(57)【要約】【課題】潤滑流体の膨張に伴う外部への漏れ出しを効果的に防止し得る滑り軸受を提供する。【課題を解決するための手段】多孔質構造を有し、その内部気孔に潤滑油が含浸されている焼結含油軸受の内周面３には潤滑油を保持するための凹部６が形成されている。また、凹部６はその軸端側に、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側に移行する側面８，９を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質構造を有し、その内部気孔に潤滑流体が含浸されている滑り軸受において、
内周面には前記潤滑流体を保持するための凹部が形成され、かつ、該凹部はその軸端側に、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側に移行する面を有していることを特徴とする滑り軸受。
【請求項２】
多孔質構造を有し、その内部気孔に潤滑流体が含浸されている滑り軸受において、
内周面には前記潤滑流体を保持するための凹部が形成され、かつ、該凹部の空洞部分はその外径側において、軸方向中央側から軸端側に向けて拡張する部分を有していることを特徴とする滑り軸受。
【請求項３】
前記凹部の表面開孔率は、前記内周面の表面開孔率よりも大きい請求項１又は２に記載の滑り軸受。
【請求項４】
前記凹部は円環形状を有する請求項１又は２に記載の滑り軸受。
【請求項５】
前記凹部は長穴形状を有する請求項１又は２に記載の滑り軸受。
【請求項６】
前記凹部が前記内周面の複数箇所にわたって形成されている請求項１又は２に記載の滑り軸受。
【請求項７】
２個の軸受分割体からなり、かつ、該双方の軸受分割体の分割面で前記凹部の内面が構成されている請求項１又は２に記載の滑り軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は滑り軸受に関し、特に、多孔質構造を有しその内部気孔に潤滑油等の潤滑流体を含浸した滑り軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
滑り軸受のうち、潤滑油等を含浸させてなる軸受の代表例に焼結含油軸受がある。この軸受は、焼結金属の多孔質構造を有し、その内部気孔に含浸した潤滑油の滲み出しにより軸との摺動部に油膜を形成し、この油膜によって軸を回転支持するものである。この種の軸受は、非常に安価で製作可能であり、また自己給油性能を有する等の技術的特徴を備えることから、種々の駆動機構や動力伝達機構の軸支持部に好適に用いられている。
【０００３】
ところで、上記焼結含油軸受においては、潤滑油の保持量増加の目的で、あるいはロストルク低減の目的で、軸方向に離隔して設けた２つの軸受面の間に中逃げ部を設ける場合がある。この種の中逃げ部を設ける方法としては、２つの環状軸受を軸方向に離隔してハウジングの内周に固定し、これら２つの環状軸受の間に設けたスペースを中逃げ部として使用する手段が知られている。
【０００４】
しかしながら、上述の方法で形成する場合、２つの軸受個々の精度が同等であることが必要であり、かつ圧入等でハウジングに固定する際には双方の軸受間で同軸度を確保することが困難となる。そのため、かかる欠点を解消すべく、１つの軸受に複数の軸受面を設け、かつこれら複数の軸受面間に中逃げ部を形成したものが提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、軸受内径の中間部に、軸材に接摺することのない空洞状部（中逃げ部）が軸材との間に適当な間隔を採って形成され、その両端側に軸材接摺部（軸受面）が形成されている焼結含油軸受が開示されている。また、同文献には、図７に示すように、空洞状部１０３と軸受一端側の軸材接摺部１０４との間に段部１０５が設けられると共に、軸受他端側の軸材接摺部１０６との間に傾斜状の段部１０７が設けられる焼結含油軸受１０１が図示されている。この傾斜状段部１０７は、その製造方法に起因して生じるものであり、同文献によれば、サイジング時、軸受外面に設けた段部および段部を境として大径側の部分をダイ等に圧入し絞り込んで軸受他端側の軸材接摺部１０６を成形する際に同時に形成される。
