CN102171465A - 滑动轴承及其制造方法 - Google Patents

Abstract

圆筒状的滑动轴承(1)能够由其滑动面(内周面)(4)将旋转轴旋转自如地轴支承。滑动面(4)的周向两端部处形成有由倾斜面构成的冠形凸起(5)。该冠形凸起(5)由第1冠形凸起(3A)和第2冠形凸起(2A)构成，第1冠形凸起(3A)由衬套层(3)的倾斜面构成，第2冠形凸起(2A)由成为第1冠形凸起(3A)的下层的基底金属(2)的倾斜面构成。也就是说，与现有的不同，冠形凸起(5)处的基底金属(2)为倾斜面(2A)。与现有技术相比较，能够抑制冠形凸起(5)处与旋转轴偏接触。

Description

滑动轴承及其制造方法

技术领域

本发明涉及滑动轴承及其制造方法，更详细地讲，本发明涉及在成为滑动面的轴向端部之处设有冠形凸起(倾斜面)的滑动轴承及其制造方法。

背景技术

在现有技术中，提出了在滑动面的轴向两端部设有由倾斜面构成的冠形凸起(日语：クラウニング)的滑动轴承的方案(专利文献1、专利文献2)。

在这样的设有冠形凸起的滑动轴承中，在对成为对方构件的旋转轴进行轴支承的时候，即使该旋转轴在旋转中有略微倾斜或弯曲、振摆回转(日语：触れ回り)的情况，也能防止发生强烈的偏接触，防止异常磨损和烧蚀。因此，滑动轴承作为整体能够无障碍地对旋转轴进行轴支承。

专利文献1：日本特开平7-279967号公报

专利文献2：日本特开2002-266848号公报

发明内容

但是，即便在设有上述冠形凸起的现有的滑动轴承中，也存在如下问题。即，在滑动轴承所轴支承的旋转轴的倾斜、弯曲以及振摆回转大得超乎想象的情况下，在旋转轴的外周部剧烈地碰触滑动轴承的滑动面的冠形凸起处(轴向两端部)的状态下，两者进行滑动。由于现有的冠形凸起仅形成于衬套层，所以该部分的衬套厚度变薄，因此，存在着滑动轴承的冠形凸起处(滑动面的两端部)发生提前磨损而露出基底金属(日语：裹金)、该部分发生烧蚀，或者发生金属疲劳等损伤的问题。

而且，现有的一般的滑动轴承，是在基底金属表面设置了轴承合金层或树脂层等衬套层的多层结构，因此，冠形凸起处的衬套层变薄，若发生提前磨损，这部分的衬套层可能会磨穿而导致金属基底露出。

鉴于上述情况，技术方案1所述的本发明为一种滑动轴承，它由圆筒状的构件构成，或者以使两个半圆筒状的构件成为圆筒状的方式组合而成，其特征在于：

所述圆筒状的构件或半圆筒状的构件设有基底金属、和以将该基底金属的内周面覆盖的方式设置的衬套层，以该衬套层为滑动面，而且在该滑动面的轴向两端部处的至少一方，设有由端面侧比轴向中央侧逐渐扩径的倾斜面构成的冠形凸起；

所述冠形凸起由第1冠形凸起和第2冠形凸起构成，所述第1冠形凸起由形成于所述衬套层的倾斜面构成，所述第2冠形凸起由形成于与该第1冠形凸起相对应的部位的基底金属的倾斜面构成。

此外，技术方案6所述的本发明为按照下列步骤制造所述技术方案1所记载的滑动轴承的方法：利用模压辊(日语：型ロ-ラ)从上下挤压由基底金属和以覆盖该基底金属的表面的方式设置的衬套层构成的平板状的材料的两侧部的至少一方，在所述材料的两侧部之一方形成侧部侧的厚度比宽度方向中央侧的厚度逐渐变薄的倾斜面；然后，将该平板状的材料以规定长度切断；接下来，将以规定长度切断了的平板状的材料，以使所述衬套层成为内周面、并且使所述倾斜面位于内周面的轴向一端的方式，整体成型为圆筒状或半圆筒状。

