JPH04168292A - すべり軸受 - Google Patents

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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明はすべり軸受、特に、Ｃｕ合金製ライニング層と
、そのライニング層上に形成されたＰｂ合金製表面層と
を備えたすべり軸受の改良に関する。

この種すべり軸受は、主として内燃機関におけるクラン
クシャフトのジャーナル部、コンロッドの大端部等に適
用される。

（２）従来の技術 本出願人は、先にこの種すべり軸受として、特願平２−
１０１１９号明細書および図面に開示したものを提案し
ている。

このすべり軸受においては、ライニング層がＣＵ合金製
焼結体より構成され、またＰｂ合金の結晶形態は、ミラ
ー指数で（ｈｏｏ）面における配向指数が５０〜１００
％となるように構成されている。

このようにＰｂ合金の結晶形態を構成する理由は、表面
層の焼付き発生面圧を高めて、すべり軸受の耐久性を向
上させることにある。

（３）発明が解決しようとする課駐 本発明者等は、前記すべり軸受について種々検討を加え
た結果、例えば内燃機関の高回転高出力化に対応して、
さらにすべり軸受の耐焼付き性を向上させるためには、
表面層におけるｐｂ金合金結晶形態だけでなく、ライニ
ング層をも改良する必要性があることを究明した。

本発明はこのような観点よりなされたもので、ライニン
グ層を改良することによって内燃機関の高回転高出力化
等の苛酷な摺動状況に対して十分に対応し得る前記すべ
り軸受を提供することを目的とする。

Ｂ８発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明は、Ｃｕ合金製ライニング層と、そのライニング
層上に形成されたＰｂ合金製表面層とを備えたすべり軸
受において、前記ライニング層は鋳造組織を有し、前記
Ｐｂ合金の結晶形態は、ミラー指数で（ｈｏｏ）面にお
ける配向指数が７０〜１００％となるように構成されて
いることを特徴上する。

（２）作　用 表面層およびライニング層を前記のように構成すると、
すべり軸受の焼付き発生面圧が、改良前のものに比べて
大幅に向上する。

これは、改良前のすべり軸受においては、ライニング層
の金属組織が粒状結晶より構成される焼結組織であるた
め硬さがやや低いが、改良後のすべり軸受においては、
ライニング層の金属組織が鋳造組織、したがってデンド
ライトより構成されるため硬さが高くなり、また配向指
数の下限値を５０％から７０％に引上げたことに起因す
る。

（３）実施例 第１．第２図において、すべり軸受１は、エンジンにお
けるクランクシャフトのジャーナル部、コンロッドの大
端部等に適用されるもので、第１および第２半体１＋、
ｌｚよりなる。両半体１１．１□は同一構造を有し、裏
金２と、その裏金２の相手部材との摺動面倒に形成され
たライニング層３と、そのライニング層３上にＮｉメツ
キバリヤ層５を介して形成された表面層４とを備えてい
る。必要に応じて、裏金２およびライニング層３間にＣ
ｕメツキ層が設けられ、またライニング層３および表面
層４間のＮｉメツキバリヤ層５を省くこともある。

裏金２は圧延鋼板、鋳鋼等より構成され、その厚さはす
べり軸受１の設定厚さにより決められる。

ライニング層３はＣｕ合金より構成され、その厚さは５
０〜５００μｍ、通常は３００μｍ程度である０表面層
４はＰｂ合金より構成され、その厚さは５〜５０μｍ、
通常は２０μｍ程度である。

ライニング層３を構成するＣｕ合金としては、１０〜４
０重量％のＰｂおよび０．５〜１０重量％のＳｎを必須
化学成分とする鋳造用Ｃｕ合金が用いられる。

ライニング層３の形成に当っては、例えば裏金２となる
帯鋼を２００〜５００″Ｃに加熱して一側方から他側方
へ２ｍ／＋＋＋ｉｎの速度で送り、次いでその帯鋼の上
に、１０５０〜１１５０°ＣのＣｕ合金の溶湯を、その
厚さが約０．８閣となるように連続的に流下させ、その
後溶湯を冷却水により急冷する、といった手段が採用さ
れる。

第３Ａ図は改良後のライニング層３の金属組織を示す顕
微鏡写真（１００倍）であり、その鋳造組織は灰色のＣ
ｕ−３ｎ相デンドライトの隙間に黒色のＰｂ相が入り込
んだ様相を呈する。図中、４は表面層、５はＮｉメツキ
バリヤ層である。

第３Ｂ図は改良前のライニング層３の金属組織を示す顕
微鏡写真（１００倍）であり、その焼結組織は灰色のＣ
ｕ−Ｓｎ相粒状結晶の隙間に黒色のＰｂ相が入り込んだ
様相を呈する。

表面層４を構成するＰｂ合金は、８０〜９０重量％のｐ
ｂと３〜２０重量％のＳｎとを含有し、必要に応じてＣ
ｕ、Ｉｎ、Ａｇから選択される少なくとも一種を１０重
量％以下含有する。

Ｃｕは表面層４の硬さを向上させる機能を有するが、そ
の含有量が１０重量％を上回ると、硬さが高くなり過ぎ
て相手部材の摩耗量が増加する。

Ｃｕを添加する場合には、表面層４の硬さＨｍｖが１７
〜２０になるように、その含有量を調整するのが望まし
い。

ＩｎおよびＡｇは、表面層４を軟化して初期なじみ特性
を改善する機能を有するが、その含有量が１０重量％を
上回ると、表面層４の強度が低下する。Ｉｎ、Ａｇを添
加する場合には、表面層４の硬さＨｍｖが１２〜１５に
なるように、その含有量を調整するのが望ましい。

