JP2006038181A - 円筒軸受ブッシュを軸支持体内に固定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 突き合わせ端面が互いに密に接触し、内周面に切削、研削等の機械加工による仕上げ加工を施すことなく内周面の真円度の極めて高い円筒軸受ブッシュをハウジングとしての軸支持体内に固定する方法を提供すること。
【解決手段】 軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法は、略円筒軸受ブッシュ６を形成する工程と、金型１０を準備する工程と、芯金２０を準備する工程と、芯金２０に所定の圧力をかけて略円筒軸受ブッシュ６にアプセット加工を施す工程と、円筒軸受ブッシュＢにアニーリング処理を施す工程と、軸支持体５０を準備する工程と、他の芯金６０を準備する工程と、アニーリング処理後の円筒軸受ブッシュＢに再度のアプセット加工を施す工程とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、内周面の真円度を極めて高くした状態で円筒軸受ブッシュをハウジングとしての軸支持体内に固定する方法に関する。

特開平５−９９２３０号公報 特開平９−５３６４２号公報 特公昭６１−１１７００号公報

板状の裏金と該裏金の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と該多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂層からなる複層材を、該合成樹脂層を内側にして円筒状に捲回して形成された円筒軸受ブッシュ、所謂巻きブッシュは各種機械装置等における軸を円滑に摺動支承する支持手段として広く使用されている。

この円筒軸受ブッシュは複層材を円筒状に捲回して形成されるため、円筒軸受ブッシュの両端の突き合わせ端面間にスプリングバック等により比較的大きな隙間、例えば１．５ｍｍ程度の隙間の発生が余儀なくされる。また、複層材を円筒状に捲回して形成する際に生じた合成樹脂層の残留応力が円筒軸受ブッシュの使用時の温度によって解放され、合成樹脂層に盛り上がりを生じてその肉厚が厚くなり、該円筒軸受ブッシュの内径の寸法精度を著しく低下させる。

このような円筒軸受ブッシュのハウジングとしての軸支持体の孔への固定を圧入によって行なう場合には、軸支持体の孔の寸法誤差（公差）と円筒軸受ブッシュの肉厚の寸法誤差等との累積により、圧入後、円筒軸受ブッシュの内径が大きくばらつくこととなり、高い内径寸法精度をもって円筒軸受ブッシュを孔に固定することが困難となる場合がある。

円筒軸受ブッシュの両端突き合わせ端面間に生じた隙間を減少させるべく、成形時に生じた合成樹脂層の残留応力を熱処理と冷却処理とを施して除去する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法では円筒軸受ブッシュの突き合わせ端面間の隙間を完全に無くすことはできず、高い内径寸法精度をもって円筒軸受ブッシュを孔に固定することが困難となる。

また、成形時に生じた合成樹脂層の残留応力をアニーリング処理によって除去した円筒軸受ブッシュをハウジングとしての軸支持体の孔に圧入固定したのち、該円筒軸受ブッシュの内周面を研削による仕上げ加工により内径の寸法精度を高めた軸受装置が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法は内径の寸法精度を機械加工によって高めるものであり、機械加工時に生じる切粉等が内周面に残存し、該円筒軸受ブッシュに支承される軸を損傷させる虞がある。

更に、円筒軸受ブッシュの寸法精度を高める方法として、円筒軸受ブッシュをホルダの孔内に圧入すると共に、該軸受ブッシュの内径内に基準となる軸コアを嵌合させ、さらにこの軸受ブッシュを軸方向に圧縮してホルダの変形を介して軸受ブッシュに内径方向の変形を与え、もって軸受ブッシュの内周面を軸コアになじませることにより、軸受ブッシュの内径の所要の寸法精度が得られるようした方法が提案されている（特許文献３参照）。

この方法は円筒軸受ブッシュの寸法精度を高める方法としては有効であるが、それでも円筒軸受ブッシュを構成する複層材における裏金のスプリングバックを消滅させることは不可能であり、やはり軸受ブッシュを型から取り出した後には、円筒軸受ブッシュの突き合わせ端面間に隙間を生じ、型内での寸法精度をそのまま維持させることはできない。特に、内径寸法が小さい、例えば内径１０ｍｍ以下の円筒軸受ブッシュにおいては顕著である。

通常、板状の裏金には冷間圧延鋼板又はリン青銅などの銅合金が使用されている。冷間圧延鋼板を裏金に使用した複層材からなる円筒軸受ブッシュにおいては、充分な内周面の真円度を得るには大きな成形圧力によるアプセット加工が必要となるが、大きな成形圧力でアプセット加工を行った場合でも、アプセット加工後、突き合わせ端面間にスプリングバックによる隙間を生じ、充分な内周面の真円度を得ることが難しい。

