JP4420339B2 - 動圧軸受の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態の製造方法によって製造された円筒状の動圧軸受1を示しており、図2はその上面図、図3は図1のIII−III線矢視断面図である。これら図1および図3における符号2は、動圧軸受1によって回転自在に支持される軸である。
例えば、適宜な組成の鉄−銅系の合金粉末か、もしくは鉄粉と銅粉を適宜な組成で混合した混合粉末を、粉末成形用の金型内に充填して圧縮成形し、製造する動圧軸受1に近似した形状の圧粉体を得る。なお、用いる原料粉末としては、鉄:40〜60wt%、銅:40〜60wt%、錫:1〜5wt%といった組成のように、鉄粉と銅粉がほぼ同量であって、他に数wt%の錫粉を含有するものが、次の理由で好ましく用いられる。
a.上端面(スラスト面)の超音波加工
図4に示す超音波加工装置4を用いて、焼結軸受素材1Aのスラスト面である上記上端面11に超音波加工を施し、その面を封孔処理する。超音波加工装置4は、基台となる超鋼製のダイス41、図示せぬ昇降装置によって昇降自在に支持された超音波を発する振動子42、円錐状で、軸方向が鉛直方向に一致し、かつ、大径側が上側に配され、その大径側の端面が振動子42に取り付けられたホーン43と、ホーン43の下端面に固定された円盤状の工具44とから構成されている。
図5に示すように、ダイス51、上下のパンチ52,53およびコアロッド54を備えたサイジングまたはコイニング用の再圧金型5に、上記aの工程を経た焼結軸受素材1Aを図示するようにセットし、上下のパンチ52,53で焼結軸受素材1Aを軸方向に再圧し、その再圧と同時に、封孔処理した上端面11に、スパイラル溝12を形成する。この場合、上パンチ52のパンチ面に、スパイラル溝12を形成し得る複数の凸部52aが形成されており、この雄型のパンチ面を焼結軸受素材1Aの上端面11に打撃して凸部52aを刻印することにより、スパイラル溝12が形成される。
図6は、上下のダイス61,62、雄型ピン63を備えた内周面加工装置6を示しており、この装置6により、固定状態の下ダイス62上に上ダイス61を載置し、上ダイス61内に、上記bの工程を経た焼結軸受素材1Aを嵌入してセットする。そして、焼結軸受素材1Aの軸孔13に、分離溝15および円弧面16を形成し得る雄型ピン63を上から圧入することによって、内周面14に分離溝15および円弧面16を形成する。
原料粉末として、銅粉:49質量%、鉄粉:49質量%および錫粉:2質量%の混合粉末を用いて、成形圧力を変えて圧縮成形を行い、得られた圧粉体を焼結して密度が6.5〜7.6Mg/m3の焼結軸受素材を8種作製した。そして、これら焼結軸受素材に対し、上記実施形態に記載の方法によって、比較のための1種を除き一端面を超音波加工によって封孔処理し、次いで、この一端面に図2に示したものと同様のスパイラル溝を12本形成し、さらに、内周面に図2に示したものと同様の分離溝および円弧面をそれぞれ5つ形成して、表1に示す試料番号1〜8の動圧軸受を得た。この場合、試料番号5が超音波加工を施さない試料である。
11…上端面、13…軸孔、14…内周面、16…円弧面(ラジアル動圧凹所)。
Claims (4)
- 密度を6.6〜7.4Mg/m3に調整した円筒状の焼結軸受素材に対して、スラスト動圧凹所を形成する端面に、超音波加工を施して該端面を前記密度よりも緻密化させる工程と、この端面にスラスト動圧凹所を形成する工程と、凸条を形成したピンを用いてピン通しする、または凸条を形成したコアを用いて再圧して転写することにより、焼結軸受素材の軸孔内周面に、ラジアル動圧凹所を形成する工程を、この順で行うことを特徴とする動圧軸受の製造方法。
- 前記スラスト動圧凹所は、前記端面の一周方向に向かうにしたがってその内周側に湾曲しながら延びる複数のスパイラル溝、または、V字状で頂点に収束する方向が前記端面の一周方向に沿って配列された複数のヘリングボーン溝であることを特徴とする請求項1に記載の動圧軸受の製造方法。
- 前記ラジアル動圧凹所は、前記焼結軸受素材の外径と非同心で、かつ、前記一周方向に向かうにしたがって内周側に縮径していく複数の円弧面であることを特徴とする請求項1に記載の動圧軸受の製造方法。
- 前記焼結軸受素材は、鉄:40〜60wt%、銅:40〜60wt%、錫:1〜5wt%を含有する焼結合金であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の動圧軸受の製造方法。
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