(57)【要約】【課題】回転軸が大きなせん断荷重を受けて軸受内部で傾斜しても、回転軸や自らを傷めることがなく高い耐久性が得られる焼結含油軸受を提供すること。【解決手段】焼結金属により形成された軸受本体１に、回転軸２を支持する断面円形の軸受孔３が形成され、その軸受孔３が、内側を摩擦面として径の大きさが一定の軸支部３ａと、軸支部３ａに連なって軸方向の両側にそれぞれ設けられ、外方に向かって径が拡大してテーパ状をなす拡径部３ｂ，３ｃとを備え、一方の拡径部３ｂの傾斜面を延長した直線Ｌ１ａと、軸受本体１の中央を挟んで一方の拡径部３ｂの傾斜面と対向する他方の拡径部３ｃの傾斜面を延長した直線Ｌ１ｂとの間隔ｄ１が、回転軸２の径Ｄにほぼ等しい焼結含油軸受を採用する。【選択図】  図１
2004308684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結金属により形成された軸受本体に、回転軸を支持する断面円形の軸受孔が形成された焼結含油軸受において、
前記軸受孔が、内側を摩擦面として径の大きさが一定の軸支部と、
該軸支部に連なって軸方向の両側にそれぞれ設けられ、外方に向かって径が拡大してテーパ状をなす拡径部とを備え、
前記軸支部の一側方に設けられた一方の拡径部の前記長手方向に対するテーパ角と、前記軸支部の他側方に設けられた他方の拡径部の前記長手方向に対するテーパ角とが等しく、
かつ前記一方の拡径部の傾斜面を傾斜方向に延長した直線と、前記他方の拡径部の傾斜面を傾斜方向に延長した直線とが平行配置されるとともに両直線の間隔が前記回転軸の径にほぼ等しいことを特徴とする焼結含油軸受。
【請求項２】
前記双方の拡径部の前記長手方向に対するテーパ角がいずれも３°以下であることを特徴とする請求項１記載の焼結含油軸受。
【請求項３】
焼結金属により形成された軸受本体に、回転軸を支持する断面円形の軸受孔が形成された焼結含油軸受において、
前記軸受孔が、内側を摩擦面として径の大きさが一定の軸支部と、
該軸支部に連なって設けられ、外方に向かって径が拡大してテーパ状をなす拡径部とを備え、
該拡径部の傾斜面を傾斜方向に延長した直線と、前記軸受本体の中央を挟んで前記拡径部の傾斜面と対向する前記軸支部との間隔が、前記回転軸の径にほぼ等しいことを特徴とする焼結含油軸受。
【請求項４】
前記回転軸の前記長手方向に対する前記拡径部のテーパ角が３°以下であることを特徴とする請求項３記載の焼結含油軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結含油軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼結体の内部にあらかじめ潤滑油を含侵させておき、軸の回転によるポンプ作用と摩擦熱による熱膨張で油をしみ出させて摩擦面を潤滑する焼結含油軸受は、無給油で長期間使用できることから、自動車や家電製品、音響機器等の回転軸の軸受として広く採用されている。
【０００３】
上記従来の焼結含油軸受においては、軸受孔に挿通された回転軸を心出し（軸受の中心軸線と回転軸の軸線とを一致させること）するために、軸受孔の一部分を他の部分より小径にし、この部分だけを回転軸に接触させる構造を採用している。
【０００４】
ところで、上記のように軸受孔の一部分を他の部分より小径にすると、軸受全体の長さに対して実際に回転軸に接触する部分の長さが短くなるために軸支持の状態が不安定になり易く、回転軸が心ずれし易いという問題がある。
【０００５】
そこで、従来の焼結含油軸受の中には、軸受孔を、回転軸を支持する軸支部と、軸支部に連なって外方に向かって径が拡大する拡径部とからなる形状とし、さらに拡径部の焼結密度を軸支部より密に形成して回転軸の心ずれを抑制するものがある（例えば下記の特許文献１）。
【０００６】
