JP6326426B2 - 滑り軸受複合材料 - Google Patents

Description

本発明は、滑り軸受複合材料、そのような材料からなる軸受胴及び二つのそのような軸受胴からなる滑り軸受に関し、これは、主に乗り物の内部モーターの用途、主としてコンロッドベアリング、クランクシャフト・メイン・ベアリング及びスモール・エンド・ブッシュに使用される。さらなる用途は、カムシャフト、バランスシャフトの軸受並びにギア中の軸受である。

既知の複合材料は、支持層として鋼製バッキング、少なくとも一つの軸受メタル層、及びその軸受メタル層が十分な滑り特性を有さない場合に、その層に施用されたコート層又はトップ層を有する。より低い荷重の滑り軸受は、一般に、鋼製の層及びアルミニウムベースの軸受メタル層を有する複合材料から製造される一方、より高い荷重のための滑り軸受は、鋼−青銅又は鋼−真鍮からなる複合材料から、すなわち、銅ベースの軸受メタル層でもって製造される。というのも、それら銅−青銅又は鋼−真鍮からなる複合材料がアルミニウムベースの軸受メタルよりも高い疲労強度を有するからである。

鋼−青銅複合材料又は鋼−真鍮複合材料からなる滑り軸受複合材料は、軸受メタルを鋼テープ上に鋳造又は焼結することによって製造される。めっきによる製造もまた知られている。この場合、最初に、真鍮−青銅テープ又は真鍮テープが製造され、そしてその後、場合によって、成形工程及び熱処理工程後に、その鋼テープ上に接合、通常、圧延接合される。

鉛を含有する材料は、例えば、ドイツ国特許第３９ ３８ ２３４ Ｃ２号（特許文献１）から知られている。その中に記載されている層複合材料は、支持層上の又は支持層上に施用された中間層上に鋳造されたアルミニウム−鉛分散合金を選択的に有する。その中間層は、それ自体が、鉛含有量の高い銅−鉛−スズ−鋳造合金、銅−アルミニウム−合金、アルミニウム−スズ−合金、アルミニウム−ニッケル−合金又はアルミニウム−亜鉛−合金であることができる。

毒物学的な理由から、鉛の使用は法律によって禁止されており、現在では、鉛不含の青銅合金又は真鍮合金がもっぱら用いられている。このことが原因で、材料の機械加工性は、鉛を含有する青銅合金又は真鍮合金と比べて劣っている。固体潤滑剤としての鉛を排除することによって、軸受メタルが一層摩耗し易くなり、上述の滑り層が消耗した場合に、このことは、軸受の緊急稼働特性を低下させる。それ故に、この軸受メタルは、追加の滑り層を有さない、滑り軸受表面及び対抗走行面（Ｇｅｇｅｎｌａｅｕｆｅｒ）の間における比較的遅い運動、例えば、スモール・エンド・ブッシュでしかない。高い滑り速度においては、滑り層が必要とされる。典型的に、５〜２０μｍの厚さを有する滑り層は非常に薄いため、対抗走行面と直接接触する場合には急速に摩耗し、そしてその上、汚染粒子が埋没することに由来するわずかな制限がもたらされる。そのために、そのような滑り軸受の場合、滑りスロットの十分な潤滑性を常に考慮すべきである。それ故、混ざり合った摩擦条件は回避すべきである。

鉛不含の青銅複合材料又は真鍮複合材料は、例えば、ドイツ国特許出願第１０ ２００５ ０２３ ３０８ Ａ１号（特許文献２）、ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２４ Ｂ４号（特許文献３）、ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２５ Ｂ４号（特許文献４）、ドイツ国特許出願公開第１０ ２００９ ００２ ４４２ Ａ１号（特許文献５）、ドイツ国特許出願公開第１０１ ４４ １２６ Ａ１号（特許文献６）及びドイツ国特許出願公開第１０ ２０１１ ０１２ ０８６ Ａ１号（特許文献７）の開示から知られている。