また、裏金にリン青銅板を使用した複層材からなる円筒軸受ブッシュにおいては、次のような問題点がある。すなわち、リン青銅板の表面に多孔質金属焼結層を形成する際、リンなどの固溶型元素が核生成を促進する役割を果たし、異常結晶成長から３次再結晶を惹き起こすため、リン青銅板の表面に結晶粒が発現し、著しい強度低下を招来する。また、これらの固溶型元素は加工硬化に大きく寄与し、加工硬化度が増加する。このようなリン青銅板を裏金として使用した複層材からなる円筒軸受ブッシュに内周面の真円度を高めるためにアプセット加工を施した場合、裏金の充分な塑性変形が行われず、充分な真円度を得る前に加工硬化を起こし、それ以上の成形圧力をかけることにより裏金の粒界からクラックを生じるという問題である。

本発明者らは、上記複層材における裏金に着目し、この裏金の材料として純銅、中でも無酸素銅又はタフピッチ銅は軟化点が２００℃と低く、加工性に優れていることから曲げ加工等が容易に行われ、アプセット加工による寸法精度の向上が図られると共に、これら無酸素銅又はタフピッチ銅は加工硬化により硬度が高められることから、摺動部材としての強度が確保されることを確認した。

本発明は、前記知見に基づきなされたものであって、その目的とするところは、突き合わせ端面が互いに密に接触し、内周面に切削、研削等の機械加工による仕上げ加工を施すことなく内周面の真円度の極めて高い円筒軸受ブッシュをハウジングとしての軸支持体内に固定する方法を提供することにある。

本発明の円筒軸受ブッシュを軸支持体内に固定する方法は、無酸素銅又はタフピッチ銅から成る板状の裏金と、該裏金の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と、該多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂層とを具備する複層材を、該合成樹脂層を内側にして円筒状に捲回して突き合わせ端面間に隙間が生じた略円筒軸受ブッシュを形成する工程と、大径筒状内壁面によって規定される大径円筒孔を具備した金型本体と、この大径円筒孔に軸方向に隣接して配されていると共に該大径円筒孔の径よりも小径の小径円筒孔を具備した金型台座とからなり、該金型本体の大径筒状内壁面と金型台座の小径円筒孔を規定する小径筒状内壁面との間には、大径筒状内壁面から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面で終端する環状面が介在してなる金型を準備する工程と、略円筒軸受ブッシュの内径寸法を規定する径をもった小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接していると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる芯金を準備する工程と、該芯金の小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、該小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着した芯金の小径筒状外面の一部を金型の小径円筒孔に、芯金の大径筒状外面を金型の大径円筒孔に夫々配し、該芯金に所定の圧力をかけて小径筒状外面の残部並びに金型及び芯金の夫々の環状面によって略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施す工程と、アプセット加工後、金型から円筒軸受ブッシュを取り出し、突き合わせ端面が互いに密に接触し、かつ内周面の真円度が５μｍ〜１５μｍに形成された円筒軸受ブッシュを得ると共に、該円筒軸受ブッシュにアニーリング処理を施す工程と、大径筒状内壁面によって規定される大径円筒孔とこの大径円筒孔に軸方向に隣接して配されている該大径円筒孔の径よりも小径の小径円筒孔とを具備しており、該大径筒状内壁面と小径円筒孔を規定する小径筒状内壁面との間には、大径筒状内壁面から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面で終端する環状面が介在してなる軸支持体を準備する工程と、円筒軸受ブッシュの最終の内径寸法を規定する径をもった小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接していると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる他の芯金を準備する工程と、該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着した当該他の芯金の小径筒状外面の一部を軸支持体の小径円筒孔に、他の芯金の大径筒状外面を軸支持体の大径円筒孔に夫々配し、該他の芯金に所定の圧力をかけて他の芯金の小径筒状外面の残部並びに軸支持体及び他の芯金の夫々の環状面によってアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施すと共に、該アプセット加工によって、内周面の真円度を２μｍ〜８μｍに形成した円筒軸受ブッシュを軸支持体の大径円筒孔に固定する工程とを具備していることを特徴とする。

