CN108026969A - 轴承构件以及使用其的振动衰减装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，提供具备能够实现振动衰减装置中的结构的简化且能够降低动作时的摩擦力的耐磨损性优异的轴承构件的振动衰减装置。本发明的振动衰减装置具备如下轴承构造：在基体构件(25)的规定摩擦滑动面的一侧具有树脂层(28)，金属轴瓦(32)的所述树脂层(28)包括聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯‑全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)，利用磁粘性流体组成物对金属轴瓦(32)(轴承构件)进行润滑。

Description

轴承构件以及使用其的振动衰减装置
技术领域
本发明涉及轴承构件以及使用该轴承构件的振动衰减装置。
背景技术
作为振动衰减装置，已知有使用表观粘度根据所施加的磁场的强度而发生变化的磁粘性流体组成物(Magneto-Rheological Fluid(MRF)组成物)的衰减力可变减振器。该振动衰减装置通过活塞在封入有MRF组成物的工作缸内往复移动时的MRF组成物的流动阻力来衰减所输入的振动。根据该振动衰减装置，能够根据所施加的磁场的强度来调节振动的衰减力。
然而，一般使用将磁性粒子分散于分散介质而成的物质作为，MRF组成物。因此在使用MRF组成物的振动衰减装置中，由于磁性粒子居间存在而引起的摩擦滑动部的磨损成为问题。
以往的使用MRF组成物的振动衰减装置中的活塞杆与杆引导件的滑动部成为在比通过油封密封的MRF液室靠外侧的位置设置有杆引导件轴承滑动部的干式摩擦构造。由此，该振动衰减装置避免如前述那样的磁性粒子居间存在的环境下的过度的磨损。
然而，以往的杆引导件滑动构造由于为干式摩擦，因此活塞杆与杆引导件的摩擦力变高，容易受温度、湿度的影响而稳定性差。另外，以往的杆引导件滑动构造具有对减振器受到的横向力载荷、动作速度的依赖性大这一缺点。这样的使用MRF组成物的振动衰减机所特有的高摩擦性在驾驶舒适性能的提高、向轻型车辆的适用中成为较大的技术课题。
为了解决该课题，一直以来通过杆引导件滑动构造的改进来实现摩擦磨损降低。
具体而言，公开了如下的振动衰减装置：与活塞连结的活塞杆在工作缸的端部被轴承构件支承为滑动自如，且该轴承构件由多孔质构件包围(例如，参照专利文献1)。
根据该振动衰减装置，向活塞杆与轴承构件的摩擦滑动部仅供给由多孔质构件滤除磁性粒子后的MRF组成物的液体成分，因此防止磁性粒子居间存在于摩擦滑动部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-69858号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，以往的振动衰减装置中适用的PTFE系的轴承件的耐受磁性粒子的攻击磨损性弱，因此需要仅将由过滤器等去除磁性粒子后的液体成分向滑动部供给而形成润滑环境。
在所述的振动衰减装置(例如，参照专利文献1)中，需要在多个部位配置密封构件，以使MRF组成物(液体成分)仅经由多孔质构件向摩擦滑动部供给。具体而言，除了在工作缸内壁与活塞杆之间配置的密封构件以外，还至少在工作缸内壁与多孔质构件之间、活塞杆与多孔质构件之间分别配置密封构件。
在这样的振动衰减装置中，在活塞杆周围的多个部位配置有密封构件，因此存在着难以充分满意地降低活塞杆相对于工作缸进退时的摩擦力这一问题。另外，若摩擦滑动部中的摩擦力增大，则例如将该振动衰减装置适用于车辆时的车辆的乘坐舒适性能降低，并且相对于轻型车辆的适应性变得不充分。
另外，在该振动衰减装置中，存在着部件件数增加并且装置结构复杂化从而制造成本升高的问题。
因此，本发明的课题在于提供能够实现振动衰减装置中的结构的简化且在由磁粘性流体组成物润滑的润滑环境下能够降低动作时的摩擦力的耐磨损性优异的轴承构件、以及使用该轴承构件的振动衰减装置。
用于解决课题的方案
解决所述课题的本发明的轴承构件的特征在于，在基体构件的规定摩擦滑动面的一侧具有树脂层，
所述树脂层包括聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)，所述轴承构件由磁粘性流体组成物润滑。
