JP2500493B2 - アルミニウム系すべり軸受 - Google Patents
アルミニウム系すべり軸受Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム系すべり軸
受に関し、より詳しくは内燃機関のすべり軸受に用いて
好適なアルミニウム系すべり軸受に関する。
受に関し、より詳しくは内燃機関のすべり軸受に用いて
好適なアルミニウム系すべり軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アルミニウム系すべり軸受として
は既に種々のものが知られている。一般にアルミニウム
系すべり軸受は、裏金の表面にAl−Sn系軸受合金層
を形成したものからなるが、その他、裏金の表面に形成
したAl−Sn系軸受合金層上にオーバレイ層を形成し
たもの、裏金の表面に純Al層を介してAl−Sn系軸
受合金層を形成したもの等が知られている。
は既に種々のものが知られている。一般にアルミニウム
系すべり軸受は、裏金の表面にAl−Sn系軸受合金層
を形成したものからなるが、その他、裏金の表面に形成
したAl−Sn系軸受合金層上にオーバレイ層を形成し
たもの、裏金の表面に純Al層を介してAl−Sn系軸
受合金層を形成したもの等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の自動
車用エンジンにおいては高出力化や高回転化が図られ、
また高燃費化に伴なって高温度で低粘度オイルが使用さ
れることから、軸受にとってはより厳しい条件となって
きており、一層の性能向上が望まれている。本発明はそ
のような事情に鑑み、アルミニウム系すべり軸受の構造
および成分についての種々の研究を行なった結果、優れ
た性能が得られるアルミニウム系すべり軸受を見出した
ものである。
車用エンジンにおいては高出力化や高回転化が図られ、
また高燃費化に伴なって高温度で低粘度オイルが使用さ
れることから、軸受にとってはより厳しい条件となって
きており、一層の性能向上が望まれている。本発明はそ
のような事情に鑑み、アルミニウム系すべり軸受の構造
および成分についての種々の研究を行なった結果、優れ
た性能が得られるアルミニウム系すべり軸受を見出した
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明のアルミ
ニウム系すべり軸受は、裏金の表面に、Al層、および
Al−Sn系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の
裏面にコーティング層を形成したすべり軸受であって、
上記Al層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及
び/又はMgと残部Alとからなる材料で形成するとと
もに、上記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%
のSnと、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Z
r、V、Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、残部A
lとからなる材料で形成し、さらに上記コーティング層
の硬さをHv15〜80としたものである。また本発明
は上記Al−Sn系軸受合金層に、必要に応じて2.5
wt%以下のCu及び/又はMgを添加し、さらにこれ
に必要に応じて5wt%以下のPbと10wt%以下の
Siとの一方又は双方を添加したものである。
ニウム系すべり軸受は、裏金の表面に、Al層、および
Al−Sn系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の
裏面にコーティング層を形成したすべり軸受であって、
上記Al層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及
び/又はMgと残部Alとからなる材料で形成するとと
もに、上記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%
のSnと、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Z
r、V、Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、残部A
lとからなる材料で形成し、さらに上記コーティング層
の硬さをHv15〜80としたものである。また本発明
は上記Al−Sn系軸受合金層に、必要に応じて2.5
wt%以下のCu及び/又はMgを添加し、さらにこれ
に必要に応じて5wt%以下のPbと10wt%以下の
Siとの一方又は双方を添加したものである。
【0005】
【作用】本発明の基本的な構造および成分を有するアル
ミニウム系すべり軸受は、従来のアルミニウム系すべり
軸受に比較して、良好な耐疲労性が得られるようにな
る。特に、上記裏金の裏面に形成したコーティング層
は、裏金とこれを支持するハウジングとの間で生ずるフ
レッチング摩耗およびその結果による摩耗粉の堆積、或
