(57)【要約】【課題】焼結含油軸受の内径面中央部に逃げ部（凹部）を形成する場合、機械加工で形成すると切粉の問題を生じる。また塑性加工で中央部を膨出させると、軸受の外周も中央部が膨出するため、後加工を要することになる。【解決手段】内周面，外周面とも中央部が膨出している焼結含油軸受を、この軸受の全長に対して所要の圧縮代を付加した長さのスリーブに入れてその軸孔にコアロッドを通し、スリーブの外周をダイで拘束した状態でスリーブを上下から圧縮すると、スリーブの両端部が塑性流動して軸受との隙間を埋める結果、焼結軸受をスリーブで一体に被覆した、外周に凹凸のない複合軸受が得られる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結含油軸受の外周を円筒状のスリーブで被覆してなる複合焼結軸受において、この焼結含油軸受は中央部が塑性加工により膨張して内径面には凹部（逃げ部）が，外周面には膨出部が形成された形状であり、スリーブは焼結含油軸受の全長に対して圧縮代を付加した長さのものが塑性加工により焼結含油軸受の外周面と一体化されていることを特徴とする、内径面の中央部に逃げ部を具え外周面に凹凸のない複合焼結軸受。
【請求項２】
焼結含油軸受の両端部の軸受面に動圧発生用の溝を具えた、請求項１に記載の複合焼結軸受。
【請求項３】
円筒状焼結体でその内径面，外周面ともに中央部が膨出した形状の軸受素材を、この軸受素材の全長に対して所要の圧縮代を付加した長さのスリーブに入れ、このスリーブをこれと滑合するダイの型孔内に支持しておき、軸受素材の内径にコアロッドを插入した状態でスリーブを上パンチと下パンチで上下方向から圧縮し、両端部の材料を塑性流動させて軸受素材との隙間を埋めて強固に一体化させることを特徴とする、内径面の中央部に逃げ部を具え外周面に凹凸のない複合焼結軸受の製造方法。
【請求項４】
軸受素材の長さを製品の全長に対して圧縮代を付加した長さとし、この軸受素材の両端面に対応する上パンチおよび下パンチの端面を漏斗状の凹面に形成し、この上・下のパンチ間に圧縮して軸受素材の両端面に加圧力の径方向分力を生じさせる、請求項３に記載の複合焼結軸受の製造方法。
【請求項５】
コアロッドの所定の位置に動圧発生用の溝のパターンを設けておき、スリーブまたは軸受素材を圧縮する過程で両端の軸受面のコアロッドによるサイジングと同時にその軸受面に動圧発生用の溝をコアロッドから転写する請求項３または請求項４に記載の複合焼結軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば軸流ファンモーターなどの軸受に好適な、内径面の中間に逃げ部を設けた焼結含油軸受に関するものである。
【０００２】
ファンモーターなどの軸受に焼結含油軸受を用いる場合には、軸の振れを防ぐために軸受の長さをある程度長くする必要がある。しかし、長さを増すに従って内径面を精度良く一様に仕上げることが困難になり、更に軸受面積の増加に伴い摩擦抵抗も増加し好ましくない。そこで従来、図３に例示するように軸受内径の両端部は所定の内径寸法に仕上げるとともに中間部には両端より大径の凹部Ｂを設け、回転軸を両端の軸受部Ａ，Ａで２点支持する一方、凹部Ｂを逃げ部として機能させて軸との摩擦を避けるのが一般的である。ちなみに、この凹部Ｂは断面図に示される形状から来る用語であるが、軸受部に比べて内径が大きいことから大径部（径大部）と呼ばれることもある。しかし、所要の機能は回転軸に対する逃げなので、以下この明細書では主として逃げ部と呼ぶ。
【０００３】
【従来の技術】
ところで、内径の中間に逃げ（凹部）のある円筒は一体に圧粉成形することができないが、焼結体への逃げの加工に旋削などの機械加工を用いると切粉による目詰まりや異常摩耗の虞れがあるために通常は塑性加工が用いられ、その方法に関する文献として特開昭５７−１１０８２３号，特開平２−１０７７０５号などがある。しかし、前者は円筒状焼結体の外周に凹部を設けて上下から圧縮して外周中央部の膨出に伴い内径中央部を拡張させるもので、外周に凹部を加工する手間と切粉の問題がある。一方、後者は円筒状の焼結体に中間部を膨出させたサイジングコアーを通した状態で上下から圧縮して、上下両端部の内径を縮めるもので、形成可能な凹部の深さが、サイジング後の抜き出しに際して焼結体のスプリングバックで抜ける程度の深さに限定されるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