解决所述课题的本发明的振动衰减装置的特征在于，所述振动衰减装置具备：工作缸；活塞杆，其插入于所述工作缸内；活塞，其与所述活塞杆连结而在所述工作缸内配置为能够沿轴向滑动；第一液室以及第二液室，它们由所述活塞在所述工作缸内划分出，且被填充有磁粘性流体组成物；连通孔，其形成于所述活塞，以使所述第一液室与所述第二液室连通；以及电磁线圈，其向在所述连通孔中流通的所述磁粘性流体组成物施加磁场，所述活塞杆由配置在所述工作缸内的所述轴承构件支承为能够滑动。
发明效果
根据本发明，可提供能够实现振动衰减装置中的结构的简化且在由磁粘性流体组成物润滑的润滑环境下能够降低动作时的摩擦力的耐磨损性优异的轴承构件、以及使用该轴承构件的振动衰减装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的振动衰减装置的概要结构的剖视图。
图2是图1的活塞的局部放大剖视图。
图3是图1的杆引导件的局部放大剖视图。
图4的(a)是构成杆引导件的轴承构件(金属轴瓦)的立体图，(b)是示意性地示出轴承构件(金属轴瓦)的剖面的局部放大剖视图。
图5是示出杆引导件的现有结构例的局部放大图。
图6是示出杆引导件的现有改进结构例的局部放大图。
图7是在本发明的实施例中进行了摩擦力的测定的试验装置的示意图。
图8是示出通过实施例进行的摩擦力的第一测定试验的测定结果的图表。
图9是示出通过实施例进行的摩擦力的第二测定试验的测定结果的图表。
图10是示出通过实施例进行的摩擦力的第三测定试验的测定结果的图表。
图11的(a)是在通过实施例进行的摩擦力的第二测定试验中，从滑动开始起经过16小时后的实施例1的轴承构件(金属轴瓦)中的剖面的光学显微镜照片仿制图，(b)是(a)的B部的光学显微镜照片仿制图。
图12的(a)是在通过实施例进行的摩擦力的第二测定试验中，从滑动开始起经过16小时后的比较例1的轴承构件(金属轴瓦)中的剖面的光学显微镜照片仿制图，(b)是(a)的B部的光学显微镜照片仿制图。
图13是示出实施例1的轴承构件(金属轴瓦)中的第二测定试验前的树脂层的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层的表面(内周面)的轮廓的图表。
图14是示出比较例3的轴承构件(金属轴瓦)中的第二测定试验前的树脂层的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层的表面(内周面)的轮廓的图表。
图15是示出通过实施例进行的摩擦力的第四测定试验的测定结果的图表。
图16的(a)是示出实施例1的轴承构件(金属轴瓦)中的第二测定试验前的树脂层的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层的表面(内周面)的轮廓的图表，(b)是示出实施例1的轴承构件(金属轴瓦)中的第四测定试验前的树脂层的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层的表面(内周面)的轮廓的图表。
具体实施方式
接下来，对本发明的实施方式的磁粘性流体组成物以及使用该磁粘性流体组成物的振动衰减装置进行说明。以下，在对振动衰减装置的整体结构进行说明后，对该振动衰减装置中使用的轴承构件(金属轴瓦)和磁粘性流体组成物进行说明。
<振动衰减装置的整体结构>
图1是示出本发明的实施方式的振动衰减装置10的概要结构的剖视图。
该振动衰减装置10是搭载于车辆的单管式(De Carbon式)的衰减力可变减振器，形成为根据经由车轮输入的振动的大小来调节振动的衰减力的结构。
该振动衰减装置10具备：圆筒状的工作缸12，其被填充有在后面详细说明的磁粘性流体组成物(Magneto-Rheological Fluid(MRF)组成物)；活塞杆13，其沿该工作缸12的轴心方向(长边方向)滑动自如；活塞16，其装配在活塞杆13的前端，且将工作缸12内划分为第一液室14和第二液室15；以及自由活塞18，其将工作缸12内划分为第二液室15和高压气体室17。需要说明的是，活塞16相当于技术方案中提到的“活塞”。
在工作缸12的一端设置有将工作缸12的开口封闭的杆引导件19。杆引导件19具有大致圆筒形状。
活塞杆13穿过杆引导件19的中心孔而被支承。
活塞杆13的外周面(活塞杆13侧的摩擦滑动部)与杆引导件19的内周面(杆引导件19侧的摩擦滑动部)滑动。
