(57)【要約】【課題】、製品寸法と共に樹脂コーティング層の厚さの寸法精度を高める。【解決手段】原料粉末を成形すると共に焼結して２０％以上の焼結軸受本体２を形成し、この焼結軸受本体２に樹脂コーティング層３を設けた後、サイジング（Ｓ５）する。樹脂コーティング層３と焼結軸受本体２とを合わせて所定寸法に仕上げ、この際、焼結軸受本体２の気孔率が２０％以上であるから、サイジング（Ｓ５）により焼結軸受本体２が矯正され、樹脂コーティング層３の厚さの変化が少なく済み、コーティング層３の厚さ寸法精度を確保できる。また、そのサイジング（Ｓ５）により、樹脂コーティング層３が焼結軸受本体２の気孔１０１に入り込むため、樹脂コーティング層３の密着性に優れる。【選択図】　　　図１
2004108461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料粉末を成形すると共に焼結してなる焼結軸受本体に、樹脂コーティング層を設け、この樹脂コーティング層を有する焼結軸受本体をサイジングしてなることを特徴とする焼結軸受。
【請求項２】
原料粉末を成形すると共に焼結して気孔率が２０％以上の焼結軸受本体を形成し、この焼結軸受本体に樹脂コーティング層を設けた後、サイジングすることを特徴とする焼結軸受の製造方法。
【請求項３】
前記焼結軸受本体の表面の一部に、前記樹脂コーティング層がない逃げ部を設けたことを特徴とする請求項２記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項４】
樹脂コーティング層を設けた後、焼結軸受本体に油を供給して含油し、この含油後に前記サイジングすることを特徴とする請求項２又は３記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項５】
サイジング前の焼結軸受本体の気孔率が３０％以上であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の焼結軸受の製造方法。
【請求項６】
サイジング前とサイジング後の樹脂コーティング層の厚さ変化が１０％以内であることを特徴とする請求項２〜５記載のいずれか１項に記載の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】
本発明は、焼結軸受とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の焼結軸受は、金属を主成分とする原料粉末を粉末成形装置により圧縮成形して圧粉体を形成し、この圧粉体を焼結炉で焼結して焼結体を形成し、この焼結体をサイジングして所定寸法に仕上げられる。
【０００３】
そして、このような焼結軸受は、安定した品質かつ大量生産により製造できるだけでなく、溶製材では困難な組成の材料を用いることが可能であり、また、多孔質体を製造することができるなどの多くの利点を有している。このような性質を利用して、多孔質体の気孔内に吸収させておいた潤滑油を表面から一様にしみ出させることができる含油軸受（例えば、特許文献１）や、潤滑性のよいフッ素樹脂材等を材料粉末中に含有することにより潤滑油が不要であるドライベアリング（乾燥摩擦軸受）等、潤滑油補給の手間が少なく給油の困難な場所などにも配置でき、従来から広く用いられている。
【０００４】
また、摺動部材の表面をコーティングするものとして、固体潤滑剤を含有する樹脂コーティングを施すことが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１７３９５３
【特許文献２】
特開平８−１０９３５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような樹脂コーティングを行う場合、溶製材からなる軸受であれば、軸受自体の寸法管理とコーティング層の厚さ管理により、所定寸法の軸受を得ることができるが、焼結軸受本体からなる軸受では、サイジングにより所定寸法に仕上げるため、溶製材のように寸法管理を行うことはできない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、製品寸法と共に樹脂コーティング層の厚さの寸法精度を高めることができ、さらに、樹脂コーティング層の密着性にも優れた焼結合金とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の焼結軸受は、前記目的を達成するために、原料粉末を成形すると共に焼結してなる焼結軸受本体に、樹脂コーティング層を設け、この樹脂コーティング層を有する焼結軸受本体をサイジングしてなるものである。
【０００９】
サイジングにより、樹脂コーティング層と焼結軸受本体とを合わせて所定寸法に仕上げ、そのサイジングにより、樹脂コーティング層が焼結軸受本体の気孔に入り込み、密着性の高い樹脂コーティング層を備えた焼結軸受となる。
【００１０】
