JP2004316804A

JP2004316804A - すべり軸受装置

Info

Publication number: JP2004316804A
Application number: JP2003112804A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Nakahara; 大輔中原; Atsushi Okado; 篤岡戸
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】面倒な機械加工を行うことなく、また、負荷能力を低下させることなく、軸とすべり軸受との間での強当たりによる損傷の発生を防止する。
【解決手段】すべり軸受１の背面（半割軸受２の背面２ｂ）とハウジング３の内面３ａとの間に、熱可塑性エラストマーからなるエラストマー層１０を設ける。エラストマー層１０は、ビカット軟化温度が１００〜１８０℃で、かつ熱変形温度（０．４５ＭＰａ）が６０〜１４０℃の温度特性を有し、厚さは５〜２０μｍとする。軸４とすべり軸受１の内面との間で強当たりが発生した場合、そのとき発生する熱によりエラストマー層１０が軟化し、すべり軸受１のハウジング３側への弾性変形が許容されるようになる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングに取り付けられたすべり軸受の内面で軸を回転自在に支持する構成のすべり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のすべり軸受装置においては、軸やハウジング、すべり軸受の製作誤差や変形などにより、すべり軸受の内面における特に軸線方向端部と軸とが部分的に強く当たる強当たりが発生することがある。このような強当たりが発生すると、その部分から疲労や焼付きによる損傷に至ることがある。
【０００３】
このような強当たりに対処するために、例えば次のようなことが行われている。
（１）すべり軸受の背面における軸線方向両端部に切削部を形成し、すべり軸受の背面における軸線方向両端部とハウジングの内面との間に隙間を形成する構成とする。これにより、上記強当たりが発生した場合に、すべり軸受の軸線方向端部が隙間側へ逃げるように弾性変形することで、その強当たりによる損傷の発生を防止するようにする。
（２）すべり軸受の内面における軸線方向両端部に、軸から逃げるように切削部を形成しておき、予め強当たりを発生し難くした構成とする。
【０００４】
（３）ハウジングの軸線方向の幅を、すべり軸受の幅よりも小さく設定し、すべり軸受の軸線方向両端部がハウジングから軸線方向両側へ突出した構成とする。これにより、上記強当たりが発生した場合に、（１）と同様に、すべり軸受の軸線方向端部がハウジング側（外側）へ逃げるように弾性変形することで、その強当たりによる損傷を防止するようにする。
【０００５】
一方、課題は違うが、すべり軸受の背面とハウジングの内面との間に、ポリアミドイミド樹脂をベースとした被覆層を設ける構成としたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。このものは、すべり軸受の背面とハウジングの内面との間に発生するフレッチングによる損傷を防止するためのものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２３６１２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来構成のものでは、次のような欠点がある。
上記（１）、（２）の場合には、すべり軸受を機械加工（切削加工）する必要があり、その加工が面倒である。また、（１）、（２）の場合はすべり軸受の軸線方向両端部を切削加工し、（３）の場合は、すべり軸受の軸線方向両端部はハウジングの支持がないため、いずれの場合も、強当たりが発生しない通常の状態でも軸の荷重を受ける部分が部分的になり、すべり軸受としては負荷能力が低下し、軸とすべり軸受との間で焼付きが発生しやすくなるという問題がある。
【０００８】
一方、上記特許文献１の場合には、すべり軸受の背面とハウジングの内面との間にポリアミドイミド樹脂をベースとした被覆層を設ける構成としているが、強当たりが発生した場合にそれを解消することができず、やはり軸とすべり軸受との間で焼付きが発生しやすくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、面倒な機械加工を行うことなく、また、負荷能力を低下させることなく、軸とすべり軸受との間での強当たりによる損傷の発生を防止できるすべり軸受装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明のすべり軸受装置は、ハウジングに取り付けられたすべり軸受の内面で軸を回転自在に支持する構成のすべり軸受装置において、前記すべり軸受の背面と前記ハウジングの内面との間に、ビカット軟化温度が１００〜１８０℃で、かつ熱変形温度（測定応力が０．４５ＭＰａのとき）が６０〜１４０℃の特性を有する熱可塑性エラストマーからなるエラストマー層を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記した手段によれば、軸とすべり軸受の内面との間で強当たりが発生した場合、そのとき発生する熱により、すべり軸受の背面とハウジングの内面との間に設けられたエラストマー層が軟化し、すべり軸受のハウジング側への弾性変形が許容されるようになる。これにより、強当たりによる損傷の発生を防止できる。
【００１２】
また、上記した構成においては、すべり軸受の背面とハウジングの内面との間にエラストマー層を設ける構成であるから、すべり軸受を機械加工する場合に比べて加工が容易である。さらに、強当たりが発生しない通常の状態では、すべり軸受は弾性変形せず、軸の荷重を広い範囲で受けることができ、負荷能力が低下することもない。
エラストマー層を構成する熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリエステル系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００１３】
この場合、上記エラストマー層の厚さは、５〜２０μｍとすることが好ましい。エラストマー層の厚さが５μｍ以上では、エラストマー層の軟化によって、すべり軸受のハウジング側への十分な弾性変形が生じ、強当たりを解消する効果が大きくなる。また、エラストマー層の厚さが２０μｍ以下では、すべり軸受からハウジングへの熱伝達性の向上によって、摺動面温度の上昇を抑える効果が大きくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１には、すべり軸受の要部の断面図が示されている。この図１において、すべり軸受１は、半円筒状の半割軸受２を２個突き合わせて円筒状に構成され、ハウジング３の内側に取り付けられていて、その内面（半割軸受２の内面２ａ）で軸４を回転自在に支持する構成となっている。上記半割軸受２は、鋼板製の裏金上にＣｕ系或いはＡｌ系の軸受合金層を設けて構成されている。図２は、１個の半割軸受２の内面２ａを上から見た平面図である。一般に、このような半割軸受２においては、その内面２ａにおける軸線方向の両端部５（図２の斜線で示した部分）において、軸４との間で強当たりが発生し易いという事情がある。
【００１５】
そこで、本発明においては、すべり軸受１の背面（半割軸受２の背面２ｂ）に、熱可塑性エラストマーからなるエラストマー層１０を設けている。この場合、エラストマー層１０は、シートとして半割軸受２の背面２ｂに貼り付けることによって設けられている。従って、エラストマー層１０は、すべり軸受１における各半割軸受２の背面２ｂとハウジング３の内面３ａとの間に設けられている。
【００１６】
本実施例では、上記エラストマー層１０としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマーであるハイトレル（商品名）を用いた。そして、このエラストマー層１０を用いて焼付試験を行った。表１には、実施例１〜４および比較例２〜５の各エラストマー層１０の材質と、厚さと、温度特性として、測定応力が０．４５ＭＰａとした場合における熱変形温度と、ビカット軟化温度と、焼付試験を行った結果とが示されている。この場合、上記熱変形温度は、ＡＳＴＭ規格Ｄ６４８に従った試験でのデータである。
【００１７】
なお、比較例１は、エラストマー層を用いない例である。焼付試験の試験条件は、表２に示している。焼付試験は、５ＭＰａずつ面圧を増加していき、焼付かない最大の面圧を焼付かない最大面圧として測定した。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【表２】