いは潤滑油の炭化によるスラッジの堆積等を埋収する。
したがってこのコーティング層は、上記堆積物が成長す
ると部分的に盛り上りを生じて軸受面内で強い片当り状
態となり、その部分で集中荷重が発生して早期に疲労破
壊することを防止する効果がある。
ミニウム系すべり軸受は、従来のアルミニウム系すべり
軸受に比較して、良好な耐疲労性が得られるようにな
る。特に、上記裏金の裏面に形成したコーティング層
は、裏金とこれを支持するハウジングとの間で生ずるフ
レッチング摩耗およびその結果による摩耗粉の堆積、或
いは潤滑油の炭化によるスラッジの堆積等を埋収する。
したがってこのコーティング層は、上記堆積物が成長す
ると部分的に盛り上りを生じて軸受面内で強い片当り状
態となり、その部分で集中荷重が発生して早期に疲労破
壊することを防止する効果がある。
【0006】
【実施例】以下図示実施例について本発明を詳細に説明
すると、図1において、1は裏金、2はAl層、3はA
l−Sn系軸受合金層で、それらAl層2、Al−Sn
系軸受合金層3は裏金1の表面側にその順に順次形成し
てあり、また裏金1の裏面にはコーティング層4を形成
している。上記裏金1としては通常の裏金鋼板、例えば
SPCCを用いている。Al−Sn系軸受合金層3とし
ては、特に軸受使用雰囲気温度(150〜200℃)で
強度の高いものが必要であり、Alに3〜20wt%の
Snと、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、
V、Mo、Co、Nbのうちの1種以上とを添加した材
料から形成している。そのような成分のAl−Sn系軸
受合金層3は、これだけでもすべり軸受として使用でき
るだけの耐焼付性と耐疲労性とを有しており、しかも1
50〜200℃という高温下で硬さの低下が少なくしか
も強度も高く耐荷重性もある。上記Al−Sn系軸受合
金層3の材料としては、上述した成分に、さらに2.5
wt%以下のCu及び/又はMgを含有させてもよい。
上記Cu及び/又はMgは材料の延びをあまり低下させ
ずに強度をあげる効果がある。またさらに、かかる成分
に5wt%以下のPbと10wt%以下のSiとの一方
又は双方を含有させてもよい。上記Pbはなじみ性を向
上させるとともにSnの潤滑性を改善し、Siはそれ自
体の硬さおよびSiと他の元素との金属間化合物の硬さ
が高いので、耐摩耗性を向上させる。また、上記裏金1
とAl−Sn系軸受合金層3との間のAl層2は、純A
l、又はAlに2wt%以下のCu及び/又はMgを添
加した材料からなっている。なお、純Alとは工業用純
Alの意味で、JIS1050等を使用することができ
る。上記Al層2は裏金1とAl−Sn系軸受合金層3
との密着強度を増大させるとともに、疲労強度を増大さ
せる。すなわち、裏金1と、高温硬さの大きい上述の材
料からなるAl−Sn系軸受合金層3との間に、高温硬
さの小さい上述の材料からなるAl層2を介在させる
と、高温状態において、高温硬さの小さいAl層2が高
温硬さの大きいAl−Sn系軸受合金層3に対するクッ
ション材として作用するようになるので、疲労強度が向
上する。また、そのようなAl層2は片当りを吸収する
とともに、Al−Sn系軸受合金層3の放熱性を向上さ
せるので、それによっても疲労強度が向上する。上記A
l層2の厚さは5μmからAl−Sn系軸受合金層3と
同程度の厚さまで、すなわちAl層2とAl−Sn系軸
受合金層3との合計厚さの約1/2までが望ましい。薄
すぎると衝撃吸収性、片当り吸収性が劣り、他方、Al
−Sn系軸受合金層3よりも厚くなると耐荷重性が低下
し、結果として耐焼付性、耐疲労性が低下する。次に、
上記裏金1の裏面に形成したコーティング層4は、裏金
1とこれを支持する図示しないハウジングとの間で生ず
るフレッチング摩耗およびその結果による摩耗粉の堆
積、或いは潤滑油の炭化によるスラッジの堆積等を低減
させるためのものであり、このコーティング層4は、上
記堆積物が成長すると部分的に盛り上りを生じて軸受面
内で強い片当り状態となり、その部分で集中荷重が発生
して早期に疲労破壊することを防止する効果がある。上
記コーティング層4は硬さがHv15〜80であり、具
体的にはCu、Ni、Alやそれらの合金、或いはPT
FE、ポリアミド、ポリエチレン等の合成樹脂を用いる
ことができる。そしてCu、Niについては電気メッキ
又はクラッドにより、またAlについてはフラッシュメ
ッキ、クラッド若しくはスパッタにより形成することが
できる。なお上記硬さは、裏金1にコーティング層4を
形成した後に、該コーティング層4の表面側からマイク
ロビッカース計で計測したものである。上記コーティン
グ層4は、その硬さがHv15未満では効果が少なくな
り、他方、Hv80を越えるとコーティング層4と上記
ハウジングとの間に介在された異物を充分に埋収できな
くなり、局部的な盛り上りが発生するようになるので、
Hv15〜80の範囲が望ましい。また、厚さは、所定
の効果を得るためには0.3μm以上が望ましく、厚す
ぎると軸受の耐久性が低下するので、100μm以下、
望ましくは30μm以下がよい。次に、本発明の効果を
実験結果について説明する。この実験は回転荷重試験機
を用いて疲労強度を測定したもので、8000rpmで
