JP5939928B2 - すべり軸受 - Google Patents

Description

本発明はすべり軸受に関し、より詳しくは、内燃機関用すべり軸受に関する。

すべり軸受の特性を向上させるための構造として、軸受合金層の最表面に樹脂コーティング層を設ける構造が有効であることが知られている。その一例として、平坦にされた軸受合金層の表面に、固体潤滑剤としての二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）と、バインダ樹脂としてのＰＡＩ樹脂（ポリアミドイミド樹脂）とからなるオーバレイ層を形成し、このオーバレイ層の表面に凹凸形状としてのらせん状の溝および環状突起を形成したすべり軸受が提案されている（特許文献１参照）。このすべり軸受によれば、オーバレイ層の表面に規則的な凹凸形状を形成して凹凸形状の凹部に潤滑油を確保できるので、耐焼付性の向上が期待できる。

上記特許文献１に記載のすべり軸受は、オーバレイ層の塑性変形による回転軸とのなじみ性の向上を意図したものである（特許文献１の段落０００６参照）。しかしながら、当該オーバレイ層は合成樹脂製であり高い弾性を有するため塑性変形が生じ難く、なじみ性が確保されるまでに長時間を要する可能性がある。一方、オーバレイ層の摩耗によって回転軸とのなじみ性が確保されるとも考え得るが、オーバレイ層を形成する合成樹脂が低摩擦性を有しているため、オーバレイ層の摩耗により十分ななじみ性が確保できるまでには、やはり長時間を要する可能性がある。

このような問題点に着目した技術として、特許文献２に記載の技術がある。この技術によれば、すべり軸受は、環状溝と山部とを形成した軸受合金層と、該軸受合金層の表面を覆う低摩擦性合成樹脂製のオーバレイ層とを備えており、該オーバレイ層の表面は、軸受合金層の表面の凹凸面に倣って凹凸面となっている。このように軸受合金層に山部を設けることで、回転軸による荷重がすべり軸受に加わった際に当該軸受合金層の山部が塑性変形することをねらっている。こうすることで、低摩擦性合成樹脂製のオーバレイ層を設ける構成であっても、回転軸に対する軸受のなじみ性が速やかに確保されることを意図している。特許文献２に記載された実験例においては、低摩擦性合成樹脂製のオーバレイ層の存在にもかかわらず、軸受合金層の山部が塑性変形を生じたとの結果が得られている（特許文献２の段落００１２、図２参照）。

特開２００４−２１１８５９号公報 特開２０１１−１７９５６６号公報

しかしながら、特許文献２に記載の実験例は、軸受面圧が８４ＭＰａ（図３では５０ＭＰａ）という、一般的なアルミニウム製軸受の限界面圧性能に近い面圧を条件として行われたものである。この実験例は、内燃機関における実際の使用状況で発生する面圧（約１０〜２０ＭＰａ）と比較して非常に高い面圧を実験条件としたものであると言える。非常に高い面圧下であれば軸受合金層の山部が塑性変形を生じ得るとしても、当該軸受を内燃機関に適用した場合の実際の一般的な使用状況下（面圧約１０〜２０ＭＰａ）においては、意図したような軸受合金層山部の塑性変形が生じ難く、早期のなじみ性の確保は困難であると考えられる。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂コーティング層の適切な摩耗により早期になじみ性を確保可能な内燃機関用すべり軸受を提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。

すなわち、本発明の第１の局面によれば、
円筒形状の少なくとも一部分に沿う形状の内周面を有する金属層と、
前記金属層の内周面上に形成された樹脂コーティング層と、を有する内燃機関用すべり軸受であって、
前記金属層の内周面には、前記円筒形状の略円周方向に沿う環状又は螺旋状の溝が形成されることにより、前記円筒形状の軸方向に隣接し前記略円周方向に伸びる凸部が形成され、
前記樹脂コーティング層は、前記溝及び前記凸部の形状に倣う形状に形成され、
前記凸部の頂上以外の部分における前記樹脂コーティング層の平均膜厚をｔとし、該樹脂コーティング層の突出山部高さをＲｐｋとした場合、ｔおよびＲｐｋは、
１．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ、
０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４
という関係を満たす、ことを特徴とする内燃機関用すべり軸受である。

