JPH03255222A - エキセントリック軸受およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） 本発明は、自動車などの各種内燃機関において、軸を受
けてこれを支持するのに利用されるエキセントリック軸
受およびその製造方法に関するものである。 （従来の技術〕 自動車などの各種内燃機関において、軸を受けてこれを
支持するのに利用される軸受としては。 玉軸受やすベリ軸受などがあり、本発明はとくに後者の
すべり軸受（メタル軸受）に関するものである。 第４図は、この種のすべり軸受の構造を例示するもので
あって、半割メタル軸受の構造を例示している。 この半割メタル軸受２１は、半円筒形状をなす裏金材２
２の内周面側に軸受層２３を有し、輻万向の中間部分に
は円弧方向の油＃１Ｉ２４を有していると共に、油溝２
４の部分に油孔２５を有し、さらに端部に爪２６を設け
た概略構造をなすものである。 第５図は第４図のＡ−Ａ’部分を拡大して説明用に示す
ものであって、半割メタル軸受２１の基体となる裏金材
２２の内周面に軸受層２３を有し、Ｈ金材２２の外周面
は曲率中心０を中心とする半径Ｄ１の円弧形状をなすと
共に裏金材２２の内周面は同じく曲率中心０を中心とす
る半径Ｄ４の円弧形状をなしていて、中央の肉厚ｔ３と
端部の肉厚ｔ３とが等しいものとなっており、軸受層２
３の内周面は、この軸受層２３の内周面の偏心加工によ
って、前記曲率中心０から偏心した曲率中心０′を中心
とする半径Ｄ２の円弧形状をなしており、この軸受層２
３の内周面は、その中央部分が軸受面２７となっている
と共にその両側にオイルリリーフ２８を有し、さらに両
端側にクラッシュリリーフ２２を有するものとなってい
て、いわゆるエキセントリック軸受と称されるものとな
っている。 このような半円筒形状の裏金材２２の内周面側に軸受！
ｆｊ２３を有する半割軸受２１を製造するにあたっては
、第６図（ｄ）およびＭ４７図（ａ）に示すように、鋼
板よりなる裏金材２２の片面側にアルミニウム系合金、
銅系合金、鉛系合金、錫系合金等からなる軸受層２３を
冶金的手法によって積層した複層材３０が用いられる。 このような複層材３０は、軸受２１がアルミニウム系の
ものである場合には、第６図（ａ）に示すように、裏金
材２２となるコイル状の帯鋼板３２と軸受層２３となる
コイル状のアルミニウム軸受板３３とをそれぞれ引き出
して圧接ロール３４．３５に通過させることにより圧接
し、焼鈍炉３６を通過させて焼鈍することにより第６図
（ｄ）に示す複層材３０として製造される。 丈だ、軸受２１が銅系のものである場合には。 第６図（ｂ）に示すように、裏金材２２となるコイル状
の帯鋼４２の上面に、ホッパ４４内に収容した軸受Ｍ２
３となる銅合金粉末４３を散布し、この状態で焼結炉４
５内に通過させて焼結したのち圧延ロール４６．４７で
圧延することにより第６図（ｄ）に示す複層材３ｏとし
て製造される。 さらに、軸受２１がホワイトメタル軸受よりなるもので
ある場合には、第６図（Ｃ）に示すように、裏金材２２
となるコイル状の帯鋼板５２を前処理Ｂ１１１＋５４に
通過させて前処理を行ったのち。 この帯鋼板５２の上面に、溶湯容器５５内に収容した軸
受層２３となるホワイトメタル台金溶湯５３を注湯し、
カッター５６によって仕上げることにより第６図（ｄ）
に示す複層材３０として製造される。 この場合、これらの軸受層２３の複層化工程での厚さは
、製品時の軸受層２３の厚さである０、２５〜０．３０
ｍｍに比べて倍近くに設定しているのが普通である。 上記のようにして製造されたアルミニウム系。 銅系、ホワイトメタル系等の複層材３ｏを用いて第４図
および第５図に示した加き半割メタル軸受ｚ１を製造す
るに際しては、例えば、第７図に示すように、第６ｒＩ
！Ｊに示す工程により製造した複層材３０を第７図（ａ
）に示すように裏金材２２の展開形状に対応させて短冊
形状に切断して軸受素材６１としたのち、第７図（ｂ）
に示すように、前記軸受素材６１の前記軸受層２３側を
内側にして半円筒形状の成形体６２に成形し、次いで、
第７図（ｃ）に示すように、前記成形体６２の幅方向の
中間部分に油溝２４を形成すると共に油溝２４の部分に
油孔２５を形成し、端部に爪２６を形成する部位加工等
