JPH0988962A

JPH0988962A - 軸受の製造方法

Info

Publication number: JPH0988962A
Application number: JP24185995A
Authority: JP
Inventors: Kosaku Fujita; 耕作藤田; Hideo Tsurumaki; 英雄鶴巻
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】焼結含油軸受からなるツインベアリングの製
造コストを下げる。２つの軸受面の強度も高める。【解決手段】粉末成形工程では、内径が全体的に均一
で、外周面の一端側に径大部7Aを有する圧粉体1Aを成形
する。焼結工程後の矯正工程では、段付きダイ22を用
い、その径小部26に焼結体1Aの径小部6Aの先端側のみを
押し込むとともに、径大部28に焼結体1Aの径大部7Aを押
し込む。これにより、焼結体1Aの両端側がコアロッド21
に付くまで径方向内方へ変形し、２つの軸受面３，４が
できる。これら軸受面３，４間には、より内径の大きい
部分２が残る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金による軸受の
製造方法に係わり、特に、内径を小さくしてなる複数の
軸受面が軸方向に分離して並んでいる軸受の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金により製造される焼結含油軸受
として、いわゆるツインベアリングがある。ツインベア
リングは、内径を小さくしてなる軸受面を両端側にそれ
ぞれ有し、両軸受面間では内径が大きくなっているもの
である。同様に、３つ以上の軸受面が軸方向に分離して
並んでいる軸受もある。軸受による軸の支持の安定性を
高めるには、軸方向においてなるべく離れた複数の位置
で軸を支持すればよいが、別体の複数の軸受を用いるの
では、これら軸受を同軸に配するのに困難がある。ま
た、長い１つの軸受を用いることも考えられるが、それ
では、軸受と軸との間の摩擦抵抗による損失が大きくな
るとともに、磨耗が大きくなって短寿命化を招く。これ
に対して、ツインベアリングは、複数の軸受面の同軸性
に問題はなく、また、運転時の損失を小さくできるとと
もに、長寿命化できる利点がある。

【０００３】ツインベアリングの製造には、内周面の切
削加工が難しいことなどから、焼結体を金型により再圧
縮する矯正が利用されている。そして、従来は、例えば
特開昭61-165019 号公報に記載されているような方法で
製造が行われていた。この従来の方法では、まず内径も
外径も全体的に均一な円筒状の圧粉体を成形する。そし
て、この圧粉体を焼結した後、焼結体の外周面を切削加
工して、この外周面の軸方向中間部の一部の径を小さく
する。その後、コアロッド、ダイ、下パンチおよび上パ
ンチを備えた矯正用金型により焼結体を矯正する。焼結
体の内周面を形成するコアロッドの外周面および焼結体
の外周面を形成するダイの内周面は、いずれも径が均一
であり、円柱面になっている。そして、コアロッドおよ
びダイ間で両パンチにより焼結体を軸方向に圧縮する。
それに伴い、焼結体における外周面に径小部のある部分
が径方向外方へ変形し、この部分の内径が大きくなる。
これにより、軸方向に分離して並んだ複数の軸受面が形
成されることになる。しかし、この従来の方法では、矯
正の前に切削加工を行っているため、工程が多くなり、
コストが高くなる問題がある。

