JP7516051B2 - インサート軸受及びその製造方法、インサート軸受に適した焼結軸受、インサート焼結部品及びその製造方法、インサート焼結部品に適した焼結部品 - Google Patents

Description

本発明は、焼結軸受と外装部品とを一体化したインサート軸受及びその製造方法、インサート軸受に適した焼結軸受、インサート焼結部品及びその製造方法、インサート焼結部品に適した焼結部品に関する。

焼結軸受は、焼結体の内部にあらかじめ潤滑油を含浸させておき、軸の回転によるポンプ作用と摩擦熱による熱膨張により油をしみ出させて摩擦面を潤滑することができ、無給油で長期間使用できることから、自動車や家電製品、音響機器等の回転軸の軸受として広く採用されている。
このような焼結軸受を自動車等の構造体に組み込むために、インサート成形により筐体等の外装部品と一体化することが行われる。この場合、焼結軸受にラジアル荷重とスラスト荷重が作用するため、外装部品に対する回転と軸方向の脱落との両方の移動を防止する必要がある。

例えば特許文献１では、焼結軸受（焼結部品）の外周面において互いに軸方向に一致しない位置に、その両端面からそれぞれの端面にかかり軸方向に沿ってその途中まで延びる有底溝を形成したものが開示されている。この焼結軸受の外周部にインサート成形により樹脂部品（外装部品）を一体に成形すると、有底溝内に樹脂が入り込んだ状態となるため、回転止めと軸方向の脱落防止ができると記載されている。
また、特許文献２では、焼結軸受（焼結部品）の外周面に、軸方向に延びる溝部と、周方向に延びる拡径部とが形成され、溝部が拡径部の周方向の延びを分断している形態のものが開示されている。この焼結軸受の外周部にインサート成形により樹脂部品を一体に成形すると、溝部内に樹脂が入り込むことにより、樹脂部品に対して焼結軸受が回転止めされるとともに、拡径部が樹脂部分に食い込むように一体化されることにより、焼結軸受の軸方向へ抜け止めがなされるようになっている。

特開２００３－１５９７２０号公報 特開２００３－１９３１１３号公報

ところで、このような焼結軸受等の焼結部品を樹脂部品にインサート成形する場合、成形用金型内に配置した焼結部品の外周部に空間（キャビティ）を形成し、そのキャビティ内に溶融樹脂を射出して充填する。このとき、樹脂部品により焼結部品の外周部が覆われるようにするために、焼結部品の両端面を成形用金型に当接させた状態でその外周面の周囲にキャビティが形成される。
しかしながら、キャビティ内に充填される溶融樹脂には射出圧が作用するため、焼結部品と成形用金型との当接面に溶融樹脂が入り込んで、焼結部品の両端面に薄い樹脂膜を形成するおそれがある。焼結部品の両端面に樹脂膜が形成されると、外観を損なうだけでなく、他部品と干渉するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、焼結軸受等の焼結部品の少なくとも一方の端面に膜を形成することなく、焼結部品と樹脂部品等の外装部品とをインサート成形により一体化することを目的とする。

本発明のインサート軸受の製造方法は、粉末成形により焼結軸受を形成する焼結軸受形成工程と、前記焼結軸受の外周部に外装部品を一体化したインサート軸受を形成するインサート成形工程とを有し、
前記焼結軸受形成工程では、前記焼結軸受の外周部に、両端部よりも外径が大きい大径部を形成するとともに、該大径部の外周面に軸方向に沿って溝又は突条を形成しておき、
前記インサート成形工程では、前記焼結軸受の両端部における先端部の外周面をインサート成形金型の内周面に周方向に沿って当接させた状態として、前記両端部の基端部及び前記大径部の周囲を前記インサート成形金型により間隔をあけて覆って前記焼結軸受の外周部にキャビティを形成する型組み工程と、該型組み工程の後に前記キャビティに前記外装部品となる溶融材料を充填する充填工程とを有する。

本発明のインサート軸受は、焼結軸受と、該焼結軸受の外周部に一体に成形された外装部品とを有し、前記焼結軸受の外周部に、両端部よりも外径が大きい大径部が形成されるとともに、該大径部の外周部に軸方向に沿う溝又は突条が形成されており、前記外装部品は、前記焼結軸受の両端部における先端部を除く基端部及び前記大径部を埋設する形状に形成されている。

このインサート軸受に適した焼結軸受としては、外周部に、両端部よりも外径が大きい大径部を有し、該大径部の外周面に軸方向に沿って溝又は突条が形成されている。

本発明によれば、焼結軸受と樹脂部品等の外装部品とが焼結軸受の溝又は突条により回転止めされるとともに、大径部により軸方向に抜け止めされた状態で一体化しており、また、焼結軸受の両端部における先端部を除き、両端部の基端部及び大径部を埋設する形状に形成されるので、焼結軸受の両端部の端面が外装部品の材料により膜状に覆われることが防止される。

焼結軸受の一つの実施態様として、前記溝又は突条は、前記大径部の全長にわたって形成されている。あるいは、前記溝又は突条は、前記大径部の一端面から長さ方向の途中まで形成されていてもよい。