他方で、良好な汚染粒子の埋没耐性のアルミニウムをベースとする軸受メタルが提供されている。アルミニウム−軸受メタルの緊急駆動特性もまた、とりわけ、より高いスズ割合を有する場合に良好である。それ故に、これらの材料は、滑り層と一緒にあるいは滑り層なしで使用できる。アルミニウをベースとする材料は、大抵、中まで同じ材質の（Ｍａｓｓｉｖ）アルミニウムテープとして鋳造され、そして、場合によっては、上流の変形工程及び熱処理工程により、プレート化、大抵、圧延によって、鋼テープと接合される。

アルミニウム又はアルミニウム合金からなる軸受メタル層を有する複合材料からなる滑り軸受は、例えば、ドイツ国特許出願公開第１０ ２００５ ０２３ ５４１ Ａ１号（特許文献８）、ドイツ国特許出願公開第１０２ ４６ ８４８ Ａ１号（特許文献９）及びドイツ国特許出願公開第１０３ ４３ ６１８ Ａ１号（特許文献１０）の開示から知られている。それらのうちの最初の二つの文献において、アルミニウム−スズ−合金が開示されており、それらの摩耗耐性及び疲労強度は、Ｓｉ及びその他の合金構成成分、例えば、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｖ又はＣｒによって改善される。最後の文献は、軸受メタルとしてアルミニウム−亜鉛−合金を対象としている。

上塗り又はトップ層とも呼ばれる滑り層は、とりわけ、ポリマーであり、例えば、塗料として施用される（ドイツ国特許出願公開第１０ ２００８ ０５５ １９４ Ａ１号（特許文献１１）又は欧州特許出願公開第１ ５２２ ７５０ Ａ１号（特許文献１２）を参照）か、又は化学的又は電気化学的（ガルヴァーニ）又はＰＶＤ法、特に、スパッタリング法を用いて施用される薄いメタル層が重要である（ドイツ国特許出願公開第１９９ ６３ ３８５ Ａ１号（特許文献１３）、英国特許出願公開第２ ４００ ４２０ Ａ号（特許文献１４）、ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２４ Ｂ４号（特許文献１５）又はドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２５ Ｂ４号（特許文献１６）を参照）。金属の滑り層として、多くの様々な材料組成物が知られている。例えば、スズ−銅ベース又はビスマスベース又はＡｌＳｎ２Ｏベースを示すことができる。

滑り軸受の製造において、一般に、上述のコーティングは完全に加工された滑り軸受に対して施用される。滑り層の施用は一般に製造費用を増大させ、ガルヴァーニの堆積法、又はＰＶＤ法を用いて堆積させた層の場合には、なお一層費用が増大する。多くの場合、それに加えて、軸受メタル層と滑り層との間に、拡散バリアとしての中間層又は遮断層が設けられ、それらは同様に、大抵、ガルヴァーニにより堆積させなければならず、そしてその製造プロセスも更に費用を増大させる。

ドイツ国特許第３９ ３８ ２３４ Ｃ２号 ドイツ国特許出願第１０ ２００５ ０２３ ３０８ Ａ１号 ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２４ Ｂ４号 ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２５ Ｂ４号 ドイツ国特許出願公開第１０ ２００９ ００２ ４４２ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１０１ ４４ １２６ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１０ ２０１１ ０１２ ０８６ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１０ ２００５ ０２３ ５４１ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１０２ ４６ ８４８ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１０３ ４３ ６１８ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１０ ２００８ ０５５ １９４ Ａ１号 欧州特許出願公開第１ ５２２ ７５０ Ａ１号 ドイツ国特許出願公開第１９９ ６３ ３８５ Ａ１号 英国特許出願公開第２ ４００ ４２０ Ａ号 ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２４ Ｂ４号 ドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２５ Ｂ４号 国際公開第２００５／０６６５１２ Ａ１号 欧州特許第１ ７６４ ５２２ Ｂ１号

本発明の課題は、滑り軸受複合材料、軸受胴及び滑り軸受けを提供することであり、該材料は、両方の軸受メタルの上述の欠点を有さないか、又はより小さい範囲でしか有さなく、特に、鋼−アルミニウム複合材料よりも高い荷重能を有し、かつ、鉛不含の鋼−青銅複合材料又は鋼−真鍮複合材料よりも小さい浸食傾向、高い埋没耐性及び改善された加工性を有する。さらに、この滑り軸受複合材料は、滑り軸受を製造する費用が経済的に許容可能でなければならない。