本発明の円筒軸受ブッシュを軸支持体内に固定する他の方法は、無酸素銅又はタフピッチ銅からなる板状の裏金と、該裏金の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と、該多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂層とを具備する複層材を、該合成樹脂層を内側にして円筒状に捲回して突き合わせ端面間に隙間が生じた略円筒軸受ブッシュを形成する工程と、略円筒軸受ブッシュの最終の外径寸法を規定する径をもった筒状内壁面によって規定される円孔を備えた金型本体と一端側に凹所を有すると共に該凹所の開口面を囲繞する環状端面及び金型本体の筒状内壁面に嵌合される筒状外面を有した受金とを具備した金型を準備する工程と、略円筒軸受ブッシュの最終の内径寸法を規定する径を有すると共に前記受金の凹所に嵌入される小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接して配されていると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる芯金を準備する工程と、該芯金の小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、該受金を金型本体の円孔の一方の開口端から円孔内に、該小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着した芯金の小径筒状外面の一部を金型本体の円孔の他方の開口端を介して受金の凹所に夫々配し、該受金及び芯金に所定の圧力を掛けて小径筒状外面の残部、受金の環状端面及び芯金の環状面によって略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施す工程と、アプセット加工後、金型から円筒軸受ブッシュを取り出し、突き合わせ端面が互いに密に接触し、かつ内周面の真円度が５μｍ〜１５μｍに形成された円筒軸受ブッシュを得ると共に、該円筒軸受ブッシュにアニーリング処理を施す工程と、大径筒状内壁面によって規定される大径円筒孔とこの大径円筒孔に軸方向に隣接して配されている該大径円筒孔の径よりも小径の小径円筒孔とを具備しており、該大径筒状内壁面と小径円筒孔を規定する小径筒状内壁面との間には、大径筒状内壁面から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面で終端する環状面が介在してなる軸支持体を準備する工程と、円筒軸受ブッシュの最終の内径寸法を規定する径をもった小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接していると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる他の芯金を準備する工程と、該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着した当該他の芯金の小径筒状外面の一部を軸支持体の小径円筒孔に、他の芯金の大径筒状外面を軸支持体の大径円筒孔に夫々配し、該他の芯金に所定の圧力をかけて他の芯金の小径筒状外面の残部並びに軸支持体及び他の芯金の夫々の環状面によってアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュに再度のアプセット加工を施すと共に、該再度のアプセット加工によって、内周面の真円度を２μｍ〜８μｍに形成した円筒軸受ブッシュを軸支持体の大径円筒孔に固定する工程とを具備していることを特徴とする。

本発明によれば、略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施すことにより、略円筒軸受ブッシュはその内周面及び外周面が芯金の小径筒状外面及び金型の大径円筒孔の寸法に倣って塑性流動し、突き合わせ端面が互いに密に接触せしめられた状態で円筒軸受ブッシュに形成される。アプセット加工後、金型から取出した際の円筒軸受ブッシュの内周面の真円度は５μｍ〜１５μｍに形成される。この略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施す際の芯金に加える圧力は、好ましくは０．３ＫＮ／ｍｍ^２〜１．７ＫＮ／ｍｍ^２、より好ましくは０．５ＫＮ／ｍｍ^２〜１．１ＫＮ／ｍｍ^２である。

本発明によれば、アプセット加工された円筒軸受ブッシュにはアニーリング処理が施され、該円筒軸受ブッシュに蓄積された応力が解放されたのち、ハウジングとしての軸支持体内に再度のアプセット加工により固定される。アニーリング処理は、好ましくは１８０℃以上、より好ましくは２００℃以上の温度で０．５〜４時間行われる。また、アプセット加工され、内周面の真円度が５μｍ〜１５μｍに形成された円筒軸受ブッシュを軸支持体内に再度のアプセット加工により固定する際の他の芯金に加える圧力は、好ましくは０．１ＫＮ／ｍｍ^２〜０．６ＫＮ／ｍｍ^２である。このように軸支持体内に再度のアプセット加工により固定された円筒軸受ブッシュの内周面の真円度は、２μｍ〜８μｍと極めて高いものとなる。その結果、軸支持体内に固定された円筒軸受ブッシュの内周面の寸法精度を高めるための切削、研削等の機械加工による仕上げ加工を施す必要がない。

本発明の固定方法において、円筒軸受ブッシュの裏金を形成する無酸素銅には、ＪＩＳ−Ｈ−２１２３で規定されている無酸素形銅の１種又は２種が使用され、タフピッチ銅には同じくＪＩＳ−Ｈ−２１２３で規定されているタフピッチ形銅が使用される。これら裏金は、アプセット加工により加工硬化を生じ、その硬さがマイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）で８０〜１４０を呈し得る。

