JP2003113838A - 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

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JP2003113838A JP2001308882A JP2001308882A JP2003113838A JP 2003113838 A JP2003113838 A JP 2003113838A JP 2001308882 A JP2001308882 A JP 2001308882A JP 2001308882 A JP2001308882 A JP 2001308882A JP 2003113838 A JP2003113838 A JP 2003113838A
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sliding
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Tomonori Miyazawa
智則 宮澤
Yoshio Okada
義夫 岡田
Naoto Mizuno
直人 水野
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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高い
水準で満足し、しかも低コストなすべり軸受と、このよ
うなすべり軸受の製造方法を提供する。 【解決手段】 裏金上にＡｌ系またはＣｕ系合金からな
る軸受合金を積層し、表面硬化処理により、軸受合金の
表面および表面近傍部を硬化させると共に、硬化部表面
に所定深さのディンプル状油溜りを形成し、軸受の最大
荷重負荷部分、すなわち最大荷重負荷方向に対し円周方
向に２０°未満の範囲における表面硬さの向上代αが１
０Ｈｖ以上であり、軸受の最大荷重負荷方向に対し円周
方向に２０°から７０°までの範囲における表面硬さの
向上代βが３０Ｈｖ以下、かつ０＜β＜αとなるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車や工
作機械、農業機械など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】
【発明が解決しようとする課題】従来から、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
ニーズに対し、すべり軸受の高面圧化が検討されてき
た。
【０００３】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り
硬質表面層を形成させたものなどが実用化されている。
【０００４】また、例えば特開平５−９９２２８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
みが数多くあると共に、特開平８−１０５４４８号公報
に開示されているように、比較的軟質な軸受合金の上に
スチールグリッドを投射し、軸受の強度を向上させる取
り組みなども見られる。
【０００５】しかしながら、上記した高強度ケルメット
に関しては、近年、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きていることか
ら、馴染み性や耐焼付性確保のためのＰｂ基オーバレイ
めっきを必要とする現在の構成のケルメット軸受の拡大
採用については、今後は困難な状況となっている。
【０００６】また、スパッタリング法を適用したすべり
軸受については、表面の硬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ざるを
得ない。
【０００７】さらに、ディンプル状の油溜りや油溝の付
与については、軸受表面の油保特性を高め、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る。
【０００８】そして、軸受合金へのスチールグリッドの
投射に関しては、合金の耐摩耗性は向上するものの、馴