杆引导件19具有用于防止磁粘性流体组成物向外部泄漏的油封26。后面对杆引导件19的构造进行详细说明。
在工作缸12的另一端通常设置有孔板12a。例如，在将该振动衰减装置10用于车辆的悬架的情况下，将未图示的螺栓插入孔板12a，该螺栓与作为车轮侧构件的拖曳臂连结。
另外，活塞杆13的端部(图1的纸面左侧的端部)经由减振器支架而与作为车身侧构件的减振器座(车轮罩上部)连结。在车辆行驶中，活塞16和自由活塞18各自的外周面相对于工作缸12的内周面滑动。
图2中示出图1的活塞16的局部放大剖视图。
活塞16具备：连通孔21，其使第一液室14与第二液室15连通；以及电磁线圈22，其对在连通孔21内流通的磁粘性流体组成物施加磁场。经由供电线23向该电磁线圈22供给电流。
该供电线23穿过活塞杆13的内部而被向外部取出，且与规定的未图示的控制电源连接。当从该控制电源通过供电线23向电磁线圈22供给电流时，磁场施加于连通孔21内的磁粘性流体组成物。此时，若设想在连通孔21中未流动的静止状态的磁粘性流体组成物，则磁粘性流体组成物所包含的磁性粒子以沿着磁力线排列的方式形成团簇。而且，在连通孔21中流动的磁粘性流体组成物以阻碍团簇的形成的方式在连通孔21中流通，因此磁粘性流体组成物的表观粘度增大。
本实施方式的振动衰减装置10通过规定的传感器检测所输入的振动的大小、振幅、速度，根据其检测信号来调节向电磁线圈22供给的电力。由此，振动衰减装置10根据所输入的振动的大小来增大磁粘性流体组成物的表观粘度而调节衰减力。在图2中，附图标记12是工作缸。
图3示出图1的杆引导件19的局部放大剖视图。
杆引导件19具备：大致圆筒状的基材部31，其内嵌于工作缸12的一端侧，且被活塞杆13穿过；大致圆筒形状的金属轴瓦32，其配置在基材部31的内周侧，且将活塞杆13支承为能够滑动；以及油封(密封构件)26，其配置在基材部31的内周侧，并将活塞杆13支承为能够滑动且将基材部31与活塞杆13之间液密地密封。
需要说明的是，金属轴瓦32相当于技术方案中提到的“轴承构件”。
本实施方式中的基材部31例如由钢材等铁系金属材料、铝、铝合金、不锈钢等非磁性金属材料形成，且被压入工作缸12的开口，且将工作缸12的一端侧液密地密封。基材部31向工作缸12的安装并不限定于此，也可以采用螺合、焊接以及其他安装方式。
基材部31的内周侧在工作缸12的一端侧包括：小径部35，其具有与活塞杆13的外周面可滑动地接触的程度的内径；大径部36，其具有比该小径部35的内径大的内径；以及油封配置部37，其形成于上述的小径部35与大径部36之间，且具有比大径部36的内径大的内径。
本实施方式中的油封26例如由聚氨酯树脂、硅酮树脂等橡胶系高分子材料形成。
油封26设置在基材部31的油封配置部37，且通过压接于活塞杆13及基材部31而防止磁粘性流体组成物向工作缸12的外部泄漏。
<金属轴瓦>
接下来，对本实施方式中的轴承构件即金属轴瓦32进行说明。
图4的(a)是构成杆引导件19的金属轴瓦32的立体图，图4的(b)是示意性地示出金属轴瓦32的剖面的局部放大剖视图。
如图4的(a)所示，本实施方式中的金属轴瓦32呈圆筒形状。
金属轴瓦32如所述那样配置在基材部31(参照图3)的大径部36(参照图3)。活塞杆13(参照图3)穿过金属轴瓦32的内侧且相对于金属轴瓦32的内周面32a滑动。
如图4的(b)所示，金属轴瓦32具有基体构件25，且在基体构件25的形成摩擦滑动面的一侧、即金属轴瓦32的内周面32a(参照图4的(a))侧的表面具有树脂层28。另外，在本实施方式中的金属轴瓦32中形成为浸渍覆盖于在基体构件25上形成的多孔质金属层27。
需要说明的是，多孔质金属层27也可以经由镀铜等中间层(省略图示)而形成在基体构件25上。
基体构件25呈与金属轴瓦32大致相同的形状的圆筒形状。
本实施方式中的基体构件25由钢材形成。基体构件25的材料并不限定于此，例如也可以由铝合金、铜合金、不锈钢等金属材料形成。
作为多孔质金属层27的形成方法例如可以列举如下方法：在由钢材构成的基体构件25的表面上散布Cu-Sn合金(青铜)的粉末，并在还原气氛下以750～900℃对其进行加热、烧结从而形成多孔质合金层。
作为这样的多孔质金属层27，例如也可以列举铜、锡、所述青铜以外的铜合金或锡合金、铝或铝合金、镍或镍合金等金属。
