JP2004330455A

JP2004330455A - トグルリンク軸受

Info

Publication number: JP2004330455A
Application number: JP2003125749A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakai; 毅中井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】トグル部の非常に過酷な使用条件においても、耐摩耗性に優れ、焼き付きにくく、長期間作動することができるトグルリンク軸受を提供する。
【解決手段】トグル式射出成形機に用いられ、トグルブッシュ２と、該トグルブッシュ２の相手材であるリンクピン３とを備えたトグルリンク軸受であって、前記トグルブッシュ２が、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一つを含有する超硬合金又はサーメットで構成され、且つＣｏおよびＮｉの含有量が６重量％以上３０重量％以下とされている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トグル式射出成形機のトグルリンク軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、トグルリンク軸受のトグルブッシュの使用条件は、面圧６８．６〜９８ＭＰａ、速度は１．７〜３．１ｍ／ｍｉｍであり、相手材のリンクピンは焼入鋼にクロムメッキ等が施された硬い材料で、しかも部分的な往復摺動であり非常に過酷な使用条件である。
【０００３】
ところで、従来のトグルリンク軸受として、トグルブッシュに軸受鋼を使用し、ブッシュ材の硬さを相手材であるリンクピンの表面硬さより高くしたものが開示されている（例えば特許文献１参照）。また、周知のように、一般に、比較的軟質な銅合金あるいは銅合金に黒鉛等の固体潤滑材が埋め込まれた複合材などがブッシュ材として使用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５８５０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の技術では、トグルブッシュが軸受鋼で構成されているため、このようなブッシュ材では耐摩耗性が不足し、しかも、使用条件が過酷なため耐久性が十分ではなく、相手材であるリンクピンとの相性が悪いことと、相手材の方の硬さが高いことなどから、カジリを生じる場合がある。また、銅合金あるいは銅合金に黒鉛を埋め込んだ複合材についても硬さが低く、耐摩耗性が十分ではない。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、トグル部の非常に過酷な使用条件においても、耐摩耗性に優れ、焼き付きにくく、長期間作動することができるトグルリンク軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、トグル式射出成形機に用いられ、トグルブッシュと、該トグルブッシュの相手材であるリンクピンとを備えたトグルリンク軸受であって、
前記トグルブッシュが、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一つを含有する超硬合金又はサーメットで構成され、且つＣｏおよびＮｉの含有量が６重量％以上３０重量％以下であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記超硬合金又は前記サーメットの合金中に遊離炭素を析出させ、且つ前記超硬合金の合金炭素量が６．２重量％以上１０．０重量％以下とされ、前記サーメットの合金炭素量が１０．０重量％以上２０重量％以下とされたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記超硬合金はＷＣ−Ｃｏ系超硬合金で、Ｃｏ含有量が６重量％以上２５重量％以下とされ、前記サーメットはＴｉＣＮ−Ｎｉ系サーメットで、Ｎｉ含有量が１０重量％以上３０重量％以下とされたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。
本発明の実施の形態の一例であるトグルリンク軸受は、図１に示すように、ハウジング１に内嵌されたトグルブッシュ２と、該トグルブッシュ２に回転可能に支持された相手材としてのリンクピン３とを備えており、トグルブッシュ２が、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一つを含有する超硬合金又はサーメットで構成され、且つＣｏおよびＮｉの含有量が６重量％以上３０重量％以下とされている。