このようにすべり軸受の樹脂コーティング層の平均膜厚及び、該平均膜厚に対する突出山部高さの比を上記の各数値範囲内とすることにより、樹脂コーティング層が低摩擦性を有する樹脂材料からなるものであっても、樹脂コーティング層、特に金属層の凸部の頂上付近における樹脂コーティング層の初期摩耗に要する時間を適切に制御することができる。すなわち、上記構成とすることにより、樹脂コーティング層が低摩擦性を有する樹脂材料からなるものであっても、金属層の凸部の頂上付近において樹脂コーティング層が摩耗し易くなり、早期になじみ（すなわち、初期なじみ）が完了する。また、特許文献２の実験例のように非常に高い面圧（５０ＭＰａ以上）が発生するような特殊な状況ではなく、内燃機関において実際に使用される際の通常の面圧（約１０〜２０ＭＰａ）が発生する状況下であって、樹脂コーティング層に覆われた軸受合金層山部の塑性変形が生じ難いと考えられるような一般的な使用状況下であっても、本願発明の内燃機関用すべり軸受においては、樹脂コーティング層の適切な摩耗により、早期になじみが完了する。こうして、樹脂コーティング層を有するすべり軸受がなじみ性を確保するのに長時間を要するという課題に対し、好適な解決を与えることができる。
なお、「なじみが完了する」とは、回転軸に対するすべり軸受の摩擦係数の経時変化を観察した場合に、該摩擦係数が飽和する（大きな変動をしない）時点に到達することを意味する。
また、「凸部の頂上以外の部分」について、例えば、円筒形状の軸方向に沿った断面における軸受合金層の凸部の頂上位置を中心に軸方向の両側へのそれぞれ１５μｍの範囲以外の部分を、軸受合金層の凸部の頂上以外の部分としても良い。
ここで、内燃機関は自家用車向けのものに限らない。すなわち、船舶あるいはバスやトラック等の大型自動車の内燃機関に用いられるような大径の軸受においても、上記構成は同様の効果を奏する。
また、なじみによって熱伝導性の高い金属層が一部露出し、あるいは、熱伝導性の低い樹脂コーティング層が薄くなることにより、すべり軸受全体の放熱性が向上するため、耐焼付性が向上するという効果も得られる。

また、本発明の第２の局面によれば、前記樹脂コーティング層の平均膜厚ｔおよび突出山部高さＲｐｋは、
２．０μｍ≦ｔ≦４．５μｍ、
０．１≦Ｒｐｋ／ｔ≦２．０
という関係を満たす。このような構成とすることにより、より好適に早期のなじみ性を確保するという効果が得られる。

また、本発明の第３の局面によれば、前記凸部の頂上以外の部分における前記樹脂コーティング層の膜厚の標準偏差をσとし、該膜厚の実測値をＴとした場合、Ｔ、ｔおよびσは、
ｔ−２σ≦Ｔ≦ｔ＋２σ
という関係を満たし、
前記金属層の内周面上の隣接する凸部の間の平均長さをＲｓｍａとし、該金属層の凸部に相当する前記樹脂コーティング層の隣接する凸部の間の平均長さをＲｓｍｒとした場合、ＲｓｍａおよびＲｓｍｒは、
｜Ｒｓｍａ−Ｒｓｍｒ｜≦０．０５ｍｍ
という関係を満たし、かつ、
前記金属層の内周面上の凸部と、それに最も近接する前記樹脂コーティング層の凸部との前記軸方向における距離をΔとすると、ＲｓｍａとΔとは、
Δ≦Ｒｓｍａ／３
という関係を満たす。

このように、樹脂コーティング層の膜厚を略均一とし、かつ、金属層の凹凸形状と樹脂コーティング層の凹凸形状のピッチ及び位相を揃えることにより、樹脂コーティング層の凹凸の表面形状を、金属層の凹凸の表面形状に精度良く倣わせる（近似させる）ことができる。これにより、樹脂コーティング層の弾性変形が抑制され、初期なじみのための樹脂コーティング層の摩耗がより生じやすくなり、なじみ時間が短縮されるという効果を奏することができる。