树脂层28包含聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)。该树脂层28以浸渍覆盖于在基体构件25上形成的多孔质金属层27的方式形成。
本实施方式中的树脂层28以聚四氟乙烯为主要成分，通过使四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂与该聚四氟乙烯相溶，从而提高树脂层28的硬度。
树脂层28中的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂的含有率可以设为0.1～50体积％，余部为聚四氟乙烯(PTFE)。若不足0.1体积％，则耐磨损性降低，若超出50体积％，则PTFE不再是主要成分从而摩擦力变高。
另外，在树脂层28中还可以进一步包含固体润滑剂、无机填料等。
作为固体润滑剂，例如可以举出石墨、二硫化钼、无定形碳(类金刚石碳)的粉末等，但并不限定于此。
固体润滑剂能够提高树脂层28的自润滑性，金属轴瓦32能够表现出进一步的低摩擦。
作为无机填料，可以举出硫酸钡、磷酸钙、碳酸钙、氟化钙、钛酸钾、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮化硅、氮化硼等无机化合物、硬质物质的粒子或者短纤维物质，但并不限定于此。
无机填料能够进一步提高树脂层28的耐磨损性，且金属轴瓦32能够进一步提高耐磨损性。
对上述的固体润滑剂、无机填料而言，通常在为固体润滑剂的情况下可以以1～30体积％的范围包含于树脂层28，在为无机填料的情况下可以以0.1～25体积％的范围包含于树脂层28，但并不限于该范围，也可以在确保树脂层28的耐磨损性、剥离强度的范围内适当添加。
另外，在树脂层28中包含固体润滑剂及/或无机填料的情况下，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂以所述的含有率的范围包含于树脂层28，且固体润滑剂及/或无机填料以所述的含有率的范围包含于树脂层28，余部为聚四氟乙烯在树脂层28中的含有率。
<磁粘性流体组成物>
磁粘性流体组成物包括磁性粒子、以及使该磁性粒子分散的分散介质。
(磁性粒子)
作为磁性粒子的材料，例如可以举出铁、氮化铁、碳化铁、羰基铁、二氧化铬、低碳钢、镍、钴等。另外，作为磁性粒子的材料，例如也可以使用含铝铁合金、含硅铁合金、含钴铁合金、含镍铁合金、含钒铁合金、含钼铁合金、含铬铁合金、含钨铁合金、含锰铁合金、含铜铁合金等铁合金。另外，作为磁性粒子的材料，例如也可以使用由钆、钆有机衍生物构成的顺磁性、超顺磁性或强磁性化合物粒子、以及由它们的混合物构成的粒子等。
需要说明的是，由软磁性材料构成的磁性粒子由于在被施加有磁场的情况下带有磁性，而在未被施加磁场的情况下为实质上不带有磁性的状态，因而优选。
作为这样的磁性粒子的材料，基于为顽磁力小且导磁率大的软磁性材料的观点，尤其优选为羰基铁。
磁性粒子的平均粒径的由BET(布鲁诺-埃米特-特勒；Brunauer-Emmett-Teller)法求得的值能够设定为50nm～50μm程度。尤其优选的磁性粒子的平均粒径为1μm～10μm。
另外，也可以对磁性粒子实施用于提高对分散介质的亲和性、粒子的分散性的表面改性。作为该表面改性，例如可以列举对磁性粒子的表面赋予硅烷偶联剂的方法。
(分散介质)
作为分散介质，只要是能够使磁性粒子分散的液体则能够为任何物质，但其中优选矿物油以及合成油。上述的矿物油以及合成油只要是一般地用作发动机润滑油、驱动油、减震液、机械加工油的基油的油即可，没有特别限制，但优选40℃的条件下的动粘度为1～5000mm2/s的范围，更优选3～3000mm2/s的范围。另外，对上述的矿物油以及合成油的低温流动性的指标即流动点没有特别限制，但优选为在低温时也能够使用的-20℃以下。
作为矿物油，例如可以举出将链烷基系原油、中间基系原油、环烷基系原油等常压蒸馏而得到的馏出油、或者将常压蒸馏的渣油减压蒸馏而得到的馏出油、或者通过将上述的馏出油按照常规方法精制而得到的精制油例如溶剂精制油、氢化精制油、脱蜡处理油、白土处理油等。
作为合成油，例如可举出聚α-烯烃、α-烯烃共聚物、聚丁烯、烷基苯、多元醇酯、二元酸酯、聚氧亚烷基二醇、聚氧亚烷基二醇酯、聚氧亚烷基二醇醚、硅油等。
以上那样的分散介质分别能够单独地、或者组合两种以上而使用。
磁粘性流体组成物中的磁性粒子的含有率为60～85质量％。
