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内周溝の形成方法を好適に実施し得る加工装置であって、図３のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図２】図４のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内周溝の形成方法を好適に実施し得る加工装置であって、スライドブロックがワークセット位置にある状態の平面図である。
【図４】同装置のスライドブロックがワーク加工位置にある状態の平面図である。
【図５】同装置によって中逃げ部を形成している状態の平面図である。
【図６】（ａ）はコアロッドの側面図、（ｂ）は中逃げ部が形成された軸受素材の縦割り断面図である。
【符号の説明】
３０…コアロッド
３１…小径部
３２…大径部
４０…中逃げ部（内周溝）
Ｗ…ワーク（軸受）
Ｗ１…軸孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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