染み性や異物埋収性への跳ね返りを考慮すると十分な表
面強化が困難であること、また、非鉄合金軸受へのスチ
ール粒の埋設は、耐焼付性に悪影響を与える場合があ
り、結果として高面圧下で安定して使用できるすべり軸
受を得るのは困難であった。
【０００９】
【発明の目的】本発明は、従来のすべり軸受における上
記課題に鑑みてなされたものであって、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ない高い水準で満足さ
せ、しかも低コストなすべり軸受と、このようなすべり
軸受の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
るすべり軸受は、Ａｌ系合金またはＣｕ系合金からなる
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
れてなる円弧形状あるいは円筒形状のすべり軸受であっ
て、軸受の最大荷重負荷方向に対し円周方向に少なくと
も７０°までの範囲の軸受合金表面およびその内部方向
深さ１００μｍ未満の部位が非鉄粒子を投射する表面硬
化処理によって軸受合金の内部方向深さ１００μｍ以上
の部位よりも硬化していると共に、少なくとも２０°ま
での範囲の硬化部表面に深さ１〜２０μｍのディンプル
状油溜りが形成されており、軸受の最大荷重負荷方向に
対し円周方向に少なくとも２０°未満の領域内の任意の
点における表面ビッカース硬さ増大代αと、円周方向に
２０°から７０°までの領域内の任意の点における表面
ビッカース硬さ増大代βの間に、α≧１０Ｈｖ，０＜β
＜αの関係があり、かつ２０°から７０°までの前記領
域内の少なくとも一部にβ≦３０Ｈｖなる部分が存在す
る構成としたことを特徴としており、すべり軸受におけ
るこのような構成を前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。なお、本発明において、表面ビッカ
ース硬さとは、測定点を中心とする５ｍｍ四方の領域内
の相異なる２０点について、ビッカース硬度計を用いて
２５ｇ以下の荷重で測定したときの相加平均値を意味す
る。
【００１１】本発明に係わるすべり軸受における好適形
態としては、摺動面上に、軸受合金よりも軟質なコーテ
ィング層が２〜５０μｍの厚さに直接あるいは中間層を
介して形成されている構成とし、他の好適形態として
は、前記軟質コーティング層がＳｎまたはＳｎ合金、Ｉ
ｎまたはＩｎ合金、固体潤滑剤を含む樹脂複合材のいず
れかからなる構成とし、さらに他の他の好適形態として
は、前記軟質コーティング層がＳｎまたはＳｎ合金、Ｉ
ｎまたはＩｎ合金のいずれかからなる母相に固体潤滑剤
を分散させた複合めっき層である構成としたことを特徴
としている。
【００１２】また、本発明に係わるすべり軸受の製造方
法は、上記したすべり軸受の製造に好適なものであっ
て、表面硬化処理に際して、軸受合金の表面から距離１
２０ｍｍ以内に位置する口径８ｍｍ以下のノズルによっ
て、粒径２００μｍ以下の非鉄粒子を軸受の最大荷重負
荷方向に向けて２０ｍ／ｓ以上の速度で投射し、同時に
ディンプル状油溜りを形成する構成とし、すべり軸受の
製造方法におけるこのような構成を上記した従来の課題
を解決するための手段としたことを特徴としている。
【００１３】本発明に係わるすべり軸受の製造方法の好
適形態においては、前記非鉄粒子が酸化物，炭化物，窒
化物，硫化物，Ｓｎ，Ｓｎ合金，Ｉｎ，Ｉｎ合金のいず
れか１種または２種以上からなるものである構成とした
ことを特徴とし、他の好適形態においては、軸受合金に
投射した粒子を被投射面に付着もしくは埋設させて軸受
合金表面の少なくとも一部を形成する構成としたことを
特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係わるすべり軸受は、Ａ
ｌ系合金またはＣｕ系合金からなる軸受合金が積層さ
れ、軸受の最大荷重負荷方向に対し円周方向に少なくと
も７０°までの範囲の軸受合金表面および表面から内部
方向深さ１００μｍ未満の部位が非鉄粒子を投射する表
面硬化処理によってその内部方向深さ１００μｍ以上の
部位よりも硬化しており、かつ当該硬化部表面の円周方