另外，磁粘性流体组成物中的分散介质的含有率为15～40质量％。
另外，也可以根据需要向磁粘性流体组成物添加例如癸二酸双(2-乙基己基)等酯溶剂、例如有机亲和性膨润土等粘度调节剂、例如二硫化钼等固体润滑剂、以及其他具有分散性、耐热性、耐氧化性、耐腐蚀性、消泡性等功能性的添加物等。
磁粘性流体组成物可以将磁性粒子、分散介质等分别调配成为所述的含有率并将其混合来调制。
本实施方式的振动衰减装置10通过在活塞16相对于工作缸12的安装前、或安装后的规定的时机将磁粘性流体组成物向工作缸12内填充来制造所述的结构的振动衰减装置。
接下来，对本实施方式的振动衰减装置10的作用效果进行说明。
本实施方式的金属轴瓦32(轴承构件)在形成摩擦滑动面的一侧的表面具有包含聚四氟乙烯和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂的树脂层28，因此能够降低动作时的摩擦力，并且耐磨损性优异。
另外，对于本实施方式的金属轴瓦32，即使在其与活塞杆13的摩擦滑动部居间存在磁性粒子，摩擦力也小，因此无需如以往的振动衰减装置(例如，参照专利文献1)那样利用多孔质构件、密封构件包围轴承构件以避免磁性粒子进入摩擦滑动部。从而，根据使用了本实施方式的金属轴瓦32的振动衰减装置10，能够省略以往的振动衰减装置的多孔质构件、多余的密封构件。因此，能够实现振动衰减装置10中的结构的简化。
另外，本实施方式的金属轴瓦32在形成摩擦滑动面的一侧的表面具有包含聚四氟乙烯和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂的树脂层28，因此能够降低摩擦力对横向力载荷的依赖性。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不是仅限定于所述实施方式，只要是磁粘性流体组成物(MRF)居间存在于滑动部的MRF润滑环境下的滑动方式，就能够以各种方式实施。
图5是示出杆引导件19的现有结构例的局部放大图。
如图3所示，在所述实施方式中，将杆引导件19中的基材部31与活塞杆13之间的油封26配置在比金属轴瓦32靠工作缸12的开口端部侧(图3的纸面左侧)的位置。即，所述实施方式的杆引导件19中的金属轴瓦32配置在第一液室14内，能够在使用本实施方式的磁粘性流体组成物的润滑环境下滑动。
相对于此，如图5所示，以往结构例的杆引导件19将基材部31与活塞杆13之间的油封26配置在比金属轴瓦32靠第一液室14(靠图3的纸面右侧)的位置。
这样的以往结构例的杆引导件19能够避免磁性粒子居间存在于金属轴瓦32与活塞杆13的摩擦滑动部，但金属轴瓦32形成为不借助磁粘性流体组成物的干式摩擦，因此无法有效地使用本发明中的金属轴瓦(轴承构件)。
另一方面，图6是示出图5的杆引导件19的以往改进结构例(例如参照专利文献1)的局部放大图。
如图6所示，以往改进结构例的杆引导件19以包围被活塞杆13穿过的金属轴瓦32的方式配置有由多孔质构件的大致圆筒体构成的金属轴瓦保持件33。该金属轴瓦保持件33内嵌于大致圆筒形状的杆引导件19的基材部31。附图标记26为油封，在金属轴瓦保持件33的轴向的两端部密封该金属轴瓦保持件33与活塞杆13的间隙。附图标记12为工作缸，附图标记14为第一液室。
在具备这样的以往改进结构例的杆引导件19的振动衰减装置10中，向配置有金属轴瓦32的金属轴瓦保持件33与活塞杆13的间隙仅供给通过由多孔质构件构成的金属轴瓦保持件33滤除了磁性粒子后的MRF组成物的液体成分。
由此，根据具备以往改进结构的杆引导件19的振动衰减装置10，防止磁性粒子居间存在于摩擦滑动部，并且经由由多孔质构件构成的金属轴瓦保持件33供给MRF组成物的液体成分，因此摩擦滑动部的润滑性得以维持。
其中，为了隔离金属轴瓦保持件33，需要配置多个油封26，从而起因于油封26的摩擦力必然变高。因此，虽然比所述实施方式差，但如后面详细说明的那样，本发明中的金属轴瓦(轴承构件)相对于不包含磁性粒子的MRF组成物也显示出比以往的金属轴瓦件优异的低摩擦特性，因此能够有效地使用本发明中的金属轴瓦(轴承构件)。
以上，说明了针对本发明中的所述实施方式以外的实施方式的有效性。本发明不是仅限定于所述实施方式，只要是磁粘性流体组成物(MRF)居间存在于滑动部的MRF润滑环境下的滑动方式，就能够以各种方式实施。