【特許文献１】特開平１０−１２２２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記軸受においては、運転開始時などの初期摺動時、軸との摩擦熱により軸受内部に含浸した潤滑油が加熱されて膨張することがある。かかる場合、潤滑油が使用時もしくは移送時の想定温度以上に加熱されることがあり、それがために軸との隙間（軸受隙間）などで吸収し切れない程度にまで膨張した潤滑油が軸受端面等を介して外部に漏れ出るおそれがある。上記特許文献１に記載の軸受であれば、内径中間部に設けた空洞状部１０３で膨張した潤滑油を収容できるようにも思われるが、この空洞状部１０３は、軸１０２の円滑な回転作用を確保するために設けられたもので、潤滑油の収容や保持に関しては何ら考慮されていない。むしろ、同文献に図示されるように、空洞状部１０３と軸材接摺部１０６とは傾斜状の段部１０７を介してつながっており、空洞状部１０３に一旦収容された潤滑油が軸材接摺部１０６に向けて流出し易い構造となっている。これでは、潤滑油の漏れ出しを効果的に防止することは難しい。
【０００７】
もちろん、上記の問題は、焼結金属に限らず多孔質構造を有する滑り軸受であれば同様に起こり得ることであり、また、軸受内部に含浸可能なグリースなど、他の潤滑流体を含浸させて使用する場合にも同様に起こり得る。
【０００８】
以上の事情に鑑み、本発明では、潤滑流体の膨張に伴う外部への漏れ出しを効果的に防止し得る滑り軸受を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題の解決は、本発明の一の側面に係る滑り軸受によって達成される。すなわち、この滑り軸受は、多孔質構造を有し、その内部気孔に潤滑流体が含浸されている滑り軸受において、内周面には潤滑流体を保持するための凹部が形成され、かつ、凹部はその軸端側に、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側に移行する面を有している点をもって特徴づけられる。なお、本明細書中において、「軸端側」との語は、凹部からの距離が一方の軸端と他方の軸端とで異なる場合には、当該凹部に近い側の軸端側を意味し、凹部からの距離が双方の軸端共に等しい場合には、何れか一方もしくは双方の軸端側を意味するものとする。
【００１０】
このように、本発明の一の側面に係る滑り軸受は、内周面に設けた潤滑流体保持用の凹部の軸端側における面形状に特徴を有するものである。すなわち、上記構成によれば、軸の相対回転時、滑り軸受の内周面に滲み出た潤滑流体が凹部に収容される。ここで、凹部の軸端側には、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側に移行する面が存在することから、凹部に収容された潤滑流体は、軸端側から離れる向きに上記移行面を伝っていくことで軸受中央側に移動した後、凹部の開口部を通過し、然る後、凹部の軸方向両側に位置する軸受隙間へと引き込まれることになる。このような経路を通じて潤滑流体を移動させることで、一旦凹部に収容した潤滑流体を軸受隙間に引き込まれ難くして凹部に留めておくことができる。よって、軸受隙間や軸受端面を介して潤滑流体が軸受外部へ漏れ出す事態を可及的に防止することが可能となる。
【００１１】
また、前記課題の解決は、本発明の他の側面に係る滑り軸受によっても達成される。すなわち、この滑り軸受は、多孔質構造を有し、その内部気孔に潤滑流体が含浸されている滑り軸受において、内周面には潤滑流体を保持するための凹部が形成され、かつ、凹部の空洞部分はその外径側において、軸方向中央側から軸端側に向けて拡張する部分を有している点をもって特徴づけられる。
【００１２】