向に少なくとも２０°までの範囲に深さ１〜２０μｍの
ディンプル状油溜りが形成され、軸受の最大荷重負荷方
向に対し円周方向に少なくとも２０°未満の領域内にお
ける表面硬さの増大代αがビッカース硬さで１０Ｈｖ以
上であり、最大荷重負荷方向に対し円周方向に２０°か
ら７０°までの領域内における表面硬さの増大代をβと
するとき、０＜β＜αであり、しかも円周方向に２０°
から７０°までの前記領域内の少なくとも一部にβ≦３
０Ｈｖである部分が存在することを特徴とするものであ
り、軸受合金に非鉄粒子を投射する表面硬化処理を施す
ようにしているので、高面圧下での摺動における軸受合
金へのクラック発生、進展に伴う疲労剥離が効果的に抑
制されることになる。
【００１５】しかし、このとき軸受摺動面の最大荷重負
荷部分、すなわち少なくとも最大荷重負荷方向から円周
方向に２０°未満の範囲における硬さの上昇幅（増大
代）が１０Ｈｖに満たない程度の硬化処理では、十分な
寿命改善効果を得ることができない。さらに、表面から
の硬化深さを１００μｍ未満の範囲に限定しているの
で、内部は軸受合金の本来有する柔軟性が維持され、軸
の片当たりが生じた場合でも局所的な面圧上昇を抑制し
て寿命が向上するほか、裏金や中間層との積層界面の密
着性も変化せず、安定して長期間使用に耐えるすべり軸
受となる。さらに、硬化部表面の少なくとも２０°まで
の範囲にディンプル形状の油溜りが形成されていること
から、摺動中の油膜切れが防止され、高水準の耐焼付性
能が維持されることになる。このとき、このディンプル
深さが１μｍ未満では十分な保油特性が得られず、逆に
２０μｍを超えると供給油量が少ない場合などにディン
プルのエッジ部において金属接触を生じやすくなる。
【００１６】そして、本発明に係わるすべり軸受におい
ては、軸受の最大荷重負荷方向に対し円周方向に２０°
から７０°までの領域内については、その表面硬さの増
大代βが０を超え、最大荷重負荷方向に対し円周方向に
２０°未満の領域内における表面硬さの増大代αよりも
低硬度となっており、しかも前記２０°から７０°まで
の領域内の少なくとも一部に前記増大代βが３０Ｈｖ以
下である部分が形成されていることから、優れた異物埋
収性能が得られる。これは、次のような理由によるもの
である。
【００１７】すなわち、表面を強化したすべり軸受にお
いては、先にスパッタリング法に関して述べたように、
強度や耐摩耗性などは向上する反面、特に異物埋収性の
低下が問題となる。これまでの単体評価や実機試験にお
ける供試品の調査によれば、すべり軸受摺動面に混入し
てくる異物は、最大荷重負荷部にはほとんど埋収され
ず、最大荷重負荷方向に対して円周方向に２０°から７
０°までの範囲にその大半が埋収されることが判ってき
ている。これは、摺動中の軸と軸受との相対位置関係に
起因するものと考えられ、言い換えれば、最大荷重負荷
部には高荷重に耐え得る強度や油膜保持性能は要求され
るが、異物埋収性能はさほど必要ではなく、異物がより
多く埋収される部位にのみ異物埋収性を付与すれば軸受
として必要な特性が得られることになる。本発明に係わ
るすべり軸受は、この点に着目し、最大荷重負荷部分は
硬化処理によって積極的に強化すると共に、油溜りとな
る適切なサイズのディンプルを形成することにより油膜
切れを防止する一方、比較的荷重が低く、異物埋収性が
要求される部位には硬化処理による硬さ増大代を低減し
て異物埋収性を維持する構成としたものである。
【００１８】このとき、最大荷重負荷方向に対して円周
方向に２０°から７０°までの領域、すなわち比較的荷
重が低く、異物埋収性が要求される部位における硬さ増
大代βが、最大荷重負荷部における硬さ向上代αよりも
小さい場合であっても、当該領域内の硬さ増大代βが３
０Ｈｖを超える部分ばかりであると、硬さ増大代が大き
過ぎて異物埋収性が不足するという不都合が生じる。
【００１９】本発明に係わるすべり軸受は、上記の構成
としたことにより、十分な馴染み性や異物埋収性が確保
されるものであるが、異物がとくに発生しやすい環境で
の使用など、条件によっては、上記すべり軸受の摺動面
上に、当該軸受合金よりも軟質なコーティング層を２〜
５０μｍの厚さに直接、あるいは必要に応じて中間層を