請求項２の製造方法は、原料粉末を成形すると共に焼結して気孔率が２０％以上の焼結軸受本体を形成し、この焼結軸受本体に樹脂コーティング層を設けた後、サイジングする製造方法である。
【００１１】
サイジングにより、樹脂コーティング層と焼結軸受本体とを合わせて所定寸法に仕上げ、この際、焼結軸受本体の気孔率が２０％以上であるから、サイジングにより焼結軸受本体が矯正され、樹脂コーティング層の厚さの変化が少なく済み、コーティング層の厚さ寸法精度を確保できる。また、そのサイジングにより、樹脂コーティング層が焼結軸受本体の気孔に入り込み、密着性の高い樹脂コーティング層を備えた焼結軸受を製造できる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項２の製造方法において、前記焼結軸受本体の表面の一部に、前記樹脂コーティング層がない逃げ部を設けた製造方法である。
【００１３】
気密性の高い樹脂コーティング層を施した場合、サイジング時に焼結軸受本体内の気体などを外部に逃がして焼結軸受本体を所定寸法に矯正することができる。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の製造方法において、樹脂コーティング層を設けた後、焼結軸受本体に油を供給して含油し、この含油後に前記サイジングする製造方法である。
【００１５】
含油軸受を製造する場合、サイジング前の気孔率の高い状態で油を供給するから、含浸し易く、製造が容易となる。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項２〜４の発明において、サイジング前の焼結軸受本体の気孔率が３０％以上である。
【００１７】
サイジング前の気孔率が３０％以上であるため、サイジングにより焼結軸受本体が圧縮矯正され、樹脂コーティング層への影響が少なく、該樹脂コーティング層の厚さを保持できる。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項２〜５の製造方法において、サイジング前とサイジング後の樹脂コーティング層の厚さ変化が１０％以内である。
【００１９】
このようにサイジングによる影響が極めて小さく、樹脂コーティング層の厚さ寸法の精度を確保することができる。
【００２０】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１〜図５は本発明の第１実施形態を示し、同図に示すように、本発明の焼結軸受１は、金属を主体とする原料粉末を所定の配合組成に配合し、その原料粉末を混合する混合（Ｓ１：ステップ１）処理を行った後、所定の圧力でプレスにより所定形状の圧粉体に成形（Ｓ２）し、この圧粉体を焼結（Ｓ３）することにより、軸受合金本体２を形成し、この軸受合金本体２の表面にコーティング（Ｓ４）を施して樹脂コーティング層３を設け、この樹脂コーティング層３を設けた軸受合金本体２を、再圧縮であるサイジング（Ｓ５）して所定寸法に仕上げてなる。
【００２１】
前記焼結軸受本体２は、筒状をなし、その中心部に貫通孔４を有する。
【００２２】
前記コーティング（Ｓ４）には、固体潤滑剤塗料の塗装を用いることができ、その塗装方法として、タンブラー内に対象物を投入し、タンブラーを円軌道運動或いは振動させて対象物を攪拌しつつ、固体潤滑剤塗料を吹き付けるタンブラー法、スプレーガンから対象物へ固体潤滑剤塗料を吹き付けるスプレー法、固体潤滑剤塗料中に対象物を浸漬するディップ法等がある。また、対象物表面中の所定箇所のみに固体潤滑剤塗料を塗装する場合には、マスキングテープ等を塗装しない部位に貼付し、対象物表面の全体をスプレー塗装した後、マスキング材を取り除く等の方法などを用いることができる。
【００２３】
また、前記コーティング（Ｓ４）には、固体潤滑剤塗料の印刷を用いることができる。その固体潤滑剤塗料は、バインダー樹脂を溶剤に溶かしたバインダー溶液中に固体潤滑剤微粒子を多量に分散させたものである。バインダー樹脂として、ポリアミドイミド、エポキシ、フラン、メラミン、アクリル、ウレタン等が挙げられ、密着性及び機械的強度を考慮すると、アミン硬化型の二液性エポキシを用いることが好ましい。溶剤として、キシレン、トルエン、ブタノール、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジオキサン、メチルエチルケトン、ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。固体潤滑剤として、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））、ＰＦＡ（テフロン（登録商標））、Ｃ（グラファイト）、ＭｏＳ２（二硫化モリブテン）、ＢＮ（窒化ホウ素）、ＷＦ（フッ化タングステン）、ＴｉＮ（窒化チタン）等が例示され、これらを単体或いは混合して用いることができる。固体潤滑塗料中には、上記成分に加えて、分散剤、消泡剤、安定剤、難燃剤、硬化促進剤、顔料等が適宜添加される。好ましい印刷方法として、シルクスクリーン印刷が挙げられる。