焼結軸受の一つの実施態様として、前記両端部に前記大径部に向けて漸次外径が拡大するテーパ部が形成されていてもよい。
インサート成形工程において、焼結軸受の両端部の外周面にインサート成形金型の内周面が当接するが、テーパ部にインサート成形金型が当接するため、インサート成形金型との間に隙間が生じにくい。したがって、溶融材料の充填時の圧力による溶融材料の漏れを確実に防止することができる。

本発明のインサート焼結部品の製造方法は、粉末成形により焼結部品を形成する焼結部品形成工程と、前記焼結部品の外周部に外装部品を一体化したインサート焼結部品を形成するインサート成形工程と、を有し、
前記焼結部品形成工程では、前記焼結部品の少なくとも一方の端部を除く領域の外周部に溝又は突条を形成するとともに、
前記インサート成形工程では、前記一方の端部の外周面をインサート成形金型の内周面に周方向に沿って当接させた状態として、前記一方の端部を除く領域の前記溝又は突条の周囲を前記インサート成形金型により間隔をあけて覆って前記焼結部品の外周部にキャビティを形成する型組み工程と、該型組み工程の後に前記キャビティに前記外装部品となる溶融材料を充填する充填工程とを有する。

本発明のインサート焼結部品は、焼結部品と、該焼結部品の外周部に一体に成形された外装部品とを有し、前記焼結部品の少なくとも一方の端部を除く領域の外周部に溝又は突条が形成されており、前記外装部品は、前記焼結部品の前記一方の端部の先端部を除く領域の外周部を埋設する形状に形成されている。

このインサート焼結部品に適した焼結部品は、少なくとも一方の端部を除く領域の外周部に溝又は突条が形成されている。

本発明によれば、焼結部品と樹脂部品等の外装部品とが焼結部品の溝又は突条により回転止めされるとともに、一体化しており、また、焼結部品の少なくとも一方の端部における先端部を除き、外周部を埋設する形状に形成されるので、焼結部品の少なくとも一方の端面が外装部品の材料により膜状に覆われることが防止される。

インサート焼結部品の一つの実施態様としては、前記焼結部品は、焼結軸受からなり、前記焼結軸受の前記外周部に前記一方の端部よりも外径が大きい大径部が形成されるとともに、前記大径部には、該大径部の外周面に軸方向に沿う前記溝又は前記突条、及び前記大径部の半径方向に沿う前記溝又は前記突条の少なくともいずれかが形成されているとよい。

また、インサート焼結部品の一つの実施態様としては、前記大径部は、前記外周部の前記焼結部品の両端部を除く領域に形成され、前記外装部品は、前記両端部の先端部を除く基端部及び前記大径部を埋設する形状に形成されているとよい。

本発明の焼結軸受は、少なくとも一方の端部を除く領域の外周部に前記少なくとも一方の端部よりも外径が大きい大径部が形成され、前記大径部の外周面に軸方向に沿う溝又は突条、及び前記大径部の一端面に半径方向に沿う前記溝又は突条の少なくともいずれかが前記大径部に形成されている。

焼結軸受の一つの実施態様としては、前記溝又は突条は、前記大径部の外周面の全長にわたって前記軸方向に沿って形成されている。あるいは、前記溝又は突条は、前記大径部の一端面から長さ方向の途中まで前記軸方向に沿って形成されていてもよい。

焼結軸受の一つの実施態様としては、前記少なくとも一方の端部に前記大径部に向けて漸次外径が拡大するテーパ部が形成されているとよい。
この場合、インサート成形工程において、焼結軸受の少なくとも一方の端部の外周面にインサート成形金型の内周面が当接するが、テーパ部にインサート成形金型が当接するため、インサート成形金型との間に隙間が生じにくい。したがって、溶融材料の充填時の圧力による溶融材料の漏れを確実に防止することができる。

本発明は、焼結軸受等の焼結部品と外装部品とが焼結部品の溝又は突条により回転止めされるとともに、一体化しており、また、焼結部品の少なくとも一方の端面に外装部品の材料による膜を形成することなく、焼結部品と外装部品とを射出成形により一体化することができる。