此外，技术方案7所述的本发明为按照下列步骤制造所述技术方案1所记载的滑动轴承的方法：以规定长度将由基底金属和以覆盖该基底金属的表面的方式设置的衬套层构成的平板状的材料切断，并且利用金属模具对所述材料的两侧部的至少一方进行挤压，在被挤压处形成侧部侧的厚度比宽度方向中央侧的厚度逐渐变薄的倾斜面；接下来，将该以规定长度切断了的平板状的材料，以使所述衬套层成为内周面、并且使所述倾斜面位于内周面的轴向一端的方式，整体成型为圆筒状或半圆筒状。

另外，技术方案8所述的本发明为按照下列步骤制造所述技术方案1所记载的滑动轴承的方法：以规定长度将由基底金属和以覆盖该基底金属的表面的方式设置的衬套层构成的平板状的材料切断；接下来，将该以规定长度切断了的平板状的材料，以使所述衬套层成为内周面的方式整体成型为圆筒状或半圆筒状，并且在内周面的轴向两端部的至少一方形成端面侧比轴向中央侧扩径了的倾斜面。

根据上述那样构成，成为滑动轴承的冠形凸起的衬套层(第1冠形凸起)和基底金属(第2冠形凸起)的厚度以端面侧逐渐变薄的方式构成，而不是仅由衬套层承担全部冠形凸起量。为此，能够抑制冠形凸起处的提前异常磨损、烧蚀以及疲劳。

此外，在上述那样构成的滑动轴承中，与现有技术相比，能够使成为第1冠形凸起的衬套层的厚度变厚，因此能够增大冠形凸起整体的弹性，由此，对成为对方构件的旋转轴进行轴支承的时候的顺应性(日语：なじみ性)也变得良好。因此，与现有技术相比，能够提供寿命较长的滑动轴承。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施例的剖视图。

图2是图1的要部的放大图。

图3是图2的要部的放大图。

图4是表示本发明的一个实施例的制造工序图。

图5是表示压延工序之前、后的材料11的一侧的剖视图，图5(a)表示压延前，图5(b)表示压延后。

图6是表示滑动轴承与旋转轴的关系的剖视图。

图7是表示现有技术产品的要部的剖视图。

图8是表示本发明的第2实施例的剖视图。

具体实施方式

以下，就图示实施例说明本发明，图1中，1是滑动轴承，该滑动轴承1作为整体形成为圆筒状。滑动轴承1由呈圆筒状的基底金属2、和覆盖该基底金属2的内周面的整个区域而设置的衬套层3构成。滑动轴承1的衬套层3的表面成为与未图示的旋转轴进行滑动的滑动面4，旋转轴能够由成为该滑动面4的衬套层3旋转自如地轴支承。基底金属2的材料使用SPCC等钢材。另一方面，作为衬套层3，可以使用轴承合金层、树脂层、或轴承合金层及覆盖该轴承合金层的表面的树脂层中的任意一种，还可以使用烧结合金层及覆盖该烧结合金层的表面的树脂层。

而且，本实施例的滑动轴承1，在滑动面4的轴向两端部处分别设有由倾斜面构成的冠形凸起5、5。各冠形凸起5、5由两端面1A、1B侧比滑动面4的轴向中央侧扩径了的倾斜面(锥面)构成。此外，如图2及图3所示，滑动轴承1的端面1A(1B)的内周缘与所述冠形凸起5的分界部分形成有倒角部1C，而且，端面1A(1B)的外周缘(基底金属2的外周缘)也形成有倒角部1D。

本实施例中的冠形凸起5由第1冠形凸起3A和第2冠形凸起2A构成，第1冠形凸起3A是形成于衬套层3、端面1A(1B)侧扩径了的倾斜面，第2冠形凸起2A是形成于与该第1冠形凸起3A重叠之处的基底金属2、端面1A(1B)侧扩径了的倾斜面。

衬套层3的整个区域的厚度大致相同，但是第1冠形凸起3A的厚度与轴向中央侧的区域(没有锥度的区域)相比，厚度略微薄一些。此外，第2冠形凸起2A(成为冠形凸起5的基底金属2之处)的厚度是：端面1A(1B)侧比轴向中央侧厚度逐渐变薄。

换言之，在本实施例中，通过把成为第2冠形凸起2A的基底金属2制成端面1A(1B)侧比轴向中央侧扩径了的倾斜面，将冠形凸起5整体形成为端面1A(1B)侧比轴向中央侧扩径了的倾斜面。

