JP3152970B2 - 含油摺動体を有する機械要素の製造方法 - Google Patents
含油摺動体を有する機械要素の製造方法Info
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Description
プーリ等のような含油摺動体を有する機械要素の製造方
法に関する。
うな高度の耐摩耗性が必要とされる機械要素に使用して
最適な工業材料として、ナイロン粉末と熱硬化性樹脂と
を化学的に結合した共結ナイロンの製造方法を既に提案
している(特公昭35−3383号公報参照)。この共
結ナイロンを使用して機械要素を得るには、粉末を突き
固め、その後加熱しなければならないことから、また使
用する樹脂粉末の荒さの影響もあって、完成品の寸法精
度はかなりのバラツキがある。このため、精度の高いも
のを得るには、突き固め等により成形した成形品に対し
て機械加工を施している。例えば、6−ナイロン、フェ
ノール樹脂、充填剤(銅や鉄等)の各粉末を計量し、ボ
ールミルなどに入れて混合した後に、これを乾燥して原
料粉体とする。この原料粉体を所定量取出し、加熱され
た金型内に充填し、これをプレスにより加圧することに
より内部の粉末を物理的に結合させる。この成形品を金
型から取出し、オイルバス内に入れて加熱することによ
り6−ナイロンとフェノール樹脂とを化学的に結合させ
る。このようにして得られたものに機械加工を施し、所
定の形状、長さ寸法等を有する樹脂成形品である機械要
素に仕上げている。
受等種々ある機械要素中には、例えば、ボルト、歯車、
カム等のように、前述した製造方法により成形した成形
品に他の付帯部品を取付けることなく、そのまま使用す
ることができるものもあれば、軸受、アイドルプーリ等
のように、前述した製造方法により成形した成形品に外
輪や内輪を取付ける必要があるものもある。ところが、
後者の軸受等に関しては、前記製法による成形後に、樹
脂成形品に金属製の外輪や内輪を取付ける必要があるの
で、この取付作業は面倒なばかりでなく、寸法精度が出
にくく、しかも金属と成形品との間に隙間も生じやすい
という問題がある。
の外輪や内輪を取付ける軸受の製造方法についてさらに
詳述する。まず、図8に示すように、定盤(図示せず)
上に中高部10a を有する下型10を設置し、その上に
所定の高さを有する支持台11を置く。そしてこの支持
台11上に前記中高部10a を取囲む円筒状の中型12
を設置し、図9に示すように、この中型12内に前述し
た原料粉体13を所定量入れる。さらに図10に示すよ
うに、中型12を覆うように上型14を被せた後に、こ
の上型14をプレスポンチ15により加圧し、上型14
の中高部14a により原料粉体13を加圧する。この加
圧が下降限に到達すれば、図11に示すように、前記支
持体11を外し、再度プレスにより加圧し、中型12内
の温度が所定の温度になると、加圧を停止し、離型して
内部の樹脂成形品Wa を取出し、図12に示すように、
篭16に入れる。この篭16を、図13に示すように、
スピンドル油が充填されオイルバス17内に浸漬する。
このオイルバス17をヒーター18に通電して加熱し、
温度計19あるいはサーモスタット等により温度を測定
する。所定温度となったことを検知すると、ヒーター1
8への通電を停止し、徐冷する。そして、適当な温度と
なると、樹脂成形品Wa を取出し、機械加工を行う。例
えば、旋盤のチャックに樹脂成形品Wa を固定し、バイ
ト等により内径切削あるいは外径切削を施して所定の形
状あるいは寸法に加工する。この加工後に寸法精度を測
定し所定の値が得られていると、樹脂成形品Wa を比較
的粘度の高い潤滑油Oが貯溜されているデシケータ20
内に入れ、このデシケータ20を閉鎖した状態で真空ポ
ンプ21を作動し、樹脂成形品Wa から泡が出なくなる
まで吸引作業を行い、樹脂成形品Wa 中に潤滑油を含浸
させる。このようにして含油摺動体が形成されると、こ
の含油摺動体の内外周に金属製の外輪と内輪を圧入によ
り嵌着する。ところが、前述した機械要素の製造方法の
ように、含油摺動部材を形成した後に金属の外輪や内輪
を取付けるようにすれば、多孔質の含油摺動部材である
ため、相手金属製外輪等の形状によっては取付けが不安
定となり、内径側の寸法精度も十分でなく、金属製の外
内輪と含油摺動部材との間に隙間も生じ易く、軸に装着
したときに振れ、振動あるいは騒音の原因となる。
解決するためになされたもので、含油摺動部材と金属外
輪等の嵌合を別途行う必要もなく、作業工程も簡素化さ
れ、寸法精度的にも優れ、強度的及びコスト的な面でも
優れた含油摺動部材を有する機械要素が得られる製造方
法を提供することを目的とする。
