JPH0223252B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半円筒形摺動軸受の製造方法に関し、
特に製造工程数を減らして高速加工化、大量生産
化、所望素材選択の自由度の増大化、品質の安定
化、製作価格の低減化を達成できる半円筒形摺動
軸受の製造方法に係るものである。本発明の製造
方法で作成した半円筒形摺動軸受はそのまゝ実用
に供することもできるが、更に一側又は両側に鍔
を形成して片側又は両側鍔付半円筒形摺動軸受と
することもできる。

以下、第１図乃至第１０図を参照して、従来の
半円筒形摺動軸受の製法を説明する。第１図乃至
第８図は遠心鋳造方式と称せられる製法を説明す
る図であり、第９図、第１０図はベンデイング・
フオーミング方法と称せられる製法を説明する図
である。

(1) 遠心鋳造方式と称せられる従来法は、第１図
の斜視図で示したような両側鍔付円筒体１００
を鋼塊から鍛造によつて作成する。第２図はこ
の円筒体１００を一部断面で示した正面図であ
る。第１図、第２図においては、説明の便宜上
両側に鍔付のものを鍛造することにしたが、こ
れは片側に鍔付のものもあり、全然鍔を有しな
いものもあり、それは軸受の使用目的にとつて
任意に採択されるところである。鍛造工程の後
に、鍛造によつて円筒体１００の内外全表面に
亘つて形成されてしまつた酸化被膜（黒皮）を
切削又は研摩などによつて除去して第３図で示
したごとき円筒体１０１に成形する。

次に、第４図に示すように円筒体１０１の側
面に、軸受合金溶湯注入孔１０３を有する鉄板
又は鋼板１０２を溶接などの手段によつて取付
固定する。その後、第５図で示すように、鉄板
又は鋼板１０２の注入孔１０３からホワイトメ
タル（バビツトメタル）軸受合金または高融点
合金のケルメツトなどの銅基軸受合金の溶湯を
注入し、遠心鋳造によつて円筒体１０１の内面
に軸受合金層１０４を被着形成させる。軸受合
金としては、上記したホワイトメタル、銅基合
金にほヾ限られるのであつて、アルミ基合金は
使用し得ない。その理由は、鋳造中に鉄−アル
ミニウムの脆い化合物が生成されてしまい、軸
受合金層が剥離されやすく、実用に供し得ない
ものとなるからである。

さて、鋳造後、第６図に示されているように
鉄板又は鋼板１０２を取り外し、円筒体１０１
の内面に遠心鋳造された軸受合金層１０４を所
定の肉厚に切削加工して、削除された合金を回
収し、然る後に、円筒体１０１の鍔間、幅、外
径及び鍔外径等を機械加工して所定の寸法に旋
削する。

次に、第７図に示されているように、円筒体
１０１を半割りして鍔付半円筒体１０５，１０
５とし、更に、第８図に示されているように半
割面を所定寸法に平滑面に機械加工して鍔付半
円筒形摺動軸受１０６，１０６′を得るのであ
る。以上の説明は遠心鋳造方式の骨子を述べた
ものだが、現実の工程は更に複雑なものであつ
て、製品に到るまで実に31工程もの多くの工程
を経過しなければならず、高速加工、量産、品
質安定、軸受合金の選択の自由度、製品価格い
ずれをとつても多くの問題を含む製造方法であ
つた。