本発明の第１実施形態のインサート軸受を示す縦断面図である。 図１のインサート軸受に用いられている焼結軸受の斜視図である。 図２の焼結軸受の縦断面図である。 図２の焼結軸受を軸方向の一方側から視た端面図である。 第１実施形態のインサート軸受の製造工程を示すフローチャートである。 成形工程で成形体を形成している状態を示す縦断面図である。 矯正工程において、左半分が焼結体を矯正している状態、右半分が矯正金型から焼結体を取り出した状態を示す縦断面図である。 射出成形工程において、型締め工程後の状態を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。 図９の焼結軸受の縦断面図である。 図９の焼結軸受を軸方向の一方側から視た端面図である。 矯正工程の第２矯正において、左半分が焼結体を矯正している状態、右半分が矯正金型から焼結体を取り出した状態を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。 図１３の焼結軸受の縦断面図である。 図１３の焼結軸受を軸方向の一方側から視た端面図である。 矯正工程において、左半分が焼結体を矯正している状態、右半分が矯正金型から焼結体を取り出した状態を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受の縦断面図である。 図１７の焼結軸受を軸方向の一方側から視た端面図である。 本発明の第５実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受の縦断面図である。 図１９の焼結軸受を軸方向の一方側から視た端面図である。 射出成形工程において、型締め工程後の状態を示す縦断面図である。 本発明の第６実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受の縦断面図である。 図２２の焼結軸受を軸方向の一方側から視た端面図である。 本発明の第７実施形態のインサート軸受の一部を拡大して示す縦断面図である。 図２４のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。 図２４のインサート軸受の製造方法における射出成形工程の型締め工程時の状態を示す縦断面図である。 本発明の第８実施形態のインサート軸受の一部を拡大して示す縦断面図である。 図２７のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。 本発明の第９実施形態のインサート軸受の一部を拡大して示す縦断面図である。 図２９のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。 本発明の第１０実施形態のインサート軸受の一部を拡大して示す縦断面図である。 図３１のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。 本発明の第１１実施形態のインサート軸受の一部を拡大して示す縦断面図である。 図３３のインサート軸受に用いられる焼結軸受の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下の各実施形態は、焼結軸受に樹脂部品を射出成形によって一体化する実施形態である。したがって、本発明の外装部品は実施形態では樹脂部品であり、インサート成形工程は射出成形工程である。
なお、以下の各実施形態では、焼結部品として焼結軸受を例示し、インサート焼結部品としてインサート焼結軸受を例示して説明する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態のインサート軸受について説明する。なお、第１実施形態から後述する第６実施形態までの実施形態では、インサート軸受に用いられる焼結軸受の外周部の略中央に大径部が設けられ、この大径部が焼結軸受の両端部より外径が大きい例について説明する。
このインサート軸受１は、図１に示すように、金属粉末の焼結体により形成された筒状の焼結軸受１０と、この焼結軸受の外周部に一体に成形された樹脂部品２０（本発明の外装部品に相当）とを有している。
焼結軸受１０は、図２～図４に示すように、中心に軸受孔１１が貫通状態に形成されており、両端部１２よりも軸方向中間部分の外径が大きい段付き形状に形成されている。この実施形態では、小径の両端部１２は同じ外径、同じ長さ（高さ）に形成されており、中間位置の大径部１３は、両端部１２を除く長さ（高さ）に形成される。

また、大径部１３の外周部には、その一端から軸方向の途中位置まで延びる溝１４が周方向に間隔をおいて複数形成されている。実施形態では、大径部１３の長さ（高さ）の半分より短い１０本の溝１４が３６°間隔で形成されている。これら溝１４は、その最深部が凹円弧面に形成され、その両側が凸円弧面により大径部１３の外周面に繋がる形状である。
また、この実施形態では、大径部１３の軸方向の中間位置に半径方向に突出する凸条１５が周方向に沿って形成されている。

一方、樹脂部品２０は、例えば、この焼結軸受１０が取り付けられる自動車部品や家電製品の筐体や機械部品等の一部を構成する外装部品であり、図１に示すように、焼結軸受１０の外周部に、両端部１２の先端部をそれぞれ露出させ、両端部１２の基端部（付け根の部分）及び大径部１３を埋設させるように設けられている。すなわち、樹脂部品２０において、焼結軸受１０の外周部に軸受保持部２１が一体に固定され、該軸受保持部２１は、焼結軸受１０の全体高さよりも小さい高さに形成され、焼結軸受１０の両端部１２の軸方向の途中位置から大径部１３の全体を埋設している。したがって、大径部１３の両端面は軸受保持部２１により覆われた状態である。符号２２は他の部分と連結されるブラケットを示す。

このように形成されたインサート軸受１を製造する方法（インサート焼結部品の製造方法）について説明する。
このインサート軸受１を製造する場合、図５のフローチャートに示すように、まず粉末成形により焼結軸受１０を形成する焼結軸受形成工程（焼結部品形成工程）と、焼結軸受形成工程で形成された焼結軸受１０を射出成形金型（本発明のインサート成形金型に相当）内に配置し、射出成形により、焼結軸受１０の外周部に一体に樹脂部品２０を形成する射出成形工程（本発明のインサート成形工程に相当）とを経て、製造される。以下、工程順に詳述する。

＜焼結軸受形成工程＞
焼結軸受形成工程は、焼結軸受１０となる成形体１０´を形成する成形工程、成形体１０´を焼結して焼結体（図示略）を形成する焼結工程、その焼結体を矯正する矯正工程（サイジング工程）とを有する。

（成形工程）
成形体１０´を形成するための成形金型４０は、図６に示すように、円形の貫通孔４１が形成されたダイ４２と、その貫通孔４１内に配置されるコアロッド４３との間に、外側から第１上側パンチ４４と第１下側パンチ４５、第２上側パンチ４６と第２下側パンチ４７が、それぞれ上下組をなすように設けられている。これらパンチ４４～４７はコアロッド４３を中心とする同心円の筒状に形成される。

そして、ダイ４２とコアロッド４３、及び第１下側パンチ４５、第２下側パンチ４７により形成した空間内に粉末を充填し、これを上下の各パンチ４４～４７で圧縮することにより、成形体１０´を形成する。このとき、両第２パンチ４６，４７間の距離よりも両第１パンチ４４，４５間の距離を小さくすることにより、外周部に大径部１３´を形成した段付き形状の成形体１０´が形成される。また、コアロッド４３により軸受孔１１´が貫通状態に形成される。