環状体と内部環状体とを両者間に空間部を形成するよう
に同心的にかつ固定的に配置し、この空間部内に、ポリ
アミド粉末、熱硬化性樹脂粉末及び充填剤を混合し乾燥
した原料粉体を充填する工程と、前記原料粉体を加圧
し、前記外部環状体と内部環状体との間に樹脂成形品を
形成する加圧工程と、この加圧により一体化された前記
外部環状体、内部環状体及び樹脂成形品からなる成形品
をオイルバス中で加熱することによりポリアミド粉末及
び熱硬化性樹脂粉末を化学的に結合させる加熱工程と、
前記成形品を真空雰囲気中に設置して、前記樹脂成形品
中に比較的粘性の高い潤滑油を含浸させる潤滑油含浸工
程と、からなる機械要素の製造方法である。前記充填工
程は、射出成形機により原料粉体をインサートするよう
にしてもよい。また、前記外部環状体は外輪により、内
部環状体は内輪により構成すれば、軸受を形成すること
ができ、さらに、前記外部環状体を外周面に周溝が形成
されたものとし、これと内部環状体との間に原料粉体を
充填加圧して樹脂成形品が挟持された仮成形品を形成
し、この仮成形品から内部環状体を除去した後に、前記
樹脂成形品に潤滑油を含浸させるようにすれば、アイド
ルプーリを形成することができる。
間に原料粉体を充填し、加圧して、少なくとも外部環状
体と樹脂成形品とを凹凸嵌合により一体化し、加熱した
後に潤滑油を樹脂成形品に含浸させるようにしたので、
硬くて脆い樹脂成形品を補強する金属製の外部環状体等
を簡単に取付けることができる。この場合の作業工程は
簡素化され、コスト的にも有利で、成形後の寸法精度も
十分なものとなり、含油摺動部材を有する機械要素を軸
に装着したときにガタも生じにくく、振動あるいは騒音
が生じることもない。
明する。図1は本発明方法の充填工程における断面図、
図2は図1の中型内に設けられた治具等の斜視図、図3
は同方法の加圧工程における断面図、図4は同方法の加
熱段階の断面図、図5は本発明方法により成形された軸
受を示す一部破断した斜視図、図6は同軸受の他の実施
例を示す断面図、図7は本発明方法により成形したプー
リの断面図であり、図8〜14に示す部材と同一部材に
は同一符号を付している。
は、図5に示すような、外輪32と内輪33との間に含
油摺動部材31が設けられた軸受30である。この軸受
30を製造するに当っては、まず、図1に示すように、
定盤(図示せず)上に設けられた下型10上に環状の中
型12を載せ、下型10の中高部10a 上には軸受カラ
ー用治具40を載置する。そして、この軸受カラー用治
具40上に、図2に示すように、割溝41により分割可
能とされた外輪固定用カラー42と、この外輪固定用カ
ラー42に内接するように設けられた外部環状体32、
つまりSUS材よりなる外輪32とを載置する。前記軸
受カラー用治具40の中心部には、内輪位置決めボス4
3が突出するように形成されているので、この内輪位置
決めボス43の外周に嵌合するように内部環状体33、
つまりSUS材よりなる内輪33を設置する。これによ
り外輪32と内輪33との間に空間部34が形成され
る。この外輪32の内周面と内輪33の外周面には、溝
部が形成されているので、この間に後述する原料粉体1
3が充填され、成形された樹脂成形品Wa は、外輪32
や内輪33から外れることはない。
ら原料粉体13を中型12内に充填する。ここに、原料
粉体13とは、6−ナイロン等からなるポリアミド粉末
と、フェノール樹脂、尿素樹脂あるいはメラミン樹脂等
からなる熱硬化性樹脂粉末と、銅や鉄等からなる充填剤
の粉末からなっている。例えば、6−ナイロン粉末を4
0容量部、ベークライトを40容量部、充填剤として鉄
及び銅を16容量部、特に、潤滑性あるいは耐摩耗性を
高める必要がある場合には、二硫化モリブデンを4容量
部を加え、これらを計量し、攪拌混合したものである。
るので、用途に適した配合とすることが好ましく、例え
ば、高速度低荷重の軸受用とする場合には、金属の含有
量を多くし、逆に低速度高荷重に使用する場合には、樹
脂の量を多くすることが好ましい。また、ナイロン粉末
とベークライトとの関係は、製造する機械要素が寸法安
定性が要求される場合には、ベークライトの量を多く
し、摩擦係数を小さくしたり軸の摩耗を低減するには、
ナイロンの量を多くする。
せ、図3に示すように、上型14をプレスポンチ15に
より加圧し、上型14の中高部14a により原料粉体1
3を加圧する。この加圧が下降限に到達すれば、加圧を
停止し、内部の軸受カラー用治具40等を取出し、これ
を離型して外輪32と内輪33との間に樹脂成形品Wa
が挟持された成形品Wを取出す。この場合、外輪32と
内輪33との間の樹脂成形品Wa は、充填された他の原
料粉体13とは簡単に破断され、また、その破断面も金
型等を用いて簡単にかつきれいに成形できる。
