JPH0368693A - 多層すべり軸受材料及びその製造方法及びその使用方法 - Google Patents

多層すべり軸受材料及びその製造方法及びその使用方法

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JPH0368693A
JPH0368693A JP2111585A JP11158590A JPH0368693A JP H0368693 A JPH0368693 A JP H0368693A JP 2111585 A JP2111585 A JP 2111585A JP 11158590 A JP11158590 A JP 11158590A JP H0368693 A JPH0368693 A JP H0368693A
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Harald Pfestorf
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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、単層又は複数層の裏金と、この裏金と接合し
た厚さ0.01〜0.20m、好ましくは0.05〜0
.08mn+のフッ素含有ポリマー母材からなるすべり
層とから構成され、この母材中に5〜50質量%、好ま
しくは30〜40質量%の、フッ素との親和力が高い粒
径40μm以下の金属粉末を微細分散させてなる多層す
べり軸受材料及びこの材料の製造方法及びこの材料の使
用方法に関する。
〔発明の概要〕
多層すべり軸受材料は裏金とこの裏金と接合したすべり
層とから構成してあり、すべり層は金属粉末を微細分散
させたフッ素含有ポリマー母材からなる。
例えば内燃機関においてクランク軸のクランクピン、ジ
ャーナルの軸受を製造するために使用して好適な材料で
あって、フッ素含有ポリマーは、フッ化金属とオキシフ
ッ化金属とを含有し、単斜晶PVDF、非晶質PVDF
、及びCuKα線によるX線回折パターンにおいてフラ
ッグ角の2倍、2Θ=18.07±0.03度に明確な
強度ピークと320〜350℃の溶融範囲とを有する新
規なポリマ−10〜90質量%から構成され、上記フッ
素含有ポリマーは斜方晶PVDFを含まない。
〔従来の技術] 欧州特許明細書第44577号及びドイツ特許明細書第
2928061号により合成樹脂すべり層を有するすべ
り軸受材料が知られており、この材料は金属製の裏金、
好ましくは鋼製の裏金とその上に設けた厚さ30〜50
0μmのすべり層とからなり、すべり層は母材となるフ
ッ素含有ポリマー、即ちポリフッ化ビニリデン(PVD
F)からなり、これが粒径50μm以下の鉛粒子を5〜
50容量%含有し、また、すべり層はすべり挙動を向上
するPTFE、 Mo5z、グラファイト等の物質を分
散体として微細分散させて含有することができる。
この合成樹脂すべり層は、好ましくは裏金に焼結又は吹
付けによって厚さ250〜350μmの多孔質の粗い層
を形成してあり、この粗い層は良減摩性金属材料、好ま
しくは青銅からなり、この粗い層の空隙にはすべり層の
合成樹脂が充填しである。
〔発明が解決しようとする課題〕
この材料から製造した多層すべり軸受は利用範囲が比較
的広いのではあるが、しかし往復動機関、特に内燃機関
においてクランク軸のクランクピン、ジャーナルやカム
軸、tt量バランス軸を支承するのには、フッ素含有ポ
リマーからなるすべり層が運転中に溶融しその結果すべ
り相手部材に堆積物が発生して最後にすべり層が破壊さ
れるので使用することができない。
本発明の課題は、冒頭に述べた多層すべり軸受材料を改
良し、例えばそれから製造した軸受が往復動機関、特に
内燃機関においてクランク軸のクランクピン、ジャーナ
ルやカム軸、質量バランスを支承するのにも適し、即ち
その寿命が長くなり、またこうしてピストン機関の耐用
