JPH03177598A

JPH03177598A - すべり軸受

Info

Publication number: JPH03177598A
Application number: JP1315603A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tanaka; 正田中; Masaaki Sakamoto; 雅昭坂本; Motomu Wada; 和田　求; Hideyuki Kidokoro; 城所　秀幸; Yoji Nagai; 永井　陽兒
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1991-08-01
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: DE4038819C2; GB9026484D0; JPH0737679B2; US5056937A; GB2239296B; GB2239296A; DE4038819A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、オーステナイト系ステンレスを裏金とでる、
すべり軸受に係わり、更に詳しく説明するならば、特に
高強度で熱膨張係数が高く、軸受の薄肉化、ハウジング
の軽合金化に伴う締代低下の対策に好適なすべり軸受に
関するものである。

締代とは、軸受の一部分の名称で、軸受をケースに圧着
固定させるために必要なものである。詳しく説明すれば
、半割軸受の場合に軸受は、組付前の状態では、第２図
アのように、ケースの半分より、若干突き出ており、こ
の突き出た部分Ｃを、締代という。軸受Ａは組付けた状
態では、第２図、イのように、締代に相当するだけの圧
縮を受けて、ケースに圧着固定し、真の円筒型となるの
である。

締代を実際に測定するには、ケースＢの内径と同一径の
内径を有する模範を用意し、一定の圧力をもって、軸受
を模範内に圧入し、模範から突き出ている軸受の部分の
長さを締代として、計量するのである。

〈従来の技術〉従来のすべり軸受は、低炭素鋼裏金に軸受台金を接着さ
せ使用していた。また、ハウジングも低炭素鋼が使用さ
れ、そのため熱膨張係数が軸受裏金とハウジングとで類
似していて、運転中の昇温によっても軸受とハウジング
は、隙間を生じる事なく密着していて、さほど問題なか
った。

〈発明が解決しようとする問題点〉内燃機関の大端部軸受および主軸受は、半割軸受を軸受
ハウジングと密着させるため、強い締代で組み付ける。

特に最近エンジンの軽量化に伴い軸受ハウジングの軽合
金化がされて、高温時にアルミ合金（熱膨張係数　２０
ｘ１０’／’Ｃ）が低炭素鋼裏金（熱膨張係数１３．５
ｘ１０’／”Ｃ）と比べて、より膨張して軸受の締代が
低下する。

従って高速運転時の昇温によるハウジングの変形に対し
軸受が追従できず、隙間が生じる。その防止対策として
、より強い締代を要するが、低炭素鋼裏金の弾性限度や
ハウジングの剛性に限界があり、軽量化を阻害している
問題点があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決したすべ
り軸受を得ることである。

く問題点を解決するための手段〉本発明のすべり軸受は、熱膨張率１５Ｘ１０−６以上を
有するオーステナイト系ステンレスＩｌ裏金部分と、こ
の上に設けられた０、０５〜５μｍのメッキ接着層と、
その上に１〜２０μｍのＣｕまたはＣＵ合金メッキ層と
を有する三層裏金、及び該事金上に、０．１〜２ａｌの
厚さに設けられた鋼船合金または鉛青銅合金層を備えた
半割軸受または円筒ブシュなどのすべり軸受であること
を特徴とする。

本発明者は、上記従来技術の問題点を解消するための手
段として高強度で熱膨張係数の高い、オーステナイト系
ステンレス（熱膨張係数１７、５Ｘ　１０−６／’Ｃ）
を裏金に使用することに着目した。内燃機関の運転時、
軸受部は′Ｉ４濡（１５０〜２００℃）となり裏金は膨
張して、ハウジングの変形に追従できる。従って組み付
は時に大きな締代を要することなく、運転時にハウジン
グの熱による膨張に追従して密着することと、高強度で
あるため、裏金のフレツチングに強く、合金の疲労強度
も向上する。よって大端部軸受および主−軸受のハウジ
ングの軽量化が可能となる。

しかし、ステンレスの表面は、薄く強靭な酸化皮膜で覆
われているため、軸受台金との接着が難しい。またステ
ンレスは、バイメタル焼結時の圧延加工により加工誘起
マルテンサイト変態を起こし、加工硬化し機械加工が困
難となる。

