(57)【要約】【課題】ハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じにくく、割れにくく、溝やインデント等の成形がしやすい、摺動部材、及び、摺動部材の製造方法を提供する。【解決手段】軸受４０は、板状の金属部材である裏金１５の表面において金属粉末を焼結して焼結層１１が形成されることにより、バイメタルの焼結合金１０が形成され、焼結合金１０が円筒状のブシュ２０として成形され、ブシュ２０・２０に熱処理が施された後に、ブシュ２０・２０が円筒状の金属部材であるカラー３０に圧入されて、カラー３０の内周面におけるブシュ２０・２０の相互間に形成される隙間が潤滑油用の溝４０ａとして構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状部材である複数のブシュが、円筒状部材であるカラーに圧入されて形成される摺動部材であって、
前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間には隙間が形成され、
前記隙間が、潤滑油用の溝として構成される、
ことを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記カラーには、二個の前記ブシュが、それぞれ両側から圧入される、
ことを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記ブシュは、板状の金属部材である裏金の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金により成形される、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
円筒状部材である複数のブシュを円筒状部材であるカラーに圧入して、
前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間に隙間を形成し、
前記隙間を、潤滑油用の溝として構成する、
ことを特徴とする摺動部材の製造方法。
【請求項５】
前記カラーには、二個の前記ブシュを、それぞれ両側から圧入する、
ことを特徴とする請求項４に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項６】
前記ブシュを、板状の金属部材である裏金の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金により成形する、
ことを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部材、及び、摺動部材の製造方法の技術に関し、より詳細には強度と加工性との双方に優れた摺動部材を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建機や自動車などの各種機械において、ハウジングに挿通された軸を回転可能とするために、すべり軸受などの摺動部材が用いられており、これに関する技術も開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８５３６３号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の技術によれば、板状の裏金の上で金属粉末を焼結させて二層構造の板状材料を成形し、この板状材料を円筒状に成形して摺動部材を構成している。
また、前記特許文献２に記載の技術によれば、円筒状の裏金の内周部に円筒状の焼結材料を圧入して摺動部材を構成している。
【０００５】
前記特許文献１に記載の技術によれば、板状材料の段階で溝やインデントを形成しておくことができる。しかし、摺動部材に熱処理を施す際に裏金の硬度が高くなるため、摺動部材をハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じることがあった。また、摺動部材が全体的に硬くなることから、摺動部材に割れが生じやすくなっていた。
【０００６】
一方、前記特許文献２に記載の技術によれば、円筒状の焼結材料の加工精度を高めることが困難であった。また、焼結材料は脆性が高いため、裏金に圧入する際に割れが生じる可能性があった。加えて、当初より板状部材ではなく円筒状の部材を用いるため、溝やインデントの形成に制限があった。
【０００７】
本発明は、上記のような状況を鑑み、ハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じにくく、割れにくく、溝やインデント等の成形がしやすい、摺動部材、及び、摺動部材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、円筒状部材である複数のブシュが、円筒状部材であるカラーに圧入されて形成される摺動部材であって、前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間には隙間が形成され、前記隙間が、潤滑油用の溝として構成されるものである。
【００１０】
請求項２においては、前記カラーには、二個の前記ブシュが、それぞれ両側から圧入されるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記ブシュは、板状の金属部材である裏金の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金により成形されるものである。
【００１２】
請求項４においては、円筒状部材である複数のブシュを円筒状部材であるカラーに圧入して、前記カラーの内周面において前記ブシュの相互間に隙間を形成し、前記隙間を、潤滑油用の溝として構成するものである。
【００１３】
請求項５においては、前記カラーには、二個の前記ブシュを、それぞれ両側から圧入するものである。
