JP2005308021A - 円筒状軸受部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を長期に亙って保持して潤滑機能を充分に発揮することができる円筒状軸受部材を提供するともに、円筒状部材の内側に油溜まり用盲溝を効率良く低コストで量産できる円筒状軸受部材の製造方法を提供すること。
【解決手段】多数の油溜まり用盲溝１２１がプレス加工又はロール加工により形成された帯鋼１１０を、パイプ・イン・コイル製法により、油溜まり用盲溝１２１を内側として母線状継目を無くした管状部材に成形して所定の長さに切断してなる円筒状軸受部材１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、チェーンの連結ピンに対して回動自在に嵌挿されるブシュなどとして好適に用いられる円筒状軸受部材に関するものであって、特に、潤滑油の油溜まりとなる油溜まり用盲溝を内側に多数形成した円筒状軸受部材に関する。

従来、円筒状軸受部材は、管状部材の内部にシャフト、ピン等を挿入して、回転軸の軸受体、チェーンのブシュ等滑り軸受として使用されている。
このような円筒状軸受部材には、軸受面となる内周面とシャフト、ピン等との潤滑性を向上させるために、円筒状軸受部材の内周面にその軸方向と平行な潤滑油の油溜まりとなる有底の溝、要するに、油溜まり用盲溝が内側に多数形成されている。

すなわち、従来の円筒状軸受部材は、帯鋼、平帯等の矩形母材の表面にプレス加工、機械加工、又は転造加工によって油溜まり用盲溝を形成した後、この矩形母材を両端部が対峙するように成形機で円筒状成形品（円筒状部材）に巻き加工し、さらに、この円筒状成形品に芯ポンチを挿入して、円形開口ダイスに押し通すことにより製造されている（特許文献１参照）。
特許第２９６３６５２号公報

しかしながら、このようにして製造された円筒状軸受部材には、矩形母材の巻き加工時に矩形母材の突き合わせ部が母線状継目となって残存するため、この円筒状軸受部材にシャフト、ピン等を挿入して使用した場合、油溜まり用盲溝に保持された潤滑油が母線状継目に流動し易く、この油溜まり用盲溝から流動してきた潤滑油が母線状継目の長手方向端部から極短時間の間に外部へ流出し、その結果、円筒状軸受部材は、長時間に亘って潤滑油を保持することができず、潤滑性能を維持することができないという問題があった。

また、上記母線状継目を溶接することも考えられるが、チェーンのブシュのような小さい物品を一つずつ溶接しなければならずそのために多大な手間を必要とするばかりでなく、溶接後のバリ取りや溶接ひずみを取るための熱処理を必要とすることから、製造工程が複雑となって実用的でないという問題があった。

さらに、従来の円筒状軸受部材における油溜まり用盲溝は、円筒状部材の内周面にアンダーカット、ブローチ加工等により形成するため、油溜まり用盲溝を１本ずつしか形成することができず、油溜まり用盲溝の加工効率が悪く、その加工に長時間が必要となり、量産性に適さずコスト的にも不利になるという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題、すなわち、本発明の目的は、上述したような従来技術の問題点を解決するものであって、油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を長期に亙って保持して潤滑機能を充分に発揮することができる円筒状軸受部材を提供するともに、円筒状部材の内側に油溜まり用盲溝を効率良く低コストで量産できる円筒状軸受部材の製造方法を提供することである。

まず、請求項１に係る本発明の円筒状軸受部材は、多数の油溜まり用盲溝がプレス加工又はロール加工により形成された帯鋼を、パイプ・イン・コイル製法により前記油溜まり用盲溝を内側として母線状継目を無くした管状部材に成形して所定の長さに切断してなることにより、前記課題を解決するものである。

また、請求項２に係る本発明の円筒状軸受部材の製造方法は、帯鋼の表面に、油溜まり用盲溝となる多数のディンプルをプレス加工又はロール加工により形成した後、パイプ・イン・コイル製法によって、前記ディンプルを内側として帯鋼の長手方向に沿った両端部を円筒状に順次引き揃えながら高周波溶接して母線状継目を無くした円筒状の第一次中間成形品を形成し、該第一次中間成形品を熱間絞り加工して第二次中間成形品を形成し、この第二次中間成形品を冷間伸管加工して所定の軸に相対する内径に縮径された第三次中間成形品を形成し、次いで、該第三次中間成形品を少なくとも所定の長さに切断することにより、前記課題を解決するものである。

