JP2003013958A - すべり軸受およびその製造方法 - Google Patents
すべり軸受およびその製造方法Info
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- JP2003013958A JP2003013958A JP2001193573A JP2001193573A JP2003013958A JP 2003013958 A JP2003013958 A JP 2003013958A JP 2001193573 A JP2001193573 A JP 2001193573A JP 2001193573 A JP2001193573 A JP 2001193573A JP 2003013958 A JP2003013958 A JP 2003013958A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐荷重性能と耐焼付性、異物埋収性などすべ
り軸受として必要な摺動性能を従来に無い高い水準で満
足させるすべり軸受を提供する。 【解決手段】 軸受合金１が裏金上に直接あるいは中間
層を介して積層して成る円弧形状または円筒形状のすべ
り軸受であって、その摺動面として、深さ３〜２０μｍ
の周方向の条痕加工を有し且つ表面硬さがＨｖ１００未
満の軸受合金の上に、自己潤滑性を有し且つ表面硬さが
Ｈｖ１０００以上の硬質膜２を０．５〜１０μｍの厚さ
で形成し、耐荷重性能と耐焼付性、異物埋収性などすべ
り軸受として必要な摺動性能を従来に無い高い水準で満
足させた。
り軸受として必要な摺動性能を従来に無い高い水準で満
足させるすべり軸受を提供する。 【解決手段】 軸受合金１が裏金上に直接あるいは中間
層を介して積層して成る円弧形状または円筒形状のすべ
り軸受であって、その摺動面として、深さ３〜２０μｍ
の周方向の条痕加工を有し且つ表面硬さがＨｖ１００未
満の軸受合金の上に、自己潤滑性を有し且つ表面硬さが
Ｈｖ１０００以上の硬質膜２を０．５〜１０μｍの厚さ
で形成し、耐荷重性能と耐焼付性、異物埋収性などすべ
り軸受として必要な摺動性能を従来に無い高い水準で満
足させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や工作機械
等の各種機械装置の構造部品として使用されるすべり軸
受およびその製造方法に関するものである。
等の各種機械装置の構造部品として使用されるすべり軸
受およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジンの出力向上や燃費低
減、機械装置のコンパクト化などへの要求に対して、す
べり軸受の高面圧化が検討されてきた。これまでの高面
圧対応すべり軸受としては、高強度Ｃｕ軸受合金にＰｂ
合金オーバレイめっきを付加した高強度ケルメットや、
スパッタリング法によって軸受合金の上に下地軸受合金
よりも硬質の表面層を形成したものなどが実用化されて
いる。
減、機械装置のコンパクト化などへの要求に対して、す
べり軸受の高面圧化が検討されてきた。これまでの高面
圧対応すべり軸受としては、高強度Ｃｕ軸受合金にＰｂ
合金オーバレイめっきを付加した高強度ケルメットや、
スパッタリング法によって軸受合金の上に下地軸受合金
よりも硬質の表面層を形成したものなどが実用化されて
いる。
【０００３】また、特開平５ー９９２２８号公報に開示
されているように、油溜りとなるディンプルや油溝の付
与により、耐焼付性や馴染み性を向上させる取り組みな
ども見られる。
されているように、油溜りとなるディンプルや油溝の付
与により、耐焼付性や馴染み性を向上させる取り組みな
ども見られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高強度
ケルメットに関しては、近年における環境負荷物質の使
用量低減の観点から、Ｐｂの使用が規制される動きとな
っているので、馴染み性や耐焼付性を確保するためのＰ
ｂ基オーバレイめっきを必要とする現在のケルメット軸
受の拡大採用については、今後は困難な状況になってお
り、この他、オーバレイ層の耐摩耗性に限界があるた
め、現状以上の高面圧化も難しくなってきている。
ケルメットに関しては、近年における環境負荷物質の使
用量低減の観点から、Ｐｂの使用が規制される動きとな
っているので、馴染み性や耐焼付性を確保するためのＰ
ｂ基オーバレイめっきを必要とする現在のケルメット軸
受の拡大採用については、今後は困難な状況になってお
り、この他、オーバレイ層の耐摩耗性に限界があるた
め、現状以上の高面圧化も難しくなってきている。
【０００５】また、スパッタリング法を適用したすべり
軸受に関しては、表面の強度や耐摩耗性は向上するもの
の、馴染み性や異物埋収性に劣るばかりでなく、コスト
が高いという問題もあることから用途が限定されるもの
であった。
軸受に関しては、表面の強度や耐摩耗性は向上するもの
の、馴染み性や異物埋収性に劣るばかりでなく、コスト
が高いという問題もあることから用途が限定されるもの
であった。
【０００６】さらに、ディンプル状の油溜りや油溝の付
与に関しては、軸受合金の表面における油保持性を高
め、耐焼付性や馴染み性を補助する機能を有するが、高
面圧下での使用に対応するための軸受の疲労強度向上と
いう観点においては、これだけでは不十分であった。
与に関しては、軸受合金の表面における油保持性を高
め、耐焼付性や馴染み性を補助する機能を有するが、高
面圧下での使用に対応するための軸受の疲労強度向上と
いう観点においては、これだけでは不十分であった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、従来のすべり軸受における上
記課題に鑑みて成されたものであり、環境にも配慮し、
耐荷重性能と耐焼付性、異物埋収性などすべり軸受とし
て必要な摺動性能を従来に無い高い水準で満足させるす
べり軸受と、そのすべり軸受の製造方法を提供すること
を目的としている。
