JP3578297B2

JP3578297B2 - 内径溝付き軸受の製造方法

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Publication number: JP3578297B2
Application number: JP16512896A
Authority: JP
Inventors: 元博宮坂; 秀和徳島
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JPH09329146A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、ディスクを高速回転するモータ軸用に好適な内径溝付き軸受ユニットの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＨＤＤ、ＤＶＤといったディスクを回転するモータ軸用の軸受としては、ボールベアリングが従来より使用されてきたが、最近のコストダウンの傾向や高速回転化に伴う非周期性振れ（ＮＲＲＯ）の問題等より、滑り軸受が検討されつつある。また、この滑り軸受において、軸受内径形状の形成方法としては、特開平６−１０９０２０号に記載さいている如く、軸受を内外径真円形状にて製作し、それを軸受ハウジングないしはケース内に圧入固定する場合、ケースの外径部にカット面を予め形成しておき、そのケースの肉厚の差により軸受圧入過程で内径形状の縮小する割合が部分的に変化するのを利用して、軸受内径を前記カット面に対応して変形させるようにしたもある。また、特開平８−６８４２３号には、焼結含油軸受の内径面に仮想内径基準面を設定し、この基準面より外側になる凹部と内側になる凸部を各３カ所以上、周方向に連続的に形成し、軸との相対回転により動圧を発生させる軸受構造を開示している。その軸受製造としては、外径に３カ所以上の外径凹部及び内径に外径凹部と同じ半径上に内径凹部を予め軸受素材に設けておき、この軸受素材をサイジング又はハウジングに圧入する際に、圧入変形させ、前述の内径凹凸形状を形成させる方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の滑り軸受は、軸を高精度に支持するためにはクリアランスをより小さくする必要がある反面、クリアランスを小さくするほど潤滑剤の流体抵抗を受けてモータ等の消費電力が増大するといった問題があった。この問題については、潤滑剤の粘度を低下させたり、クリアランスを広げることが対策として考えられるが、相反する性質であり、画期的な対策が望まれていた。
また、上記特開平６−１０９０２０号記載の如くケースの肉厚による内径変形は、あくまでもケースの工夫であり、モータが小型化された現状ではケースをそのままモータのヨークなどとして使用することもあり、ケース形状の自由度がなくなって採用し難いものとなっている。そのため、軸受自体での対策が望まれていた。その対策は小型化及び生産性に優れているものでなければならない。
【０００４】
更に、軸受内径に凹凸形状を形成する方法として、上記特開平８−６８４２３号記載の如く外径に凹部を予め形成しておき、圧入もしくはサイジング時に内径に圧縮させる力を利用して形成する方法は、この圧縮され変形する内径面での度合の管理が難しく、凹凸形成は可能でも、肝心の内径寸法が安定しないという問題がある。特に、高精度回転を要求する軸受機構の場合、内径寸法精度が１〜２μｍまで求められ、圧入代を２０μｍ程度に想定すると、内径の縮小量が少なく見積っても１０μｍ程度あり、内径寸法を高精度に維持することは困難である。また、この方法では、軸を支持する内径部分が外側から内側に縮小されただけの面であり、高精度に支持するためには気孔をより細かくする必要があるが、それではその他の内径凹部（油供給部）も細かくなってしまい内径面への油供給不足になる懸念もでてくる。しかも、この方法は、内径および外径ともに凹部を予め形成することが要件となっているが、この素材形状では、例えば、成形ダイスおよびコアの両方に凹部・凸部を形成し、かつ、パンチも対応する形状をつけ、位相を合わせて成形する必要があることから、成形が複雑になると共に金型コトスが高くなる。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題を合理的に解消して、高精度の回転支持が可能となり、簡易で安価、かつ精度良く生産することができる内径溝付き軸受の製造方法を提供することにある。更に、他の目的は以下に説明する内容の中で順次明らかにして行く。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明の最も特長としている以下の構成により達成される。
