JPH0445692B2

JPH0445692B2 -

Info

Publication number: JPH0445692B2
Application number: JP62319508A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nishe; Tetsuo Sekimoto; Tsuneo Maruyama
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1992-07-27
Also published as: JPS63270918A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、軸受内径が軸受の両端部分で小さ
く、軸心方向中央部で大きい焼結含油軸受に関す
る。〔従来の技術〕粉末治金法によつて製造されるこの種の含油軸
受についての用途および使用方法はいろいろある
が、同じ軸受を２個並列させて用いる場合があ
る。第１図に示すコアレスモータがその例であ
り、その場合、２個の含油軸受１，２は巻き線３
を支持するモータ軸４の一端部分を支持するため
に用いられ、それらの含油軸受１，２は樹脂製サ
ポート５に、また樹脂製サポート５は鉄心６にそ
れぞれ取り付けられる。ところで、従来、含油軸受１，２としては軸心
方向の断面形状が一様の単なる円筒形のものが用
いられていた。しかし、それらの位置決めにバラ
ツキを生じることは勿論のこと、個々の軸受１，
２の大きさにもバラツキがあることから、２個の
含油軸受１，２をモータ軸４と偏心なく取り付け
ることは困難であり、それによりノイズやシヤフ
トかじりなどの問題が避けがたかつた。このような問題を解決する考え方として、実開
昭47−8842号公報に記載された焼結含油軸受が知
られている。〔発明が解決しようとする問題点〕ところが、上記公報記載技術は、軸受内周面の
小径部から大径部に至る部分が直角になつている
ため、シヤフトのたわみなどによつてシヤフトか
じりの問題は依然として残つているばかりか、小
径部から大径部に至る部分が直角になつている
と、その部分で油膜切れを起こしやすく、焼き付
きなどによつて長寿命化を図ることができないと
いう問題があつた。さらに実開昭48−67140号には、筒体の両端部
外周のそれぞれにフランジを設けるとともに、こ
れら両フランジを黄銅ブツシユによつて加圧圧縮
することにより、前記筒体の両端部内周部を縮径
させ、また、外周部の両フランジ間に環状凹部を
設けて密閉空間として、この空間内にフエルトか
らなる含油体を配設した構成の軸受が提案されて
いる。このような技術により、内周部の凹所と両端部
との連続部分の角度が鈍角となるように設定する
ことができるが、軸受の内周側から外周側へ向か
う伝熱経路が、前記両フランジ部分に制限される
ことから、軸受の冷却効率が低下し、あるいは、
常にフランジ部分に圧縮力が作用して、圧縮応力
が残存することにより寸法変化の生じるおそれが
あり、これによつて、機器への装着時の寸法合わ
せが必要となる等の改善点が残されている。本発明は、以上のような背景のもとになされた
もので、シヤフトかじりがなく、また油膜切れを
起こすことのない、また、残留応力を極力抑さ
え、さらに、伝熱効率を確保することのできる焼
結含油軸受を提供することを目的としている。〔問題点を解決するための手段〕この発明は、全体が焼結材から筒状に形成され
た焼結含油軸受であつて、軸浸方向両端部がその
内周面が軸方向断面において直線状かつ同軸線で
ある支持部に形成され、上記支持部にまたがる部
分に、軸方向断面において軸心方向中央に対して
対象的な円弧状かつ上記支持部より大径である逃
げが塑性加工によつて、内周面全周に亘つて形成
されているとともに、外周面が略均一な外径とな
され、支持部と逃げの内周面の直径差が2μm以上
に設定されていることを特徴とする。〔実施例〕以下、添付の第２図〜第５図を参照しながら、
この発明の内容について詳細に説明する。この発明の焼結含油軸受７１，７２において
は、全体が焼結材からなり、第２図に示すよう
に、軸受孔８１，８２の軸心方向中央部に軸方向
断面で円弧状の逃げ８１ａ，８２ａを設けた点に
特徴がある。したがつて、この発明の含油軸受７
１，７２では、軸受の両端部分における内径ｄ１
（支持部）が軸心方向中央部における内径ｄ２
（逃げ部）よりも小さくなつている。このような各含油軸受７１，７２は、たとえば
前述したコアレスモータにおける軸受１，２に代
えて利用されるが（第３図）、これらの各含油軸
受７１，７２はそれぞれ全体として一体物である
にもかかわらず、互いに離れた両端部分８１ｂ，
８１ｃ，８２ｂ，８２ｃがそれぞれ独立した従来
の軸受１，２と同様の機能を果たすことになる。
この場合、そのような機能を有効に果たすために
は、ｄ２−ｄ１≧2μmに設定することが必要であ