記課題に鑑みて成されたものであり、環境にも配慮し、
耐荷重性能と耐焼付性、異物埋収性などすべり軸受とし
て必要な摺動性能を従来に無い高い水準で満足させるす
べり軸受と、そのすべり軸受の製造方法を提供すること
を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるすべり軸
受は、請求項１として、軸受合金が裏金上に直接あるい
は中間層を介して積層して成る円弧形状または円筒形状
のすべり軸受であって、その摺動面として、深さ３〜２
０μｍの周方向の条痕加工を有し且つ表面硬さがＨｖ１
００未満の軸受合金の上に、自己潤滑性を有し且つ表面
硬さがＨｖ１０００以上の硬質膜が０．５〜１０μｍの
厚さで形成してある構成とし、請求項２として、摺動に
よる摩耗量が使用前の表面粗さパラメータＲｐｋ値に相
当する値となった時点で摺動面の投影面積に対する軸受
合金の露出部の面積が５％以上であり、且つ摺動による
摩耗量が使用前の表面粗さパラメータＲｐｋ値＋Ｒｋ値
に相当する値となった時点で摺動面の投影面積に対する
軸受合金の露出部の面積が８０％以下である構成とし、
請求項３として、条痕凸部を（硬質膜厚さ）＜（研磨
量）＜{（硬質膜厚さ）＋（条痕初期深さ）} の関係を
満足する量だけ研磨して下地軸受合金を一部露出させて
ある構成とし、請求項４として、自己潤滑性を有する硬
質膜が、ダイヤモンドライクカーボンから成る膜または
炭化タングステンと炭素の積層材から成る膜である構成
としており、上記構成をもって従来の課題を解決するた
めの手段としている。
受は、請求項１として、軸受合金が裏金上に直接あるい
は中間層を介して積層して成る円弧形状または円筒形状
のすべり軸受であって、その摺動面として、深さ３〜２
０μｍの周方向の条痕加工を有し且つ表面硬さがＨｖ１
００未満の軸受合金の上に、自己潤滑性を有し且つ表面
硬さがＨｖ１０００以上の硬質膜が０．５〜１０μｍの
厚さで形成してある構成とし、請求項２として、摺動に
よる摩耗量が使用前の表面粗さパラメータＲｐｋ値に相
当する値となった時点で摺動面の投影面積に対する軸受
合金の露出部の面積が５％以上であり、且つ摺動による
摩耗量が使用前の表面粗さパラメータＲｐｋ値＋Ｒｋ値
に相当する値となった時点で摺動面の投影面積に対する
軸受合金の露出部の面積が８０％以下である構成とし、
請求項３として、条痕凸部を（硬質膜厚さ）＜（研磨
量）＜{（硬質膜厚さ）＋（条痕初期深さ）} の関係を
満足する量だけ研磨して下地軸受合金を一部露出させて
ある構成とし、請求項４として、自己潤滑性を有する硬
質膜が、ダイヤモンドライクカーボンから成る膜または
炭化タングステンと炭素の積層材から成る膜である構成
としており、上記構成をもって従来の課題を解決するた
めの手段としている。
【０００９】本発明に係わるすべり軸受の製造方法は、
請求項５として、軸受合金が裏金上に直接あるいは中間
層を介して積層して成る円弧形状または円筒形状のすべ
り軸受を製造するに際し、表面硬さがＨｖ１００未満の
軸受合金の表面に深さ３〜２０μｍの周方向の条痕加工
を施し、その上に自己潤滑性を有し且つ表面硬さがＨｖ
１０００以上の硬質膜を０．５〜１０μｍの厚さで形成
する構成とし、請求項６として、条痕凸部を（硬質膜厚
さ）＜（研磨量）＜{（硬質膜厚さ）＋（条痕初期深
さ）}の関係を満足する量だけ研磨し、下地軸受合金を
一部露出させる構成とし、請求項７として、表面の硬質
膜として、ダイヤモンドライクカーボンから成る膜また
は炭化タングステンと炭素の積層材から成る膜をＰＶＤ
法およびＣＶＤ法のいずれか一方あるいは両方の組み合
わせにより形成する構成としており、上記構成をもって
従来の課題を解決するための手段としている。
請求項５として、軸受合金が裏金上に直接あるいは中間
層を介して積層して成る円弧形状または円筒形状のすべ
り軸受を製造するに際し、表面硬さがＨｖ１００未満の
軸受合金の表面に深さ３〜２０μｍの周方向の条痕加工
を施し、その上に自己潤滑性を有し且つ表面硬さがＨｖ
１０００以上の硬質膜を０．５〜１０μｍの厚さで形成
する構成とし、請求項６として、条痕凸部を（硬質膜厚
さ）＜（研磨量）＜{（硬質膜厚さ）＋（条痕初期深
さ）}の関係を満足する量だけ研磨し、下地軸受合金を
一部露出させる構成とし、請求項７として、表面の硬質
膜として、ダイヤモンドライクカーボンから成る膜また
は炭化タングステンと炭素の積層材から成る膜をＰＶＤ
法およびＣＶＤ法のいずれか一方あるいは両方の組み合
わせにより形成する構成としており、上記構成をもって
従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
【発明の作用】本発明の請求項１に係わるすべり軸受で
は、軸受合金が裏金上に直接あるいは中間層を介して積
層されて成る円弧形状または円筒形状のすべり軸受にお
いて、その摺動面として、図２に示すように、周方向の
条痕加工を有する軸受合金１の上に、自己潤滑性を結有
する硬質膜２を形成することで、高面圧下での摺動にお
ける軸受合金の疲労および摩耗を効果的に抑制する。ま
た、摺動面に条痕加工を設けているので、条痕凹部が油
溜りとなって焼付を防止するだけでなく、運転初期に条
痕の凸部が選択的に摩耗し、表面層よりも軟質な軸受合
金が一部露出することにより、すべり軸受として必要な
異物埋収性を確保する。
は、軸受合金が裏金上に直接あるいは中間層を介して積
層されて成る円弧形状または円筒形状のすべり軸受にお
いて、その摺動面として、図２に示すように、周方向の
条痕加工を有する軸受合金１の上に、自己潤滑性を結有
する硬質膜２を形成することで、高面圧下での摺動にお
ける軸受合金の疲労および摩耗を効果的に抑制する。ま
た、摺動面に条痕加工を設けているので、条痕凹部が油
溜りとなって焼付を防止するだけでなく、運転初期に条
痕の凸部が選択的に摩耗し、表面層よりも軟質な軸受合
金が一部露出することにより、すべり軸受として必要な
異物埋収性を確保する。
【００１１】ここで、条痕の深さを３〜２０μｍとした