本発明の固定方法において、円筒軸受ブッシュの合成樹脂層は、四ふっ化エチレン樹脂、四ふっ化エチレン樹脂を主成分とする合成樹脂組成物、ポリアミドイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂を主成分とする合成樹脂組成物を具備しているとよい。

合成樹脂組成物としては、四ふっ化エチレン樹脂にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などの有機物質及び／又はカーボン粉末、黒鉛などの無機物質を、あるいはポリアミドイミド樹脂に四ふっ化エチレン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機物質及び／又はカーボン粉末、黒鉛などの無機物質を、夫々所定量の割合で配合した合成樹脂組成物が使用されて好適である。

好ましい例では、軸支持体の小径円筒孔は、再度のアプセット加工後の円筒軸受ブッシュの内径と実質的に等しい径か又は当該径よりも若干大きな径を有している。

軸支持体としては、金属又はガラス繊維、炭素繊維等の補強材を含有する強化合成樹脂から形成されているものを好ましい例として挙げることができる。

本発明によれば、突き合わせ端面が互いに密に接触し、内周面に切削、研削等の機械加工を施すことなくハウジングとしての軸支持体内に円筒軸受ブッシュをその内径が２μｍ〜８μｍと極めて高い真円度をもって固定することができる。

本発明に係る図１に示す複層材４は、無酸素銅又はタフピッチ銅からなる板状の裏金１と、該裏金１の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層２と、該多孔質金属焼結層２の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂層３とから形成されている。該複層材４は、該合成樹脂層３を内側にして円筒状に捲回し、両端の突き合わせ端面５、５間に隙間δを有する略円筒軸受ブッシュ６（図２）に形成される。多孔質金属焼結層２としては、銅又は銅合金、とくに青銅からなる多孔質青銅焼結層が好適である。

略円筒軸受ブッシュ６には、内、外径の寸法精度を高めるべく、図３及び図４に示す金型１０と芯金２０とによって又は図６に示す金型３０と芯金４０とによってアプセット加工が施される。

金型１０は、略円筒軸受ブッシュ６の最終の外径寸法を規定する径をもった大径筒状内壁面１１によって規定される大径円筒孔１２を具備した金型本体１３と、この大径円筒孔１２に軸方向に隣接して配されていると共に該大径円筒孔１２の径１４よりも小径であって、芯金２０の小径筒状外面２２の径２１と等しい径をもった小径円筒孔１５を具備した金型台座１６とからなり、金型１０の大径筒状内壁面１１と小径円筒孔１５を規定する小径筒状内壁面１７との間には、大径筒状内壁面１１から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面１７で終端する環状面１８が介在している。

芯金２０は、略円筒軸受ブッシュ６の最終の内径寸法を規定する径２１をもった小径筒状外面２２と、小径筒状外面２２に軸方向の上方に隣接して配されていると共に、小径筒状外面２２の径よりも大きく、前記大径円筒孔１２の径１４に等しい径２３をもった大径筒状外面２４とを具備しており、小径筒状外面２２と大径筒状外面２４との間に、小径筒状外面２２から径方向であって外方に延びて大径筒状外面２４で終端する環状面２５が介在している。

略円筒軸受ブッシュ６へのアプセット加工は、次のようにして行われる。芯金２０の小径筒状外面２２に略円筒軸受ブッシュ６を嵌着し、次に、芯金２０を金型１０に対して位置決めし、更に、芯金２０にＡ方向の荷重を加えて、芯金２０を金型１０の金型台座１６に向かって移動させる。

更に、芯金２０の小径筒状外面２２の一部を金型１０の金型台座１６の小径円筒孔１５に、芯金２０の大径筒状外面２４を金型１０の金型本体１３の大径円筒孔１２に夫々配して、図４に示すように小径筒状外面２２の残部並びに金型１０及び芯金２０の夫々の環状面１８及び２５によって略円筒軸受ブッシュ６をアプセット加工する。

このアプセット加工は、大径筒状内壁面１１及び小径筒状外面２２の残部並びに環状面１８及び２５によって形成される環状空間Ｓの容積が円筒軸受ブッシュＢの体積の近傍になるまで環状空間Ｓを減少させるように行うのであるが、環状空間Ｓの容積減少により、略円筒軸受ブッシュ６に軸方向の圧縮力を加えて、略円筒軸受ブッシュ６の軸方向の長さを減少させる一方、この軸方向の長さの減少に基づいて略円筒軸受ブッシュ６を径方向に塑性変形させて、大径筒状内壁面１１に圧接させ、突き合わせ端面５、５が互いに密に接触した円筒軸受ブッシュＢにする。この円筒軸受ブッシュＢは金型１０から取り出される（図５）。