上記の課題は、鋼からなる支持層、該支持層上に施用された、銅又は銅合金からなる軸受メタル層及び該軸受メタル層上に施用された、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる機能層を含み、その際、該機能層が、圧延によって該軸受メタル層上に施用され、そして、該機能層のアルミニウム合金がスズを含有するが、不可避的不純物以外の鉛を含まない、滑り軸受複合材料によって解決される。

アルミニウム及び、とりわけ高められたスズ割合を有するアルミニウム合金は、銅又は鉛不含の銅合金と比較して、低減された浸食傾向を有する。それ故に、その機能層のアルミニウム合金は、スズを含有するが、不可避的不純物以外の鉛を含まない。

鋼製の支持層、銅ベースの軸受合金層、及びその上に施用された、アルミニウムベースの滑り層を有する滑り軸受材料は、例えば、ドイツ国特許出願公開第４３ ２８ ９２１ Ａ１号（特許文献１６）、国際公開第２００５／０６６５１２ Ａ１号（特許文献１７）、欧州特許第１ ７６４ ５２２ Ｂ１号（特許文献１８）又は上記で引用したドイツ国特許第１０ ２００５ ０６３ ３２４ Ｂ４号（特許文献３）の文献から知られている。しかしながら、これらの場合には、滑り層は拡散層であり、これは、施用方法により数μｍの厚さしか得られない。

とりわけ、機能層のアルミニウム合金中にスズの含有量が十分である場合、該層は滑り面としての機能ももたらす。しかしながらそれと同時にこの機能層は、銅又は銅合金からなる軸受メタルばかりでなく、既知の滑り層と比較しても、そのより大きな厚さに起因して、改善された埋没性をも有する。

さらに、上記の課題は、前述の種類の滑り軸受複合材料からなる軸受胴を使用することによって解決される。

機能層は、製造された軸受胴において、好ましくは、５〜５００μｍの層の厚さを有し、その際、該層の厚さは、特定の用途に応じて、この範囲内で変更可能である。

例えば、非常に高い疲労強度を必要とする、例えば、最新のディーゼルエンジンにおけるコンロッドベアリングに用いられるような用途の場合、軸受胴における機能層はできる限り薄く、好ましくは５〜５０μｍに設計される。

滑り軸受複合材料において、機能層は、好ましくは最初から大きな厚さを有する。というのも、典型的な１００〜２００μｍの過度の大きさを考慮しなければならないからであり、これは、機械加工プロセス、例えば、いわゆるドリル穿孔又はブローチングを用いて、相当する厚さのプレートから変形させた軸受胴の内側表面をプロフィル化しなければならない場合に必要であるからである。その場合、軸受胴の壁厚の変化は、しばしば、周囲方向において意図的に起こされ、その際、軸受胴の外側周囲に対し、プロフィル化の穿孔が偏心的に行われる。切削加工の際に、内側の軸受メタル層だけが除去されるため、その厚さ分が変化する。仕上げられた穿孔澄みの軸受胴における機能層の厚さに関する情報によれば、この場合、常に主要な荷重範囲に関係する。軸受の穿孔の偏心性に依存して、切削加工後の機能層の厚さは、主要な荷重範囲内において、より小さい偏心性の場合には特に好ましくは５〜３０μｍであり、あるいは、より大きい偏心性の場合でも２０〜５０μｍである。

材料のアルミニウム又はアルミニウム合金内だけにおける切削加工は、銅又は銅合金からなる軸受メタル層は切削するのが大抵より困難であるため、手つかずのままであるという利点を有する。好ましくは、追加的な軟質の相、例えば、スズも含有し得るアルミニウム又はアルミニウム合金は、一方でより簡単に切削可能であって、不良品の生成を低減でき、また、他方では、穿孔の確度を高めることができる。さらに、穿孔に使用される道具の使用寿命も高められる。