のは、同深さが３μｍ未満では、十分な油溜り効果が得
られず、同深さが２０μｍを超えると、馴染み前の条痕
凸部の局部当りが厳しくなり、初期の耐焼付性が低下す
る恐れがあるからである。
のは、同深さが３μｍ未満では、十分な油溜り効果が得
られず、同深さが２０μｍを超えると、馴染み前の条痕
凸部の局部当りが厳しくなり、初期の耐焼付性が低下す
る恐れがあるからである。
【００１２】また、硬質膜の厚さを０．５〜１０μｍと
したのは、同厚さが０．５μｍ未満では、耐荷重性向上
の効果を長期間維持することが困難となり、同厚さが１
０μｍを超えると、膜自体が脆くなり、衝撃的な入力が
あった際に割れや欠け、剥離が生じやすくなるほか、馴
染み面の形成に時間を要することによって初期の耐焼付
性が低下する恐れがあるからである。
したのは、同厚さが０．５μｍ未満では、耐荷重性向上
の効果を長期間維持することが困難となり、同厚さが１
０μｍを超えると、膜自体が脆くなり、衝撃的な入力が
あった際に割れや欠け、剥離が生じやすくなるほか、馴
染み面の形成に時間を要することによって初期の耐焼付
性が低下する恐れがあるからである。
【００１３】さらに、軸受合金の表面硬さをＨｖ１００
未満としたのは、同表面硬さがHｖ１００を超えると、
軸受合金が露出した後の異物埋収性が充分に確保でき
ず、潤滑油中の異物によって運転中に焼付を生じる恐れ
があるからである。そしてさらに、表面層の硬質膜の硬
さをＨｖ１０００以上としたのは、同表面硬さがHｖ１
０００未満では、充分な耐荷重性や耐摩耗性が向上する
効果を得ることができないからである。
未満としたのは、同表面硬さがHｖ１００を超えると、
軸受合金が露出した後の異物埋収性が充分に確保でき
ず、潤滑油中の異物によって運転中に焼付を生じる恐れ
があるからである。そしてさらに、表面層の硬質膜の硬
さをＨｖ１０００以上としたのは、同表面硬さがHｖ１
０００未満では、充分な耐荷重性や耐摩耗性が向上する
効果を得ることができないからである。
【００１４】さらに、硬質膜に自己潤滑性を有するもの
を用いるので、運転初期の馴染み性がとくに優れたもの
となり、高速で高面圧下の摺動においても馴染み面の形
成前に焼付を生ずることなく、長期にわたって安定した
性能が得られる。
を用いるので、運転初期の馴染み性がとくに優れたもの
となり、高速で高面圧下の摺動においても馴染み面の形
成前に焼付を生ずることなく、長期にわたって安定した
性能が得られる。
【００１５】本発明の請求項２に係わるすべり軸受で
は、摺動による摩耗量が使用前の表面粗さパラメータR
ｐｋ値に相当する値となった時点での摺動面の投影面積
に対する軸受合金の露出部の面積と、摺動による摩耗量
が使用前の表面粗さパラメータRｐｋ＋Rｋ値に相当する
値となった時点での摺動面の投影面積に対する軸受合金
の露出部の面積を設定している。
は、摺動による摩耗量が使用前の表面粗さパラメータR
ｐｋ値に相当する値となった時点での摺動面の投影面積
に対する軸受合金の露出部の面積と、摺動による摩耗量
が使用前の表面粗さパラメータRｐｋ＋Rｋ値に相当する
値となった時点での摺動面の投影面積に対する軸受合金
の露出部の面積を設定している。
【００１６】Rｐｋ値やRｋ値は、摺動面の性状を初期摩
耗部分と実質接触部、油溜り部分に分けて評価するパラ
メータとして広く認知されているものであり、以下にそ
の内容を説明する。
耗部分と実質接触部、油溜り部分に分けて評価するパラ
メータとして広く認知されているものであり、以下にそ
の内容を説明する。
【００１７】すなわち、図１に示すように、ある摩耗高
さ（μｍ）における摺動面の実質負荷長さ（実質接触
部）率Mｒを％単位で各々横軸にとり、これらを結んだ
負荷曲線を求める。そして、負荷曲線上でMｒ値が４０
％の幅をとり、その両端の高さの差が最小となるような
２点を求め、その２点を結ぶ直線を引く。この直線とM
ｒ＝０％の線との交点ａと、負荷曲線のMｒ＝０％の点
との高さの差がRｐｋ値であり、この直線とMｒ＝１００
％の線との交点ｂと、先の交点ａ点との高さの差がRｋ
値である。
さ（μｍ）における摺動面の実質負荷長さ（実質接触
部）率Mｒを％単位で各々横軸にとり、これらを結んだ
負荷曲線を求める。そして、負荷曲線上でMｒ値が４０
％の幅をとり、その両端の高さの差が最小となるような
２点を求め、その２点を結ぶ直線を引く。この直線とM
ｒ＝０％の線との交点ａと、負荷曲線のMｒ＝０％の点
との高さの差がRｐｋ値であり、この直線とMｒ＝１００
％の線との交点ｂと、先の交点ａ点との高さの差がRｋ
値である。
【００１８】なお、Ｒｐｋ値は、初期摩耗高さ、すなわ
ち初期馴染みにより摩耗する部分の高さを示し、Ｒｋ値
は、初期摩耗終了後から一般に摺動部品が長期の使用に
よって寿命を迎える摩耗量までの摩耗高さの差を示すも
のである。
ち初期馴染みにより摩耗する部分の高さを示し、Ｒｋ値
は、初期摩耗終了後から一般に摺動部品が長期の使用に
よって寿命を迎える摩耗量までの摩耗高さの差を示すも
のである。
【００１９】そして、請求項２に係わるすべり軸受で
は、摺動による摩耗量がRｐｋ値に相当する値となった
時点で、摺動面の投影面積に対する軸受合金の露出部の
面積を５％以上としている。つまり、この面積が５％未
満では、初期馴染み後の軸受の異物埋収性能が不足し、
使用環境によっては潤滑油中に混入した異物により焼付
が発生する恐れがあるからである。
は、摺動による摩耗量がRｐｋ値に相当する値となった
時点で、摺動面の投影面積に対する軸受合金の露出部の
面積を５％以上としている。つまり、この面積が５％未
満では、初期馴染み後の軸受の異物埋収性能が不足し、
使用環境によっては潤滑油中に混入した異物により焼付
が発生する恐れがあるからである。
【００２０】また、摺動による摩耗量が使用前の軸受の
表面粗さパラメータRｐｋ＋Rｋ値に相当する値となった
時点で、摺動面の投影面積に対する軸受合金の露出部の
面積を８０％以下としている。つまり、この値が８０％
を超えると、軸受を長期間使用した際の表面の硬質膜の
残存率が少なくなり過ぎ、優れた耐荷重性や耐摩耗性が