(2) ベンデイング・フオーミング方式と称せられ
る従来法は、第９図に示されているように、ま
ず、平らな軸受素材（単体の軸受部材又は裏金
と、裏金上の軸受層とでなる複合軸受材料等）
１１０をポンチ１０８とダイ１０７を用いてベ
ンデイングする。次に、第１０図に示したよう
に、ベンデイングされた素材１１０′切口面１
１１にフオーミングブロツク１１２と両切口面
１１１，１１１付近間にセグメント１１３を挿
入して、素材１１０′を破線で示したものから
実線で示したものへ、切口面１１１，１１１を
フオーミングブロツク１１２で押圧するととも
にセグメント１１３で素材１１０′の内周面を
ダイ１０７に押圧しながら成形し、所定形状、
所定寸法の半円筒形摺動軸受を得るのである。
かような工程を骨子として成るベンデイング・
フオーミング方式は、第９図で示したように
R₁がポンチ１０８の半径R₂より小さくなると
いう現象が生じ、素材１１０の中心部に無理な
曲げが生じ、且つ１０９で示したようにダイ１
０７の端縁と素材１１０とが接触して素材１１
０に接触きずが生ずるのである。素材１１０の
中心部にもたらされた無理な曲げのために、第
１０図の１１４で示すように、フオーミング工
程において、亀裂が生ずる惧れがある。また、
１１５で示したように、ベンデイング工程にお
いて素材の外面の成形が不完全になされている
ために、ここに合金偏肉がでる具れがある。更
に、切口面付近が第１０図の実線で示したごと
く偏肉大となる惧れがある。上述したような問
題は、実験によつて確認すると、軸受素材の肉
厚Ｔと造られる軸受の外径Ｄとの関係がＴ／Ｄ＜ 0.07の範囲にあるものについては、さほど大き
な欠点として顕出しないが、Ｔ／Ｄ≧0.07の範囲 になると、この欠点は極めて顕著になつてくる
ことが判明する。従つて、ベンデイング・フオ
ーミング方式はＴ／Ｄ≧0.07においては、満足し 得る製品を提供できないという問題があつたの
である。

なお、第１０図において、セグメント１１３
はフオーミングブロツク１１２に図示しないボ
ルトによつて下から締付けられたものである
が、両者は一体構造であつても良いし、又接着
剤などで連結されたものであつてもかまわな
い。

本発明は、従来の遠心鋳造方式の上述した多く
の問題を解決し、工程をわずかにして安易に半円
筒形摺動軸受を作る方法を提供するものであり、
他方、従来のベンデイング・フオーミング方式に
おける欠点を克服し、特にＴ／Ｄ≧0.07の範囲にお ける軸受においても、従来法によつて生じてしま
うごとき、切口面の偏肉、外面における偏肉、内
面中央部における亀裂といつた問題を除去し得る
ようにした半円筒形摺動軸受を作る方法を提供す
るものである。

Ｔ／Ｄ≧0.07にある軸受素材を「超厚肉」、0.07＞ Ｔ／Ｄ≧0.04にある軸受素材を「中肉」、0.04＞Ｔ／Ｄ ≧0.015にある軸受素材を「薄肉」のものと一応
指称することによれば、本発明の利点は特に「超
厚肉」のものにおいて著しいが、本発明はこれに
限るものではなく、中肉、薄肉のものにも適用さ
れて良好な効果をもたらすものである。

本発明の特徴を概説するならば、本発明は、一
対のローラ上面と上下移動可能なダイクツシヨン
上面に平板でなる軸受素材（単体又は複合体のい
ずれで成るものでもよい）を載置し、該素材の上
面に上下移動可能なポンチを当て、該ポンチで前
記素材を押圧しながら、他方前記ダイクツシヨン
で該素材を支持しながら下方に移動せしめること
により、該一対のローラ間を通過させ、これによ
り、該ポンチの外周面に沿つて前記素材をほヾ半
円筒形に曲げ成形する工程を必須の工程として含
み、次に、従来のベンデイング・フオーミング方
式と同様に、ベンデイング及びフオーミングする
製法である。本発明によつて、鍔付半円筒形摺動
軸受を形成することも、鍔無し半円筒形摺動軸受
を形成することも所望により自在である。

以下、第１１図〜第１９図を参照して、本発明
の実施例について説明する。第１１図〜第１５図
は本発明に従つて鍔のない半円筒形摺動軸受を製
造する工程を説明するものであり、第１６図は得
られた製品の斜視図、第１７図は製品の断面図で
ある。第１８図、第１９図は第１６図に示された
製品より両側に鍔を加工した鍔付半円筒形摺動軸
受の側面図、底面図である。

さて、まず、第１１図〜第１５図を参照して本
発明により鍔の無い円筒形摺動軸受を製造する場
合の実施例について説明する。鋼板（S10C）上
にライニング（焼結後、圧延）された銅基軸受合
金（KJ3）からなる合金層の厚さ0.75mm、総肉厚
14.95mmの複合板１を一対のローラ２，２とダイ
クツシヨン３の上に第１１図に示すごとく載置
し、ポンチ４をダイクツシヨン３に対して複合板
１の反対側表面に当接させる。次に、第１２図に
示すようにポンチ４を下降させるとともにダイク
ツシヨン３も下降させて、その間隙が180mmで配
置された一対のローラ２，２間に複合板１を押圧
しながら、複合板１を曲げ加工（第１次ベンデイ
ング）させる。このようにして、所定の距離まで
ポンチ４とダイクツシヨン３とを下降させて、
ほヾ厚肉円筒状複合部材１′に曲げ加工された状
態が第１３図に示されている。このようにして得
られた厚肉半円筒状複合部材１′はポンチ４及び
ローラ２，２間から取り外されると、鋼板の弾性
によつて、その外径はローラ２，２間の間隙180
mmよりも若干ひろがる。