このように、本発明の他の側面に係る滑り軸受は、内周面に設けた潤滑流体保持用の凹部の外径側における空洞形状に特徴を有するものである。すなわち、上記構成によれば、軸の相対回転時、滑り軸受の内周面に滲み出た潤滑流体が凹部に収容される。ここで、凹部の空洞部分はその開口部よりも外径側において、軸方向中央側から軸端側に向けて拡張する部分を有しているので、当該拡張部分に収容された潤滑流体は一旦軸方向中央側に移動した後、軸心側（半径方向内側）に向けて移動し、然る後、凹部の軸方向両側に位置する軸受隙間へと引き込まれることになる。このような経路を通じて潤滑流体を移動させることで、上記一の側面に係る滑り軸受と同様、一旦凹部に収容した潤滑流体を軸受隙間に引き込まれ難くして凹部に留めておくことができる。よって、軸受隙間や軸受端面を介して潤滑流体が軸受外部へ漏れ出す事態を可及的に防止することが可能となる。
【００１３】
ここで、凹部の表面開孔率は、内周面の表面開孔率よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、過熱膨張により軸受の内部気孔から内周面上に滲み出た潤滑流体が、凹部に収容された後、当該凹部の内面を通じて再度軸受の内部気孔へと還元され易くなる。そのため、通常の使用態様において所期の流体膜を安定して形成することができ、長期にわたって優れた軸受性能を発揮することが可能になる。
【００１４】
また、凹部の具体的形状については、上記何れかの構造的特徴を有する限りにおいて任意である。言い換えると、一旦凹部に収容した潤滑流体を凹部外へと逃がしにくい形状である限り種々の形状を採用することができる。例えば、凹部は円環形状をなすものであってもよく、この場合、内周面の全周にわたって凹部を形成することが可能である。この構成であれば、潤滑流体の保持容量をなるべく多く確保しつつも、例えば当該凹部を軸方向中央に設けることで、潤滑流体の軸受外部への漏れ出しを可及的に防止することができる。もちろん、凹部が必ずしも内周面の全周にわたって形成されている必要はなく、例えば長穴形状を有する凹部を内周面に形成することも可能である。この場合、一旦凹部に収容した潤滑流体を凹部外へと逃がしにくい形状とするため、内周面に対して軸方向に傾斜して穿孔形成されたものとすることができる。この場合には、例えば、上記移行面が軸端側に位置する向きに凹部を穿孔形成すればよい。
【００１５】
上記説明に係る凹部は単独で形成する他、内周面の複数箇所にわたって形成されていてもよい。例えば上記長穴形状を有する凹部を形成する場合であれば、内周面の軸方向中央で互いに交差する向きに長穴形状を有する一対の凹部を形成することも可能である。また、上記一対の凹部を円周方向の複数箇所にわたって形成することも可能である。
【００１６】
以上の説明に係る凹部は、例えば複数の軸受部品を組合せて上記滑り軸受を構成する場合に容易に形成可能である。すなわち、本発明に係る滑り軸受は、例えば２個の軸受分割体からなり、かつ、双方の軸受分割体の分割面で凹部の内面が構成されるものであってもよい。軸受分割体の分割面であれば、当該分割体を形成する際、比較的自由にその端面形状を設定することができる。そのため、個々の軸受分割体の分割面をそれぞれ完成品の凹部の一部に対応する形状にしておき、これを組合せることで複雑な形状を有する凹部であっても比較的容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上より、本発明に係る滑り軸受によれば、潤滑流体の膨張に伴う外部への漏れ出しを効果的に防止することができる。また、潤滑流体の保持力が向上することで、軸受周辺を清潔に保つことができ、軸受の寿命向上を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る焼結含油軸受１の断面図を示している。図１に示すように、この焼結含油軸受１は略円筒状をなし、焼結金属の多孔質体で形成されるもので、その内部気孔には、潤滑流体としての潤滑油が含浸されている。そして、焼結含油軸受１の内周に配設された軸２の相対回転に伴い、焼結含油軸受１の内部気孔に含浸された潤滑油が内周面３上に滲み出す。このようにして、焼結含油軸受１と軸２との間に潤滑油の油膜が形成され、この油膜を介して軸２が焼結含油軸受１に対して相対回転自在に支持される。
【００２０】
焼結含油軸受１の内周面３には、軸２の相対回転時、半径方向に対峙する軸２の外周面との間に潤滑油の油膜を形成し、この油膜を介して軸２を回転支持するための軸受面４が形成されている。この場合、軸受面４と軸２の外周面との間に軸受隙間５が形成される。また、内周面３の軸方向中央には、軸受面４よりも大径で、かつ、焼結含油軸受１の内部気孔に含浸させた潤滑油を保持するための凹部６が形成される。
【００２１】
ここで、潤滑油保持用の凹部６は円環形状を有すると共に、その開口部から奥側（外径側）に向かうにつれてその軸方向幅が広がるような形状を有している。言い換えると、凹部６は、図２に示すように、その含軸断面において略台形形状をなしている。また、凹部６の両側面８，９は共に環状のテーパ形状をなし、凹部６の底面７と、凹部６の軸方向両側に位置する軸受面４，４とをつないでいる。このうち、一方の軸端側の側面８は、凹部６の外径側から軸心側（底面７の側から開口部の側）に向かうにつれて反軸端側に（図１で言えば、焼結含油軸受１の左側端部から軸方向中央に）移行する形状をなしている。この図示例では、他方の軸端側の側面９についても、凹部６の外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側に（図１で言えば、焼結含油軸受１の右側端部から軸方向中央に）移行する形状をなしている。
【００２２】
次に、上記構成の焼結含油軸受１を適当な軸支持部に使用する場合における凹部６の作用につき説明する。まず、支持すべき軸２を焼結含油軸受１の内周に配設した状態で、軸２の回転を開始する。このような初期摺動時、潤滑油は焼結含油軸受１の内部気孔に含浸された状態にあり、未だ内周面３（軸受面４）上には滲み出ていない。そのため、軸２と軸受面４との間で摺動に伴う摩擦熱が生じ、この摩擦熱により、潤滑油が過度に加熱されて膨張する。ここで、膨張した潤滑油は軸受面４上に流出して、然る後、内周面３の軸方向中央に形成される凹部６へと収容される。
【００２３】
ここで、図３はこの状態における凹部６周辺を拡大して示したものであり、同図に示すように、凹部６には、加熱膨張により軸受隙間５へと流出した潤滑油１０が収容されている。この際、軸２の相対回転により、凹部６に収容される潤滑油１０に対しても軸受隙間５への引き込み力が作用する場合が想定されるが、凹部６の一方の軸端側の側面８は、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側に移行するテーパ面で構成されている。そのため、凹部６に収容された潤滑油１０は、軸端側から離れる向きにテーパ面状の側面８を伝って軸受中央側に移動した後、凹部６の開口部を通過し、然る後、凹部６に隣接する軸受隙間５へと引き込まれることになる（図３中、矢印で示す流れに移動）。このような経路を通じて潤滑油１０を移動させることで、一旦凹部６に収容した潤滑油１０は軸受隙間５に引き込まれ難く凹部６に留まる。従い、軸受隙間５や軸受端面を介して潤滑油１０が軸受外部へ漏れ出す事態が可及的に防止される。
【００２４】
また、この実施形態では、凹部６の他方の軸端側の側面９についても、上記側面８と同様のテーパ面形状を有することから、凹部６に収容された潤滑油１０は上記と同様の経路を通じて他方の軸端側に隣接する軸受隙間５へと引き込まれることになる。これにより、他方の側面９の側から潤滑油１０を軸受隙間５に向けて引き込み難くして、極力凹部６内に潤滑油１０を留めておくことができる。
【００２５】
以上の作用を奏する焼結含油軸受１は、例えば図４に示すように、軸方向に分割した２個の軸受分割体１ａ，１ｂで構成することができる。また、この場合、各々の軸受分割体１ａ，１ｂの分割面（すなわち結合面）に、完成品における凹部６の一部に対応する領域６ａ，６ｂを設けておき、これを合わせることで、図１に示す凹部６が構成されるようにしてもよい（図１中、破線で示す位置が分割面）。このようにすれば、成形時や後加工時には加工が困難な形状を有する凹部６であっても比較的容易に形成することができる。また、組み合わせた後、内周面３にサイジング加工を施すことで、凹部６の内面の表面開孔率を、内周面３の表面開孔率より大きくすることができ、これにより、凹部６に収容・保持した潤滑油１０の内部気孔への還元を促進することができる。なお、特定の軸端側における油の漏れ出しのみを課題とする場合（例えば一端側はハウジングで覆われている場合など）、一方の軸受分割体１ａの分割面を平坦な形状とし、他方の軸受分割体１ｂの分割面のみに凹部６の内面に対応する領域６ｂを設けるようにしてもよい。この場合、一方の軸受分割体１ａの形状を単純化でき、金型の製作コストやメンテナンスコストを下げることができる。
【００２６】
また、他の凹部の例として、図５に示す形状のものを挙げることができる。すなわち、同図に係る凹部１６は、いわゆる断面十字状をなすもので、図２と同様、その開口部に比して奥側（外径側）にて軸方向幅の広い部分を有している。詳細には、この凹部１６は、例えば図１に示す焼結含油軸受１の内周面３の軸方向中央部に形成される。凹部１６の開口部から外径側に広がる環状の空洞部分１７は、その半径方向中間位置において、軸方向中央側から一方の軸端側に向けて拡張する部分１８を有している。また、空洞部分１７は、その半径方向中間位置において、軸方向中央側から他方の軸端側に向けて拡張する部分１９を有している。これら拡張部分１８，１９は空洞部分１７と同様、全周にわたって環状に形成されている。
【００２７】
上記構成の凹部１６は、焼結含油軸受の内周に配設した軸２の回転を開始する場合、以下のようにして潤滑油の保持作用を奏する。すなわち、軸２の初期摺動時、軸２と軸受面４との摺動摩擦により加熱膨張して軸受隙間へと流出した潤滑油は、内周面３の軸方向中央に形成される凹部１６へと収容される。この際、図５に示すように、凹部１６の空洞部分１７は、その半径方向中間位置において、軸方向中央側から一方の軸端側に向けて拡張する部分１８を有しているため、凹部１６に収容された潤滑油のうち一方の拡張空間１８に収容された潤滑油は、一旦空洞部分１７の軸方向中央領域へと移動した後、軸心側（半径方向内側）に向けて移動し、さらに、凹部１６の開口部を通過した後、凹部１６に隣接する軸受隙間へと引き込まれることになる。このような経路を通じて潤滑油を移動させることで、一旦凹部１６に収容した潤滑油は軸受隙間に引き込まれ難く凹部１６に留まる。従い、軸受隙間や軸受端面を介して潤滑油が軸受外部へ漏れ出す事態が可及的に防止される。
【００２８】
また、この実施形態では、凹部１６の他方の軸端側についても、同軸端側に向けて拡張する部分１９を有することから、凹部１６に収容された潤滑油は上記と同様の経路を通じて他方の軸端側に隣接する軸受隙間へと引き込まれることになる。これにより、他方の拡張部分１９の側に収容された潤滑油を軸受隙間に向けて引き込み難くして、極力凹部１６内に潤滑油を留めておくことができる。
【００２９】
以上の作用を奏する凹部１６を備えた焼結含油軸受は、例えば図４と同様の手法で形成可能である。すなわち、図示は省略するが、上記焼結含油軸受を、軸方向に分割した２個の軸受分割体で構成することとし、この際、各々の軸受分割体の分割面に、完成品における凹部１６の一部に対応する領域を設けておく。このようにすることで、軸受分割体の組合せ時、図５に示す凹部１６が構成されることになる。なお、図５では、凹部１６の軸方向中央位置で分割面を設ける場合を例示しているが、特にこの位置に限定されないことはもちろんである。
【００３０】
