JPH0478319A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はすべり軸受に関するものであり、さらに詳しく
述べるならば、軟質金属よりなるオーバレイの代わりに
非金属樹脂コーティングを使用した自動車用すべり軸受
に関するものである。

（従来の技術） 従来、自動車用オーバレイ付きすべり軸受の一般的なも
のはケルメツトなどの軸受台金にｐｂを主成分とするオ
ーバレイ合金をＮｉ、Ｃｕなどのバリヤメタルを介して
めっきしたものであった。

このように１層の金属層を用いるのがオーバレイの一般
的構造であったが、これとは異なる構造のオーバレイも
提案されている。

（イ）２層オーバレイ 特公昭６３−５１８号公報は、ケルメツトからなるベー
ス上に順にＮｉバリャメクル、Ｐｂ−５ｎ−Ｃｕ合金か
らなるすべり層、およびモリブデン酸化物からなりマイ
クロクラックを形成したなじみ層を被着して形成した２
層オーバレイを開示している。

（ロ）樹脂コーティング 特開昭５２−４４８７１号公報は、ポリイミド樹脂と四
ふっ化エチレン樹脂よりなるコーティングを金属面上に
被成したすべり軸受を開示している。

また特開昭５８−１．０８２９９号公報は裏金上に圧接
されたＡ２合金の表面に固体潤滑剤を含有した潤滑皮膜
を形成したアルミニウム合金軸受を開示している。

（発明が解決しようとする課題） 従来のすべり軸受は上述のように軸受台金の表面に軟質
層を被着したものであり、この軟質層により軸とのなじ
みを速やかに実現し、また軸との片当りを軟質相の変形
や摩耗等で吸収し、軸受の焼付や疲労を防止していた。

しかしながら、従来の軸受では片当りが軸受のどの場所
で起こったか、どのような深さで起こったか、いつ起こ
ったかなどを調査できず、したがってこの調査をエンジ
ン部品の設計（加工した機械等に関係なく同一形式のエ
ンジン部品全部に片当りが発生している場合）や加工（
同一型式のエンジン部品の内特定の機械で加工した部品
に片当りが発生している場合）にフィードバックできな
かった。従来の軟質金属は片当りには対処できるものの
、片当りを特定・定量化し、軸受周辺部品そのものの設
計・加工を変更することはなかった。

したがって本発明はすべり軸受と軸との片当りにより生
じた異常を目視で検出でき、かつ定量化できるすべり軸
受を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るすべり軸受は、固体潤滑剤を含有した樹脂
コーティング層、色彩を変えて、多層に軸受合金層上に
被着したことを特徴とし、片当りにより局部的な樹脂コ
ーティング層の摩耗が起こると下側のコーティング層が
露出して、模様ができるために、片当りを目視で定置化
することができるものである。

以下、本発明の構成を詳しく説明する。

ライニングとなる軸受台金としては片当りを定量化する
面からは特に制βＲがなく、グルメツトなどすべての軸
受台金を使用することができるが、好ましくは、軟質金
属系オーバレイがなくても使用できるアルミニウム系軸
受合金、特に高強度アルミニウム系軸受合金を使用する
のがよい。アルミニウム系軸受合金はコーティング層が
消失した後に焼付きが起こりにくいので、グルメツトな
どよりも好ましい。

本発明において高強度アルミニウム系軸受合金とは、１
０％（百分率は以下特に断らない限り重量％である）以
下のＣｒ、　ＳＬ、　Ｍｎ、　Ｓｂ、　Ｓｒ、　Ｎｉ。

Ｆｅ、　Ｍｏ、　Ｔｉ、　Ｗ、　Ｚｒ、　Ｚｎ、　Ｖ、
　Ｃｕ、　Ｍｇなどと、２０％以下のＳｎ、　Ｐｂ、　
Ｉｎ、　Ｔ１．　Ｂｉの１種または２種以上を含有する
軸受台金である。これらの合金は高強度とともに高疲労
強度を有するので、耐疲労性が必要とされる軸受のライ
ニングとして特に好適に使用される。ライニング上に形
成されるコーティング層は樹脂をバインダとするもので
ある。樹脂としてはポリイミド系樹脂又はエポキシ樹脂
が好ましい。ポリイミド又はエポキシ樹脂バインダは固
体潤滑剤を結合するとともに、軸により削り取られ、摩
耗によるなじみ作用を発揮し、さらに腐食に対して極め
て安定な性質を有する。

