(57)【要約】【課題】  従来の製造方法では設けることが困難な軸受面に対する凹状油溜部やヘリングボーン用溝部等の凹溝部の形成を実現可能にするとともに、容易かつ低コストに実施可能にする。【解決手段】  コア部２の外周面２ｆに一又は二以上の凹溝成形用凸部５…を形成するとともに、このコア部２と型部３Ａ…によって形成されるキャビティＣに、成形材料Ｍを充填し、加圧することにより円筒成形体Ｂｍを成形するとともに、この後、加圧を解除し、かつ円筒成形体Ｂｍに少なくとも放射方向Ｆｓのスプリングバックを発生させた後、円筒成形体Ｂｍからコア部２を抜取る成形工程を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも軸受面を成形するための円柱状のコア部を使用し、このコア部とこのコア部を囲む外郭を成形するための型部によって形成されるキャビティに、成形材料を充填するとともに、加圧することにより円筒成形体を成形する成形工程を経てスリーブベアリングを製造するスリーブベアリングの製造方法において、前記コア部の外周面に一又は二以上の凹溝成形用凸部を形成するとともに、このコア部と前記型部によって形成されるキャビティに、成形材料を充填し、加圧することにより円筒成形体を成形するとともに、この後、加圧を解除し、かつ円筒成形体に少なくとも放射方向のスプリングバックを発生させた後、円筒成形体からコア部を抜取る成形工程を有することを特徴とするスリーブベアリングの製造方法。
【請求項２】
前記成形材料は、セラミックス粉末原料であることを特徴とする請求項１記載のスリーブベアリングの製造方法。
【請求項３】
前記型部に、下パンチ部，上パンチ部及びダイス部を使用し、この型部と前記コア部を用いることによりプレス成形を行うことを特徴とする請求項１記載のスリーブベアリングの製造方法。
【請求項４】
前記型部に、少なくともラバー型部を使用し、このラバー型部を用いることによりＣＩＰ成形（ラバープレス成形）を行うことを特徴とする請求項１記載のスリーブベアリングの製造方法。
【請求項５】
前記凹溝成形用凸部により前記軸受面に設ける凹溝部は、凹状油溜部，ヘリングボーン用溝部又は螺旋溝部であることを特徴とする請求項１記載のスリーブベアリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型モータ等に使用するスリーブベアリングを製造する際に用いて好適なスリーブベアリングの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、小型モータの回転シャフトを支持するベアリングには、小径となる故にスリーブベアリングが用いられるとともに、金属素材は摩耗しやすいため、セラミックス素材を用いたスリーブベアリングも広く用いられている。
【０００３】
従来、セラミックス素材を用いたスリーブベアリングの製造方法としては、特開平２−２１７６１９号公報で開示されるセラミック軸受の製造方法が知られている。同公報で開示される製造方法は、油溝を有する形状にセラミック原料粉末を成形してなる成形体に対し、油溝と摺動面のなす稜線部に、軸受の中心と前記油溝の中心を結ぶ直線に対する角度が４５〜７５°となるように面取り加工を施し、この成形体を焼成した後、摺動面を研削加工するようにしたものである。
【特許文献１】特開平２−２１７６１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来におけるセラミック軸受（スリーブベアリング）の製造方法は、次のような問題があった。
【０００５】