塑性加工法による逃げ部の形成については、本件出願人も以前、特公昭６０−５４５２５号で開示した方法がある。この方法は図４に例示するように上型２，下型３それぞれが段差形状の型孔を持つ再圧用金型に円筒状の焼結体１を入れ、コアロッド４を通し上型と下型を合わせた状態で下パンチ５，上パンチ６により上下方向から圧縮して、金型との空隙（段差部）への焼結体外径の膨出に伴う内径の拡張を利用して逃げ部を形成するものである。
【０００５】
しかし、この方法で得られる軸受にはその外周中央部に凸部が残るために、例えば機器のハウジングに圧入して装着する場合など、用途によってはこの凸部を切除しなければならない点に問題があった。この発明はこの様な外周中央部の膨出現象を逆用して、外周面が高精度の円筒に仕上げられ且つ軸受面の油膜切れを生じ難い軸受を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
外周中央部が膨出している円筒状焼結体（軸受素材）の外周を塑性変形し易い材質のスリーブで被覆する。このスリーブは直円筒状で、その外径は完成した軸受の所定の外形寸法に，内径は軸受素材の外周中央部の膨出部と滑合する寸法に設定してある。従ってこのスリーブに軸受素材を插入すると、その外周中央部の膨出部はスリーブと密着するが、膨出部を除く軸受素材の外周とスリーブの内周との間には、隙間が生じている。そこでスリーブの全長は、この隙間を充填する材料の分だけ、軸受素材の全長よりも長くしてある。このスリーブに軸受素材を入れ、スリーブの外周面を拘束した状態でスリーブの両端を上下方向（軸方向）から圧縮するとスリーブの両端部の材料が塑性流動して軸受素材との間の隙間を充填し、両者は強固に一体化する。
【０００７】
この様にして得られた複合軸受は、外周面に凹凸がないので後加工を要せず、機器のハウジングにそのままで圧入することができる。またスリーブに溶製材を用いた場合は、外周面からの油圧や油の漏れがないため、露出状態で用いられるような場合でも軸受面の油膜切れを生じ難い。これは軸受面に動圧発生用の溝を設けた軸受の場合に特に好ましいことである。スリーブが焼結材の場合も、圧縮され塑性流動する過程で表面の気孔の相当部分が封じられるので、溶製材に近い漏洩防止効果を得ることができる。以下この発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）　先ず、この発明の第一の実施例に係る複合軸受とその製造過程および製造用金型を、金型の断面を示した図１について説明する。図において、ダイ２０の型孔の内径はスリーブ１２が滑合する大きさで、内・外に分割された下パンチ３１，３２がこの型孔に嵌合している。外側の下パンチ３２はスリーブ１２を支えるためのもので、スリーブ全長がダイに収まる深さに位置している。軸受素材１１は、前述のように円筒状焼結体の内径中央部に塑性加工による逃げ部を設けた結果、そこに対応する外周中央部が膨出した形状をしている。そして内側の下パンチ３１を貫通するコアロッド４０とスリーブの間に插入された軸受素材は、その軸方向の中心とスリーブの中心が一致する位置に、下パンチ３１によって支持されている。
【０００９】
この（イ）図の状態から上パンチを下降させ、先ず、軸受素材１１の上端面に対応する内側の上パンチ５１を軸受素材に当接させて下パンチ３１との間に拘束する。この段階で軸受素材を幾分圧縮することもできるが、この実施例では圧縮せず、単に固定するに止めてある。この（ロ）図の時点ではスリーブに対応する外側の上パンチ５２の位置は任意である。
【００１０】
次いでこの（ロ）図の状態から外側の上パンチ５２を下降させて、その下端がスリーブ１２の上端に達したら外側の下パンチ３２も上昇させ、スリーブの上・下端が軸受素材のそれと揃うまでスリーブを上下方向から圧縮する。この過程で軸受素材の膨出部と当接している中央部を除き、スリーブの両端部の材料は唯一拘束されていない内側に向かって塑性流動し、（ハ）図に示すように、軸受素材との間の隙間を充填して両者を強固に一体化する。同時に、軸受素材の内径側の両端部（軸受面は）コアロッド４０に倣って所定の軸受寸法に矯正され、所要の複合軸受が完成する。
【００１１】
次に製品の取り出しは、下パンチ（３１，３２）を上昇させて製品をダイから押し出すことで行なわれる。但し、スリーブと焼結体は互いの凹凸の噛み合いによって強固に結合されているので、内・外両方の下パンチを作動させなくても、何れか一方で押し出すこともできる。（ニ）図は外側の下パンチ３２で、製品を途中まで押し出した状態を示している。（ホ）図はかくして得られた複合軸受を示す縦断端面図で、両端の軸受面の中間には切削によらない（塑性加工による）逃げを具える一方、その外周は凹凸のない直円筒面に形成されている。
