JP4442059B2 - 複層滑り軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的厚肉の複層滑り軸受、特にローラを用いた転がり軸受に代用できる複層滑り軸受に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
軸受には、通常、転がり軸受と滑り軸受とが存在するが、転がり軸受は、摩擦抵抗が極めて低くてエネルギ損失が少ない等の利点を有している反面、比較的高価である上に必然的に転がり音を発生するという欠点を有しており、一方、滑り軸受は、摩擦抵抗の低さについては精度よく設計された転がり軸受に及ばないものの、比較的低価格である上に滑り音は発生するが転がり軸受に比較すれば音の発生は少なく低音性に優れているという利点を有しており、斯かる利点から滑り軸受は多くの分野で利用されている。
【０００３】
滑り軸受としては、薄鋼板と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された多孔質焼結金属層と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された滑り層とを具備した短冊状の複層板を円筒状に巻いた所謂巻きブッシュが知られているが、斯かる巻きブッシュには、当然、円筒状に巻いた複層板の両端面に突き合わせ部が生じることになる。
【０００４】
ところで、転がり軸受に代えて滑り軸受を用いる場合であって、滑り軸受に対して転がり軸受と同等の径方向の厚みが要求される場合、斯かる比較的大きな径方向の厚みをもった巻きブッシュを製作するには、厚肉の複層板を円筒状に巻くことになるために、複層板の両端面を精度よく突き合わせることが困難であって突き合わせ部に大きな段差が生じる虞がある上に、突き合わせ部の外周側には内周側と比較して必然的に大きな隙間が生じる。斯かる段差及び隙間は、当然、支持される回転軸等の滑らかな回転を阻害することになる。
【０００５】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、支持する回転軸等を滑らかに回転させることができる複層滑り軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の無端環状の複層滑り軸受は、無端環状の薄鋼板と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層とを具備した無端環状の複層板を、径方向の最外周側及び最内周側に滑り層が位置するように二つ折りに折り曲げてなる。
【０００７】
第一の態様の複層滑り軸受では、無端環状の複層板を径方向の最外周側及び最内周側に滑り層が位置するように二つ折りに折り曲げてなるために、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって、厚肉の軸受でも突き合わせ部に起因する問題が生じなく、厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、支持する回転軸等を滑らかに回転させることができる。
【０００８】
本発明の複層滑り軸受において、折り曲げられた薄鋼板において径方向の外側及び内側の二つの薄鋼板部は、その第二の態様の複層滑り軸受のように、互いにぴったりと接触していても、その第三の態様の複層滑り軸受のように、径方向において隙間をもって互いに対面していてもよい。
【０００９】
第二の態様の複層滑り軸受によれば、回転軸等を径方向においては剛体的にしっかりと、回転方向においては滑らかにそれぞれ回転支持することができ、第三の態様の複層滑り軸受によれば、径方向に弾性を有することになり、支持する回転軸の多少の心振れを許容できる。
【００１０】
本発明の複層滑り軸受は、通常のプレス成形により折り曲げられて製造されたものであってもよいが、好ましくは、その第四の態様の複層滑り軸受のように、環状の複層板をドロー成形、すなわち深絞り成形により折り曲げてなる。
【００１１】
本発明の第四の態様の複層滑り軸受では、環状の複層板をドロー成形により折り曲げてなるために、極めて寸法精度のよい軸受とし得る。
【００１２】
本発明の複層滑り軸受では、滑り層において径方向の最外周側及び最内周側の二つの滑り層部を具備していてもよいのであるが、本発明の第五の態様の複層滑り軸受のように、滑り層において径方向の最外周側及び最内周側の二つの滑り層部のうちの一方の滑り層部が除去されてなっていてもよい。
【００１３】
第五の態様の複層滑り軸受において、滑り層において径方向の最外周側の滑り層部が除去されている場合には、最内周側の滑り層部の内周面によって規定される孔に、回転支持する回転軸等を摺動自在に挿着する一方、滑り層部が除去されて露出した外側の多孔質焼結金属層部の外周面を固定するとよく、滑り層において径方向の最内周側の滑り層部が除去されている場合には、滑り層部が除去されて露出した内側の多孔質焼結金属層部の内周面によって規定される孔に、回転支持する回転軸等を固定的に挿着する一方、最外周側の滑り層部の外周面をハウジング等の支持体の孔に摺動自在に挿着するとよい。