特に高い適合性及び／又は埋没性が要求される場合、例えば、最新のガソリンエンジンの主要な軸受のような場合、製造された軸受胴における機能層は、好ましくはより厚く設計される。この場合、好ましくは、厚さの範囲は５０〜５００μｍであり、特に好ましくは１５０〜３５０μｍである。この場合また、アルミニウムをベースとする機能層を厚くする必要がないことに留意すべきである。というのも、そうしなければアルミニウムベースの軸受材料の疲労強度が不十分であり、その下に存在する、銅ベースの軸受メタル層に起因して、いずれの場合においても、より小さい荷重の軸受のための５００μｍ又は３５０μｍの上限値の下回ってしか効果的に補償することができなかったからである。これらの前提条件の下で、鋼からなる支持層並びに軸受メタル層は、滑り軸受の駆動中に生じる力及びトルクを吸収するため、本発明の滑り軸受複合材料からなる滑り軸受の荷重能は、公知の青銅軸受又は真鍮軸受に劣らない。この場合もまた、プロフィル化穿孔に関する上記の考慮及びそのために必要な過度の要求が適用されるため、軸受胴を引き続きその後の切削により加工すべき場合には、本発明の滑り軸受複合材料は、約１００〜２００μｍの厚さの層の厚さにあることを前提とする。

有利な実施形態において、機能層のアルミニウム合金は、不可避的不純物以外に、次を含む：
５〜２５重量％のスズ、好ましくは１０〜２０重量％のスズ、
１．５〜３．０重量％のケイ素、
０．２〜２．０重量％の銅、好ましくは０．４〜１．５重量％の銅、
０．２〜１．５重量％のマンガン、好ましくは０．３〜１．０重量％のマンガン、
合計で、最大０．４重量％、かつ、それぞれが最大０．２重量％の、バナジウム、クロム、ジルコニウム及びチタンの群からの少なくとも一種の元素、及び
残部としてアルミニウム。

合金の選択によって、それぞれの用途に応じて滑り軸受複合材料を調整できる。例えば、高められたＳｉ含有量によって、摩耗耐性を高めることができる。

有利な一つの実施形態において、軸受メタル層は、不可避的不純物以外に鉛を含まない銅合金層として製造される。その軸受メタル層は加工する必要がないため、鉛を使用することによる問題は回避され、その結果、本発明の滑り軸受複合材料は毒物学的に問題がない。鉛を含有する青銅又は鉛を含有する真鍮合金と比較して劣った切削性は、本発明の滑り軸受複合材料の場合、全く不利ではない。本発明のさらなる利点は、二つの軸受メタル層の配置によって、適合性の空隙が高まることである。

本発明のさらなる利点は、圧延によって機能層が軸受メタル層上に施用できるということに基づく。

本発明の滑り軸受複合材料により、そのような接合法が使用でき、及びしたがってそれにより、既に形成された個々の滑り軸受のための高価なコーティング法を用いずに、連続してテープを製造できる。それにより、本発明の滑り軸受複合材料から滑り軸受を製造することが簡単になり、しかも費用の面で有効となる。

支持層及び軸受メタル層が、二層型複合材を形成する場合、該軸受メタル層はその支持層上に鋳造されるか、焼結されるか、又はめっきされる。

これにより、製造プロセスを改善することができる。その二層型複合材は、機能層をその上に施用する前に、テープとして事前に製造できる。

好ましくは、軸受メタル層は、５０〜５９５μｍの層の厚さを有する。その際、その軸受メタルの層の厚さは、機能層の層の厚さと関連して考慮すべきである。合計で、二つの軸受メタル層は、好ましくは、２００〜６００μｍ、特に好ましくは３００〜５００μｍの軸受メタルの合計の厚さを有するべきである。というのも、その二つの軸受メタル層の層の厚さがより大きい場合には、疲労強度がより小さくなる可能性があり、そして、該層の厚さがより小さい場合には、埋没性が不利に影響されるからである。

いくつかの場合に、機能層上にさらなるコーティングを設けることが有利である。このコーティング又は走行層により、とりわけ、本発明の滑り軸受複合材料からなる滑り軸受の摩耗耐性及び滑り特性がさらに強化されるため、このコーティングが設けられた滑り軸受は、例えば、好ましくは高い滑り速度を伴う用途における利点をもたらすが、上述の多くの用途ではそのような利点は不要である。追加的なコーティングを有する滑り軸受は、しばしば混合摩擦が存在する場合、例えば、ストップ−スタート条件の場合に軸受材料の摩耗耐性に高い要求があるような場合の用途に適している。