介して設けることができ、これによって、より一層安定
した初期馴染み性、異物埋収性能が確保されることにな
る。
【００２０】また、本発明に係わるすべり軸受において
は、上記軟質コーティング層がＳｎまたはＳｎ合金、Ｉ
ｎまたはＩｎ合金、固体潤滑剤をふくむ樹脂複合材のい
ずれか、あるいはＳｎまたはＳｎ合金、ＩｎまたはＩｎ
合金のいずれかからなる母相に固体潤滑剤を分散させた
複合めっき層からなるものとすることができ、このよう
な潤滑性に優れた材料でコーティング層を形成すること
によって、摺動時の摩擦損失が一層低減し、耐焼付性に
もより優れた軸受が得られることになる。
【００２１】なお、本発明の請求範囲には含まれないこ
とになるが、このようなコーティング層を設ける場合に
限っては、当然のことながら、表面硬化処理において軸
受合金の異物埋収性を配慮することなく、軸受合金の摺
動面全面に積極的に硬化処理を施して使用することも状
況によっては可能と考えられる。ただし、コーティング
層が摩耗したのちの軸受性能が本発明のすべり軸受に劣
るものとなることが予測される。
【００２２】本発明に係わる上記すべり軸受を製造する
に際しては、軸受合金の表面から距離１２０ｍｍ以内に
位置する口径８ｍｍ以下のノズルを軸受の最大荷重負荷
方向に向けて、粒径２００μｍ以下の非鉄粒子を当該ノ
ズルから２０ｍ／ｓ以上の速度で投射するようになすこ
とができ、これによって、マスキングなどの特別な工程
を必ずしも経ることなく、表面硬化処理とディンプル状
油溜りの形成とが一度の処理で行われ、最大荷重負荷方
向を重点的に強化することができ、本発明に係わるすべ
り軸受の製造が極めて容易なものとなる。
【００２３】このとき、投射粒子径が２００μｍを超え
ると、微細で均一な形状のディンプルを得ることが困難
となる。また、粒径がこの範囲の投射粒子を用いた場
合、投射速度が２０ｍ／ｓ未満では、軸受合金表面に十
分な強化効果を与えることができない。さらに、投射粒
子として非鉄粒子を選択するのは、非鉄軸受合金、特に
Ａｌ系軸受合金に鉄系の粒子を投射し、これが摺動面に
残存した場合には、異物として相手軸材との摺動特性に
害を及ぼす例があることを考慮したものである。
【００２４】また、投射距離を１２０ｍｍ以内、ノズル
径を８ｍｍ以下としたのは、これらの値を超えると、最
大荷重負荷方向に大して円周方向に２０°から７０°ま
での領域に粒子があたる確率が高くなり、２０°未満の
領域内における表面硬さのｐ増大代αと２０°から７０
°までの領域内における硬さ増大代βとが請求項１に規
定する関係を満たすことが困難になるという理由によ
る。
【００２５】そして、このような投射用の非鉄粒子とし
ては、酸化物，炭化物，窒化物，硫化物，Ｓｎ，Ｓｎ合
金，Ｉｎ，Ｉｎ合金のいずれか１種または２種以上から
なる粒子を用いることができ、さらに必要に応じて、軸
受合金に投射した粒子を被投射面に付着または埋設させ
て軸受合金表面の少なくとも一部を形成させることがで
き、これによって、目的に応じて必要な処理後硬さ、デ
ィンプル形状、および耐焼付性、耐摩耗性などの摺動特
性の選択が自由なものとなる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて、さらに具
体的に説明する。
【００２７】（実施例１）Ａｌ系軸受合金を連続鋳造法
により厚さ２０ｍｍの板状材に鋳造し、得られた鋳造ビ
レットの上下面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延によ
って８ｍｍの厚さまで圧下した。この状態で２００〜３
００℃の熱処理を行うことによって歪みを除去した。
【００２８】この後、上記軸受合金と、厚さ１ｍｍの純
Ａｌ板の密着面をそれぞれ清浄にした後、これらをクラ
ッドし、得られたクラッド材を冷間圧延によって１ｍｍ
の厚さにまで圧下した。
【００２９】そして、この積層材を焼鈍した後、裏金と
なる鋼板の上にＡｌ系軸受合金が表面層側となるように
クラッドし、得られたクラッド材を切断後、エンジン用
半割軸受形状に成形し、寸法調整を行った。
【００３０】続いて、表１に示すように、口径８ｍｍの