樹脂一般はこのような性質を多少なりとももっているが
、樹脂がある程度以上の耐熱性と耐摩耗性をもっていな
いと、コーティング層が過度に摩耗してしまうので、こ
れらの性質が優れたポリイミド又はエポキシ樹脂を使用
する。フェノール樹脂は高速摺動条件下での特性に優れ
ないので、これらの樹脂を使用する用途は限定される。

ポリイミド樹脂としては、芳香族ポリイミド、ポリエー
テルイミドまたは芳香族ポリアミドイミド、あるいはこ
れらのジイソシアネート変性、ＤＡＰＩ変性、ＤＯＮＡ
変性、ＢＰＤＡ変性、スルホン変性樹脂のフェスなどを
使用することができる。樹脂系バインダの量が１０％未
満であるとなじみ性が不足し、一方４５％を超えると摩
擦係数が高くなり焼付きが起こりやすくなるので、その
量は１０〜４５％の範囲内とすることが好ましい。より
好ましくは２０〜３０％である。

固体潤滑剤はＭＯ３２，ＢＮ、　ＷＳｘ、グラファイト
等を使用することができる。これらの固体潤滑剤は摩擦
係数を低くかつ安定にする作用を有する。これらの作用
を十分に発揮するために、固体潤滑剤は平均粒径が２μ
ｍ以下、特に１μｍ以下の微粒のものを使用することが
好ましい。固体潤滑剤の量が５５％未満であると摩擦特
性が優れず、焼付きが起こりやすく、一方９０％を超え
るとなじみ性が優れないので、その量は５５〜９ｏの範
囲内とすることが好ましい。より好ましくは７０〜８゜
％である。

なお、上記固体潤滑剤の１−２０％をＣｒｙｓＦｅＪ４
．　ｐｂｏ、ＷＳ２．　ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ａｌ２Ｏ＄、
　５ｔｏ２．　ＳｉＣ。

５ｉＪ４等の摩耗調整剤に置き換えることもできる。こ
れらの摩耗調整剤は、固体潤滑剤だけの添加であると摩
耗が大きすぎる場合に添加するものである。この作用を
十分に発揮させるためには平均粒径が２μｍ以下の摩擦
調整剤を使用することが好ましい。

固体潤滑剤及び摩耗調整剤の上記以外の重要な作用はコ
ーティング層の色彩調整を行うことである。すなわち、
ＭＯＳ２．ＷＳ２は黒、Ａｌ２Ｏ３，８Ｎは白、ＦｅＪ
ｉは茶、ｐｂｏは黄白、Ｃｒ０ａは緑、ＣｄＯは黄色な
ど各化合物特有の色を有するので、２層以上の多層コー
ティング層に色の異なる固体潤滑剤を配合することによ
り、上層が局部的に摩耗して下層が現れるとこれらの層
の縞模様が表われる。

多層コーティングにおける固体潤滑剤の分配は上層にＭ
ＯＳ２、下層にＢＮ、および着色剤添加ＢＮとすること
が摺動特性上好ましい。

各コーティング層の厚みは予想される片当り量に応じて
２〜１０μｍの範囲に適宜調節することが好ましい。コ
ーティング層は２層以上の仕置の数に設けることができ
るが３層程度が実用的である。

以下、コーティング層の形成方法を説明する。

被処理物として例えば、高強度アルミニウム軸受合金を
すべり軸受形状のライニングに加工した後、苛性ソーダ
などのアルカリ液中において脱脂処理し、続いて水洗及
び湯洗を行い表面に付着したアルカリを除去する。コー
ティング層の密着性を高くする必要がある時、特にライ
ニングを軸受使用中に広い面積で露出させることが望ま
しくないときは、脱脂後アルカリエツチングと酸洗の組
み合わせによりライニングの表面を粗すか、あるいはポ
ーリング等によりライニング表面に凹凸を形成してもよ
い。さらに密着性を高める必要がある時は、ライニング
表面に厚み０．１〜５μｍの燐酸亜鉛又は燐酸亜鉛カル
シウム化成処理を施してもよい。ポーリングなどの下地
処理と化成処理を組み合わせると極めて密着性が高いコ
ーティング層が得られる。次いで湯洗後、温風吐煙し、
適当な希釈剤で希釈した固体潤滑剤、摩耗調整剤などと
樹脂をスプレーでライニング上に塗布し、１５０〜３０
０℃で乾燥・焼成する。スプレー法の他にタンプリング
法、浸漬法、はけ塗りなどの方法が可能である。コーテ
ィング層の厚みは全体で１〜２５μｍであることが好ま
しい。