【０００４】これに対して、特開平2-8302号公報には、
切削加工の不要な製造方法が提案されている。この従来
の方法では、一端部の内径を小さくしたほぼ円筒状の圧
粉体を成形する。この粉末成形時に形成される内周面の
径小部がそのまま１つの軸受面になる。一方、圧粉体の
外径は全体的に均一である。また、矯正用金型は、コア
ロッドは円柱状であるが、段付きのダイを用いる。すな
わち、ダイの内径は、上部よりも下部が小さくなってい
る。そして、ダイの中に焼結体をその他端側から押し込
んでいくと、この焼結体の他端部がダイの径小部により
絞られて、焼結体の他端部の内周面に前記一端部の軸受
面と同径の軸受面が形成される。しかし、この従来の方
法では、矯正に際して、焼結体の一端部は大きな圧縮を
受け得ないため、この一端部の強度が弱い問題がある。
なお、粉末成形に際しては、圧粉体の一端部の内径を小
さく形成するために、段付きのコアロッドが用いられ、
圧粉体の一端部の内周側の密度が高くなるが、これによ
り強度上の効果を出すためには、圧粉体の一端部の内径
と他の部分の内径との差をある程度大きくしなければな
らない。しかし、この差を大きくすると、矯正時に、焼
結体の一端部の下方に大きな空間部が生じ、焼結体に不
定な変形が生じるなどの支障が生じるおそれがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、複数の
軸受面が軸方向に分離して並んでいる軸受を粉末冶金に
より製造するのに、従来は、焼結体の外周面を切削加工
してから、焼結体を矯正していたため、工程が多くな
り、コストが高くなる問題があった。また、一端部の内
径を小さくした圧粉体を成形し、この圧粉体を焼結して
なる焼結体の他端部を矯正で絞る方法も提案されている
が、この方法では、軸受面をなす前記一端部の強度が弱
くなる、あるいは、矯正時に、焼結体と金型との間に大
きな空間部が生じる問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、複数の軸受面が軸方向に分離して並んで
いる軸受を粉末冶金により製造するにあたって、製造に
かかるコストを下げるとともに、全ての軸受面部分の強
度を高められ、かつ、矯正でも支障が生じないようにす
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原料粉末を圧
縮して筒状の圧粉体を成形する粉末成形工程と、成形さ
れた圧粉体を加熱して焼結する焼結工程と、焼結された
焼結体を再圧縮して所定形状に矯正する矯正工程とを備
え、内径を小さくしてなる複数の軸受面が軸方向に分離
して並んでいる軸受の製造方法である。そして、前記目
的を達成するために、前記粉末成形工程では、内径が全
体的に均一であるとともに、外径が一端側から他端側へ
向けて段階的に大きくなる筒状の圧粉体を成形し、ま
た、前記矯正工程では、軸受の内周面を形成するコアロ
ッドと、軸受の外周面を形成するダイと、軸受の端面を
形成するパンチとを備え、前記コアロッドの外径が均一
で、前記ダイの内径が一端側から他端側へ向けて段階的
に大きくなる矯正用金型を用い、前記複数の軸受面に相
当する部分のみで焼結体を前記ダイにより径方向内方へ
コアロッドに押し付けるまで変形させるものである。

【０００８】この構成において、粉末成形工程の段階
で、圧粉体の外径を一端側から他端側へ向けて段階的に
大きく形成することは、その後、矯正工程のみにより、
軸方向に分離して並んでいる複数の軸受面を形成する手
段をなしている。軸受面の数が２の場合を例に採ると、
圧粉体の外周面の段部は少なくとも１つあればよい。そ
して、矯正工程時、焼結体をその外周面の径小部側から
矯正用金型のダイ内に押し込んでいくと、焼結体の外周
面の径小部の先端側のみがダイにおける前記径小部の外
径よりも所定量内径の小さい部分に押し込まれるととも
に、焼結体の外周面の径大部がダイにおける前記径大部
の外径よりも所定量内径の小さい部分に押し込まれる。
ここで、ダイの前者の内径は、後者の内径よりも小さ
い。そして、前記押し込みにより、焼結体は、部分的に
絞られてコアロッドに押し付けられ、このコアロッドに
押し付けられた部分が軸受面となるが、この軸受面は、
焼結体の径小部の先端側に相当する部分と径大部に相当
する部分とにのみ形成され、軸受面間においては、焼結
体の外周面の径小部における径大部側の部分がダイにお
ける前記径小部の外径よりも所定量内径の小さい部分に
押し込まれないことにより、矯正された焼結体の内周面
は軸受面よりも内径が大きくなる。

【０００９】

【発明の実施形態】以下、本発明の軸受の製造方法の一
実施例について、図１から図４を参照しながら説明す
る。図１に実線で示してあるのは、粉末冶金により製造
された焼結含油軸受１である。この軸受１は、ほぼ円筒
状の回転体形状になっており、内周面の両端部は、それ
ぞれ内周面中間部２よりも内径が小さい第１の軸受面３
および第２の軸受面４になっている。これら軸受面３，
４は、それぞれ円柱面をなし、内径が等しいとともに、
互いに同軸になっている。また、軸受１の外周面は、第
１の軸受面３側の一端部が外周面中間部５よりも外径の
小さい径小部６になっており、第２の軸受面４側の他端
部が外周面中間部５よりも外径の大きい径大部７になっ
ている。外周面中間部５と径小部６および径大部７との
間にはそれぞれ段部８，９がある。