軸を回転させ、測定すべき試料に面圧300Kg/cm
2 の回転荷重を与えてその試料に疲労が生じるまでの時
間を測定したものである。このとき、潤滑油はSAE1
0W−30を使用し、軸受背面温度が所定の温度となる
ように油温を制御した。図2は上記実験結果を示したも
ので、同図において、試料1が本発明品、試料2〜4が
比較材である。それら試料1〜8の成分は下記のとおり
である。 (試料1) Al−Sn系軸受合金層:Al−12%Sn−1.5%Pb−2.5%Si −1%Cu−0.2%Cr Al層:JIS1050 50μm厚 裏金:SPCC コーティング層:0.6μm厚のCuメッキ (試料2) 試料1からコーティング層4を省略したもの。 (試料3) 試料1からAl層2およびコーティング層4を省略した
もの。 (試料4) Al−Sn系軸受合金層:Al−20%Sn−1%Cu 裏金:SPCC 図2の実験結果から理解されるように、本発明に係る試
料1においては、該試料1からコーティング層4を省略
した比較材2に比較して高い疲労強度が得られている。
また試料1からAl層2とコーティング層4とを省略す
ると、比較材3に示されるように、かなり悪い結果とな
る。
すると、図1において、1は裏金、2はAl層、3はA
l−Sn系軸受合金層で、それらAl層2、Al−Sn
系軸受合金層3は裏金1の表面側にその順に順次形成し
てあり、また裏金1の裏面にはコーティング層4を形成
している。上記裏金1としては通常の裏金鋼板、例えば
SPCCを用いている。Al−Sn系軸受合金層3とし
ては、特に軸受使用雰囲気温度(150〜200℃)で
強度の高いものが必要であり、Alに3〜20wt%の
Snと、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、
V、Mo、Co、Nbのうちの1種以上とを添加した材
料から形成している。そのような成分のAl−Sn系軸
受合金層3は、これだけでもすべり軸受として使用でき
るだけの耐焼付性と耐疲労性とを有しており、しかも1
50〜200℃という高温下で硬さの低下が少なくしか
も強度も高く耐荷重性もある。上記Al−Sn系軸受合
金層3の材料としては、上述した成分に、さらに2.5
wt%以下のCu及び/又はMgを含有させてもよい。
上記Cu及び/又はMgは材料の延びをあまり低下させ
ずに強度をあげる効果がある。またさらに、かかる成分
に5wt%以下のPbと10wt%以下のSiとの一方
又は双方を含有させてもよい。上記Pbはなじみ性を向
上させるとともにSnの潤滑性を改善し、Siはそれ自
体の硬さおよびSiと他の元素との金属間化合物の硬さ
が高いので、耐摩耗性を向上させる。また、上記裏金1
とAl−Sn系軸受合金層3との間のAl層2は、純A
l、又はAlに2wt%以下のCu及び/又はMgを添
加した材料からなっている。なお、純Alとは工業用純
Alの意味で、JIS1050等を使用することができ
る。上記Al層2は裏金1とAl−Sn系軸受合金層3
との密着強度を増大させるとともに、疲労強度を増大さ
せる。すなわち、裏金1と、高温硬さの大きい上述の材
料からなるAl−Sn系軸受合金層3との間に、高温硬
さの小さい上述の材料からなるAl層2を介在させる
と、高温状態において、高温硬さの小さいAl層2が高
温硬さの大きいAl−Sn系軸受合金層3に対するクッ
ション材として作用するようになるので、疲労強度が向
上する。また、そのようなAl層2は片当りを吸収する
とともに、Al−Sn系軸受合金層3の放熱性を向上さ
せるので、それによっても疲労強度が向上する。上記A
l層2の厚さは5μmからAl−Sn系軸受合金層3と
同程度の厚さまで、すなわちAl層2とAl−Sn系軸
受合金層3との合計厚さの約1/2までが望ましい。薄
すぎると衝撃吸収性、片当り吸収性が劣り、他方、Al
−Sn系軸受合金層3よりも厚くなると耐荷重性が低下
し、結果として耐焼付性、耐疲労性が低下する。次に、
上記裏金1の裏面に形成したコーティング層4は、裏金
1とこれを支持する図示しないハウジングとの間で生ず
るフレッチング摩耗およびその結果による摩耗粉の堆
積、或いは潤滑油の炭化によるスラッジの堆積等を低減
させるためのものであり、このコーティング層4は、上
記堆積物が成長すると部分的に盛り上りを生じて軸受面
内で強い片当り状態となり、その部分で集中荷重が発生
して早期に疲労破壊することを防止する効果がある。上
記コーティング層4は硬さがHv15〜80であり、具
体的にはCu、Ni、Alやそれらの合金、或いはPT
FE、ポリアミド、ポリエチレン等の合成樹脂を用いる
ことができる。そしてCu、Niについては電気メッキ
又はクラッドにより、またAlについてはフラッシュメ
ッキ、クラッド若しくはスパッタにより形成することが
できる。なお上記硬さは、裏金1にコーティング層4を
形成した後に、該コーティング層4の表面側からマイク
ロビッカース計で計測したものである。上記コーティン
グ層4は、その硬さがHv15未満では効果が少なくな
り、他方、Hv80を越えるとコーティング層4と上記
ハウジングとの間に介在された異物を充分に埋収できな
くなり、局部的な盛り上りが発生するようになるので、