【０００９】
このように、トグルブッシュ２を超硬合金又はサーメットで構成し、且つＣｏおよびＮｉの含有量を６重量％以上３０重量％以下とすることで、耐摩耗性を有すブッシュ材を提供することができる。
Ｃｏ及びＮｉの含有量が６重量％未満の場合には、焼結性が悪く、ポアが著しく多くなるため、強度が極端に低下し、クラックが導入、伝播し易くなり、短時間で寿命になったり、比較的軽荷重でも割れが生じてしまう場合がある。
【００１０】
一方、Ｃｏ及びＮｉの含有量が３０重量％を超える場合には、硬さ、即ち、耐摩耗性が著しく低下するため、アブレッシブ摩耗あるいは凝着摩耗が急激に増加し、短時間で寿命になる場合がある。
特に、ＴｉＣＮ−Ｎｉ系のサーメットの場合は、Ｎｉ含有量が１０重量％以上３０重量％以下、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の場合は、Ｃｏ含有量が６重量％以上２５重量％以下で、上記の作用により長寿命となる。
【００１１】
また、前記超硬合金および前記サーメットの合金中に遊離炭素が析出すると、潤滑効果が生まれて揺動性がさらに向上する。遊離炭素が析出する超硬合金の合金炭素量（ＷＣ中換算値）は、６．２重量％以上１０．０重量％以下の範囲とする。合金炭素量が６．２重量％未満だと遊離炭素が析出しないため潤滑効果がない。一方、合金炭素量が１０重量％を超える場合、遊離炭素が偏析することにより欠陥となり、強度が低下する。
【００１２】
サーメットの合金炭素量については、１０．０重量％以上２０重量％以下の範囲とする。合金炭素量がｌ０．０重量％未満だと遊離炭素が析出しないため潤滑効果がない。一方、合金炭素量が２０重量％を超える場合、遊離炭素が偏析し、強度が低下する。
前記超硬合金及び前記サーメットは、周期律表で第ＩＶａ族、第Ｖａ族、第ＶＩａ族に属する９種類の金属、即ちＷ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉの炭化物を対象とし、これらの炭化物粉末をＣｏ，Ｎｉ等の鉄族金属で焼結結合した合金である。サーメットは、このうち、主にＴｉＣ、ＴｉＮ、或いはＴｉＣＮをＮｉで結合した焼結合金である。
【００１３】
超硬合金を合金系で分類すると、ＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｃｒ_３Ｃ_２−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＺｒＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ―ＺｒＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴａＣ−ＶＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｒ_３Ｃ_２−Ｃｏ系等がある。
【００１４】
また、耐食性を向上させたものには、ＷＣ−Ｎｉ系、ＷＣ−Ｃｏ−Ｎｉ系、ＷＣ−Ｃｒ_３Ｃ_２−Ｍｏ_２Ｃ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ系、ＷＣ−ＴｉＣＮ系、Ｃｒ_３Ｃ_２−Ｎｉ系等がある。
サーメットは、ＴｉＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｃｏ系、ＴｉＣ−Ｍｏ_２Ｃ−Ｎｉ系、ＴｉＣＮ−Ｍｏ_２Ｃ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ_２Ｃ−ＴａＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣＮ−ＷＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｍｏ系、ＴｉＣＮ−Ｍｏ系、ＴｉＣＮ―Ｍｏ_２Ｃ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系等がある。
【００１５】
【実施例】
Ｃｏ（粒度０．５〜２．０μｍ）およびＷＣ（粒度１〜５μｍ）の原料粉末と黒鉛粉末（粒度０．５μｍ）を所定量混合し、金型プレスで成形し、次に、この成形体を脱脂してから、真空炉内で焼結（１３５０〜１５５０°Ｃ程度の温度）し、研削、研磨して供試体を作製した。
トグルブッシュ材の耐久性を評価するために、図１と同一構造の円筒形状のトグルブッシュ（外径φ４０ｍｍ，内径φ３０ｍｍ，軸方向長さ５０ｍｍ）を表１の材料を用いて複数個（実施例１〜４、比較例１〜８）作製した。
【００１６】
【表１】