表面層４は、電気メツキ法により形成されるもので、メ
ツキ液としては、４０〜１８０　ｇ／ＩｌのＰｂ”、１
．５〜３５ｇ／ｆ！のＳｎ”、必要に応じて１５　ｇ／
ｌ以下のＣｕ”を含むホウフッ化系メツキ液が用いられ
る。またメツキ液の温度は１０〜３５℃、陰極電流密度
は２〜１５Ａ／ｄｍ”にそれぞれ設定される。

第４図は表面層４の摺動面４ａにおける金属組織を示す
電子顕微鏡写真（１０，０００倍）である、この表面層
４は８重量％のＳｎと、２重量％のＣｕとを含有するＰ
ｂ合金よりなる。その表面層４は、Ｃｕ合金製ライニン
グ層３上にＮｉメツキバリヤ層５を介して形成され、表
面層４を形成する際の電気メツキ処理における陰極電流
密度は１０Ａ／ｄｍ”に設定された。

摺動面４ａにおけるＰｂ合金の結晶は四角錐体をなし、
その４つの斜面はミラー指数で（１１１）面に平行な面
に属する。

第５図は前記Ｐｂ合金のＸ線回折図であり、ミラー指数
で（２００）面および（４００）面の回折ピークのみが
認められる。

ここで、結晶面の配向性を表わす指数として配向指数Ｏ
ｅを、 （但し、ｈｋｆはミラー指数、 Ｉ　ｈｋｆは（ｈｋｆ）面の積分強度、Σｈｋｊ２はＩ
ｈｋｆの総和） と定義すると、或（ｈｋｌ）面において、その配向指数
Ｏｅが１００％に近ければ近い程、その（ｈｋｌ）面と
直交する方向へ配向した結晶面が多いことになる。

前記Ｐｂ合金（７）（２００）面および（４００）面に
おける積分強度Ｉｈｋｉ！、および配向指数Ｏｅは表■
の通りである。

表　　　　　　Ｉ 表１より、前記Ｐｂ合金の（ｈｏｏ）面における配向指
数Ｏｅは１００％であり、したがってＰｂ合金は結晶軸
ａ、ｂ、ｃにおいて各軸方向に配向した結晶面、即ち（
ｈｏｏ）面を持つことになる。

以下に述べる表■、■において、本発明実施例Ｉ〜■お
よび比較例■〜Ｘの裏金としては圧延鋼板が用いられ、
またライニング層３と表面層４との間にはＮｉメツキバ
リヤ層５が存在する。

表■は、各偶におけるライニング層３の組成、金属組織
および硬さを示す。

表　　　　　■ 表■は、各偶における表面層４の組成、結晶配向性、し
たがって配向指数Ｏｅ等を比較したものである。

第６図は各偶の焼付きテスト結果を示す。

焼付きテストは、回転軸に各すべり軸受を摺擦させ、そ
のすべり軸受に対する負荷荷重を漸次増加させることに
より行われ、第６図は各すべり軸受の表面層が焼付きを
発生したときの面圧を求めたものである。

テスト条件は次の通りである。回転軸の材質ＪＩＳ　　
５４８Ｃ材に窒化処理を施したもの、回転軸の回転数　
６０００ｒｐｓ＋　、給油温度　１２０°Ｃ１給油圧力
　３　ｋｇ　ｆ　／ｄ、負荷荷重　１　ｋｇ　ｆ　／ｓ
ｅｃ　。

第６図から明らかなように、実施例Ｉ〜■および比較例
Ｖ〜■は、ライニング層３の改良に伴い比較例■〜Ｘに
比べて耐焼付き性が向上している。

また同一のライニング層３を有する場合においては、（
ｈｏｏ）面における配向指数Ｏｅを７０％以上に設定し
た実施例■〜■の方が比較例Ｖ〜■よりも優れた耐焼付
き性を有することが明らかである。

Ｃ９発明の効果 本発明によれば、ライニング層の構成および表面層を構
成するＰｔ）合金の結晶形態を前記のように特定するこ
とによって、優れた耐焼付き性を有し、内燃機関の高回
転高出力化等の苛酷な摺動状況に十分に対応し得るすべ
り軸受を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２図はすべり軸受を示し、第１図は分解平面図
、第２図は第１図■−■線断面図、第３Ａ図は改良前の
ライニング層の金属組織を示す顕微鏡写真、第３Ｂ図は
改良前のライニング層の金属組織を示す顕微鏡写真、第
４図は表面層の金属組織を示す顕微鏡写真、第５図は表
面層を構成するＰｂ合金のＸ線回折図、第６図は焼付き
テスト結果を示すグラフである。 １・・・すべり軸受、２・・・裏金、３・・・ライニン
グ層、４・・・表面層 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
　　弁理士　　落　　合　　　　　健同　　　　　　　
　仁　　　木　　　−明第１図 第２図 第３Ａ図 第３８ｍ 第６図 （ｈｏｏ）面における配向指数（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃｕ合金製ライニング層と、そのライニング層上に形成
   されたＰｂ合金製表面層とを備えたすべり軸受において
   、前記ライニング層は鋳造組織を有し、前記Ｐｂ合金の
   結晶形態は、ミラー指数で（ｈ００）面における配向指
   数が７０〜１００％となるように構成されていることを
   特徴とするすべり軸受。