JP2000145751A - 積層摺動部材およびすべり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害なＰｂを含有することなく、かつ、高温
・高面圧の厳しい条件下の使用であっても、耐焼付性お
よび耐疲労性の両方共に優れた特性を有する積層摺動部
材を提供し、さらにまた、この積層摺動部材を表面層に
もつ耐焼付性および耐疲労性に優れたすべり軸受を提供
する。 【解決手段】 重量％で、Ｓｎ：６〜１５未満％、Ｓ
ｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる
１種または２種：０．１〜２％を含み、残部が実質的に
Ａｌからなる軸受合金Ａの上に、表面層としてＳｎ基合
金Ｂを積層してなり、表面層としてのＳｎ基合金Ｂが、
重量％で、Ｉｎ：０．１〜１５％、Ｃｕ：０．１〜５％
を含み、さらにＭｏＳ₂，ＷＳ₂，グラファイト，ＰＴＦ
Ｅ，ｈＢＮのうちから選ばれる１種または２種以上から
なる固体潤滑剤：５〜２０容量％を含有し、残部が実質
的にＳｎからなり、Ｓｎ基合金Ｂの層厚さが、軸受合金
Ａの厚さの１／４０以上１／１０以下であるものとした
積層摺動部材、およびこの積層摺動部材を摺動面側に用
いたすべり軸受。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車，工作機
械，農業機械等々の各種機械装置の構造部品として使用
される軸受ならびに摺動部材用の素材として適する積層
摺動部材およびすべり軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまでに、内燃機関用の軸受合金とし
て、耐熱・耐摩耗性、耐疲労性等の観点から、ケルメッ
ト（Ｃｕ−Ｐｂ系高鉛青銅軸受合金の総称）が広く用い
られてきた。

【０００３】また、耐腐食性や軸材質への適応範囲が広
い等の観点から、使用条件に応じ、Ａｌ−Ｓｎ系、Ａｌ
−Ｐｂ系等のＡｌ合金系の軸受合金も広く適用されてき
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
環境面から、Ｐｂの使用が規制される動きとなり、この
ため、なじみ性や耐焼付性確保のためＰｂ基のオーバレ
イを必要とし、自身にもＰｂを多量に含むケルメットだ
けでなく、Ｐｂの含有量が数％以下と少ないＡｌ−Ｓｎ
系合金軸受に関しても、Ｐｂレス化への対応が急務とな
っている。

【０００５】そのため、一部では、Ｐｂ基オーバレイの
代わりに、樹脂コーティングや、Ｐｂと同様に軟質金属
であるＳｎを軸受合金にめっきして用いることも試みら
れている。しかし、樹脂系のものは耐摩耗性に難があ
り、また、Ｓｎは耐食性についてＰｂと比較し有利な反
面、そのなじみ性，潤滑性はＰｂに及ばない。さらに
は、Ｓｎに他の潤滑成分を配合する試みもいくつかなさ
れているが、耐焼付性をＰｂ基オーバレイ並みに向上さ
せるためその配合量を増やすと、その配合量の増加に従
ってマトリックスの強度低下が大きくなり、このため、
特に、高面圧下での使用では早期に摩滅してしまう傾向
があった。また、これにＳｉＣ等の硬質粒子を配合する
と、耐摩耗性は向上するものの逆になじみ性が低下して
しまい、その結果として高面圧下で安定した耐焼付性、
なじみ性をもつものを得ることができなかった。