を行い、さらに、第７１！！ｆｆ（ｄ）に示すように、
曲率中心０から偏心した曲率中心０′を中心とする半径
Ｄ２０曲面となるように内周面の仕上げ加工を行うこと
によって、第４図および第５図に示したように軸受層２
３の中央部分に軸受面２７を有すると共に両側部分にオ
イルリリーフ２８を有し、さらに両端部分にクラッシュ
リリー２２２を有する半割メタル軸受２１が得られるよ
うにしていた。 そして、例えば、銅系の軸受層２３をそなえた半割メタ
ル軸受２１においては、さらに表面層として電気めっき
によるオーバーレイを施したものとすることもあった。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の半割メタル軸受２１に
おいて、裏金材２２の素材としては、例えば、ＪＩＳ　
　Ｇ　　３１４１に制定されたみがき帯鋼を使用してお
り、適用するハウジング径等によってその板厚精度は目
動車用の場合においてその多くが±０．０８〜０．１２
ｍｍとなっている。 そのため、耐荷重性および耐疲労性等の向上に適する軸
受層２３を０．２ｍｍ以下に薄層化した半割メタル軸受
２１とすることが困難であるという課題を有していた。 すなわち、従来の場合には、この種の半割メタル軸受２
１を製造しそして使用するに際しては、前記裏金材２２
の板厚精度を優先して半割メタル軸受２１の全肉厚寸法
が決められているので、前記裏金材２２に積層される軸
受層２３の厚さの下限は、裏金材２２の板厚の最大ばら
つきであるＱ、１ｍｍ程度とするのが単純にみた場合の
限界であった。 そのため、軸受層２３の厚さは裏金材２２の板厚寸法の
ばらつきの吸収と、軸受端部に設けるリリーフ部Ｃ２Ｂ
、２９＞の形状等を考慮し、そしてまたクラッシュリリ
ーフ２りを形成する場合に裏金材２２が露出することが
ないように考慮して０．２５〜０．３０ｍｍ程度の厚さ
に設定しているのが実情であった。 （発明の目的） 本発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされたも
ので、この種のメタル軸受に要求される最近の自動車の
高出力化によるメタル軸受の高速・高荷重下での長寿命
化を達成することを目的としてなされたものであって、
軸受層の厚さのばらつきがメタル軸受の耐荷重および耐
疲労寿命に大きく影響することに着目し、メタル軸受の
耐荷型、＃疲労寿命に大きく影響を与える軸受層の厚さ
を考慮して、裏金材の加工仕上げを先に行い次いでこの
成形仕上げを行った裏金材に対してめっきを施すことに
より厚さ０．２ｍｍ以下のめっき層よりなる軸受層とす
ることによって、上述した従来の課題を解決することが
できるエキセントリック軸受を提供することを目的とし
ている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） 本発明に係わるエキセントリック軸受は、円弧形状をな
す裏金材と前記裏金材の内周面に積層した軸受層との積
層構造をなし、前記裏金材の内周面は外周面の曲率中心
から偏心した曲率中心の円弧形状をなすと共に、前記裏
金材の内周面に積層された軸受層が厚さ０．２ｍｍ以下
のめつき層よりなっている構成としたことを特徴として
おり、また、本発明に係わる上記構成になるエキセント
リック軸受の製造方法は、裏金材の展開形状に対応させ
て短冊状等に切断して裏金用素材としたのち、前記裏金
用素材を円弧形状に成形し１次いで前記円弧形状の成形
体に対して油溝や油孔などの軸受部位加工を行うととも
に、前記成形体の外周面の曲率中心から偏心した曲率中
心の内周面を有する円弧形状に成形して所定肉厚のエキ
セントリック軸受用裏金材とし、前記表金材の内周面に
軸受層をめっきにより０．２ｍｍ以下ノ厚さで均一に形
成してエキセントリック軸受とする構成としたことを特
徴としており、上記のようなエキセントリック軸受およ
びその製造方法の構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。 （発明の作用） 本発明に係わるエキセントリック軸受およびその製造方
法では、上述した構成を有しているのものであるから、
裏金材の寸法精度が確実に高いものになっているため、
前記裏金材の寸法精度のばらつきによる軸受層への影響