また、本発明の第４の局面によれば、前記樹脂コーティング層のスクラッチ強度は、５００ＭＰａから２０００ＭＰａの範囲内である。このような数値範囲内のスクラッチ強度を有する樹脂コーティング層を用いることにより、初期なじみのための摩耗がより生じやすくなり、なじみ時間が短縮されるという効果を奏することができる。なお、スクラッチ強度については後述する。

また、本発明の第５の局面によれば、前記樹脂コーティング層はベース樹脂と固体潤滑剤からなり、
前記ベース樹脂は、ポリアミドイミドと、該ポリアミドイミドに対して２〜２０体積％のポリアミドからなり、
前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、および、グラファイトのうち一種または二種以上からなり、合計で前記樹脂コーティング層の全体に対して２０〜６０体積％に相当する。

このように、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）に対してポリアミド（ＰＡ）を２〜２０体積％添加することにより、樹脂コーティング層の伸び特性を適正化できる。固体潤滑剤を樹脂コーティング層全体に対して２０〜６０体積％添加することにより、より低摩擦係数化が達成できるとともに、それにより温度上昇が抑えられるため、焼付現象の発生が抑制される。

図１は、本発明の一実施形態による内燃機関用すべり軸受の軸方向断面を表す模式的拡大図であり、図１（Ａ）は当該すべり軸受の初期なじみ前の状態を表し、図１（Ｂ）は、初期なじみ完了後の状態を表す。 図２は、本実施形態によるすべり軸受の軸受合金層の表面形状と樹脂コーティング層の表面形状との関係を表した模式図であり、図２（Ａ）は軸受合金層の表面上における樹脂コーティング層の膜厚の計測方法を表し、図２（Ｂ）は軸受合金層の表面形状の凸部間の長さと樹脂コーティング層の表面形状の凸部間の長さの関係を表し、図２（Ｃ）は軸受合金層の表面形状の凸部と樹脂コーティング層の表面形状の凸部とのずれを表す。 図３は、本発明の複数の実施例による内燃機関用すべり軸受の初期なじみについての試験結果を、比較例による試験結果と併せて示す表である。 図４は、内燃機関用すべり軸受の摩擦係数の経時的な変化について、本発明の一実施例による内燃機関用すべり軸受の場合と、比較例による内燃機関用すべり軸受の場合とを比較した図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態に係る内燃機関用すべり軸受について、図１を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は本実施形態に係る円筒形状または半割り円筒形状のすべり軸受１０につき、その軸方向に沿った断面の一部を拡大して示す概略図である。図示するように、本実施形態のすべり軸受１０は、裏金層１の表面に圧接されたアルミニウム合金製の軸受合金層２（金属層）を有する。軸受合金層２を形成するアルミニウム合金はビッカース硬度３０以上のものであることが好ましい。軸受合金層２の内周面、すなわち裏金層１とは反対側の面には、円筒形状の略円周方向に沿った環状又は螺旋状の凹溝が形成されている。そのため、軸方向に隣接し合う凹溝の間の隆起部分によって略円周方向に伸びる連続的な環状又は螺旋状の凸部が形成されている。更に、軸受合金層２の表面は樹脂コーティング層３により被覆されている。この樹脂コーティング層３の表面は軸受合金層２の表面の凹凸面に倣って凹凸面となっている。なお、図中における寸法比は、実際のすべり軸受とは異なっており、軸方向寸法が圧縮されている。

上述した構成のすべり軸受１０は、樹脂コーティング層３の表面に規則的な凹溝を形成しているため、当該凹溝内に潤滑油を流通させることにより、すべり軸受１０の内周面に均等に潤滑油を行き渡らせることができる。そのため、すべり軸受１０の内周側に挿嵌された回転軸（図示略）が高速回転してもすべり軸受１０の温度上昇を緩和することができ、優れた耐焼付性を発揮することができる。