上記の金型１０及び芯金２０を用いる代わりに図６に示す金型３０と芯金４０を用いてアプセット加工を行ってもよい。

金型３０は、略円筒軸受ブッシュ６の最終の外径寸法を規定する径をもった筒状内壁面３１によって規定される円孔３２を備えた金型本体３３と、一端３５側に凹所３６を有すると共に凹所３６の開口端面を囲繞する環状端面３７及び金型本体３３の筒状内壁面３１に嵌合される筒状外面３４を備えた受金３８とからなり、芯金４０は、前述の芯金２０と同様に構成されており、略円筒軸受ブッシュ６の最終の内径寸法を規定する径を有すると共に受金３８の凹所３６に嵌入される小径筒状外面４１とこの小径筒状外面４１に軸方向に隣接して配されていると共に該小径筒状外面４１よりも大径の大径筒状外面４２とを具備しており、小径筒状外面４１と大径筒状外面４２との間には、小径筒状外面４１から径方向であって外方に延びて大径筒状外面４２で終端する環状面４３が介在している。

斯かる金型３０と芯金４０とを準備し、該芯金４０の小径筒状外面４１に略円筒軸受ブッシュ６を嵌着し、次に、受金３８を金型本体３３の円孔３２の一方の開口端から円孔３２内に配し、該小径筒状外面４１に略円筒軸受ブッシュ６を嵌着した芯金４０の小径筒状外面４１の一部を金型本体３３の円孔３２の他方の開口端を介して受金３８の凹所３６に配し、受金３８及び芯金４０の夫々に所定の圧力を掛けて小径筒状外面４１の残部、受金３８の環状端面３７及び芯金４０の環状面４３によって略円筒軸受ブッシュ６をアプセット加工する。

このアプセット加工は、金型本体３３の筒状内壁面３１と芯金４０の小径筒状外面４１の残部と金型本体３３の環状端面３７と芯金４０の環状面４３とによって形成される環状空間Ｓの容積が円筒軸受ブッシュＢの体積の近傍になるまで環状空間Ｓを減少させるように受金３８及び芯金４０に夫々圧縮力を掛けて行うのであるが、環状空間Ｓの容積減少により、略円筒軸受ブッシュ６の軸方向の長さを減少させる一方、この軸方向長さの減少に基づいて略円筒軸受ブッシュ６を径方向に塑性変形させて、金型本体３３の筒状内壁面３１に圧接させ、突き合わせ端面５、５が互いに密に接触した円筒軸受けブッシュＢにする。この円筒軸受ブッシュＢは金型３０及び芯金４０から取り出される。

金型１０又は金型３０から取り出した円筒軸受ブッシュＢは、ついで、１８０℃以上、より好ましくは２００℃以上の温度に加熱された加熱炉に０．５〜４時間保持されてアニーリング処理され、アプセット加工により円筒軸受ブッシュＢに蓄積された応力が斯かるアニーリング処理により解放される。

次に、大径筒状内壁面５１によって規定される大径円筒孔５２と、この大径円筒孔５２に軸方向に隣接して配されていると共に、該大径円筒孔５２の径５３よりも小径であって、最終の円筒軸受ブッシュＢの内径ｄと実質的に等しい径５４をもった小径円筒孔５５とを具備しており、該大径筒状内壁面５１と小径円筒孔５５を規定する小径筒状内壁面５６との間に、大径筒状内壁面５１から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面５６で終端する環状面５７が介在しているハウジングとしての金属製の軸支持体５０を準備する（図７）。

また、最終の円筒軸受ブッシュＢの内径ｄを規定する径６１をもった小径筒状外面６２と、小径筒状外面６２に軸方向の上方に隣接して配されていると共に、小径筒状外面６２の径よりも大きく、前記軸支持体５０の大径円筒孔５２の径５３に実質的に等しい径６３をもった大径筒状外面６４とを具備しており、小径筒状外面６２と大径筒状外面６４との間に、小径筒状外面６２から径方向であって外方に延びて大径筒状外面６４で終端する環状面６５が介在している他の芯金６０を準備する（図８）。

準備された軸支持体５０と芯金６０とにおいて、芯金６０の小径筒状外面６２にアニーリング処理が施された円筒軸受ブッシュＢを図８に示すように嵌着し、次に、芯金６０を軸支持体５０に対して位置決めし、更に、芯金６０にＡ方向の荷重を加えて、芯金６０を軸支持体５０に向かって移動させる。