此外，如图2至图3中放大表示的那样，轴向一端侧(右端侧)的冠形凸起5的轴向尺寸L被设定为滑动轴承1的轴向尺寸的大约5％～15％。也就是说，两端的冠形凸起5、5的轴向尺寸之和被设定为滑动轴承1的轴向尺寸的10％～30％。此外，在本实施例中，冠形凸起5与中央侧的滑动面4相比，朝半径方向外方扩径的最大尺寸，也就是，冠形凸起5的半径方向上的扩径量被设定为5～100μm。另外，轴向另一端侧(图1中的左侧)的冠形凸起5也被以与所述一端侧的冠形凸起5同样的尺寸关系进行了设定。

此外，如后面将要说明的那样，本实施例的滑动轴承1利用模压辊12挤压平板状的材料11的两侧部，在形成了成为所述冠形凸起5的倾斜面之后，整体成型为圆筒状。因此，本实施例的滑动轴承1中，与滑动面4的轴向中央侧相比，冠形凸起5处的表面粗糙度较小。因此，与滑动面4的轴向中央侧相比，冠形凸起5处摩擦较小，所以能够防止因偏接触引起的摩擦增大。

接下来说明像以上那样构成的滑动轴承1的制造方法。即，在图4中，首先，预备卷成螺旋状的平板状的材料11，将该平板状的材料11拉出所需要的量后，利用上下一对的模压辊12从上下方向进行压延(压延工序)。另外，本实施例中的平板状的材料11是在下层侧配置SPCC等钢材的基底金属2，用衬套层3覆盖基底金属2的表面(上表面)的双层结构。作为该衬套层3，由呈微小颗粒状的烧结合金层和覆盖该烧结合金层的树脂层构成(参照图5(a))。也就是说，平板状的材料11是在基底金属2的表面设有烧结合金层，进而设有覆盖烧结合金层的树脂层的三层结构。

利用所述模压辊12从上下对平板状的材料11的两侧部进行压延，于是在平板状的材料11的两侧部形成后来成为所述冠形凸起5、5的左右一对的倾斜面11A。该左右一对的倾斜面11A成为宽度方向的两端部比中央部厚度小的倾斜面(参照图5(b))。而且，随着这样利用模压辊12使平板状的材料11的两侧部倾斜成上述的倾斜面11A，形成后来成为第1冠形凸起3A的倾斜面及位于其下层、后来成为第2冠形凸起2A的基底金属2的倾斜面，进而，也同时形成后来成为外周缘的倒角部1D的倾斜面11B。在这种状态下，如图5(b)所示，形成有倾斜面11A的材料11的两侧部中，构成基底金属2及衬套层3的烧结合金层及树脂层被均等地挤压，这些层被均等地压扁。即，各层各自的压下量是将整体的凸起量等分后的大小。

在此之后，将利用模压辊12进行了压延后的平板状的材料11以规定尺寸切断(切断工序)。该切断后的平板状的材料11的切断长度，成为制造完成后的所述滑动轴承1的周向尺寸，而且，该切断后的平板状的材料11的宽度，成为制造完成后的所述滑动轴承1的轴向尺寸。

接下来，利用成型装置将经过这样压延后被切断了的长方形的材料11，以使所述左右一对的倾斜面11A成为轴向两端侧的内周部的方式，将材料11初步成型为大致圆筒状(粗成型工序)。在此之后，利用精成型装置将变成了大致圆筒状的材料11进一步准确地精成型为圆筒状(精成型工序)。

由此形成了在内周面的两端部处设有所述冠形凸起5、5的滑动轴承1，之后，利用倒角装置在该滑动轴承1的冠形凸起5、5与端面1A、1B的分界部分的内周缘形成所述倒角部1C(倒角工序)。此外，如前面所说明的那样，冠形凸起5、5由衬套层3的第1冠形凸起3A和内侧2的第2冠形凸起2A构成，第2冠形凸起2A是端面1A(1B)比轴向中央侧扩径了的倾斜面。

由此，作为单体的所述图1中以断面表示的滑动轴承1即告完成，之后，将完成后的滑动轴承1压入到未图示的压缩机用的壳体内。在本实施例的制造方法中，就是按照以上那样的步骤来制造在滑动面4的两端部处设有冠形凸起5、5的滑动轴承1的。

另外，虽然在上述本实施例的制造方法中，在切断工序之前用模压辊12对平板状的材料11的两侧部进行压延，形成了后来成为冠形凸起5、5的一对倾斜面11A等，但是不用模压辊12，而是像下面那样形成所述倾斜面11A或冠形凸起5也是可以的。