在所述实施方式中，对在车辆用途中使用的振动衰减装置10进行了说明，但振动衰减装置10并不限定于此，例如也能够适用于家电产品、土木建筑用设备机器等其他领域的防振机器。
实施例
以下，对验证了本发明的作用效果的实施例以及比较例进行说明。需要说明的是，本发明不限定于以下的实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够任意地变更而进行实施。
在实施例1和2以及比较例1至3中，制作了具有表1所示材质的树脂层28(参照图4的(b))的金属轴瓦32(参照图4的(a))。
[表1]
材质 摩擦特性 耐磨损性
实施例1 PTFE+PFA 优良 优良
实施例2 PTFE+PFA+无机填充剂 良 良
比较例1 以往材料1 不良 不良(剥离)
比较例2 以往材料2 不良 不良(磨损)
比较例3 PTFE+石墨填充剂 稍显不良 不良(磨损)
(实施例1)
<金属轴瓦(轴承构件)的制作>
如图4的(a)以及(b)所示，制作了在基体构件25上经由多孔质金属层27而具有树脂层28的金属轴瓦32。
作为基体构件25，使用了厚度为0.7mm的钢板。在该钢板表面上以厚度0.3mm散布Cu-Sn合金(青铜)的粉末，并将其在还原气氛中以750～900℃进行加热、烧结而形成多孔质金属层。
《树脂层》
在实施例1的树脂层28的形成中，首先制备85体积％的聚四氟乙烯(PTFE)与15体积％的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)的混合物。接下来，将该混合物浸渍覆盖于多孔质金属层27上，并以350～400℃的温度进行了烧成。
在基体构件25上形成有浸渍覆盖于多孔质金属层27的包含聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)的树脂层28。
接下来，具有树脂层28的基体构件25通过轧制加工而厚度均匀化，由此得到金属轴瓦32的原料板。然后，将该原料板通过辊加工而成形为圆筒状从而制作出图4的(a)所示的金属轴瓦32。
(实施例2)
在实施例2的树脂层28的形成中，首先制备85体积％的聚四氟乙烯(PTFE)、10体积％的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)、3体积％的石墨以及2体积％的氧化铝的混合物。除使用该混合物以外，与实施例1同样地在多孔质金属层27上形成树脂层28。
(比较例1)
在比较例1的树脂层28的形成中，首先制备85体积％的聚四氟乙烯(PTFE)、10体积％的氟化钙以及5体积％的氧化铝的混合物。除使用该混合物以外，与实施例1同样地在多孔质金属层27上形成树脂层28。
(比较例2)
在比较例2的树脂层28的形成中，首先制备85体积％的聚四氟乙烯(PTFE)、5体积％的石墨以及10体积％的二硫化钼的混合物。除使用该混合物以外，与实施例1同样地在多孔质金属层27上形成树脂层28。
(比较例3)
在比较例3中，除代替实施例1的混合物而使用97体积％的聚四氟乙烯(PTFE)与3体积％的石墨的混合物以外，与实施例1同样地在多孔质金属层27上形成树脂层28而制作出金属轴瓦32。
(摩擦力的第一测定试验)
接下来，进行了设想在实施例1和2以及比较例1至3中制作的金属轴瓦32与活塞杆13(参照图3)的摩擦滑动部的摩擦力(Friction force)的第一测定试验。
图7是进行了摩擦力(Friction force)的测定的试验装置的示意图。
该试验装置40在充满了试验油41的油浴器42内具备安装有金属轴瓦32的铝制的杆引导件19。
在图7中，附图标记13为由金属轴瓦32支承为能够滑动的活塞杆，附图标记26为将油浴42与活塞杆13之间液密地密封的聚氨酯树脂制的油封。活塞杆13使用了在表面实施有镀硬铬的外径为14mm的圆柱钢材。
作为试验油41，使用了从LORD公司制的MRF-126CD去除磁性粒子后的液体成分，该MRF-126CD是将铁系粒子(磁性粒子)分散于聚α-烯烃而成的磁粘性流体组成物。
在该试验装置40中，使活塞杆13沿轴向D往复移动时，在金属轴瓦32与活塞杆13之间经由杆引导件19而施加有载荷F。
在该测定试验中，首先使用磁粘性流体组成物的液体成分(去除磁性粒子后的液体成分)作为试验装置40的试验油41。