充分に得られなくなるからである。
表面粗さパラメータRｐｋ＋Rｋ値に相当する値となった
時点で、摺動面の投影面積に対する軸受合金の露出部の
面積を８０％以下としている。つまり、この値が８０％
を超えると、軸受を長期間使用した際の表面の硬質膜の
残存率が少なくなり過ぎ、優れた耐荷重性や耐摩耗性が
充分に得られなくなるからである。
【００２１】本発明の請求項３に係わるすべり軸受で
は、条痕凸部を（硬質膜厚さ）＜（研磨量）＜{（硬質
膜厚さ）＋（条痕初期深さ）}の関係を満足する量だけ
研磨し、下地軸受合金を一部露出させている。
は、条痕凸部を（硬質膜厚さ）＜（研磨量）＜{（硬質
膜厚さ）＋（条痕初期深さ）}の関係を満足する量だけ
研磨し、下地軸受合金を一部露出させている。
【００２２】当該すべり軸受は、表面の硬質膜が自己潤
滑性を有すると共に、馴染み性に優れるため、通常は研
磨処理を施さなくても使用できるが、とくに、初期から
慣らし運転をせずに装置の使用限界付近の環境、すなわ
ち高速で且つ高負荷の環境で使用する場合などでは、上
記の研磨処理を予め施しておくことにより、長期にわた
って一層安定して使用し得るものとなる。
滑性を有すると共に、馴染み性に優れるため、通常は研
磨処理を施さなくても使用できるが、とくに、初期から
慣らし運転をせずに装置の使用限界付近の環境、すなわ
ち高速で且つ高負荷の環境で使用する場合などでは、上
記の研磨処理を予め施しておくことにより、長期にわた
って一層安定して使用し得るものとなる。
【００２３】本発明の請求項４に係わるすべり軸受で
は、自己潤滑性のある硬質膜が、ダイヤモンドライクカ
ーボン（ＤＬＣ）から成る膜、または炭化タングステン
と炭素の積層材（ＷＣ／Ｃ）から成る膜としているの
で、優れた耐摩耗性に加えて低摩擦性に優れたものとな
り、これにより摺動時の摩擦損失を一層低減し、馴染み
性や耐焼付性により優れたものとなる。
は、自己潤滑性のある硬質膜が、ダイヤモンドライクカ
ーボン（ＤＬＣ）から成る膜、または炭化タングステン
と炭素の積層材（ＷＣ／Ｃ）から成る膜としているの
で、優れた耐摩耗性に加えて低摩擦性に優れたものとな
り、これにより摺動時の摩擦損失を一層低減し、馴染み
性や耐焼付性により優れたものとなる。
【００２４】本発明の請求項５に係わるすべり軸受の製
造方法では、軸受合金が裏金上に直接あるいは中間層を
介して積層されて成る円弧形状または円筒形状のすべり
軸受を製造するに際し、表面硬さHｖ１００未満の軸受
合金の表面に、深さ３〜２０μｍの周方向の条痕加工を
施し、その後、軸受合金の上に自己潤滑性を有し且つ表
面硬さHｖ１０００以上の硬質膜を０．５〜１０μｍの
厚さで形成する。
造方法では、軸受合金が裏金上に直接あるいは中間層を
介して積層されて成る円弧形状または円筒形状のすべり
軸受を製造するに際し、表面硬さHｖ１００未満の軸受
合金の表面に、深さ３〜２０μｍの周方向の条痕加工を
施し、その後、軸受合金の上に自己潤滑性を有し且つ表
面硬さHｖ１０００以上の硬質膜を０．５〜１０μｍの
厚さで形成する。
【００２５】これにより、高面圧下での摺動における軸
受合金の疲労および摩耗が効果的に抑制される。また、
摺動面に条痕加工を施すので、条痕凹部が油溜りとなっ
て焼付を防止するだけでなく、運転初期に条痕の凸部が
選択的に摩耗し、表面層よりも軟質な軸受合金が一部露
出することにより、すべり軸受として必要な異物埋収性
を確保する。
受合金の疲労および摩耗が効果的に抑制される。また、
摺動面に条痕加工を施すので、条痕凹部が油溜りとなっ
て焼付を防止するだけでなく、運転初期に条痕の凸部が
選択的に摩耗し、表面層よりも軟質な軸受合金が一部露
出することにより、すべり軸受として必要な異物埋収性
を確保する。
【００２６】さらに、硬質膜に自己潤滑性を有するもの
を用いるので、運転初期の馴染み性がとくに優れたもの
となり、高速で高面圧下の摺動においても馴染み面の形
成前に焼付を生ずることなく、長期にわたって安定した
性能が得られる。なお、数値限定の根拠は請求項１に記
載した通りである。
を用いるので、運転初期の馴染み性がとくに優れたもの
となり、高速で高面圧下の摺動においても馴染み面の形
成前に焼付を生ずることなく、長期にわたって安定した
性能が得られる。なお、数値限定の根拠は請求項１に記
載した通りである。
【００２７】本発明の請求項６に係わるすべり軸受の製
造方法では、（硬質膜厚さ）＜（研磨量）＜{（硬質膜
厚さ）＋（条痕初期深さ）}の関係を満足する量だけ条
痕凸部を研磨し、下地軸受合金を一部露出させる。
造方法では、（硬質膜厚さ）＜（研磨量）＜{（硬質膜
厚さ）＋（条痕初期深さ）}の関係を満足する量だけ条
痕凸部を研磨し、下地軸受合金を一部露出させる。
【００２８】当該すべり軸受は、表面の硬質膜が自己潤
滑性を有すると共に、馴染み性に優れるため、通常は研
磨処理を施さなくても使用できるが、とくに、初期から
慣らし運転をせずに装置の使用限界付近の環境、すなわ
ち高速で且つ高負荷の環境で使用する場合などでは、上
記の研磨処理を予め施しておくことにより、長期にわた
って一層安定して使用し得るものとなる。
滑性を有すると共に、馴染み性に優れるため、通常は研
磨処理を施さなくても使用できるが、とくに、初期から
慣らし運転をせずに装置の使用限界付近の環境、すなわ
ち高速で且つ高負荷の環境で使用する場合などでは、上
記の研磨処理を予め施しておくことにより、長期にわた
って一層安定して使用し得るものとなる。
【００２９】本発明の請求項７に係わるすべり軸受の製
造方法では、表面に設ける硬質膜として、ダイヤモンド
ライクカーボンから成る膜または炭化タングステンと炭
素の積層材から成る膜を形成するにあたり、ＰＶＤ法お
よびＣＶＤ法のいずれか一方あるいは両方を組合わせ
る。これにより、優れた耐摩耗性に加えて低摩擦性に優
れたものとなり、これにより摺動時の摩擦損失を一層低
減し、馴染み性や耐焼付性により優れたものとなる。
造方法では、表面に設ける硬質膜として、ダイヤモンド