この構造を採用した軸受においては、回転軸にせん断荷重が作用すると、回転軸に振れが生じることで回転軸と軸支部との間を潤滑していた潤滑油が拡径部側に押し出され、回転軸と拡径部との間に充たされる。回転軸と拡径部との間に充たされた潤滑油は、回転軸が振れることで拡径部に押し付けられるように加圧されるが、拡径部が密に形成されていることから、軸受本体の内部には押し込まれず、回転軸と拡径部との間に残って回転軸に対し反力を作用させる。この反力により回転軸の振れが抑制され、軸受に対する回転軸の心ずれが防止される。
【０００７】
【特許文献１】
特公平８−１９９４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構造は回転軸の心ずれを抑制するうえで非常に有効である。しかしながら、回転軸に振れを生じさせるせん断荷重が非常に大きく、回転軸と拡径部との間に残った潤滑油による押し返し作用が十分に機能しなかった場合は、回転軸が軸受本体の内部で軸線を傾斜させたまま支持されることになる。このとき、回転軸の表面が軸支部と拡径部との境界に押し付けられ、軸受本体に対して点で接する。ここでは、回転軸があたかもてこのように作用して軸支部の両端を抉る（こじる）動きをし、接点において回転軸と軸受本体との間に力の集中が起こる。このような力の集中が起こると、この点を中心として過度の摩耗や過熱が起こることが考えられる。こういった現象は、回転軸と拡径部との間に充ちた潤滑油による押し返し作用が機能する限りは起こり得ないが、突発的に予期せぬ大きなせん断荷重が作用したとすれば、回転軸や軸受の耐久性が損なわれる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、回転軸が大きなせん断荷重を受けて軸受内部で傾斜しても、回転軸や自らを傷めることがなく高い耐久性が得られる焼結含油軸受を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の焼結含油軸受を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載の焼結含油軸受は、焼結金属により形成された軸受本体に、回転軸を支持する断面円形の軸受孔が形成された焼結含油軸受において、
前記軸受孔が、内側を摩擦面として径の大きさが一定の軸支部と、
該軸支部に連なって軸方向の両側にそれぞれ設けられ、外方に向かって径が拡大してテーパ状をなす拡径部とを備え、
前記軸支部の一側方に設けられた一方の拡径部の前記長手方向に対するテーパ角と、前記軸支部の他側方に設けられた他方の拡径部の前記長手方向に対するテーパ角とが等しく、
かつ前記一方の拡径部の傾斜面を傾斜方向に延長した直線と、前記他方の拡径部の傾斜面を傾斜方向に延長した直線とが平行配置されるとともに両直線の間隔が前記回転軸の径にほぼ等しいことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の焼結含油軸受は、請求項１記載の焼結含油軸受において、前記双方の拡径部の前記長手方向に対するテーパ角がいずれも３°以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の焼結含油軸受は、焼結金属により形成された軸受本体に、回転軸を支持する断面円形の軸受孔が形成された焼結含油軸受において、
前記軸受孔が、内側を摩擦面として前記回転軸よりも大径でかつ径の大きさが一定の軸支部と、
該軸支部に連なって設けられ、外方に向かって径が拡大してテーパ状をなす拡径部とを備え、
該拡径部の傾斜面を傾斜方向に延長した直線と、前記軸受本体の中央を挟んで前記拡径部の傾斜面と対向する前記軸支部との間隔が、前記回転軸の径にほぼ等しいことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の焼結含油軸受は、請求項３記載の焼結含油軸受において、前記回転軸の前記長手方向に対する前記拡径部のテーパ角が３°以下であることを特徴とする。