测定试验在活塞杆13的滑动速度为25mm/s、滑动行程为10mm、载荷(F)为150N的条件下进行。
摩擦力的测定进行四次，分别在滑动刚开始后、经过一小时后、经过四小时后以及经过十六小时后进行。
需要说明的是，测定试验在摩擦滑动部完全浸渍于磁粘性流体组成物的状态下进行。
将摩擦力的测定结果示于图8。图8是示出摩擦力(Friction force)与时间经过之间的关系的图表。
(摩擦力的第二测定试验)
该第二测定试验使用了磁粘性流体组成物(LORD公司制的MRF-126CD)作为试验装置40的试验油41。摩擦力的测定进行四次，分别在滑动刚开始后、经过一小时后、经过四小时后以及经过十六小时后进行。
将摩擦力的测定结果示于图9。图9是示出摩擦力(Friction force)与时间经过(试验时间)之间的关系的图表。
(摩擦力的第三测定试验)
在第三测定试验中，测定了将施加于金属轴瓦32与活塞杆13之间的载荷F设为50N、150N、以及300N时的摩擦力(Friction force)。该测定试验在活塞杆13的滑动速度为0.15mm/s、滑动行程为5mm的条件下进行。
将摩擦力的测定结果示于图10。图10是示出摩擦力(Friction force)与载荷N之间的关系的图表。
图11的(a)是在第二测定试验中，从滑动开始起经过16小时后的实施例1的金属轴瓦32中的剖面的光学显微镜照片仿制图。图11的(b)是图11的(a)的B部的光学显微镜照片仿制图。
图12的(a)是在第二测定试验中，从滑动开始起经过16小时后的比较例3的金属轴瓦32的剖面的光学显微镜照片仿制图。图12的(b)是图12的(a)的B部的光学显微镜照片仿制图。
需要说明的是，在图11以及图12中，附图标记25为基体构件，附图标记27为多孔质金属层，附图标记28为树脂层，附图标记41为试验油，附图标记41a为磁性粒子。
图13是示出实施例1的金属轴瓦32中的第二测定试验前的树脂层28的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层28的表面(内周面)的轮廓的图表。
图14是示出比较例3的金属轴瓦32中的第二测定试验前的树脂层28的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层28的表面(内周面)的轮廓的图表。
需要说明的是，在图13以及图14中，虚线表示对试验前的树脂层28的表面(内周面)的金属轴瓦32径向的凹凸由探针测定出的结果，实线表示试验后的凹凸。OUT是指相对于试验前的轮廓的基准位置A而为金属轴瓦32的径向外侧，IN是指相对于试验前的轮廓的基准位置A而为金属轴瓦32的径向内侧。
(摩擦力的第四测定试验)
在第四测定试验中，除了对实施例1的金属轴瓦32使用磁性粒子的含量多的磁粘性流体组成物作为试验油41以外，与第二测定试验同样地进行了摩擦力(Friction force)的测定。
该磁粘性流体组成物通过从LORD公司制的MRF-126CD去除液体成分而将磁性粒子的含有率调整为90质量％。
图15是示出摩擦力的第四测定试验的测定结果的图表。在图15中记为“MRF富含磁性粒子(90％)”。
另外，在图15中将第二测定试验中的实施例1的金属轴瓦32的测定结果一并记为“MRF标准(磁性粒子70-80％)”。
图16的(a)是示出实施例1的金属轴瓦32中的第二测定试验前的树脂层28的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层28的表面(内周面)的轮廓的图表。图16的(b)是示出实施例1的金属轴瓦32中的第四测定试验前的树脂层28的表面(内周面)和从滑动开始起经过16小时后(试验后)的树脂层28的表面(内周面)的轮廓的图表。
(摩擦力的评价结果)
如图8所示，在使用不含磁性粒子的试验油41时的摩擦力(Friction force)的第一测定试验中，与比较例1以及比较例2的金属轴瓦32相比，实施例1、实施例2以及比较例3的金属轴瓦32的摩擦力小。
需要说明的是，在使用不含磁性粒子的试验油41的第一测定试验中，实施例1和实施例2以及比较例1至比较例3的任一金属轴瓦32的树脂层28中均未确认到显著的损伤。
由此认为，与比较例的金属轴瓦32相比，本发明中的金属轴瓦32(轴承构件)与磁粘性流体组成物的化学亲和性良好，在相对于不含磁性粒子的磁粘性流体组成物的液体成分的边界润滑环境下的保油性提高，能够得到低摩擦性。
