JP4515824B2

JP4515824B2 - 高精度すべり軸受

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Publication number: JP4515824B2
Application number: JP2004157156A
Authority: JP
Inventors: 正樹江上; 政次清水; 毅谷丸
Original assignee: NTN Corp; Nakanishi Metal Works Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Nakanishi Metal Works Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005337381A; EP1752670B1; CN100439070C; US7785013B2; EP1752670A1; CN1957185A; US20070177833A1; WO2005116468A1; EP1752670A4

Description

本発明は高精度すべり軸受に関する。

従来から、回転精度の高いすべり軸受として、多孔質の焼結金属に油を含浸させたすべり軸受が知られている。このすべり軸受は、焼結金属系の多孔質材料に油を含浸させて使用する場合、油を継続的に摺動界面に供給することが可能であるため、摩擦力を低くすることができる。このすべり軸受の相手材は、一般に該すべり軸受と同じ金属材料の場合が多く、線膨張の相違によるダキツキ、抜け等の心配がない。また、この金属材料は加工精度を高めることが可能であり、回転精度が要求される個所への使用に適している。
また、上記以外の自己潤滑性を有するすべり軸受としては、樹脂にポリテトラフルオロエチレンや黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を配合したり、潤滑油やワックスを配合したりしたものが知られている。
しかし、多孔質の焼結金属に油を含浸させたすべり軸受は、相手材が軟質材料である場合、相手材を摩耗させるおそれがあり、また、潤滑油の供給が途切れた場合などに金属接触が生じたりするというおそれがある。一方、すべり軸受の材料が摺動特性のよい樹脂材料を用いた場合、軟質材相手でも相手材を攻撃しないが樹脂すべり材の収縮膨張などにより軸へのダキツキが発生したり、また、軸受の隙間を大きくとる必要があり、回転精度が悪くなるという問題がある。

このため、軸受外周部として金属を用い、この軸受外周部の摺動部に樹脂材料をインサート成形して樹脂層を形成するとともに、この軸受外周部の表面のうち、少なくとも上記樹脂層と接触する軸受外周部の表面部分に細かい凹部を設け、上記樹脂層における（樹脂材料の線膨張係数）×（樹脂層の肉厚）を０．１５以下とし、上記凹部が占める見かけ面積の合計を、上記樹脂層と接触する軸受外周部の表面部分の面積の２５〜９５％とした高精度すべり軸受が知られている（特許文献１）。

上記高精度すべり軸受は、樹脂層の温度変化による寸法変化が抑えられるため、高精度を有しつつ潤滑性に優れる。また、摺動部に樹脂層を形成させるので、軟質相手材を攻撃したり、異音の発生を抑える。さらに、樹脂層が細かい凹部に入り込むので、アンカー効果によって、軸受外周部と樹脂層との密着性が向上するなどの特徴がある。
しかしながら、高精度すべり軸受の精度が高くなるにつれて、射出成形時のゲート痕が軸受性能に悪影響を及ぼす場合がある。また、ゲート痕の処理をすることにより生産工程が増え、生産性に劣る場合がある。
特開２００３−２３９９７６号公報

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、ゲート痕の処理をしないでも、高精度でかつ機械的強度に優れ、また、生産性に優れた高精度すべり軸受の提供を目的とする。

本発明は、軸受外周部として焼結金属を用い、この軸受外周部の摺動部に樹脂材料をインサート成形して樹脂層を形成し、該樹脂層における（樹脂材料の線膨張係数（単位：１／℃）×（樹脂層の肉厚（単位：μｍ））を０．１５以下とする高精度すべり軸受であって、上記樹脂層がトンネルゲートを経てインサート成形された樹脂層であることを特徴とする。なお、本発明における樹脂材料の線膨張係数は、温度２５℃〜７５℃における平均線膨張係数を表す。
また、上記高精度すべり軸受の樹脂層は軸受摺動面に複数の溝を有し、該溝の底部位置にトンネルゲートのゲート痕を有することを特徴とする。
また、この複数の溝は、円筒状軸受のラジアル摺動面およびスラスト摺動面のいずれか１つの面に形成されていることを特徴とする。
また、上記複数の溝は、ゲート痕を有する溝Ａと、ゲート痕を有さない溝Ｂとから構成され、溝Ａの両側からの軸受摺動面上の距離が等しくなるように溝Ｂが配置されていることを特徴とする。

