JP6911996B2

JP6911996B2 - 軸受部材

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Publication number: JP6911996B2
Application number: JP2020505562A
Authority: JP
Inventors: 勇人平山; 武道山下; 樋口　毅; 毅樋口; 馬渕　豊; 豊馬渕
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2021-08-04
Anticipated expiration: 2038-03-12
Also published as: EP3767119A4; JPWO2019175924A1; US20210010537A1; CN111919041B; WO2019175924A1; US11193537B2; EP3767119B1; EP3767119A1; CN111919041A

Description

本発明は、リンク機構などの各種機構の構成要素として用いられる軸受部材の改良に関するものである。

一般に、軸受部材には様々なものがあるが、とくに、軸体と頻繁に摺動接触をする軸受部材（滑り軸受）としては、焼付き性の改善などを図るために、軸穴の内周面に樹脂層を設けた樹脂ブッシュが周知である。このような技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１は、内燃機関のピストンに関するものであり、この特許文献１には、ピストンピンを収容するボス孔の内周面に、固体潤滑剤粒子を含む樹脂をコーティングすることにより、ピストンピン支承部の耐久性を改善することが記載されている。

日本国特表２００９−５２０９０３号公報

しかしながら、上記したような従来の軸受部材は、樹脂層の熱伝導性が低く、軸体との摺動接触により、いわゆる熱がこもる状態となって高温になり易いことから、軸体との耐焼付き性のさらなる向上を実現することが課題であった。

本発明は、上記従来の課題に着目して成されたものであって、軸体との摺動接触による高温化を抑制して、耐焼付き性の向上を実現することができる軸受部材を提供することを目的としている。

本発明に係わる軸受部材は、軸体を装着する軸穴の内周面に被覆層を有している。前記被覆層は、表面を凹凸状に形成した金属層と、前記金属層上に形成した樹脂層とを有している。そして、軸受部材は、前記金属層の一部が、前記樹脂層の表面と同一面状態で露出しており、前記軸穴の軸線に沿う方向において、前記軸穴の中央部における前記金属層の露出率よりも、前記軸穴の端部における前記金属層の露出率が大きいことを特徴としている。

本発明に係わる軸受部材は、上記構成を採用したことにより、被覆層の主な表面を形成する樹脂層が、軸体との摩擦抵抗を低減する一方で、樹脂層の表面に一部を露出させた金属層が熱伝導を担うこととなる。これにより、軸受部材は、軸体との摺動接触による高温化を抑制して、耐焼付き性の向上を実現することができる。とくに、前記軸受部材は、軸体の片当たりが生じる軸穴の両端部における熱伝導性を高めて高温化を抑制し、焼付きをより防止し得る。

本発明に係わる軸受部材の第１実施形態において、前記軸受部材が適用可能な可変圧縮比エンジンを説明する断面図である。図１に示す可変圧縮比エンジンにおいて、アッパリンクと中間リンクとの連結部分を説明する断面図である。片側を省略した軸受部材の断面図である。被覆層の断面を撮影した顕微鏡写真に基づいて作成した断面図である。本発明に係わる軸受部材の第２実施形態において、片側を省略した軸受部材の断面図である。本発明に係わる軸受部材の第２実施形態において、片側を省略した軸受部材の要部拡大図付きの断面図である。本発明の軸受部材及び比較用の軸受部材の荷重と摺動温度との関係を示すグラフである。本発明の軸受部材及び比較用の軸受部材の焼付き荷重を示すグラフである。

〈第１実施形態〉
図１は、本発明に係わる軸受部材が適用可能な可変圧縮比エンジンを説明する断面図である。図示の可変圧縮比エンジンＥは、シリンダ１０１の内部を往復動するピストン１０２に、ピストンピン１０３を介してアッパリンク１０４の上端部が連結してある。アッパリンク１０４は、下端部に、第１リンクピンＰ１及び第１ブッシュＢ１を介して中間リンク１０５の一端部が連結してある。

