(57)【要約】【課題】軸受を鉄系金属で構成した場合も、軸受をハウジングの軸受保持穴に確実に固定することのできる軸受装置およびその製造方法を提供すること。【解決手段】軸受装置１において、ハウジング３は鉄系材料で構成され、軸受２は、銅被覆鉄粉の焼結体からなる。このため、錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材４を用いた拡散接合により、軸受２とハウジング３とを固定することができ、かかる固定方法によれば、軸受２とハウジング３とを強い強度をもって固定することができる。また、軸受２とハウジング３とを固定した状態で軸受２の内周面にサイジング工程を行なう。【選択図】図１
2009041717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に軸穴が形成された軸受と、該軸受が挿入された軸受保持穴を備えたハウジングとを有し、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面とが固着されている軸受装置において、
前記軸受は、銅被覆鉄粉の焼結体からなり、
前記ハウジングは鉄系金属からなり、
前記軸受と前記ハウジングとは、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面との間での錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材を用いた拡散接合により固着されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記軸受の外周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受保持穴の内周面に接する状態で当該内周面と固着されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記軸受保持穴の内周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受の外周面に接する状態で当該外周面と固着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記軸穴の内周面のうち、少なくとも、前記ハウジングと前記軸受との固着部分の半径方向内側に位置する部分にサイジングが施されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸受装置。
【請求項５】
軸線方向に軸穴が形成された軸受と、該軸受が挿入された軸受保持穴を備えたハウジングとを有し、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面とが固着されている軸受装置の製造方法において、
前記軸受を形成するには、銅被覆鉄粉の圧粉成形体に対する焼結により形成する一方、
前記ハウジングについては、鉄系金属により形成し、
前記ハウジング内に前記軸受が固定された状態とするにあたっては、
前記ハウジングの前記軸受保持穴の内周面に錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材の層を形成する接合材層形成工程と、
前記ハウジングの前記軸受保持穴内に前記軸受を組み込む軸受組み込み工程と、
前記接合材を加熱し、当該接合材の拡散接合により、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面とを固着する加熱工程と、
を行なうことを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項６】
前記軸受組み込み工程を行なう前に、前記圧粉成形体に対する焼結を行い、
前記軸受組み込み工程では、焼結済みの前記軸受を前記ハウジングの前記軸受保持穴内に組み込むことを特徴とする請求項５に記載の軸受装置の製造方法。
【請求項７】
前記接合材層形成工程では、銀により前記接合材の層を形成し、
前記軸受組み込み工程では、焼結前の前記圧粉成形体の状態で前記軸受を前記ハウジングの前記軸受保持穴内に組み込み、
前記加熱工程での加熱により前記圧粉成形体を焼結することを特徴とする請求項５に記載の軸受装置の製造方法。
【請求項８】
前記軸受組み込み工程では、前記軸受の外周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受保持穴の内周面に接する状態とし、
前記軸受の外周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受保持穴の内周面に接する状態で当該内周面と固着された軸受装置を製造することを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載の軸受装置の製造方法。
【請求項９】
前記軸受組み込み工程では、前記ハウジングの前記軸受保持穴の内周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受の外周面に接する状態とし、