（焼結工程）
得られた成形体１０´を加熱して粉末を焼結させ、焼結体を形成する。

（矯正工程）
焼結体を矯正金型５０により矯正（サイジング）する。この矯正工程は、外形を最終寸法に仕上げつつ、大径部１３の外周部に溝１４を形成する。
この矯正に用いられる矯正金型５０は、成形金型４０と類似した構成であり、図７に示すように、円形の貫通孔５１が形成されたダイ５２と、その貫通孔５１内に配置されるコアロッド５３との間に、外側から第１上側パンチ５４と第１下側パンチ５５、第２上側パンチ５６と第２下側パンチ５７が、それぞれ上下組をなすように設けられている。これらパンチ５４～５７はコアロッド５３を中心とする同心円の筒状に形成される。

また、第１下側パンチ５５の上端部に、溝１４を形成するための凸部５８が形成されている。そして、両第１パンチ５４，５５、両第２パンチ５６，５７により焼結体を軸方向に加圧しながらダイ５２とコアロッド５３との間に押し込むことにより、焼結体を矯正する。この場合、第１上側パンチ５４と第１下側パンチ５５とは、焼結体の大径部の外周面を高さ方向の中間位置まで矯正する。このため、矯正後の焼結体（焼結軸受）１０は、大径部１３の外周部に溝１４とともに、高さ方向の中間位置に周方向に沿う凸条１５が形成される。

＜射出成形工程＞
以上のようにして形成した焼結軸受１０を射出成形工程により樹脂部品２０と一体成形する。この射出成形工程は、焼結軸受１０の外側にキャビティ６１を形成した状態で射出成形金型６０内に配置する型締め工程（本発明の型組み工程に相当）と、そのキャビティ６１内に樹脂部品となる溶融樹脂（本発明の溶融材料に相当）を射出する射出工程（本発明の充填工程に相当）とを有する。

＜型締め工程＞
射出成形金型６０は、図８に示すように、固定型６２と可動型６３とを有し、これら固定型６２と可動型６３との間に焼結軸受１０が保持され、その焼結軸受１０の外周部に溶融樹脂が充填されるキャビティ６１が形成される。焼結軸受１０は、その両端部の長さ方向の途中位置までが固定型６２及び可動型６３の凹部６４，６５内に嵌合状態に保持されることにより、凹部６４，６５の内周面が焼結軸受１０の両端部１２の外周面に全周にわたって当接している。キャビティ６１は、焼結軸受１０の外周を囲むように形成された軸受保持空間６６と、この軸受保持空間６６に連通部６７が連通している。キャビティ６１の軸受保持空間６６内には、焼結軸受１０の大径部１３と、大径部１３付近の両端部１２の基端部（付け根の部分）とが露出している。そして、そのキャビティ６１に、溶融樹脂が供給されるスプルー６８がゲート６９を介して接続され、スプルー６８に溶融樹脂を射出するためのプランジャー（図示略）が接続される。

＜射出工程＞
図８に示すように型締めした射出成形金型６０のキャビティ６１内に溶融樹脂を射出する。このとき、キャビティ６１内には射出圧が作用するが、固定型６２と可動型６３との凹部６４，６５に焼結軸受１０の両端部１２における先端部が嵌合状態に配置され、この両端部１２の先端部がキャビティ６１内に露出していないので、射出圧は焼結軸受１０の両端部１２における先端部を除く外面に作用する。このため、焼結軸受１０の両端面には溶融樹脂が漏れ出ることはない。万一、焼結軸受１０と金型６０との当接面間に溶融樹脂が侵入するとしても、焼結軸受１０の両端部１２の外周面においてわずかに漏れることがある程度である。

したがって、このインサート軸受１は、図１に示すように、焼結軸受１０の両端部１２における先端部を除く大径部１３を含む中央部分が樹脂部品２０により囲まれており、焼結軸受１０と樹脂部品２０とが溝１４により回転止めされるとともに、大径部１３により軸方向に抜け止めされた状態で一体化している。そして、従来技術で述べたような焼結軸受の両端面に樹脂膜が形成されないため、外観を損なうことがなく、また、他の部品と干渉することも抑制される。

［第２実施形態］
図９～図１１は第２実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受１００を示している。この実施形態の焼結軸受１００は、第１実施形態の焼結軸受１０に設けられていた大径部１３の凸条１５をなくしたものである。なお、この第２実施形態以降の各実施形態において、第１実施形態と共通する要素には同一符号を付して説明を簡略化する。
この第２実施形態では矯正工程を２回に分けて行われる。すなわち、１回目の矯正において第１実施形態で述べた方法により大径部１３の外周部に溝１４を形成する（第１矯正）。この第１矯正で大径部１３の外周部には溝１４とともに凸条１５も形成される。この凸条１５を２回目の矯正で除去する（第２矯正）。この第２矯正では、ダイの内周面を円筒面に形成しておき、この円筒面により大径部１３の外周面を矯正して、大径部１３の外周面を円筒面に仕上げる。

図１２は、この第２矯正時に用いられる矯正金型７０を示している。この矯正金型７０は、円形の貫通孔７１が形成されたダイ７２と、その貫通孔７１内に配置されるコアロッド７３との間に、外側から第１上側パンチ７４と第１下側パンチ７５、第２上側パンチ７６と第２下側パンチ７７が、それぞれ上下組をなすように設けられている。ただし、第１矯正で用いられる矯正金型５０（図７参照）と異なり、円筒状のダイ７２の内周面が大径部１３の外周面を形成し、第１下側パンチ７５の上端は大径部１３の端面に当接する。
この第２矯正の後、第１実施形態の場合と同様にして射出成形することにより、焼結軸受１００の両端部１２における先端部を除く大径部１３を含む中央部分を樹脂部品２０（図１参照）により囲って一体化したインサート軸受（図示略）を得ることができる。