即ち、この種のスリーブベアリングは、通常、軸受面を成形するための円柱状のコア部を使用し、このコア部とこのコア部を囲む外郭を成形するための型部により形成されるキャビティに成形材料を充填するとともに、加圧することにより円筒成形体をプレス成形する成形工程を経て製造するため、油溝を有するセラミック軸受を成形しようとする場合、油溝は、前記公報でも開示されるように、成形後、コア部を抜取ることができるように、軸方向に沿って設ける必要があり、軸受面に複数の凹部により形成する油溜部やヘリングボーン用溝部などは設けることができない問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したスリーブベアリングの製造方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスリーブベアリングの製造方法は、上述した課題を解決するため、少なくとも軸受面Ｂｉを成形するための円柱状のコア部２を使用し、このコア部２とこのコア部２を囲む外郭を成形するための型部３Ａ（３Ｂ）によって形成されるキャビティＣに、成形材料Ｍを充填するとともに、加圧することにより円筒成形体Ｂｍを成形する成形工程を経てスリーブベアリングＢを製造するに際し、コア部２の外周面２ｆに一又は二以上の凹溝成形用凸部５…を形成するとともに、このコア部２と型部３Ａ（３Ｂ）によって形成されるキャビティＣに、成形材料Ｍを充填し、加圧することにより円筒成形体Ｂｍを成形するとともに、この後、加圧を解除し、かつ円筒成形体Ｂｍに少なくとも放射方向Ｆｓのスプリングバックを発生させた後、円筒成形体Ｂｍからコア部２を抜取る成形工程を有することを特徴とする。
【０００８】
この場合、発明の好適な態様により、成形材料Ｍには、セラミックス粉末原料を用いることができる。また、成形に際しては、型部３Ａに、下パンチ部１１，上パンチ部１２及びダイス部１３を使用し、この型部３Ａとコア部２を用いることによりプレス成形を行うことができるとともに、型部３Ｂに、少なくともラバー型部１５を使用し、このラバー型部１５を用いることによりＣＩＰ成形（ラバープレス成形）を行うこともできる。さらに、凹溝成形用凸部５…により軸受面Ｂｉに設ける凹溝部には、凹状油溜部Ｂｉａ…，ヘリングボーン用溝部Ｂｉｂ…又は螺旋溝部Ｂｉｃを含ませることができる。
【発明の効果】
【０００９】
このような手法による本発明に係るスリーブベアリングＢの製造方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１０】
（１）  従来の製造方法では設けることが困難な軸受面Ｂｉに対する凹状油溜部Ｂｉａ…やヘリングボーン用溝部Ｂｉｂ…等の凹溝部の形成が実現可能になり、特に、切削加工が困難となる超小型モータ等に使用するスリーブベアリングＢを製造する際に用いて最適となる。
【００１１】
（２）  スリーブベアリングＢの製造方法を実施するに際し、特殊な製造装置や複雑な製造方法が不要になるため、容易かつ低コストに実施することができる。
【００１２】
（３）  好適な態様により、成形材料Ｍに、セラミックス粉末原料を用いれば、摩耗が少なくかつ騒音の少ないスリーブベアリングＢを得ることできる。
【００１３】
（４）  好適な態様により、型部３Ａに、下パンチ部１１，上パンチ部１２及びダイス部１３を使用し、この型部３Ａとコア部２を用いることによりプレス成形を行ったり、型部３Ｂに、少なくともラバー型部１５を使用し、このラバー型部１５を用いることによりＣＩＰ成形を行えば、公知の成形法を応用できるため、更なる実施の容易化及び低コスト化に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
まず、本実施形態に係る製造方法を実施できるプレス成形装置の概要について、図２及び図３を参照して説明する。
【００１６】
図中、符号３０で示すプレス成形装置は、下側駆動部３１と、この下側駆動部３１の上方に配した上側駆動部３２を備える。下側駆動部３１は、上面中央から上方に突出した円柱状のコア部２と、このコア部２の外周を囲む円筒状の下パンチ部１１と、この下パンチ部１１の外周を囲む円筒状のダイス部１３をそれぞれ備える。この場合、下パンチ部１１は、下側駆動部３１の上面に対して固定されている。また、コア部２は、下側駆動部３１により、上昇位置Ｘｕ又は下降位置Ｘｄ（図６参照）に昇降変位するとともに、ダイス部１３は、下側駆動部３１により、上昇位置Ｙｕ又は下降位置Ｙｄ（図５参照）に昇降変位する。