ライクカーボンから成る膜または炭化タングステンと炭
素の積層材から成る膜を形成するにあたり、ＰＶＤ法お
よびＣＶＤ法のいずれか一方あるいは両方を組合わせ
る。これにより、優れた耐摩耗性に加えて低摩擦性に優
れたものとなり、これにより摺動時の摩擦損失を一層低
減し、馴染み性や耐焼付性により優れたものとなる。
【００３０】また、ＰＶＤ法とＣＶＤ法では、膜の硬さ
や平滑性等の面で形成される被膜の特性が異なるため、
必要に応じてこれらの工法を適宜選択することで、より
使用目的に合ったすべり軸受が得られることとなる。
や平滑性等の面で形成される被膜の特性が異なるため、
必要に応じてこれらの工法を適宜選択することで、より
使用目的に合ったすべり軸受が得られることとなる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の請求項１に係わるすべり軸受に
よれば、環境負荷にも配慮したうえで、従来に無い高い
水準で強度や耐摩耗性、耐焼付性および異物埋収性など
のすべり軸受に必要な摺動性能を全て満足することがで
きるという著しく優れた効果がもたらされる。
よれば、環境負荷にも配慮したうえで、従来に無い高い
水準で強度や耐摩耗性、耐焼付性および異物埋収性など
のすべり軸受に必要な摺動性能を全て満足することがで
きるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００３２】本発明の請求項２に係わるすべり軸受によ
れば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえ
に、耐荷重性、耐摩耗性および異物埋収性などをバラン
ス良く備えた特性を摺動初期から部品交換時まで安定し
て維持することができる。
れば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえ
に、耐荷重性、耐摩耗性および異物埋収性などをバラン
ス良く備えた特性を摺動初期から部品交換時まで安定し
て維持することができる。
【００３３】本発明の請求項３に係わるすべり軸受によ
れば、請求項１および２と同様の効果を得ることができ
るうえに、初期から慣らし運転をせずに装置の使用限界
付近の環境すなわち高速で且つ高負荷の環境で使用する
場合等においても、長期にわたって一層安定して使用す
ることができる。
れば、請求項１および２と同様の効果を得ることができ
るうえに、初期から慣らし運転をせずに装置の使用限界
付近の環境すなわち高速で且つ高負荷の環境で使用する
場合等においても、長期にわたって一層安定して使用す
ることができる。
【００３４】本発明の請求項４に係わるすべり軸受によ
れば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるう
えに、優れた耐摩耗性に加えて優れた低摩擦性を得るこ
とができ、摺動時の摩擦損失を一層低減することができ
ると共に、馴染み性や耐焼付性により優れたすべり軸受
とすることができる。
れば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるう
えに、優れた耐摩耗性に加えて優れた低摩擦性を得るこ
とができ、摺動時の摩擦損失を一層低減することができ
ると共に、馴染み性や耐焼付性により優れたすべり軸受
とすることができる。
【００３５】本発明の請求項５に係わるすべり軸受の製
造方法によれば、環境負荷にも配慮したうえで、従来に
無い高い水準で強度や耐摩耗性、耐焼付性および異物埋
収性などの必要な摺動性能を全て満足するすべり軸受を
得ることができるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
造方法によれば、環境負荷にも配慮したうえで、従来に
無い高い水準で強度や耐摩耗性、耐焼付性および異物埋
収性などの必要な摺動性能を全て満足するすべり軸受を
得ることができるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
【００３６】本発明の請求項６に係わるすべり軸受の製
造方法によれば、請求項５と同様の効果を得ることがで
きるうえに、初期から慣らし運転をせずに装置の使用限
界付近の環境、すなわち高速で且つ高負荷の環境で使用
する場合でも長期にわたって一層安定して使用すること
が可能なすべり軸受を得ることができる。
造方法によれば、請求項５と同様の効果を得ることがで
きるうえに、初期から慣らし運転をせずに装置の使用限
界付近の環境、すなわち高速で且つ高負荷の環境で使用
する場合でも長期にわたって一層安定して使用すること
が可能なすべり軸受を得ることができる。
【００３７】本発明の請求項７に係わるすべり軸受の製
造方法によれば、請求項５および６と同様の効果を得る
ことができるうえに、優れた耐摩耗性に加えて優れた低
摩擦性を備え、且つ摺動時の摩擦損失を一層低減するこ
とができると共に、馴染み性や耐焼付性により優れたす
べり軸受を得ることができる。また、膜の形成方法を適
宜選択することで、使用目的に適合したすべり軸受を得
ることができる。
造方法によれば、請求項５および６と同様の効果を得る
ことができるうえに、優れた耐摩耗性に加えて優れた低
摩擦性を備え、且つ摺動時の摩擦損失を一層低減するこ
とができると共に、馴染み性や耐焼付性により優れたす
べり軸受を得ることができる。また、膜の形成方法を適
宜選択することで、使用目的に適合したすべり軸受を得
ることができる。
【００３８】
【実施例】（実施例１〜４、比較例１〜６）アルミニウ
ム系の軸受合金を連続鋳造によって厚さ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って厚さ８ｍｍ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。こののち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍ
の純アルミニウム板とを、各々の密着面を清浄してから