投射ノズルを用いて、１２０ｍｍの距離から、図１に示
すように軸受合金表面の最大荷重負荷方向Ｌに向けて、
粒径５５μｍのＳｉＯ２粒子を８０ｍ／ｓの速度で投射
することによって表面硬化処理を行った。以上の結果、
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。
【００３１】（実施例２）上記実施例１と同様の方法に
よりエンジン用半割軸受形状に成形し、寸法調整を行っ
た軸受素材に、表１に示すように粒径５５μｍのＳｎ粒
子を軸受合金表面の最大荷重負荷方向Ｌに向けて同様の
条件で投射することによって表面硬化処理を行った。そ
して、投射Ｓｎ粒子による膜を約１μｍの厚さに形成し
た。以上の結果、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。
【００３２】（実施例３）上記実施例１と同様の方法に
より表面硬化処理を行った。続いて、硬化処理後の合金
表面に脱脂、亜鉛置換、拡散防止めっきなどの前処理を
適宜施した上に、Ｓｎめっき層からなるコーティング層
を２０μｍの厚さに付与した。
【００３３】以上の結果、裏金としての鋼板厚さが約
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。
【００３４】（実施例４）上記実施例１と同様の方法に
よりエンジン用半割軸受形状に成形した後、寸法調整を
行った軸受素材に、表１に示すように粒径５５μｍのＺ
ｒＯ２粒子を軸受合金表面の最大荷重負荷方向Ｌに向け
て同様の条件で投射することによって、軸受合金表面に
表面硬化処理を施した。
【００３５】続いて、硬化処理後の合金表面に、上記実
施例３と同様に脱脂、亜鉛置換、拡散防止めっきなどの
前処理を適宜施した上に、ＭｏＳ２を含有するコーティ
ング層を２０μｍの厚さに付与した。以上の結果、裏金
としての鋼板厚さが約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１．５ｍ
ｍのすべり軸受を得た。
【００３６】（実施例５）Ｃｕ系軸受合金を溶解し、鋼
板上に連続的に注湯し、注湯後すぐに鋼板の下面より水
冷により急冷し、鋼板上にデンドライト組織を持つ鋳造
軸受合金を積層した材料を作成した。得られた積層材を
切断後、エンジン用半割軸受形状に成形し、これに寸法
調整を施したのち、表１に示すように粒径５５μｍのＳ
ｉＯ２粒子を用いて、軸受合金表面の最大荷重負荷方向
Ｌに向けて同様の条件で投射することによって、軸受合
金表面に表面硬化処理を施した。
【００３７】続いて、軸受合金表面に、脱脂、拡散防止
めっきなどの前処理を施したのち、Ｓｎめっき層からな
るコーティング層を２０μｍの厚さに付与した。以上の
結果、裏金としての鋼板厚さが約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。
【００３８】（実施例６）上記実施例５と同様の方法に
よりＣｕ系軸受合金の積層材をエンジン用半割軸受形状
に成形し、寸法調整を行ったのち、表１に示すように粒
径５５μｍのＺｒＯ２粒子を軸受合金表面の最大荷重負
荷方向Ｌに向けて同様の条件で投射することによって、
軸受合金表面に表面硬化処理を施した。
【００３９】続いて、上記実施例５と同様のコーティン
グ処理を施すことにより、裏金としての鋼板厚さが約
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。
【００４０】（比較例１）投射粒子として、表１に示す
ように粒径５０μｍのスチール粒子を用いたことを除い
て、上記実施例１と同様の方法により、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。
【００４１】（比較例２）上記実施例１と同様の方法に
より表面硬化処理を行ったのち、硬化処理後の合金表面
に脱脂、亜鉛置換、拡散防止めっきなどの前処理を適宜
施した上に、Ａｌ−２０％Ｓｎ合金によるスパッタリン
グを１０μｍの厚さに施すことによって、裏金としての
鋼板厚さが約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３）上記実施例６と同様の方法に