本実施形態のすべり軸受１０においては、樹脂コーティング層３の平均膜厚、及び、該平均膜厚に対する樹脂コーティング層３の突出山部高さの比を詳細に規定することにより、樹脂コーティング層３（及び、場合によっては更に軸受合金層２）の摩耗による回転軸に対するなじみ性の確保（すなわち、形状なじみ、初期なじみ）の早期化を図っている。
すなわち、本実施形態のすべり軸受１０においては、軸受合金層２の凸部の頂上以外の部分における樹脂コーティング層３の平均膜厚をｔとすると、樹脂コーティング層３は、平均膜厚ｔが１．０μｍ以上かつ５．０μｍ以下（１．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ）となるように形成されている。この平均膜厚ｔは、例えば、図２（Ａ）中の両矢印にて示すように、軸受合金層２の凸部の頂上以外の部分における樹脂コーティング層３の１０点における膜厚の平均値とすることができる。なお、図２（Ａ）は、図１（Ａ）の断面図上における、軸受合金層２の表面２ａと樹脂コーティング層３の表面３ａとの位置的な関係を模式的に表した図である。
なお、本実施形態においては、軸方向に沿った断面における軸受合金層２の凸部の頂上位置を中心に軸方向の両側へのそれぞれ１５μｍの範囲以外の部分を、軸受合金層２の凸部の頂上以外の部分として、それぞれ測定した。

更に、本実施形態のすべり軸受１０は、樹脂コーティング層３の平均膜厚ｔに対する、ＪＩＳ Ｂ０６７１−２に基づく突出山部高さＲｐｋの比が、０．０６以上かつ５．０４以下（０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４）となるように形成されている。

このような構成とすることで、回転軸の回転に伴う回転軸との摩擦により、軸受合金層２の凸部の頂上付近における樹脂コーティング層３が摩耗し易くなるため、早期に、回転軸に対するすべり軸受１０のなじみが完了する。なお、「なじみが完了する」とは、すべり軸受１０の使用開始初期における回転軸に対する摩擦係数の経時変化を観察した場合に、摩擦係数が飽和する時点に到達することを意味する。図１（Ｂ）はなじみが完了したすべり軸受１０の軸方向断面の一例を示す概略図である。本例においては、初期なじみが完了した状態において、軸受合金層２の凸部の頂上付近の樹脂コーティング層３の部分に加えて、軸受合金層２の凸部の頂上部も摩耗している。

なじみの完了後は、回転軸とすべり軸受の間に油が引き込まれ易く油膜形成が容易に達成される状態になるため、低摩擦係数が実現される。もしも、なじみの完了後にすべり軸受１０の表面に弾性変形に富む樹脂コーティング層３が多く厚く残存する場合には、形成される油膜の厚さが樹脂コーティング層３の弾性変形のために場所によって不均一となり、摩擦係数が安定せずかつ高い値を推移することが考えられる。この点、本実施形態によるすべり軸受１０においては、なじみの完了後、軸受合金層２の金属表面が一部露出することによりすべり軸受１０の内周面が金属と樹脂との混合構造になり、あるいは、内周面に樹脂コーティング層３が残存するとしても薄く残存することとなるため、樹脂コーティング層３の弾性変形による影響が抑制される。即ち、油膜厚さが安定して、摩擦係数が下がる。

また、形状なじみによって熱伝導性の高い軸受合金層２が一部露出し、あるいは、熱伝導性の低い樹脂コーティング層３が薄くなることにより、すべり軸受１０全体の放熱性が向上するため、耐焼付性が向上する。
なお、本実施形態のすべり軸受１０においては、なじみの進行により樹脂コーティング層３の凸部の頂上近傍から徐々に摩耗が進行するため、たとえ軸受合金層２の一部が露出するとしても、その露出は非常に狭い範囲から徐々に拡大していくものとなる。そのため、露出した軸受合金層２と回転軸の金属との間には常に潤滑油が存在することとなり、広い面積における金属同士の急激かつ直接の接触は生じない。そのため、金属同士の接触による焼付の発生は効果的に抑制される。