【００１７】
耐久性の試験には電動成形機７５ｔ成形機を用いて、図１のように、トグル部に供試体のトグルブッシュを組み込み、耐摩耗性を評価した。試験条件は面圧９８ＭＰａ，速度３ｍ／ｍｉｍであり、１万ショツト後のトグルブッシュ材の摩耗量を測定した。これらの結果を表１にまとめて示す。なお、各実施例および各比較例におけるトグルブッシュ材の耐摩耗性は、比較例７の耐摩耗性（試験後の摩耗量）を１とした相対値で示す。
【００１８】
表１より、超硬合金又はサーメットで構成され、且つＣｏおよびＮｉの含有量が６重量％以上３０重量％以下とされ、更に、超硬合金の合金炭素量（ＷＣ中換算値）が６．２重量％以上１０．０重量％以下、サーメットの合金炭素量が１０．０重量％以上２０重量％以下とされた実施例１〜４は比較例１〜８に比べて優れた耐摩耗性を示すことが判る。
【００１９】
図２に、ＷＣ−Ｃｏ系でＣｏの含有量を変化させた超硬合金でトグルブッシュ材を形成したときの、Ｃｏの含有量と摩耗量との関係を示す。試験条件は表１の条件と同じであり、比較例７の耐摩耗性を１とした相対値で示す。
図３に、ＴｉＣＮ−Ｎｉ系でＮｉの含有量を変化させたサーメットでトグルブッシュ材を形成したときの、Ｎｉの含有量と摩耗量との関係を示す。試験条件は表１の条件と同じであり、比較例７の耐摩耗性を１とした相対値で示す。
【００２０】
図２及び図３より、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の場合は、Ｃｏ含有量が６重量％以上２５重量％以下、ＴｉＣＮ−Ｎｉ系のサーメットの場合は、Ｎｉ含有量が１０重量％以上３０重量％以下でであれば耐摩耗性が優れることが判る。
図４に、ＷＣ−２０重量％Ｃｏの合金炭素量を変化させた超硬合金でトグルブッシュ材を形成したときの、合金炭素量と摩耗量との関係を示す。試験条件は表１の条件と同じであり、比較例７の耐摩耗性を１とした相対値で示す。
【００２１】
図５に、ＴｉＣＮ−２０重量％Ｎｉの合金炭素量を変化させたサーメットでトグルブッシュ材を形成したときの、合金炭素量と摩耗量との関係を示す。試験条件は表１の条件と同じであり、比較例７の耐摩耗性を１とした相対値で示す。
図４及び図５より、遊離炭素の析出してない領域でも比較例に比べ優れた耐摩耗性を示すが、超硬合金の合金炭素量（ＷＣ中換算値）が６．２重量％以上１０．０重量％以下、サーメットの合金炭素量が１０．０重量％以上２０重量％以下であれば遊離炭素の析出により、さらに耐摩耗性が向上するのが判る。
【００２２】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、トグル部の非常に過酷な使用条件においても、耐摩耗性に優れ、焼き付きにくく、長期間作動することができるトグルリンク軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるトグルリンク軸受を説明するための概略断面図である。
【図２】ＷＣ−Ｃｏ系でＣｏの含有量を変化させた超硬合金でトグルブッシュ材を形成したときの、Ｃｏの含有量と摩耗量との関係を示すグラフ図である。
【図３】ＴｉＣＮ−Ｎｉ系でＮｉの含有量を変化させたサーメットでトグルブッシュ材を形成したときの、Ｎｉの含有量と摩耗量との関係を示すグラフ図である。
【図４】ＷＣ−２０重量％Ｃｏの合金炭素量を変化させた超硬合金でトグルブッシュ材を形成したときの、合金炭素量と摩耗量との関係を示すグラフ図である。
【図５】ＴｉＣＮ−２０重量％Ｎｉの合金炭素量を変化させたサーメットでトグルブッシュ材を形成したときの、合金炭素量と摩耗量との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
２…トグルブッシュ
３…リンクピン

Claims

トグル式射出成形機に用いられ、トグルブッシュと、該トグルブッシュの相手材であるリンクピンとを備えたトグルリンク軸受であって、
前記トグルブッシュが、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一つを含有する超硬合金又はサーメットで構成され、且つＣｏおよびＮｉの含有量が６重量％以上３０重量％以下であることを特徴とするトグルリンク軸受。
前記超硬合金又は前記サーメットの合金中に遊離炭素を析出させ、且つ前記超硬合金の合金炭素量が６．２重量％以上１０．０重量％以下とされ、前記サーメットの合金炭素量が１０．０重量％以上２０重量％以下とされたことを特徴とする請求項１記載のトグルリンク軸受。
前記超硬合金はＷＣ−Ｃｏ系超硬合金で、Ｃｏ含有量が６重量％以上２５重量％以下とされ、前記サーメットはＴｉＣＮ−Ｎｉ系サーメットで、Ｎｉ含有量が１０重量％以上３０重量％以下とされたことを特徴とする請求項１又は２記載のトグルリンク軸受。