前記軸受保持穴の内周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受の外周面に接する状態で当該外周面と固着された軸受装置を製造することを特徴とする請求項５乃至８の何れか一項に記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
前記加熱工程の後、前記軸穴の内周面をサイジングするサイジング工程を行なうことを特徴とする請求項５乃至９の何れか一項に記載の軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受がハウジングの軸受保持穴に固定された軸受装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ機器、その他の機器では、回転軸の支持などに各種の軸受装置が用いられており、かかる軸受装置は、軸受がハウジングの軸受保持穴に固定された構造を有している。また、軸受をハウジングの軸受保持穴に確実に固定するにあたって、軸受を銅系金属で形成する一方、ハウジングを鉄系金属で形成し、軸受とハウジングとを軸受保持穴の内周面にめっき処理で形成した錫、鉛、亜鉛、銀、リンなどのろう材で軸受とハウジングとを接合することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１８６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、軸受を銅系金属で形成した場合にはろう付けが容易である一方、軸穴の内周面での耐磨耗性能が低いため、上記の構成は、動圧軸受装置にしか適用できないという問題点がある。
【０００４】
以上の問題的に鑑みて、本発明の課題は、軸受を鉄系金属で構成した場合も、軸受をハウジングの軸受保持穴に確実に固定することのできる軸受装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、軸線方向に軸穴が形成された軸受と、該軸受が挿入された軸受保持穴を備えたハウジングとを有し、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面とが固着されている軸受装置において、前記軸受は、銅被覆鉄粉の焼結体からなり、前記ハウジングは鉄系金属からなり、前記軸受と前記ハウジングとは、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面との間での錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材を用いた拡散接合により固着されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、軸線方向に軸穴が形成された軸受と、該軸受が挿入された軸受保持穴を備えたハウジングとを有し、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面とが固着されている軸受装置の製造方法において、前記軸受を形成するには、銅被覆鉄粉の圧粉成形体に対する焼結により形成する一方、前記ハウジングについては、鉄系金属により形成し、前記ハウジング内に前記軸受が固定された状態とするにあたっては、前記ハウジングの前記軸受保持穴の内周面に錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材の層を形成する接合材層形成工程と、前記ハウジングの前記軸受保持穴内に前記軸受を組み込む組み込み工程と、前記接合材を加熱し、当該接合材の拡散接合により、前記軸受の外周面と前記軸受保持穴の内周面とを固着する加熱工程と、を行なうことを特徴とする。
【０００７】
本発明において「銅被覆鉄粉」とは、鉄粉が銅で被覆されている構成の他、鉄粉が青銅等の銅系材料で被覆されている構成を含むことを意味する。また、「拡散接合」とは、母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で加熱して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法であり、固相拡散接合、液相拡散接合、共晶接合などがある。固相拡散接合とは、接合面間を固相状態で接合する方法であり、液相拡散接合とは、接合面間で金属の接合材を一時的に溶融、溶化した後、拡散を利用して凝固させて接合させる方法である。また、共晶接合とは、液相拡散接合の一種で、液化に対して共晶反応を利用する接合方法である。
【０００８】
本発明では、軸受は、銅被覆鉄粉の焼結体からなり、鉄系金属で形成されているので、焼結含油軸受として用いた場合でも、耐磨耗性能が良好である。また、軸受は、鉄系金属で形成されているが、鉄系金属のうちでも、銅被覆鉄粉の焼結体からなる。このため、軸受では、鉄粉の表面の多くが銅で被覆された状態にあるので、錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材を用いた拡散接合により、軸受とハウジングとを固定することができ、かかる固定方法によれば、軸受とハウジングとを強い強度をもって固定することができる。さらに、焼結体である軸受を拡散接合するため、接合材が焼結体の空孔に入り込んでアンカー効果を発揮するので、接合強度が高いという利点もある。