【００１４】
薄鋼板としては、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ：ＪＩＳＧ４１４１）、一般構造用圧延鋼板（ＳＳ：ＪＩＳＧ３１０１）などが使用される。
【００１５】
多孔質焼結金属層を形成する金属粉末は、その金属自体、摩擦摩耗特性に優れた青銅、鉛青銅あるいはリン青銅などの、概ね１００メッシュを通過する銅合金粉末が用いられるが、目的に応じては銅合金以外の、例えばアルミニウム合金、鉄などの粉末も使用し得る。この金属粉末の粒子形態は、塊状、球状又は不規則形状のものを使用し得る。この多孔質焼結金属層の厚さは、概ね０．１５〜０．４ｍｍ、就中０．２〜０．３ｍｍであることが好ましく、多孔度は概ね１０容積％以上、就中１５〜４０容積％であることが好ましい。
【００１６】
滑り層の形成材料としての自己潤滑性及び耐摩耗性を有する合成樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂あるいは鉛、ポリイミド樹脂などの充填材を含むポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂あるいは潤滑油剤を含有する含油ポリアセタール樹脂などを好ましい例として挙げることができる。
【００１７】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１から図３において、本例の無端環状の複層滑り軸受１は、環状の薄鋼板２と、薄鋼板２の一方の面に一体に焼結により被着形成された多孔質焼結金属層３と、多孔質焼結金属層３に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層３の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層４とを具備した無端環状の複層板５（図４参照）を、径方向の最外周側及び最内周側に滑り層４が位置するように二つ折りに折り曲げてなる。
【００１９】
本例では、折り曲げられた薄鋼板２において径方向の外側及び内側の薄鋼板部１０及び１１は、互いにぴったりと接触しており、折り曲げられた滑り層４において滑り層部１２及び１３の径方向の環状の外周面１４及び内周面１５が滑り面となっている。
【００２０】
薄鋼板２は、冷間圧延鋼板からなり、多孔質焼結金属層３は、その厚さが０．２ｍｍで多孔度が２０容積％の青銅焼結層からなり、滑り層４は、充填材として鉛を含むポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる。
【００２１】
上記の複層滑り軸受１は次のようにして製造される。まず、図４に示すような、環状の薄鋼板２と、薄鋼板２の一方の面に焼結により一体に被着された多孔質焼結金属層３と、多孔質焼結金属層３に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層３の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層４とを具備した無端環状の複層板５を準備し、この準備した複層板５において、図５（ａ）に示すように、孔２３を形成するように内周側部２１をドロー成形しつつ略直角に曲げると共に外周側部２４を予備的に浅く曲げ、斯かる浅くＶ字状に曲げられた無端環状の複層板５において、次に図５（ｂ）に示すように、外周側部２４をプレス等により更に折り曲げた後に、図５（ｃ）に示すように、外周側部２４をドロー成形により外側及び内側の薄鋼板部１０及び１１が互いにぴったりと接触するように曲げ、その後、軸方方向の環状の両端面２７及び２８にプレスを加えて両端面２７及び２８を平坦且つ面一にし、更に、端面２８に必要に応じて切削を施して、斯かる端面２８を見栄えよく滑らかにする。また、端面２８の切削に加えて、外周環状エッジ２５及び内周環状エッジ２６に必要に応じて面取りを施す。
【００２２】
以上のように複層滑り軸受１は、環状の複層板５をドロー成形により折り曲げてなり、斯かるドロー成形により得られた複層滑り軸受１は、極めて寸法精度のよい軸受となる。
【００２３】
ところで上記の複層滑り軸受１では、薄鋼板部１０及び１１を互いにぴったりと接触させたが、これに代えて、図６に示すように、折り曲げられた薄鋼板２において径方向の外側及び内側の薄鋼板部１０及び１１を、径方向において隙間３１をもって互いに対面させてもよく、斯かる複層滑り軸受１では、径方向に弾性を有することになり、支持する回転軸の多少の心振れを許容できることになる。