より表面硬化処理を行ったのち、硬化処理後の合金表面
に脱脂、拡散防止めっきなどの前処理をした後、Ａｌ−
２０％Ｓｎ合金によるスパッタリングを１０μｍの厚さ
に施すことによって、裏金としての鋼板厚さが約１．２
ｍｍ、表面層を含めた軸受合金層の層厚さが約０．３ｍ
ｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。
【００４３】（比較例４）表面硬化処理における投射ノ
ズル距離を２５０ｍｍとし、投射粒子として粒径５５μ
ｍのＺｒＯ２粒子を用いたことを除いて、上記実施例１
と同様の方法により、軸受合金層の層厚さが約０．３ｍ
ｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。
【００４４】（比較例５）表面硬化処理における投射ノ
ズルの口径を３０ｍｍとし、投射距離を１５０ｍｍとし
たことを除いて、上記実施例１と同様の方法により、軸
受合金層の層厚さが約０．３ｍｍで合計厚さが約１．５
ｍｍのすべり軸受を得た。
【００４５】（比較例６）表面硬化処理における投射ノ
ズル距離を１００ｍｍとし、投射粒子として粒径９０μ
ｍのＺｒＯ２粒子を１００ｍ／ｓの速度で投射したこと
以外は、上記実施例１と同様の方法により、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７）表面硬化処理における投射ノ
ズル距離を２００ｍｍとし、投射粒子として粒径５５μ
ｍのＺｒＯ２粒子を２０ｍ／ｓの速度で投射したこと以
外は、上記実施例１と同様の方法により、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。
【００４７】（比較例８）上記実施例５と同様の方法に
よりＣｕ系軸受合金の積層材をエンジン用半割軸受形状
に成形したのち、寸法調整を行った軸受素材に表面硬化
処理を施すことなく、当該軸受合金表面に、脱脂、拡散
防止めっきなどの前処理を施したのち、Ｓｎめっき層か
らなるコーティング層を２０μｍの厚さに付与し、これ
によって、裏金としての鋼板厚さが約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。
【００４８】
【表１】
【００４９】［耐焼付性試験］上記実施例１〜６、およ
び比較例１〜８により得られた各すべり軸受を用いて、
表２に示す条件の耐焼付性試験を実施し、各すべり軸受
の耐焼付性を比較調査した。その結果を表３に示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】表３に示した結果から明らかなように、本
発明の実施例１〜６のすべり軸受は、いずれも優れた耐
焼付性を備えていることが判明した。
【００５３】また、投射粒子の材質が本発明から外れる
比較例１のすべり軸受は、本発明実施例のすべり軸受よ
りも耐焼付け性が劣っている。また、表面全体に硬質な
史ぱったりング皮膜を施した比較例２および比較例３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
較し耐焼付け性が劣っていることがわかる。
【００５４】そして、軸受の最大荷重負荷方向に対し円
周方向に２０°から７０°の領域内に硬さの増加代βが
３０Ｈｖ以下の部分が存在しない比較例４、および２０
°から７０°の領域内における硬さ増大代βと２０°未
満の領域内における硬さ増大代αとが等しい比較例５に
おいては、馴染み性や異物埋収性の低下に伴い、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
ことが確認された。
【００５５】さらに、ディンプル状油溜りの深さが３３
μｍと深い比較例６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耐焼付性が劣っていることが
判明した。
【００５６】［耐疲労試験］上記実施例１〜９、および
比較例１〜５により得られた各すべり軸受を、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。
【００５７】