好ましくは、コーティングはポリマー−潤滑塗料である。潤滑塗料としては、表面の滑り性を改善するためのフィラーを含む、液状又は粉末状のコーティング料が考慮され、これは、機能層の上に設けられ、そして、化学的又は物理的な過程、例えば、溶媒の蒸発又はＵＶ照射を用いる硬化の過程によって、連続した薄いフィルムに形成される。ポリマーとしては、好ましくはＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＢＩ（ポリベンズイミダゾール）及び／又はシリコーン樹脂が使用される。ポリマー−潤滑塗料からなるコーティングは、高い耐熱性及び溶媒耐性によって特徴付けられる。摩耗を低減するために、合成樹脂マトリックスに、典型的なフィラー、例えば、酸化鉄、又は、二硫化モリブデン、グラファイト、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）などの固体潤滑剤のようなフィラーが添加される。摩耗耐性を高めるために、炭化物、酸化物及び／又は窒化物のような硬質粒子も使用できる。

滑り層は、既知の方法で化学的又は電気化学的に機能層上へ施用でき、それによって、滑り特性を合目的的に調節する。ほぼ金属のコーティングは、慣習的に、アルミニウム−スズ、ビスマス又はスズ−銅−組成物をベースとする。しかしながら、コーティングは、とりわけ、リン酸塩化することもできる。

好ましくは、機能層は粗面化される。これにより、その機能層とコーティングとの間の粘着性が改善される。その粗面化は、機能層をサンドブラスト又はサンディングによって提供できる。

さらに、本発明は、上述の実施形態の一つによる滑り軸受複合材料の、ジャーナル軸受の滑り軸受胴を製造するための使用に関する。これによってもたらされる効果及び利点は、上述の滑り軸受複合材料について述べたものと同じである。

軸受胴は、周知のように、半円形状のプロフィルを有する。本発明の形態の一つによる滑り軸受複合材料からなる二つの軸受胴は、ジャーナル軸受に組み込む際に組み立てられ、これは、反転ローターを完全に包含する。その場合、滑り軸受の第一の軸受胴の軸受メタル層は、好ましくは１５０μｍ〜５９５μｍの層の厚さを有し、そして第一の軸受胴の機能層は、５μｍ〜５０μｍの層の厚さを有する。さらに、滑り軸受の第二の軸受胴の軸受メタル層は、５０μｍ〜５５０μｍの層の厚さを有し、そして、第二の軸受胴の機能層は５０μｍ〜５００μｍの層の厚さを有し、その際、軸受メタルの合計の厚さ、すなわち、第一の軸受胴の機能層及び軸受メタル層の厚さの合計、及び第二の軸受胴の軸受メタルの合計の厚さは、本質的に同じであり、そして好ましくは、６００μｍ以下、特に好ましくは５００μｍ以下、そして就中、３００μｍ〜５００μｍである。

適用技術の観点において、内燃エンジンのクランクシャフトと組み合わせられる全ての軸受は、高い荷重の軸受面及び低い荷重の軸受面を有する。例えば、コンロッドベアリング又はクランクシャフトに当てはまる。本発明の滑り軸受の実施形態は、そのような軸受位置の範囲内で、高い荷重の軸受胴がアルミニウム又アーアルミニウム合金からなる、薄い機能層を有する一方、同じジャーナル軸受のより小さい荷重の対抗する胴が、より厚い機能層を有するように二つの異なる軸受胴を組み合わせるのを可能にする。基本的に、アルミニウムをベースとするより薄い機能層は、高い疲労強度が要求される箇所に有利に配置され、一方で、アルミニウムをベースとするより厚い機能層は、より良好な埋没挙動を有し、それにより、ジャーナル軸受全体の汚染感受性が低減される。軸受の対抗面は、第一の軸受胴及び第二の軸受胴の軸受メタルの合計の厚さは本質的に同じであることを要求する。その場合、プロフィル化によって、周囲長さにわたる壁厚のプロフィルが、典型的に、１０μｍ〜２０μｍで変化するのを確実にすることができる。本発明の意味において、この変化の範囲内の軸受メタルの全体の厚さは本質的に同じである。

以下、好ましい実施形態に基づいて、添付する図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明の滑り軸受複合材料の第一の実施形態である。 図２は、本発明の滑り軸受複合材料の第二の実施形態である。 図３は、本発明の滑り軸受の実施形態である。