【００１７】
一方、コア部２は、コア本体部２ｍを有し、このコア本体部２ｍの外周面２ｆにより、後述するスリーブベアリングＢの軸受面（内周面）Ｂｉを成形するとともに、外周面２ｆに設けた凹溝成形用凸部５…により、軸受面Ｂｉに設ける凹状油溜部Ｂｉａ…を形成することができる。なお、例示の凹溝成形用凸部５…は、外周面２ｆにおける軸方向の二位置にそれぞれ配し、外周面２ｆの全周に沿ってリング状に形成する。
【００１８】
ところで、外周面２ｆから径方向（放射方向）に突出する凹溝成形用凸部５の突出幅Ｌｎは、次の点に留意して選定する。本実施形態に用いる成形工程では、加圧成形時のスプリングバックが用いられる。即ち、加圧成形により成形した円筒成形体Ｂｍに対して加圧を解除した際には、スプリングバックによる膨張が発生し、この結果、円筒成形体Ｂｍの内周面とコア部２の外周面２ｆ間には、隙間Ｌｓ（図５参照）が発生するため、凹溝成形用凸部５の突出幅Ｌｎは、この隙間Ｌｓよりも稍小さくなるように選定し、円筒成形体Ｂｍからコア部２を抜取ることができるように留意する。この場合、成形材料Ｍとして、１〜１０〔％〕程度のバインダを配合したセラミックス粉末原料を使用し、単位平方ｃｍ当たり５〜２０〔ｋＮ〕の力でプレス成形（加圧）を行った場合、内径１〔ｍｍ〕の円筒成形体Ｂｍでは、１０〜２０〔μｍ〕程度の隙間Ｌｓが発生し、内径２０〔ｍｍ〕の円筒成形体Ｂｍでは、２０〜５０〔μｍ〕程度の隙間Ｌｓが発生する。なお、本実施形態に係る製造方法により製造するスリーブベアリングＢのサイズは、特に問わないが、内径を２０〔ｍｍ〕以下のスリーブベアリングＢに適用することが望ましい。
【００１９】
他方、上側駆動部３２は、下面中央から下方に突出した円柱状の上パンチ部１２を備える。上パンチ部１２は、下パンチ部１１と同一径となり、この下パンチ部１１に対して対向し、かつ同一位置（同軸位置）に配する。この上パンチ部１２は、上側駆動部３２により、上昇位置Ｚｕ（図４参照）又は下降位置Ｚｄに昇降変位する。
【００２０】
以上の構成により、下パンチ部１１，上パンチ部１２及びダイス部１３は、コア部２を囲む型部３Ａを構成し、この型部３Ａは、円筒成形体Ｂｍ（スリーブベアリングＢ）の外郭を成形する。よって、コア部２と型部３Ａにより円筒成形体Ｂｍを成形するキャビティＣが形成され、このコア部２と型部３Ａによりプレス成形を行うことができる。
【００２１】
次に、このようなプレス成形装置３０を用いた本実施形態に係るスリーブベアリングＢの製造方法について、図２〜図７を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って順次説明する。
【００２２】
まず、プレス成形装置３０は、図４に示す型開状態にセットする（ステップＳ１）。型開状態では、ダイス部１３が上昇位置Ｙｕに、コア部２が上昇位置Ｘｕに、上パンチ部１２が上昇位置Ｚｕに、それぞれ位置している。したがって、型部３Ａとコア部２により形成されるキャビティＣは、上方に開放されるため、計量した所定量の成形材料ＭをキャビティＣに充填する（ステップＳ２）。
【００２３】
この場合、成形材料Ｍには、摩耗が少なくかつ騒音の少ないスリーブベアリングＢを得ることができるセラミックス粉末原料を用いる。セラミックス粉末原料としては、特に、ジルコニア（ＺｒＯ2）が望ましいが、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3），窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4），炭化珪素（ＳｉＣ）等の他のファインセラミックスを用いることができる。
【００２４】
成形材料Ｍを充填したなら、図２に示すように、上パンチ部１２を矢印Ｆａ方向に下降させることにより下降位置Ｚｄに位置させる。これにより、上パンチ部１２により成形材料Ｍが加圧され、円筒成形体Ｂｍが成形される（ステップＳ３）。円筒成形体Ｂｍが成形されたなら、速やかに加圧の解除を行う。即ち、図５に示すように、ダイス部１３を矢印Ｆｂ方向に下降させることにより下降位置Ｙｃに位置させる（ステップＳ４）。これにより、円筒成形体Ｂｍの外周面から外方（放射方向）が全面的に開放されるため、円筒成形体Ｂｍに対する加圧が解除されるとともに、円筒成形体Ｂｍにスプリングバックが発生し、円筒成形体Ｂｍは、放射方向Ｆｓ…に膨張する（ステップＳ５）。
