(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結体からなる円筒状の軸受の軸孔にコアロッドを圧入して該軸孔の内周面をサイジングする方法であって、
前記コアロッドは前記軸孔の内径よりも大径の内周面形成部を有し、コアロッドを軸方向に振動させながら内周面形成部を軸孔に圧入することを特徴とする焼結軸受の軸孔のサイジング方法。
【請求項２】
前記コアロッドの圧入方向先端部に、前記内周面形成部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結軸受の軸孔のサイジング方法。
【請求項３】
前記内周面形成部に、軸方向に延びる凸条が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の焼結軸受の軸孔のサイジング方法。
【請求項４】
前記内周面形成部に前記凸条が３つ形成されており、該内周面形成部によってサイジングされた軸孔の横断面が、凸条が刻印されることにより形成される３つの溝で分断された３つの円弧面を有することを特徴とする請求項３に記載の焼結軸受の軸孔のサイジング方法。
【請求項５】
前記コアロッドの振動数が、５０Ｈｚ〜高周波領域の範囲から選択されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の焼結軸受の軸孔のサイジング方法。
【請求項６】
軸孔をサイジングする前記焼結軸受は、ハウジングに圧入されたサイジング体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の焼結軸受の軸孔のサイジング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状の焼結軸受の軸孔にコアロッドを圧入して該軸孔の内周面をサイジングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼結体からなる軸受の内周面をサイジングするには、従来、軸孔にコアロッドを挿入した状態で、軸受をダイ孔内において上下のパンチで軸方向に圧縮し、軸孔の内周面をコアロッドの外周面に密着させる方法が採られていた。サイジング後は、ダイ孔から軸受を排出し、次いでコアロッドを軸孔から抜き出すことにより、軸受を離型している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
軸孔の内周面をサイジングするにあたっては、例えば、その内周面に軸方向に延びる油溝を形成したり、軸孔の横断面が３つの溝で分断された３つの円弧面を有するように造形したりすることが行われる。その場合には、目的とする内周面を形成し得る凸条を有するコアロッドを用いるが、そのようなコアロッドは、サイジング後に軸孔から抜き出し可能とするため、横断面の形状ならびに寸法が均一でなければならない、ところが、細いコアロッドや凸条がきわめて低い場合には、コアロッドの製作が難しかった。
【０００４】
また、サイジング前の軸受（軸受素材）の有効多孔率を維持したままで内周面のみを緻密化した軸受を得るには、サイジングを数回繰り返したり、サイジング中にコアロッドを軸回りに回転させる手法があるが、効率的ではないといった不満がある。さらに、軸受をハウジング内に圧入した後に内周面をサイジングしたい場合があるが、特に油溝を形成するコアロッドを軸孔に圧入すると、摩擦抵抗が大きいことから、軸受がハウジング内で移動したりハウジングから抜けるという不都合が生じる場合があった。
【０００５】
したがって本発明は、内周面の緻密化が効率よくなされるとともに、低荷重によるサイジングを可能とし、さらに、用いるコアロッドが細かったり低い凸条を有するものであっても製作が容易となる焼結軸受の軸孔のサイジング方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、焼結体からなる円筒状の軸受の軸孔にコアロッドを圧入して該軸孔の内周面をサイジングする方法であって、コアロッドは軸孔の内径よりも大径の内周面形成部を有し、このコアロッドを軸方向に振動させながら内周面形成部を軸孔に圧入することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、コアロッドを振動させながらワークの内周面を小刻みにサイジングしていくので、サイジング時の摩擦抵抗が少なく、かつ内周面の緻密化が効率よく行われる。
【０００８】
本発明に係るコアロッドは、軸孔の内周面をサイジングする内周面形成部がほぼ全長にわたって形成されていてもよいが、特にその内周面形成部が、軸受の全長よりも短く、コアロッドの圧入方向先端部に形成されていることを好ましい形態とする。この形態によれば、コアロッドの内周面形成部を高精度に形成することができるとともに、サイジング時の摩擦抵抗がより軽減する。
【０００９】