中間リンク１０５は、中央にクランクシャフト１０６のクランクピン１０７が挿通してあると共に、他端部に、第２リンクピンＰ２及び第２ブッシュＢ２を介してロアリンク１０８の上端部が連結してある。ロアリンク１０８は、下端部に、コントロールロッド１０９が連結してあると共に、このコントロールロッド１０９を平行に往復移動させるアクチュエータ（図示せず）に接続してある。

上記構成を備えた可変圧縮比エンジンＥは、コントロールロッド１０９を移動させて、ロアリンク１０８をクランクピン１０７を中心にして回動させる。これにより、可変圧縮比エンジンＥは、クランクピン１０７からピストンピン１０３までの長さであるコンロッド長Ｌを変化させ、ピストン１０２のストロークを変化させて圧縮比を変更する。

また、上記の可変圧縮比エンジンＥでは、中間リンク１０５に設けた第１及び第２のブッシュＢ１，Ｂ２と、これらに夫々装着した第１及び第２のリンクピンＰ１，Ｐ２とが、油潤滑下において、相対的な往復回動（揺動）を伴って摺動接触を繰り返す。よって、これらの連結部分には、充分な耐久性を持たせることが重要である。

本発明の軸受部材は、上記の第１及び第２のブッシュＢ１，Ｂ２に好適である。なお、本発明の軸受部材は、第１及び第２のブッシュＢ１，Ｂ２以外にも適用可能であるが、以下の説明においては、代表的に、軸受部材としての第１ブッシュＢ１と、軸体としての第１リンクピンＰ１とを例示する。

第１ブッシュ（軸受部材）Ｂ１は、図２に示すように、アッパリンク１０４に設けてあり、中間リンク１０５の一対のリブ１０５Ａ，１０５Ａに一体となっている第１リンクピン（軸体）Ｐ１に対して回動自在である。

第１ブッシュＢ１は、図３に示すように、第１リンクピン（軸体）Ｐ１を装着する軸穴Ｈの内周面に被覆層１を有している。被覆層１は、第１ブッシュＢ１の裏金（地金）の表面に設けられ且つ表面を凹凸状に形成した金属層２と、金属層２上に形成した樹脂層３とを有している。

そして、被覆層１は、金属層２の一部が、樹脂層３の表面と同一面状態で露出（露出部分２Ａ）している。つまり、被覆層１の表面には、金属層２の凹凸形状の凸部の頂部が露出している。この被覆層１は、より好ましい実施形態として、当該被覆層１の表面積に対する金属層２の露出率を、０．１％以上３０％以下とすることができる。

第１ブッシュＢ１は、その材料が限定されるものではないが、例えば鋼である。金属層２は、その材料が限定されるものではないが、熱伝導性の高いものが望ましく、より好ましい実施形態として熱伝導率が４０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上のものとすることができる。この金属層２の材料は、例えば銅である。また、金属層には、多孔質の組織を有する金属多孔体を用いることができる。

さらに、金属層２は、より好ましい実施形態として、当該金属層２のビッカース硬さが、８０ＨＶ以上であるものとする。また、金属層２は、上記のビッカース硬さ以上であり且つ軸穴Ｈに装着する第１リンクピン（軸体）Ｐ１のビッカース硬さよりも小さいものとする。なお、第１リンクピンＰ１は、例えば、炭素鋼から成り、より望ましくは、その表面に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の硬質炭素被膜を形成したものが用いられる。

樹脂層３は、その材料が限定されるものではないか、摩擦抵抗の小さいものが望ましく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つの樹脂からなることが好ましい。

上記の被覆層１を形成する方法は、後の実施例において詳述するが、第１ブッシュＢ１の軸穴Ｈの内周面に、金属粉末を供給してこれを焼成することにより、表面を凹凸状にした多孔質組織の金属層２を形成する。次に、金属層２の表面に溶融した樹脂を供給してこれを硬化させることにより、樹脂層３を形成する。その後、樹脂層３の表面を研削することにより、被覆層１の表面に、金属層２の一部を露出（２Ａ）させる。