【００１０】図２は、前記軸受１の製造に用いられる粉
末成形用金型を示している。この粉末成形用金型は、上
下方向を軸方向としており、コアロッド11と段付きダイ
12と下パンチ13と上パンチ14とを備えている。コアロッ
ド11は、ダイ12内に同軸的に位置しており、軸受１とな
る圧粉体1Aの内周面を形成するものである。そして、コ
アロッド11における圧粉体1Aの成形に関わる部分は円柱
状になっている。ダイ12は、圧粉体1Aの外周面を形成す
るもので、その成形に関わるダイ12の内周面は、円柱面
状の径小部16を下側に有しているとともに、この径小部
16よりも内径の大きい円柱面状の径大部17を上部に有し
ており、これら径小部16および径大部17間に段部18があ
る。また、円筒状の下パンチ13は、前記径小部16におい
てコアロッド11およびダイ12間に下方から上下摺動自在
に嵌合されており、圧粉体1Aの一端面を形成するもので
ある。さらに、円筒状の上パンチ14は、前記径大部17に
おいてコアロッド11およびダイ12間に上方から上下摺動
自在にかつ挿脱自在に嵌合されるもので、圧粉体1Aの他
端面を形成するものである。

【００１１】図３および図４は、前記軸受１の製造に用
いられる矯正用金型を示している。この矯正用金型は、
上下方向を軸方向としており、コアロッド21と段付きダ
イ22と下パンチ23と上パンチ24とを備えている。コアロ
ッド21は、ダイ22内に同軸的に位置しており、軸受１の
内周面を形成するものである。そして、コアロッド21に
おける軸受１の成形に関わる部分は円柱状になってお
り、外径が均一になっている。ダイ22は、軸受１の外周
面を形成するもので、ダイ22の内径は、下側から上側へ
向けて段階的に大きくなっている。すなわち、ダイ22の
内周面は、円柱面状の径小部26と、その上側に位置しこ
の径小部26よりも内径が大きい円柱面状の径中部27と、
その上側に位置しこの径中部27よりも内径が大きい円柱
面状の径大部28と、その上側に位置しこの径大部28より
も内径が大きい円柱面状の導入部29とを同軸的に有して
おり、径小部26および径中部27間と径中部27および径大
部２８間と径大部２８および導入部29間にはそれぞれ段
部30，31，32がある。ここで、径小部26は軸受１の径小
部６を形成し、径中部27は同外周面中間部５を形成し、
径大部28は同径大部７を形成し、段部30，31は同段部
８，９を形成するものである。また、円筒状の下パンチ
23は、前記径小部26においてコアロッド21およびダイ22
間に下方から上下摺動自在に嵌合されており、軸受１の
一端面を形成するものである。さらに、円筒状の上パン
チ24は、前記径大部28においてコアロッド21およびダイ
22間に上方から上下摺動自在にかつ挿脱自在に嵌合され
るもので、軸受１の他端面を形成するものである。

【００１２】つぎに、前記軸受１の製造方法について説
明する。まず、前記粉末成形用金型を備えた粉末成形プ
レスにより圧粉体1Aが形成される（粉末成形工程）。こ
の粉末成形工程においては、上パンチ14がダイ12から上
方へ抜けた状態で、このダイ12内に原料粉末が充填され
た後、下降する上パンチ14がダイ12内に嵌合し、図２に
示すように、コアロッド11およびダイ12間で両パンチ1
3，14により原料粉末が加圧されて圧縮されることによ
り、圧粉体1Aが成形される。その後、上パンチ14が上昇
してダイ12から抜けるとともに、ダイ12に対して下パン
チ13が相対的に上昇することにより、成形された圧粉体
1Aがコアロッド11およびダイ12間から抜き出される。