る。逆にｄ２−ｄ１＜2μmの場合には半径差で1μm
しかなく、この逃げ８１ａ，８２ａの部分に十分
な潤滑油量を確保できず、油溜りとしての機能を
喪失させてしまい、軸方向の断面が一様な単なる
円筒状の軸受と何ら変わるところがなくなつてし
まう。したがつてｄ２−ｄ１＜2μmの場合には、この
逃げ８１ａ，８２ａの部分が油溜りとして機能
し、軸受の長寿命化を図ることができる。また、逃げ面８１ａ，８２ａを軸方向断面にお
いて円弧状に形成しているので、小径部ｄ１内周
面から大径部ｄ２の逃げ８１ａ，８２ａに至る部
分Ｘが鈍角となるために、シヤフトのたわみなど
でＸの部であたつてシヤフトに傷をつけるという
ことがなく、また小径部ｄ１から大径部ｄ２に至
る内周面のＸの部分で油膜が切れず、焼き付きな
どを長期間に亘つて防止し、品質の安定性や長寿
命化を図ることができる。さらには、この軸受に
シヤフトを挿入するさいに円弧面がシヤフトの先
端をなめらかに案内するので、軸受内周面やシヤ
フトを傷付けない点で好ましい。なお、各含油軸
受７１，７２の大きさは、たとえば外径３〜５
mm、長さ４〜７mm、内径１〜２mmである。ところで、この逃げ８１ａ，８２ａについて
は、焼結後に選択エツチングあるいは放電加工な
どによつて形成することもできるが、粉末治金法
の特徴を利用した次のような製造方法を利用する
ことが最適である。焼結部品は、通常、圧粉工程、焼結工程および
焼結後の再加工工程を経て製造されるが、ここで
は焼結工程後における焼結体９として、第４図に
示すように軸心方向中央部（逃げ８１ａ，８２ａ
を設ける個所に対応）の外周面にリング状の溝１
０ａ，１０ｂ，１０ｃを有するものを形成してお
く。これらの溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃについて
は、切削加工によつて形成することもできるし、
圧粉時に用いるダイの形状を変えることによつて
も形成することができる。なお、これらの溝１０
ａ，１０ｂ，１０ｃの大きさ、形状などについて
は、軸受孔８１，８２の逃げ８１ａ，８２ａの大
きさなどによつて適宜選択できる。そして、このような焼結体９を通常の再加圧、
すなわち第５図に示すように、ダイ１１、上パン
チ１２、下パンチ１３およびコアーロツド１４を
用いることによつて両端から軸心方向に加圧圧縮
する。すると、焼結体９の外径部分および溝１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ部分はダイ１１の形状になら
うようにして外側に肉が移動する。一方、軸受孔
部分は溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃの個所で外にふ
くれることとなり、軸心方向の断面形状が一様な
コアーロツド１４に当たる個所と当たらない個所
とができ、前述した第２図に示すような軸受７
１，７２の形状が得られる。このようにして製造されるこの発明の軸受７
１，７２にあつては、軸受孔８１，８２に逃げ８
１ａ，８２ａが形成され、しかも逃げ８１ａ，８
２ａのない両端部分８１ｂ，８２ｃ，８２ｂ，８
２ｃが同時に圧縮されているため、偏心および寸
法のバラツキもかなり少なくなる。次に、上述した方法で製造された本発明の軸受
を第６図に示す耐久試験装置によりテストを行つ
た。この装置は、モータ等の駆動源に接続されて回
転自在に支持されたシヤフト４と、内部の貫通孔
に軸受７１，７２を嵌入固定させた支持体２１
と、この支持体２１を軸線に直交する方向に付勢
するバネ２２とから構成されている。シヤフト４は軸受孔８１，８２に対して小経に
設定されており、シヤフト４を軸受７１，７２に
挿通させ、バネ２２の付勢によりシヤフト４と軸
受７１，７２の接触面間に一定の面圧をかけた状
態でシヤフト４を回転させるようにしている。こ
の装置により、本発明の実施例と比較例につい
て、一定時間（3000時間）経過後の軸受の摩耗量
及び焼き付きに至る間での時間を測定した。実験条件は以下の通りである。 (1) 軸受の材質は鉄−銅系、軸受の寸法は、外径
が4.0mmφ、軸受孔の内径が1.2mmφ、軸受孔の
中央の逃げ部の曲率は2.5mmである。 (2) 支持部と逃げとの直径差すなわち（ｄ２−ｄ
１）の値を表のように設定した。このうち、１
が従来のもの、２がこの値が小さいために本発
明に該当しないもので、この両者が比較例であ
り、３〜６が本発明の実施例である。 (3) シヤフトの外径は軸受孔とのクリアランスが
15μmとなるように設定している。 (4) 軸受には、VG56に相当する合成油系の含浸
油を含浸させている。 (5) シヤフトと軸受孔内面の間の面圧は、バネの
付勢力を変化させることにより、30Kgｆ／cm²及
び50Kgｆ／cm²の２段階に設定した。 (6) シヤフトの回転速度は周速度で2.5ｍ／min
に設定した。試験結果を第１表に示し、その一部を第７図に
示す。