図８に示すように更に、芯金６０の小径筒状外面６２の一部を軸支持体５０の小径円筒孔５５に、芯金６０の大径筒状外面６４を軸支持体５０の大径円筒孔５２に夫々配して、小径筒状外面６２の残部並びに軸支持体５０及び芯金６０の夫々の環状面５７及び６５によって円筒軸受ブッシュＢをアプセット加工すると共に、該円筒軸受ブッシュＢを軸支持体５０の大径円筒孔５２に固定する。

応力が解放された円筒軸受ブッシュＢは、金属製の軸支持体５０に再度のアプセット加工によって固定される。この再度のアプセット加工による円筒軸受ブッシュＢの軸支持体５０の大径円筒孔５２への固定により、該円筒軸受ブッシュＢの内周面の真円度は、切削、研削などの機械加工による仕上げ加工を必要としない極めて高いものとなる。

次に、複層材４として、以下の３種類の複層材（１）、（２）及び（３）を使用して試験体（略円筒軸受ブッシュ６）を作製し、この試験体を最終のハウジングとしての金属製の軸支持体５０内に固定するという試験を行い、軸支持体５０内に固定された最終の円筒軸受ブッシュＢの内周面の真円度を測定した。

（複層材（１））
無酸素銅からなる板状の裏金１と該裏金１の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層２としての多孔質青銅焼結層と該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された黒鉛５重量％と四ふっ化エチレン樹脂９５重量％とからなる合成樹脂組成物の合成樹脂層３を具備した複層材４（厚さ０．９７ｍｍ）。
（複層材（２））
タフピッチ銅からなる板状の裏金１と該裏金１の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層２としての多孔質青銅焼結層と該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された黒鉛５重量％と四ふっ化エチレン樹脂９５重量％からなる合成樹脂組成物の合成樹脂層３を具備した複層材４（厚さ０．９７ｍｍ）。
（複層材（３）：従来技術）
冷間圧延鋼板からなる裏金１と該裏金１の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層２としての多孔質青銅焼結層と該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された黒鉛５重量％と四ふっ化エチレン樹脂９５重量％からなる合成樹脂組成物の合成樹脂層３を具備した複層材４（厚さ０．９７ｍｍ）。

複層材（１）、（２）及び（３）の夫々から夫々３個の試験体（略円筒軸受ブッシュ６）を作製した。
試験体（１）−１：内径１０．２０ｍｍ、外径１１．９６ｍｍ、長さ１０．２０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．５ｍｍ
試験体（１）−２：内径１０．１５ｍｍ、外径１２．０７ｍｍ、長さ１０．３０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．４ｍｍ
試験体（１）−３：内径１０．１８ｍｍ、外径１２．０４ｍｍ、長さ１０．２０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．４ｍｍ
試験体（２）−１：内径１０．１８ｍｍ、外径１２．１２ｍｍ、長さ１０．２０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．５ｍｍ
試験体（２）−２：内径１０．１６ｍｍ、外径１２．０６ｍｍ、長さ１０．１８ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．５ｍｍ
試験体（２）−３：内径１０．２０ｍｍ、外径１２．０８ｍｍ、長さ１０．２０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．５ｍｍ
試験体（３）−１：内径１０．２０ｍｍ、外径１２．１２ｍｍ、長さ１０．２０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．８ｍｍ
試験体（３）−２：内径１０．１８ｍｍ、外径１１．９８ｍｍ、長さ１０．２０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．７ｍｍ
試験体（３）−３：内径１０．２０ｍｍ、外径１２．０８ｍｍ、長さ１０．３０ｍｍ、 突き合わせ端面間の隙間０．９ｍｍ

＜金型及び芯金（図３及び図４）＞
金型１０の大径円筒孔１２の径：１２ｍｍ
芯金２０の小径筒状外面２２の径：１０ｍｍ

＜試験方法＞
芯金２０の小径筒状外面２２に各試験体を嵌着し、芯金２０を金型１０に対して位置決めし、芯金２０に荷重０．８７ＫＮ／ｍｍ^２を加え、各試験体にアプセット加工を施して円筒軸受ブッシュＢとした後、金型１０から円筒軸受ブッシュＢを取り出した状態での各円筒軸受ブッシュＢの一方の端部から３ｍｍの位置の内周面の真円度を測定した。また、アプセット加工後の突き合わせ端面５、５間の隙間δの状態を観察した。結果を表１に示す。

