(57)【要約】【課題】  軸受の耐久性の向上並びに耐熱性の向上。【解決手段】  軸受スリーブ１のブランク加工に引き続いてワイヤー加工に移行する。ここでは、軸受スリーブ１のブランク内面１ａにワイヤー２を通して軸方向に１回〜数回摺動させる。このとき、ワイヤー２には粒径１０μｍ以下のダイヤモンド粒を含んだペースト３を塗布しておき、軸受スリーブ１及びワイヤー２ともに回転はさせない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャーナル軸受の内面に回転方向に略直交する微細な縦溝を多数有することを特徴とする軸受スリーブ。
【請求項２】
前記軸受スリーブの材料はセラミックスであることを特徴とする請求項１記載の軸受スリーブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の軸受スリーブを製造する方法において、前記縦溝は重ねた多数の軸受スリーブの軸穴にワイヤーを挿通して加工することを特徴とする軸受スリーブの製造方法。
【請求項４】
前記ワイヤー加工で用いるワイヤーには粒径φ１０μｍ以下のダイヤモンド粒を被着したことを特徴とする請求項３記載の軸受スリーブの製造方法。
【請求項５】
前記粒径は、より好ましくはφ２〜φ４μｍであることを特徴とする請求項４記載の軸受スリーブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファン用軸受などに使用される軸受スリーブ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受内部表面に縦溝や凹部の油溜まりを形成する方法として、溝パターンをエッチングによって加工する方法（例えば、特許文献１参照。）、型加工による方法（例えば、特許文献２参照。）、切削加工や塑性加工、旋削加工によって螺旋状の溝をスリーブ内面に形成する方法（例えば、特許文献３参照。）、砥粒を用いたブラスティング方法（例えば、特許文献４参照。）、眼球状のショットの噴射方法（例えば、特許文献５参照。）、ダイヤモンド成膜技術を用いた方法（例えば、特許文献６参照。）等様々な方法が知られている。
【０００３】
セラミックスは金属材料に比べて耐熱性、耐摩耗性などの面で優れており、切削工具などには広く応用されている。また、高密度を有するセラミックスは油を含浸する機能がないため、水や油を使う軸受（水中ポンプ、血液ポンプ、メカニカルシールなど）に用途が限定されていた。しかし、セラミックスは共有結合性・イオン結合性が強いために、ごく微少の水や油が潤滑剤として作用することが知られている。近年は、流体軸受とボールベアリングとの中間的存在である滑り摩擦を採用した冷却ファン用軸受材料としても注目されて実用化が試みられている。
【特許文献１】特開平６−１０１４８号公報（第２頁、図６）
【特許文献２】特開平１０−２４９４６４号公報（第２−３頁、図１−図７）
【特許文献３】特開２００２−３６００４号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献４】特開２００２−１９３６９３号公報（第２−３頁、図１−図２）
【特許文献５】特開平７−１８８７３８号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献６】特開２００４−１１６７７０号公報（第３−４頁、図１−図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、セラミックス製の小型ジャーナル軸受（φ０．１〜φ２０）の軸受内部表面に縦溝や凹部の油溜まりを形成するには上記公知方法は何れも用いることができない。セラミックスは加工性、寸法精度、表面粗さ精度の面では悪く、軸受としてはカジリ、ガタ等が発生するという問題があるからである。また、表面が粗いと粒界脱離が起きて相手材を摩耗させてしまい、鏡面にすると界面同士でスティックスリップ現象が発生するという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、セラミックス製の小型ジャーナル軸受内面に深さ１μｍ以下の縦溝を形成する方法である。その目的は、セラミックスの利点を生かし耐久性の向上が図れる軸受スリーブ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するための本発明の手段は、ジャーナル軸受の内面に回転方向に略直交する微細な縦溝を多数有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記軸受スリーブの材料はセラミックスであることを特徴とする。
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明の他の手段は、請求項１又は請求項２記載の軸受スリーブを製造する方法において、前記縦溝は重ねた多数の軸受スリーブの軸穴にワイヤーを挿通して加工することを特徴とする。
【０００９】