図１に示される、本発明の第一の実施形態による滑り軸受複合材料１０_１は、支持層１２、該層の上に施用された、銅をベースとする軸受メタル層１４、並びに該軸受メタル層１４の上に施用されたアルミニウムをベースとする機能層１６を含む。該滑り軸受複合材料１０_１から、図示されていない滑り軸受胴が、滑り軸受の部材として製造される。支持層１２及び軸受メタル層１４は、二層型複合材１８が形成され、これは、例えば、軸受メタル層を鋳造、焼結又はめっきすることによって製造される。その後、該二層型系複合材１８は、例えば、機能層を接合するためのめっきステーションに供給される。機能層１６は、好ましくは圧延コーティングにより軸受メタル層１４の上に施用される。

機能層１６は、その自由表面に、本発明の滑り軸受複合材料１０から製造された滑り面１９が形成される。例えば、その複合材料から、変形（曲げ加工又は圧延）により、ジャーナル軸受（ブッシュ又は軸受胴）を、又は打ち抜きにより、スラスト座金を製造できる。支持層１２は、例示的に、鍛鋼Ｃ２２から製造され、軸受メタル層１４は、ＣｕＮｉ２Ｓｉ型の銅合金から製造され、そして、機能層１６は、ＡｌＳｎ２Ｏ型のアルミニウム合金から製造される。

支持層１２は、層の厚さｈ_１を有し、軸受メタル層１４は、ｈ_２の層の厚さを有し、そして機能層１６は層の厚さｈ_３を有する。残部の層構造物とは独立して、支持層１２に鋼テープが使用され、その層の厚さｈ_１は、製造される複合材料において９００〜１３００μｍである。軸受メタル層１４の層の厚さｈ_２及び機能層１６の層の厚さｈ_３は、軸受胴の応力に依存する。好ましい範囲の説明は、図面の説明の最後にある。図１に示す例は層構造物であり、とりわけ、完成した軸受要素の改善された適応性及び埋設性について設計されている。

図２には、本発明の第二の実施形態の滑り軸受複合材料２０が示されている。支持層２２、銅ベースの軸受メタル層２４及びアルミニウムベースの機能層２６の順は、第一の実施形態のものに対応する。しかしながらこの場合、厚さの比は異なる。第一の実施形態の場合と比較して、支持層は同じ鋼テープから製造され、そして同じ厚さを有する一方で、軸受メタル層２４は、はるかに大きい層の厚さｈ_２を有し、かつ、機能層２６ははるかに小さい層の厚さｈ_３を有する。この層構造物は、とりわけ、製造された軸受要素の改善された荷重耐性及び疲労強度のために設計されている。

さらに、機能層２６上には、コーティング層又は走行層２８が施用されており、この示された例ではポリマー潤滑塗料であり、これは、本発明の滑り軸受複合材料２０から製造された軸受要素の滑り表面３０を形成する。このポリマー潤滑塗料の機能層２６上への粘着性を改善するために、その潤滑塗料を施用する前に、該機能層を粗面化する。そのポリマー潤滑塗料は、好ましくはＰＡＩ（ポリアミドイミド）を有し、そして、図示されていないフィラーを含む。そのポリマー潤滑塗料は、層の厚さｈ_４を有し、これは好ましくは５〜２０μｍである。

図３では、本発明のジャーナル軸受１００が示されており、これは、第一の半円形の滑り軸受胴１１０及び第二の半円形の滑り軸受胴１２０が、既知の方法で組み立てられている。それらの滑り軸受胴１１０と１２０との間には、いわゆる分離スリット１０２が認められる。その第一の滑り軸受胴１１０は、例えば、コンロッドベアリングの下部の軸受胴を形成し、そして第二の滑り軸受胴１２０は、その上部の軸受胴を形成している。

その第一の滑り軸受胴１１０は、鋼からなる支持層１１２、層の厚さｈ_２１を有する、いく分薄い銅ベースの軸受メタル層１１４、及び層の厚さｈ_３１を有する、いく分厚いアルミニウムベースの機能層１１６を有する、おおむね第一の実施形態による滑り軸受複合材料１０の層構造物を有する。それゆえ、その第一、又は下部の滑り軸受胴は、事実、より小さい荷重ではあるが、より改善された埋め込み挙動のために設計されている。