【００２４】
図１及び図６に示すいずれの複層滑り軸受１でも、無端環状の複層板５を径方向の最外周側及び最内周側に滑り層４が位置するように二つ折りに折り曲げてなるために、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって、厚肉の軸受としても突き合わせ部に起因する問題が生じなく、厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、回転軸等を滑らかに回転支持できることになる。
【００２５】
なお、複層滑り軸受１の内周面１５で回転軸等を回転自在に支持する場合には、成形後に、滑り層４において径方向の最外周側の滑り層部１２を除去してもよく、その反対に、複層滑り軸受１の外周面１４で回転軸等を回転自在に支持する場合には、成形後に、滑り層４において径方向の最内周側の滑り層部１３を除去してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、支持する回転軸等を滑らかに回転させることができる複層滑り軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の例の縦断面図である。
【図２】図１に示す例の平面説明図である。
【図３】図１に示す例の一部拡大説明図である。
【図４】図１に示す例の素材の説明図である。
【図５】図１に示す例の製造方法の説明図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態の他の例の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 複層滑り軸受
２ 薄鋼板
３ 多孔質焼結金属層
４ 滑り層
５ 複層板
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的厚肉の複層滑り軸受、特にローラを用いた転がり軸受に代用できる複層滑り軸受に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
軸受には、通常、転がり軸受と滑り軸受とが存在するが、転がり軸受は、摩擦抵抗が極めて低くてエネルギ損失が少ない等の利点を有している反面、比較的高価である上に必然的に転がり音を発生するという欠点を有しており、一方、滑り軸受は、摩擦抵抗の低さについては精度よく設計された転がり軸受に及ばないものの、比較的低価格である上に滑り音は発生するが転がり軸受に比較すれば音の発生は少なく低音性に優れているという利点を有しており、斯かる利点から滑り軸受は多くの分野で利用されている。
【０００３】
滑り軸受としては、薄鋼板と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された多孔質焼結金属層と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された滑り層とを具備した短冊状の複層板を円筒状に巻いた所謂巻きブッシュが知られているが、斯かる巻きブッシュには、当然、円筒状に巻いた複層板の両端面に突き合わせ部が生じることになる。
【０００４】
ところで、転がり軸受に代えて滑り軸受を用いる場合であって、滑り軸受に対して転がり軸受と同等の径方向の厚みが要求される場合、斯かる比較的大きな径方向の厚みをもった巻きブッシュを製作するには、厚肉の複層板を円筒状に巻くことになるために、複層板の両端面を精度よく突き合わせることが困難であって突き合わせ部に大きな段差が生じる虞がある上に、突き合わせ部の外周側には内周側と比較して必然的に大きな隙間が生じる。斯かる段差及び隙間は、当然、支持される回転軸等の滑らかな回転を阻害することになる。
【０００５】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、支持する回転軸等を滑らかに回転させることができる複層滑り軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の無端環状の複層滑り軸受は、無端環状の薄鋼板と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層とを具備した無端環状の複層板を、径方向の最外周側及び最内周側に滑り層が位置するように二つ折りに折り曲げてなる。
【０００７】
第一の態様の複層滑り軸受では、無端環状の複層板を径方向の最外周側及び最内周側に滑り層が位置するように二つ折りに折り曲げてなるために、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって、厚肉の軸受でも突き合わせ部に起因する問題が生じなく、厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、支持する回転軸等を滑らかに回転させることができる。