【表４】
【００５８】
【表５】
【００５９】表５に示した結果から明らかなように、本
発明の実施例１〜６のすべり軸受は、いずれも優れた耐
疲労性能を有していることが確認された。
【００６０】これに対し、投射粒子の材質が本発明から
外れる比較例１のすべり軸受は、実施例のすべり軸受よ
りも耐疲労性が劣っている。これは、軸受表面に埋設さ
れたスチール粒子が相手軸と同系材料であることなどに
よる耐焼付性の低下と相俟って摺動性に悪影響を与えた
ものと考えられる。また、上記比較例４および比較例５
に係わるすべり軸受においては、馴染み性や異物埋収性
の低下に伴い、本発明実施例のすべり軸受と比較して耐
疲労性が低下している。
【００６１】さらに、ディンプル深さが深い比較例６の
すべり軸受においては、ディンプル端部における油膜切
れ頻度増大の影響により耐疲労性が低下しており、表面
強化処理が不十分な比較例７、表面硬化処理を施してい
ない比較例８においても、本発明実施例のすべり軸受と
比較し耐疲労性が劣る結果となっていることが判明し
た。
【００６２】これら２種の試験結果により、本発明によ
るすべり軸受が従来にない高い水準で耐焼付性、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
各種軸受合金では不可能であった性能を有していること
が確認された。
【００６３】
【発明の効果】本発明に係わるすべり軸受においては、
上記構成、すなわちＡｌ系またはＣｕ系合金からなる軸
受合金が裏金上に積層され、軸受の最大荷重負荷方向に
対して円周方向に少なくとも７０°までの範囲が表面硬
化処理によって軸受合金の表面および表面近傍部が内部
よりも硬化しており、円周方向に少なくとも２０°まで
の範囲の硬化部表面に所定深さのディンプル状油溜りが
形成されていると共に、軸受の最大荷重負荷部分、すな
わち最大荷重負荷方向に対し円周方向に２０°未満の領
域内の任意の点における表面硬さの増大代αがビッカー
ス硬さで１０Ｈｖ以上であり、軸受の最大荷重負荷方向
に対し円周方向に２０°から７０°までの領域内の任意
の点における表面硬さの増大代をβとするとき、０＜β
＜αであると共に、上記２０°から７０°までの領域内
の少なくとも一部に表面硬さ増大代βが３０Ｈｖ以下の
部分が形成されていることから、環境負荷にも配慮した
上で、従来にない高い水準で強度や耐摩耗性、耐焼付
性、異物埋収性など、要求される摺動性能を満足するす
べり軸受を低コストで得ることができるという極めて優
れた効果がもたらされる。
【００６４】本発明に係わるすべり軸受の好適形態にお
いては、軸受合金よりも軟質なコーティング層が２〜５
０μｍの厚さに摺動面上に直接あるいは中間層を介して
設けてあるので、より一層安定した初期馴染み性および
異物埋収性能を確保することができ、本発明の他の好適
形態に係わるすべり軸受においては、軟質コーティング
層がＳｎまたはＳｎ合金、ＩｎまたはＩｎ合金、固体潤
滑剤をふくむ樹脂複合材のいずれか、あるいはＳｎまた
はＳｎ合金、ＩｎまたはＩｎ合金のいずれかからなる母
相に固体潤滑剤を分散させた複合めっき層からなるもの
であるから、摺動時の摩擦損失を一層低減させることが
でき、耐焼付性をより改善することができる。
【００６５】本発明に係わるすべり軸受の製造方法にお
いては、軸受合金の表面から距離１２０ｍｍ以内に位置
する口径８ｍｍ以下のノズルによって、粒径２００μｍ
以下の非鉄粒子、例えば酸化物，炭化物，窒化物，硫化
物，Ｓｎ，Ｓｎ合金，Ｉｎ，Ｉｎ合金のいずれか１種ま
たは２種以上からなる非鉄粒子を軸受の最大荷重負荷方
向に向けて２０ｍ／ｓ以上の速度で投射するようにして
いるので、表面硬化処理とディンプル状油溜りの形成と
を一度の処理で行うことができ、本発明に係わるすべり
軸受を極めて容易、かつ低コストに得ることができる。
さらに、本発明に係わるすべり軸受の製造方法の好適形
態においては、軸受合金に投射した粒子を被投射面に付
着もしくは埋設させ、軸受合金表面の少なくとも一部を
形成するようにしているので、処理後硬さ、ディンプル
形状、および耐焼付性、耐摩耗性などの摺動特性を目的
に応じて自由に選択することができるという極めて優れ