第１の発明は、請求項１の記載と図１に例示する如く、外形が略多角形状で、内孔形状が円形である筒状軸受素材２Ａを作製し、前記軸受素材２Ａをサイジング用金型または軸受ハウジング１にマンドレルを用いて圧入し、その際に、前記サイジング金型または軸受ハウジング１によって軸心側に向かって圧縮される軸受素材２Ａの外周大径部２ａに対応する内孔部を、前記マンドレルにて円弧状に矯正して軸受２の径小部４ａに形成すると共に、軸受素材２Ａの薄肉部３ｂを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させて軸受２の内径溝である径大部４ｂを形成する、製造方法である。
第２の発明は、請求項３の記載と図３に例示する如く、外形が略多角形状で、内孔形状が外周大径部１１ｂに対応する位置を大径部１１ｃにした略多角形状ないしは外周大径部１１ｂに対応する位置に溝を備えた溝付き円形である筒状軸受素材１０Ａを作製し、前記筒状軸受素材１０Ａを、サイジング用金型または軸受ハウジング１にマンドレルを用いて圧入し、その際に、軸受素材１０Ａの内径小部１１ｄを前記マンドレルで拡張し円弧状に矯正して軸受１０の径小部１３ａを形成すると共に軸受素材１０Ａの薄肉部１２ｂを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させ、軸受１０の内径溝である径大部１３ｂを形成する、製造方法である。
第３の発明は、請求項６の記載と図５に例示する如く、外形が略多角形状で、内孔形状が外周大径部１９ａに対応する位置を径小部１９ｄにした略多角形状ないしは外周大径部１９ａ同士を結ぶ中間付近と対応する位置に溝を備えた溝付き円形である筒状軸受素材１８Ａを作製し、前記筒状軸受素材１８Ａを、サイジング用金型または軸受ハウジング１にマンドレルを用いて圧入し、その際に、軸受素材１８Ａの内径小部１９ｄを前記マンドレルで拡張し円弧状に矯正して軸受１８の径小部２１ａを形成すると共に、軸受素材１８Ａの薄肉部２０ｂを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させて軸受１８の内径溝である径大部２１ｂを形成する、製造方法である。
【０００７】
上記第１〜第３の発明は試験結果から次の（１）または（２）の条件を具備することが好ましい。
（１）、前記圧入前の筒状軸受素材において、サイジング用金型または軸受ハウジングの内面と当接する外周の大径部（図１の例では外周大径部２ａの総和）面積が、外周全体（図１の例では外周大径部２ａを通る仮想円周）面積の１５〜８５％である。
（２）、前記圧入前の筒状軸受素材において、軸受素材の薄肉部の最小厚さ寸法をＴ（単位はｍｍで、図１の例では薄肉部３ｂの厚さ）、軸受素材の大径部の半径をＤ（単位はｍｍで、図１の例では外周大径部２ａと軸心とを結ぶ半径）、軸受素材の内孔の大径部の半径をｄ（単位はｍｍで、図１の例では内孔の半径）、係数をｋとすると、
Ｔ＝（Ｄ−ｄ）×ｋで、ｋ＝０．４〜０．８である。
そして、より好ましくは、軸受素材がＤ−ｄ＝０．５〜５ｍｍ、軸受素材の大径部の圧入代が１５〜２０μｍ、材質が青銅系や鉄−銅系（３０〜５５％程度）の条件にて行なうことである。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態例を示した図面を参照し、本発明の要部を詳述する。