【００１３】成形された圧粉体1Aは、図１にも鎖線で示
すように、ほぼ円筒状で、内周面2Aは円柱面をなしてお
り、内径が全体的に均一になっている。一方、圧粉体1A
の内周面は、一端側が円柱面状の径小部6Aになっている
とともに、他端側が径小部6Aよりも外径の大きい円柱面
状の径大部7Aになっており、これら径小部6Aおよび径大
部7A間には段部8Aがある。径小部6Aおよび径大部7Aは互
いに同軸である。

【００１４】その後、成形された圧粉体1Aは、焼結炉に
より加熱されて焼結され、焼結体1Aとなる（焼結工
程）。焼結により圧粉体1Aは若干収縮するが、焼結体1A
は圧粉体1Aとほぼ同形状を有する。そして、焼結体1Aの
径小部6Aの外径は、矯正用金型のダイ22の径小部26の内
径よりも所定量大きいとともに、ダイ22の径中部27の内
径とほぼ等しい。また、焼結体1Aの径小部6Aの軸方向長
さは、ダイ22の径中部27の軸方向長さの２倍程度であ
る。さらに、焼結体1Aの径大部7Aの外径は、ダイ22の径
大部28の内径よりも所定量大きいとともに、ダイ22の導
入部29の内径よりも小さい。前記両所定量は、焼結体1A
の内径と矯正用金型のコアロッド21の外径との差よりも
若干大きい。

【００１５】焼結工程の後、焼結体1Aは、前記矯正用金
型を備えた矯正プレスにより再圧縮されて所定形状に矯
正される。この矯正工程においては、上昇した下パンチ
23上に径小部6Aが下側になった焼結体1Aが搬入された
後、下パンチ23が下降して焼結体1Aがコアロッド21およ
びダイ22間に入る。その後、図３に示すように、下降す
る上パンチ23が焼結体1Aを上から押してダイ22内に押し
込んでいく。これにより、図３（ａ）に示すように、焼
結体1Aの径大部7Aがダイ22の径大部28内に押し込まれ、
さらに、図３（ｂ）に示すように、焼結体1Aの径小部6A
の下側すなわち先端側がダイ22の径小部26内に押し込ま
れる。この押し込みにより、焼結体1Aの両端側がそれぞ
れ絞られて径方向内方へ変形し、コアロッド21に押し付
けられる。こうしてコアロッド21に押し付けられた部分
がそれぞれ軸受面３，４となる。図４は、焼結体1Aが両
パンチ23，24により軸方向にも圧縮されて加圧が完了し
た時点を示しているが、軸受面３，４は、焼結体1Aの径
小部6Aの先端側および径大部7Aに相当する部分にのみ形
成され、両軸受面３，４間においては、焼結体1Aの径小
部6Aにおける径大部7A側の部分がダイ22の径小部26内に
押し込まれないことにより、矯正された焼結体1Aすなわ
ち軸受１の内周面中間部２は軸受面３，４よりも内径が
大きくなる。その後、上パンチ24が上昇してダイ22から
抜けるとともに、下パンチ24が上昇して軸受１をコアロ
ッド21およびダイ22間から抜き出す。

【００１６】なお、さらにその後、軸受１には潤滑油が
含浸される。

【００１７】前記実施例の構成によれば、粉末成形工程
後、切削加工を行うことなく、矯正工程のみにより、軸
方向に分離して並んだ２つの軸受面３，４を有する軸受
１を製造でき、製造にかかるコストを低減できる。ま
た、両軸受面３，４部分がともにコイニングである矯正
工程において圧縮されて形成されるので、両軸受面３，
４部分の強度をともに高められるとともに、精度も高め
られる。しかも、第２の軸受面４に対応する径大部7A付
近は、粉末成形工程において段付きダイ12を用いている
ことにより密度が高くなるので、第２の軸受面４付近の
強度をいっそう高められる。従来のように、一方の軸受
面を粉末成形工程の段階で形成する場合とは異なり、焼
結体1Aと矯正用金型との間に大きな空間部が生じること
がないので、矯正に支障が生じることがない。

【００１８】もちろん、従来のダブルベアリングと同
様、１つのコアロッド21で両軸受面３，４を形成するの
で、両軸受面３，４を正確に同軸にでき、高い精度を出
せる。また、両軸受面３，４間に軸に接しない部分があ
るので、摩擦抵抗が小さくなることにより、運転時の損
失を小さくできるとともに、長寿命化できる。