第二の滑り軸受胴１２０は、鋼からなる支持層１２２、厚さｈ_２２を有する銅ベースのより厚い軸受メタル層１２４、及び厚さｈ_３２を有するアルミニウムベースのより薄い機能層１２６を有し、該機能層上には走行層１３０が施用されている、おおむね第二の実施形態による滑り軸受複合材料２０の層構造物を有する。それ故に、その第二の、又は上部の滑り軸受胴は、より高い荷重のために設計されており、これは、走行層の施用によってより一層好ましいものとなる。

全体として、そのようなジャーナル軸受のための軸受胴における層の厚さの比は、好ましくは、以下の限界範囲内で動かされる（数値は全てμｍで与えられ、典型的に軸受胴の頂点の範囲内に存在する個々の主要な荷重の範囲に対するプロフィル化に基づいて、変化する壁厚に関係している）。

ａ）より大きい荷重の軸受胴
９００≦ｈ_１１≦１３００；好ましくは１０００≦ｈ_１１≦１２００
２００≦ｈ_２１＋ｈ_３１≦６００；好ましくは３００≦ｈ_２１＋ｈ_３１≦５００
５≦ｈ_３１≦５０；
１５０≦ｈ_２１≦５９５；好ましくは２５０≦ｈ_２１≦４９５
任意に、５≦ｈ_４１≦２０

ここで、ｈ_１１＝支持層の層の厚さ、ｈ_２１＝軸受メタル層の層の厚さ、ｈ_３１＝機能層の層の厚さ及びｈ_４１＝任意の走行層の層の厚さである。

ｂ）より小さい荷重の軸受胴
９００≦ｈ_１２≦１３００；好ましくは１０００≦ｈ_１２≦１２００
２００≦ｈ_２２＋ｈ_３２≦６００；好ましくは３００≦ｈ_２２＋ｈ_３２≦５００
５０≦ｈ_３２≦５００；好ましくは１５０≦ｈ_３２≦３５０
５０≦ｈ_２２≦５５０；好ましくは１００≦ｈ_２２≦３５０

ここで、ｈ_１２＝支持層の層の厚さ、ｈ_２２＝軸受メタル層の層の厚さ及びｈ_３２＝機能層の層の厚さである。

本発明のジャーナル軸受の一つの実施形態は、以下の層の厚さ及び許容誤差を有する（これもμｍで示す）。

ａ）より大きい荷重の軸受胴
ｈ_１１＝１１００±５０
ｈ_２１＋ｈ_３１＝４００±５０
５≦ｈ_３１≦５０

ｂ）より小さい荷重の軸受胴
ｈ_１２＝１１００±５０
ｈ_２２＋ｈ_３２＝４００±５０
１５０≦ｈ_３２≦３００

軸受メタル層の厚さ及び機能層の厚さの合計（ｈ_２ｎ＋ｈ_３ｎ）の平均値が４００μｍである場合、ｈ_２１及びｈ_２２それぞれの値範囲は等差級数的である。

図３及び上述から、上部及び下部の滑り軸受胴の支持層の厚さも、機能層及び軸受メタル層の軸受メタルの合計の厚さも、同様に選択することが好ましいことがわかる。このことは、製造の利点に結びつくことは明らかである。第一に、何らかの超過を見越して、両方の軸受胴の中間製品としてテープを同じ厚さに製造できる。そのテープから生じたプレートを変形させるための変形自動機械は、それが同じ厚さであるため変更する必要がない。最後に、軸受胴をプロフィル化し、そして最終的な寸法形状にする加工装置もまた、変更する必要がない。すなわち、中間製品（変形させた軸受胴）も、最終製品（プロフィル化した軸受胴）のいずれも、同じ全体の厚さを有する。このように、様々な要求のエンジンにおける構成部材に応じて、滑り軸受胴を個々に適合させることができ、そして加工費用を著しく高めることなく、一対に組み立てることができる。