また、前記ワイヤー加工で用いるワイヤーには粒径φ１０μｍ以下のダイヤモンド粒を被着したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記粒径は、より好ましくはφ２〜φ４μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ジャーナル軸受の内面に回転方向に略直交する微細な縦溝を多数設け、この縦溝は軸受スリーブの軸穴にワイヤーを挿通して加工したものであるから、本発明で得られる縦溝が潤滑油の油溜まりとなり、ミクロプール現象が発生して動摩擦係数（通常μ＝０．１）の大幅な減少（μ＝０．００１程度）が期待できる。本発明により真円度１．０μｍ以下、円筒度１．０μｍ以下の高精度な加工が可能であるから、軸受と軸とのクリアランスを少なく設計できる。また、同時に溝の表面はワイヤー加工により鏡面仕上げされ、その表面粗さは非接触式表面粗さ計を用いた測定でＲａ０．１μｍ程度、Ｒｙ０．５μｍ程度となった（図３のＸ（軸方向）Profile参照）。これにより軸受の耐久性の向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はこの本発明の実施の形態である軸受スリーブの中央縦断面図である。図１において、１はアルミナから成る軸受スリーブであり、軸穴の内面１ａには約１μｍの深さの縦溝１ｂが略中心軸方向に多数形成されている。縦溝１ｂの方向は軸受の回転方向に対する傾斜角αにして９０°±３０°以下に形成されている。
【００１３】
次に、この軸受スリーブ１の製造方法について説明する。まず、アルミナ材料からプレス成形により予め図１に示すような軸受スリーブ１のブランクを形成する。図２は溝加工の方法を示す模式図である。図２において、２は軸受スリーブ１の内径に対してやや小さい径のピアノ線から成るワイヤーであり、３は粒径φ１０μｍ以下（好ましくはφ２〜φ４μｍ）のダイヤモンド粒であり、ダイヤモンド粒３を含んだペーストをワイヤー２に塗布することによって被着してある。ブランク加工に引き続いてワイヤー加工に移行する。ここでは重ねて固定した多数の軸受スリーブ１のブランクの軸穴内面１ａにダイヤモンドペースト３を塗布したワイヤー２を挿通して加工する。ワイヤー２は軸受スリーブ１に対して中心軸方向に往復１回〜数回摺動させる。
【００１４】
ワイヤー加工中に軸受スリーブ１とワイヤー２との若干の相対回転動作が起きるので、その場合には縦溝１ｂの傾斜αが９０°からわずかにずれるが、±３０°以内ならば潤滑油の保持に影響を与えることはない。この動作を終えて洗浄すると、軸受スリーブ１が完成する。以上の方法によって軸受スリーブ１の内面１ａに深さ１μｍ以下の縦溝を多数本形成することができる。
【００１５】
なお、ワイヤー２の代わりにダイヤモンド粒をワイヤー表面に電着によって被着した電着ワイヤーを用いてもよい。この加工は軸受スリーブが円筒形状を有するワイヤー加工可能なセラミックス全般、さらに金属やカーボン、ダイヤモンドなどの材料でも可能である。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態の効果について説明する。本発明の方法を用いて作製した軸受と軸との二面間に形成される潤滑油膜の最小厚さをｈmin 、二面の粗さの自乗平方根粗さをそれぞれＲａrms1、Ｒａrms2とすると、実際の摺動面における潤滑状態の目安となる油膜パラメータｅはｅ＝ｈmin ／（Ｒａrms1＋Ｒａrms2）で表され（ＮＩＰＰＯＮ  ＶＡＬＱＵＡ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ．ＬＴＤのＨＰ参照）、この軸受と軸との間には境界潤滑機構ではなく流体潤滑機構が発生していると考えられる。
【００１７】
Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等のファインセラミックスを材料として用いることにより、錆の発生、腐食、焼き付きを防止できる。セラミックスの硬度はＨｖ１０００以上であるため、耐摩耗性に優れ、溝形状が保持されやすい。したがって耐久性の向上及び耐熱性の向上が期待できる。また、セラミックスの熱膨張係数が小さいため温度上昇時の形状変化が少ないという利点がある。
【００１８】
軸受スリーブ１と軸とのクリアランスを少なく設計できるが、縦溝１ｂの深さはクリアランスと等しいかそれ以下であることが望ましい。特に、内部クラックの発生を抑制し、結晶粒界の脱落が起きないように考慮するとその溝深さは１μｍ以下であることが望ましく、本発明の方法を用いることにより可能になる（図３のＹ（軸に垂直方向）Profile参照）。その表面粗さは図３の軸受内径加工面表面粗さ測定グラフに示すように、非接触式表面粗さ計を用いた測定でＲａ０．１μｍ程度、Ｒｙ０．５μｍ程度となった。油膜が１μｍでも油溜め効果が発揮され流体潤滑機構が発生する。また、オイルミストレベルの薄膜においても潤滑はできる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の軸受スリーブ及びその製造方法は小型ジャーナル軸受一般に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態である軸受スリーブの中央縦断面図である。
【図２】本発明のワイヤー加工方法を示す断面図である。
【図３】本発明の軸受内径加工面表面粗さと溝深さを測定したグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１  軸受スリーブ
１ａ  内面
１ｂ  縦溝
２  ワイヤー
３  ダイヤモンドペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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