また、コアロッドの内周面形成部が平滑な周面であれば、サイジングされる軸受の内周面はそれに応じた平滑な円筒面に形成されるが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、内周面形成部に軸方向に延びる凸条が形成されていたり、あるいは、この凸条が３つ形成されており、内周面形成部によってサイジングされた軸孔の横断面が、凸条が刻印されることにより形成される３つの溝で分断された３つの円弧面を有するようにサイジングされることを含む。このような形状の内周面形成部は、上記のようにコアロッドの先端部に形成することにより高精度に、かつ容易に形成することができる。
【００１０】
本発明ではコアロッドを振動させながら軸受の軸孔に内周面形成部を圧入するが、その振動数は、産業上容易に得ることができる交流ソレノイドによる５０Ｈｚから高周波発信器による６０ｋＨｚ程度の中から適宜に選択される。
【００１１】
また、本発明では、軸孔をサイジングする焼結軸受は、ハウジングに圧入されたサイジング体であることを含む。コアロッドを軸方向に振動させながら軸受の軸孔に圧入して内周面をサイジングする本発明によれば、軸受の内周面にかかる圧力が軸受の外周面の変形に及ぼす程度が少なく、かつ軸方向にかかる荷重も少ないので、軸受がハウジング内で移動したりハウジングから抜けるという不都合は生じにくい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明のサイジング方法を好適に実施し得るサイジング装置を示している。図中符合１は基台テーブルであり、この基台テーブル１上には、図示せぬ駆動手段により図中左右方向に往復動させられるスライドブロック２が設けられている。スライドブロック２には複数の支柱３が立設されており、これら支柱３には、パンチプレート４と、その上方に配されたダイプレート５とが、それぞれ支柱３に沿って昇降自在に嵌め込まれている。
【００１３】
ダイプレート５の中央には、円筒状に成形された焼結軸受の素材（焼結後に何ら加工されていない焼結体、以下、ワークと称する）Ｗが装入されるダイ孔５ａが形成されている。ダイプレート５の図中左側の側部と、図中左側の支柱３におけるパンチプレート４よりも下方の適宜箇所には、バネ掛け６がそれぞれ固定されており、これらバネ掛け６に、コイルスプリングよりなる引っ張りバネ７が掛けられている。この引っ張りバネ７によりダイプレート５は常に下方に付勢されているが、支柱３に固定されたストッパ８に当接することによりそれ以上の下降は規制されている。
【００１４】
パンチプレート４は、スライドブロック２上に設けられた油圧式もしくは空圧式のアクチュエータ９が備えるラム１０によって昇降させられるもので、ラム１０の位置は図示しない制御手段によって制御されるようになっている。このパンチプレート４上の中央には、ダイ孔５ａに摺動的に嵌合し、かつ、ワークＷの内径よりも大径の内径を有する円筒状の下パンチ１１が固定されている。
【００１５】
スライドブロック２上に搭載された上記構成要素は、スライドブロック２ごと基台テーブル１上を左右に移動させられる。基台テーブル１には、スライドブロック２の移動限を定める縁部２ａ，２ｂが、それぞれ左端部と右端部とに形成されており、図１に示すようにスライドブロック２が左側の縁部２ａに当接した位置が装入／離型位置、図２に示すように右側の縁部２ｂに当接した位置がサイジング位置とされる。
【００１６】
基台テーブル１の右側の縁部２ｂには支柱１２が立設されており、この支柱１２には、パンチプレート４とダイプレート５との間に挟み込まれる厚さを有するこま部材１３が、支柱１２に沿って昇降自在に嵌め込まれている。このこま部材１３は、支柱１２に固定されたストッパ１４に当接することによりそれ以上の下降は規制されている。
【００１７】
図１に示すように、スライドブロック２が装入／離型位置にある状態でのダイプレート５の上方には、下パンチ１１と同様の上パンチ１５がダイ孔５ａと同軸的に配設されている。この上パンチ１５は図示せぬアクチュエータで昇降させられ、下降時にダイ孔５ａに嵌合してワークＷをダイ孔５ａに押し込む。また、図２に示すように、スライドブロック２がサイジング位置にある状態でのダイプレート５の上方には、コアロッド２０Ａがダイ孔５ａと同軸的に配設されている。このコアロッド２０Ａは、その上端部が振動子３０に支持されている。振動子３０は図示せぬ発信器からの信号を受けてコアロッド２０Ａを軸方向（上下方向）に振動させる。その振動数は、例えば、ソレノイドを用いた５０Ｈｚや、超音波振動による４０ｋＨｚなどが適宜に選択される。
【００１８】
コアロッド２０Ａは、図５（ａ）に示すように、先端部に、主体をなす均一径の他の部分よりも大径で、かつワークＷの全長よりも短い内周面形成部２１が形成されているものである。内周面形成部２１は実際にワークＷの内周面にサイジングを施す部分であり、その軸方向両端側には、ワークＷ内での内周面形成部２１の移動をスムーズにするためのテーパ状のガイド部２２ａ，２２ｂがそれぞれ形成されている。
【００１９】
内周面形成部２１は、図５（ｃ）に示すように、断面形状が単なる円形ではなく、ワークＷの内周面に軸方向に延びる油溝を形成するための凸条２３が、円周等分複数箇所（この場合３箇所）に形成され、これにより、回転軸（図５（ｃ）の二点鎖線で示す）が摺動する円弧面２４が３分割されている。円弧面２４の直径は、ワークＷの内径よりも大きく設定されている。そして、凸条２３と一周方向側の円弧面２４との間に、回転軸との間に隙間を形成する傾斜部２５が周方向に湾曲形成されている。