１０ 滑り軸受複合材料
１２ 支持層
１４ 軸受メタル層
１６ 機能層
１８ 二層型複合材
１９ 滑り面
２０ 滑り軸受複合材料
２２ 支持層
２４ 軸受メタル層
２６ 機能層
２８ コーティング／受容層
３０ 滑り層
１００ ジャーナル軸受
１０２ 分離継ぎ目
１１０ 第一の軸受胴
１１２ 支持層
１１４ 軸受メタル層
１１６ 機能層
１１９ 滑り面
１２０ 第二の軸受胴
１２２ 支持層
１２４ 軸受メタル層
１２６ 機能層
１２８ コーティング／受容層
１３０ 滑り面
ｈ_１ 支持層の層の厚さ
ｈ_２、ｈ_２１、ｈ_２２ 軸受メタル層の層の厚さ
ｈ_３、ｈ_３１、ｈ_３２ 機能層の層の厚さ
ｈ_４ コーティングの層の厚さ

Claims (12)

1. 鋼からなる支持層（１２）、
   該支持層（１２）上に施用された、銅又は銅合金からなる軸受メタル層（１４）、及び 該軸受メタル層（１４）上に施用された、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる機能層（１６）、
   を含む、滑り軸受複合材料であって、
   該機能層（１６）が、圧延によって該軸受メタル層（１４）上に施用され、そして該機能層のアルミニウム合金が、スズを含有しているが、不可避的不純物以外の鉛を含まず、そして、該軸受メタル層（１４）が、５０〜５９５μｍの層の厚さ（ｈ_２）を有することを特徴とする、上記の滑り軸受複合材料。
2. 前記機能層のアルミニウム合金が、不純物以外に、
   ５〜２５重量％のスズ、好ましくは１０〜２０重量％のスズ、
   １．５〜３．０重量％のケイ素、
   ０．２〜２．０重量％の銅、
   ０．２〜１．５重量％のマンガン、
   合計で、最大０．４重量％、かつ、それぞれが最大０．２重量％の、バナジウム、クロム、ジルコニウム及びチタンの群からの少なくとも一種の元素、及び
   残部としてアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の滑り軸受複合材料。
3. 前記軸受メタル層（１４）が、鉛不含の青銅層又は真鍮層として製造されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の滑り軸受複合材料。
4. 前記支持層（１２）及び前記軸受メタル層（１４）が、二層型複合材（１８）を形成し、その際、該軸受メタル層（１４）が、該支持層（１２）上に鋳造、焼結又はめっきされていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の滑り軸受複合材料。
5. 前記機能層（１６）上にコーティング（２０）が施用されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の滑り軸受複合材料。
6. 前記コーティング（２０）が、ポリマー−潤滑塗料（２２）であることを特徴とする、請求項５に記載の滑り軸受複合材料。
7. 前記コーティング（２０）が、化学的に、噴霧塗工により、又は電気化学的に、前記機能層（１６）上に施用されることを特徴とする、請求項５に記載の滑り軸受複合材料。
8. 前記機能層（１６）が、粗面化されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一つに記載の滑り軸受複合材料。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の滑り軸受複合材料からなる軸受胴。
10. 前記機能層（１６）が、５μｍ〜５００μｍの層の厚さ（ｈ_３）を有することを特徴とする、請求項９に記載の軸受胴。
11. 前記軸受メタル層（１４）及び機能層（１６）が、合計で２００〜６００μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項９又は１０に記載の軸受胴。
12. 請求項９〜１１のいずれか一つに記載の第一の軸受胴及び第二の軸受胴を有する、ラジアル軸受として組み立てられた滑り軸受であって、
    該第一の軸受胴の軸受メタル層（１４）が、１５０μｍ〜５９５μｍの層の厚さ（ｈ_２１）を有し、かつ、該第一の軸受胴の機能層（１６）が、５μｍ〜５０μｍの層の厚さ（ｈ_３１）を有し、そして、
    第二の軸受胴の軸受メタル層（１４）が、５０μｍ〜５５０μｍの層の厚さ（ｈ_２２）を有し、かつ、第二の軸受胴の機能層（１６）が、５０μｍ〜５００μｍの層の厚さ（ｈ_３２）を有し、
    その際、該第一の軸受胴の軸受メタル層及び機能層の合計の厚さと、該第二の軸受胴の軸受メタル層及び機能層の合計の厚さとが本質的に同じであることを特徴とする、上記の滑り軸受。

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