ここで、本発明で意味するところの油溜まり用盲溝の「盲溝」とは、プレス加工又はロール加工により形成されたディンプルの少なくとも両端が外方に開放していない溝形態、換言すれば、プレス加工又はロール加工により形成されたディンプルの少なくとも一端が封止されている溝形態のことである。

また、本発明で意味するところの「パイプ・イン・コイル製法」とは、高周波溶接によって造管した電縫鋼管を連続加熱炉で加熱し、絞り圧延によって細径化し、所定の寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取る方法のことである。

本請求項１に係る発明は、多数の油溜まり用盲溝がプレス加工又はロール加工により形成された帯鋼を、パイプ・イン・コイル製法により前記油溜まり用盲溝を内側として母線状継目を無くした管状部材に成形して所定の長さに切断してなることによって、従来のような矩形母材の巻き加工時に残存した母線状継目を経由する潤滑油の外部流出が解消できるため、この円筒状軸受部材にシャフト、ピン等を挿入して滑り軸受として使用した場合、油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を長時間に亘って潤滑油を保持して潤滑性能を充分に発揮することができ、しかも、油溜まり用盲溝となるディンプルがパイプ・イン・コイル製法の前段階で帯鋼にプレス加工またはロール加工により連続的に形成されているので、円筒状軸受部材の油溜まり用盲溝を効率よく形成することができる。

そして、本請求項２に係る発明は、パイプ・イン・コイル製法による加工前に、帯鋼の表面に油溜まり用盲溝となる多数のディンプルをプレス加工又はロール加工により形成したことによって、円筒状軸受部材の油溜まり用盲溝となる多数のディンプルを簡便に形成することができ、また、ディンプルが形成された第一次中間成形品を熱間絞り加工して第二次中間成形品を形成したことにより、ディンプル形成時の加工歪みがなくなり、高周波溶接された部分が管状部材の全体に同化して均一となるため、実質的に母線状継目が解消された優れた加工性を発揮することができる。

また、この熱間絞り加工された第二次中間成形品を冷間延伸して軸に相対する内径に縮径された第三次中間成形品を形成したことにより、高い強度と奇麗な表面粗度を呈してほぼ円筒状軸受部材の内径寸法となるため、仕上げ鍛造時の多段階工程が簡素化されて鍛造機の稼働効率を高め、生産性を大幅に向上させて低コストで量産することができる。

本発明の実施例を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例である円筒状軸受部材の斜視図であり、図２は、本実施例である円筒状軸受部材の製造工程図であり、図３は、本実施例にプレス加工を採用した場合であって、（ａ）は、プレス加工時の態様図であり、（ｂ）は、プレス加工後のディンプルが形成された帯鋼を示す図であり、図４は、本実施例にロール加工を採用した場合であって、（ａ）は、ロール加工時の態様図であり、（ｂ）は、ロール加工後のディンプルが形成された帯鋼を示す図であり、図５は、帯鋼に形成されたディンプルの変形例を示す図である。

まず、本発明の一実施例である円筒状軸受部材１００は、図１に示すように、多数の油溜まり用盲溝１２１が所定の長さに切断された円筒状部材１２０の内側となる内周面１２２に形成されたものであって、更に詳しくは、このような多数の油溜まり用盲溝１２１がプレス加工により形成された帯鋼をパイプ・イン・コイル製法により油溜まり用盲溝１２１を内側として母線状継目を無くした管状部材に成形して所定の長さに切断してなる円筒状部材１２０である。

そこで、本発明の円筒状軸受部材１００の製造方法を、図２に示す円筒状軸受部材の製造工程図などに基づいて以下説明する。
まず、熱延された幅広の帯鋼（図示しない）をスリット加工してなる幅狭の帯鋼１１０を、アンコイラーから繰り出し、この繰り出された帯鋼１１０の表面にプレス機３００を用いて多数のディンプル１１１を形成する。
そして、多数のディンプル１１１を形成した帯鋼１１０を成形ロールに供給して、帯鋼１１０のディンプル１１１を内側として帯鋼１１０の長手方向に沿った両端部を円筒状に順次引き揃えながら管状部材に成形し、この管状部材の外周を取り巻くように配置された高周波溶接装置（高周波誘導加熱コイル）を通過させ、この高周波溶接装置の高周波誘導加熱コイルを通過する際に、帯鋼１１０の長手方向に沿った両端部を円筒状に順次引き揃えながら高周波誘導加熱により相互に溶融結合して高周波溶接され、スクイズロールで母線状継目を無くした円筒状に成形される。
その後、管状部材の内外面に生じた溶接部分のビードを切削機で切削加工して、多数のディンプル１１１を内面に形成した長尺状の第一次中間成形品となる。