【００１４】
請求項６においては、前記ブシュを、板状の金属部材である裏金の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金により成形するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
本発明に係る摺動部材、及び、摺動部材の製造方法によれば、ハウジングに圧入する際に摺動部材の裏金部分にかじりが生じにくく、割れにくく、溝やインデント等の成形を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係る摺動部材の製造方法における各工程を示した図。
【図２】（ａ）は第一実施形態に係る摺動部材の軸心方向断面図、（ｂ）は同じく摺動部材に軸を挿通した状態の軸心方向断面図。
【図３】（ａ）は第二実施形態に係る摺動部材の軸心方向断面図、（ｂ）は同じく摺動部材に軸を挿通した状態の軸心方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［軸受４０］
まず、第一実施形態に係る摺動部材である軸受４０の製造方法について、図１及び図２を用いて説明する。
本実施形態に係る摺動部材である軸受４０は、図示しないハウジングに挿通された軸を回転可能とするために用いられるすべり軸受であり、ハウジングに圧入されて使用されるものである。
【００１９】
本実施形態に係る軸受４０の製造方法は、図１に示す如く、粉末散布工程（ステップＳ０１）と、焼結・圧延工程（ステップＳ０２）と、ブシュ成形工程（ステップＳ０３）と、熱処理工程（ステップＳ０４）と、圧入工程（ステップＳ０５）と、含油・仕上げ工程（ステップＳ０６）と、を備える。以下、各工程について具体的に説明する。
【００２０】
図１に示す粉末散布工程（ステップＳ０１）では、まず、板状の金属部材である裏金１５を準備する。この裏金１５の材料には例えば鉄系部材などが用いられる。次に、主に銅粉と鉄粉とが略均一に混合された金属粉末を、散布装置を用いて裏金１５の表面１５ａに散布し、散布層１１ｂを形成する。このように、板状の裏金１５の表面に略均一に散布層１１ｂを散布して、板状の焼結前部材１０ｂを構成する。
【００２１】
次に、図１に示す焼結・圧延工程（ステップＳ０２）では、粉末散布工程（ステップＳ０１）で構成した焼結前部材１０ｂを焼結炉に入れてヒータで加熱し、散布層１１ｂにおける金属粉末の融点よりも低い温度（例えば、約８００度）の雰囲気で散布層１１ｂを焼結させる。これにより、散布層１１ｂは多孔質の焼結層１１となり、焼結前部材１０ｂは裏金１５と焼結層１１とのバイメタルからなる焼結合金１０となる。本実施形態では、焼結工程を複数回繰り返すと同時に、焼結工程の間に焼結合金１０をローラで圧延する圧延工程を行うことにより、焼結合金１０の板厚を薄く形成している。また、本実施形態では連帯焼結法によって焼結合金１０を形成するものであるが、単体焼結法など他の方法で形成する構成とすることも可能である。
【００２２】
次に、図１に示すブシュ成形工程（ステップＳ０３）では、焼結・圧延工程（ステップＳ０２）で形成した焼結合金１０を、焼結層１１が内側となるようにプレス機等によって巻いて曲げ加工を行い、円筒状のブシュ２０を成形する。この際、一個の軸受４０について二個ずつブシュ２０を成形する。このブシュ成形工程によって、後に摺動部材である軸受４０の内周面となる、ブシュ２０の内周面が形成される。
【００２３】
次に、図１に示す熱処理工程（ステップＳ０４）では、ブシュ２０に対して浸炭焼入れ・焼き戻し等の熱処理を行い、ブシュ２０の表面改質を行う。この処理より、裏金１５及び焼結層１１それぞれの表面硬度が向上し（例えば、裏金１５はビッカース硬さ１５０〜４００、焼結層１１はビッカース硬さ３００〜８００）、ブシュ２０の強度が向上する。なお、この表面改質処理は浸炭処理法に限られず、この他に例えば、窒化、浸硫窒化処理法など、他の表面硬度を向上させる処理でも差し支えない。
【００２４】
次に、図１に示す圧入工程（ステップＳ０５）では、円筒状の金属部材（例えば鉄系部材）であるカラー３０に、熱処理を行った二個のブシュ２０・２０をそれぞれ両側から（図１においては上下方向から）圧入し、軸受４０を形成する。この圧入工程によって、後に摺動部材である軸受４０の外周面となる、カラー３０の外周面が形成される。この際、図２（ａ）に示す如く、ブシュ２０・２０は、カラー３０の内周面においてブシュ２０・２０の相互間に隙間が形成されるように圧入され、ブシュ２０・２０の相互間に形成される前記隙間が、潤滑油用の溝４０ａとして構成される。つまり、ブシュ２０・２０の間で形成される隙間の幅が溝４０ａの幅Ｄとなるのである。これにより、図２（ｂ）に示す如く、軸受４０の内周面に軸Ａを挿通した際には、溝４０ａはその内部に潤滑油が通るように機能するのである。
【００２５】
なお、カラー３０はブシュ２０のような熱処理は行われていないため、その表面硬度は裏金１５よりも小さい（例えば、ビッカース硬さ５０〜２００）。また、カラー３０の内径寸法はブシュ２０を圧入できる程度に、ブシュ２０の外径寸法と同一若しくは若干小さく形成されている。
【００２６】
次に、図１に示す含油・仕上げ工程（ステップＳ０６）では、含油機を用いて軸受４０に高粘度潤滑油からなる油分を含浸させる。含油工程では、高濃度潤滑油を加熱して液状化させて低粘度化し、この潤滑油内に軸受４０を浸漬し、真空雰囲気下で静置する。これにより、軸受４０の気孔内の空気が気孔外へ吸い出される一方で、液状化した潤滑油が軸受４０の気孔内に吸引される。潤滑油を吸引した軸受４０を空気中に取り出して室温にまで放冷すると、液状化した潤滑油は軸受４０の気孔内で再び元の高粘度潤滑油に戻り流動性を失う。これにより、高粘度潤滑油を軸受４０の気孔内に留めておくことができる。