なお、以下の形態例において、用いられる軸受素材は、例えば、青銅系や鉄−銅系の原料粉を混合して加圧成形した後、その成形体を還元雰囲気中、所定温度下にて焼結し、その焼結体自体あるいは更に含油処理した含油焼結体である。このような、焼結体は公知の製法にて得られるが、本発明ではその焼結体自体の形状を、軸受ハウジング（サイジング用金型であってもよい、以下、同様である）にマンドレルを用いて圧入にて変形させることを想定して工夫されたものである。したがって、以下の説明では、軸受素材が軸受ハウジングに圧入される前の状態のときは２Ａ，６Ａという様に符号Ａを付加して表現し、軸受ハウジング内に圧入された後の製品軸受のときは２，６という様に表現する。
【００１０】
図１は請求項１に対応した形態であり、同１（ａ）は軸受ハウジング１に圧入する前の軸受素材２Ａの端面形状図、同（ｂ）は軸受ハウジング１（内径は真円）に圧入した後の軸受２を模式的に示す端面形状図である。
この第１の形態の筒状軸受素材２Ａは、外形が略三角形状で、内孔形状が円形に形成されている。したがって、軸受素材２Ａの外周は、外周大径部２ａ付近が三角形の頂部に対応していて厚肉部分になっていると共に、三角形の各辺部に対応する部分２ｂが薄肉部分になっている。つまり、各部分２ｂは、外周径大部２ａの軌跡内側を軸方向に欠如した態様で設けられており、各部分２ｂの中間部と軸心とを結ぶ肉厚部分３ｂ（以下、薄肉部３ｂという）が外周大径部２ａと軸心とを結ぶ肉厚部分３ａ（以下、厚肉部３ａという）に比して薄くなっている。
【００１１】
そして、このように作製された軸受素材２Ａは、軸受ハウジング１に対し不図示のマンドレルを用いて圧入され、その圧入過程にて、塑性変形されて正規の軸受２に形成される。この塑性過程では、同（ｂ）に矢示した如く、軸受素材２Ａの外周大径部２ａが軸受ハウジング１によって軸心側に向かって圧縮される。このとき、外周大径部２ａに対応する内孔部をマンドレルにて円弧状に矯正して軸受の径小部４ａに形成すると共に、軸受素材２Ａの薄肉部３ｂを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させて軸受の径大部４ｂを形成する。すなわち、軸受素材２Ａを軸受ハウジング１内に圧入する際に外周径大部２ａから受ける押圧力によって、薄肉部３ｂが厚肉部３ａより強く塑性変形されつつ、軸受ハウジング１の非拘束部側へ膨出変形して軸受の径大部４ｂとなり、前記マンドレルにて円弧状に矯正された３カ所の軸受の径小部４ａ（モータ等の軸Ｓが接面状態に係合する部分）の軌跡から外側に逃げている。
【００１２】
図２は請求項２に対応し前記図１の軸受素材を変形した例であり、図２（ａ）は図１（ａ）に対応し、同（ｂ）は図１（ｂ）に対応している。
この第２の形態の軸受素材６Ａでは、図１の形態に対し外周大径部７ａ付近が三角形の頂部に対応していて厚肉部分になっている点で同じくしているが、三角形の各辺部に対応する部分に形成された欠落部７ｂを有することにより、外周大径部７ａを頂部とする複数の肉厚部分７ｃが略放射状に設けられている。換言すると、各欠落部７ｂは、外周径大部７ａの軌跡内側を軸方向に欠如した態様で設けられており、各部分７ｂと軸心とを結ぶ肉厚部分８ｂ（以下、薄肉部８ｂという）が外周大径部７ａと軸心とを結ぶ肉厚部分８ａ（以下、厚肉部８ａという）に比して薄くなっている。
また、この軸受素材６Ａは、図１と同様、軸受ハウジング１に対し不図示のマンドレルを用いて圧入されることで、塑性変形されて正規の軸受６に形成される。この塑性過程では、同（ｂ）に矢示した如く、軸受素材６Ａの外周大径部７ａが軸受ハウジング１によって軸心側に向かって圧縮されて対応する内孔部を、前記マンドレルにて円弧状に矯正して軸受の径小部９ａに形成する。同時に、薄肉部８ｂを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させて軸受の径大部９ｂを形成する。すなわち、この場合も、軸受素材６Ａを軸受ハウジング１内に圧入する際に外周径大部７ａから受ける押圧力によって、薄肉部８ｂが厚肉部８ａより強く塑性変形されつつ、軸受ハウジング１の非拘束部側へ膨出変形して軸受の径大部９ｂとなり、前記マンドレルにて円弧状に矯正された３カ所の内径小部４ａ（モータ等の軸Ｓが接面状態に係合する部分）の軌跡から外側に逃げている。
【００１３】
したがって、以上の各形態の製造方法では次のような利点がある。