次に、試験体（１）−１ないし試験体（３）−３の各円筒軸受ブッシュＢを２００℃の温度に加熱した加熱炉内に４時間保持し、アニーリング処理を施した。

ついで、芯金６０の小径筒状外面６２に、アニーリング処理が施された各試験体（円筒軸受ブッシュＢ）を嵌着し、芯金６０をハウジングとしての軸支持体５０に対して位置決めし、芯金６０に荷重０．４ＫＮ／ｍｍ^２を加え、各試験体に再度のアプセット加工を施すと共に試験体を軸支持体５０に固定した。軸支持体５０内に固定された各試験体について、各試験体の一方の端部から３ｍｍの位置の真円度を測定した。また、裏金１のマイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）を測定した。これらの測定結果を表２に示す。

以上のように、ハウジングとしての金属製の軸支持体５０の大径円筒孔５２に固定された円筒軸受ブッシュＢは、その内周面の真円度が極めて高い値を示している。このように円筒軸受ブッシュＢが極めて高い内周面の真円度をもって軸支持体５０の大径円筒孔５２に固定されたということは、内周面に切削、研削等の機械加工による仕上げ加工を必要としないことを意味するものである。また、裏金１のマイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）がおおよそ１００前後の値を示したことにより、軸受等の摺動部材としての強度が確保された。

本発明によれば、両端の突き合わせ端面が互いに密に接触せしめられ、内周面に切削、研削等の機械加工による仕上げ加工を行うことなく内周面が極めて高い真円度をもってハウジングとしての軸支持体内に固定する方法を提供することができる。

本発明の固定方法における複層材の断面図である。 本発明の固定方法における略円筒軸受ブッシュの斜視図である。 本発明の固定方法における金型と芯金とからなるアプセット装置の断面図である。 本発明の固定方法におけるアプセット加工の最終工程の説明図である。 本発明の固定方法におけるアプセット加工後の円筒軸受ブッシュの斜視図である。 本発明の固定方法における他の金型と芯金とからなるアプセット装置の断面図である。 本発明の固定方法における軸支持体の断面図である。 本発明の固定方法における最終工程の説明図である。

符号の説明

１ 裏金
２ 多孔質金属焼結層
３ 合成樹脂層
４ 複層材
５ 突き合わせ端面
６ 略円筒軸受ブッシュ
１０、３０ 金型
２０、４０ 芯金
５０ 軸支持体

Claims (8)