このようにして、図４に示すように、第１ブッシュＢ１の内周面に、金属層２の一部が樹脂層３の表面と同一面状態で露出（２Ａ）している被覆層１が得られる。なお、図３では、便宜上、被覆層１の厚さを誇張して示しているが、実際の被覆層１は、第１ブッシュＢ１と第１リンクピンＰ１との間のクリアランスを確保し得る微小な厚さである。

上記構成を備えた第１ブッシュ（軸受部材）Ｂ１は、被覆層１の表面を主に形成する樹脂層３が、第１リンクピンＰ１との摩擦抵抗を低減する一方で、樹脂層３の表面に一部を露出（２Ａ）させた金属層２が熱伝導を担うこととなる。つまり、図４において、被覆層１の表面から裏金（Ｂ１）に至る金属層２が、ヒートパスとして機能する。これにより、第１ブッシュＢ１は、第１リンクピンＰ１との摺動接触による高温化を抑制して、耐焼付き性の向上を実現することができる。

また、図３に示す第１ブッシュＢ１は、軸線に沿う方向（図３中で左右方向）において、少なくとも両端部近傍の範囲に、金属層２の露出部分２Ａを有している。その理由は、図２中に矢印で示すように、アッパリンク１０４が上下に往復動すると、第１リンクピンＰ１の中央部に曲げ荷重が加わり、とくに、第１ブッシュＢ１の両端部近傍に第１リンクピンＰ１が片当たりする状態になるからである。

これにより、第１ブッシュＢ１では、両端部近傍における第１リンクピンＰ１との接触面圧が大きくなり、摺動接触により高温化し易くなる。そこで、上記の第１ブッシュＢ１は、両端部近傍に熱伝導性の高い金属層２の露出部分２Ａを配置することで、両端部近傍における高熱化を抑制し、焼付きをより確実に防止する。

さらに、上記の第１ブッシュＢ１は、被覆層１の表面積に対する金属層２の露出率を０．１％以上３０％以下の範囲とすることで、樹脂層３により摩擦抵抗を低減する機能と、金属層３により高温化を抑制する機能との両立を実現することができる。

なお、金属層２の露出率が０．１％未満であると、充分な熱伝導性が損なわれて高温化を防止する機能が不充分になる可能性がある。また、金属層２の露出率が３０％を超えると、樹脂層３により摩擦抵抗を低減する機能が不充分になる可能性がある。そこで、上記の第１ブッシュＢ１は、被覆層１の表面積に対する金属層２の露出率を０．１％以上３０％以下の範囲とすることで、高い熱伝導性と低い摩擦抵抗との両立を実現する。さらに、金属層２の露出率は、高い熱伝導率と低い摩擦抵抗とを両立させる観点から、１％以上２０％以下であることがより好ましい。

さらに、上記の第１ブッシュＢ１は、金属層２の熱伝導率を５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上とすることで、金属層２による熱伝導性をより高め、第１リンクピンＰ１との摺動接触による高温化を一層抑制して焼付きをより確実に防止することができる。

さらに、上記の第１ブッシュＢ１は、樹脂層３が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つの樹脂からなることで、摩擦抵抗の低減や摺動接触に対する耐久性を高めることができると共に、樹脂の種類の選択により様々な使用環境に対応することができる。また、樹脂層３は、成形性を考慮すると、熱可塑性樹脂が好ましい。

さらに、上記の第１ブッシュＢ１は、樹脂層３の主成分をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とすることで、摩擦抵抗を充分に低減することができる。なお、ポリテトラフルオロエチレンは、優れた低摩擦材料として周知であり、混合率を５重量％以上にすると、摩擦係数及び摩耗係数の低下が顕著になることが判っている。

さらに、上記の第１ブッシュＢ１は、金属多孔体から成る金属層２を採用することにより、金属層２と樹脂層３とが一体化し易くなり、被覆層１の耐久性を高めることができると共に、摺動特性や高熱伝導特性が向上する。