このインサート軸受も、第１実施形態と同様、焼結軸受１００と樹脂部品２０とが溝１４により回転止めされるとともに、大径部１３により軸方向に抜け止めされた状態で一体化しており、かつ、焼結軸受１００の両端面に樹脂膜が形成されないため、外観を損なうことがなく、また、他の部品と干渉することも抑制される。

［第３実施形態］
図１３～図１５は第３実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受１０１を示している。この実施形態の焼結軸受１０１は、大径部１３の外周部に、軸方向に沿う複数の溝１４１が大径部１３の両端面まで大径部１３の全長にわたって形成されている。
この焼結軸受１０１を製造する場合、焼結軸受工程の成形工程、焼結工程の後、矯正工程で図１６に示す矯正金型８０を用いる。この矯正金型８０は、円形の貫通孔８１が形成されたダイ８２と、その貫通孔８１内に配置されるコアロッド８３との間に、外側から第１上側パンチ８４と第１下側パンチ８５、第２上側パンチ８６と第２下側パンチ８７が、それぞれ上下組をなすように設けられている。この場合、ダイ８２の貫通孔８１の内周面に軸方向に沿って貫通する複数の凸条８８が周方向に間隔をおいて形成されており、第１上側パンチ８４及び第１下側パンチ８５の外周部に、ダイ８２の凸条８８をスライド自在に嵌合する溝部８９が周方向に間隔をおいて形成されている。

この矯正金型８０に焼結体を配置して矯正することにより、大径部１３の外周部に溝１４１が周方向に間隔をおいて形成される。
この焼結軸受１０１により形成したインサート軸受も、他の実施形態と同様、焼結軸受１０１と樹脂部品２０とが溝１４１により回転止めされるとともに、大径部１３により軸方向に抜け止めされた状態で一体化され、かつ、焼結軸受１０１の両端面に樹脂膜が形成されないため、外観を損なうことがなく、また、他の部品と干渉することも抑制される。

［第４実施形態］
図１７及び図１８は第４実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受１０２を示している。この実施形態の焼結軸受１０２は、第３実施形態と同様に、焼結軸受１０２の大径部１３に、軸方向に沿う複数の溝１４２が大径部１３の両端面まで大径部１３の全長にわたって形成されているが、この実施形態の場合は、第３実施形態の溝１４１に比べて、溝１４２の横断面積が大きいので、これら溝１４２を矯正工程ではなく成形工程で形成する。

つまり、図示は省略するが、成形金型が第３実施形態の矯正金型８０のように構成されており、ダイの貫通孔の内周部に軸方向に沿って貫通する複数の凸条が周方向に間隔をおいて形成され、第１下側パンチ及び第１上側パンチの外周部に、ダイの凸条をスライド自在に嵌合する溝部が周方向に間隔をおいて形成されている。このダイの凸条により、成形体の大径部の外周部に溝１４２が形成される。
そして、大径部１３の外周部に溝１４２を形成した成形体について、焼結工程、矯正工程を経て焼結軸受１０２を形成し、その大径部１３を囲むように射出成形して、樹脂部品２０と一体化することにより、インサート軸受が製造される。

［第５実施形態］
図１９及び図２０は第５実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受１０３を示している。この実施形態の焼結軸受１０３は、両端部１２１がストレートの円筒状ではなく、大径部１３１から両端に向かうにしたがって漸次外径を小さくしたテーパ状に形成されている。この両端部（テーパ部）１２１のテーパ面の勾配θは例えば１５°（テーパ角として３０°）に形成されている。また、大径部１３１に形成される溝１４３は大径部１３１の長さ方向の途中まで形成されており、開放状態の先端は、テーパ面（大径部１３１の端面）に形成されている。また、大径部１３１の高さ方向の中央位置には周方向に沿って凸条１５が形成される。

この焼結軸受１０３は、第１実施形態と同様の焼結軸受形成工程により形成される。両端部１２１のテーパ面は成形工程時に形成されるが、勾配θが小さい場合には、矯正工程で形成してもよい。射出成形工程では、図２１に示す射出成形金型６００により、型締め工程において、固定型６２及び可動型６３の凹部６４１，６５１の内周面が焼結軸受１０３の両端部１２１と同じ角度のテーパ面に形成されており、この凹部６４１，６５１に焼結軸受１０３の両端部１２１がテーパ嵌合することにより、固定型６２と可動型６３とが型締めされる。

この型締め状態では、焼結軸受１０３の両端部１２１のテーパ面と射出成形金型６００の凹部６４１，６５１のテーパ面とが嵌合しているので、第１実施形態のようにストレートの円筒面どうしの当接状態に比べて、テーパ面間に溶融樹脂が入り込みにくく、両端面はもちろん、両端部１２１の外周面（テーパ面）における樹脂漏れも確実に防止することができる。
なお、大径部１３１の中間位置に形成される凸条１５は、第２実施形態のように、矯正工程を２回に分けて行って、２回目の矯正で除去するようにしてもよい。