本発明の高精度すべり軸受は、樹脂層がトンネルゲートを経てインサート成形された樹脂層であるので、ゲート痕の処理をする必要がなく、生産性に優れる。特に、トンネルゲートが軸受摺動面に形成された複数の溝の底部位置に配置されているので、特に円筒状軸受のラジアル摺動面およびスラスト摺動面のいずれか１つの面に形成されている溝の底部位置に配置されているので、ゲート痕が摺動面の残らなく、また摺動で発生した摩耗粉がこの溝内に逃げ、摺動面に残らない。その結果、高精度なすべり軸受が得られる。
また、上記複数の溝は、ゲート痕を有する溝Ａと、ゲート痕を有さない溝Ｂとから構成され、溝Ａの両側からの軸受摺動面上の距離が等しくなるように溝Ｂが配置されているので、ウエルド発生位置が溝Ｂ内に形成される。そのため、摺動面にウエルド部が形成されないので、機械的強度に優れた高精度なすべり軸受が得られる。

本発明の高精度すべり軸受を図１に示す。図１（ａ）は斜視図を、図１（ｂ）はＡ−Ａ端面図をそれぞれ示す。
高精度すべり軸受１は、軸受外周部２が焼結金属で形成され、この軸受外周部２の摺動部に樹脂層３がトンネルゲートを経てインサート成形されている。この樹脂層３は軸受摺動面に複数の溝４を有し、該溝４の底部位置にゲート痕５が形成されている。図１（ａ）において、この複数の溝４は円筒状軸受のラジアル摺動面に軸方向溝４Ａ、４Ｂとして形成され、軸方向溝４Ａの底部位置にゲート痕５が形成され、軸方向溝４Ｂにはゲート痕５が形成されていない。
なお、複数の軸方向溝４全てにトンネルゲート痕を有する構造とすることができる。

複数の溝４は、円筒状軸受のラジアル摺動面、スラスト摺動面、またはラジアル摺動面およびスラスト摺動面の両方に設けることができる。ラジアル摺動面およびスラスト摺動面の両方に設けた例を図３に示す。図３は高精度すべり軸受の斜視図である。
図３において、ラジアル摺動面に形成された軸方向溝がスラスト摺動面に放射状溝４Ａ、４Ｂとして連通形成されている。スラスト摺動面に形成された放射状溝４Ａの底部位置にゲート痕５が形成され、放射状溝４Ｂにはゲート痕５が形成されていない。

本発明の高精度すべり軸受を得るための樹脂インサート成形について図２により説明する。図２（ａ）は金型のキャビティ内に焼結金属体を配置した状態を示し、図２（ｂ）は樹脂が充填された状態を示す部分拡大図である。
図２（ａ）において、６は固定側型板であって、その中央部分には溶融樹脂を供給するスプル７が形成されている。この固定側型板６に可動側型板８が衝合される。この可動側型板８には、スプル７に連通するランナ９が形成されており、それに隣接する部分にはキャビティ１０が形成されている。キャビティ１０内には焼結金属体２が挿入配置されている。キャビティ１０は、すべり軸受のラジアル摺動面となる内周面の溝の底部を形成する部分がトンネルゲート（サブマリンゲート）１２によってランナ−９と連結され、突出ピン１１がキャビティ１０の底部に移動可能に嵌合・配置されている。上述の固定側型板６および可動側型板８、突出ピン１１は図示しない油圧シリンダなどによって型締め（衝合）、型開き等が行なわれる。

この金型を用いる高精度すべり軸受の成形は次のように行なわれる。図２（ａ）に示すように、焼結金属体２をキャビティ１０内に挿入配置した後、固定側型板６および可動側型板８を図示しない油圧シリンダなどによって型締めし、それぞれのパーテング面を衝合させる。なお、焼結金属体２は予め予熱されて挿入配置することが好ましい。次に、溶融状態の樹脂組成物３ａをスプル７から供給すると、樹脂組成物３ａはランナ９、トンネルゲート１２を経てキャビティ１０に供給される。
次に、樹脂組成物３ａの硬化後、可動側型板８を図示しない油圧シリンダなどによって型開きする。この際に、突出しピン１１により金型から成形体が取り出され、ゲート痕５（図１（ａ））は自動的に切り放される。該方法により、本発明の高精度すべり軸受１が得られる。