1. 無酸素銅又はタフピッチ銅からなる板状の裏金と、該裏金の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と、該多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂層とを具備する複層材を、該合成樹脂層を内側にして円筒状に捲回して突き合わせ端面間に隙間が生じた略円筒軸受ブッシュを形成する工程と、
   大径筒状内壁面によって規定される大径円筒孔を具備した金型本体と、この大径円筒孔に軸方向に隣接して配されていると共に該大径円筒孔の径よりも小径の小径円筒孔を具備した金型台座とからなり、該金型本体の大径筒状内壁面と金型台座の小径円筒孔を規定する小径筒状内壁面との間には、大径筒状内壁面から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面で終端する環状面が介在してなる金型を準備する工程と、
   略円筒軸受ブッシュの内径寸法を規定する径をもった小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接していると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる芯金を準備する工程と、
   該芯金の小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、
   該小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着した芯金の小径筒状外面の一部を金型の小径円筒孔に、芯金の大径筒状外面を金型の大径円筒孔に夫々配し、該芯金に所定の圧力をかけて小径筒状外面の残部並びに金型及び芯金の夫々の環状面によって略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施す工程と、
   アプセット加工後、金型から円筒軸受ブッシュを取り出し、突き合わせ端面が互いに密に接触し、かつ内周面の真円度が５μｍ〜１５μｍに形成された円筒軸受ブッシュを得ると共に、該円筒軸受ブッシュにアニーリング処理を施す工程と、
   大径筒状内壁面によって規定される大径円筒孔とこの大径円筒孔に軸方向に隣接して配されている該大径円筒孔の径よりも小径の小径円筒孔とを具備しており、該大径筒状内壁面と小径円筒孔を規定する小径筒状内壁面との間には、大径筒状内壁面から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面で終端する環状面が介在してなる軸支持体を準備する工程と、
   円筒軸受ブッシュの最終の内径寸法を規定する径をもった小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接していると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる他の芯金を準備する工程と、
   該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、
   該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着した当該他の芯金の小径筒状外面の一部を軸支持体の小径円筒孔に、他の芯金の大径筒状外面を軸支持体の大径円筒孔に夫々配し、該他の芯金に所定の圧力をかけて他の芯金の小径筒状外面の残部並びに軸支持体及び他の芯金の夫々の環状面によってアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュに再度のアプセット加工を施すと共に、該再度のアプセット加工によって、内周面の真円度を２μｍ〜８μｍに形成した円筒軸受ブッシュを軸支持体の大径円筒孔に固定する工程と、
   を具備した軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
2. 無酸素銅又はタフピッチ銅からなる板状の裏金と、該裏金の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と、該多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂層とを具備する複層材を、該合成樹脂層を内側にして円筒状に捲回して突き合わせ端面間に隙間が生じた略円筒軸受ブッシュを形成する工程と、
   略円筒軸受ブッシュの最終の外径寸法を規定する径をもった筒状内壁面によって規定される円孔を備えた金型本体と一端側に凹所を有すると共に該凹所の開口面を囲繞する環状端面及び金型本体の筒状内壁面に嵌合される筒状外面を有した受金とを具備した金型を準備する工程と、
   略円筒軸受ブッシュの最終の内径寸法を規定する径を有すると共に前記受金の凹所に嵌入される小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接して配されていると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる芯金を準備する工程と、
   該芯金の小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、
   該受金を金型本体の円孔の一方の開口端から円孔内に、該小径筒状外面に略円筒軸受ブッシュを嵌着した芯金の小径筒状外面の一部を金型本体の円孔の他方の開口端を介して受金の凹所に夫々配し、該受金及び芯金に所定の圧力を掛けて小径筒状外面の残部、受金の環状端面及び芯金の環状面によって略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施す工程と、
   アプセット加工後、金型から円筒軸受ブッシュを取り出し、突き合わせ端面が互いに密に接触し、かつ内周面の真円度が５μｍ〜１５μｍに形成された円筒軸受ブッシュを得ると共に、該円筒軸受ブッシュにアニーリング処理を施す工程と、
   大径筒状内壁面によって規定される大径円筒孔とこの大径円筒孔に軸方向に隣接して配されている該大径円筒孔の径よりも小径の小径円筒孔とを具備しており、該大径筒状内壁面と小径円筒孔を規定する小径筒状内壁面との間には、大径筒状内壁面から径方向であって内方に延びて小径筒状内壁面で終端する環状面が介在してなる軸支持体を準備する工程と、
   円筒軸受ブッシュの最終の内径寸法を規定する径をもった小径筒状外面とこの小径筒状外面に軸方向に隣接していると共に該小径筒状外面よりも大径の大径筒状外面とを具備しており、小径筒状外面と大径筒状外面との間には、小径筒状外面から径方向であって外方に延びて大径筒状外面で終端する環状面が介在してなる他の芯金を準備する工程と、
   該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着する工程と、
   該他の芯金の小径筒状外面にアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュを嵌着した当該他の芯金の小径筒状外面の一部を軸支持体の小径円筒孔に、他の芯金の大径筒状外面を軸支持体の大径円筒孔に夫々配し、該他の芯金に所定の圧力をかけて他の芯金の小径筒状外面の残部並びに軸支持体及び他の芯金の夫々の環状面によってアニーリング処理後の円筒軸受ブッシュに再度のアプセット加工を施すと共に、該再度のアプセット加工によって、内周面の真円度を２μｍ〜８μｍに形成した円筒軸受ブッシュを軸支持体の大径円筒孔に固定する工程と、
   を具備した軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
3. 略円筒軸受ブッシュにアプセット加工を施す際の芯金に加える圧力は、０．３ＫＮ／ｍｍ^２〜１．７ＫＮ／ｍｍ^２である請求項１又は２に記載の軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
4. アニーリング処理は、１８０℃以上の温度で０．５〜４時間行われる請求項１から３のいずれか一項に記載の軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
5. 円筒軸受ブッシュを軸支持体内に再度のアプセット加工により固定する際の他の芯金に加える圧力は、０．１ＫＮ／ｍｍ^２〜０．６ＫＮ／ｍｍ^２である請求項１から４のいずれか一項に記載の軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
6. 軸支持体内に固定された円筒軸受ブッシュの裏金の硬度は、マイクロビッカース硬度（ＭＨｖ）で８０〜１４０を呈する請求項１から５のいずれか一項に記載の軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
7. 軸支持体の小径円筒孔は、再度のアプセット加工後の円筒軸受ブッシュの内径と実質的に等しい径か又は当該径よりも若干大きな径を有している請求項１から６のいずれか一項に記載の軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。
8. 軸支持体は、金属又は強化合成樹脂からなる請求項１から７のいずれか一項に記載の軸支持体内に円筒軸受ブッシュを固定する方法。

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