さらに、上記の第１ブッシュＢ１は、金属層２のビッカース硬さを８０ＨＶ以上にすることで、硬い金属層２と樹脂層３とが一体化した高い密着性を有する被覆層１を形成することができる。さらに、上記の第１ブッシュＢａは、金属層２のビッカース硬さを第１リンクピンＰ１のビッカース硬さよりも小さくする。つまり、金属層２は、第１リンクピンＰ１よりも軟らかくすることで、樹脂層３と一体になって変形が可能になる。これにより、第１ブッシュＢ１は、摺動特性や高熱伝導特性が向上すると共に、第１リンクピンＰ１に対する攻撃性を低減することができる。

ここで、本発明の軸受部材は、油潤滑下において、軸穴に装着した軸体との間で相対的な往復回動を行う機構（往復回動機器）に用いるのがより効果的である。すなわち、図１に示す可変圧縮比エンジンＥにおける第１ブッシュ（軸受部材）Ｂ１は、先述したように、油潤滑下において、軸穴Ｈに装着した第１リンクピン（軸体）Ｐ１との間で相対的な往復回動を頻繁に繰り返す。

例えば、軸受部材と軸体とが相対的に一方向のみに回動（回転）する場合（回転機器）には、潤滑油の供給と排出とが円滑に行われる。その一方で、上記の第１ブッシュＢ１のように、第１リンクピンＰ２との間で、相対的な往復回動を頻繁に行う場合には、潤滑油の供給及び排出の円滑性が低下して、潤滑油不足になる可能性があり得る。

これに対して、上記の第１ブッシュＢ１は、樹脂層３により摩擦抵抗を低減しつつ、金属層２により高温化を抑制するので、万一、潤滑油不足の状況になったとしても、被覆層１が潤滑油の不足分をカバーして焼付きを防止することができる。

〈第２実施形態〉
図５に示す第１ブッシュ（軸受部材）Ｂ１は、軸穴Ｈの軸線に沿う方向（図５中で左右方向）において、軸穴Ｈの中央部Ｃにおける金属層２の露出率よりも、軸穴Ｈの端部（両端部）Ｓにおける金属層２の露出率が大きい構造である。図示の金属層２は、露出率の相違を凸部の数で表しているが、面積が異なる場合も当然あり得る。ここで、夫々の端部Ｓは、軸穴Ｈの軸長のうちの１／４の長さの領域である。また、中央部Ｃは、軸穴Ｈの軸長の１／２の長さの領域である。

第１ブッシュＢ１は、先の実施形態で説明したように、両端部近傍に第１リンクピンＰ１が片当たりする状態になって接触面圧が大きくなり、摺動接触により両端部で高温化し易くなる。

そこで、上記の第１ブッシュＢ１は、被覆層１において、中央部Ｃの金属層２の露出率よりも、両端部Ｓの金属層２の露出率を大きくすることで、とくに、両端部における熱伝導性を高めて高温化を抑制し、焼付きをより確実に防止し得るものとなる。

〈第３実施形態〉
図６に示す第１ブッシュ（軸受部材）Ｂ１は、軸穴Ｈの軸線に沿う方向（図６中で左右方向）において、軸穴Ｈの端部に、開口部に向けて内径を漸次拡大させる傾斜部４を設けている。このとき、傾斜部４は、軸線方向の長さＬｔが、軸長の２０％以下の長さであって、拡大図に示すように、その内周面に金属層２の一部が露出（露出部分２Ａ，２Ｂ）している。また、本発明において、樹脂層３の表面に金属層２の一部が露出している形態には、傾斜部４に形成された露出部分２Ｂのみからなる形態も含まれる。

なお、先述したように、図面では被覆層１の厚さを誇張して示しているので、傾斜部４の傾斜角度も誇張して示している。実際の被覆層１は、第１ブッシュＢ１と第１リンクピンＰ１との間のクリアランスを確保し得る微小な厚さであるから、実際の傾斜部４は、被覆層１の厚みの範囲で形成される微小な傾斜角度である。