【０００６】以上のような理由で、特に、一部の高出力
ディーゼルエンジンのような高温・高面圧の厳しい環境
において、従来のケルメットに代わって使用できるよう
な摺動部材はこれまでに得られていないのが実情であっ
た。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記のような課題にかんがみ
てなされたものであって、有害なＰｂを含有させること
なしに優れたなじみ性、異物埋収性、耐焼付性を長期に
わたって確保できる摺動部材用表面層と、当該表面層の
下層に設けられて耐疲労性、耐焼付性が共に優れたＰｂ
を含有しない軸受合金とを組み合わせることにより、全
体としてＰｂを使用せず、かつ、高温・高面圧下での耐
焼付性、耐疲労性を従来にない高い水準で両立すること
のできる積層摺動部材およびすべり軸受を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる積層摺動
部材は、請求項１に記載しているように、軸受合金Ａの
上に、表面層としてＳｎ基合金（例えば、めっき層）Ｂ
を積層してなる積層摺動部材であって、表面層としての
Ｓｎ基合金Ｂが、重量％で、Ｉｎ：０．１〜１５％、Ｃ
ｕ：０．１〜５％を含み、さらに固体潤滑剤：５〜２０
容量％を含有し、残部が実質的にＳｎからなり、Ｓｎ基
合金Ｂの層厚さが、軸受合金Ａの厚さの１／４０以上１
／１０以下である構成としたことを特徴としている。

【０００９】そして、本発明に係わる積層摺動部材の実
施態様においては、請求項２に記載しているように、表
面層としてのＳｎ基合金Ｂに含まれる固体潤滑剤が、Ｍ
ｏＳ ₂，ＷＳ₂，グラファイト，ＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）等のフッ素系樹脂，ｈＢＮ（六方晶窒
化ほう素）のうちから選ばれる１種または２種以上であ
るものとすることができる。

【００１０】同じく、本発明に係わる積層摺動部材の実
施態様においては、請求項３に記載しているように、軸
受合金Ａが、重量％で、Ｓｎ：６〜１５未満％、Ｓｉ：
０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種
または２種：０．１〜２％を含み、残部が実質的にＡｌ
からなるものとすることができる。

【００１１】同じく、本発明に係わる積層摺動部材の実
施態様においては、請求項４に記載しているように、軸
受合金ＡとＳｎ基合金Ｂとの間に、ＮｉまたはＮｉ合
金、ＣｕまたはＣｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金、Ｃｏま
たはＣｏ合金のいずれかよりなる中間層が設けられてい
るものとしたを特徴としている。

【００１２】本発明に係わる積層すべり軸受は、請求項
５に記載しているように、請求項１ないし４のいずれか
に記載の積層摺動部材の背面に裏金等の裏当材が設けら
れているものとしたことを特徴としている。

【００１３】そして、本発明に係わる積層すべり軸受の
実施態様においては、請求項６に記載しているように、
裏金が鋼板であるものとすることができ、また、請求項
７に記載しているように、軸受合金Ａと裏金との間に、
純Ａｌ中間層を介在させてなるものとすることができ、
および／または、請求項８に記載しているように、軸受
合金Ａと裏金との間に、重量％で、Ｓｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，
Ｚｎ，Ｍｎ，Ｍｇのうちから選ばれる１種または２種以
上：０．５〜５％を含み、残部が実質的にＡｌからなる
Ａｌ合金中間層を介在させてなるものとすることができ
る。

【００１４】

【発明の作用】本発明に係わる積層摺動部材は、請求項
１に記載しているように、軸受合金Ａの上に、表面層と
してＳｎ基合金（例えば、めっき層）Ｂを積層してな
り、表面層としてのＳｎ基合金Ｂが、重量％で、Ｉｎ：
０．１〜１５％、Ｃｕ：０．１〜５％を含み、さらに固
体潤滑剤：５〜２０容量％を含有し、残部が実質的にＳ
ｎからなり、Ｓｎ基合金Ｂの層厚さが、軸受合金Ａの厚
さの１／４０以上１／１０以下である構成としたもので
あるが、以下に、表面層としてのＳｎ基合金Ｂの成分お
よび数値の限定理由について各元素の作用と共に説明す
る。

【００１５】Ｉｎ：０．１〜１５重量％ Ｉｎは潤滑成分として有効であり、耐焼付性に優れたも
のとするのに効果がある。また、表面層としてのＳｎ基
合金Ｂのなじみ性、異物埋収性を高める作用がある。

【００１６】しかし、Ｉｎが０．１％未満ではその効果
が少なく、１５％を超えると表面層としてのＳｎ基合金
Ｂの融点および高温強度が低下し、高温・高面圧下で使
用した場合の耐久性に悪影響を及ぼす。