年数が著しく高まるようにすることである。同時に、そ
の弾性を向上し、クランク軸、カム軸及び質量バランス
軸の振動が著しく減衰され又こうして往復動機関が本質
的に安定し低騒音で回転するようにすることである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために本発明の多層すべり軸受材料
は、フッ素含有ポリマーが0.5〜5.0質量%のフッ
化金属と0.5〜5.0質量%のオキシフッ化金属とを
含有し、2.5〜25質量%の単斜晶PVDFと2.5
〜40重景π0非晶質PVDFと10〜90質量%の新
規なポリマーとから構成され、この新規ポリマーはCu
Kα線によるX線回折パターンニオイテフラッグ角の2
倍、2 e =18.07 +0.03度に明確な強度
ピークと320〜350℃の溶融範囲とを有し、上記フ
ッ素含有ポリマーが斜方晶PVDFを含まないことを特
徴とするものである。
新規ポリマーの含有量は好ましくは15〜50質量%で
ある。
フッ素との親和力が格別高い金属粉末として考慮される
のは特に鉛、錫、亜鉛、インジウム、タリウム、カドミ
ウム、ビスマス、バリウム、銅、銀又はこれらの合金か
らなる粉末の単独又は2種以上を混合したものであり、
鉛及び錫を基材とした周知の軸受用金属も含まれる。
本発明により構成した多層すべり軸受材料は摩耗抵抗が
高いだけでなく220℃以下の通常の油温度のとき耐圧
縮性が高いことも特徴としており、これから製造したす
べり軸受の長い寿命はピストン機関の比較的長い稼動時
間後でも保証されている。更に、クランク軸に起因する
振動が著しく減衰され、往復動機関の本質的に安定した
低騒音回転が得られる。
母材は減摩性の向上及び安定化のためなおポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE) 、n05t、グラファイ
ト、ZnS 、BaSO4、ステアレートの単体又は2
種以上を混合したものからなる1〜20質量%、好まし
くは5〜15質量%の微細分散粒子を含有することがで
き、この場合これら粉末粒子の粒径は40μm以下の金
属粉末粒子に適合しである。
この多層すべり軸受材料は母材中に1−10重量%の繊
維、好ましくは炭素繊維及び/又はアラミド繊維も含有
することができる。
本発明による多層すべり軸受材料の好ましい構成の枠内
で15〜20質量%の単斜晶pvopを含有した新規ポ
リマーからなる母材中になお15〜25質量%の非晶質
PVDF、  1〜3質量%のフッ化鉛、1〜3質量%
のオキシフッ化鉛及び5〜25質量%の鉛が、そして場
合によってはなお3〜10質量%のPTPEが分散して
いる。
母材の好ましい一実施態様は、新規フッ素含有ポリマ−
25質量%、非晶質PVDF25質量%、単斜晶PVD
F 10質量%、鉛25質量%、フッ化鉛3質量%、オ
キシフッ化鉛2質量%、PTFEIO質量%の組成物で
ある。
別の組成物では、新規フッ素含有ポリマ−50質蓋%、
単斜晶PVDF 10質量%、非晶’1PVDF 10
質量%、PTFE15質量%、フ質量束2.5質量%、
オキシフッ化鉛2.5質量%、鉛10質量%から母材を
tltcすることができる。
本発明により構成したすべり層は裏金の機械的又は化学
的に粗くした表面と直接に接合してよく、この裏金は鋼
、鋳鉄、青銅、アルミニウム、アルミニウム合金、繊維
強化プラスチック、セラミック、又は鋼とホワイトメタ
ル、鋼と青銅、鋼とアルミニウム合金、高力アルミニウ
ム合金とアルミニウム軸受合金等の複合材料から構成す
ることができる。
すべり層は、焼結、吹付は又は陰極スパッタリングによ
り形威された金属すべり材料、好ましくは青銅又はアル
ミニウム軸受合金からなる中間的な多孔質層を介し裏金
と接合して構成する場合もある。すべり層の材料を多孔
質層の孔の空隙に充填してこの多孔質層の上にすべり層
が形威しである。
また、すべり層は裏金と接着することができる。
本発明の好ましい一特徴によれば、このすべり軸受材料