及び樹脂成形品Wa の三者が一体化された成形品Wを篭
16に入れた状態で、図4に示すように、スピンドル油
が充填されたオイルバス17内に浸漬する。オイルバス
17がヒーター18により所定温度まで加熱されると、
ヒーター18への通電を停止する。オイルバス17で
は、樹脂成形品Wa のポリアミド粉末と熱硬化性樹脂粉
末が化学的に結合された状態となる。ヒーター18への
通電停止後、樹脂成形品Wa が所定温度以下まで徐冷さ
れると、成形品Wを取出す。そして、これを比較的粘度
の高い潤滑油Oが貯溜されているデシケータ20内に入
れ、デシケータ20を閉鎖した状態で真空ポンプ21を
作動し、樹脂成形品Wa から泡が出なくなるまで吸引作
業を行い、樹脂成形品Wa に潤滑油を含浸させる(図1
4参照)。
と内輪33との間で挟持された成形品Wである軸受が形
成されることになる。添加された潤滑油は、含油摺動部
材31内で近接して独立分散しているため、含油焼結金
属のようにポンピング効果により内部の潤滑油が消耗せ
ず、潤滑効果が高く、また、高温時においても、潤滑油
が揮散することがなく、ベースとなる樹脂の耐熱性を損
なうことがない。しかも、成形品Wの表面がべとつか
ず、取扱いも容易である。なお、含油摺動部材31と外
輪32との間には、金属と樹脂の膨張率及び収縮率の相
違から、通常0.05〜0.4mm程度の隙間が生じる
が、この程度の隙間は、原料粉体13の配合量を調節す
ることにより十分対処することができる。
フトの回転は含油摺動部材31の回転となるので、通常
の軸受より周速の点で相当大きなものとなるが、この摺
動部材31自体が含油体であるため、問題はない。さら
に、通常軸受の場合、内外輪の大きさによってベアリン
グの球を決めなければならないが、本発明の場合には、
このような必要はなく、外輪を基準に内輪径等の大き
さ、逆に内輪を基準に外輪径等の大きさを簡単に調節で
き、これにより製造作業が極めて簡単になる。
るものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で
種々改変することができる。例えば、図5に示すよう
に、含油摺動部材31の内周面と外周面が円弧状に膨出
されたもののみでなく、図6に示すように、内輪33、
外輪32ともに中高状突起33a,32aを有するもの
とし、含油摺動部材31が内輪33と外輪32とにより
形成された溝状部分に嵌合するようにしてもよい。ま
た、原料粉体を充填する工程においては、射出成形機を
用いて原料粉体を環状体間の空間部34内にインサート
すれば、簡単に大量生産することができ、一層利便性が
向上する。さらに、本発明は、上述した軸受のみでな
く、図7に示すように、アイドルプーリの製造にも使用
すことができる。例えば、前述した実施例は軸受である
ために、含油摺動部材の内外周面に内輪又は外輪が設け
られているが、アイドルプーリPの場合には、外部環状
体45を外周面に周溝44を有するものにより構成し、
この外部環状体45の内周面に含油摺動部材31を凹凸
嵌合により取付けたものである。このアイドルプーリP
を製造する場合には、先の軸受と同様に下型10上に外
部環状体45と内部環状体46とを同心的に載置し、こ
れら環状体間の空間部34内に原料粉体13を充填し、
これを加圧して外部環状体45と内部環状体46との間
に樹脂成形品Wa を形成し、この一体化されたものから
内部環状体46を外してオイルバス17中で加熱し、さ
らに真空引きして潤滑油Oを含浸させることにより行
う。アイドルプーリPは、軸に直接含油摺動部材31が
接触するようにすればよいので、樹脂成形品Wa が形成
された後に内部環状体46を除去することになる。
部環状体と内部環状体との間に原料粉体を充填し、加圧
して、少なくとも外部環状体と樹脂成形品とを一体化
し、加熱した後に潤滑油を含浸させるようにしたので、
硬くて脆い含油摺動部材に対して金属製の外部環状体等
を簡単に取付けることができ、作業工程が簡素化され、
コスト的にも有利となるのみでなく、硬くて脆い樹脂成
形品を金属製の外部環状体が補強することにもなる。ま
た、成形後の寸法精度も十分なものとなるので、軸に装
着したときに振れ、振動あるいは騒音が生じることもな
い。
図、
視図、
図、
の正面図、
である。
体、17…オイルバス、 31…含油摺動部材、32,
45…外部環状体、 33,46…内部環状
体、34…空間部、 O…潤滑
油、P…アイドルプーリ、 Wa …樹脂
成形品。
Claims (4)
- 【請求項1】 下型(10)上に外部環状体(32)と内部環状
体(33)とを両者間に空間部(34)を形成するように同心的
にかつ固定的に配置し、この空間部(34)内に、ポリアミ