【００１７】Ｃｕ：０．１〜５重量％ ＣｕはＳｎマトリックス中でＣｕ−Ｓｎ化合物をつく
り、表面層としてのＳｎ基合金Ｂの高温強度向上、耐摩
耗性向上に寄与するが、０．１％未満ではその効果が少
なく、逆に５％を超えるとＣｕ−Ｓｎ化合物を多量に析
出し、表面層としてのＳｎ基合金Ｂの硬度が硬くなるす
ぎるため、なじみ性、異物埋収性が低下してしまう。

【００１８】固体潤滑剤：５〜２０容量％ 表面層としてのＳｎ基合金Ｂに固体潤滑剤を配合して軸
受合金Ａの上に例えば複合めっきすることにより、表面
層のなじみ性、耐焼付性をその融点を低下させることな
く高めることができる。しかし、固体潤滑剤の配合量が
５容積％未満ではその効果が十分に得られず、逆に２０
％を超えるとマトリックスのＳｎ合金が固定潤滑剤粒子
を十分に保持できなくなり、表面層その早期摩滅の原因
となる。

【００１９】表面層としてのＳｎ基合金Ｂの層厚さ：軸
受合金Ａの厚さの１／４０以上１／１０以下 上述のよ
うに各成分の配合を調整することで、なじみ性、異物埋
収性、高温・高面圧下での耐久性に優れた表面層として
のＳｎ基合金Ｂを得ることができるが、その厚さが軸受
合金Ａの１／４０未満では特に高面圧下での使用時にＳ
ｎ基合金Ｂの有するなじみ効果を十分に得ることができ
ず、逆に１／１０を超えると軸受全体としての強度に悪
影響を及ぼし、耐疲労性が低下してしまう。

【００２０】次に、本発明に係わる積層摺動部材は、請
求項２に記載しているように、表面層としてのＳｎ基合
金Ｂに含まれる固体潤滑剤が、ＭｏＳ₂，ＷＳ₂，グラフ
ァイト，ＰＴＦＥ，ｈＢＮのうちから選ばれる１種また
は２種以上であるものとすることができる。そしてこの
場合に、広い温度域で安定した潤滑性を発揮するＭｏＳ
₂，ＷＳ₂，特に耐熱性の高いグラファイト，ｈＢＮ（六
方晶窒化ほう素）、比較的低荷重領域で特に優れた低摩
擦性を示すＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）等のフッ
素系樹脂などから使用環境に応じ適宜選択しそして適宜
量配合して用いることで、より幅広い条件下で安定した
効果を得ることが可能となる。

【００２１】さらに、本発明に係わる積層摺動部材は、
請求項３に記載しているように、軸受合金Ａが、重量％
で、Ｓｎ：６〜１５未満％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、
Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種または２種：０．１
〜２％を含み、残部が実質的にＡｌからなるものとする
ことができる。

【００２２】以下に、軸受合金Ａのより好ましい成分お
よび数値の限定理由について各元素の作用と共に説明す
る。

【００２３】Ｓｎ：６〜１５未満％ Ｓｎは潤滑成分として有効であり、耐焼付性を向上させ
るのに効果があるが、軸受合金Ａの場合は、これを第２
層としかつＳｎ基合金Ｂを表面層として積層するときに
なじみ性や異物埋収性はそれ程必要でなく、表面層とし
てのＳｎ基合金Ｂが摩耗した場合の焼付防止のために添
加するものである。しかし、添加量が６％未満ではその
効果が少なく、１５％以上となると軸受合金Ａのマトリ
ックスの強度が低下して耐疲労性が低下してしまう傾向
となる。

【００２４】Ｓｉ：０．１〜４．５重量％ ＳｉはＳｎと同様に軸受合金Ａの耐焼付性の向上に寄与
すると共に、耐摩耗性を高める効果もある。しかし、添
加量が０．１％未満ではその効果が少なく、４．５％を
超えると効果が飽和すると共になじみ性、圧延等の加工
性が低下する傾向となる。