ここで、本実施例におけるディンプル１１１の形成には、図３の（ａ）に示すような帯鋼１１０の進行方向に平行な長いディンプル用凸部３１１を有する金型３１０を備えたプレス機３００が用いられている。したがって、帯鋼１１０には、図３の（ｂ）に示すように、金型３１０のディンプル用凸部３１１に対応する長手方向に平行な長い溝のディンプル１１１を所定間隔で形成することができ、最終的に、図１で示すような長手方向端部が封止されている油溜まり用盲溝１２１となる。

なお、前述したように、本実施例では、プレス機３００を用いてディンプル１１１を形成しているが、図４の（ａ）に示すような多数のディンプル用凸部４１１を有する一対のロール４１０を備えたロール機４００を用いても良く、図４の（ｂ）に示すように、この円形のディンプル用凸部４１１が円形溝のディンプル１１１を帯鋼１１０に形成することもできる。

さらに、帯鋼１１０に形成するディンプル１１１のその他の具体的な形状としては、図５の（ａ）に示すような帯鋼１１０の長手方向に対して傾斜している長溝、図５の（ｂ）、および、図５の（ｃ）に示すような帯鋼１１０の長手方向に対して平行な長溝と短溝との組み合わせ、図５の（ｄ）のような示すような帯鋼１１０の長手方向に対して平行な短溝等、種々のディンプル形状を採用できる。

また、図３の（ｂ）、図５の（ｂ）、図５の（ｃ）のように、油溜まり用盲溝１２１の長手方向端部が全て封止されている場合には、帯鋼１１０から円油溜まり用盲溝１２１の溝長さ単位で筒形軸受部材１００を採寸することができる。この場合、金型３１０が上下動するプレス機３００では、帯鋼１１０を円筒形軸受部材１００単位で繰り返し移動させながら多数のディンプル１１１が形成され、ロール機４００のロール４１０では、回転しながら、多数のディンプル１１１が円筒形軸受部材１００単位毎に順次、形成される。
そして、最終工程の切断時に、ディンプル１１１の存在しない中間部分を切断すれば、全ての油溜まり用盲溝１２１の長手方向端部が封止された状態の円筒状軸受部材１００が得られる。

他方、図４の（ｂ）、図５の（ｄ）のような円形溝や短溝のもの、あるいは、図５（ａ）のように帯鋼１１０の長手方向に対して傾斜または直行している長溝のものでは、軸受寸法に切断した場合に、長手方向端部が封止された油溜まり用盲溝１２１が一部残るため、連続的にディンプル１１１を形成してもよい。
なお、前述したようなディンプル１１１は、その後の熱間絞り加工及び冷間伸管加工によって、管状部材の状態で延伸されて変形し、所望のディンプル形態を有する油溜まり用盲溝１２１に形成されるから、熱間絞り加工時の絞り率、冷間伸管加工時の伸管率などを考慮して、ディンプル自体の形状と分配形態を設定すると良い。

つぎに、前述したようなディンプル１１１が形成された管状部材からなる第一次中間成形品は、加熱装置により加熱され、多段に配置した丸ロールにより熱間絞り加工された後、コイル状に巻き取られて第二次中間成型品となる。
すなわち、この熱間絞り加工において、ディンプル形成時の加工歪みがなくなり、高周波溶接された部分が管状部材の全体に同化して均一となるため、実質的に母線状継目が解消された優れた加工性を発揮する第二次中間成型品となる。

さらに、この熱間絞り加工された管状部材からなる第二次中間成型品は、コイルスタンドからダイスを一段または多段に配置した冷間伸管装置に供給され、この冷間伸管装置で所望の軸に相対する内径に縮径されるように冷間延伸するための引き抜き加工が施された後、コイル状に巻き取りとられて第三次中間成型品となる。
この冷間延伸からなる引き抜き加工によって、管状部材からなる第二次中間成型品の強度が向上し、内面及び外面は均質で性状の優れたものとなる。