ド粉末、熱硬化性樹脂粉末及び充填剤を混合し乾燥した
原料粉体(13)を充填する工程と、 前記原料粉体(13)を加圧し、前記外部環状体(32)と内部
環状体(33)との間に樹脂成形品(Wa)を形成する加圧工程
と、 この加圧により一体化された前記外部環状体(32)、内部
環状体(33)及び樹脂成形品(Wa)からなる成形品(W) をオ
イルバス(17)中で加熱することによりポリアミド粉末及
び熱硬化性樹脂粉末を化学的に結合させる加熱工程と、 前記成形品(W) を真空雰囲気中に設置して、前記樹脂成
形品(Wa)中に比較的粘性の高い潤滑油(O) を含浸させる
潤滑油含浸工程と、 からなる機械要素の製造方法。 - 【請求項2】前記充填工程は、射出成形機により原料粉
体をインサートするようにしたことを特徴とする請求項
1に記載の機械要素の製造方法。 - 【請求項3】前記外部環状体(32)を外輪により、前記内
部環状体(33)を内輪により構成したことを特徴とする請
求項1又は2に記載の機械要素の製造方法。 - 【請求項4】前記外部環状体(45)は、外周面に周溝(44)
を有するものにより構成し、該外部環状体(45)と内部環
状体(46)との間に前記樹脂成形品(Wa)を形成した後に、
前記内部環状体(46)を除去し、前記樹脂成形品(Wa)に潤
滑油(O) を含浸させるようにしたことを特徴とする請求
項1又は2に記載の含油摺動体を有する機械要素の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26162491A JP3152970B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 含油摺動体を有する機械要素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26162491A JP3152970B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 含油摺動体を有する機械要素の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0598034A JPH0598034A (ja) | 1993-04-20 |
JP3152970B2 true JP3152970B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17364480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26162491A Expired - Lifetime JP3152970B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 含油摺動体を有する機械要素の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3152970B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014527876A (ja) * | 2011-09-22 | 2014-10-23 | レクサム ヘルスケア ラ ヴェルピリエール | しずくの形の液体を分配するためのディスペンサ装置 |
KR101887328B1 (ko) * | 2018-01-26 | 2018-08-10 | 김형태 | 점안액 용기 |
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---|---|---|---|---|
JP5717065B2 (ja) * | 2011-03-01 | 2015-05-13 | Ntn株式会社 | 滑り軸受 |
WO2012117938A1 (ja) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Ntn株式会社 | 滑り軸受 |
KR101346267B1 (ko) * | 2012-02-06 | 2014-01-09 | 주식회사 대유에스이 | 기어펌프용 플라스틱 기어의 제조방법 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP26162491A patent/JP3152970B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101887328B1 (ko) * | 2018-01-26 | 2018-08-10 | 김형태 | 점안액 용기 |
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