Hv15〜80の範囲が望ましい。また、厚さは、所定
の効果を得るためには0.3μm以上が望ましく、厚す
ぎると軸受の耐久性が低下するので、100μm以下、
望ましくは30μm以下がよい。次に、本発明の効果を
実験結果について説明する。この実験は回転荷重試験機
を用いて疲労強度を測定したもので、8000rpmで
軸を回転させ、測定すべき試料に面圧300Kg/cm
2 の回転荷重を与えてその試料に疲労が生じるまでの時
間を測定したものである。このとき、潤滑油はSAE1
0W−30を使用し、軸受背面温度が所定の温度となる
ように油温を制御した。図2は上記実験結果を示したも
ので、同図において、試料1が本発明品、試料2〜4が
比較材である。それら試料1〜8の成分は下記のとおり
である。 (試料1) Al−Sn系軸受合金層:Al−12%Sn−1.5%Pb−2.5%Si −1%Cu−0.2%Cr Al層:JIS1050 50μm厚 裏金:SPCC コーティング層:0.6μm厚のCuメッキ (試料2) 試料1からコーティング層4を省略したもの。 (試料3) 試料1からAl層2およびコーティング層4を省略した
もの。 (試料4) Al−Sn系軸受合金層:Al−20%Sn−1%Cu 裏金:SPCC 図2の実験結果から理解されるように、本発明に係る試
料1においては、該試料1からコーティング層4を省略
した比較材2に比較して高い疲労強度が得られている。
また試料1からAl層2とコーティング層4とを省略す
ると、比較材3に示されるように、かなり悪い結果とな
る。
【0007】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して耐疲労性に優れたアルミニウム系すべり軸受を
提供することができる。
比較して耐疲労性に優れたアルミニウム系すべり軸受を
提供することができる。
【図1】本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】疲労強度を測定した実験結果を示す図。
1…裏金 2…Al層 3…Al−Sn系軸受
合金層 4…コーティング層
合金層 4…コーティング層
Claims (5)
- 【請求項1】 裏金の表面に、Al層、およびAl−S
n系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の裏面にコ
ーティング層を形成したすべり軸受であって、上記Al
層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及び/又は
Mgと残部Alとからなる材料で形成するとともに、上
記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%のSn
と、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、V、
Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、残部Alとから
なる材料で形成し、さらに上記コーティング層の硬さを
Hv15〜80としたことを特徴とするアルミニウム系
すべり軸受。 - 【請求項2】 裏金の表面に、Al層、およびAl−S
n系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の裏面にコ
ーティング層を形成したすべり軸受であって、上記Al
層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及び/又は
Mgと残部Alとからなる材料で形成するとともに、上
記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%のSn
と、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、V、
Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、2.5wt%以
下のCu及び/又はMgと、残部Alとからなる材料で
形成し、さらに上記コーティング層の硬さをHv15〜
80としたことを特徴とするアルミニウム系すべり軸
受。 - 【請求項3】 裏金の表面に、Al層、およびAl−S
n系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の裏面にコ
ーティング層を形成したすべり軸受であって、上記Al
層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及び/又は
Mgと残部Alとからなる材料で形成するとともに、上
記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%のSn
と、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、V、
Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、5wt%以下の
Pbと、2.5wt%以下のCu及び/又はMgと、残
部Alとからなる材料で形成し、さらに上記コーティン