次に、この複合部材１′を所定寸法を有する円
弧形状のポンチ５と半円形状の凹部６を有するダ
イ７（内径180mm）間でなじむまで、即ち前述し
た鋼板の曲げ応力が除去されるまで、押圧して
（第２次ベンデイング）第１４図に示したような
半円筒形複合部材１１′を得る。その後、第１５
図に示すようにダイ７とセグメント９付きフオー
ミングブロツク１０を用いて、第１０図で前に説
明したのと同様に、半円筒形複合部材１１′の切
口面を押圧成形し、半円筒形摺動軸受１１を得
る。得られた軸受１１は第１６図、第１７図に示
されているように、外側に銅裏金属１３を有し、
内側に軸受合金層１２を有するものであつて、外
径180mmの正確な形状寸法を持つものである。そ
して、軸受合金層１２には亀裂、偏肉など、また
裏金には接触傷、偏肉など何らの欠陥は認められ
ない、品質良好な半円筒形摺動軸受を得ることが
できる。

上述した実施例においては、鋼板と鋼板上に被
着された銅基軸受合金層とを有する複合板を用い
ることを前提として説明してきたが、裏金層は鋼
に限ることなく鉄その他のものが任意に採用し
得、また、軸受合金層としても、銅基合金層に限
られることなく、アルミニウム基合金層など任意
のものが所望により採用し得る。更にまた、裏金
層付のものに限定されることもなく、単体の軸受
素材を用いることもできることは勿論である。加
えて更に、複合板としても上記実施例に示したも
ののように軸受合金層が一層であるものに限るこ
となく、これが多層で成る所謂多層摺動軸受にお
いても本発明方法が上述したところと同様に適用
されて品質良好な製品をもたらし得ることは言う
までもない。

次に、両側に鍔がついた半円筒形摺動軸受を作
る本発明の実施例につき、第１８図、第１９図を
参照して説明する。鍔がない半円筒形摺動軸受を
作るまでの方法は第１１図〜第１５図で説明した
ところと同じであるから繰返さない。かようにし
て得られた鍔なし半円筒形摺動軸受１１に、ま
ず、高さ中仕上げ工程、肉厚中仕上げ工程及び幅
仕上げ工程を施す。次に第１８図、第１９図に示
すように、鋼裏金層１３の外周面を両端部１５を
残して内側に向け切削して（１４で示すように）、
該両端部１５のところを両鍔に形成することによ
り両側鍔付（鍔間隔寸法84mm）半円形摺動軸受１
１″を得ることができる。かようにして得られた
軸受１１″には所望により、外周溝加工、止り溝、
通し溝、油溜加工、或いは、軸受合金層１２上に
S_o10％、P_b残部でなる組成を有する表面層（オ
ーバーレイ）を0.02〜0.03mm被覆する、といつた
ような工程を目的に応じて適用し得ることは勿論
である。

以上の実施例において、軸受素材の肉厚Ｔと得
られる軸受の外径Ｄとの比Ｔ／Ｄは0.111であつた が、かような厚肉のものにおいても、本発明によ
るときには何ら欠陥のない良好な品質を有する製
品を得ることができた。他方、本発明者は同じ厚
肉素材（Ｔ／Ｄ＝0.111）を用いて従来のベンデイン グ・フオーミング方式を用いて軸受を製作して本
発明によつて作られたものと対比してみたが、従
来のベンデイング・フオーミング方式によつたも
のは、軸受合金層に亀裂、偏肉、裏金に接触傷、
偏肉が顕著に認められ、また切口面付近における
偏肉も極めて大であつた。