即，也可以先将平板状的材料11以规定尺寸切断，而且在进行该切断工序的时候，利用上下一组的成型装置14从上下对材料11的两侧部进行挤压形成后来成为冠形凸起5、5的倾斜面(图4的切断工序左侧的图)。在这种情况下，也可以采用如左方一侧的立体图所示，下方一侧的成型装置14的上表面为平板状的装置，首先仅在材料11的上表面侧形成倾斜面11A。这种情况是在后来的工序中形成倒角部1D。

此外，作为其他的制造方法，也可以在将切断成规定尺寸后的材料11准确地成型为圆筒状的精成型工序中，如图4所示，在半型模15、15的内部将材料11准确地精成型为圆筒状的同时，使前端部为锥面的芯模16嵌合于圆筒状的材料11的内周面的两端部后将其拔出，由此在内周面的两端部形成冠形凸起5、5。另外，在这种情况下，也可以取代半型模15、15，使用现在公知的精整模。

这样，能够在利用模压辊12进行压延工序的时候、在切断工序的时候、以及在精成型为圆筒状的精成型工序的时候中的任何一个时候，或者经过上述三个工序中的2个或3个工序形成滑动轴承1的冠形凸起5、5。

像以上那样，本实施例的滑动轴承1的制造方法不是通过对滑动轴承1的滑动面4(内周面)的两端部进行切削形成冠形凸起，原则上是通过对材料11进行压延或者挤压形成所述冠形凸起5、5。

因此，构成冠形凸起5、5的第1冠形凸起3A(衬套层3)，与轴向中央侧相比，厚度略微薄一些，此外，与第1冠形凸起3A相重叠的第2冠形凸起2A(基底金属2)也是倾斜面。为此，与现有的那样的利用切削加工形成冠形凸起的情况相比，根据本实施例的制造方法制造的滑动轴承1中，冠形凸起5、5处的衬套层3在整个区域厚度都大致相同。

在本实施例的滑动轴承1中，如图6所示，滑动轴承1的滑动面4上形成有冠形凸起5、5，冠形凸起5、5处的衬套层3，即第1冠形凸起3A厚度相同。而且第2冠形凸起2A(基底金属2)为倾斜面。为此，即使在成为对方构件的旋转轴21的倾斜、弯曲、或振摆回转较大的情况下，旋转轴21也不易与滑动轴承1的滑动面4的两端部(冠形凸起5、5之处)强烈碰触。也就是说，冠形凸起5、5处与旋转轴21偏接触的情况得到了抑制，因此能够抑制冠形凸起5、5处的异常磨损或烧蚀以及疲劳。

此外，在本实施例的滑动轴承1中，与现有技术相比，能够加厚成为第1冠形凸起3A的衬套层3的厚度。为此，能够加大冠形凸起5、5整体的弹性，因此，在轴支承成为对方构件的旋转轴21的时候，顺应性也变得良好。因此，根据本实施例，能够提供与现有技术相比寿命较长的滑动轴承1。

与上述本实施例的滑动轴承1相对比，在所述专利文献2的滑动轴承中，如图7中简化表示的那样，基底金属的厚度在轴向整个区域中都是同样的厚度，换言之，成为冠形凸起的下层侧的基底金属的厚度与轴向中央侧的厚度相同。

这样的现有的滑动轴承，是首先在基底金属的内周面以同样的厚度形成衬套层之后，再将该衬套层的内周面的两端部以使其成为倾斜面的方式对其进行切削而形成冠形凸起的。经过这样的工序形成冠形凸起的现有技术产品中，如该图7所示，冠形凸起部分的轴承合金层在端面侧厚度逐渐变薄。为此，在旋转轴发生了振摆回转的情况下，冠形凸起处的衬套层与旋转轴偏接触而发生提前磨穿，被指出基底金属的露出令人担忧。

接下来，图8是表示本发明的第2实施例的图。在该第2实施例中，将本发明也适用在了呈半圆筒状的2个对开式轴承1a、1a’组合而形成圆筒状的滑动轴承1上。在图8中，各对开式轴承1a、1a’分别构成为半圆筒状的构件，在该第2实施例中，对于与所述第1实施例相对应的各部分赋予了相同的构件标号。在该图8所示的第2实施例中，也能够获得与所述第1实施例相同的作用和效果。