クラッドし、さらに、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで
圧下した。
ム系の軸受合金を連続鋳造によって厚さ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って厚さ８ｍｍ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。こののち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍ
の純アルミニウム板とを、各々の密着面を清浄してから
クラッドし、さらに、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで
圧下した。
【００３９】そして、上記積層材を焼鈍した後、裏金と
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した後、この上に表
１のＢ欄に示す条件で硬質膜を形成した。
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した後、この上に表
１のＢ欄に示す条件で硬質膜を形成した。
【００４０】以上の結果、軸受合金層と表面層の合計層
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
【００４１】（実施例５）アルミニウム系の軸受合金を
連続鋳造によって厚さ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
圧延によって厚さ８ｍｍまで圧下した。この状態で２０
０〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。この
のち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍの純アルミニウム板
とを、各々の密着面を清浄してからクラッドし、さら
に、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで圧下した。
連続鋳造によって厚さ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
圧延によって厚さ８ｍｍまで圧下した。この状態で２０
０〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。この
のち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍの純アルミニウム板
とを、各々の密着面を清浄してからクラッドし、さら
に、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで圧下した。
【００４２】そして、上記積層材を焼鈍した後、裏金と
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した後、軸受合金の
上に表１のＢ欄に示す条件で硬質膜を形成した。さら
に、形成した硬質膜の下にある軸受合金層が約２０％露
出するまで研磨加工を施した。
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した後、軸受合金の
上に表１のＢ欄に示す条件で硬質膜を形成した。さら
に、形成した硬質膜の下にある軸受合金層が約２０％露
出するまで研磨加工を施した。
【００４３】以上の結果、軸受合金層と表面層の合計層
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
【００４４】（比較例７）アルミニウム系の軸受合金を
連続鋳造によって厚さ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
圧延によって厚さ８ｍｍまで圧下した。この状態で２０
０〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。この
のち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍの純アルミニウム板
とを、各々の密着面を清浄してからクラッドし、さら
に、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで圧下した。
連続鋳造によって厚さ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
圧延によって厚さ８ｍｍまで圧下した。この状態で２０
０〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。この
のち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍの純アルミニウム板
とを、各々の密着面を清浄してからクラッドし、さら
に、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで圧下した。
【００４５】そして、上記積層材を焼鈍した後、裏金と
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した後、この上にポ
リアミドイミドをバインダーとし、且つ潤滑成分として
二硫化モリブデンを含む被膜をスプレー塗布した後、１
９０℃で焼成し、厚さ約５μｍの表面層を形成した。
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した後、この上にポ
リアミドイミドをバインダーとし、且つ潤滑成分として
二硫化モリブデンを含む被膜をスプレー塗布した後、１
９０℃で焼成し、厚さ約５μｍの表面層を形成した。
【００４６】以上の結果、軸受合金層と表面層の合計層
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