本発明は上記したごとき構成により、下記の通
りの作用効果を奏する。

(a) 従来の遠心鋳造方式に比して、工程数を激減
することができ、高速加工化、量産化、コスト
低減化を達成できる。更に、遠心鋳造方式によ
つたのでは、アルミニウム軸受合金層を備える
ことが冶金学上の理由で困難であるのに対し、
本発明は所望の軸受合金層を有する素材から出
発すればよいのであるから、あらゆる軸受用途
に適用し得る製品を得ることができる。

(b) 従来のベンデイング・フオーミング方式によ
つたのでは、特にＴ／Ｄ≧0.07の素材に対して、 軸受合金層の亀裂、偏肉、裏金の接触傷、偏肉
が顕著に生じてしまうが、本発明によれば、そ
のような厚肉の素材であつても、高品質で安定
した製品を得ることができる。

以上説明したように、本発明は従来技術の欠点
を克服し、高品質の半円筒形摺動軸受を安易に得
られる方法を提供するものであつて、産業上極め
て有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は従来の遠心鋳造方式による
厚肉鍔付半円筒形摺動軸受の製法を説明するため
の図であり、第１図は両側鍔付円筒体の斜視図、
第２図は第１図の円筒体を一部断面で示した正面
図、第３図は黒皮を切削除去した円筒体を一部断
面で示した正面図、第４図は鉄板又は鋼板で成る
側板を円筒体の両側に溶接した状態を示す一部断
面で示した正面図、第５図は側板の孔より溶湯を
流し込んで軸受合金層を備えた状態を示す一部断
面で示した正面図、第６図は側板を除去し軸受合
金層を所定の肉厚に切削加工した状態を示す一部
断面で示した正面図、第７図は円筒体を半割した
状態を示す斜視図、第８図は半割面を所定寸法に
平滑面に機械加工して製品とした状態を示す斜視
図、第９図及び第１０図は従来のベンデイング・
フオーミング方式を説明するための図であり、第
９図はダイとポンチ間において素材が半円筒状に
曲げられつつある状態を示す説明図、第１０図は
ダイとセグメント付きフオーミングブロツクによ
つて素材が半円形摺動軸受に加工される状態を示
す説明図、第１１図乃至第１９図は本発明の実施
例を説明するものであつて、第１１図から第１３
図は１次ベンデイング工程を、第１４図は２次ベ
ンデイング工程を、第１５図はフオーミング工程
をそれぞれ説明する図、第１６図は本発明の方法
によつて作られた鍔なしの半円筒形摺動軸受の斜
視図、第１７図は第１６図の軸受を断面で示す
図、第１８図は鍔を備えるために鋼裏金層が切削
された状態の軸受の側面図、第１９図は第１８図
で示した軸受の底面図である。 １……複合板、２……ローラ、３……ダイクツ
シヨン、４，５……ポンチ、６……凹部、７……
ダイ、９……セグメント、１０……フオーミング
ブロツク、１１，１１′……半円筒形摺動軸受、
１２……軸受合金層、１３……鋼裏金、１４……
切欠部、１５……端部（鍔部）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定間隔で備えられた一対のローラと該一対
   のローラの軸を含む平面に対して垂直方向に往復
   移動可能なダイクツシヨン上面に平板状の軸受素
   材を載置し、該素材の該ダイクツシヨン上面に接
   する側と反対側の表面にポンチを当接させ、該ポ
   ンチで該素材を該垂直方向に押圧するとともに前
   記ダイクツシヨンで該素材を支持しながら該ダイ
   クツシヨンを該垂直方向に移動させて、前記素材
   を該ポンチの外周面に沿わせてほぼ半円筒状に曲
   げる１次ベンデイング工程と； 該１次ベンデイング工程を終つて取り出されて
   ほぼ半円筒状にされた素材をポンチとダイ間で押
   圧保持して該素材の弾性によつて生じた変形を修
   正成形して半円筒形部材として形成する２次ベン
   デイング工程と； 前記半円筒形部材をダイへ載置し、セグメント
   及びフオーミングブロツクを用いて前記セグメン
   トによつて前記半円筒形部材の半径方向内方への
   変形を防止しながら該半円筒形部材の切口面とそ
   の付近を前記フオーミングブロツクにより該ダイ
   に押圧し所定形状及び所定寸法の半円筒形摺動軸