【表】

【表】この結果に示されるように、従来例または比較
例に対して本発明の実施例のものは摩耗量が少な
く、焼き付きに至る時間も長い。そして、摩耗量
及び焼き付くまでの時間のデータのいずれも、直
径差が2μmの点で飽和しており、それ以上に大き
く設定しても変化がない。すなわち、この逃げ部
の厚さが1μm以上あれば充分な潤滑機能を持つだ
けの油溜り量が確保できるものである。このように製造された軸受をコアレスモータに
適用してテストを行つた結果を表２に示す。サン
プルは第１表のNo.５に相当する実施例で、寸法は
上記の(1)記載のもの、逃げ部の直径差は10μmの
もので、回転数5100rpmに設定してテストを行つ
た。

【表】きければ大きいほど大きい値になるもので
ある。
〔発明の効果〕この発明は、全体が焼結材から筒状に形成され
た焼結含油軸受であつて、軸浸方向両端部がその
内周面が軸方向断面において直線状かつ同軸線で
ある支持部に形成され、上記支持部にまたがる部
分に、軸方向断面において軸心方向中央に対して
対象的な円弧状かつ上記支持部より大径である逃
げが塑性加工によつて、内周面全周に亘つて形成
されているとともに、外周面が略均一な外径とな
され、支持部と逃げの内周面の直径差が2μm以上
に設定されていることを特徴とするもので、次の
ような優れた効果を奏する。支持部から逃げ部に至る部分が鈍角となり、そ
のためにシヤフトにたわみがあつてもシヤフトか
じりなどを起こさないだけでなく、油膜切れも起
こさないので、長寿命化を図ることができる。しかも、軸方向に沿う断面を円弧状に形成し、
支持部と逃げの直径差を最低限2μmに設定してい
るから、細径の軸受を製造する際に筒体を選択エ
ツチングや放電加工する場合でも作業が容易で手
間がかからない。特に筒体の外面に周溝を形成し
て焼結後に軸心方向に圧縮することにより容易に
製造することができる。加えて、支持部と逃げ部との直径差を2μm以上
としたので、十分な油溜りを確保することがで
き、潤滑油を支持部内周面に長期間にわたつて安
定して供給することができ、この点でも製品の長
寿命化を図ることができる。さらに、上記逃げ部が塑性加工によつて形成さ
れるものであるから、残留応力が殆どない軸受を
得ることができ、スプリングバツクをなくして経
時的な寸法変化を抑さえ、機器への装着時の確実
性を高め、また、軸受精度を長期に亘つて保持す
ることができる。しかも、軸受の外周面が略均一な外径となされ
ていることにより、機器に装着した状態におい
て、その外周面と機器との接触状態が良好になる
とともに接触面積の減少を抑制して、軸受と機器
との間の熱伝導性を高めて冷却性を高め、これに
よつて、耐久性等の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの種軸受の適用例を示す図、
第２図ａおよびｂはそれぞれこの発明による焼結
含油軸受の実施例を示す断面図、第３図はこの発
明の軸受の適用例を示す図、第４図ａ〜ｃはこの
発明の製造方法で用いる焼結体の各例を示す断面
図、第５図はこの発明での再加工工程における加
圧圧縮状態を示す要部断面図、第６図は耐久試験
装置の断面図、第７図は試験結果を示すグラフで
ある。７１，７２……この発明による焼結含油軸受、
８１，８２……軸受孔、８１ａ，８２ａ……逃げ
（軸心方向中央部）、８１ｂ，８１ｃ，８２ｂ，８
２ｃ……軸受の両端部分（支持部）、９……焼結
体、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……リング状の溝、
１１……ダイ、１４……コアーロツド。

Claims

【特許請求の範囲】

１全体が焼結材から筒状に形成された焼結含油
軸受であつて、軸浸方向両端部がその内周面が軸
方向断面において直線状かつ同軸線である支持部
に形成され、上記支持部にまたがる部分に、軸方
向断面において軸心方向中央に対して対象的に円
弧状かつ上記支持部より大径である逃げが塑性加
工によつて、内周面全周に亘つて形成されている
とともに、外周面が略均一な外径となされ、支持
部と逃げの内周面の直径差が2μm以上に設定され
ていることを特徴とする焼結含油軸受。