【００１２】
なお、粉末の成形や焼結体の再圧縮に用いられる粉末冶金用プレスではダイと下パンチとは相対的に上下動する訳であるが、その何れをプレスに固定するかによってダイ固定，下パンチ可動式と下パンチ固定，ダイ可動式とがあり、通常は後者の方式が多く用いられている。然し、図面としてはダイの高さを揃えた方が見易いので、本願の各実施例は全て、前者の方式で図示してある。
【００１３】
（実施例２）　実施例１の場合、両端部の軸受面のコアロッドによる矯正は、スリーブの材料が圧縮されて軸受両端部との隙間を埋める際の締め付けによって行なわれる訳であるが、その矯正効果をより確実にしたい場合がある。以下そのための手段を、図２について説明する。先ず、スリーブ１２と複合する前の軸受素材１１は、同図（イ）と図１の（イ）を対比すれば分かるように、上下両端の軸受部の長さを実施例１のものより若干長くして、製品の全長に対して圧縮代を付加してある。これが実施例１との第一の相違点である。一方、この時点（複合前）におけるスリーブ１２の全長は実施例１の場合と等しい。
【００１４】
第二の相違点は、軸受素材の下端面に当接する内側の下パンチ３１，上端面に当接する内側の上パンチ５１ともその端面が軸と直交する平面ではなく、内縁が外縁より低い、漏斗状の凹面（以下「漏斗面」という）に形成したことにある。次に、金型および各部材を（イ）図のようにセットした後、上パンチを下降させ、（ロ）図のように内側の上パンチ５１で軸受素材１１を拘束するまでは、実施例１の場合と同様である。
【００１５】
次いで（ロ）図の状態から上・下のパンチを作動させ、内側の上パンチ５１と下パンチ３１で軸受素材１１を，外側の上パンチ５２と下パンチ３２でスリーブ１２を圧縮して両者を結合させ、（ハ）図に示す複合軸受とする。この過程で、軸受素材の両端部には、内側のパンチ３１，５１に設けた凹面（漏斗面）の作用で加圧力の径方向分力が生じ、軸受面をコアロッド４０に押し付ける。この作用とスリーブの塑性流動による締め付けが相俟って、軸受面がより確実に矯正される訳である。
【００１６】
なお外側のパンチ（３２，５２）もその端面を内側と同様の漏斗面とし、複合後の製品の端面が連続したテーパー面になるように圧縮することもできる。これらの方法は、コアロッドの所定の位置に設けた動圧発生用の溝のパターンを軸受面に転写して動圧軸受を製造する際に特に有効である。製品の取り出しは、下パンチの上昇によりダイから押し出されるが、その様子を（ハ）〜（ニ）図に示してある。かくして得られた複合軸受の形状は（ホ）図に示したように、軸受部の端面がテーパー状に突起している点で実施例１のものと異なっている。
【００１７】
なお、動圧軸受（軸受面に動圧発生用の溝を具える軸受）では回転方向が溝の向きにより一方向回転に限定される。従って、機器に組み付ける際に軸受の上下（または左右）を逆に組み込むことは許されないが、軸受孔を覗いて判別することは困難である。そこで判別の一助としてスリーブの端面または外周に回転方向（溝の向き）を示すマーキングをしておくとよい。スリーブをパンチで圧縮して軸受素材と一体化させる際に、端面に刻印することもできる。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、軸受孔の中央部に塑性加工による逃げ部（凹部）を具える一方、その焼結軸受の外周面はスリーブの被覆により凹凸のない直円筒面に形成された複合軸受を容易に得ることができる。また塑性加工によるスリーブと焼結軸受の結合と同時に、軸受面に動圧発生用の溝を設けることも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明する図面である。
【図２】この発明の他の実施例を説明する図面である。
【図３】内径の中間に逃げ部を設けた焼結含油軸受の形状を例示する図面である。
【図４】逃げ部を形成する従来の塑性加工方法の一例を説明する図面である。
【符号の説明】
１１…軸受素材，１２…スリーブ，２０…ダイ，３１…内側の下パンチ，３２…外側の下パンチ，４０…コアロッド，５１…内側の上パンチ，５２…外側の上パンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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