另外，虽然在上面说明的各实施例中，由断面为直线状的锥面(倾斜面)形成了冠形凸起5、5，但是也可以由断面为圆弧状的倾斜面形成冠形凸起5、5。此外，也可以仅在圆筒状的滑动轴承1，或对开式轴承1a、1a’的滑动面4的两端部之一方形成冠形凸起5。

特别是在图8所示的第2实施例中，既可以将半圆筒状的对开式轴承1a、1a’的冠形凸起5以使它们成为同一侧的端部的方式组合，也可以将它们以使它们成为不同侧的端部的方式组合。

附图标记说明

1······滑动轴承      1a，1a’······对开式轴承

1A、1B······端面     2······基底金属

2A······第2冠形凸起  3······衬套层

3A······第1冠形凸起  4······滑动面

5······冠形凸起      11······平板状的材料

12······模压辊       14······成型装置

15······模

Claims (9)

1.一种滑动轴承，所述滑动轴承由圆筒状的构件构成，或者以使两个半圆筒状的构件成为圆筒状的方式把所述两个半圆筒状的构件组合而成，其特征在于：

所述圆筒状的构件或半圆筒状的构件设有基底金属、和以将该基底金属的内周面覆盖的方式设置的衬套层，以该衬套层为滑动面，而且在该滑动面上的轴向两端部处的至少一方，设有由端面侧比轴向中央侧逐渐扩径的倾斜面构成的冠形凸起；

所述冠形凸起由第1冠形凸起和第2冠形凸起构成，所述第1冠形凸起由形成于所述衬套层的倾斜面构成，所述第2冠形凸起由形成于与该第1冠形凸起相对应的部位的基底金属的倾斜面构成。

2.如权利要求1所记载的滑动轴承，其特征在于：所述冠形凸起所占的轴向尺寸被设定为滑动轴承的轴向长度的5％～15％。

3.如权利要求1或2所记载的滑动轴承，其特征在于：所述冠形凸起朝半径方向外方扩径的最大尺寸被设定为5～100μm。

4.如权利要求1～3中的任意一项所记载的滑动轴承，其特征在于：所述冠形凸起与较之该冠形凸起的部位处于轴向中央侧的滑动面相比，表面粗糙度小。

5.如权利要求1～权利要求4中的任意一项所记载的滑动轴承，其特征在于：所述衬套层由烧结合金层和覆盖该烧结合金层的表面的树脂层或合金层构成。

6.一种滑动轴承的制造方法，其特征在于，按照下列步骤制造所述权利要求1所记载的滑动轴承：

利用模压辊从上下挤压由基底金属和以覆盖该基底金属的表面的方式设置的衬套层构成的平板状的材料的两侧部的至少一方，在所述材料的两侧部的一方形成侧部侧的厚度比宽度方向中央侧的厚度逐渐变薄的倾斜面；

然后，将该平板状的材料以规定长度切断；

接下来，将以规定长度切断了的平板状的材料，以使所述衬套层成为内周面、并且使所述倾斜面位于内周面的轴向一端的方式，整体成型为圆筒状或半圆筒状。

7.一种滑动轴承的制造方法，其特征在于，按照下列步骤制造所述权利要求1所记载的滑动轴承：

以规定长度将由基底金属和以覆盖该基底金属的表面的方式设置的衬套层构成的平板状的材料切断，并且利用金属模具对所述材料的两侧部的至少一方进行挤压，在被挤压处形成侧部侧的厚度比宽度方向中央侧的厚度逐渐变薄的倾斜面；

接下来，将该以规定长度切断了的平板状的材料，以使所述衬套层成为内周面、并且使所述倾斜面位于内周面的轴向一端的方式，整体成型为圆筒状或半圆筒状。

8.一种滑动轴承的制造方法，其特征在于，按照下列步骤制造所述权利要求1所记载的滑动轴承：

以规定长度将由基底金属和以覆盖该基底金属的表面的方式设置的衬套层构成的平板状的材料切断；

接下来，将该以规定长度切断了的平板状的材料，以使所述衬套层成为内周面的方式整体成型为圆筒状或半圆筒状，并且在内周面的轴向两端部的至少一方形成端面侧比轴向中央侧扩径了的倾斜面。

9.如权利要求6～权利要求8中的任意一项所记载的滑动轴承的制造方法，其特征在于：所述衬套层由烧结合金层和覆盖该烧结合金层的表面的树脂层或合金层构成。

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