発明者らの行った試験によれば、Ｒｐｋ／ｔの値が０．０６未満の場合には、摩耗による初期なじみが早期に完了する可能性はあるものの、なじみ後の摩擦係数の低下や耐焼付性の向上に寄与しないことが明らかになった。一方、Ｒｐｋ／ｔの値が５．０４より大きい場合には、なじみ後の摩擦係数の低下や耐焼付性の向上が図られる可能性はあるものの、一般的な使用状況下では、摩耗による初期なじみの早期化を図れないことが明らかになった。

更には、樹脂コーティング層３の平均膜厚ｔを２．０μｍ以上かつ４．５μｍ以下とし（２．０μｍ≦ｔ≦４．５μｍ）、樹脂コーティング層３の突出山部高さＲｐｋの平均膜厚ｔに対する比を０．１以上、２．０以下とする（０．１≦Ｒｐｋ／ｔ≦２．０）ことが好ましい。これにより上記の各効果をより好適に奏することができる。

また、軸受合金層２の凸部の頂上以外の部分における樹脂コーティング層３の膜厚は略均一に形成されていることが好ましい。具体的には、上記膜厚の計測値の標準偏差をσとすると、上記膜厚の実測値Ｔはｔ−２σ≦Ｔ≦ｔ＋２σなる範囲内に存在することが好ましい。更に、軸受合金層２の隣接する凸部間長さ（図２（Ｂ）中の破線両矢印部分）の平均長さをＲｓｍａとし、軸受合金層２の両凸部に相当する樹脂コーティング層３の隣接する凸部間長さ（図２（Ｂ）中の実線両矢印部分）の平均長さをＲｓｍｒとした場合、ＲｓｍａとＲｓｍｒとの差が０．０５ｍｍ以下となるように形成されていることが好ましい（｜Ｒｓｍａ−Ｒｓｍｒ｜≦０．０５ｍｍ）。つまり、軸受合金層２の凹凸形状のピッチと、樹脂コーティング層３の凹凸形状のピッチとが、略等しくなっていることが好ましい。更に、軸受合金層２の凸部（例えば、図２（Ｃ）の頂上Ｐ２）と、それに最も近い樹脂コーティング層３の凸部（例えば、図２（Ｃ）の頂上Ｐ３）との軸方向における距離Δが、軸受合金層２の隣接する凸部間の平均長さＲｓｍａの３分の１以下となるように形成されていることが好ましい（Δ≦Ｒｓｍａ／３）。つまり、軸受合金層２の凹凸形状の位相と、樹脂コーティング層３の凹凸形状の位相とのずれが少ないことが好ましい。

このように、樹脂コーティング層３の膜厚を略均一とし、かつ、軸受合金層２の凹凸形状と樹脂コーティング層３の凹凸形状のピッチ及び位相を略揃えることにより、樹脂コーティング層３の表面形状を、軸受合金層２の表面形状に対して精度良く倣わせる（近似させる）ことができる。これにより、樹脂コーティング層３の弾性変形が抑制され、初期なじみのための樹脂コーティング層３の摩耗がより生じやすくなり、一般的な使用状況下においてもなじみ完了までの時間が短縮されるという効果を奏することができる。

更に、樹脂コーティング層３のスクラッチ強度は、５００ＭＰａから２０００ＭＰａの範囲内とすることが好ましい。この場合のスクラッチ強度とは、円錐状ダイヤモンド圧子にて樹脂コーティング層３を掻いたときの抵抗度合であり、摩擦力を、樹脂コーティング層３にもぐりこんだ圧子の投影面積で除した値である。上記の数値範囲内のスクラッチ強度を有する樹脂コーティング層３により被覆することにより、初期なじみのための摩耗がより生じやすくなる。よって、なじみ完了までの時間が短縮されるという効果を奏することができる。