は新規ポリマーの含有量がすべり層のすべり面から裏金
に向かって線形又は指数的に減少するよう構成しておく
ことができる。この場合新規ポリマーの含有量はすべり
面では80〜90質量%、裏金の近傍では10〜20質
量%である。
本発明の構成の範囲内ですべり層は互いに接合した幾つ
かの個別層から構成しておくことができ、その際個別層
は新規ポリマー含有量が互いに異なってもよい。
このすべり軸受材料を製造する方法では、30〜80質
量%のフッ素含有ポリマーと5〜50質量%の、フッ素
との親和力の高い金属粉末とからなる混合物を裏金に被
着し、圧延し、290 ’C以上、好ましくは300〜
340℃の温度に加熱し、この温度で0.5〜3.5分
間、好ましくは1.0〜2゜0分間保持し、次に0.5
〜10分、好ましくは約4分かけて100℃へと連続的
に冷やす。
すべり軸受材料の製造は帯状の裏金を持続的に被覆する
連続方法でも又裏金の条片状の部分を個々に被覆する不
連続方式でも行うことができる。
〔実施例〕
以下、実施例と第1図〜第3図を基に本発明の詳細な説
明する。
リール1に巻取られている帯材2は、裏金として働く帯
鋼3とその上に鉛青銅から多孔質状に焼結した粗い基層
4とからなり、リール1から連続的に繰り出され、この
粗い基層側に攪拌装置を装備した容器5からPVDF6
0質置%、鉛25質量%、PTFE15質量%の混質量
束で均一に被覆される。
帯材2を圧延機6に通して粗い基層4の開孔に混合粉末
を充填し、粗い基層4の上を覆ってすべりwi7が得ら
れるようにした後、被覆した帯材2は連続炉8に通して
1.5分間、320℃に加熱される。この結果、PVD
Fが溶融し、CuKα線を利用して作成したX線回折パ
ターンにおいて、フラッグ角の2倍、2 e =18.
07 +0.03度にある強度ピークと320〜350
℃の溶融範囲とを特徴とするフッ素含有ポリマー以外に
、15質量%の単斜晶PVDF、 24質量%の非晶質
PVDF、21質量%の鉛、15質量%のPTFE、3
.5質量%のフッ化鉛、3.5質量%のオキシフッ化鉛
を含有する母材が得られる。連続炉8から出た後、フッ
素含有ポリマーは圧延機9で再圧縮と平滑化が行なわれ
、引き続き連続炉10において5分以内に約i o o
 ”cの温度へと連続的に冷却される。後続の圧延機1
1において、製造された多層すべり軸受材料は所定の寸
法にされ、最後にリール12に巻き取られる。この帯状
の多層すべり軸受材料から、再処理又は再加工を必要と
することなく、クランク軸のクランクピン、ジャーナル
やカム軸、質量バランス軸についての安定した低騒音回
転を保証するのに適したすべり軸受を難なく製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例の多層すべり軸受材料の製
造方法を実施する装置及びその製造工程を示す図、第2
図は本発明による実施例の多層すべり軸受材料の断面図
、第3図は第2図の一部を拡大した図である。 なお図面に用いられた符号において、 3−・・−・・−・・−・・−・・−・・・−・−帯鋼
(裏金)4 ・−・・−・・−・−・・−・−・・−粗
い基層・(多孔質層)7・・−・・・・・−・−・−・
−・−・−・−・すべり層である。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.単層又は複数層の裏金と、この裏金と接合した厚さ
    0.01〜0.20mm、好ましくは0.05〜0.0
    8mmのフッ素含有ポリマー母材からなるすべリ層とか
    ら構成され、この母材中に5〜50質量%、好ましくは
    30〜40質量%の、フッ素との親和力が高い粒径40
    μm以下の金属粉末を微細分散させている多層すべリ軸
    受材料において、 上記フッ素含有ポリマーは、0.5〜5.0質量%のフ
    ッ化金属と0.5〜5.0質量%のオキシフッ化金属と
    を含有し、2.5〜25質量%の単斜晶PVDFと2.