【００２５】
この結果、図５に示すように、円筒成形体Ｂｍの内周面とコア部２の外周面２ｆ間には、所定の隙間Ｌｓが発生する。よって、図６に示すように、コア部２は、円筒成形体Ｂｍから抜取り可能な状態となるため、矢印Ｆｃ方向に下降させることにより下降位置Ｘｄに位置させるとともに、上パンチ部１２は、矢印Ｆｄ方向に上昇させることにより上昇位置Ｚｕに位置させる（ステップＳ６）。これにより、円筒成形体Ｂｍは、プレス成形装置３０から取出すことができる（ステップＳ７）。そして、次の成形があれば、コア部２を上昇させることにより上昇位置Ｘｕに位置させるとともに、ダイス部１３を上昇させることにより上昇位置Ｙｕに位置させる（ステップＳ８，Ｓ９）。これにより、ステップＳ１の型開状態となる。
【００２６】
なお、このように成形された円筒成形体Ｂｍは、次工程である焼成工程に送り、所要の焼成処理を行うとともに、必要な仕上処理を行う。これにより、図７に示すスリーブベアリングＢを得ることができる。このスリーブベアリングＢは、軸受面Ｂｉに、凹溝成形用凸部５…により形成された凹溝部による凹状油溜部Ｂｉａ…が設けられる。
【００２７】
次に、本発明の変更実施形態に係るスリーブベアリングＢの製造方法について、図８及び図９を参照して説明する。
【００２８】
この変更実施形態に係る製造方法は、ＣＩＰ成形装置３５を用いた製造方法である。ＣＩＰ成形装置３５は、図８に示すように、下基部３６の中心から上方に起立した円柱状のコア部２を有するとともに、この下基部３６に対峙し、かつコア部２の上端面に当接可能な上蓋部３７を備える。また、下基部３６の上面及び上蓋部３７の下面には、それぞれラバー型係合部３６ｓ，３７ｓを有し、下基部３６のラバー型係合部３６ｓには、ゴム素材により円筒状に形成したラバー型部１５の下端を装着するとともに、上蓋部３７のラバー型係合部３７ｓは、ラバー型部１５の上端に装着する。これにより、コア部２を除く下基部３６，上蓋部３７及びラバー型部１５は、型部３Ｂを構成し、ラバー型部１５を用いたＣＩＰ成形を行うことができる。さらに、コア部２の外周面２ｆには、図２に示したコア部２と同様に、上下二つの凹溝成形用凸部５…を設ける。なお、その他の構成において、図２と同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、詳細な説明は省略する。
【００２９】
ＣＩＰ成形装置３５による成形は、次のように行われる。まず、図８に示すように、上蓋部３７を離脱させた状態では、下基部３６にラバー型部１５が装着され、コア部２とラバー型部１５間に形成されるキャビティＣは、上方が開放された状態になるため、キャビティＣに、計量した所定量の成形材料Ｍを充填する。そして、充填が終了したなら、図８に示すように、矢印Ｆｅ方向からラバー型部１５の上端に上蓋部３７を装着する。この状態を図９に示す。次いで、図９に示す矢印Ｆｒ…のように、型部３Ｂを全方向から均一の圧力で加圧することにより円筒成形体Ｂｍを成形するとともに、この後、速やかに加圧を解除する。この場合、矢印Ｆｒ…による加圧を解除すれば、ラバー型部１５は、弾性を有するゴム素材で形成されているため、円筒成形体Ｂｍには、放射方向のスプリングバックが発生し、この結果、円筒成形体Ｂｍの内周面とコア部２の外周面２ｆ間には、前述した隙間Ｌｓが発生するため、コア部２は、円筒成形体Ｂｍから抜取り可能な状態となる。したがって、上蓋部３７を離脱し、さらに、下基部３６とラバー型部１５を離脱させれば、円筒成形体ＢｍをＣＩＰ成形装置３５から取出すことができる。
【００３０】
次に、スリーブベアリングＢの軸受面Ｂｉに設ける凹溝部の変更例について、図１０及び図１１を参照して説明する。