そこで、上記の第１ブッシュＢ１は、第２実施形態と同様に、金属層２により両端部における熱伝導性を高めると共に、傾斜部４により第１リンクピンＰ１との接触面圧が低減されるので、両端部における高温化をより一層抑制することができ、焼付きをより確実に防止し得るものとなる。また、傾斜部４の軸線方向の長さＬｔを軸長の２０％以下としたのは、その２０％の範囲で第１リンクピンＰ１が片当たりするからであり、最小限の範囲で接触面圧の低減や高温化の抑制を実現し得る。

図７は、本発明の軸受部材及び比較用の軸受部材の荷重と摺動温度との関係を示すグラフである。図７において、本発明の軸受部材の被覆層は、銅粉末を焼結して成る多孔質組織の金属層と、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂層とを有するものである。また、比較用の軸受部材は、摺動面に、銅系軸受、アルミ系軸受、銅焼結ソリッド軸受−１、銅焼結ソリッド軸受−２、及び銅焼結ソリッド軸受−３から成る金属被膜を夫々形成した５種類である。

試験では、軸受部材として、裏金となる金属板に夫々の被膜を形成した試験片を用意すると共に、軸体として、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）から成る試験片を用意した。そして、往復動可能なテーブルに固定した軸受部材の試験片に、昇降可能なヘッドに固定した軸体の試験片を接触させ、テーブルを往復移動させると共に、軸体の試験片の負荷（接触圧力）を変化させ、双方の摺動部に生じる熱の温度（接触温度）を測定した。

図７中に点線で示す比較用の試験片は、いずれも負荷の増大に伴って摺動温度が急上昇し、早期に焼付きに至る結果となった。すなわち、比較用の試験片は、金属被膜により熱伝導性に優れるものの、荷重の増大に伴って摩擦係数（摩擦抵抗）も増大し、その結果、摺動温度が高くなる。

これに対して、図７中に実線で示す本発明の試験片は、比較用のものに比べて、負荷の増大に伴って摺動温度の上昇が緩やかである。すなわち、本発明の試験片は、樹脂層の自己潤滑作用により、荷重が増大しても摩擦係数の変化が小さく、しかも、被覆層の表面に露出する金属層により熱伝導性が確保されるので、摺動温度が低くなる。このように、本発明の軸受部材は、金属層及び樹脂層から成る被膜層により高温化の抑制効果に優れていることが理解できる。

図８は、上記した本発明の軸受部材及比較用の軸受部材の焼付き荷重を示すグラフである。図８から明らかなように、比較用の軸受部材の焼付き荷重は、いずれも４０ＭＰａ前後である。これに対して、本発明の軸受部材の焼付き荷重は、７０ＭＰａに近いものとなり、被膜層により高温化を抑制して耐焼付き性が大幅に向上することが判明した。

〈実施例〉
銅めっきをした厚さ１ｍｍの裏金（ＳＰＣＣ板）の表面に、銅粉末を載せた後、銅粉末の高さが約１５０μｍになるように成形した。この成形体を電気炉により８００℃で加熱し、銅粉末を焼成して裏金に密着させるとともに銅からなる金属多孔体（金属層）を形成した。そして、金属多孔体上に樹脂（ＰＴＦＥ）を敷き詰め、約４００℃で樹脂を溶融させて金属多孔体を樹脂で被覆した。その後、機械加工により、樹脂の高さが５０μｍになるように成形して、樹脂層の表面に金属多孔体の一部を露出させた。その後、裏金を円筒形に曲げ加工することにより、金属層と樹脂層とから成る被覆層（図４参照）を有する軸受部材を得た。

また、本発明の実施例及び比較例として、油膜が切れる状態を模擬した往復摺動試験を実施した。この試験は、先述した試験と同様に、往復動可能なテーブルに軸受部材の試験片を固定し、昇降可能なヘッドに軸体の試験片を固定して、この軸体の試験片を軸受部材の試験片に接触させ、テーブルを往復移動させると共に、軸体の試験片の負荷を変化させるものである。