た効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ） 本発明の実施例に係わるすべり軸受に
おける表面硬化処理範囲を示す平面図（ｂ）である。 （ｂ） 図１（ａ）に示したすべり軸受の正面図であ
る。
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） Ｆ１６Ｃ 33/10 Ｆ１６Ｃ 33/10 Ｚ 33/14 33/14 Ｚ (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 AA07 AA20 BA02 BA13 CA05 DA01 DA02 JA01 JA02 KA02 MA03 QA03 QA05 SB01 SB03 SB04 SB05 SD02 SD03 SD04 SE01 3J033 AA05 AC01 GA07 4K044 AA06 AB03 BA10 BB01 BB11 BC01 CA07 CA13 CA15

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ａｌ系合金またはＣｕ系合金からなる軸
    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
    てなる円弧形状あるいは円筒形状のすべり軸受であっ
    て、軸受の最大荷重負荷方向に対し円周方向に少なくと
    も７０°までの範囲の軸受合金表面およびその内部方向
    深さ１００μｍ未満の部位が非鉄粒子を投射する表面硬
    化処理によって軸受合金の内部方向深さ１００μｍ以上
    の部位よりも硬化していると共に、少なくとも２０°ま
    での範囲の硬化部表面に深さ１〜２０μｍのディンプル
    状油溜りが形成されており、軸受の最大荷重負荷方向に
    対し円周方向に少なくとも２０°未満の領域内の任意の
    点における表面ビッカース硬さ増大代αと、円周方向に
    ２０°から７０°までの領域内の任意の点における表面
    ビッカース硬さ増大代βの間に、α≧１０Ｈｖ，０＜β
    ＜αの関係があり、かつ２０°から７０°までの前記領
    域内の少なくとも一部にβ≦３０Ｈｖなる部分が存在す
    ることを特徴とするすべり軸受。
  2. 【請求項２】 摺動面上に、軸受合金よりも軟質なコー
    ティング層が２〜５０μｍの厚さに直接あるいは中間層
    を介して形成されていることを特徴とする請求項１記載
    のすべり軸受。
  3. 【請求項３】 軟質コーティング層がＳｎまたはＳｎ合
    金、ＩｎまたはＩｎ合金、固体潤滑剤を含む樹脂複合材
    のいずれかからなることを特徴とする請求項２記載のす
    べり軸受。
  4. 【請求項４】 軟質コーティング層がＳｎまたはＳｎ合
    金、ＩｎまたはＩｎ合金のいずれかからなる母相に固体
    潤滑剤を分散させた複合めっき層であることを特徴とす
    る請求項２記載のすべり軸受。
  5. 【請求項５】 表面硬化処理に際して、軸受合金の表面
    から距離１２０ｍｍ以内に位置する口径８ｍｍ以下のノ
    ズルによって、粒径２００μｍ以下の非鉄粒子を軸受の
    最大荷重負荷方向に向けて２０ｍ／ｓ以上の速度で投射
    し、同時にディンプル状油溜りを形成することを特徴と
    する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のすべり
    軸受の製造方法。
  6. 【請求項６】 非鉄粒子が酸化物，炭化物，窒化物，硫
    化物，Ｓｎ，Ｓｎ合金，Ｉｎ，Ｉｎ合金のいずれか１種
    または２種以上からなるものであることを特徴とする請
    求項５記載のすべり軸受の製造方法。
  7. 【請求項７】 軸受合金に投射した粒子を被投射面に付
    着もしくは埋設させて軸受合金表面の少なくとも一部を
    形成することを特徴とする請求項５または請求項６記載
    のすべり軸受の製造方法。
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