がなくなり、軸受層の厚さをめっきによって０．２ｍｍ
以下の安定したものにすることができるようになるため
、軸受の耐荷重性および耐疲労寿命がＡＦＬ＜安定した
優れたものとなるという作用がもたらされる。 （実施例〕 第１図は本発明の実施例によるエキセントリック軸受を
示す斜面説明図であって、このエキセントリック軸受１
は、円弧形状をなす裏金材２と前記裏金材２の内周面に
積層した軸受層３との積層構造をなし、前記裏金材２の
内周面は外周面の曲率中心から偏心した曲率中心の円弧
形状をなすと共に、前記裏金材２の内周面に積層された
軸受層３が厚さ０．２ｍｍ以下のめつき層によりなって
いる構成としたものである・ この第１図に示したエキセントリック軸受１は、第２図
に示したところからも明らかなように、円弧形状をなす
裏金材２の外周面は曲率中心０を中心とする半径り、の
円弧形状をなすと共に、前記裏金材２の内周面は前記曲
率中心Ｏから偏心した曲率中心Ｏ′を中心とする半径Ｄ
３の円弧形状をなすものとなっており、裏金材２の中央
部における肉厚ｔ１と端部側における肉厚ｔ２とは異な
ったものとなっていて、端部側における肉厚ｔ２の方が
中央部における肉厚ｔ１よりも小さい形状をなしている
。そして、この裏金材２の内周面には軸受層３が均一厚
さのめつき層により形成されていて、軸受層３の内周面
は前記曲率中心０から偏心した曲率中心Ｏ′を中心とす
る半径Ｄ２の円弧形状をなすものとなっており、軸受層
３の中央部分が軸受面７となっているとともに軸受面７
の両側にオイルリリーフ８を有し、さらに両端側にクラ
ッシュリリーフ９を有していて、これらによって潤滑油
の円滑な流れとハウジングキャップのずれの吸収とが良
好になされるようになっている。 この場合、クラッシュリリーフ９は曲率中心０′を中心
とする半径Ｄ２の円弧面よりもさらに偏心させたものと
なっていて、その深さは０．０１〜０．０５ｍｍ程度と
なっている。 このようなエキセントリック軸受１を製造するに際して
は、５８３図（ａ）に示すように、例えばＪＩＳ　　Ｇ
　　３１４１に制定されたみがき帯鋼よりなる帯状をな
す板材１１を裏金材２の展開形状に対応させて短冊状に
切断して裏金用素材１２としたのち、第３図（ｂ）に示
すように、前記裏金用素材１２を円弧形状に成形して、
円弧形状の成形体１３とし、次いで第３図（Ｃ）に示す
ように、前記円弧形状の成形体１３に対して油溝４゜油
孔５．爪６などのメタル軸受各部位毎の部位加工を行う
と共に、第３図（ｃｌ）に示すように円弧形状の成形体
１３の内面仕上げを行うことによって所定肉厚のエキセ
ントリック軸受用裏金材２とする。 この場合の最終工程である肉厚仕上げ工程においては、
ブローチカッターや中ぐリカツタ−などを用いることが
でき１例えば、中ぐりカッターを用いる場合には、特公
昭４０−１７９６０号公報に記載された「半円筒軸受用
中ぐり盤」を用いることもできる。 この半円筒軸受用中ぐり盤は、縦軸をもった半円筒軸受
を与えられた方向に保持する軸受支持体と、回転軸に沿
って間隔をへだてだ場所に設けた２本のカッターをもつ
回転可能な中ぐり棒と、前記中ぐり棒を回転させるため
の手段と、前記中ぐり棒を前記半円筒軸受の縦軸に対し
て小角度の回転軸をもって取付け、且つ前記中ぐり棒を
回転させながら、前記半円筒軸受に対してその縦軸と平
行な方向に運動させるための手段とからなり、前記２木
のカッターの一方は他方のカッターよりも前記中ぐり棒
から一層延び、前記両力ツタ−は異なった中心の囲りを
異った切削半径で回転しながら前記半円筒軸受の内面を
削り取る構成をなすものであり、このような中ぐリカツ
タ−を用いることによってエキセントリック軸受用裏金
材２の内面仕上げが施される。 この裏金材２の加工仕上げ工程によって、軸受層３を除
いたすべての軸受部位が精度よく作製されることとなり
、これに続いて、前記エキセントリック軸受用裏金材２
に対し、第３図Ｃｅ）に示すように、裏金材２の内周面
に軸受層３をめっきにより均一厚さで形成して、第２図
に示すように、軸受層３の中央部分に軸受面７を有する
と共にその両側にオイルリリーフ８を有し、さらに両端
側にクラッシュリリーフ９を有するエキセントリック軸
受１とする。 前記エキセントリック軸受用裏金材２の内周面において