【００２５】Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種または
２種：０．１〜２重量％ Ｃｕ，Ｃｒは軸受合金Ａの耐荷重性、耐熱性を向上させ
る。しかし、０．１％未満ではその効果が少なく、２％
を超えるとなじみ性、圧延等のの加工性が低下する傾向
となる。

【００２６】そして、本発明に係わる積層摺動部材は、
請求項４に記載しているように、軸受合金ＡとＳｎ基合
金（表面層）Ｂとの間に、ＮｉまたはＮｉ合金、Ｃｕま
たはＣｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金、ＣｏまたはＣｏ合
金のいずれかよりなる中間層が設けられているものとす
ることができ、これによって、軸受合金ＡとＳｎ基合金
（表面層）Ｂとの間での含有成分の相互拡散を防止する
と共に密着性も安定に保ち、移動部材としての特性をよ
り安定したものとすることが可能となる。

【００２７】本発明に係わる積層すべり軸受は、請求項
５に記載しているように、請求項１ないし４のいずれか
に記載の積層摺動部材の背面に裏金等の裏当材が設けら
れている構成としたことを特徴とするものである。この
ような構成のものとすることによって、Ｐｂを含有させ
ることなしに、高温・高面圧の厳しい条件下において
も、なじみ性、異物埋収性、耐焼付性等の表面性能と耐
疲労性を従来にない高い水準で両立しうることとなる。

【００２８】そして、この場合の裏金としては、請求項
６に記載しているように、鋼板であるものとすることが
でき、鋼板を用いることによって、軸受として必要な強
度および剛性を備えたものとすることができる。

【００２９】また、軸受合金Ａ中のＳｎ含有量が多くな
ると、クラッド条件によっては、裏金との密着性が悪く
なることがある。この場合は、請求項７，８に記載して
いるように、軸受合金Ａと裏金との間に、例えば１〜３
０μｍ程度の純Ａｌ中間層を介在させたり、重量％で、
Ｓｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｍｇのうちから選ばれ
る１種または２種以上：０．５〜５％を含み、残部が実
質的にＡｌからなるＡｌ合金中間層を介在させたりする
ことによって、軸受合金Ａと裏金との間の密着性を向上
させるようにしてもよい。ここで、Ｓｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，
Ｚｎ，Ｍｎ，ＭｇはＡｌマトリックスの強度向上に有効
であり、特に垂直荷重の高い条件で用いられる場合に
は、これらを必要に応じ添加することで軸受としての耐
疲労性をさらに高レベルに維持することができる。しか
し、これらの添加量が０．５％未満ではその効果が十分
でなく、５％を超えると硬くなりすぎて圧延等の加工性
が低下すると共に密着性が却って低下してしまう傾向と
なる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係わる積層摺動部材は、請求項
１に記載しているように、軸受合金Ａの上に、表面層と
してＳｎ基合金（例えば、めっき層）Ｂを積層してなる
積層摺動部材であって、表面層としてのＳｎ基合金Ｂ
が、重量％で、Ｉｎ：０．１〜１５％、Ｃｕ：０．１〜
５％を含み、さらに固体潤滑剤：５〜２０容量％を含有
し、残部が実質的にＳｎからなり、Ｓｎ基合金Ｂの層厚
さが、軸受合金Ａの厚さの１／４０以上１／１０以下で
ある構成としたものであるから、表面層にＰｂを含有さ
せることなしに、優れたなじみ性、異物埋収性、耐焼付
性を長期間にわたって確保できる摺動部材を提供するこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。

【００３１】そして、本発明に係わる積層摺動部材の実
施態様においては、請求項２に記載しているように、表
面層としてのＳｎ基合金Ｂに含まれる固体潤滑剤が、Ｍ
ｏＳ ₂，ＷＳ₂，グラファイト，ＰＴＦＥ，ｈＢＮのうち
から選ばれる１種または２種以上であるものとすること
によって、より幅広い条件下で安定した潤滑効果を得る
ことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。