［第６実施形態］
図２２及び図２３は第６実施形態のインサート軸受に用いられる焼結軸受１０４を示している。この実施形態の焼結軸受１０４は、第５実施形態の焼結軸受１０３と同様、両端部１２１が大径部１３１から両端に向かうにしたがって漸次外径を小さくしたテーパ状に形成されている。このテーパ面の勾配は例えば１５°（テーパ角３０°）に形成されている。また、大径部１３１に形成される溝１４４は、大径部１３１の全長にわたって形成されており、開放状態の両端は、それぞれテーパ面に形成されている。

なお、図示は省略するが、第６実施形態の焼結軸受よりも溝の横断面積を図１８に示す溝１４２のように大きくして、溝の形成を矯正工程ではなく、成形工程で行うようにしたもの、等も可能である。

［第７実施形態］
第７実施形態から後述する第１１実施形態までの実施形態では、インサート軸受に用いられる焼結軸受の外周部の一方の端部を除く領域に大径部が設けられ、この大径部が焼結軸受の一方の端部より外径が大きい例について説明する。
図２４は第７実施形態のインサート軸受１Ａ（インサート焼結部品）の一部（焼結軸受１０５の半分及び樹脂部品２０Ａの一部）の縦断面を示しており、図２５はインサート軸受１Ａに用いられる焼結軸受１０５を示している。なお、図２４では、インサート軸受け１Ａの一部のみを示しているが、全体の形状は、図１に示した形状と同じである。
この実施形態の焼結軸受１０５は、第１～第６実施形態の焼結軸受１０，１０１～１０４とは異なり、大径部１３５を有しており、この大径部１３５は、他方の端部１２３まで延びている。つまり、大径部１３５の端面と他方の端部１２３の端面とは同一平面状に位置し、連続した状態となっている。

焼結軸受１０５は、一方の端部１２２の先端部（端部１２２の端面に連続する側の端部）を除く領域の外周部が樹脂部品２０Ａにより埋設されている。つまり、樹脂部品２０Ａは、焼結軸受１０５の外周部に、一方の端部１２２の先端部を露出させ、一方の端部１２２の基端部（付け根の部分）及び大径部１３５を埋設している。すなわち、樹脂部品２０Ａにおいて、焼結軸受１０５の外周部に軸受保持部２１Ａが一体に固定され、該軸受保持部２１Ａは、焼結軸受１０５の全体高さと略同じ高さに形成され、焼結軸受１０５の一方の端部１２２の軸方向の途中位置から大径部１３の全体を埋設している。したがって、大径部１３の両端面は軸受保持部２１により覆われた状態である。

また、焼結軸受１０５の一方側の端部１２２は、大径部１３５から端部１２２に向かうにしたがって漸次外径を小さくしたテーパ状に形成されている。このテーパ面の勾配は、例えば１５°（テーパ角３０°）に形成されている。また、大径部１３５に形成される溝１４５は、大径部１３１の全長にわたって形成されており、開放状態の両端は、それぞれテーパ面に形成されている。なお、この溝１４５の形状等は、図１３に示した溝１４１と略同じである。

このようなインサート軸受１Ａの製造方法は、上記第１実施形態の焼結軸受１０の製造方法と略同じであるが、型締め工程及び射出成型工程に用いられる射出成形金型の形状が一部異なっている。以下詳しく説明する。
図２６は、インサート軸受１Ａの製造方法における射出成形工程の型締め工程時の状態を示す縦断面図である。

射出成形金型６０Ａは、図２６に示すように、固定型６２Ａと可動型６３Ａとを有し、これら固定型６２Ａと可動型６３Ａとの間に焼結軸受１０５が保持され、その焼結軸受１０５の外周部に溶融樹脂が充填されるキャビティ６１Ａが形成される。焼結軸受１０５は、一方の端部１２２の長さ方向の途中位置までが固定型６２Ａの凹部６４Ａ内に嵌合状態に保持されることにより、凹部６４Ａの内周面が焼結軸受１０５の一方の端部１２２の外周面に全周にわたって当接している。また、他方の端部１２３の端面には、可動型６３Ａの内面から突出する突出部６５Ａの端面が当接している。キャビティ６１Ａは、焼結軸受１０５の外周を囲むように形成された軸受保持空間６６と、この軸受保持空間６６に連通部６７が連通している。キャビティ６１の軸受保持空間６６内には、焼結軸受１０の大径部１３５の外周面及び端面、大径部１３５付近の一方の端部１２２の基端部（付け根の部分）が露出している。そして、そのキャビティ６１に、溶融樹脂が供給されるスプルー６８がゲート６９を介して接続され、スプルー６８に溶融樹脂を射出するためのプランジャー（図示略）が接続される。

そして、型締めした射出成形金型６０Ａのキャビティ６１Ａ内に溶融樹脂を射出する。このとき、キャビティ６１Ａ内には射出圧が作用するが、固定型６２Ａと可動型６３Ａとの凹部６４に焼結軸受１０５の一方の端部１２２における先端部が嵌合状態に配置されるとともに、他方の端部１２３が突出部６５Ａに当接している。このように一方の端部１２２の先端部がキャビティ６１内に露出していないので、射出圧は焼結軸受１０５の端部１２２における先端部を除く外面に作用する。このため、焼結軸受１０５の端部１２２の端面には溶融樹脂が漏れ出ることはない。万一、焼結軸受１０５と金型６０との当接面間に溶融樹脂が侵入するとしても、焼結軸受１０５の端部１２２の外周面においてわずかに漏れることがある程度である。