また、樹脂コーティング層３はベース樹脂と固体潤滑剤からなり、ベース樹脂は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）と、ポリアミドイミドに対して２〜２０体積％のポリアミド（ＰＡ）からなり、固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、および、グラファイトのうち一種または二種以上からなり、合計で樹脂コーティング層３の全体に対して２０〜６０体積％に相当するものであることが好ましい。

このように、ポリアミドイミドに対してポリアミドを２〜２０体積％添加することにより、樹脂コーティング層３の伸び特性を適正化できる。固体潤滑剤を樹脂コーティング層３全体に対して２０〜６０体積％添加することにより、より低摩擦係数化が達成できるとともに、回転軸の回転時における温度上昇が抑えられるため、焼付現象の発生が抑制される。

図３は、すべり軸受１０のなじみ性を表す指標として、摩擦係数安定時間と最終摩擦係数を様々な条件の下で測定した試験の結果を表す表であり、本発明者らが行った試験の結果を表すものである。
本試験に用いたすべり軸受１０のサンプルは、次のように作製した。まず、裏金層１に対してアルミニウム合金製の軸受合金層２を圧接したものを半割形状に加工し、その半割形状のサンプルに対して各種粗さで内面仕上げを実施した。その後、スプレー法により各種膜厚にて樹脂コーティング層３となる樹脂を主成分とする層を形成した。さらに２００℃で約１時間の焼成を行って試験サンプルを得た。
このようにして、図３に示すように、樹脂コーティング層３の成分、膜厚、および下地粗さを種々設定した各種のサンプル（実施例１〜１３及び比較例１〜４）を作製した。

試験項目としては、摩擦係数の経時変化測定とした。試験の具体的な条件は以下の通りである。
試験時間：６時間
試験面圧：１０ＭＰａ
回転数：１３００ｒｐｍ
給油温度：常温
軸：Ｓ４５Ｃ焼入れ
潤滑：５Ｗ−３０
軸受サイズ：外径５６ｍｍ、幅１８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ

図３の表において、樹脂コーティング層３の平均膜厚ｔが１．０μｍ以上かつ５．０μｍ以下であり（１．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ）、かつ、平均膜厚ｔに対する突出山部高さＲｐｋの比が０．０６以上かつ５．０４以下である（０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４）例を、実施例１〜実施例１３として記載した。平均膜厚ｔが１．０μｍ以上の場合、軸受合金層２に均等な厚さの樹脂コーティング層３を形成させ易かった。一方、平均膜厚ｔ及び平均膜厚ｔに対する突出山部高さＲｐｋの比の少なくとも一方が上記の範囲外である例を比較例１〜比較例４として記載した。
また、なじみ完了までの時間の指標として、摩擦係数が安定するまでの時間（摩擦係数安定時間）を、及び、最終的な摩擦係数（最終摩擦係数）を、各実施例及び比較例について計測した。
また、図３の「膜厚の均一性」については、樹脂コーティング層３の上記膜厚の実測値Ｔが上述のｔ−２σ≦Ｔ≦ｔ＋２σなる範囲内に存在するものを「○」、範囲外であるものを「×」とした。

図３に示すように、実施例１〜１３においては、摩擦係数安定時間が相対的に短く（平均２．３時間）、また、最終摩擦係数についても相対的に低くなっている（平均０．０００３５）。対して、比較例においては、摩擦係数が安定しなかった例（比較例４）もあり、安定したとしても摩擦係数安定時間は相対的に長く（平均４．７時間）、最終摩擦係数も相対的に高くなっている（平均０．０００６３）。これらのことから、樹脂コーティング層３の平均膜厚ｔ及び平均膜厚ｔに対する突出山部高さＲｐｋの比を上記範囲内とする本発明の構成により、すべり軸受１０のなじみ性が向上するとともに摩擦係数が低下することが示された。

更に、実施例１〜１３のうち、実施例１〜５は、樹脂コーティング層３の平均膜厚ｔを２．０μｍ以上かつ４．５μｍ以下とし（２．０μｍ≦ｔ≦４．５μｍ）、かつ、樹脂コーティング層３の突出山部高さＲｐｋの平均膜厚ｔに対する比を、０．１以上かつ２．０以下としている（０．１≦Ｒｐｋ／ｔ≦２．０）。これらの実施例１〜５における平均の摩擦係数安定時間は１．２時間、最終摩擦係数の平均値は０．０００２８となっており、実施例１〜１３の平均の平均的な値よりも優れた数値が得られている。