本発明では、上記困難性を克服するためオーステナイト
系ステンレスを裏金とした鋼船合金または鉛青銅合金の
焼結バイメタルを製造するにあたり、より確実な接着を
得るためには、ステンレスにＣｕメッキをした上に、鋼
船合金あるいは鉛青銅合金を焼結した。ステンレスの表
面は、薄く強靭な酸化皮膜で覆われているため、それを
除去するため本発明では、塩酸中にＣＯまたはＮｉを添
加し陰極電解して、ＣＯまたはＮｉの接着層をメッキし
た上に、Ｃｕメッキを行った。しかる後、通常の焼結工
程（Ｃｕメッキした低炭素鋼への焼結と同様）を経て、
接着の良好な焼結バイメタルを製造した。

また、圧延加工による加工硬化を防止するため本発明で
は、加工誘起マルテンサイト変態を阻止する元素である
Ｎｉを１０．５〜１６％、Ｍｎを０．５〜４％含むオー
ステナイト系ステンレス鋼を使用した。従ってバイメタ
ルを焼結製造時の圧延加工により、さほど加工硬化しな
いので、半割メタルまたはブッシングに加工する場合、
容易にプレス加工及び切削加工が行える。

〈作用〉本発明による軸受を使用すれば、オーステナイト型ステ
ンレスを裏金とするため、熱膨張係数が高く、運転時の
昇温により膨張するため、軽合金ハウジングの膨張に追
従する。従って、組み付は時に大きな締め代を要せず運
転時にハウジングにより密着し、高速回転に対しても軸
受が振動することなく、軸受の疲労強度を向上させる。

しかし、オーステナイト型ステンレスの表面は、薄く強
靭な酸化皮膜を持つため、直接、軸受台金層を接着させ
ることは不可能である。そこで、塩酸中にＣＯまたはＮ
ｉを添加し陰極電解し、Ｃ０またはＮ１の接着層を形成
させる。その厚さは、ＣＯまたはＮｉが安定した皮膜を
形成し、確実な接着を得るために下限は０．０５μ■と
じ、上限は経済的理由から５μ汎とする。この接着層の
上にＣＵが容易にメッキされる。Ｃｕメッキ層のうえに
、鋼船合金または鉛青銅合金を焼結することは、従来の
Ｃｕメッキした低炭素鋼への焼結と同様に確実な接着が
得られる。

Ｃｕメッキ層の厚さは、確実な接着を得るために下限は
１μ汎とし、経済的理由から、上限は２０μｍとづる。

また接＠層はｃｏ、Ｎｉ及びそれらの合金であるが、Ｃ
ｏ−Ｃｕは、Ｎ　ｉ　−Ｃｕより拡散し難く、接着が極
めて良く、好ましくはＧｏ及びその合金である。

また、バイメタルを製造する工程において焼結時にポー
ラスを無くすこと、及びサイジングのために圧延加工を
行なうが、オーステナイト型ステンレスは、圧延加工に
より加工誘起マルテンサイト変態を起こし、硬度が大幅
に上界し、バイメタルから軸受に加工する時プレス加工
及び切削加工を行うが、加工が困難で工具寿命が短く不
経済である。そこでＮｉを１０．５〜１６％、Ｍｎを０
．５〜４％含むオーステナイト鋼を使用した。

これらの元素は、オーステナイトを安定させ、加工時に
起こる加工誘起マルテンサイト変態を阻止する作用があ
る。Ｎｉの下限はオーステナイトを安定させるために１
０．５％とし、上限は経済的に１６％とした。またＭｎ
の下限はオーステナイトを安定させるために０．５％と
し、多くなると脆くなるため上限は４％とした。

従って、裏金の硬化を抑え、すべり軸受の機械加工を容
易にする作用がある。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を以下に説明する。

オーステナイト型ステンレスｌ５ＵＳ３１６Ｌ（厚さ１
．２ａｍ）の裏金を脱脂後、２０（１／ｆの割合で塩化
コバルトを添加した塩’ｔａ＜ｓ度１００ｄ／Ｊり中に
入れ、陰極電解して活性化処理を行い、接着層（２μｍ
ｃｏ）を生成した上に、Ｃｕメッキを１０μｍ付けた。

ここで陰極電解とは裏金素材を陰極として電解すること
であり、陰極電流密度は５　Ａ　／　ｄａ２であり、電
解液温度は２５℃、電解時間は３分である。Ｃｕメッキ
は通常のシアン化Ｃｕメッキを使用し、メッキ液は青化
第１銅７０’ｊ／１と、遊離資化カリ１８ｇ／ｌと、を
含有する液を使用した。陰極電流密度は６Ａ／ｄｍ２で
あり、メッキ液温度は７０℃であり、メッキ時間ｔよ８
分である。