(1)、想像線で示す軸Ｓを支持するのは軸受の径小部４ａ，９ａであり、この寸法の精度が重要となる。この精度は、本発明の如く真円形状のマンドレルを用いて圧入時にこの部分を矯正するので、精度を確実かつ容易に付与することができる。
(2)、軸受素材２Ａ，６Ａの厚肉部３ａ，８ａに対応する内孔部分を、マンドレルで矯正して軸受の径小部４ａ，９ａを形成しているため、軸受の径小部４ａ，９ａの内径面は表面気孔が少なくなる。
(3)、軸受素材２Ａ，６Ａの厚肉部３ａ，８ａに対応する部分は圧縮されるため緻密化つまり密度が高くなる。これに反し、軸受素材２Ａ，６Ａの薄肉部３ｂ，８ｂに対応する部分は軸受ハウジング１の非拘束部側へ膨出変形されるため密度的にあまり変わらない。つまり、外径部の拘束されていない部分（薄肉部３ｂ，８ｂに対応する部分）が軸受の径小部４ａ，９ａから外側へ逃げた軸受の径大部４ｂ，９ｂに対応し、この部分が軸受内径側への油供給側となるため油溜りや動圧溝作用的に好ましいものになる。この場合、図１の各軸受の径大部４ｂに対し図２の各軸受の径大部９ｂは非対称になるためより高い動圧が得られる。
(4)、同時に、外径部の拘束されていない部分（薄肉部３ｂ，８ｂに対応する部分）と軸受ハウジング１との間の隙間５を利用し、フェルトや多孔質材料などを補油機構としてその隙間５内に配置することが可能なため、耐久性能が特に望まれる用途に対して有効となる。
(5)、この形態の軸受素材形状では、軸受ハウジング１が内外径ともに真円であればよく、特定の形状に限定されない。
【００１４】
なお、上記(1)に関して更に付言する。従来、軸受内径部の非対称形状は、通常、圧入時に高精度に仕上げたマンドレルにより強制的にしごき、その形状にならわせる方式がとられており、そのマンドレルの加工精度が非常に重要となる。しかし、そのマンドレルは量産対応上、精度が求められるため摩耗しにくい硬質の材料にて製造されており、この硬い材料を高精度になおかつ非対称形状など複雑な形状に仕上げるのは非常に困難であり、コスト及び再現性の点で大きな問題があった。これに対し、この本発明構成によれば、軸受外径部を所定の形状に予め金型により成形しておき、その後は真円の通常のマンドレルを用いて軸受素材を軸受ハウジング１に圧入するだけで所定の非対称形状が得られることから、高精度に加工した複雑形状のマンドレルが不要となり、生産性が非常に向上することになる。なおかつ、その軸受外径部には、補油機構を設けることもでき、寿命延長効果も期待できる。しかも軸受素材外径部の欠落部は直線の他、曲線や複合線など多種の組み合わせも可能である。
【００１５】
図３は請求項３に対応した形態であり、同（ａ）は軸受素材１０Ａの端面形状図であり、同（ｂ）は軸受ハウジング１（内径は真円）に圧入した後の軸受１０を模式的に示す端面形状図である。
この第３の形態の筒状軸受素材１０Ａは、外形が三角形状で、内孔形状が外周大径部１１ａに対応する位置を大径部１１ｃである三角形状に形成されている。したがって、この外周は、外周大径部１１ａ付近が三角形の頂部に対応していると共に、外周大径部１１ａ同士を結ぶ辺部分１１ｂが三角形の各辺部に対応している。これに対し、内周は、内周大径部１１ｃが外周大径部１１ａの真下に位置していると共に、内周大径部１１ｃ同士を結ぶ辺部分（内径小部に相当）１１ｄが辺部分１１ｂの真下に位置している。また、両辺部分１１ｂ，１１ｄとの間の肉厚部分１２ｂ（以下、薄肉部１２ｂという）が外・内周大径部１１ａ，１１ｃとの間の肉厚部分１２ａ（以下、厚肉部１２ａという）に比して薄くなっている。
【００１６】
そして、作製された軸受素材１０Ａは、軸受ハウジング１に対し不図示のマンドレルを用いて圧入され、その圧入過程にて、塑性変形されて正規の軸受１０に形成される。この塑性過程では、同（ｂ）に矢示した如く、軸受素材１０Ａの内径小部である辺部分１１ｄを前記マンドレルで拡張して円弧状に矯正すると共に、薄肉部１２ｄを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させる。換言すると、軸受素材１０Ａを軸受ハウジング１内に圧入する際には、薄肉部１２ｂがマンドレル及び厚肉部１２ａ側から強い変形力を受け軸受ハウジング１の非拘束部側へ膨出変形すると同時に、前記マンドレルにて円弧状に矯正された軸受の径小部１３ａ（モータ等の軸Ｓが接面状態に係合する部分）を３カ所に形成し、また軸受素材１０Ａの内周大径部１１ｃが軸受の径大部１３ｂを形成する。なお、軸受素材１０Ａの圧入過程において、外周大径部１１ａは内径縮小されるが、この場合、内周大径部１１ｃは前記内径縮小量よりも大きな差を付けてあることから、これに対応する部分は軸受の径大部１３ｂになるのである。