【００２０】
ここで、試験結果について検討してみる。まず、エラストマー層を設けない比較例１は、焼付かない最大面圧が９０ＭＰａとなっている。これに対して、実施例１，２では、焼付かない最大面圧は１１０ＭＰａ以上となっていて、非焼付性が良くなっていることがわかる。このことは、強当たりによる損傷の発生に対する防止能が高いことを示している。これは、軸４とすべり軸受１の内面との間で強当たりが発生した場合、そのとき発生する熱によりエラストマー層１０が軟化し、すべり軸受１のハウジング３側への弾性変形が許容されるようになるためであると考えられる。
【００２１】
次に、エラストマー層１０の厚さが１０μｍの実施例１，２と比較例２〜５とを比較してみる。比較例２〜５は、エラストマー層１０を設けているにもかかわらず、焼付かない最大面圧が、エラストマー層を設けない場合と同等またはそれよりも低くなっている。これは、エラストマー層の温度特性が関係していると思われる。比較例２は、ビカット軟化温度、熱変形温度とも低いために、低面圧下で発生した摩擦熱により、エラストマー層１０を構成する熱可塑性エラストマーが軟化する。そして、面圧が上昇すると、熱可塑性エラストマーが溶融して、背面２ｂからの熱可塑性エラストマーの流出によりエラストマー層１０の厚さが必要以上に変化してしまう。その厚いところで強当たりが発生し、焼付かない最大面圧が低くなる。そのため、非焼付性が低下すると考えられる。
【００２２】
また、比較例３〜５は、ビカット軟化温度および熱変形温度のうち特にビカット軟化温度が高すぎるため、弾性変形し難い。このような場合、強当たりの解消が行われないので、焼付かない最大面圧が低くなる。そのため、非焼付性が低下すると考えられる。本発明者らが検討した結果、エラストマー層１０としては、ビカット軟化温度が１００〜１８０℃で、かつ熱変形温度（測定応力が０．４５ＭＰａのとき）が６０〜１４０℃の温度特性を有するものが好ましいことがわかった。
【００２３】
実施例３，４は、エラストマー層１０の材質は実施例２と同じものであるが、実施例２とは厚さが異なっている。すなわち、実施例３は、厚さが３μｍと薄く、この場合には、非焼付性が１００ＭＰａとなっている。また、実施例４は、厚さが３０μｍと厚く、この場合には非焼付性が１００ＭＰａとなっている。これらの結果から、エラストマー層１０の厚さとしては、３〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがさらに好ましいことがわかった。
【００２４】
本発明は、上記した実施の形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
エラストマー層１０は、ハウジング３の内面側に設けるようにしても良い。また、そのエラストマー層１０は、シートを貼り付けることに代えて、塗布によって設けるようにしても良い。
エラストマー層１０としては、熱可塑性エラストマーで、上記の温度特性（ビカット軟化温度が１００〜１８０℃で、かつ熱変形温度が６０〜１４０℃）を有するものであれば、ハイトレル以外のものであっても良い。
すべり軸受１としては、１個で円筒状をなすブッシュでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す要部の断面図
【図２】半割軸受の内面側を見た平面図
【符号の説明】
１はすべり軸受、２は半割軸受、２ａは内面、２ｂは背面、３はハウジング、３ａは内面、４は軸、１０はエラストマー層を示す。

Claims

ハウジングに取り付けられたすべり軸受の内面で軸を回転自在に支持する構成のすべり軸受装置において、
前記すべり軸受の背面と前記ハウジングの内面との間に、ビカット軟化温度が１００〜１８０℃で、かつ熱変形温度（測定応力が０．４５ＭＰａのとき）が６０〜１４０℃の特性を有する熱可塑性エラストマーからなるエラストマー層を設けたことを特徴とするすべり軸受装置。
前記エラストマー層の厚さが５〜２０μｍであることを特徴とする請求項１記載のすべり軸受装置。