さらに、＝１００メツシュの粒度の鋼船合金（Ｃｕ−２
５％ｐｂ＞粉末を、従来のＣｕメッキされた低炭素鋼裏
金の上の焼結と同一の条件で焼結し、バイメタル（厚さ
１．６ａｇ＞を製造した。すなわち、−次焼結（温度８
２０℃〉、−次圧延（圧延率１％）、二次焼結（温度８
２０℃）、二次圧延（圧延率４％）によりバイメタルの
製造を行った。

その＃ｒＪ果得られたバイメタルの物性を表１に示す。

せん断強さは従来品（低炭素ＷＡ裏金の上の焼結晶〉と
同等であった。また、硬度は５ＵＳ３０４の裏金を使用
したものは加工硬化により、非常に高くなっているが、
本発明によるものは、さほど硬度は高くならず、容易に
機械加工が行われた。

しかるバイメタルを機械加工により半割メタルを作成し
、オーバーレイを付けた後、ベンチテストに供給した。

ベンチテストの結果、従来品は、裏金背面にフレツチン
グ損傷（ルツチング：締代不定時に裏金背面または合せ
面で、金属間の微振動（しゆう動）により、微小な表面
酸化、はく離をくり返すことをフレツチング損傷と呼ぶ
）が激しく、合金面の疲労も大であった。これは軽量ハ
ウジングに対して、大きな締代が取れなかったため、高
速回転により軸受が振動し損傷に至ったものである。一
方、本発明品は、異常なく良好だった。

表１〈発明の効果〉本発明によれば、オーステナイト型ステンレス鋼に、そ
の表面の簿く強靭な酸化皮膜を除去するため、活性化処
理を行なってｃｏまたはＮｉの接着層をメッキし、ざら
にｃＵメッキを付けた上に鋼船合金または鉛青銅合金を
焼結にて接着させることは、確実なＷｉ肴が得られ、か
つ加工誘起マルテンサイト変態を阻止する元素であるＮ
ｉを１０．５〜１６％、Ｍｎを０．５〜４％含み、加４
゜工硬化のおこりにくいオーステナイト型ステンレス鋼裏
金を使用するため機械加工が容易であり、また、裏金は
オーステナイト型ステンレス鋼の特徴である高い熱膨張
係数を有するため、運転時の昇温により膨張し、軽合金
ハウジングの膨張に追従する。従って、組み付は時に大
きな締め代を要せず運転時にハウジングにより密着し、
高速回転に対しても軸受が振動することなく、軸受の疲
労強度を向上させる。特に、軽量で低剛性なハウジング
に対し、大きな締め代が得られない場合に効果をより発
揮する。また、半割メタルに限らず、ブシュに使用した
場合、従来は大きな圧入代で打ち込んで使用するが、本
発明のブシュは、高温使用時において、膨張が大きいた
め低剛性で大きな圧入代で打ち込めないハウジングに対
しても追従するため、圧入代は比較的小さくてすみ、ハ
ウジングの軽量化に効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るすべり軸受の縦断面図で
あり、第２　　　　　　　　　図は軸受をケースに固定
する状態を示した図である。図中　Ａは軸受を示し、１は裏金を示し、２は接着層を
示し、３はＣＵメッキ層を示し、４は軸受台金層を示す
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱膨張率１５×１０＾−＾６以上を有するオース
テナイト系ステンレス鋼裏金部分と、この上に設けられ
た０．０５〜５μｍのメッキ接着層と、その上に１〜２
０μｍのＣｕまたはＣｕ合金メッキ層とを有する三層裏
金、及び該裏金上に、０．１〜２ｍｍの厚さに設けられ
た鋼船合金または鉛青銅合金層を備えた半割軸受または
円筒ブシユなどのすべり軸受。
（２）前記メッキ接着層は、Ｃｏ、Ｎｉ、及びそれらの
合金のいずれか一つから選ばれた特許請求の範囲第一項
に記載のすべり軸受。
（３）前記オーステナイト系ステンレス鋼裏金は加工誘
起マルテンサイト変態を阻止する元素であるＮｉを１０
．５〜１６％、Ｍｎを０．５〜４％含み、加工硬化の程
度の小さいオーステナイト系ステンレス鋼であることを
特徴とする特許請求範囲第一項または第二項に記載のす
べり軸受。