【００３２】同じく、本発明に係わる積層摺動部材の実
施態様においては、請求項３に記載しているように、軸
受合金Ａが、重量％で、Ｓｎ：６〜１５未満％、Ｓｉ：
０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種
または２種：０．１〜２％を含み、残部が実質的にＡｌ
からなるものとすることによって、摺動部材としてＰｂ
を全く使用せず、かつまた高温・高面圧下での耐焼付
性、耐疲労性を従来にない高い水準で両立する摺動部材
を提供することが可能になるという著しく優れた効果が
もたらされる。

【００３３】同じく、本発明に係わる積層摺動部材の実
施態様においては、請求項４に記載しているように、軸
受合金ＡとＳｎ基合金Ｂとの間に、ＮｉまたはＮｉ合
金、ＣｕまたはＣｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金、Ｃｏま
たはＣｏ合金のいずれかよりなる中間層が設けられてい
るものとすることによって、軸受合金ＡとＳｎ基合金Ｂ
との間での含有成分の相互拡散を防止すると共に、密着
性も安定に保ち、摺動部材としての特性をより安定させ
たものにすることが可能であるという著しく優れた効果
がもたらされる。

【００３４】本発明に係わる積層すべり軸受は、請求項
５に記載しているように、請求項１ないし４のいずれか
に記載の積層摺動部材の背面に裏金等の裏当材が設けら
れている構成としたものであるから、Ｐｂを使用するこ
となく、高温・高面圧の厳しい条件下であっても、なじ
み性、異物埋収性、耐焼付性等の表面性能と耐疲労性を
従来にない高い水準で両立するすべり軸受を提供するこ
とが可能になるという著しく優れた効果がもたらされ
る。

【００３５】そして、本発明に係わる積層すべり軸受の
実施態様においては、請求項６に記載しているように、
裏金が鋼板であるものとすることによって、軸受として
必要な強度および剛性を備えたものとすることが可能に
なるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００３６】同じく、本発明に係わる積層すべり軸受の
実施態様においては、請求項７に記載しているように、
軸受合金Ａと裏金との間に、純Ａｌ中間層を介在させて
なるものとし、および／または、請求項８に記載してい
るように、軸受合金Ａと裏金との間に、重量％で、Ｓ
ｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｍｇのうちから選ばれる
１種または２種以上：０．５〜５％を含み、残部が実質
的にＡｌからなるＡｌ合金中間層を介在させてなるもの
とすることによって、軸受合金Ａと裏金との間における
密着性をより一層向上させた積層すべり軸受を提供する
ことが可能になるという著しく優れた効果がもたらされ
る。

【００３７】

【実施例】次に、本発明の実施例について比較例と共に
説明するが、本発明は以下に示す実施例のみに限定され
ないことはいうまでもない。。

【００３８】（実施例１〜４，比較例２，比較例４，比
較例６〜７，比較例１１〜１２）表１の軸受合金Ａの欄
に示す実施例１〜４，比較例２，比較例４，比較例６〜
７および比較例１１〜１２の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系
合金を連続鋳造により厚さ２０ｍｍの板状材として鋳造
し、各鋳造ビレットの上下面を１ｍｍ面切削し、続いて
冷間圧延により８ｍｍの厚さまで圧下した。この状態で
２００〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。

【００３９】この後、上記軸受合金Ａと、純Ａｌ中間層
として厚さ１ｍｍの純Ａｌ板とを用いて、各々密着面を
清浄にした後クラッドし、続いてこれを冷間圧延により
１ｍｍの厚さまで圧下した。

【００４０】そして、ここで得た積層材を焼鈍した後、
裏金となる鋼板の上に前記軸受合金Ａが表面層側となる
ようクラッドし、寸法調整を行なった。さらに続いて軸
受合金Ａ層の表面に脱脂，亜鉛置換等の前処理を施し、
この上に０．１〜１μｍの厚さでＮｉめっきを施して中
間層を形成した後、めっき浴中に固体潤滑剤を分散させ
たＳｎ−Ｃｕ合金めっきを施した後にＩｎめっきを施
し、続いて１５０℃で熱処理を行い、表１のＳｎ基合金
Ｂの欄に示す実施例１〜４，比較例２，比較例４，比較
例６〜７および比較例１１〜１２の組成を有するＳｎ合
金めっきを形成した。このときのめっき厚さは、実施例
１〜４，比較例２，比較例４，比較例６〜７については
約２０μｍ、比較例１１は約５μｍ、比較例１２は約４
０μｍとした。この際、Ｓｎ基合金Ｂ中への固体潤滑剤
の配合量をめっき液中への添加量で調整すると共に、こ
れらが均一にめっき層中に共析出するように、めっき作
業中にはめっき液の攪拌を行なった。