【００１９】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、矯正後の軸受１の外周面に径大部７が
残るようにしたが、圧粉体1Aの径大部7Aは、矯正により
外周面中間部５とほぼ同径になるまで絞ってもよい。ま
た、前記実施例では、矯正用金型のダイ22を内周面に３
つの段部30，31，32のあるものとしたが、両軸受面３，
４に相当する部分のみで圧粉体1Aを絞るために必須なの
は径小部26および径大部28であり、したがって、矯正用
金型のダイにおいて段部は最小限１つあればよい。

【００２０】また、前記実施例では、軸受面３，４の数
が２であったが、軸方向に分離して並んだ軸受面の数が
３以上の場合でも、本発明を適用できる。軸受面の数を
ｎとすると、図５に示すように、圧粉体41の外周面は、
少なくともｎ個の外径の異なる部分42，43，44が径の大
きさの順に軸方向に並んでいればよい。また、矯正用金
型のダイ51の内周面も、少なくともｎ個の内径の異なる
部分52，53，54が径の大きさの順に軸方向に並んでいれ
ばよい。そして、圧粉体41を焼結してなる焼結体41の各
部分42，43，44の外径が、ダイ51の各部分52，53，54の
内径よりもそれぞれ所定量大きく、かつ、加圧完了位置
を基準として、焼結体41の外周面の段部45，46とダイ51
の内周面の段部55，56とが交互にずれていればよい。こ
れにより、焼結体41が軸受面に相当する部分のみでコア
ロッド57に接するまで絞られ、軸受面間には内径のより
大きい部分が生じることになる。矯正工程後の軸受の外
周面には、少なくともｎ個の径の異なる部分が径の大き
さの順に軸方向に並んで生じる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、粉末冶金により、複数
の軸受面が軸方向に分離して並んでいる軸受を製造する
のに、粉末成形工程では、内径が全体的に均一であると
ともに、外径が一端側から他端側へ向けて段階的に大き
くなる筒状の圧粉体を成形し、矯正工程では、コアロッ
ドの外径が均一で、ダイの内径が一端側から他端側へ向
けて段階的に大きくなる矯正用金型を用い、前記複数の
軸受面に相当する部分のみで焼結体をダイにより径方向
内方へコアロッドに押し付けるまで変形させるので、矯
正に支障を生じることなく、切削加工を不要にでき、製
造にかかるコストを下げられる。また、全ての軸受面部
分が矯正工程において圧縮されて形成されるので、全て
の軸受面部分の強度を高められるとともに、精度も高め
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸受の製造方法の一実施例を示すもの
で、（ａ）は矯正後の軸受の断面図、（ｂ）は斜視図で
ある。

【図２】同上粉末成形時を示す断面図である。

【図３】同上矯正時の途中の段階を示す断面図である。

【図４】同上矯正時の加圧完了段階を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の軸受の製造方法の説明図である。

【符号の説明】

１軸受 1A 圧粉体、焼結体３第１の軸受面４第２の軸受面 21 コアロッド 22 ダイ 23 下パンチ（パンチ） 24 上パンチ（パンチ） 41 圧粉体、焼結体 51 ダイ 57 コアロッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料粉末を圧縮して筒状の圧粉体を成形
する粉末成形工程と、成形された圧粉体を加熱して焼結
する焼結工程と、焼結された焼結体を再圧縮して所定形
状に矯正する矯正工程とを備え、内径を小さくしてなる
複数の軸受面が軸方向に分離して並んでいる軸受の製造
方法において、前記粉末成形工程では、内径が全体的に均一であるとと
もに、外径が一端側から他端側へ向けて段階的に大きく
なる筒状の圧粉体を成形し、前記矯正工程では、軸受の内周面を形成するコアロッド
と、軸受の外周面を形成するダイと、軸受の端面を形成
するパンチとを備え、前記コアロッドの外径が均一で、
前記ダイの内径が一端側から他端側へ向けて段階的に大
きくなる矯正用金型を用い、前記複数の軸受面に相当す
る部分のみで焼結体を前記ダイにより径方向内方へコア
ロッドに押し付けるまで変形させることを特徴とする軸
受の製造方法。