   受に成形するフオーミング工程と； を有する半円筒形摺動軸受の製造方法。 ２ 所定間隔で備えられた一対のローラと該一対
   のローラの軸を含む平面に対して垂直方向に往復
   移動可能なダイクツシヨン上面に平板状の軸受素
   材を載置し、該素材の該ダイクツシヨン上面に接
   する側と反対側の表面にポンチを当接させ、該ポ
   ンチで該素材を該垂直方向に押圧するとともに前
   記ダイクツシヨンで該素材を支持しながら該ダイ
   クツシヨンを該垂直方向に移動させて、前記素材
   を該ポンチの外周面に沿わせてほぼ半円筒状に曲
   げる１次ベンデイング工程と； 該１次ベンデイング工程を終つて取り出されて
   ほぼ半円筒状にされた素材をポンチとダイ間で押
   圧保持して該素材の弾性によつて生じた変形を修
   正成形して半円筒形部材として形成する２次ベン
   デイング工程と； 前記半円筒形部材をダイへ載置し、セグメント
   及びフオーミングブロツクを用いて前記セグメン
   トによつて前記半円筒形部材の半径方向内方への
   変形を防止しながら該半円筒形部材の切口面とそ
   の付近を前記フオーミングブロツクにより該ダイ
   に押圧し所定形状及び所定寸法の半円筒形摺動軸
   受に成形するフオーミング工程と； 前記軸受の高さ、肉厚および幅を所望寸法に機
   械加工する工程と を有する半円筒形摺動軸受の製造方法。 ３ 所定間隔で備えられた一対のローラと該一対
   のローラの軸を含む平面に対して垂直方向に往復
   移動可能なダイクツシヨン上面に平板状の軸受素
   材を載置し、該素材の該ダイクツシヨン上面に接
   する側と反対側の表面にポンチを当接させ、該ポ
   ンチで該素材を該垂直方向に押圧するとともに前
   記ダイクツシヨンで該素材を支持しながら該ダイ
   クツシヨンを該垂直方向に移動させて、前記素材
   を該ポンチの外周面に沿わせてほぼ半円筒状に曲
   げる１次ベンデイング工程と； 該１次ベンデイング工程を終つて取り出されて
   ほぼ半円筒状にされた素材をポンチとダイ間で押
   圧保持して該素材の弾性によつて生じた変形を修
   正成形して半円筒形部材として形成する２次ベン
   デイング工程と； 前記半円筒形部材をダイへ載置し、セグメント
   及びフオーミングブロツクを用いて前記セグメン
   トによつて前記半円筒形部材の半径方向内方への
   変形を防止しながら該半円筒形部材の切口面とそ
   の付近を前記フオーミングブロツクにより該ダイ
   に押圧し所定形状及び所定寸法の半円筒形摺動軸
   受に成形するフオーミング工程と； 前記軸受の外周面を内周面方向に向かつて両端
   部又は一方端部を残して切削加工して両端鍔又は
   片側鍔を形成する工程と を有する半円筒形摺動軸受の製造方法。 ４ 所定間隔で備えられた一対のローラと該一対
   のローラの軸を含む平面に対して垂直方向に往復
   移動可能なダイクツシヨン上面に平板状の軸受素
   材を載置し、該素材の該ダイクツシヨン上面に接
   する側と反対側の表面にポンチを当接させ、該ポ
   ンチで該素材を該垂直方向に押圧するとともに前
   記ダイクツシヨンで該素材を支持しながら該ダイ
   クツシヨンを該垂直方向に移動させて、前記素材
   を該ポンチの外周面に沿わせてほぼ半円筒状に曲
   げる１次ベンデイング工程と； 該１次ベンデイング工程を終つて取り出されて
   ほぼ半円筒状にされた素材をポンチとダイ間で押
   圧保持して該素材の弾性によつて生じた変形を修
   正成形して半円筒形部材として形成する２次ベン
   デイング工程と； 前記半円筒形部材をダイへ隔置し、セグメント
   及びフオーミングブロツクを用いて前記セグメン
   トによつて前記半円筒形部材の半径方向内方への
   変形を防止しながら該半円筒形部材の切口面とそ
   の付近を前記フオーミングブロツクにより該ダイ
   に押圧し所定形状及び所定寸法の半円筒形摺動軸
   受に成形するフオーミング工程と； 前記軸受の高さ、肉厚および幅を所望寸法に機
   械加工する工程と； 前記軸受の外周面を内周面方向に向かつて両端
   部又は一方端部を残して切削加工して両側鍔又は
   片側鍔を形成する工程と を有する半円筒形摺動軸受の製造方法。