【００２４】
また、本発明では、気密性の高い樹脂コーティング層３を形成するため、後のサイジング時において、焼結軸受本体２内の気体及び液体を逃がすために、前記焼結軸受本体２の表面には、樹脂コーティング層３を設けない逃げ部１１を形成し、この例では焼結軸受本体２の長さ方向両端面２Ａ，２Ａを逃げ部１１とし、前記貫通孔４及び外周面２Ｂに樹脂コーティング層３を設けている。
【００２５】
図５はサイジングに用いる矯正用金型装置２１を示し、この矯正用金型装置２１は、上下方向を軸方向（プレス上下軸方向）としており、ダイ２２、コアロッド２３、下パンチ２４および上パンチ２５を備えている。ダイ２２はほぼ円筒形状で、このダイ２２内にほぼ円柱形状のコアロッド２３が同軸的に位置している。下パンチ２４は、ほぼ円筒形状で、ダイ２２およびコアロッド２３間に下方から上下動自在に嵌合している。上パンチ２５は、ほぼ円筒形状で、ダイ２２およびコアロッド２３間に上方から上下動自在にかつ挿脱自在に嵌合するものである。そして、図５に示すように、ダイ２２内に、焼結軸受本体２を充填し、この焼結軸受本体２の摺動面である貫通孔４にコアロッド２３を挿入配置した状態で、上下方向から上，下パンチ２３，２４により軸受を加圧して所定の寸法に矯正する。
【００２６】
次に、本発明の製造方法につき説明すると、サイジング前の焼結軸受本体２は、気孔率が２０〜６０％、好ましくは３０％以上とし、焼結軸受本体２に樹脂コーティング層３を設ける。一例として、固体潤滑剤としてＰＴＦＥを混合した固体潤滑剤塗料により樹脂コーティング層３を形成し、その厚さＴを平均１０μｍとする。そして、樹脂コーティング層３を設けた焼結軸受本体２を、再圧縮であるサイジングし、サイジング後の気孔率を３〜２０％とする。
【００２７】
前記軸受合金本体２の表面には、図４に示すように、開口する気孔１０１（オープンポア）が多数存在しているため、このオープンポア１０１に印刷層３が入り込むことにより、樹脂コーティング層３と焼結軸受本体２とが強固に固着されている。また、焼結軸受本体２の表面に開口するオープンポア１０１が樹脂コーティング層３により封孔されるので、ここからの潤滑油漏れが抑制されている。特に、サイジングを行うことにより、樹脂コーティング層３がオープンポア１０１及び凹凸１０２に入り込み、密着性が向上する。
【００２８】
また、サイジング前の焼結軸受本体２の気孔率を２０〜６０％とすることにより、サイジング時には焼結軸受本体２が圧縮されて強制され、すなわち焼結軸受本体１が縮小し、一方、樹脂コーティング層３の縮小率は小さく、例えば、気孔率が３０％の焼結軸受本体２をサイジングし、サイジング後の気孔率が１８％の場合、樹脂コーティング層３の平均厚さは１０μｍから９．５μｍに変化し、その厚さの変化は５％と僅かであった。
【００２９】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、前記目的を達成するために、原料粉末を成形すると共に焼結してなる焼結軸受本体２に、樹脂コーティング層３を設け、この樹脂コーティング層３を有する焼結軸受本体２をサイジングしてなるものであるから、樹脂コーティング層３と焼結軸受本体２とを合わせて所定寸法に仕上げることができ、そのサイジングにより、樹脂コーティング層３が焼結軸受本体３の気孔１０１に入り込み、密着性の高い樹脂コーティング層３を備えた焼結軸受１となる。
【００３０】
このように本実施形態では、請求項２に対応して、原料粉末を成形すると共に焼結して気孔率が２０％以上の焼結軸受本体２を形成し、この焼結軸受本体２に樹脂コーティング層３を設けた後、サイジング（Ｓ５）する製造方法であるから、樹脂コーティング層３と焼結軸受本体２とを合わせて所定寸法に仕上げ、この際、焼結軸受本体２の気孔率が２０％以上であるから、サイジング（Ｓ５）により焼結軸受本体２が矯正され、樹脂コーティング層３の厚さの変化が少なく済み、コーティング層３の厚さ寸法精度を確保できる。また、そのサイジング（Ｓ５）により、樹脂コーティング層３が焼結軸受本体２の気孔１０１に入り込むため、密着性の高い樹脂コーティング層３を備えた焼結軸受１を製造することができる。
【００３１】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、焼結軸受本体２の表面の一部に、樹脂コーティング層３がない逃げ部１１を設けたから、気密性の高い樹脂コーティング層３を施した場合、サイジング（Ｓ５）時に焼結軸受本体２内の気体などを外部に逃がして焼結軸受本体２を所定寸法に矯正することができる。
【００３２】
また、このように本実施形態では、請求項５に対応して、サイジング（Ｓ５）前の焼結軸受本体２の気孔率が３０％以上であるから、サイジング（Ｓ５）により焼結軸受本体２が圧縮矯正され、樹脂コーティング層３への影響が少なく、該樹脂コーティング層３の厚さを保持することができる。