したがって、このインサート軸受１Ａは、図２４に示すように、焼結軸受１０５の一方の端部１２２における先端部を除く領域（大径部１３の外周面及び両端面）が樹脂部品２０Ａにより囲まれており、焼結軸受１０５と樹脂部品２０Ａとが溝１４５により回転止めされるとともに、大径部１３５により軸方向に抜け止めされた状態で一体化している。そして、従来技術で述べたような焼結軸受の両端面に樹脂膜が形成されないため、外観を損なうことがなく、また、他の部品と干渉することも抑制される。

［第８実施形態］
図２７は第８実施形態のインサート軸受１Ｂ（インサート焼結部品）の一部を拡大して示しており、図２８はインサート軸受１Ｂに用いられる焼結軸受１０６を示している。この実施形態の焼結軸受１０６は、図２７及び図２８に示すように、上記第７実施形態と同様に大径部１３５を有しており、この大径部１３５に形成される溝の形状のみ上記第７実施形態の焼結軸受１０６と異なる。なお、この第８実施形態以降の各実施形態において、第７実施形態と共通する要素には同一符号を付して説明を簡略化する。

この焼結軸受１０６の大径部１３５に形成される溝１４６は、図２７及び図２８に示すように、大径部１３５の長さ（高さ）の半分より短い１０本の溝１４６が、大径部１３５の一方の端部１２２側の端面側に３６°間隔で形成されている。これら溝１４６は、その最深部が凹円弧面に形成され、その両側が凸円弧面により大径部１３５の外周面に繋がる形状である。なお、この溝１４６の形状等は、図２に示した溝１４と略同じである。

［第９実施形態］
図２９は第９実施形態のインサート軸受１Ｃ（インサート焼結部品）を示しており、図３０はインサート軸受１Ｃに用いられる焼結軸受１０７を示している。この実施形態の焼結軸受１０７は、図２９及び図３０に示すように、上記第７実施形態と同様に大径部１３５を有しており、この大径部１３５に形成される溝の形状のみ上記第７実施形態の焼結軸受１０６と異なる。

この焼結軸受１０７の大径部１３５に形成される溝１４７は、図２９及び図３０に示すように、大径部１３５の長さ（高さ）の半分より短い１０本の溝１４６が、大径部１３５の他方の端部１２３側の端面側に３６°間隔で形成されている。これら溝１４７は、その最深部が凹円弧面に形成され、その両側が凸円弧面により大径部１３５の外周面に繋がる形状である。なお、この溝１４７の形状等は、図１０に示した溝１４と略同じである。

［第１０実施形態］
図３１は第１０実施形態のインサート軸受１Ｄ（インサート焼結部品）を示しており、図３２はインサート軸受１Ｄに用いられる焼結軸受１０８を示している。この実施形態の焼結軸受１０８は、図３１及び図３２に示すように、上記第７実施形態と同様に大径部１３５を有しており、この大径部１３５に形成される溝の形状のみ上記第７実施形態の焼結軸受１０６と異なる。

この焼結軸受１０８の大径部１３５に形成される溝１４８は、図３１及び図３２に示すように、大径部１３５の一方の端部１２２側の端面に形成されている。この溝１４８は、９０°間隔で４本形成され、大径部１３５の上記端面の半径方向に延びる形状である。これら溝１４８は、その最深部が平面に形成され、最深部から上側に向かうにしたがって漸次拡径する傾斜面を有している。

［第１１実施形態］
図３３は第１１実施形態のインサート軸受１Ｅ（インサート焼結部品）を示しており、図３４はインサート軸受１Ｅに用いられる焼結軸受１０９を示している。この実施形態の焼結軸受１０９は、図３３及び図３４に示すように、上記第１０実施形態と同様に大径部１３５を有しており、この大径部１３５に形成される溝の位置のみ上記第１０実施形態の焼結軸受１０８と異なる。

この焼結軸受１０９の大径部１３５に形成される溝１４９は、図３３及び図３４に示すように、大径部１３５の一方の端部１２２とは反対側の端面に形成されている。この溝１４９は、９０°間隔で４本形成され、大径部１３５の上記端面の半径方向に延びる形状である。この大径部１３５の端面は、他方の端部１２２の端面と一致しているが、溝１４９は、他方の端部１２２の端面には浸食していない。つまり、溝１４９は、大径部１３５の範囲内において半径方向に延びている。なお、溝１４８の形状は、上記溝１４８と同じである。

これら第１０実施形態及び第１１実施形態では、溝１４８，１４９を大径部１３５の端面に形成することとしたが、この場合においても、溝１４８，１４９の周囲に樹脂部品２０Ａが埋設されているので、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。 つまり、大径部１３５に形成される溝部は、大径部１３５の外周面に形成されてもよいし、端面に形成されてもよく、大径部１３５の外周面及び端面のいずれにも形成されていてもよい。