【００４７】（比較例８）アルミニウム系の軸受合金を
連続鋳造によって厚さ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
圧延によって厚さ８ｍｍまで圧下した。この状態で２０
０〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。この
のち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍの純アルミニウム板
とを、各々の密着面を清浄してからクラッドし、さら
に、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで圧下した。
連続鋳造によって厚さ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
圧延によって厚さ８ｍｍまで圧下した。この状態で２０
０〜３００℃の熱処理を行ってひずみを除去した。この
のち、上記の軸受合金と厚さ１ｍｍの純アルミニウム板
とを、各々の密着面を清浄してからクラッドし、さら
に、冷間圧延によって厚さ１ｍｍまで圧下した。
【００４８】そして、上記積層材を焼鈍した後、裏金と
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した。
なる鋼板の上に軸受合金が表面層側となるようにクラッ
ドし、そのクラッド材を切断後、エンジン用の半割軸受
形状に成形した。続いて、軸受合金の表面に表１のＡ欄
に示す深さの周方向の条痕加工を施した。
【００４９】以上の結果、軸受合金層と表面層の合計層
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
厚さが約０．３ｍｍで、全体の厚さが約１．５ｍｍのす
べり軸受を得た。
【００５０】
【表１】
【００５１】（耐焼付性試験）実施例１〜５および比較
例１〜８で得たすべり軸受を表２に示す条件で耐焼付性
試験に供した。その結果を表３に示す。
例１〜８で得たすべり軸受を表２に示す条件で耐焼付性
試験に供した。その結果を表３に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】表３から明らかなように、本発明の実施例
１〜５のすべり軸受は、いずれも優れた耐焼付性を有し
ていることがわかる。これに対して、条痕深さが本発明
の条件から外れている比較例１および２のすべり軸受
は、実施例１〜５のすべり軸受よりも耐焼付性が劣って
いる。
１〜５のすべり軸受は、いずれも優れた耐焼付性を有し
ていることがわかる。これに対して、条痕深さが本発明
の条件から外れている比較例１および２のすべり軸受
は、実施例１〜５のすべり軸受よりも耐焼付性が劣って
いる。
【００５５】また、表面層の材質が実施例１〜５と異な
って自己潤滑性が充分でない比較例３および６のすべり
軸受においても、摺動中の摩擦力増加により実施例１〜
５のすべり軸受と比較して耐焼付性が低下している。
って自己潤滑性が充分でない比較例３および６のすべり
軸受においても、摺動中の摩擦力増加により実施例１〜
５のすべり軸受と比較して耐焼付性が低下している。
【００５６】さらに、表面層の厚さが本発明の条件から
外れている比較例４および５のすべり軸受のうち、とく
に表面層が厚すぎて初期馴染み性が劣る比較例５のすべ
り軸受にあっては、実施例１〜５のすべり軸受と比較し
て耐焼付性が劣っていることがわかる。
外れている比較例４および５のすべり軸受のうち、とく
に表面層が厚すぎて初期馴染み性が劣る比較例５のすべ
り軸受にあっては、実施例１〜５のすべり軸受と比較し
て耐焼付性が劣っていることがわかる。
【００５７】（耐疲労試験）実施例１〜５および比較例
１〜８で得たすべり軸受を表４に示す条件でアンダーウ
ッド試験に供した。その結果を表５に示す。
１〜８で得たすべり軸受を表４に示す条件でアンダーウ
ッド試験に供した。その結果を表５に示す。
【００５８】
【表４】
【００５９】
【表５】
【００６０】表５から明らかなように、条痕深さが本発
明の条件から外れている比較例１および２のすべり軸受
は、本発明の実施例１〜５のすべり軸受よりも耐疲労性
が劣っている。これは、比較例１については、油溜り効
果の不足が摺動性に悪影響を与えたものと考えられ、比
較例２については、馴染み前の条痕凸部の局部当りが厳
しくなることが摺動性に悪影響を与えたものと考えられ
る。
明の条件から外れている比較例１および２のすべり軸受
は、本発明の実施例１〜５のすべり軸受よりも耐疲労性
が劣っている。これは、比較例１については、油溜り効
果の不足が摺動性に悪影響を与えたものと考えられ、比
較例２については、馴染み前の条痕凸部の局部当りが厳
しくなることが摺動性に悪影響を与えたものと考えられ
る。
【００６１】また、表面層の厚さが実施例１〜５の範囲
よりも薄い比較例４のすべり軸受においても、実施例１
〜５のすべり軸受と比較して耐疲労性が低下している。
これは、摺動中に硬質膜の残存量が少なくなり過ぎ、高
面圧に耐えることが困難になることによるものと考えら
れる。
よりも薄い比較例４のすべり軸受においても、実施例１
〜５のすべり軸受と比較して耐疲労性が低下している。
これは、摺動中に硬質膜の残存量が少なくなり過ぎ、高
面圧に耐えることが困難になることによるものと考えら
れる。
【００６２】さらに、表面層の材質が本発明の実施例１
〜５と異なり、硬度や潤滑性が不足する比較例６、表面
層が潤滑性を有するものの硬度や耐摩耗性が不足する比
較例７、表面の硬質層を設けない比較例８のいずれも、
実施例１漢と比較して耐疲労性が劣る結果となってい
る。
〜５と異なり、硬度や潤滑性が不足する比較例６、表面
層が潤滑性を有するものの硬度や耐摩耗性が不足する比
較例７、表面の硬質層を設けない比較例８のいずれも、
実施例１漢と比較して耐疲労性が劣る結果となってい
る。
【００６３】これらの試験結果により、本発明によるす
べり軸受は、従来にない高い水準で耐焼付性と耐疲労性
を同時に成立させていることが明らかであり、従来の各