【０００９】
本発明において、前記軸受の外周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受保持穴の内周面に接する状態で当該内周面と固着されている構成を採用でき、かかる構成を採用した場合でも、本発明によれば、軸受をハウジングの軸受保持穴に確実に固定することができる。かかる構成の軸受装置は、前記軸受組み込み工程において、前記軸受の外周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受保持穴の内周面に接する状態にして前記加熱工程を行なうことにより製造される。
【００１０】
本発明において、前記軸受保持穴の内周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受の外周面に接する状態で当該外周面と固着されている構成を採用でき、かかる構成を採用した場合でも、本発明によれば、軸受をハウジングの軸受保持穴に確実に固定することができる。かかる構成の軸受装置は、前記軸受組み込み工程において、前記軸受保持穴の内周面のうち、軸線方向の一部のみが前記軸受の外周面に接する状態にして前記加熱工程を行なうことにより製造される。
【００１１】
本発明において、前記軸穴の内周面のうち、少なくとも、前記ハウジングと前記軸受との固着部分の半径方向内側に位置する部分にサイジングが施されていることが好ましい。すなわち、本発明を適用した軸受装置の製造方法において、前記加熱工程の後、前記軸穴の内周面をサイジングするサイジング工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、軸受をハウジングに固定した状態でサイジングするので、例えば、軸受組み込み工程の際、軸受の内周面に変形が発生した場合や、軸受をハウジングに固定した状態で軸芯が傾いている場合でも、かかる不具合を完全に解消することができる。
【００１２】
本発明において、前記軸受組み込み工程を行なう前に、前記圧粉成形体に対する焼結を行い、前記軸受組み込み工程では、焼結済みの前記軸受を前記ハウジングの前記軸受保持穴内に組み込む方法を採用することができる。
【００１３】
本発明を適用した軸受装置の製造方法において、前記接合材層形成工程では、銀により前記接合材の層を形成し、前記軸受組み込み工程では、焼結前の前記圧粉成形体の状態で前記軸受を前記ハウジングの前記軸受保持穴内に組み込み、前記加熱工程での加熱により前記圧粉成形体を焼結することが好ましい。このように構成すると、製造工程数を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、軸受は、銅被覆鉄粉の焼結体からなり、鉄系金属で形成されているので、焼結含油軸受として用いた場合でも、耐磨耗性能が良好である。また、軸受は、鉄系金属で形成されているが、鉄系金属のうちでも、銅被覆鉄粉の焼結体からなる。このため、軸受では、鉄粉の表面の多くが銅で被覆された状態にあるので、錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材を用いた拡散接合により、軸受とハウジングとを固定することができ、かかる固定方法によれば、軸受とハウジングとを強い強度をもって固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る軸受装置の断面図、およびこの軸受装置によって回転軸を支持している状態の断面図である。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の軸受装置１は、回転軸１０を回転可能に支持する焼結含油タイプのラジアル軸受装置であって、軸線方向Ｌに貫通する軸穴２０が形成された円筒状の軸受２と、この軸受２が挿入された軸受保持穴３０を備えた円筒状のハウジング３とを有している。軸受２の外周面２１と軸受保持穴３０の内周面３５とは、軸受２の外周面２１と軸受保持穴３０との間での錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材４を用いた拡散接合により固着されている。
【００１８】
ハウジング３はＳＵＳなども含む鉄系金属からなり、プレス加工品からなる。ハウジング３は、軸受２の外周面２１が固着された小径部３１と、この小径部３１に対して軸線方向Ｌで隣接する大径部３２と、大径部３２の開口縁から半径方向外側に拡がる円環状のフランジ部３３とを備えており、軸受保持穴３０のうち、小径部３１の内周面３５のみが軸受２の外周面２１と固着されている。なお、ハウジング３としては鉄系金属の切削加工品を用いてもよい。
【００１９】