【００１７】
図４は請求項４に対応し前記図３の軸受素材を変形した例であり、同（ａ）は図３（ａ）に対応し、同（ｂ）は図３（ｂ）に対応している。
この第４の形態の軸受素材１４Ａでは、図３の形態に対し、外形が三角形状で、内孔形状が外周大径部１５ａに対応する位置を内径大径部１５ｃにした三角形状に形成されている点で同じくしているが、外周の三角形の各辺部に対応する部分に形成された欠落部１５ｂを有することにより、外周大径部１５ａを頂部とする複数の肉厚部分１５ｆが略放射状に設けられている。したがって、この外周は外周大径部１５ａと欠落部１５ｂにて形成されている一方、内周は内周大径部１５ｃが外周大径部１５ａの真下に位置していると共に、内周大径部１５ｃ同士を結ぶ辺部分（内径小部に相当）１５ｄが欠落部１５ｂの真下に位置している。また、欠落部１５ｂと辺部分１５ｄとの間の肉厚部分１６ｂ（以下、薄肉部１６ｂという）が外・内周大径部１５ａ，１５ｃとの間の肉厚部分１６ａ（以下、厚肉部１６ａという）に比して薄くなっている。
また、この場合も、図３と同様、軸受素材１４Ａを軸受ハウジング１に不図示のマンドレルを用いて圧入される過程にて、塑性変形させて正規の軸受１４に形成する。すなわち、軸受素材１４Ａは内径小部である辺部分１５ｄを前記マンドレルで拡張して円弧状に矯正されると共に、薄肉部１６ｄを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出される。この結果、薄肉部１６ｂがマンドレル及び厚肉部１６ａ側から強い変形力を受け軸受ハウジング１の非拘束部側へ膨出変形すると同時に、前記マンドレルにて円弧状に矯正された軸受の径小部１７ａ（モータ等の軸Ｓが接面状態に係合する部分）を３カ所に形成し、また三角形の頂部に対応している内周大径部１５ｃが軸受の径大部１７ｂを形成する。
【００１８】
以上の各構成では、段落００１３に記載した(1)〜(5)の利点に加え、次のような特長がある。なお、図４の場合には、図２の形態と同様、図３の各軸受の径大部１３ｂに対し図４の各軸受の径大部１７ｂは非対称になるためより高い動圧が得られる。
(6)、マンドレルで形成される軸受の径小部１３ａ，１７ａは、軸受素材１０Ａ，１４Ａの厚肉部１２ａ，１６ａよりも薄くなっている内径小部である辺部分１１ｄ，１５ｄ側から膨出変形していることから、気孔が比較的粗くなり、目潰しを望まない場合に好適なものとなる。
(7)、軸Ｓの支持部は軸受の径小部１３ａ，１７ａであり、この部分がハウジング１に対する圧入部分に対応していないことから、軸受性能的に軸受ハウジング材料の経時変化の影響を受け難いものとなる。この点を次に付言する。
従来構成において、例えば、軽量化及び低コスト化を図るため亜鉛合金ダイカスト製の軸受ハウジング等の場合、軸受圧入後のクリープによりケースが経時変化するものがあり、この経時変化に伴って軸受の内径小部もその影響（内径が経時変化に伴って大きくなる）を受け、寸法の絶対値が変化するという問題があるが、そのような問題を解消するものとして極めて有効なものとなる。換言すると、圧入部（外周大径部１１ａ，１５ａ）はその影響が直接出るのに対して、非圧入部（内径小部である辺部分１１ｂ，１５ｂ）はその影響が出にくいため、この非圧入部にて軸受の径小部１３ａ，１７ａを形成することにより、内径寸法が経時変化しにくい軸受１０，１４とすることができる。これは、従来行なわれていた、圧入後の寸法が安定するまで放置するなどといった工程を省くことが可能となり、生産性を向上できる。
【００１９】