高精度すべり軸受１は、軸受内周面を構成する樹脂層表面に複数の軸方向溝４が形成され、該溝の底部位置に上記トンネルゲートのゲート痕５を有する（図１（ａ））。
高精度すべり軸受１は、軸の回転精度向上のため、軸受と軸との隙間を小さくすることができる。このとき、摺動によって摩耗粉が発生すると、この摩耗粉が上記の隙間に介在することがある。この場合、回転トルクを上昇させたり、摩耗粉が研磨材として働いて、軸や軸受の異常摩耗を引き起こす場合がある。複数の軸方向溝４を設けることにより、この溝４に摩耗粉を捕捉し、異常摩耗の発生を抑制することができる。軸方向溝４は軸受内径の中心軸と平行に配置することが型抜きが容易となるので好ましい。

複数の軸方向溝４の１個当たりの見かけ面積は、全内径面面積の０．５〜１０％が好ましく、かつ、上記溝４の見かけ面積の総和が、全内径面面積の０．５〜３０％が好ましい。０．５％未満の場合は、軸方向溝は十分な容積を持たず、長期間の運転に支障がでる場合がある。一方、３０％をこえると、荷重を受ける面積が減少して面圧過大となり、異常摩耗の原因となり得る。

複数の軸方向溝４は、トンネルゲート痕を有する溝４Ａと、トンネルゲート痕を有さない溝４Ｂとから構成される。また溝４Ａの両側から溝４Ｂに至る軸受摺動面上の距離が等しくなるように配置されている。好ましくは溝Ａと溝Ｂとが等間隔で同数形成される。この配置とすることにより、射出成形時のウエルド部が溝Ｂ内に形成される。

軸受外周部２は、すべり軸受の外周部を構成する筒状の部材であり、摺動部を有する部材である。この摺動部とは、ラジアル方向の荷重を支持するための内径側摺動部をいい、また、スラスト方向にも荷重を支持する場合には、上記の内部摺動部だけでなく、端面摺動部も含む。
軸受外周部２を構成する焼結金属は、Ｆｅ系焼結金属、Ｃｕ系焼結金属、Ｆｅ−Ｃｕ系焼結金属等が挙げられ、成分としてＣ、Ｚｎ、Ｓｎ等を含んでもよい。また、成形性や離型性を向上させるためバインダーを少量添加してもよい。さらに、アルミニウム系でＣｕ、Ｍｇ、Ｓｉ等を配合した材料や金属−合成樹脂で鉄粉をエポキシ系の合成樹脂で結合させた材料でもよい。さらにまた、樹脂層との密着性を向上させるため、成形を阻害しない程度であれば表面処理を行なったり、接着剤等を使用することも可能である。

高い寸法精度および回転精度と共に、機械的強度および耐久性に優れたすべり軸受を得る場合にはＦｅ系焼結金属が好ましい。ここで、「Ｆｅ系」とはＦｅの含有量が重量比で９０％以上であることを意味する。この条件を満たす限り、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃ等の他の成分を含有していてもよい。また、「Ｆｅ」にはステンレスも含まれる。

Ｆｅ系焼結金属は、例えば、Ｆｅを上記の含有量配合した原料金属粉末（成形性や離型性を向上させるためバインダーを少量添加してもよい）を所定形状に成形し、脱脂し、焼成して得られた焼結体に、必要に応じてサイジング等の後処理を施して形成できる。焼結金属の内部には多孔質組織による多数の内部細孔があり、また、その表面には内部細孔が外部に開口して形成された多数の表面開孔がある。内部細孔には、例えば真空含浸によって油を含浸させることができる。

焼結金属製の軸受外周部２の摺動部には樹脂層３がトンネルゲートを経てインサート成形され、軸部材と摺動する軸受面を形成する。成形時、樹脂層を形成する溶融樹脂が上記表面開孔から表層部の内部細孔に入り込んで固化するため、樹脂層は一種のアンカー固化によって母体表面に強固に密着する。そのため、軸部材との摺動による樹脂層の剥離、脱落が生じにくく、高い耐久性が得られる。

焼結金属製の樹脂層が形成される表面の表面開孔率は２０〜５０％とするのが好ましい。表面開孔率が２０％未満であると、樹脂層に対するアンカー効果が十分に得られず、表面開孔率が５０％をこえると寸法精度および機械的強度を保持できなくなる場合がある。なお、「表面開孔率」とは表面の単位面積当りに占める表面開孔の総面積の割合（面積比）である。