軸受２は、銅被覆鉄粉の圧粉成形体を焼結してなる焼結体からなる。ここで、軸受２は、軸線方向Ｌの一部のみがハウジング３の軸受保持穴３０に挿入されており、軸受２の外周面２１のうち、軸線方向Ｌの一部のみが軸受保持穴３０の内周面３５に接する状態で内周面３５と固着されている。
【００２０】
軸受２の外周面２１のうち、少なくとも、ハウジング３と軸受２との固着部分に対して半径方向内側に位置する部分には、焼結体の表面状態の改善や寸法の矯正などを目的としたサイジング（軽い冷間プレス）が施されている。また、軸受２には油が含浸されており、軸受２は焼結含油軸受として構成されている。
【００２１】
（製造方法）
以下、図２を参照して、本形態の軸受装置１の製造方法を説明しながら、本形態の軸受装置１の構成を詳述する。図２および図３は、本形態の軸受装置１の製造工程のうち、冷却工程までを示す説明図、およびサイジング工程の説明図である。
【００２２】
本形態の軸受装置１を製造するには、まず、図２（ａ）に示すように、銅被覆鉄粉を金型内で成形して圧粉成形体２９を得た後、圧粉成形体２９を加熱して焼結体からなる円筒状の軸受２を得る。
【００２３】
ここで用いる粉体原料は、例えば、以下の材料
（配合例１）
４０％銅めっき鉄粉（銅被覆鉄粉）  ９８重量部
アトマイズ錫粉                      ２重量部
天然黒鉛（グラファイト）            １重量部
ステアリン酸亜鉛                    １重量部
（配合例２）
４０％銅めっき鉄粉（銅被覆鉄粉）    ８０重量部
プレミックス青銅粉（１０重量％錫）  ２０重量部
天然黒鉛（グラファイト）              １重量部
ステアリン酸亜鉛                      １重量部
（配合例３）
３０％銅めっき鉄粉（銅被覆鉄粉）  ９８重量部
アトマイズ錫粉                      １．９８重量％
天然黒鉛（グラファイト）            １重量部
ステアリン酸亜鉛                    １重量部
（配合例４）
３０％銅めっき鉄粉（銅被覆鉄粉）    ７０重量部
プレミックス青銅粉（１０重量％錫）  ３０重量部
天然黒鉛（グラファイト）              １重量部
ステアリン酸亜鉛                      １重量部
であり、アンモニア分解ガス雰囲気中で７５０〜８５０℃の温度で圧粉成形体２９を焼結する。
【００２４】
一方、図２（ｃ）に示すように、鉄系金属に対するプレス加工により、円筒状のハウジング３を得た後、図２（ｄ）に示すように、接合材層形成工程において、ハウジング３の軸受保持穴３０の内周面に錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材４の層を形成する。本形態では、接合材４の層はめっきにより形成されているため、ハウジング３０の内周面３５および外周面の全てに接合材４の層が形成される。ここで、接合材４の層については、接合強度の確保、およびめっきコストの観点から、例えば３〜５μｍ程度の厚さに設定される。
【００２５】
次に、図２（ｅ）に示すように、軸受組み込み工程において、ハウジング３の軸受保持穴３０内に軸受２を軽圧入により組み込む。ここでいう「軽圧入」とは、圧入した際に軸受２の内径寸法が変化しない程度の力での圧入、あるいは、圧入した際に軸受２の内径寸法が変化する場合でも、後述するサインジングにより内径を矯正可能な範囲の変化しか発生しない力での圧入を意味する。
【００２６】
次に、図２（ｆ）に示すように、加熱工程において、軸受２およびハウジング３を構成する材料が溶融する温度以下の温度であって、接合材４が溶融する温度以上の温度にまで、接合材４、軸受２およびハウジング３を加熱し、接合材４の液相拡散接合により、軸受２の外周面２１と軸受保持穴３０の小径部３１の内周面３５とを固着する。
【００２７】
しかる後には、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して以下に説明するサイジング工程を行なう。図３（ａ）〜（ｄ）の各々は、サイジング装置の分解図、サイジング工程の様子を示す説明図、サイジング装置において軸受装置が収納されている部分付近の拡大断面図、およびサイジング工程後、軸受装置を取り出す様子を示す説明図である。
【００２８】
本形態において、サイジング工程では、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すサイジング装置５０が用いられる。このサイジング装置５０は、軸受装置１を上下から保持する第１の固定用冶具５１と第２の固定用冶具５２とを備えている。第１の固定用冶具５１には、軸受装置１の外形形状に対応する段付きの凹部５１１と、凹部５１１の底部で軸線方向Ｌに貫通する貫通穴５１２とが形成されており、貫通穴５１２の内径寸法は、軸受装置１においてハウジング３から下方にはみ出している軸受２の外径寸法と略等しい。第２の固定用冶具５２は、第１の固定用冶具５１の凹部５１１内に保持された軸受装置１のハウジング３の大径部３２およびフランジ部３３（図１参照）を第１の固定用冶具５１との間に挟持するように、下端面に円筒状突起５２１が形成された円筒体であって、この円筒体には軸線方向Ｌにガイド穴５２２が形成されている。ここで、第２の固定用冶具５２のガイド穴５２２の内径寸法は、軸受装置１の軸受２に形成されている軸穴２０の内径寸法と略等しい。
【００２９】
また、サイジング装置５０は、軸受２の軸穴２０内に挿入されるサイジングバー５３（可動部材）と、サイジングバー５３が嵌る貫通穴５４１を備えたガイド部材５４とを備えている。サイジングバー５３の外径寸法は、軸受装置１の軸受２に形成されている軸穴２０の内径寸法、および第２の固定用冶具５２に形成されているガイド穴５２２と略等しい。
【００３０】
このように構成したサイジング装置５０を用いて、軸受装置１の軸受２の内周面２１にサイジングを行うには、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１の固定用冶具５１の凹部５１１内に軸受装置１を搭載した後、第２の固定用冶具５２によって、軸受装置１を第１の固定用冶具５１に押し付け固定する。この状態で、第１の固定用冶具５１に形成されている貫通穴５１２、軸受２の軸穴２０、および第２の固定用冶具５２のガイド穴５２２が連通する。
【００３１】
その際、軸受２のうち、軸穴２０に対してサイジングを施す部分の半径方向外側を第１の固定用冶具５１および第２の固定用冶具５２で保持した状態とする。本形態では、軸穴２０の軸線方向Ｌの全体に対してサイジングを行なうため、軸受２の外周面全体を第１の固定用冶具５１および第２の固定用冶具５２によって直接、あるいはハウジング３を介して保持した状態とする。また、ハウジング３において、ハウジング３と軸受２との固着部分（ハウジング３の小径部３１）の半径方向外側に位置する部分を第１の固定用冶具５１で保持した状態とする。
【００３２】
次に、サイジングバー５３をガイド部材５４の貫通穴５４１に通した状態で、ガイド部材５４の上端部分を第１の固定用冶具５１の貫通穴５１２内に挿入し、ガイド部材５４の上端面を軸受２の下端面に当接させる。
【００３３】
次に、サイジングバー５３を軸線周りに回転させながら、サイジングバー５３を軸線方向Ｌに往復移動させ、サイジングバー５３の外周面によって、軸穴２０の内周面の表面状態の改善や軸穴２０の寸法の矯正などを目的としたサイジングを行なう。ここで、サイジングについては、サイジングバー５３を軸線周りに回転させたが、サイジングバー５３を回転させずに往復移動させる方法や、サイジングバー５３を軸線周りに回転させながら往復移動させる方法を採用してもよい。
【００３４】
かかるサイジング工程を終了した後は、図３（ｄ）に示すように、第２の固定用冶具５２を上方に移動させるとともに、ガイド部材５４を上方に移動させ、軸受装置１を第１の固定用冶具５１の凹部５１１から押し出し、軸受装置１を回収する。
【００３５】
このようにして軸受装置１にサイジング工程を行なった後、軸受２に潤滑油を含浸すると、軸受装置１が完成する。
【００３６】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の軸受装置１において、軸受２は、銅被覆鉄粉の焼結体からなり、鉄系金属で形成されているので、焼結含油軸受２として用いた場合でも、耐磨耗性能などが良好である。また、軸受２は、鉄系金属で形成されているが、鉄系金属のうちでも、銅被覆鉄粉の焼結体からなる。このため、軸受２では、鉄粉の表面の多くが銅で被覆された状態にあるので、錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材４を用いた拡散接合により、軸受２とハウジング３とを固定することができ、かかる固定方法によれば、軸受２とハウジング３とを強い強度をもって固定することができる。従って、軸受２をハウジング３に固定した状態でサイジング工程を行なうことができるなどの利点がある。さらに、焼結体である軸受２を拡散接合するため、接合材が焼結体の空孔に入り込んでアンカー効果を発揮するので、接合強度が高いという利点もある。
【００３７】
また、本形態では、軸受２の外周面２１のうち、軸線方向Ｌの一部のみが軸受保持穴３０の内周面３５と固着されている。また、ハウジング３の軸受保持穴３０の内周面３５のうち、軸線方向Ｌの一部のみが軸受２の外周面２１に固着されている。このため、軸受２とハウジング３との固着部分の軸線方向Ｌの長さ寸法が短いが、本形態の軸受装置１では、軸受２とハウジング３とが錫、錫合金、銀、あるいは銀合金からなる接合材４を用いた拡散接合により固定されているので、軸受２とハウジング３とを強い強度をもって固定することができる。
【００３８】
また、本形態では、軸受２をハウジング３に固定した状態でサイジング工程を行なうので、軸受２をハウジング３に組み込む前に軸受２をサイジングする必要がない。また、軸受２をハウジング３に固定した状態でサイジング工程を行なうので、例えば、軸受２をハウジング３に組み込む際に軸受２の内周面に変形が発生した場合や、軸受２をハウジング３に固定した状態で軸芯が傾いている場合でも、かかる不具合を完全に解消することができる。さらに、本形態では、ハウジング３の軸受保持穴３０内に軸受２を軽圧入により組み込むので、必要最小限のサイジングで済む。それ故、内径寸法、真円度および円筒度の精度が高い軸受２を効率よく製造することができる。