如图9所示，在使用磁粘性流体组成物时的摩擦力(Friction force)的第二测定试验中，实施例1以及实施例2的金属轴瓦32在从滑动开始起经过16小时后也维持了较低的摩擦力。
相对于此，比较例2的金属轴瓦32在从滑动开始起经过16小时后为止的期间显示出了较高的摩擦力。另外，在比较例1的金属轴瓦32中，四小时以后的摩擦力增加。
需要说明的是，比较例3的金属轴瓦32在从滑动开始起的第四小时摩擦力显著增加。认为这是由于树脂层28如后述那样发生了显著磨损。
如图10所示，在使用磁粘性流体组成物时的摩擦力(Friction force)的第三测定试验中，在比较例1以及比较例2的金属轴瓦32中，显示出摩擦力相对于载荷N的增加率较大的倾向。换言之，比较例1以及比较例2的金属轴瓦32显示出摩擦力相对于横向力载荷的增加率较大。
相对于此，与比较例1以及比较例2的金属轴瓦32相比，实施例1、实施例2以及比较例3的金属轴瓦32的摩擦力相对于载荷N的增加率较小。换言之，验证了实施例1、实施例2以及比较例3的金属轴瓦32的摩擦力对横向力载荷的依赖性较小。
如图11的(a)以及(b)所示，在从滑动开始起经过16小时后的实施例1的金属轴瓦32中，在树脂层28与试验油41(磁粘性流体组成物)的界面附近存在的磁性粒子41a为微量。另外，微量存在的磁性粒子41a几乎都埋在树脂层28内。
相对于此，如图12的(a)以及(b)所示，在从滑动开始起经过16小时后的比较例3的金属轴瓦32中，在树脂层28与试验油41(磁粘性流体组成物)的界面附近确认到多个磁性粒子41a。另外，多个磁性粒子41a存在于从树脂层28表面到试验油41(磁粘性流体组成物)的范围。
如图13所示，在实施例1的金属轴瓦32中，确认到树脂层28的表面在第二测定试验后也几乎未磨损。
相对于此，如图14所示，在比较例3的金属轴瓦32中，确认到树脂层28的表面发生了显著磨损。
由此认为，与比较例的金属轴瓦32相比，本发明中的金属轴瓦32(轴承构件)的磁性粒子向树脂层的包埋性高，能够从摩擦滑动部的表面在表观上排除磁性粒子，因此能够得到低摩擦且低磨损的特性。
如图15所示，在实施例1的金属轴瓦32中，即使在使用含有较多磁性粒子的磁粘性流体组成物作为试验油41的情况下，也与以通常的含有率含有磁性粒子的一般的磁粘性流体组成物同样地，确认到摩擦力维持得较低。
另外，从图16的(a)与图16的(b)的比较也可以明确，即使在使用含有较多磁性粒子的磁粘性流体组成物作为试验油41的情况下，也与以通常的含有率含有磁性粒子的一般的磁粘性流体组成物同样地，确认到磨损量较小。
将以上的结果在表1中记为金属轴瓦32的摩擦特性以及耐磨损性。
附图标记说明
10 振动衰减装置；12 工作缸；12a 孔板；13 活塞杆；14 第一液室；15 第二液室；16 活塞；17 高压气体室；18 自由活塞；19 杆引导件；21 连通孔；22 电磁线圈；23 供电线；25 基体构件；26 油封；27 多孔质金属层；28 树脂层；31 基材部；32 金属轴瓦(轴承构件)；33 金属轴瓦保持件；35 小径部；36 大径部；37 油封配置部；41 试验油(磁粘性流体组成物)；41a 磁性粒子。

Claims (3)

1.一种轴承构件，其特征在于，
在基体构件的规定摩擦滑动面的一侧具有树脂层，
所述树脂层包含聚四氟乙烯和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂，
所述轴承构件由磁粘性流体组成物润滑。
2.根据权利要求1所述的轴承构件，其特征在于，
所述基体构件由钢材形成，所述树脂层以浸渍覆盖于在所述基体构件上形成的多孔质金属层的方式形成。
3.一种振动衰减装置，其特征在于，
所述振动衰减装置具备：工作缸；活塞杆，其插入于所述工作缸内；活塞，其与所述活塞杆连结而在所述工作缸内配置为能够沿轴向滑动；第一液室以及第二液室，它们由所述活塞在所述工作缸内划分出，且被填充有磁粘性流体组成物；连通孔，其形成于所述活塞，以使所述第一液室与所述第二液室连通；以及电磁线圈，其对在所述连通孔中流通的所述磁粘性流体组成物施加磁场，
所述活塞杆由配置在所述工作缸内的权利要求1或2所述的轴承构件支承为能够滑动。
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