【００３３】
また、このように本実施形態では、請求項６に対応して、サイジング（Ｓ５）前とサイジング（Ｓ５）後の樹脂コーティング層３の厚さ変化が１０％以内であるから、樹脂コーティング層３の厚さ寸法の精度を確保することができる。
【００３４】
また、実施形態上の効果として、バインダー溶液中に固体潤滑剤微粒子を多量に分散させた固体潤滑剤塗料を、シルクスクリーン印刷するから、スプレーガンによる塗装にくれべて、安価に且つ容易に印刷でき、塗料は飛散せず塗料の損失量は少なく、不要な部分な固体潤滑剤塗料が付着しない。
【００３５】
図６は本発明の第２実施形態を示し、上記第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、コーティング（Ｓ４）処理の前に、焼結合金本体２に潤滑油を供給（Ｓ６）して含油する。尚、油供給（Ｓ６）は、コーティング（Ｓ４）後に行うのが好ましい。
【００３６】
このように本実施形態では、請求項４に対応して、樹脂コーティング層２を設けた後、焼結軸受本体２に油を供給（Ｓ６）して含油し、この含油後にサイジング（Ｓ５）する製造方法であるから、含油軸受を製造する場合、サイジング（Ｓ５）前の気孔率の高い状態で油を供給するため、含浸し易く、製造が容易となる。
【００３７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、多孔質体は、実施形態のものに限らず種々の形状のものに適用可能である。また、本発明では原料粉末に金属以外でも各種のものを用いることができる。また、軸受は、実施形態のものに限らず種々の形状のもの適用可能である。また、樹脂や固体潤滑剤は各種のものを用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の焼結軸受は、原料粉末を成形すると共に焼結してなる焼結軸受本体に、樹脂コーティング層を設け、この樹脂コーティング層を有する焼結軸受本体をサイジングしてなるものであり、樹脂コーティング層が焼結軸受本体の気孔に入り込み、密着性の高い樹脂コーティング層を備えた焼結軸受となる。
【００３９】
請求項２の製造方法は、原料粉末を成形すると共に焼結して気孔率２０％以上の焼結軸受本体を形成し、この焼結軸受本体に樹脂コーティング層を設けた後、サイジングする製造方法であり、サイジングにより焼結軸受本体が矯正され、樹脂コーティング層の厚さの変化が少なく済み、コーティング層の厚さ寸法精度を確保でき、また、そのサイジングにより、樹脂コーティング層が焼結軸受本体の気孔に入り込み、密着性の高い樹脂コーティング層を備えた焼結軸受を製造することができる。
【００４０】
また、請求項３の発明は、請求項２の効果に加えて、前記焼結軸受本体の表面の一部に、前記樹脂コーティング層がない逃げ部を設けた製造方法であり、サイジング時に焼結軸受本体内の気体などを外部に逃がして焼結軸受本体を所定寸法に矯正することができる。
【００４１】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の効果に加えて、樹脂コーティング層を設けた後、焼結軸受本体に油を供給して含油し、この含油後に前記サイジングする製造方法であり、含油軸受を製造する場合、サイジング前の気孔率の高い状態で油を供給するから、含浸し易く、製造が容易となる。
【００４２】
また、請求項５の発明は、請求項２〜４の効果に加えて、サイジング前の焼結軸受本体の気孔率が３０％以上であるから、サイジングにより焼結軸受本体が圧縮矯正され、樹脂コーティング層への影響が少なく、該樹脂コーティング層の厚さを保持できる。
【００４３】
また、請求項６の発明は、請求項２〜５の効果に加えて、サイジング前とサイジング後の樹脂コーティング層の厚さ変化が１０％以内であり、樹脂コーティング層の厚さ寸法の精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す製造方法を説明するフローチャート図である。
【図２】同上、焼結軸受の斜視図である。
【図３】同上、焼結軸受の一部拡大断面図である。
【図４】同上、焼結軸受本体の樹脂コーティング層を設けた表面における組織を示す断面図である。
【図５】同上、サイジングを説明する断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す製造方法を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
１　焼結軸受
２　焼結軸受本体
３　樹脂コーティング層
１１　逃げ部
【図１】
2004108461.tif 000003
【図２】
2004108461.tif 000004
【図３】
2004108461.tif 000005
【図４】
2004108461.tif 000006
【図５】
2004108461.tif 000007
【図６】
2004108461.tif 000008