樹脂層を形成する樹脂材料は、樹脂層としたときに摺動性に優れる材料が好ましく、固体潤滑剤や潤滑油を配合することも可能である。上記樹脂材料としては、射出成形でき摺動材として使用できる形態を形成できる合成樹脂であれば特に限定されない。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂等を例示できる。
また、上記合成樹脂から選ばれた２種以上の材料の混合物、すなわちポリマーアロイなどを例示できる。これらの内、最も低摩擦が得られる樹脂材料はポリエチレン樹脂であり、耐摩耗性の点から超高分子量成分を含むポリエチレン樹脂が最も好ましい合成樹脂といえる。

上記固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素、二硫化タングステン等一般的な固体潤滑剤、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油等の鉱油、炭化水素、エステル、ポリグリコール、シリコーン油、フッ素化油、等の合成油等、一般に使用されている潤滑油等の油が挙げられる。また、これらの油を焼結金属製の軸受外周部に含浸し、樹脂層を介して摺動面に滲出させて潤滑させることも可能である。含浸は、真空含浸等の方法で行なうことができる。

上記樹脂材料は、摩擦・摩耗特性を改善させたり、線膨張係数を小さくするために、適当な充填材を添加することができる。例としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、金属繊維、アスベスト、石英ウール等の繊維類やこれらを布状に編んだもの、炭酸カルシウムやタルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、硼酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー等の無機ウィスカー類、カーボンブラック、黒鉛、ポリイミド樹脂やポリベンゾイミダゾール等の各種耐熱性樹脂等が挙げられる。さらに、潤滑性組成物の熱伝導性を向上させる目的で、カーボン繊維、金属繊維、黒鉛粉末、酸化亜鉛等を添加してもよい。さらにまた、炭酸リチウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、リン酸リチウム、リン酸カルシウム等のリン酸塩等を配合してもよい。

なお、この発明の効果を阻害しない配合量で一般合成樹脂に広く適用しえる添加剤を併用してもよい。例えば離型剤、難燃剤、帯電防止剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、着色剤等の工業用添加剤を適宜添加してもよく、これらを添加する方法も特に限定されるものではない。
さらに、この発明の樹脂組成物の潤滑性を損なわない限り、中間製品または最終製品の形態において、別途、たとえばアニール処理等の化学的または物理的な処理によって性質改善のための変性が可能である。

本発明に使用できる樹脂組成物として、上記樹脂材料に連通孔を有する充填材を配合した樹脂組成物が挙げられる。
この連通孔を有する充填材としては、多孔質シリカ等の多孔質粉末等が挙げられる。上記多孔質シリカとして好ましいものは、非晶質の二酸化ケイ素を主成分とする粉末である。例えば、一次粒子径が１５ｎｍ以上の微粒子の集合体である沈降性シリカ、特開２０００−１４３２２８号等に開示されている、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含有したケイ酸アルカリ水溶液を有機溶媒中で乳化し、二酸化炭素でゲル化させることにより得られる粒子径が３〜８ｎｍの一次微粒子の集合体である真球状多孔質シリカ等が挙げられる。

本発明においては、粒子径が３〜８ｎｍの一次微粒子が集合して真球状シリカ粒子を形成した多孔質シリカが、連通孔を有しているため特に好ましい。この真球状シリカ粒子の平均粒子径は、０．５〜１００μｍが好ましく、取扱い易さや摺動特性の付与を考慮した場合は、１〜２０μｍが特に好ましい。
このような真球状多孔質シリカとしては、旭硝子社製；サンスフェア、鈴木油脂工業社製；ゴッドボール等が挙げられる。また、多孔質バルク状シリカとしては、（株）東海化学工業所製；マイクロイド等が挙げられる。

粒子径が３〜８ｎｍの一次微粒子が集合した真球状シリカ粒子は、比表面積が２００〜９００ｍ²／ｇ、好ましくは３００〜８００ｍ²／ｇ、細孔容積が１〜３．５ｍｌ／ｇ、細孔径が５〜３０ｎｍ、好ましくは２０〜３０ｎｍ、吸油量が１５０〜４００ｍｌ／１００ｇ、好ましくは３００〜４００ｍｌ／１００ｇの特性を有することが好ましい。また、水に浸漬した後に再度乾燥しても、上記細孔容積および吸油量が浸漬前の９０％以上を保つことが好ましい。なお、上記の比表面積および細孔容積は窒素吸着法により、吸油量はＪＩＳＫ５１０１に準じて測定した値である。