【００４１】以上の結果、裏金としての鋼板の厚さが約
１．２ｍｍ、表面層を含めた軸受合金層の層厚さが約
０．３ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得
た。

【００４２】（比較例１）表１の軸受合金Ａの欄に示す
比較例１の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造に
より厚さ２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレッ
トの上下面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により８
ｍｍの厚さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃
の熱処理を行ってひずみを除去した。

【００４３】この後、上記軸受合金Ａと、純Ａｌ中間層
として厚さ１ｍｍの純Ａｌ板とを用いて、各々密着面を
清浄にした後クラッドし、続いてこれを冷間圧延により
１ｍｍの厚さまで圧下した。

【００４４】そして、ここで得た積層材を焼鈍した後、
裏金となる鋼板の上に前記軸受合金Ａが表面層側となる
ようクラッドし、寸法調整を行なった。さらに続いて軸
受合金Ａ層の表面に脱脂，亜鉛置換等の前処理を施し、
この上に０．１〜１μｍの厚さでＮｉめっきを施して中
間層を形成した後、約２０μｍの厚さで表１のＳｎ基合
金Ｂの欄に示す比較例１の組成を有するＳｎ合金めっき
を形成した。この際、Ｓｎ基合金Ｂ中への固体潤滑剤の
配合量をめっき液中への添加量で調整すると共に、これ
らが均一にめっき層中に共析出するように、めっき作業
中にはめっき液の攪拌を行なった。

【００４５】以上の結果、裏金としての鋼板の厚さが約
１．２ｍｍ、表面層を含めた軸受合金層の層厚さが約
０．３ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得
た。

【００４６】（比較例３）表１の軸受合金Ａの欄に示す
比較例３の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造に
より厚さ２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレッ
トの上下面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により８
ｍｍの厚さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃
の熱処理を行ってひずみを除去した。

【００４７】この後、上記軸受合金Ａと、純Ａｌ中間層
として厚さ１ｍｍの純Ａｌ板とを用いて、各々密着面を
清浄にした後クラッドし、続いてこれを冷間圧延により
１ｍｍの厚さまで圧下した。

【００４８】そして、ここで得た積層材を焼鈍した後、
裏金となる鋼板の上に前記軸受合金Ａが表面層側となる
ようクラッドし、寸法調整を行なった。さらに続いて軸
受合金Ａ層の表面に脱脂，亜鉛置換等の前処理を施し、
この上に０．１〜１μｍの厚さでＮｉめっきを施して中
間層を形成した後、めっき浴中に固体潤滑剤を分散させ
たＳｎめっきを施し、続いてＩｎめっきを行った後に１
５０℃で熱処理を行い、表１のＳｎ基合金Ｂの欄に示す
比較例３の組成を有するＳｎ合金めっきを約２０μｍの
厚さで形成した。この際、固体潤滑剤の配合量をめっき
液中への添加量で調整すると共に、これらが均一にめっ
き層中に共析出するように、めっき作業中にはめっき液
の攪拌を行なった。

【００４９】以上の結果、裏金としての鋼板の厚さが約
１．２ｍｍ、表面層を含めた軸受合金層の層厚さが約
０．３ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得
た。

【００５０】（比較例５）表１の軸受合金Ａの欄に示す
比較例５の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造に
より厚さ２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレッ
トの上下面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により８
ｍｍの厚さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃
の熱処理を行ってひずみを除去した。

【００５１】この後、上記軸受合金Ａと、純Ａｌ中間層
として厚さ１ｍｍの純Ａｌ板とを用いて、各々密着面を
清浄にした後クラッドし、続いてこれを冷間圧延により
１ｍｍの厚さまで圧下した。