    5〜40質量%の非晶質PVDFと10〜90質量%の
    新規なポリマーとから構成され、この新規ポリマーはC
    uKα線によるX線回折パターンにおいてフラッグ角の
    2倍、2Θ=18.07±0.03度に明確な強度ピー
    クと320〜350℃の溶融範囲とを有し、上記フッ素
    含有ポリマーが斜方晶PVDFを含まないことを特徴と
    する多層すべリ軸受材料。
  2. 2.上記新規ポリマーの含有量が15〜50質量%であ
    ることを特徴とする請求項1記載の材料。
  3. 3.フッ素との親和力が高い金属粉末として鉛、錫、亜
    鉛、インジウム、タリウム、カドミウム、ビスマス、バ
    リウム、銅、銀又はこれらの合金からなる粉末を、単独
    であるいは2種以上を混合して上記フッ素含有ポリマー
    中に分散させていることを特徴とする請求項1または2
    記載の材料。
  4. 4.PTFE、MoS_2、グラファイト、ZnS、B
    aSO_4又はステアレイトからなる粒径40μm以下
    の微細に分散される粉末粒子を、単独であるいは2種以
    上を混合して1〜20質量%、好ましくは5〜15質量
    %添加していることを特徴とする請求項1〜3いずれか
    記載の材料。
  5. 5.繊維、好ましくは炭素繊維及び/又はアラミド繊維
    を1〜10重量%添加していることを特徴とする請求項
    1〜4いずれか記載の材料。
  6. 6.鋼、鋳鉄、青銅、アルミニウム、アルミニウム合金
    、繊維強化プラスチック、セラミックからなる単層裏金
    、又は鋼とホワイトメタル、鋼と青鋼、鋼とアルミニウ
    ム軸受合金、高力アルミニウム合金とアルミニウム軸受
    合金からなる多層裏金の機械的又は化学的に粗くした表
    面と上記すべり層とを直接に接合していることを特徴と
    する請求項1〜5いずれか記載の材料。
  7. 7.金属すべり材料、好ましくは青銅、アルミニウム軸
    受合金からなる層を裏金に焼結、吹付け又は陰極スパッ
    タリングにより多孔質状に形成し、この多孔質層の孔を
    上記すべり層の材料で充填するとともにこの多孔質層の
    上にすべり層を形成することによって上記すべり層が上
    記裏金と接合していることを特徴とする請求項1〜6い
    ずれか記載の材料。
  8. 8.上記新規ポリマーの含有量が上記すべり層のすべり
    面から裏金にかけて線形又は指数的に減少していること
    を特徴とする請求項1〜7いずれか記載の材料。
  9. 9.上記新規ポリマーの含有量が上記すべり面では80
    〜90質量%、上記裏金の近傍では10〜20質量%で
    あることを特徴とする請求項8記載の材料。
  10. 10.上記すべり層を、互いが接合された複数の個別層
    から構成していることを特徴とする請求項1〜9いずれ
    か記載の材料。
  11. 11.上記個別層の上記新規ポリマーの含有量が互いに
    異なることを特徴とする請求項9または10記載の材料
  12. 12.請求項1〜11いずれか記載の材料の製造方法に
    おいて、30〜80質量%のフッ素含有ポリマーとフッ
    素との親和力の高い5〜50質量%の金属粉末とからな
    る混合物を裏金に被着し、圧延し、290℃以上、好ま
    しくは300〜340℃の温度に加熱し、この温度で0
    .5〜3.5分間、好ましくは1.0〜2.0分間保持
    し、次に0.5〜10分、好ましくは約4分かけて10
    0℃へと連続的に冷却することを特徴とする方法。
  13. 13.約180℃の温度に冷却した後、120℃から1
    15℃の温度に毎分約50℃の速度で連続的に冷却する
    ことを特徴とする請求項12記載の方法。
  14. 14.往復動機関、特に内燃機関においてクランク軸の
    クランクピン、ジャーナルのためあるいはカム軸のため
    の軸受又は質量バランス軸のための軸受を製造するため
    に請求項1〜11いずれか記載の材料を使用する使用方
    法。
JP2111585A 1989-04-27 1990-04-26 多層すべり軸受材料及びその製造方法及びその使用方法 Pending JPH0368693A (ja)

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