なお、このような形状の軸受素材１０Ａ，１４Ａは、円筒状の素材を形成しておき、その素材を外径の複数方向から押圧して塑性変形することでも容易に得られる。また、これらの各形態において、筒状軸受素材１０Ａ，１４Ａは、外形が三角形状で、内孔形状が外周大径部１１ａ，１５ａに対応する位置を内径大径部１１ｃ，１５ｃにした三角形状に形成されている場合を説明したが、内孔形状が外周大径部１１ａ，１５ａに対応する位置に溝を備えた溝付き円形にしたものでも同様に可能である。
【００２０】
図５は請求項６に対応した形態であり、同（ａ）は軸受素材１８Ａの端面形状図、同（ｂ）は軸受ハウジング１（内径は真円）に圧入した後の軸受１８を模式的に示す端面形状図である。
この第５の形態の筒状軸受素材１８Ａは、外形が三角形状で、内孔形状が外周大径部１９ａに対応する位置を内周小径部１９ｄにした三角形状に形成されている。したがって、この外周は、外周大径部１９ａ付近が三角形の頂部に対応していると共に、外周大径部１９ａ同士を結ぶ辺部分１９ｂが三角形の各辺部に対応している。これに対し、内周は、内周大径部１９ｃが辺部分１９ｂの略中間の真下に位置していると共に、内周小径部１９ｄが外周大径部１９ａの真下に位置している。また、辺部分１９ｂ及内周大径部１９ｃの間の肉厚部分２０ｂ（以下、薄肉部２０ｂという）が外周大径部１９ａ及び内周径小部１９ｄの間の肉厚部分２０ａ（以下、厚肉部２０ａという）に比して薄くなっている。
【００２１】
作製された軸受素材１８Ａは、軸受ハウジング１に対し不図示のマンドレルを用いて圧入され、その圧入過程にて、塑性変形されて正規の軸受１８に形成される。この塑性過程では、同（ｂ）に矢示した如く、軸受素材１８Ａの内周小径部１９ｄを前記マンドレルで拡張して円弧状に矯正すると共に、薄肉部２０ｄを軸心から遠ざける方向へ塑性変形して膨出させる。換言すると、軸受素材１８Ａを軸受ハウジング１内に圧入する際には、薄肉部２０ｂがマンドレル側から強い変形力を受け軸受ハウジング１の拘束部側へ膨出変形すると同時に、前記マンドレルにて円弧状に矯正された軸受の径小部２１ａ（モータ等の軸Ｓが接面状態に係合する部分）を３カ所に形成し、また三角形の頂部に対応している内周大径部１９ｃが軸受の内径溝である径大部２１ｂを形成する。
【００２２】
図６は請求項７に対応し前記図５の軸受素材を変形した例であり、同（ａ）は図５（ａ）に対応し、同（ｂ）は図５（ｂ）に対応している。
この第６の形態の軸受素材２２Ａは、図５の形態に対し、外形が三角形状で、内孔形状が外周大径部２３ａに対応する位置を内周小径部２３ｄである三角形状に形成されている点で同じくしているが、外周の三角形の各辺部に対応する部分に形成された欠落部２３ｂを有することにより、外周大径部２３ａを頂部とする複数の肉厚部分２３ｆが略放射状に設けられている。したがって、この外周は外周大径部２３ａと欠落部２３ｂにて形成されている一方、内周は内周大径部２３ｃが欠落部２３ｂの真下に位置していると共に、内周小径部２３ｄが外周大径部２３ａの真下に位置している。また、欠落部２３ｂ及び内周大径部２３ｃの間の肉厚部分２４ｂ（以下、薄肉部２４ｂという）が外周大径部２３ａ及び内周径小部２３ｄの間の肉厚部分２４ａ（以下、厚肉部２４ａという）に比して薄くなっている。
また、この場合も、図５と同様、軸受素材２２Ａを軸受ハウジング１に不図示のマンドレルを用いて圧入させる過程にて、塑性変形させて正規の軸受２２に形成する。この塑性過程では、同（ｂ）に矢示した如く、軸受素材２２Ａの内周径小部２３ｄを前記マンドレルで拡張して円弧状に矯正すると共に、薄肉部２４ｄを軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させる。換言すると、軸受素材２２Ａを軸受ハウジング１内に圧入する際には、薄肉部２４ｂがマンドレル側から強い変形力を受け軸受ハウジング１の拘束部側へ膨出変形すると同時に、前記マンドレルにて円弧状に矯正された軸受の径小部２５ａ（モータ等の軸Ｓが接面状態に係合する部分）を３カ所に形成し、また三角形の頂部に対応している内周大径部２３ｃが軸受の径大部２５ｂを形成する。
【００２３】
以上の各構成では、段落００１３に記載した(1)〜(5)の利点に加え、次のような特長がある。