最後に、管状部材からなる第三次中間成型品を円筒形軸受部材１００のサイズに応じた所定の長さに切断した後、冷間鍛造装置に供給して面取り及びサイジングを行い、最終製品である所望の円筒状軸受部材１００となる。
ここで、第三次中間成型品を所定の長さに切断する際に、予め、超音波センサー等を用いた非破壊検査機で油溜まり用盲溝１２１の位置を検知し、この検知データに基づいて切断位置を定めれば、油溜まり用盲溝１２１の存在しない箇所を正確に切断でき、油溜まり用盲溝１２１内における潤滑油の保持効果を最大限に発揮させることができる。
したがって、本実施例では、この冷間鍛造加工前において既にほぼ円筒状軸受部材１００の所望寸法となっているため、たとえば、従来のような棒材から７〜８ステージの加工工程を必要とする冷間鍛造加工で製造する場合に比較すると、本実施例の場合には冷間鍛造の加工工程が３〜４ステージに簡素化されて少ない工程数で最終製品を完成することができるとともに冷間鍛造機の稼働効率を高めることができ、冷間鍛造加工に要する鍛造工具の損耗も少なくすることができる。

以上のようにして得られた本実施例の円筒状軸受部材１００は、高周波溶接された部分が管状部材の全体に同化して均一となり実質的に母線状継目が解消できるため、この円筒状軸受部材にシャフト、ピン等を挿入して滑り軸受として使用した場合、油溜まり用盲溝１２１に注油された潤滑油を長時間に亘って保持して潤滑性能を充分に発揮することができ、しかも、油溜まり用盲溝１２１となるディンプル１１１がパイプ・イン・コイル製法の前段階で帯鋼１１０にプレス加工またはロール加工により連続的に形成されているので、円筒状軸受部材１００に所望の盲溝形態を有する油溜まり用盲溝１２１を効率よく形成することができ、冷間鍛造時の多段階工程が簡素化されて冷間鍛造機の稼働効率を高め、生産性を大幅に向上させて低コストで量産することができるなど、その効果は甚大である。

本発明の一実施例である円筒状軸受部材の斜視図。 本実施例である円筒状軸受部材の製造工程図。 本実施例にプレス加工を採用した場合であって、（ａ）は、プレス加工時の態様図であり、（ｂ）は、プレス加工後のディンプルが形成された帯鋼を示す図。 本実施例にロール加工を採用した場合であって、（ａ）は、ロール加工時の態様図であり、（ｂ）は、ロール加工後のディンプルが形成された帯鋼を示す図。 帯鋼に形成されたディンプルの変形例を示す図。

符号の説明

１００ ・・・ 円筒状軸受部材
１１０ ・・・ 帯鋼
１１１ ・・・ ディンプル
１２０ ・・・ 円筒状部材
１２１ ・・・ 油溜まり用盲溝
１２２ ・・・ 内周面
３００ ・・・ プレス機
３１０ ・・・ 金型
３１１ ・・・ ディンプル用凸部
４００ ・・・ ロール機
４１０ ・・・ ロール
４１１ ・・・ ディンプル用凸部

Claims (2)

1. 多数の油溜まり用盲溝がプレス加工又はロール加工により形成された帯鋼を、パイプ・イン・コイル製法により前記油溜まり用盲溝を内側として母線状継目を無くした管状部材に成形して所定の長さに切断してなることを特徴とする円筒状軸受部材。
2. 帯鋼の表面に、油溜まり用盲溝となる多数のディンプルをプレス加工又はロール加工により形成した後、パイプ・イン・コイル製法によって、前記ディンプルを内側として帯鋼の長手方向に沿った両端部を円筒状に順次引き揃えながら高周波溶接して母線状継目を無くした円筒状の第一次中間成形品を形成し、該第一次中間成形品を熱間絞り加工して第二次中間成形品を形成し、該第二次中間成形品を冷間伸管加工して所定の軸に相対する内径に縮径された第三次中間成形品を形成し、次いで、該第三次中間成形品を少なくとも所定の長さに切断することを特徴とする円筒状軸受部材の製造方法。
   

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