（作用） 本発明においては、なじみ性を備えた軟質層を多層にし
かつ色彩を変え、色彩の模様を目視できるようにする。

（実施例） 以下、第１図に示すように、アルミニウム軸受合金（Ａ
Ｉ−３ｎ−５ｉ合金）５に厚みが約５μｍの第１コーテ
ィング層２、厚みが５μｍの第２コーティング層３、厚
みが５μｍの第３コーティング層４を被着した軸受に付
き片当りの検出例を説明する。各コーティング層はポリ
イミド系バインダに固体潤滑剤を含有分散させたもので
あり、第１及び３コ一テイング層はＭ　ｏ　３２粒子を
７５重量％添加して黒色とし、第２コーティング層はＢ
Ｎ粒子を７５重量％添加して白色とした。

アルミニウム軸受合金層５は第２図に示すように半円形
形状であり、その内面にコーティング層１０を被着した
。各コーティング層２．３．４はスプレー後乾燥を繰り
返して成膜し、Ｒ後に２００〜３００℃で１５〜６０分
間焼成した。

以下、片当りの状況と軸受内面に形成される模様を説明
する。

第３図は軸１５に、例えば高さ５μｍのうわり１５ａが
形成された場合を示し、軸受１の内面とりねり１５ａが
接触した状態で摺動が起こる結果、第４図に示すように
軸受内面に軸回転方向に伸びる黒（第３コーティング層
４）−白（第２コーティング層３）の色彩模様が形成さ
れる。

上述のように軸のうねりの深さ、場所、数が定量化され
る。以下、色彩の模様により軸受と軸との片当りが発生
する原因を究明する事例を説明する。

第５図に示す半円形の色彩模様は第６図に示すようにハ
ウジング２１が２１．　ａで変形しているかまたは２１
ａにて異物が付着しているか、あるいは第７図に示すよ
うに軸２０の円筒度が不良である場合に起こる。また第
６図には示されていないが軸受の内面が２１ａのように
変形している場合にも、第５図の様の色彩模様が表れる
。第５図の色彩模様は深さが例えば２０μｍの片当りを
起こしている時に、軸受合金層５までの露出が起こる状
況を示している。

第８図に５．２．３で示される縞模様が生じた場合はコ
ンロッドの食い違いの可能性が高い。第９図はコンロッ
ドの正面図、第１０図は平面図である。コンロッド１３
ａ、１４ａで示す部分を測定すると内側に例文ば３０ｕ
ｍ程度張りだしているのが容易に発見できる。

これを発見した後コンロッドの加工精度を１０μｍ以下
にする。

第１１〜１３図はコンロッドのキャップずれに関し、第
】１図は軸受内面とその縞模様、第１２図はコンロッド
の正面図、第１３図は平面図を示す。第１１図、に示さ
れるような模様が作られるとコンロッドは１３８゛で示
す部分で内側に例えば１５μｍ程度張りだしている可能
性が高く、あるいはコンロッド内面に付着した異物１５
が検出される可能性もある。

（発明の効果） 本発明によると、片当りの場所、深さ、数、原因などを
軸受やエンジン試作の段階で調査・特定し、得られた情
報を軸受や軸の設計・加工にフィードバックすることが
できる。したがって、軸受性能や信頼性の一層の向上に
寄与することができる。さらに本発明により提供される
軸受はそのままで市販車に搭載できるものであるから、
上記した調査のために製品の製造上に制約が起きない。

したがって、市販車用軸受の生産において抜き取り検査
を行い、高度の品質保証をすることも出来る。

【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断面図、 第２図は軸受の概観図、 第３図は片当りしている軸と軸受の断面図、第４図は第
３図の場合の軸受の表面図、第５図は片当りにより生じ
た軸受表面の横様を示す図、 第６図および第７図は軸とハウジングの配置図、 第８図は軸受表面に生じる模様を示す図、第９図は第８
図の場合食い違いを生じているコンロッドの正面図、 第１０図は第９図の平面図、 第１１図は軸受表面に生じる模様を示す図、第１２図は
第１１図の場合キャップずれを生じているコンロッドの
正面図、 第１３図は第１１図の平面図である。 １−軸受、２−第１コーティング層、３−第２コーティ
ング層、４−第３コーティング層、５−軸受合金層、１
３．１４−コンロッド、２０−軸、２１−ハウジング 第１図 第２図 ５軸文８金層 Ｉ ４″ｐ３二」−ティア、７　ノ町凶Ｆ（町５軸受８金屡 第８ 図 第１２ 図 ３ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、固体潤滑剤を含有する樹脂コーティング層を軸受合
   金層に被着したすべり軸受において、前記樹脂コーティ
   ング層を色彩を変えた複数の層としたことを特徴とする
   すべり軸受。