上記の試験において、軸体の試験片は、実施例及び比較例のいずれも、摺動発熱を伴うＲ形状とし、熱電対を装着して摺動温度を測定する。軸体の試験片は、材質をＳ４５Ｃ材とし、寸法を曲率Ｒ３００×３０ｍｍ長とし、表面粗さをＲａ０．０３μｍとした。他方、軸受部材の試験片は、銅焼結の金属層と、ＰＴＦＥを主成分とする樹脂層とから成る被服層を有し、寸法を７０ｍｍ×５０ｍｍとした。

また、上記試験では、テーブルの移動速度を１ｍ／ｓとし、往復範囲を２０ｍｍとし、潤滑条件として、５ｗ−３０ＧＦ−４汎用油を１滴塗布した。さらに、上記試験では、テーブル側を１２０℃（高温１６０℃）に加熱し、試験停止条件として、摩擦力リミッターを１２０Ｎ常時超過とした。

実施例１〜５の軸受部材の試験片については、被覆層の表面における金属層の露出率を異ならせたものとした。とくに、実施例３では、金属層の露出率の分布を異ならせたもの（図５参照）とした。具体的には、中央部（図５中の符号Ｃ）における金属層の露出率を０％とし、各端部（符号Ｓ）における金属層の露出率を３０％とした。なお、先述の如く、中央部（Ｃ）の長さが軸長の１／２であり、各端部（Ｓ）の長さが軸長の１／４であることから、被覆層の表面全体における金属層の露出率は１５％である。

実施例４では、被覆層に傾斜部を設けたもの（図６参照）とした。具体的には、傾斜部の軸線方向の長さが、軸長の２０％となるようにし、さらに、傾斜部のみに金属層を露出させ、金属層の露出率を４０％とした。なお、夫々の傾斜部の長さが軸長の２０％であり、傾斜部が被覆層の表面全体の４０％を占めるため、全体における金属層の露出率は１６％である。

実施例５では、金属層を形成する際、この金属層の強度を上げるために、銅粉に、５．２ｗｔ％のスズ（Ｓｎ）及び３．４ｗｔ％のニッケル（Ｎｉ）粉末を加えた金属多孔体からなる金属層を形成した。スズ及びニッケルを加えた金属層の熱伝導率は、３５Ｗ／ｍ・Ｋであった。また、比較例１の試験片は、被覆層の表面が金属のみ（金属層の露出率１００％）であり、比較例２の試験片は、被覆層の表面が樹脂のみ（金属層の露出率０％）である。

金属層の露出率は、被覆層の表面を拡大した光学顕微鏡像から、被覆層表面の画像を２値化して算出した。金属層の熱伝導率は、熱定数測定装置を用いたレーザフラッシュ法により算出した（「ＪＩＳＲ１６１１：２０１０」に準じて測定）。金属層のビッカース硬さは、ビッカース硬さ計を用いて、金属多孔体の断面について測定した（ＪＩＳＺ２２４４に準じて測定）。摩擦係数は、往復摺動試験装置に付属のロードセルにより摩擦力を測定し、摩擦力を押し付け荷重で割ることで算出した。

そして、試験では、上記の実施例１〜５及び比較例１，２について、軸体の試験片の接触荷重を１００Ｎから２１００Ｎに至る範囲で、３分毎に２００Ｎずつステップアップさせながら、摺動部分の測温を実施した。実施例１〜５の試験結果を表１に示し、比較例１及び２の試験結果を表２に示す。

表１及び表２から明らかなように、比較例１及び２は、いずれも摺動温度が１００℃を超過し、とくに、被覆層が金属のみである比較例１は、樹脂層の自己潤滑作用がないため、摺動温度が高くなった（図７参照）。また、被覆層が樹脂のみである比較例２は、金属層による熱伝導作用がないため、接触荷重が明らかに低い状態で焼付きが生じた。これに対して、実施例１〜５は、いずれも摺動温度が１００℃以下であり、本発明の被覆層、すなわち樹脂層の表面に金属層の一部が露出している被覆層による高温化抑制の効果が得られることを確認した。