、軸受層３をすべてめっきにより形成するに際しては、
軸受１のすべり特性はもとより、軸とのなじみ性、異物
埋収性や耐摩耗性、耐焼付性が軸受として具備すべき条
件であることを考直する必要がある。 これらの条件は、軸受層３を単層にすると適合しにくい
場合もあり、従来の第６図に例示した冶金的な方法によ
る軸受においても、耐摩耗性や耐焼付性を有する中間層
合金を裏金材に複層化し、ざらに歓買合金を表面層とす
る方法を採用することがあり、このような方法を本発明
においても採用することが可能であって、裏金材に複層
化する中間層をめっきにより形成し、さらにその上にめ
っきにより表面層を形成する構成とすることができる。 この場合、中間層をめっきで形成するに際しては、公知
（７）　Ｃｕ　−Ｐ　ｂ合金、Ｃｕ−３ｎ合金。 Ｃｕ−Ｚｎ合金等を用いることが可能であり、表面層は
例えばＰｂを主成分としたオーバレイめっきを施すこと
でめっき層の複層化が可能であって、特開昭４７−３５
６２号公報にはめっきにより複層化した各種の電着ベア
リング材料が開示されている。 また、本発明に係わるエキセントリック軸受においては
、軸受層３が厚さ０．２ｍｍ以下のめっき層により形成
されているものであって、このめっき層を最大０．２ｍ
ｍの厚さで得ることは通常のめっきに比較すると厚い方
であるといえるので１通常のめっき方法を採用した場合
には長時間を要することも考えられる。 そこで、このようなおそれのある場合には、例えば、特
開昭５８−２５５００号公報に開示されているような電
気めっき装置、すなわち、めっき金属源を含む陽極構造
体と、前記陽極構造体に隣接して設けられためっき用キ
ャビティ内に配設されている少なくとも１つの撹拌翼と
、前記撹拌翼を前記めっき用キャビティ内で回転させる
回転手段と、前記陽極構造体に正の電位を付与する陽極
導電体と、前記めっき用キャビティを形成するようにめ
っき片を前記陽極構造体に対して位置決めする位置決め
手段と、めっきしようとする前記めっき片に負の電位を
付与する陰極導電体とを備えた構成の高電流密度高速電
気めっき装置を用いることも可能である。 本発明においては、０．２ｍｍ以下に軸受層３を薄層化
したエキセントリックなメタル軸受１を製造するに際し
て、第３ｖ！Ｊに示したように、帯状鋼板等よりなる板
材１１を裏金材２の展開形状に対応させて切断して裏金
用素材１２としたのち、この裏金用素材１２をメタル軸
受形状に対応する円弧形状に成形し、この成形体１３に
対して切削加工を行うことによって油溝４や油孔５など
の部位加工を行うと共に内面仕上げ加工を行って所定の
仕上°げ面に形成したエキセントリック軸受用裏金材２
とし、めっきのみで均一厚さの軸受層３を形成したもの
で、その全肉厚精度は０．００８〜０．０１ｍｍ程度で
あって、機械仕上げ誤差とめっき誤差を合計してもそれ
以下である。また、クラッシュリリーフ９において裏金
材２が露出することなく製造できる。 そして、通常の場合は、軸受層３をめっきにより形成し
たあとそのままで所定の精度のものが得られる。 このように、エキセントリックなメタル軸受１において
、０．２ｍｍ以下の薄い軸受層３を形成することができ
るので、耐荷重性と共に耐疲労寿命が向上する。これを
第８図をもとに説明すると、この第８図はホワイトメタ
ル系軸受材料の肉厚と耐久性（寿命時間）との関係を示
すものであって、この第８図より明らかなように、ホワ
イトメタルの肉厚が０．２ｍｍ付近で寿命に急激な変化
を生ずることを示しており、他のＣｕ系やＡ！ｌ系の軸
受材料においても同様な結果が得られていて、０．２ｍ
ｍ厚さに臨界点があることを確認した。ただし、軸受層
３の肉厚が薄ければ良いというものではなく、異物埋収
性等の役割を果すためには実用上は０．０１ｍｍＪＪ上
の肉厚を必要とする。 ところで、厚さが０．２ｍｍの薄い軸受層を有するめっ
き軸受を従来の板厚精度のみがき帯鋼材からなる裏金材
を用いて製造しようとすると、裏金材の最大ばらつきで
あるＱ、１２ｍｍとクラッシュリリーフ規格の０．０５
ｍｍとを加えるとＯ，１７ｍｍとなり、他の誤差も含め
るとエキセントリック軸受を製作することは不可能であ
り、たとえ製造することができるとしても裏金材および
軸受層が偏心すると共にクラッシュリリーフがないもの