【００２７】
上記の如く、本実施形態に係る摺動部材である軸受４０においては図２（ａ）及び（ｂ）に示す如く、円筒状部材である複数（本実施形態においては二個）のブシュ２０・２０を円筒状部材であるカラー３０に圧入して、カラー３０の内周面においてブシュ２０・２０の相互間に形成される隙間を、潤滑油用の溝４０ａとして構成している。
【００２８】
上記の如く構成することにより、ブシュ２０・２０をカラー３０に圧入するだけで潤滑油用の溝４０ａを形成することができるため、別途溝加工やインデント加工を施す必要がない。つまり、軸受４０の内周面に溝やインデントを容易に形成して、軸受４０の内周面における摺動特性を向上させることが可能となる。
【００２９】
また、ブシュ２０・２０の間で形成される隙間を溝４０ａとして構成することにより、溝４０ａの幅Ｄを容易に調整することができる。具体的には、ブシュ２０・２０をカラー３０に圧入する際に、カラー３０の軸心方向に圧入する長さを変更することにより、ブシュ２０・２０の間に形成される隙間の幅を変更して、溝４０ａの幅Ｄを調整することが可能となる。又は、ブシュ２０・２０の長さを変更することにより、ブシュ２０・２０の間に形成される隙間の幅を変更して、溝４０ａの幅Ｄを調整することが可能となるのである。
【００３０】
また、本実施形態に係る摺動部材である軸受４０においては、円筒状部材である二個のブシュ２０・２０を円筒状部材であるカラー３０の両側から圧入して、カラー３０の内周面においてブシュ２０・２０の相互間に形成する隙間を、潤滑油用の溝４０ａとして構成している。
【００３１】
上記の如く構成することにより、それぞれのブシュ２０・２０をカラー３０に圧入する際に、カラー３０の一方の側から二個のブシュ２０・２０を圧入する場合と比較して労力をかけずにすみ、簡易な構成で潤滑油用の溝４０ａを形成することができる。つまり、軸受４０の内周面に溝やインデントを容易に形成して、軸受４０の内周面における摺動特性を向上させることが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態に係る摺動部材である軸受４０においては、図２（ａ）に示す如く、その内側から外側に向かって、焼結層１１、裏金１５、カラー３０の三層が配置されている。そして、それぞれの表面硬度は内側から外側に向かうに従って小さくなるように構成されている。
【００３３】
上記の如く構成することにより、軸受４０をハウジングに圧入する際に、軸受４０の外周面にかじりを生じにくくすることができる。具体的には、軸受４０の外周に配置されるカラー３０には熱処理が行われていないため、カラー３０の表面硬度は裏金１５等と比較して小さくなる。このため、軸受４０をハウジングに圧入する際にハウジングと当接するカラー３０の部分でかじりの発生を抑制することが可能となるのである。
【００３４】
また、熱処理がされていないカラー３０が外周部に配置されることにより、軸受４０の全体的な硬さを抑えることができる。これにより、軸受４０が局部的に発生する強い当りを減少させることができ、耐焼付き性及び耐摩耗性を向上させて割れを生じにくくすることができる。
【００３５】
加えて、厚み（半径方向の厚さ）が大きい軸受４０を形成する場合でも、カラー３０の半径方向厚さを調整すればよく、焼結合金１０の厚さを一定とすることができる。このため、軸受４０の厚みが大きい場合でも容易に成形することが可能となる。
なお、本実施形態では、二個のブシュ２０・２０をカラー３０に圧入しているが、例えば三個のブッシュ２０・２０・２０をカラー３０に圧入して、各ブッシュ２０・２０・２０間に溝４０ａとして用いる隙間を形成する等、三個以上のブッシュ２０・２０・・・をカラー３０に圧入するように構成することもできる。
【００３６】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係る摺動部材である軸受１４０について、図３を用いて説明する。
なお、本実施形態において説明する軸受１４０については、その構成及び製造方法については前記第一実施形態と略同様であるため、以下においては第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３７】
本実施形態に係る摺動部材である軸受１４０においては、板状の金属部材である裏金１５の表面において金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金を曲げ加工してブシュ１２０を成形している。この際、板状の焼結合金１０の段階で溝加工により図３（ａ）に示す如く溝１４０ｂが形成されている。これにより、図３（ｂ）に示す如く、軸受１４０の内周面に軸Ａを挿通した際には、溝４０ａとは別に、溝１４０ｂ・１４０ｂの内部に潤滑油が通るように機能するのである。
【００３８】
本実施形態に係る構成は、ブシュ１２０・１２０の相互間で形成される溝４０ａだけでは溝の本数が足りない場合などでも潤滑油用の溝１４０ｂを別途形成することができるため、軸受１４０の軸心方向長さが比較的長い場合などに特に有用である。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、板状の焼結合金の段階で溝加工又はインデント加工により溝やインデントを形成しておくことにより、軸受１４０の内周面に溝やインデントを形成して、軸受１４０の内周面における摺動特性をより向上させているのである。
【符号の説明】
【００４０】
１０    焼結合金
１１    焼結層
１５    裏金
２０    ブシュ
３０    カラー
４０    軸受
４０ａ  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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