種軸受合金では達成不可能であった性能を有しているこ
とが判明した。
べり軸受は、従来にない高い水準で耐焼付性と耐疲労性
を同時に成立させていることが明らかであり、従来の各
種軸受合金では達成不可能であった性能を有しているこ
とが判明した。
【図１】表面粗さパラメータＲｐｋ値およびＲｋ値の説
明図である。
明図である。
【図２】本発明に係わるすべり軸受の摺動面を説明する
断面図である。
断面図である。
１ 軸受合金
２ 硬質膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２３Ｃ 28/04 Ｃ２３Ｃ 28/04
Ｆターム(参考） 3J011 AA07 AA20 BA01 BA13 CA01
CA05 DA02 JA02 KA02 MA06
QA03 QA04 SB04 SB14 SD01
SE02
4K029 AA02 AA27 BA34 BA57 BB02
BC02 BD04 CA00
4K030 AA09 BA27 BA36 CA02 FA01
FA10 LA23
4K044 AA06 AB10 BA18 BB03 BC01
BC06 CA07 CA13
Claims (7)
- 【請求項１】 軸受合金が裏金上に直接あるいは中間層
を介して積層して成る円弧形状または円筒形状のすべり
軸受であって、その摺動面として、深さ３〜２０μｍの
周方向の条痕加工を有し且つ表面硬さがＨｖ１００未満
の軸受合金の上に、自己潤滑性を有し且つ表面硬さがＨ
ｖ１０００以上の硬質膜が０．５〜１０μｍの厚さで形
成してあることを特徴とするすべり軸受。 - 【請求項２】 摺動による摩耗量が使用前の表面粗さパ
ラメータＲｐｋ値に相当する値となった時点で摺動面の
投影面積に対する軸受合金の露出部の面積が５％以上で
あり、且つ摺動による摩耗量が使用前の表面粗さパラメ
ータＲｐｋ値＋Ｒｋ値に相当する値となった時点で摺動
面の投影面積に対する軸受合金の露出部の面積が８０％
以下であることを特徴とする請求項１に記載のすべり軸
受。 - 【請求項３】 条痕凸部を（硬質膜厚さ）＜（研磨量）
＜{（硬質膜厚さ）＋（条痕初期深さ）} の関係を満足
する量だけ研磨して下地軸受合金を一部露出させてある
ことを特徴とする請求項１または２に記載のすべり軸
受。 - 【請求項４】 自己潤滑性を有する硬質膜が、ダイヤモ
ンドライクカーボンから成る膜または炭化タングステン
と炭素の積層材から成る膜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すべり軸受。 - 【請求項５】 軸受合金が裏金上に直接あるいは中間層
を介して積層して成る円弧形状または円筒形状のすべり
軸受を製造するに際し、表面硬さがＨｖ１００未満の軸
受合金の表面に深さ３〜２０μｍの周方向の条痕加工を
施し、その上に自己潤滑性を有し且つ表面硬さがＨｖ１
０００以上の硬質膜を０．５〜１０μｍの厚さで形成す
ることを特徴とするすべり軸受の製造方法。 - 【請求項６】 条痕凸部を（硬質膜厚さ）＜（研磨量）
＜{（硬質膜厚さ）＋（条痕初期深さ）}の関係を満足す
る量だけ研磨し、下地軸受合金を一部露出させることを
特徴とする請求項５に記載のすべり軸受の製造方法。 - 【請求項７】 表面の硬質膜として、ダイヤモンドライ
クカーボンから成る膜または炭化タングステンと炭素の
積層材から成る膜をＰＶＤ法およびＣＶＤ法のいずれか
一方あるいは両方の組み合わせにより形成することを特
徴とする請求項５または６に記載のすべり軸受の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001193573A JP2003013958A (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | すべり軸受およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001193573A JP2003013958A (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | すべり軸受およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003013958A true JP2003013958A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19031834
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|---|---|---|---|
| JP2001193573A Pending JP2003013958A (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | すべり軸受およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2003013958A (ja) |
Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2015124805A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社リケン | 組合せオイルコントロールリング |
| CN107400873A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-28 | 森科五金(深圳)有限公司 | 一种类金刚石薄膜及其制备方法 |
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-
2001
- 2001-06-26 JP JP2001193573A patent/JP2003013958A/ja active Pending
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