【０００８】
本発明の複層滑り軸受において、折り曲げられた薄鋼板において径方向の外側及び内側の二つの薄鋼板部は、その第二の態様の複層滑り軸受のように、互いにぴったりと接触していても、その第三の態様の複層滑り軸受のように、径方向において隙間をもって互いに対面していてもよい。
【０００９】
第二の態様の複層滑り軸受によれば、回転軸等を径方向においては剛体的にしっかりと、回転方向においては滑らかにそれぞれ回転支持することができ、第三の態様の複層滑り軸受によれば、径方向に弾性を有することになり、支持する回転軸の多少の心振れを許容できる。
【００１０】
本発明の複層滑り軸受は、通常のプレス成形により折り曲げられて製造されたものであってもよいが、好ましくは、その第四の態様の複層滑り軸受のように、環状の複層板をドロー成形、すなわち深絞り成形により折り曲げてなる。
【００１１】
本発明の第四の態様の複層滑り軸受では、環状の複層板をドロー成形により折り曲げてなるために、極めて寸法精度のよい軸受とし得る。
【００１２】
本発明の複層滑り軸受では、滑り層において径方向の最外周側及び最内周側の二つの滑り層部を具備していてもよいのであるが、本発明の第五の態様の複層滑り軸受のように、滑り層において径方向の最外周側及び最内周側の二つの滑り層部のうちの一方の滑り層部が除去されてなっていてもよい。
【００１３】
第五の態様の複層滑り軸受において、滑り層において径方向の最外周側の滑り層部が除去されている場合には、最内周側の滑り層部の内周面によって規定される孔に、回転支持する回転軸等を摺動自在に挿着する一方、滑り層部が除去されて露出した外側の多孔質焼結金属層部の外周面を固定するとよく、滑り層において径方向の最内周側の滑り層部が除去されている場合には、滑り層部が除去されて露出した内側の多孔質焼結金属層部の内周面によって規定される孔に、回転支持する回転軸等を固定的に挿着する一方、最外周側の滑り層部の外周面をハウジング等の支持体の孔に摺動自在に挿着するとよい。
【００１４】
薄鋼板としては、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ：ＪＩＳＧ４１４１）、一般構造用圧延鋼板（ＳＳ：ＪＩＳＧ３１０１）などが使用される。
【００１５】
多孔質焼結金属層を形成する金属粉末は、その金属自体、摩擦摩耗特性に優れた青銅、鉛青銅あるいはリン青銅などの、概ね１００メッシュを通過する銅合金粉末が用いられるが、目的に応じては銅合金以外の、例えばアルミニウム合金、鉄などの粉末も使用し得る。この金属粉末の粒子形態は、塊状、球状又は不規則形状のものを使用し得る。この多孔質焼結金属層の厚さは、概ね０．１５〜０．４ｍｍ、就中０．２〜０．３ｍｍであることが好ましく、多孔度は概ね１０容積％以上、就中１５〜４０容積％であることが好ましい。
【００１６】
滑り層の形成材料としての自己潤滑性及び耐摩耗性を有する合成樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂あるいは鉛、ポリイミド樹脂などの充填材を含むポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂あるいは潤滑油剤を含有する含油ポリアセタール樹脂などを好ましい例として挙げることができる。
【００１７】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１から図３において、本例の無端環状の複層滑り軸受１は、環状の薄鋼板２と、薄鋼板２の一方の面に一体に焼結により被着形成された多孔質焼結金属層３と、多孔質焼結金属層３に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層３の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層４とを具備した無端環状の複層板５（図４参照）を、径方向の最外周側及び最内周側に滑り層４が位置するように二つ折りに折り曲げてなる。
【００１９】
本例では、折り曲げられた薄鋼板２において径方向の外側及び内側の薄鋼板部１０及び１１は、互いにぴったりと接触しており、折り曲げられた滑り層４において滑り層部１２及び１３の径方向の環状の外周面１４及び内周面１５が滑り面となっている。
【００２０】
薄鋼板２は、冷間圧延鋼板からなり、多孔質焼結金属層３は、その厚さが０．２ｍｍで多孔度が２０容積％の青銅焼結層からなり、滑り層４は、充填材として鉛を含むポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる。
【００２１】