(8)、軸Ｓの支持部は軸受の径小部２１ａ，２５ａであり、この部分が外周大径部１９ａ，２３ａと内周径小部１９ｄ，２３ｄから押圧されて緻密化すると共に内径表面気孔も少ないものとなる。反対に、内周径大部２１ｂ，２５ｂは密度の変化がほとんどなく、マンドレルの影響もないことから気孔量が多い状態に維持される。なお、図６の場合には、図２の形態と同様、図５の各内周径大部２１ｂに対し図６の各内周径大部２５ｂは非対称になるためより高い動圧が得られる。また、これらの各形態において、筒状軸受素材１８Ａ，２２Ａは、外形が三角形状で、内孔形状が外周大径部１９ａ，２３ａに対応する位置を内周小径部１９ｄ，２３ｄである三角形状に形成されている場合を説明したが、内孔形状が外周大径部１９ａ，２３ａに対応する位置に溝を備えた溝付き円形にしたものでも同様に可能である。
【００２４】
次に、本発明の第７の形態を図７を用いて説明する。この第７の形態は、以上の各形態とは異なり、軸受ハウジング内に軸受の複数個を圧入固定する場合の改良技術である。ここでは、２個の軸受２７を用いる場合の例であるが、３個以上を圧入する場合も同様な構成にて可能であり、また圧入される前の軸受素材は上記した製造方法に用いられる形状が好ましいが、更に変形したものであっても差し支えない。
【００２５】
図７（ａ）は内径溝付き軸受ユニット２６を軸方向に断面した図、図７（ｂ）はその端面側から見た図である。この軸受ユニット２６は、軸受ハウジング１の内部両側に圧入された軸受２７，２７を有している。この各軸受２７は、上記した本発明方法を適用して形成されたものであり、軸受の径小部２８ａ及び軸受の径大部２８ｂを共に３カ所つつ形成している点で同じくしているが、軸受ハウジング１内にあって両軸受２７，２７の軸受の径大部２８ｂ，２８ｂ同士の位相を所定角度ずらした構成となっている。より具体的には、この形態例において、各軸受２７が内周約１２０度間隔に軸受の径大部２８ｂを形成しており、軸受ハウジング１内に圧入する際、左側の軸受２７に対し、右側の軸受２７を図７（ｂ）に示す如く６０度だけずらした位置に圧入固定している。したがって、両軸受２７，２７の各軸受の径大部２８ｂの位相が６０度づつずれている。この結果、軸受ユニット２６としては、上下ないしは左右の軸受２７，２７において、軸受の径小部２８ａ，２８ａ（軸Ｓを支持する摺動部分）及び軸受の径大部２８ｂ，２８ｂが上側で３カ所、下側で３カ所、６０度の間隔で合計６カ所に共に形成されることとなり、見掛上、６カ所の動圧発生による軸受と同じ効果がある。
【００２６】
なお、従来軸受の如く単純に６カ所の動圧部を形成すると、当然、６０度の範囲内で動圧を発生しなければならず、動圧は出来るだけ大きな幅があればあるほど安定して大きな動圧が得られるが、範囲が狭くなってしまい発生させる動圧に制限がでてくる。したがって、内径寸法や回転数などにより動圧発生部の個数は今までは制限されていた。しかし、そのような制約はこの本発明により解消される。つまり、前記した如く軸受ハウジング１内に圧入される軸受２７を２個以上で構成し、各軸受２７，２７同士を所定角度ずらして異なる位相に圧入させて、個々の軸受２７，２７に分けて動圧部（軸受の内径溝である径大部２８ｂ，２８ｂ）を設けるようにすることにより、多数の動圧部を幅を確保しつつ容易に形成することが可能となるのである。
【００２７】
したがって、内径溝付き軸受ユニット２６は、多数の動圧部（軸受の径大部２８ｂ，２８ｂ）によって安定した大きな動圧を得ることができ、高速回転時でも軸振れを抑え、摩擦トルクの上昇も抑える軸受が可能となる。上下ないしは左右の軸受２７，２７の内径形状は、動圧発生用として軸受の径大部２８ｂ，２８ｂの他に、上記した図１〜図６でも同様の効果が有り、しかも軸受同士を異なる形状に設定したり、軸受同士の位相角度などを任意に設定することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、従来から軸受の内径形状を複雑な形状とするためには、対応した形状でかつ高精度なマンドレル等の金型治具が必要であった点、高速回転を支持する軸受としてはますます高精度の回転支持が求められて、複雑な内径形状が必要となっている点、等に対し比較的単純形状の軸受素材で複雑な内径形状を形成可能にし、量産上にも優れた製造方法を提供できる。特に、本発明は、複雑な形状を簡単で安価に、かつ精度良く生産することができる。また、各軸受の動圧発生点をそれぞれずらすことで、１個の軸受では限界のあった動圧部（軸受の径大部もしくはグルーブ部）を分散できるため、より良好な高精度の回転支持が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１形態として示す軸受端面図及び圧入後の模式端面図である。