【００３１】
図１０は、軸受面Ｂｉに、複数のヘリングボーン用溝部Ｂｉｂ…を設けたスリーブベアリングＢを示す。ヘリングボーン用溝部Ｂｉｂ…の形態（形状）は、公知の形態（形状）により形成することができ、これにより、動圧軸受を得ることができる。また、図１１は、軸受面Ｂｉに、周方向に沿った螺旋溝部Ｂｉｃを設けたスリーブベアリングＢを示す。このような螺旋溝部Ｂｉｃを設けることにより、動圧軸受機能と油溜機能の双方を併せ持たせることができる。
【００３２】
よって、このような本実施形態に係るスリーブベアリングＢの製造方法によれば、従来の製造方法では設けることが困難な軸受面Ｂｉに対する凹状油溜部Ｂｉａ…，ヘリングボーン用溝部Ｂｉｂ…及び螺旋溝部Ｂｉｃ等の凹溝部を容易に設けることができ、特に、切削加工が困難となる超小型モータ等に使用するスリーブベアリングＢの製造に用いて最適となる。しかも、本実施形態に係る製造方法を実施するに際しては、特殊な製造装置や複雑な製造方法が不要になるため、容易かつ低コストに実施することができる。また、型部３Ａに、下パンチ部１１，上パンチ部１２及びダイス部１３を使用し、この型部３Ａとコア部２を用いることによりプレス成形を行ったり、型部３Ｂに、少なくともラバー型部１５を使用し、このラバー型部１５を用いることによりＣＩＰ成形を行うことができるなど、公知の成形法を応用できるため、更なる実施の容易化及び低コスト化に寄与できる利点がある。
【００３３】
以上、最良の実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、本発明に係る製造方法は、円筒成形体Ｂｍのスプリングバックを利用するため、このスプリングバックを利用できる成形法であれば、例示の粉末成形法（プレス成形法，ＣＩＰ成形法）以外の他の同様の粉末成形法を用いることができる。また、軸受面Ｂｉに設ける凹溝部として、凹状油溜部Ｂｉａ…，ヘリングボーン用溝部Ｂｉｂ…及び螺旋溝部Ｂｉｃを例示したが、他の各種形態の凹溝部を適用することができる。一方、スリーブベアリングＢは、超小型モータ等に使用して最適であるが、用途は限定されるものではない。さらに、成形材料Ｍとして、ファインセラミックスを例示したが、磁石粉末等のファインセラミックス以外の成形材料Ｍを用いることも可能である。したがって、本発明におけるスリーブベアリングＢとは、本来のベアリング用途のみならず他の用途における物品も含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るスリーブベアリングの製造方法の処理手順を示すフローチャート、
【図２】同製造方法の実施に用いるプレス成形装置の一部断面概要図、
【図３】図２中Ｋ−Ｋ線断面図、
【図４】同プレス成形装置の動作説明図、
【図５】同プレス成形装置の他の動作説明図、
【図６】同プレス成形装置の他の動作説明図、
【図７】同製造方法により製造したスリーブベアリングの外観斜視図、
【図８】本発明の変更実施形態に係るスリーブベアリングの製造方法の実施に用いるＣＩＰ成形装置の一部断面概要図、
【図９】同ＣＩＰ成形装置の作用説明図、
【図１０】本発明に係る製造方法により製造されるスリーブベアリングの軸受面に設ける凹溝部の変更例を示す断面正面図、
【図１１】同スリーブベアリングの軸受面に設ける凹溝部の他の変更例を示す断面正面図、
【符号の説明】
【００３５】
２    コア部
２ｆ  コア部の外周面
３Ａ  型部
３Ｂ  型部
５…  凹溝成形用凸部
１１  下パンチ部
１２  上パンチ部
１３  ダイス部
１５  ラバー型部
Ｂ    スリーブベアリング
Ｂｉ  軸受面
Ｂｍ  円筒成形体
Ｍ    成形材料
Ｆｓ  放射方向
Ｃ    キャビティ
Ｂｉａ…  凹状油溜部
Ｂｉｂ…  ヘリングボーン用溝部
Ｂｉｃ    螺旋溝部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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