また、樹脂コーティング層３の平均膜厚ｔ及び平均膜厚ｔに対する突出山部高さＲｐｋの比による影響が比較的近似していると考えられる実施例６〜１３について、他のパラメータによる影響についても考察を行った。例えば、軸受合金層２の内周面の凹凸形状と、樹脂コーティング層３の凹凸形状との近似性の指標である凸部ピッチの差が０．０５ｍｍ以下であり（｜Ｒｓｍａ−Ｒｓｍｒ｜≦０．０５ｍｍ）、かつ、軸受合金層２の内周面上の凸部と、近接する樹脂コーティング層３の凸部との軸方向における距離Δが軸受合金層２の凸部ピッチＲｓｍａの３分の１以下である（Δ≦Ｒｓｍａ／３）実施例６〜実施例１１は、そのような数値範囲から外れる実施例１２および実施例１３よりも平均的な摩擦係数安定時間は相対的に短く（実施例１２及び実施例１３の平均値が３．８時間であるのに対し、実施例６〜実施例１１の平均値が２．８時間）、平均的な最終摩擦係数は相対的に低い（実施例１２及び実施例１３の平均値が０．０００４０であるのに対し、実施例６〜実施例１１の平均値が０．０００３８）という結果になっている。
このように、本発明による上記各範囲内に各パラメータが収まるように軸受合金層２及び樹脂コーティング層３を形成することにより、なじみ時間の短縮が図られることが確認された。また、実施例１〜１３では、低摩擦係数化も図られたことが確認された。

更に、初期なじみにおける摩擦係数の経時的変化の概略を、実施例と比較例においてそれぞれ表したものが図４である。実施例における変化を実線Ｉにて表し、比較例における変化を実線ＩＩにて表す。ここにおける実施例とは、平均膜厚ｔ、突出山部高さＲｐｋと平均膜厚ｔの比Ｒｐｋ／ｔ、および軸受合金層２の内周面の凹凸形状と、樹脂コーティング層３の凹凸形状との近似性の条件の全てが本発明に規定する範囲内に入っているものとし、例えば、１．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ、０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４、ｔ−２σ≦Ｔ≦ｔ＋２σ、｜Ｒｓｍａ−Ｒｓｍｒ｜≦０．０５ｍｍ、かつ、Δ≦Ｒｓｍａ／３であるものとする。一方、比較例とは、それらの条件のうち「１．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ」及び「０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４」の少なくとも一方の条件を満たさないものであるとする。図４中の矢印ａで示すように、比較例と比べると、実施例においてはより早期になじみが完了していることがわかる。また、図４中の矢印ｂで示すように、比較例と比べると、実施例においてはなじみ完了後の最終的な摩擦係数が低減されていることがわかる。この図４からも、本発明によるなじみ性の向上と低摩擦係数の達成という、有利な効果が示されている。

なお、上記の実施形態においては、軸受合金層２をアルミニウム合金製としたが、これに代えて、ビッカース硬度３０以上の銅合金製あるいは錫合金製とすることも可能である。
樹脂コーティング層３に対して、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸バリウム、リン酸リチウム、第三リン酸リチウム、第三リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸水素マグネシウム、ピロリン酸リチウム、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、メタリン酸リチウム、メタリン酸カルシウム、メタリン酸マグネシウム、炭酸リチウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化チタン、酸化鉄（III）、フッ化カーボン、超高分子ポリエチレン、セリサイト、硫化第二錫等の粒子を添加しても良い。
樹脂コーティング層３形成の前処理として、軸受合金層２に対してショットブラストによる粗面化処理あるいは、アルカリなどによる表面改質処理、化学エッチングによる超微細凹凸処理、化成処理、プライマー処理、コロナ放電処理等を実施しても良い。
樹脂コーティング層３はスプレーコートに限らず、ロールコートにより形成しても良い。
すべり軸受１０の内周面に周方向又は軸方向に伸びる油溝を形成する場合、当該油溝内にも樹脂コーティング層を形成しても良い。