また、上記真球状シリカ粒子の内部と外表面は、シラノール（Ｓｉ−ＯＨ）で覆われていることが、潤滑剤を内部に保持しやすくなるため好ましい。
さらに、多孔質シリカは、母材に適した有機系、無機系等の表面処理を行なうことができる。上記多孔質シリカは、粒子の形状は特に限定されず、平均粒子径、比表面積、吸油量等が上記真球状シリカ粒子の範囲内であれば、非球状多孔質シリカであっても使用できる。なお、摺動相手材への攻撃性や混練性の観点から、球状、真球状の粒子がより好ましい。なお、ここで、球状とは、長径に対する短径の比が０．８〜１．０の球をいい、真球状とは、上記球状よりもっと真球に近い球をいう。

上記樹脂層における、（樹脂材料の線膨張係数（単位：１／℃）×（樹脂層の肉厚（単位：μｍ））は、０．１５以下がよく、０．１３以下が好ましく、０．１０以下がさらに好ましい。上記値が０．１５より大きい場合、樹脂部の肉厚または膨張も大きくなる。このとき、樹脂部の外径側は金属で拘束されていることから、金属の膨張分以上は膨張できず、内径側へ膨張し、内径寸法が小さくなる。その結果、軸との隙間が減少し、初期の隙間設定によっては、温度上昇により軸へのダキツキが発生する可能性がある。また、過度の隙間の変動は、トルク変動を引き起こすため好ましくなく、回転精度の点からは隙間は小さいほうが好ましい。また、吸水による寸法変化も大きくなり、過度の隙間の変動が生じる場合がある。

また、成形可能な樹脂層の厚みは、５０μｍ位であり、これより薄いと形成が困難となる。従って、樹脂膨張係数×肉厚は０．００３以上が必要であり、好ましくは０．０１以上、さらに好ましくは０．０１５以上必要である。
本発明の高精度すべり軸受の形状としては、ラジアル型、フランジ付きブッシュ等、摺動部の形状に合わせて、最適な軸受形状を選択することができる。

また、樹脂層の軸受外周部へインサート成形する場所は、軸受外周部の摺動部であれば特に限定されない。例えば、図４（ａ）〜（ｅ）に示すような場合が挙げられる。図４（ａ）（ｅ）は、ラジアル方向への荷重を支持するため、軸受外周部２の内径側ラジアル摺動面に樹脂層３を形成したものである。図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、ラジアル方向およびスラスト方向への荷重を支持するため、軸受外周部２の内径側ラジアル摺動面およびスラスト摺動面に樹脂層３を形成したものである。なお、図示しないが、必要に応じて、軸受の外径部に樹脂層を付与することも可能である。なお、図４（ｃ）（ｅ）に示すように、軸受外周部と樹脂層とが剥がれないような引っ掛け部を有する樹脂層の形状を採用してもよい。
図４（ａ）〜（ｅ）においては、摺動部に形成される複数の溝は図示を省略したが、円筒状軸受のラジアル摺動面、スラスト摺動面、またはラジアル摺動面およびスラスト摺動面の両方に複数の溝を設けることが好ましい。

本発明の高精度すべり軸受は、高精度であり、摺動特性に優れており、かつ、アルミ軸等の軟質相手材を攻撃しない特徴を有する。このため、上記高精度すべり軸受を、複写機やプリンター等の事務機の感光ドラム、現像部および／または定着部等の回転精度が必要な支持軸受等の箇所に使用できる。これらに使用することにより、異音の発生を抑制することができる。

また、上記高精度すべり軸受を、キャリッジ軸受として使用することができる。上記キャリッジ軸受のキャリッジ材には焼結金属が使用されており、摺動性には優れるが、相手軸と金属同士の摺動となるため、潤滑状態が悪化した場合、異音が発生する場合がある。また、キャリッジとして樹脂製を用いた場合、異音は発生しないが、精度維持が困難である。これに対し、本発明の高精度すべり軸受をキャリッジ軸受として使用すると、高精度を保ち続けて樹脂層で摺動するため、異音の発生を抑制することができる。
さらに、異音の発生抑制を目的に、比較的低荷重、低速で使用される転がり軸受との置き換えも可能である。

φ８．５ｍｍ×φ１４ｍｍ×t５ｍｍのＦｅの含有量が９０％以上の焼結金属（線膨張係数：１．１×１０^-5／℃）からなる軸受外周部を用意する。射出成形用の金型内にこの軸受外周部を挿入配置し、内径面に下記に示す樹脂材料を用いて、下記の方法でトンネルゲートを経てインサート成形を行ない、ゲート痕のある軸方向溝とゲート痕のない軸方向溝を等間隔に交互に合計６本有するφ８ｍｍ×φ１４ｍｍ×t５ｍｍの複合すべり軸受を作製した（形状；図１（ａ）、樹脂層の肉厚：２５０μｍ）。得られた高精度すべり軸受を用いて、以下に示す条件で試験を行なった。