【００１４】
回転軸に振れを生じさせるせん断荷重が非常に大きく、回転軸と拡径部との間に残った潤滑油による押し返し作用が十分に機能しなかった場合、回転軸が軸受本体の内部で軸線を傾斜させたまま支持されることになる。このような場合、本発明においては、回転軸が軸支部の両端を抉（こじ）たりせず、拡径部に押し付けられて線で接するため、この部分において回転軸と軸受本体との間に力の集中が起こらない。したがって、過度の摩耗や過熱も起こらない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る焼結含油軸受の第１の実施形態を図１および図２に示して説明する。
図１に示す焼結含油軸受（以下では単に軸受とする）は、焼結金属により形成された軸受本体１の内部に、回転軸２が挿通される軸受孔３が形成されている。軸受孔３は、回転軸２の長手方向の軸線Ｏに直交する面内における断面形状が円形をなしており、軸受本体１のほぼ中央にあって回転軸２の直径よりも径が若干大きく、かつ長手方向のいずれの位置においても径の大きさが一定の軸支部３ａと、軸支部３ａに連なって長手方向の両側にそれぞれ設けられ、外方に向かって単調に径が拡大してテーパ状をなす拡径部３ｂ，３ｃとを備えている。いずれの拡径部３ｂ，３ｃも、その傾斜面と軸受本体１の軸方向に平行な直孔部３ａの内面（または回転軸２の軸線Ｏ）とがなす角（テーパ角）θ１は、３°以下に設定されている。なお、図１ではθ１を明確にするために誇張して図示してある。
【００１６】
軸受本体１を回転軸２の軸線Ｏに沿う断面で見るとき（図１参照）、軸支部３ａを挟んで存在する２つの拡径部３ｂ，３ｃについては、一方の拡径部３ｂの傾斜面を軸受本体１の中央に向けて傾斜方向に延長した直線Ｌ１ａと、対角に位置する他方の拡径部３ｃの傾斜面を軸受本体１の中央に向けて傾斜方向に延長した直線Ｌ１ｂとが平行配置されるとともに、両直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂの間隔ｄ１が、回転軸２の直径Ｄよりも若干大きく、かつ軸支部３ａの内径にほぼ等しくなっている。
【００１７】
拡径部３ｂ，３ｃをなす軸受本体１の内壁部４は、軸支部３ａをなす内壁部５よりも焼結密度が高い、すなわち内壁部４の表面および内部に残る気孔が、内壁部５の表面および内部に残る気孔よりも小さく、数も少なくなっている。このような軸受本体１の各部における粗密の違いは、焼結工程の後に行う矯正（再加圧）工程において、該当する部分に対する加圧力を加減することによって実現されている。
【００１８】
上記構成の軸受は、軸受本体１に潤滑油を含侵させたうえで、軸受孔３に回転軸２を挿通されて使用される。軸受に支持された回転軸２を回転させるために比較的小さなトルクが伝達されたときには、回転軸２に作用するせん断荷重も小さく、回転軸２に振れはほとんど生じないので、回転軸２の表面が軸支部３ａに接し、この部分を摩擦面として支持される。軸支部３ａでは、回転軸２の回転によるポンプ作用と摩擦熱による熱膨張とによって軸受本体１の内部から潤滑油がしみ出し、摩擦面を潤滑する。
【００１９】
回転軸２を回転させるために大きなトルクが伝達されたときには、回転軸２に作用するせん断荷重が大きく、回転軸２に強い振れが生じて心ずれを起こそうとする。このとき、回転軸２に振れが生じたことで、回転軸２と軸支部３ａとの間を潤滑していた潤滑油が一方の拡径部３ｂ側、および他方の拡径部３ｃ側に押し出され、回転軸２と拡径部３ｂとの間、および回転軸２と拡径部３ｃとの間に充たされる。回転軸２と拡径部３ｂ，３ｃとの間に充たされた潤滑油は、回転軸２が振れることで拡径部３ｂ，３ｃに押し付けられるように加圧されるが、拡径部３ｂ，３ｃが密に形成されていることから、軸受本体１の内部には押し込まれず、回転軸２と拡径部３ｂ，３ｃとの間に残って回転軸２に対し反力を作用させる。この反力により回転軸２の振れが抑制され、軸受に対する回転軸２の心ずれが防止される。