本発明は、前記各局面および前記実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１…裏金層
２…軸受合金部（金属層）
３…樹脂コーティング層
１０…すべり軸受

Claims (5)

1. 円筒形状の少なくとも一部分に沿う形状の内周面を有する金属層と、
   前記金属層の内周面上に形成された樹脂コーティング層と、を有する内燃機関用すべり軸受であって、
   前記金属層の内周面には、前記円筒形状の略円周方向に沿う環状又は螺旋状の溝が形成されることにより、前記円筒形状の軸方向に隣接し前記略円周方向に伸びる凸部が形成され、
   前記樹脂コーティング層は、前記溝及び前記凸部の形状に倣う形状に形成され、
   前記凸部の頂上以外の部分における前記樹脂コーティング層の平均膜厚をｔとし、該樹脂コーティング層の突出山部高さをＲｐｋとした場合、ｔおよびＲｐｋは、
   １．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ、
   ０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４
   という関係を満たし、
   前記凸部の頂上以外の部分における前記樹脂コーティング層の膜厚の標準偏差をσとし、該膜厚の実測値をＴとした場合、Ｔ、ｔおよびσは、
   ｔ−２σ≦Ｔ≦ｔ＋２σ
   という関係を満たし、
   前記金属層の内周面上の隣接する凸部の間の平均長さをＲｓｍａとし、該金属層の凸部に相当する前記樹脂コーティング層の隣接する凸部の間の平均長さをＲｓｍｒとした場合、ＲｓｍａおよびＲｓｍｒは、
   ｜Ｒｓｍａ−Ｒｓｍｒ｜≦０．０５ｍｍ
   という関係を満たし、かつ、
   前記金属層の内周面上の凸部と、それに最も近接する前記樹脂コーティング層の凸部との前記軸方向における距離をΔとすると、ＲｓｍａとΔとは、
   Δ≦Ｒｓｍａ／３
   という関係を満たす、ことを特徴とする内燃機関用すべり軸受。
2. 前記樹脂コーティング層のスクラッチ強度は、５００ＭＰａから２０００ＭＰａの範囲内である、ことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
3. 円筒形状の少なくとも一部分に沿う形状の内周面を有する金属層と、
   前記金属層の内周面上に形成された樹脂コーティング層と、を有する内燃機関用すべり軸受であって、
   前記金属層の内周面には、前記円筒形状の略円周方向に沿う環状又は螺旋状の溝が形成されることにより、前記円筒形状の軸方向に隣接し前記略円周方向に伸びる凸部が形成され、
   前記樹脂コーティング層は、前記溝及び前記凸部の形状に倣う形状に形成され、
   前記凸部の頂上以外の部分における前記樹脂コーティング層の平均膜厚をｔとし、該樹脂コーティング層の突出山部高さをＲｐｋとした場合、ｔおよびＲｐｋは、
   １．０μｍ≦ｔ≦５．０μｍ、
   ０．０６≦Ｒｐｋ／ｔ≦５．０４
   という関係を満たし、
   前記樹脂コーティング層のスクラッチ強度は、５００ＭＰａから２０００ＭＰａの範囲内である、ことを特徴とする内燃機関用すべり軸受。
4. 前記樹脂コーティング層の平均膜厚ｔおよび突出山部高さＲｐｋは、
   ２．０μｍ≦ｔ≦４．５μｍ、
   ０．１≦Ｒｐｋ／ｔ≦２．０
   という関係を満たす、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のすべり軸受。
5. 前記樹脂コーティング層はベース樹脂と固体潤滑剤からなり、
   前記ベース樹脂は、ポリアミドイミドと、該ポリアミドイミドに対して２〜２０体積％のポリアミドからなり、
   前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、および、グラファイトのうち一種または二種以上からなり、合計で前記樹脂コーティング層の全体に対して２０〜６０体積％に相当する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のすべり軸受。

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