【００２０】
図５（ｂ）はコアロッドの他の形態を示しており、このコアロッド２０Ｂは、図５（ｃ）で示した横断面を有する内周面形成部２１が、先端のガイド部２２ａを除いてほぼ全長に形成されている。図５（ａ）で示したコアロッド２０Ａは、内周面形成部２１を先端部のみに形成したものであり、この形態の方が、円弧面２４や傾斜部２５を高精度に形成できるとともに、サイジング時の摩擦抵抗が少なくなるので好ましい。
【００２１】
図６（ａ），（ｂ）はさらにコアロッドの他の形態を示しており、このコアロッド２０Ｃは、先端のガイド部２２ａを除いた円柱部が、横断面が単純な円形状の内周面形成部２１とされている。図示例は内周面形成部２１がほぼ全長にわたるものであるが、この内周面形成部２１が、図５（ａ）に示したコアロッド２０Ａのように先端部のみに形成されていてもよい。
【００２２】
次に、上記サイジング装置の動作を説明する。この動作は、本発明のサイジング方法を適用したものである。
まず、図１に示すように、スライドブロック２を装入／離型位置に停止させ、下パンチ１１の上端をダイプレート５のダイ孔５ａに嵌合し、この状態から、上パンチ１５によりワークＷをダイ孔５ａに装入して押し込む。次に、上パンチ１５を上昇させてから、図２に示すようにスライドブロック２をサイジング位置に移動させる。こま部材１３はパンチプレート４とダイプレート５に挟み込まれ、かつ右側のストッパ８に当接し、この状態でコアロッド２０Ａとダイ孔５ａの同軸度が高い精度で定まる。
【００２３】
次に、コアロッド２０Ａを振動子３０により振動させ、ラム１０を上昇させてパンチプレート４、こま部材１３およびダイプレート５を一括して徐々に上昇させることにより、振動しているコアロッド２０Ａの内周面形成部２１をワークＷの軸孔Ｗ１に圧入していく。引っ張りバネ７によってダイプレート５が下方に付勢されているので、パンチプレート４、こま部材１３およびダイプレート５は一体に上昇する。内周面形成部２１が圧入されると、ワークＷの内周面は内周面形成部２１により衝撃的かつ小刻みに押圧を受けて塑性変形し、サイジングされる。図３に示すように、内周面形成部２１がワークＷの軸孔Ｗ１を貫通して内周面の全長にわたりサイジングを施し終えたら、ラム１０を下降させて図２の状態に戻す。この後、スライドブロック２を装入／離型位置に戻し、ラム１０を上昇させてワークＷをダイ孔５ａから上方へ排出して離型する。
【００２４】
上記サイジング装置によるサイジング方法によれば、コアロッド２０Ａを振動させながらワークＷの内周面を小刻みにサイジングしていくので、摩擦抵抗が少なく、かつサイジングが施されたワークＷの内周面の気孔量を容易に低減させることができる。また、コアロッド２０Ａの内周面形成部２１の摩耗が比較的少なくて済むので、サイジング時の荷重を軽減させることができる。
【００２５】
上記実施形態でのワークＷは焼結後に加工を施していない焼結体を用いたが、一度サイジングされた焼結体を用いることもできる。その場合には、寸法精度がより向上して好ましい。さらに、そのような焼結体をハウジングに圧入した状態として同様にサイジングを施すこともできる。コアロッドを振動させながらワークの軸孔Ｗ１に圧入する本方法によれば、ワークのサイジング面にかかる圧力がワークの外周面の変形に及ぼす程度が少なく、かつ軸方向にかかる荷重も少ないので、ワークがハウジング内で移動したりハウジングから抜けるという不都合は生じにくい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コアロッドを軸方向に振動させながら内周面形成部を軸受の軸孔に圧入して内周面をサイジングするので、サイジング時の摩擦抵抗が軽減されて内周面の緻密化が効率よくなされ、よって低荷重で高精度にサイジングすることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るサイジング方法を好適に実施し得るサイジング装置であって、ワークをダイに装入した状態を示す一部断面側面図である。
【図２】  同装置のサイジング直前の状態を示す一部断面側面図である。
【図３】  同装置のサイジング完了の状態を示す一部断面側面図である。
【図４】  同装置のワークの離型状態を示す一部断面側面図である。
【図５】  （ａ）は本発明の一実施形態に係るコアロッドの側面図、（ｂ）は他の形態のコアロッドの側面図、（ｃ）は内周面形成部の横断面図である。
【図６】  （ａ）はさらに他の形態のコアロッドの側面図、（ｂ）はそのコアロッドの横断面図である。
【符号の説明】
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…コアロッド
２１…内周面形成部
２３…凸条
２４…円弧面
Ｗ…ワーク（軸受）
Ｗ１…軸孔
【図１】
0003741262.tif 000002
【図２】
0003741262.tif 000003
【図３】
0003741262.tif 000004
【図４】
0003741262.tif 000005
【図５】
0003741262.tif 000006
【図６】
0003741262.tif 000007