【００３９】
しかも、本形態では、軸受２において、軸穴２０に対してサイジングを施す部分の半径方向外側が第１の固定用冶具５１および第２の固定用冶具５２によって直接、あるいはハウジング３を介して保持されているため、サイジングの際の軸受２の変形や損傷を防止できる。また、ハウジング３に軸受２を組み込んだ際、ハウジング３によって軸受２が内側に押圧されて軸穴２０が変形した場合には、ハウジング３と軸受２との固着部分（ハウジング３の小径部３１）の半径方向内側に位置する部分が大きくサイジングされるが、その場合でも、本形態では、ハウジング３において、ハウジング３と軸受２との固着部分（ハウジング３の小径部３１）の半径方向外側に位置する部分が第１の固定用冶具５１で保持されているので、サイジングの際の軸受２の変形や損傷を防止できる。特に本形態では、軸受保持穴３０のうち、軸線方向Ｌの一部（小径部３１の内周面）のみが軸受２の外周面２１と固着され、軸受２は、軸線方向Ｌの一部のみがハウジング３の軸受保持穴３０に挿入されているため、サイジングの際、軸受２に局部的に力が加わるが、本形態によれば、軸受２およびハウジング３が第１の固定用冶具５１および第２の固定用冶具５２によって保持されているので、サイジングの際の軸受２の変形や損傷を確実に防止することができる。
【００４０】
さらに、焼結体によって軸受２を形成する際、銅被覆鉄粉の配合量を７０重量％から９８重量％と比較的高くしたため、鉄が程度に配合されているので、十分な耐磨耗性を備えている。また、７０重量％から９８重量％という高い配合比で銅被覆鉄粉を用いると、表面に銅を効率よく露出させることができ、その分、軸穴２０の内周面における鉄の露出割合を面積比で２０％以下、さらには１０％以下とすることができる。このため、軸穴２０の内周面が軟らかいので、サイジング工程での研削加工と押し潰し加工とによる矯正を容易に行なうことができるとともに、サイジングの際、傷が発生しにくい。従って、軸受装置１の組み立て工程において、ハウジング３に軸受２を組み込んだ際、例えば、ハウジング３の内径精度が低いことが原因で、軸受２の内径寸法が変化した場合でも、サイジング工程において軸穴２０の内周面に十分な量の矯正を行なうことができ、軸穴２０の内径寸法に十分な精度を得ることができる。さらに、７０重量％から９８重量％という高い配合比で銅被覆鉄粉を用いると、銅を効率よく露出させる場合でも、銅層の被覆率が２８重量％から４２重量％の銅被覆鉄粉でよい。このような被覆率が低い銅被覆鉄粉は、被覆率が高い銅被覆鉄粉と比較して安価であるので、軸受２を製造する際の材料コストを低減することができる。さらにまた、銅被覆鉄粉を用いたため、銅を効率よく露出させる場合でも、銅自身の配合量が少なくてよい。それ故、膨張率については、回転軸１０に多用されるマルテンサイト系ステンレス材と熱膨張率を同等にすることができ、使用温度が変化した場合でも、安定した軸受特性を発揮する。
【００４１】
［実施の形態２］
図４は、本形態の軸受装置１の製造工程のうち、冷却工程までを示す説明図である。なお、本形態は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、全体構成の説明には図１を参照するとともに、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
【００４２】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の軸受装置１も、実施の形態１と同様、焼結含油タイプのラジアル軸受装置であって、軸線方向Ｌに貫通する軸穴２０が形成された円筒状の軸受２と、この軸受２が挿入された軸受保持穴３０を備えた円筒状のハウジング３とを有しており、軸受２の外周面２１と軸受保持穴３０の内周面３５とが固着されている。ハウジング３はＳＵＳなども含む鉄系金属からなり、プレス加工品からなる。ハウジング３と軸受２とは、軸受２の外周面２１と軸受保持穴３０との間での銀からなる接合材４を用いた拡散接合により固着されている。
【００４３】
ハウジング３は、軸受保持穴３０のうち、小径部３１の内周面３５のみが軸受２の外周面２１と固着されている。軸受２は、銅被覆鉄粉の圧粉成形体２９を焼結してなる焼結体からなる。軸受２は、外周面２１のうち、軸線方向Ｌの一部のみが軸受保持穴３０の内周面３５に接する状態で内周面３５と固着されている。また、軸穴２０の内周面のうち、少なくとも、ハウジング３と軸受２との固着部分に対して半径方向内側に位置する部分にはサイジングが施されている。また、軸受２には油が含浸されており、軸受２は焼結含油軸受として構成されている。
【００４４】
以下、図４を参照して、本形態の軸受装置１の製造方法を説明しながら、本形態の軸受装置１の構成を詳述する。
【００４５】