また、さらに他の凹部の例が図６に示されている。同図に示す凹部２６，２７は共に長穴形状をなし、相互に離隔する向きに交差して形成されている。詳細には、各凹部２６，２７は共に先細りする長穴形状を有し、内周面３に対して軸方向に傾斜して形成されている。この場合、一方の軸端側に形成された凹部２６はその軸端側（図６中右側）に、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側（図６中左側）に移行する面２８を有することとなるように、凹部２６の軸心に対する傾斜方向を設定するのがよい。同様に、他方の軸端側に形成された凹部２７はその軸端側（図６中左側）に、外径側から軸心側に向かうにつれて反軸端側（図６中右側）に移行する面２９を有することとなるように、凹部２７の軸心に対する傾斜方向を設定するのがよい。なお、上記一対の凹部２６，２７は円周方向の複数箇所にわたって形成することも可能である。
【００３１】
上記構成の凹部２６，２７であれば、図２に示す凹部６と同様の潤滑油保持作用を奏する。すなわち、一方の凹部２６に収容された潤滑油は、一方の軸端側から離れる向きに傾斜した移行面２８を伝って軸受中央側に移動した後、凹部２６の開口部を通過し、然る後、凹部２６と一方の軸端側で隣接する軸受隙間へと引き込まれることになる。同様に、他方の凹部２７に収容された潤滑油は、他方の軸端側から離れる向きに傾斜した移行面２９を伝って軸受中央側に移動した後、凹部２７の開口部を通過し、然る後、凹部２７と他方の軸端側で隣接する軸受隙間へと引き込まれることになる。よって、一旦凹部２６，２７に収容した潤滑油を軸受隙間に引き込まれ難くして凹部２６，２７に留まらせ、これにより潤滑油の軸受外部への漏れ出しが可及的に防止される。
【００３２】
以上の作用を奏する凹部２６，２７を備えた焼結含油軸受は、例えば焼結体形成後に旋削加工等の機械加工により形成可能である。そのため、図２や図５に示す形状の凹部６，１６とは異なり、上記焼結含油軸受を、軸方向に分割した２個の軸受分割体で構成する必要はなく、焼結金属の一体品として成形、焼結、サイジングの各工程を経ることで形成可能である。
【００３３】
もちろん、凹部の形状については、上記例示のものに限られることはなく、一旦凹部に収容した潤滑油を開口部を介して凹部の外へ逃がしにくい形状である限り種々の形状を採用することができる。
【００３４】
また、以上の説明では、滑り軸受として焼結含油軸受を例にとり説明したが、多孔質構造を有し、その内部気孔に潤滑油を含浸可能である限りにおいて、種々の構造が採用可能である。例えば、多孔質物質を配合した樹脂組成物で滑り軸受を形成する場合であっても、本発明に係る構成を適用可能である。
【００３５】
また、多孔質構造を有する滑り軸受に含浸させる潤滑流体に関しても、潤滑油に限らず、例えば流動性に優れたグリース等の種々の潤滑流体を使用でき、これら種々の潤滑流体を含浸してなる滑り軸受に対しても本発明を適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る焼結含油軸受の断面図である。
【図２】焼結含油軸受の内周面に形成した凹部の拡大断面図である。
【図３】凹部の潤滑油保持作用を概念的に説明する断面図である。
【図４】焼結含油軸受の製造方法の一例を概念的に示す断面図である。
【図５】他の例に係る凹部の拡大断面図である。
【図６】他の例に係る凹部の拡大断面図である。
【図７】従来例に係る焼結含油軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      焼結含油軸受
１ａ，１ｂ  軸受分割体
２      軸
３      内周面
４      軸受面
５      軸受隙間
６      凹部
８      側面
９      側面
１０    潤滑油
１６    凹部
１７    空洞部分
１８，１９  拡張部分
２６，２７  凹部
２８，２９  移行面
１０１  焼結含油軸受
１０３  空洞状部
１０５  段部
１０７  傾斜状段部
【図１】
2009222147.tif 000003
【図２】
2009222147.tif 000004
【図３】
2009222147.tif 000005
【図４】
2009222147.tif 000006
【図５】
2009222147.tif 000007
【図６】
2009222147.tif 000008
【図７】
2009222147.tif 000009