その他、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、大径部に溝を形成したが、溝に代えて軸方向に沿う突条を形成してもよい。また、これら溝や突条は、周方向に間隔をおいて複数形成するのがよいが、１本のみ形成したものでもよい。
さらに、外装部品を樹脂部品により構成し、射出成形によってインサート成形する実施形態としたが、外装部品をアルミニウム合金等の金属部品とし、鋳造によってインサート成形するものにも本発明を適用することができる。その場合、鋳型（インサート成形金型）内に焼結部品を配置して型組みし（型組み工程）、その周囲のキャビティに金属部品となる溶融金属（溶融材料）を充填する（充填工程）ことにより、焼結軸受と金属部品の外装部品とが一体化する。

上記実施形態では、焼結部品として焼結軸受を例示し、インサート焼結部品としてインサート軸受を例示したが、これに限らない。例えば、焼結部品は、バルブシートやブッシュ等であってもよい。つまり、本発明は、焼結軸受に限らず、焼結部品であれば適用でき、この焼結部品を外装部品で一体化した全ての製品に適用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ インサート軸受（インサート焼結部品）
１０，１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９ 焼結軸受（焼結部品）
１０´ 成形体
１１ 軸受孔
１２，１２１ 端部
１２２ 端部（一方の端部）
１２３ 端部（他方の端部）
１３，１３１，１３５ 大径部
１４，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８，１４９ 溝
１５，８８ 凸条
２０ 樹脂部品（外装部品）
２１ 軸受保持部
４０ 成形金型
５０，７０，８０ 矯正金型
６０，６０Ａ，６００ 射出成形金型（インサート成形金型）
６１，６１Ａ キャビティ
６２，６２Ａ 固定型
６３，６３Ａ 可動型
６４，６４Ａ，６５，６４１，６５１ 凹部
６５Ａ 突出部
６６ 軸受保持空間

Claims (10)

1. 粉末成形により焼結軸受を形成する焼結軸受形成工程と、前記焼結軸受の外周部に外装部品を一体化したインサート軸受を形成するインサート成形工程とを有し、
   前記焼結軸受形成工程では、前記焼結軸受の外周部に、両端部よりも外径が大きい大径部を形成するとともに、該大径部の外周面に軸方向に沿って溝又は突条を形成しておき、
   前記インサート成形工程では、前記焼結軸受の両端部における先端部の外周面をインサート成形金型の内周面に周方向に沿って当接させた状態として、前記両端部の基端部及び前記大径部の周囲を前記インサート成形金型により間隔をあけて覆って前記焼結軸受の外周部にキャビティを形成する型組み工程と、該型組み工程の後に前記キャビティに前記外装部品となる溶融材料を充填する充填工程とを有することを特徴とするインサート軸受の製造方法。
2. 焼結軸受と、該焼結軸受の外周部に一体に成形された外装部品とを有し、前記焼結軸受の外周部に、両端部よりも外径が大きい大径部が形成されるとともに、該大径部の外周部に軸方向に沿う溝又は突条が形成されており、前記外装部品は、前記焼結軸受の両端部における先端部を除く基端部及び前記大径部を埋設する形状に形成されていることを特徴とするインサート軸受。
3. 前記溝又は突条は、前記大径部の全長にわたって形成されていることを特徴とする請求項２記載のインサート軸受。
4. 前記溝又は突条は、前記大径部の一端面から長さ方向の途中まで形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインサート軸受。
5. 前記両端部に前記大径部に向けて漸次外径が拡大するテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のインサート軸受。
6. 粉末成形により焼結部品を形成する焼結部品形成工程と、前記焼結部品の外周部に外装部品を一体化したインサート焼結部品を形成するインサート成形工程と、を有し、
   前記焼結部品形成工程では、前記焼結部品の先端に向かうにしたがって漸次外径を小さくしたテーパ状に形成された少なくとも一方の端部を除く領域の外周部に溝又は突条を形成するとともに、
   前記インサート成形工程では、前記一方の端部の外周面をインサート成形金型の凹部のテーパ状に形成された内周面に周方向に沿って当接させた状態として、前記一方の端部を除く領域の前記溝又は突条の周囲を前記インサート成形金型により間隔をあけて覆って前記焼結部品の外周部にキャビティを形成する型組み工程と、該型組み工程の後に前記キャビティに前記外装部品となる溶融材料を充填する充填工程とを有し、
   前記型組み工程では、前記焼結部品の前記端部のテーパ面と前記インサート成形金型の前記凹部のテーパ面とを嵌合させることを特徴とするインサート焼結部品の製造方法。
7. 焼結部品と、該焼結部品の外周部に一体に成形された外装部品とを有し、
   前記焼結軸受の前記外周部に両端部よりも外径が大きい大径部が形成されるとともに、前記大径部には、該大径部の外周面に軸方向に沿う前記溝又は前記突条、及び前記大径部の半径方向に沿う前記溝又は前記突条の少なくともいずれかが形成されており、
   前記外装部品は、前記両端部の先端部を除く基端部及び前記大径部を埋設する形状に形成されていることを特徴とするインサート焼結部品。
8. 前記溝又は突条は、前記大径部の外周面の全長にわたって前記軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項７に記載のインサート焼結部品。
9. 前記溝又は突条は、前記大径部の一端面から長さ方向の途中まで前記軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項７に記載のインサート焼結部品。
10. 前記少なくとも一方の端部に前記大径部に向けて漸次外径が拡大するテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のインサート焼結部品。

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