実施例１は金属層の露出率を５％とし、実施例２は同露出率を３０％としたものであって、双方共に摺動部の温度が近い結果となった。これにより、被覆層の表面積に対する金属層の露出率を０．１％以上３０％以下の範囲にすることで、被覆層による高温化抑制及び耐焼付き性の向上の効果が得られることを確認した。

実施例３は、金属層の露出率を端部（図５の符号Ｓ）に集中させたうえで全体の露出率１５％にしたものであり、摺動部の温度が実施例１及び２に近い結果となった。これにより、実施例１及び２と同等の効果が得られるうえに、とくに、端部（Ｓ）に露出率を集中させた金属層により、端部（Ｓ）生じる軸体の片当たりに対して、高温化抑制及び耐焼付き性の向上に優れていることを確認した。

実施例４は、金属層の露出率を傾斜部に集中させたうえで全体の露出率を１６％にしたものであり、摺動部の温度が実施例１〜３の温度よりも低い値になった。これにより、実施例１〜３と同様の効果が得られるうえに、とくに、端部（Ｓ）に設けた傾斜部の形状と、その傾斜部に露出率を集中させた金属層とが相俟って、端部（Ｓ）に生じる軸体の片当たりに対して、高温化抑制及び耐焼付き性の向上により一層優れていることを確認した。

実施例５は、金属層の露出率を３０％にすると共に、被覆層の強度を高めるために、金属層の材料（銅）にスズ及びニッケルを添加したものであって、実施例１〜４に比べて摺動部の温度が僅かに高くなったものの、比較例に比べれば摺動部の温度が明らかに低く、高温化抑制及び耐焼付き性の向上に優れていることを確認した。

また、上記の実施例１及び２に実施例６及び比較例３を加え、金属層の露出率のみを変えた場合の摩擦係数を測定した。実施例６は、金属層の露出率が５０％である。比較例３は、被覆層の表面が金属のみ（露出率１００％）である。その結果を表３に示す。

表３から明らかなように、金属層の露出率が増加するに従って摩擦係数が増加する。そして、金属層の露出率を３０％以下にすることにより、摩擦係数をより低減し得ることが判明した。

本発明に係わる軸受部材は、金属層や樹脂層の材料、厚さ及び金属層の露出率の分布等が、上記各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、各実施形態では、軸受部材として、可変圧縮比エンジンにおける第１ブッシュを例示したが、軸受部材は、実施形態のように滑り軸受（ブッシュ）そのものであっても良いし、軸受と同等の機能を備えた各種の部材であっても構わない。

Ｂ１第１ブッシュ（軸受部材）
Ｈ軸穴
Ｐ１第１リンクピン（軸体）
１被覆層
２金属層
２Ａ金属層の露出部分
３樹脂層
４傾斜部

Claims

軸体を装着する軸穴の内周面に被覆層を有し、
前記被覆層が、表面を凹凸状に形成した金属層と、前記金属層上に形成した樹脂層とを有すると共に、前記金属層の一部が、前記樹脂層の表面に露出しており、
前記軸穴の軸線に沿う方向において、前記軸穴の中央部における前記金属層の露出率よりも、前記軸穴の端部における前記金属層の露出率が大きいことを特徴とする軸受部材。
前記軸穴の軸線に沿う方向において、前記軸穴の端部に、開口部に向けて内径を漸次拡大させる傾斜部を設けると共に、前記傾斜部の軸線方向の長さが、軸長の２０％以下の長さであり、前記傾斜部の内周面に前記金属層の一部が露出していることを特徴とする請求項１に記載の軸受部材。
前記被覆層の表面積に対する前記金属層の露出率が、０．１％以上３０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受部材。
前記金属層の熱伝導率が、４０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受部材。
前記樹脂層が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つの樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受部材。
前記金属層が、金属多孔体から成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の軸受部材。
前記金属層のビッカース硬さが、８０ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の軸受部材。
前記金属層のビッカース硬さが、前記軸穴に装着する前記軸体のビッカース硬さよりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の軸受部材。
潤滑油下において、前記軸穴に装着した前記軸体との間で相対的な往復回動を行う機構に用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の軸受部材。