【００２０】
しかしながら、回転軸２に作用するせん断荷重が非常に大きく、回転軸２と拡径部３ｂ，３ｃとの間に残った潤滑油による押し返し作用が十分に機能しなかった場合は、回転軸２が軸受本体１の内部で軸線を傾斜させたまま軸支持されることになる。このとき、回転軸２の表面は、図２に示すように拡径部３ｂ，３ｃにそれぞれ点ではなく線で接するため、この部分においては回転軸２と軸受本体１との間に力の集中が起こらず、過度の摩耗や過熱が起こらない。
【００２１】
次に、本発明に係る焼結含油軸受の第２の実施形態を図３に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態の軸受には、拡径部３ｂは軸支部３ａの一側方にのみ設けられており、軸支部３ａの他側方には面取り部３ｄが設けられている。この面取り部３ｄは、主に軸受孔３に回転軸２を通し易くするために設けられたもので、回転軸２が軸受本体１に対してどのように変位しようとも回転軸２に接することはない。
【００２２】
さらに、軸受本体１を回転軸２の軸線Ｏに沿う断面で見るとき（図３参照）、軸支部３ａと拡径部３ｂとについては、拡径部３ｂの傾斜面を軸受本体１の中央に向けて傾斜方向に延長した直線Ｌ１ａと、軸受本体１の中央を挟んで拡径部３ｂの傾斜面と対向する軸支部３ａの内壁面との間隔（拡径部３ｂから最も遠い軸支部３ａの終端部分に、直線Ｌ１ａから下ろした垂線の長さに相当する）ｄ２が、回転軸２の直径Ｄよりも若干大きく、かつ軸支部３ａの内径にほぼ等しくなっている。
また、本実施形態においても、拡径部３ｂの傾斜面と軸受本体１の軸方向に平行な直孔部３ａの内面（または回転軸２の軸線Ｏ）とがなす角（テーパ角）θ１は３°以下に設定されている。
【００２３】
上記構成の軸受において、回転軸２に作用するせん断荷重が非常に大きく、回転軸２と拡径部３ｂとの間に残った潤滑油による押し返し作用が十分に機能しなかった場合は、回転軸２が軸受本体１の内部で軸線を傾斜させたまま軸支持されることになるが、回転軸２の表面は拡径部３ｂに点ではなく線で接するため、この部分において回転軸２と軸受本体１との間に力の集中が起こらず、過度の摩耗や過熱が起こらない。
【００２４】
ところで、上記第１、第２の実施形態の軸受はいずれも、軸受本体１の各部に粗密の違いを設けて回転軸の心ずれを防止する構造を備えているが、本発明はこのような構造を備える焼結含油軸受にのみ適用されるものではなく、軸受本体の焼結密度が均一な焼結含油軸受にも適用可能であることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転軸が大きなせん断荷重を受け、軸受内部で軸線を傾斜させても、回転軸の表面がテーパ状に形成された拡径部に線で接するため、この部分において回転軸と軸受本体との間に力の集中が起こらず、過度の摩耗や過熱が起こらない。したがって、回転軸や軸受自らが傷つくことがなく、高い耐久性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図であって、回転軸の軸線方向に沿う平面で断面視した焼結含油軸受である。
【図２】軸受内部で傾斜した回転軸を示す全体概要図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す図であって、回転軸の軸線方向に沿う平面で断面視した焼結含油軸受である。
【符号の説明】
１      軸受本体
２      回転軸
３      軸受孔
３ａ    軸支部
３ｂ，３ｃ  拡径部
３ｄ    面取り部
Ｏ      軸線
【図１】
2004308684.tif 000003
【図２】
2004308684.tif 000004
【図３】
2004308684.tif 000005