（１）樹脂材料
ベース樹脂：ポリエチレン（三井石油化学社製：リュブマーＬ５０００）
充填剤：シリコーン油（信越シリコーン社製：ＫＦ９６Ｈ）、
多孔質シリカ（旭硝子（株）製：サンスフェアＨ３３）。
多孔質シリカとシリコーン油との混合比を１：２．７６（重量換算）とする混合物を得て、この混合物３１．６重量％とポリエチレン樹脂６８．４重量％を２軸押し出し装置で溶融混練し、ペレットを作製した。この樹脂組成物の線膨張係数は０．０００１３／℃であった。樹脂層の肉厚さは２５０μｍであるので、（樹脂材料の線膨張係数）×（樹脂層の肉厚）の値は０．０３２５である。

（２）インサート成形条件
金型内に所定形状の焼結金属を固定し、油含有ペレットを用いてトンネルゲートを経てインサート成形を行なった。
金型温度：１００℃
成形温度：２１０℃
射出圧力：１４０ＭＰａ

（３）試験条件
［摩耗・摩擦試験］
相手材軸：Ａ５０５６（アルミニウム合金、Ｒａ＝０．８μｍ）、φ７．９８５ｍｍ
面圧：１ＭＰａ（投影面積に換算）
周速：３ｍ／ｍｉｎ
温度：３０℃
時間：１２０ｈ
試験終了後の動摩擦係数は０．０８であり、摩耗量は１０μｍ以下であり、軸の摩耗は見られなかった。なお、軸とすべり軸受の隙間は１５μｍ（２０℃で測定）とした。

［内径側寸法の変化の測定］
熱による膨張の影響を調査するため、すべり軸受の外径側を焼結金属で拘束し、内径側のみ寸法が変化できるようにして−１０℃から６０℃までの変化させ、内径側寸法がどの程度変化するか測定した（２０℃の寸法を基準とし、−１０℃と６０℃での寸法変化量を求めた）。各温度での試験片内径の寸法変化量と軸の寸法変化量を測定した結果、隙間は２５μｍ未満であった。

［隙間の測定］
樹脂層と内挿したＡ５０５６からなる軸との隙間を、−１０℃および６０℃の場合に測定した結果、それぞれ１７．２μｍおよび１１．７μｍであった。なお、初期の隙間は、１５μｍに設定した。また、軸の寸法変化量は、−５．２μｍ（−１０℃の場合）、７μｍ（６０℃の場合）であった（軸材質の線膨張係数は、２．２×１０^-5／℃）。

本発明の高精度すべり軸受は、トンネルゲートを経てインサート成形された樹脂層を有するので、成形工程におけるゲート処理が必要ない。このため、高精度を有しつつ、大量生産が可能となる。このため事務機、汎用機器等の転がり軸受の代わりに使用できる。

高精度すべり軸受を示す図である。インサート成形を示す図である。ラジアルおよびスラスト両摺動面に溝を設けた高精度すべり軸受の斜視図である。軸受外周部の摺動面を表す断面図である。

符号の説明

１高精度すべり軸受
２軸受外周部
３樹脂層
４溝
５ゲート痕
６固定側型板
７スプル
８可動側型板
９ランナ
１０キャビティ
１１突出しピン
１２トンネルゲート

Claims

軸受外周部として焼結金属を用い、この軸受外周部の摺動部に樹脂材料をインサート成形して樹脂層を形成し、該樹脂層における（樹脂材料の線膨張係数（単位：１／℃）×（樹脂層の肉厚（単位：μｍ））を０．１５以下とする高精度すべり軸受であって、
前記樹脂層はトンネルゲートを経てインサート成形された樹脂層であり、軸受摺動面に複数の溝を有し、該溝の底部位置に前記トンネルゲートのゲート痕を有することを特徴とする高精度すべり軸受。
前記複数の溝は、円筒状軸受のラジアル摺動面およびスラスト摺動面のいずれか１つの面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の高精度すべり軸受。
前記複数の溝は、前記ゲート痕を有する溝Ａと、前記ゲート痕を有さない溝Ｂとから構成され、前記溝Ａの両側からの軸受摺動面上の距離が等しくなるように前記溝Ｂが配置されていることを特徴とする請求項２記載の高精度すべり軸受。