【００５２】そして、ここで得た積層材を焼鈍した後、
裏金となる鋼板の上に前記軸受合金Ａが表面層側となる
ようクラッドし、寸法調整を行なった。さらに続いて軸
受合金Ａ層の表面に脱脂，亜鉛置換等の前処理を施し、
この上に０．１〜１μｍの厚さでＮｉめっきを施して中
間層を形成した後、Ｓｎ−Ｃｕ合金めっきを施し、続い
てＩｎめっきを施した後に１５０℃で熱処理を行い、表
１のＳｎ基合金Ｂの欄に示す比較例５の組成を有するＳ
ｎ合金めっきを約２０μｍの厚さで形成した。

【００５３】以上の結果、裏金としての鋼板の厚さが約
１．２ｍｍ、表面層を含めた軸受合金層の層厚さが約
０．３ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得
た。

【００５４】（比較例８〜９）表１の軸受合金Ａの欄に
示す比較例８および比較例９の組成を有するＡｌ−Ｓｎ
系合金を連続鋳造により厚さ２０ｍｍの板状材として鋳
造し、各鋳造ビレットの上下面を１ｍｍ面切削し、続い
て冷間圧延により８ｍｍの厚さまで圧下した。この状態
で２００〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去し
た。

【００５５】この後、上記軸受合金Ａと、純Ａｌ中間層
として厚さ１ｍｍの純Ａｌ板とを用いて、各々密着面を
清浄にした後クラッドし、続いてこれを冷間圧延により
１ｍｍの厚さまで圧下した。

【００５６】そして、ここで得た積層材を焼鈍した後、
裏金となる鋼板の上に前記軸受合金Ａが表面層側となる
ようクラッドし、寸法調整を行なった。

【００５７】この結果、裏金としての鋼板の厚さが約
１．２ｍｍ、軸受合金層の層厚さが約０．３ｍｍで合計
厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。

【００５８】（比較例１０）表１の軸受合金Ａの欄に示
す比較例１０の組成を有するＣｕ−Ｐｂ系合金を溶解
し、連続的に鋼板上に注湯し、注湯後すぐに鋼板の下面
より水冷却により急冷し、鋼板上にデンドライト組織を
持つ鋳造ケルメット合金を積層した材料を作成した。こ
れに寸法調整を施した後、ケルメット表面に脱脂等の前
処理を施し、その上に０．１〜１μｍの厚さでＮｉめっ
きを施した後、表１のＰｂ基合金Ｂの欄に示す比較例１
０の組成を有するＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕめっきを約２０μｍ
の厚さで施し、合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を
得た。

【００５９】

【表１】

【００６０】（耐焼付性試験）実施例１〜４、比較例１
〜１２で得た各すべり軸受から、幅３５ｍｍ×長さ３５
ｍｍの試験片を切り出し、鈴木式摩耗試験機を用いて、
表２に示す条件で耐焼付性試験を行った。その結果を表
３に示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】表３より明らかなように、本発明実施例１
〜４のすべり軸受は、従来より耐焼付性に優れるとされ
てきた比較例１０のすべり軸受と同等であるかあるいは
それ以上の耐焼付性を有していることがわかる。

【００６４】一方、表面層であるＳｎ基合金Ｂの成分が
本発明から外れる比較例１，４，５のすべり軸受は、本
発明実施例のすべり軸受よりも耐焼付性が劣っている。

【００６５】また、Ｓｎ基合金Ｂに相当する表面層を設
けず、Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金Ａを表面層とした比較例８
および比較例９のすべり軸受においても、本発明実施例
のすべり軸受と比較して耐焼付性が低下しているが、特
にその成分も本発明から外れている比較例９のすべり軸
受では著しく耐焼付性が劣っており、仮にこの上に本発
明実施例のすべり軸受と同様の表面層を設けたとして
も、表面層が摩耗した場合に軸受として必要な摺動性能
の維持が難しいことがわかる。 （耐疲労試験）実施例１〜４、比較例１〜１２で得たす
べり軸受をエンジン部品として適用するべく半割軸受形
状に加工し、表４に示す条件でアンダーウッド耐疲労性
試験を行った。その結果を表５に示す。