上記の複層滑り軸受１は次のようにして製造される。まず、図４に示すような、環状の薄鋼板２と、薄鋼板２の一方の面に焼結により一体に被着された多孔質焼結金属層３と、多孔質焼結金属層３に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層３の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層４とを具備した無端環状の複層板５を準備し、この準備した複層板５において、図５（ａ）に示すように、孔２３を形成するように内周側部２１をドロー成形しつつ略直角に曲げると共に外周側部２４を予備的に浅く曲げ、斯かる浅くＶ字状に曲げられた無端環状の複層板５において、次に図５（ｂ）に示すように、外周側部２４をプレス等により更に折り曲げた後に、図５（ｃ）に示すように、外周側部２４をドロー成形により外側及び内側の薄鋼板部１０及び１１が互いにぴったりと接触するように曲げ、その後、軸方方向の環状の両端面２７及び２８にプレスを加えて両端面２７及び２８を平坦且つ面一にし、更に、端面２８に必要に応じて切削を施して、斯かる端面２８を見栄えよく滑らかにする。また、端面２８の切削に加えて、外周環状エッジ２５及び内周環状エッジ２６に必要に応じて面取りを施す。
【００２２】
以上のように複層滑り軸受１は、環状の複層板５をドロー成形により折り曲げてなり、斯かるドロー成形により得られた複層滑り軸受１は、極めて寸法精度のよい軸受となる。
【００２３】
ところで上記の複層滑り軸受１では、薄鋼板部１０及び１１を互いにぴったりと接触させたが、これに代えて、図６に示すように、折り曲げられた薄鋼板２において径方向の外側及び内側の薄鋼板部１０及び１１を、径方向において隙間３１をもって互いに対面させてもよく、斯かる複層滑り軸受１では、径方向に弾性を有することになり、支持する回転軸の多少の心振れを許容できることになる。
【００２４】
図１及び図６に示すいずれの複層滑り軸受１でも、無端環状の複層板５を径方向の最外周側及び最内周側に滑り層４が位置するように二つ折りに折り曲げてなるために、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって、厚肉の軸受としても突き合わせ部に起因する問題が生じなく、厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、回転軸等を滑らかに回転支持できることになる。
【００２５】
なお、複層滑り軸受１の内周面１５で回転軸等を回転自在に支持する場合には、成形後に、滑り層４において径方向の最外周側の滑り層部１２を除去してもよく、その反対に、複層滑り軸受１の外周面１４で回転軸等を回転自在に支持する場合には、成形後に、滑り層４において径方向の最内周側の滑り層部１３を除去してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、巻きブッシュのような突き合わせ部もなく、したがって厚肉の転がり軸受に代えて使用できて、支持する回転軸等を滑らかに回転させることができる複層滑り軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の例の縦断面図である。
【図２】図１に示す例の平面説明図である。
【図３】図１に示す例の一部拡大説明図である。
【図４】図１に示す例の素材の説明図である。
【図５】図１に示す例の製造方法の説明図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態の他の例の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 複層滑り軸受
２ 薄鋼板
３ 多孔質焼結金属層
４ 滑り層
５ 複層板
Claims (5)
- 無端環状の薄鋼板と、この薄鋼板の一方の面に一体に被着された多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸されかつ一部が多孔質焼結金属層の一方の面に薄く形成されていると共に自己潤滑性及び耐摩耗性を有した合成樹脂を含んだ滑り層とを具備した無端環状の複層板を、径方向の最外周側及び最内周側に滑り層が位置するように二つ折りに折り曲げてなる無端環状の複層滑り軸受。
- 折り曲げられた薄鋼板において径方向の外側及び内側の二つの薄鋼板部は、互いにぴったりと接触している請求項１に記載の複層滑り軸受。
- 折り曲げられた薄鋼板において径方向の外側及び内側の二つの薄鋼板部は、径方向において隙間をもって互いに対面している請求項１に記載の複層滑り軸受。
- 環状の複層板をドロー成形により折り曲げてなる請求項１から３のいずれか一項に記載の複層滑り軸受。
- 滑り層において径方向の最外周側及び最内周側の二つの滑り層部のうちの一方の滑り層部が除去されてなる請求項１から４のいずれか一項に記載の複層滑り軸受。
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