本形態の軸受装置１を製造するには、まず、図４（ａ）に示すように、銅被覆鉄粉を金型内で成形して圧粉成形体２９（焼結前の軸受２）を得る。
【００４６】
一方、図４（ｂ）に示すように、鉄系金属に対するプレス加工により、円筒状のハウジング３を得た後、図４（ｃ）に示すように、接合材層形成工程において、ハウジング３の軸受保持穴３０の内周面３５に、錫、錫合金、銀、銀合金のうち、最も融点の高い銀によって接合材４の層を形成する。本形態では、接合材４の層はめっきにより形成されているため、ハウジング３０の内周面３５および外周面の全てに接合材４の層が形成される。
【００４７】
次に、図４（ｄ）に示すように、軸受組み込み工程において、ハウジング３の軸受保持穴３０内に軸受２を軽圧入により組み込む。
【００４８】
次に、図４（ｅ）に示すように、加熱工程において、軸受２およびハウジング３を構成する材料が溶融する温度以下の温度であって、接合材４が溶融する温度以上の温度にまで、接合材４、軸受２およびハウジング３を加熱して接合材４の液相拡散接合により、軸受２の外周面２１と、軸受保持穴３０の小径部３１の内周面３５とを固着する。その際、加熱条件をアンモニア分解ガス雰囲気中で７５０〜８５０℃の温度に設定し、圧粉成形体２９を焼結することにより、焼結体からなる軸受２を形成する。
【００４９】
しかる後には、実施の形態１と同様、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明したサイジング工程を行なう。本形態において、サイジング工程は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００５０】
以上説明したように、本形態の軸受装置１も、実施の形態１と同様、軸受２は、銅被覆鉄粉の焼結体からなり、鉄系金属で形成されているので、焼結含油軸受として用いた場合でも、耐磨耗性能などが良好である。また、軸受２は、鉄系金属で形成されているが、鉄系金属のうちでも、銅被覆鉄粉の焼結体からなる。このため、軸受２では、鉄粉の表面の多くが銅で被覆された状態にあるので、銀を用いた拡散接合により、軸受２とハウジング３とを固定することができ、かかる固定方法によれば、軸受２とハウジング３とを強い強度をもって固定することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００５１】
また、本形態では、接合材４として銀を用い、軸受２およびハウジング３を加熱して接合材４の液相拡散接合により、軸受２の外周面２１と、軸受保持穴３０の小径部３１の内周面３５とを固着する加熱工程を行なうにあたって、接合材４として銀を用い、加熱温度を高めに設定する。このため、圧粉成形体２９の焼結を同時に行ない、焼結体からなる軸受２を得ることができる。それ故、製造工程数を減らすことができるので、生産性を向上することができる。
【００５２】
［その他の実施の形態］
上記形態では、軸受２の外周面２１のうち、軸線方向の一部のみがハウジング３の内周面３５に固着されていたが、軸受２の外周面２１の全体がハウジング３の内周面に固着されている軸受装置に本発明を適用してもよい。
【００５３】
上記形態では、軸受保持穴３０の内周面３５のうち、軸線方向の一部のみが軸受２の外周面２１に固着されていたが、軸受保持穴３０の内周面３５の全体が軸受２の外周面に固着されている軸受装置に本発明を適用してもよい。
【００５４】
上記形態では、軸受２の軸穴２０が貫通穴であったが、軸穴２０が有底であって、ラジアル軸受およびスラスト軸受の双方を兼ねている軸受装置に本発明を適用してもよい。
【００５５】
また、上記形態では、軸受装置１が回転軸１０を支持する構成であったが、固定軸に軸受装置１が回転可能に支持されている場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る軸受装置の断面図、およびこの軸受装置によって回転軸を支持している状態の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る軸受装置の製造工程のうち、冷却工程までを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る軸受装置の製造工程のうち、サイジング工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る軸受装置の製造工程のうち、冷却工程までを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・軸受装置
２・・軸受
３・・ハウジング
４・・接合材
２０・・軸穴
２９・・圧粉成形体
３０・・軸受保持穴
５０・・サイジング装置
５１・・第１の固定用冶具
５２・・第２の固定用冶具
５３・・サイジングバー
５４・・ガイド部材
【図１】
2009041717.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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