【図２】前記第１形態を変形した例を同様な態様で示す図である。
【図３】本発明の第３形態を図１と同様な態様で示す図である。
【図４】前記第３形態を変形した例を同様な態様で示す図である。
【図５】本発明の第５形態を図１と同様な態様で示す図である。
【図６】前記第５形態を変形した例を図５と同様な態様で示す図である。
【図７】本発明の第７形態として示す軸受ユニット構造の断面図及び端面図である。
【符号の説明】
２Ａ，６Ａ，１０Ａ，１４Ａ，１８Ａ，２２Ａは軸受素材
２，６，１０，１４，１８，２２，２７は軸受
４ａ，９ａ，１３ａ，１７ａは軸受の径小部
２１ａ，２５ａ，２６ａ，２８ａは軸受の径小部
４ｂ，９ｂ，１３ｂ，１７ｂは軸受の径大部（内径溝）
２１ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２８ｂは軸受の径大部（内径溝）
２６は軸受ユニット
Ｓは軸

Claims

外形が略多角形状で、内孔形状が円形である筒状軸受素材を作製し、
前記軸受素材を、サイジング用金型または軸受ハウジングにマンドレルを用いて圧入し、その際に、前記サイジング金型または軸受ハウジングによって軸心側に向かって圧縮される前記軸受素材の外周大径部に対応する内孔部を、前記マンドレルにて円弧状に矯正して軸受の径小部に形成すると共に、軸受素材の薄肉部を軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させて軸受の内径溝である径大部を形成する、ことを特徴とする内径溝付き軸受の製造方法。
前記圧入前の筒状軸受素材は、前記外周大径部付近を除く外周の各辺部に欠落部を形成することにより、前記外周大径部を頂部とする複数の肉厚部分が略放射状に設けられている請求項１に記載の内径溝付き軸受の製造方法。
外形が略多角形状で、内孔形状が外周大径部に対応する位置を大径部にした略多角形状ないしは外周大径部に対応する位置に溝を備えた溝付き円形である筒状軸受素材を作製し、
前記筒状軸受素材を、サイジング用金型または軸受ハウジングにマンドレルを用いて圧入し、その際に、前記軸受素材の内径小部を前記マンドレルで拡張し円弧状に矯正して軸受の径小部を形成すると共に軸受素材の薄肉部を軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させ、軸受の内径溝である径大部を形成する、ことを特徴とする内径溝付き軸受の製造方法。
前記圧入前の筒状軸受素材は、前記外周大径部付近を除く外周の各辺部に欠落部を形成することにより、前記外周大径部を頂部とする複数の肉厚部分が略放射状に設けられている請求項３に記載の内径溝付き軸受の製造方法。
前記圧入前の筒状軸受素材が、円筒状の素材を外径の複数方向から押圧して塑性変形したものである請求項３または請求項４に記載の内径溝付き軸受の製造方法。
外形が略多角形状で、内孔形状が外周大径部に対応する位置を径小部にした略多角形状ないしは外周大径部同士を結ぶ中間付近と対応する位置に溝を備えた溝付き円形である筒状軸受素材を作製し、
前記筒状軸受素材を、サイジング用金型または軸受ハウジングにマンドレルを用いて圧入し、その際に、前記軸受素材の内径小部を前記マンドレルで拡張し円弧状に矯正して軸受の径小部に形成すると共に、軸受素材の薄肉部を軸心から遠ざける方向へ塑性変形膨出させて軸受の内径溝である径大部を形成する、ことを特徴とする内径溝付き軸受の製造方法。
前記圧入前の筒状軸受素材は、前記外周大径部付近を除く外周の各辺部に欠落部を形成することにより、前記外周大径部を頂部とする複数の肉厚部分が略放射状に設けられている請求項６に記載の内径溝付き軸受の製造方法。