【００６６】

【表４】

【００６７】

【表５】

【００６８】表５より明らかなように、表面層（Ｓｎ基
合金Ｂ）の成分が本発明から外れる比較例１〜６のすべ
り軸受は、本発明実施例のすべり軸受よりも耐疲労性が
低下している。特に、比較例２，比較例３および比較例
６については、表面層の耐摩耗性不足により十分ななじ
み効果が得られず、その結果として耐疲労性の低下が大
きくなっている。

【００６９】また、第２層（軸受合金Ａ）の成分が本発
明から外れる比較例７、さらにＳｎ基合金Ｂに相当する
表面層を設けない比較例８および比較例９のすべり軸受
も、本発明実施例のすべり軸受と比べて耐疲労性が低下
しているが、特に、第２層（（軸受合金Ａ）の強度が不
足する比較例７、なじみ性、耐焼付性が大きく劣る比較
例９については、耐疲労性の低下代が著しく大きくなっ
ている。

【００７０】さらに、表面層（Ｓｎ基合金Ｂ）の厚さが
本発明実施例よりも薄い比較例１１では、表面層の有す
るなじみ効果が十分に得られず、その結果として耐疲労
性が低下しており、逆に表面層の厚さが本発明実施例よ
りも厚い比較例１２では、軸受全体としての強度低下に
より耐疲労性が低下しているのがわかる。

【００７１】これら２種の試験結果により、本発明によ
るすべり軸受では、Ｐｂを一切用いることなく、耐焼付
性、耐疲労性を高い水準で同時に成立させていることが
明らかであり、従来の各種軸受合金では不可能であった
性能を有していることがわかった。

フロントページの続き (72)発明者 水 野 直 人 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA20 KA02 NA01 SB03 SB05 SC04 SE02 3J033 AA05 AB04 AC01 FA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受合金Ａの上に、表面層としてＳｎ基
   合金Ｂを積層してなる積層摺動部材であって、表面層と
   してのＳｎ基合金Ｂが、重量％で、Ｉｎ：０．１〜１５
   ％、Ｃｕ：０．１〜５％を含み、さらに固体潤滑剤：５
   〜２０容量％を含有し、残部が実質的にＳｎからなり、
   Ｓｎ基合金Ｂの層厚さが、軸受合金Ａの厚さの１／４０
   以上１／１０以下であることを特徴とする積層摺動部
   材。
2. 【請求項２】 表面層としてのＳｎ基合金Ｂに含まれる
   固体潤滑剤が、ＭｏＳ₂，ＷＳ₂，グラファイト，ＰＴＦ
   Ｅ，ｈＢＮのうちから選ばれる１種または２種以上であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の積層摺動部材。
3. 【請求項３】 軸受合金Ａが、重量％で、Ｓｎ：６〜１
   ５未満％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうち
   から選ばれる１種または２種：０．１〜２％を含み、残
   部が実質的にＡｌからなることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の積層摺動部材。
4. 【請求項４】 軸受合金ＡとＳｎ基合金Ｂとの間に、Ｎ
   ｉまたはＮｉ合金、ＣｕまたはＣｕ合金、ＡｇまたはＡ
   ｇ合金、ＣｏまたはＣｏ合金のいずれかよりなる中間層
   が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の積層摺動部材。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の積
   層摺動部材の背面に裏金が設けられていることを特徴と
   する積層すべり軸受。
6. 【請求項６】 裏金が鋼板であることを特徴とする請求
   項５に記載の積層すべり軸受。
7. 【請求項７】 軸受合金Ａと裏金との間に、純Ａｌ中間
   層を介在させてなることを特徴とする請求項５または６
   に記載の積層すべり軸受。
8. 【請求項８】 軸受合金Ａと裏金との間に、重量％で、
   Ｓｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｍｇのうちから選ばれ
   る１種または２種以上：０．５〜５％を含み、残部が実
   質的にＡｌからなるＡｌ合金中間層を介在させてなるこ
   とを特徴とする請求項５または６に記載の積層すべり軸
   受。