となり軸受各層が同心円からなるコンセントリｌり軸受
となる。 しかしながら、オイルリリーフおよびクラッシュリリー
フを設けることは、軸受層が薄くなればなるほどとくに
ハウジングキャップのずれや半割軸受の端部合わせ部の
ずれを吸収し、焼き付きを防止するうえで不可欠な構成
であるので、本発明においてはまず先に裏金用素材を内
面仕上げにより成形して所定肉厚の寸法精度の高いエキ
セントリック軸受用裏金材を作製し、次いで前記エキセ
ントリック軸受用裏金材に軸受層をめっざにより０．２
ｍｍ以下の厚さで形成するようにした。 これによって、耐荷型、耐疲労寿命のより一層優れた長
寿命のメタル軸受が得られるようにした。

【発明の効果】

本発明に係わるエキセントリック軸受は、円弧形状をな
す裏金材と前記裏金材の内周面に積層した軸受層との積
層構造をなし、前記裏金材の内周面は外周面の曲率中心
から偏心した曲率中心の円弧形状をなすと共に、前記裏
金材の内周面に積層された軸受層が厚さ０．２ｍｍ以下
のめっき層よりなっている構成としたものであり、丈た
、このようなエキセントリック軸受の製造方法は、裏金
材の展開形状に対応させて切断して裏金用素材としたの
ち、前記裏金用素材を円弧形状に成形し。 次いで前記円弧形状の成形体に対して軸受部位加工を行
うとともに、前記成形体の外周面の曲率中心から偏心し
た曲率中心の内周面を有する円弧形状に成形して所定肉
厚のエキセントリーＩり軸受用裏金材とし、前記裏金材
に軸受層をめっきにより０．２ｍｍ以下の厚さで均一に
形成してエキセントリック軸受とする構成としたので、
従来のように裏金材として用いる鋼板等の板材の板厚精
度のばらつきが軸受層の厚さのばらつきとして表われる
ようなことがなく、裏金材の厚さならびに軸受層の厚さ
の精度が著しく高く、軸受層の厚さが薄いエキセントリ
ック軸受を得ることが可能となり、したがって、耐荷重
性に優れていて耐疲労寿命の長い品質の良好なる軸受を
提供することができるという著しく優れた効果がもたら
される。また、本発明は従来のような大がかりな冶金設
備とそれを用いた冶金工程を必要とせずに実施すること
ができるので、生産性を大幅に向上することが可能にな
るという効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエキセントリック軸
受の斜面説明図、第２図は同じく本発明の一実施例にお
けるエキセントリック軸受の構造を説明する部分拡大図
、第３図（ａ）〜（ｅ）は本発明に係わるエキセントリ
ック軸受の製造工程を順次例示する説明図、第４図は従
来のエキセントリック軸受の構造を例示する斜面説明図
、第５図は１！ｓ４図のＡ−Ａ’島部分おける構造を説
明する拡大図、第６図（ａ）〜（ｄ）は従来の銅帯上に
軸受層を複層化して複層材を得る工程を示す説明図、第
７図（ａ）〜（ｄ）は従来の半割軸受の製造工程を順次
例示する説明図、第８図はホワイトメタルの肉厚と耐久
性との関係を例示するグラフである。 １・・・エキセントリック軸受、 ２・・・裏金材、 ３・・・軸受層、 ２７・・・軸受面、 ２８・・・オイルリリーフ、 ２２・・・クラッシュリリーフ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円弧形状をなす裏金材と前記裏金材の内周面に積
   層した軸受層との積層構造をなし、前記裏金材の内周面
   は外周面の曲率中心から偏心した曲率中心の円弧形状を
   なすと共に、前記裏金材の内周面に積層された軸受層が
   厚さ０．２ｍｍ以下のめっき層よりなっていることを特
   徴とするエキセントリック軸受。
2. （２）裏金材の展開形状に対応させて切断して裏金用素
   材としたのち、前記裏金用素材を円弧形状に成形し、次
   いで前記円弧形状の成形体に対して軸受部位加工を行う
   とともに、前記成形体の外周面の曲率中心から偏心した
   曲率中心の内周面を有する円弧形状に成形して所定肉厚
   のエキセントリック軸受用裏金材とし、前記裏金材の内
   周面に軸受層をめっきにより０．２ｍｍ以下の厚さで均
   一に形成してエキセントリック軸受とすることを特徴と
   する請求項第１項に記載のエキセントリック軸受の製造
   方法。