グ層の硬さをHv15〜80としたことを特徴とするア
ルミニウム系すべり軸受。 - 【請求項4】 裏金の表面に、Al層、およびAl−S
n系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の裏面にコ
ーティング層を形成したすべり軸受であって、上記Al
層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及び/又は
Mgと残 部Alとからなる材料で形成するとともに、上
記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%のSn
と、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、V、
Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、10wt%以下
のSiと、2.5wt%以下のCu及び/又はMgと、
残部Alとからなる材料で形成し、さらに上記コーティ
ング層の硬さをHv15〜80としたことを特徴とする
アルミニウム系すべり軸受。 - 【請求項5】 裏金の表面に、Al層、およびAl−S
n系軸受合金層を順次形成し、かつ上記裏金の裏面にコ
ーティング層を形成したすべり軸受であって、上記Al
層を、純Al材料、又は2wt%以下のCu及び/又は
Mgと残部Alとからなる材料で形成するとともに、上
記Al−Sn系軸受合金層を、3〜20wt%のSn
と、総量で0.1〜1wt%のCr、Mn、Zr、V、
Mo、Co、Nbのうちの1種以上と、5wt%以下の
Pbと、10wt%以下のSiと、2.5wt%以下の
Cu及び/又はMgと、残部Alとからなる材料で形成
し、さらに上記コーティング層の硬さをHv15〜80
としたことを特徴とするアルミニウム系すべり軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19484292A JP2500493B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | アルミニウム系すべり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19484292A JP2500493B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | アルミニウム系すべり軸受 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24755485A Division JPS62110021A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | アルミニウム系すべり軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07118778A JPH07118778A (ja) | 1995-05-09 |
JP2500493B2 true JP2500493B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16331184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19484292A Expired - Fee Related JP2500493B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | アルミニウム系すべり軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2500493B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5839436B2 (ja) | 2010-12-02 | 2016-01-06 | ナブテスコ株式会社 | 光学センサ |
KR20180115335A (ko) | 2010-12-02 | 2018-10-22 | 나부테스코 가부시키가이샤 | 산업 로봇용 감속기 |
KR102180760B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2020-11-20 | 생―고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 팜푸스 게엠베하 | 금속 메시를 포함한 내부식성 부싱 |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP19484292A patent/JP2500493B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07118778A (ja) | 1995-05-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960116 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |