JPH07133825A - すべり軸受 - Google Patents
すべり軸受Info
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- JPH07133825A JPH07133825A JP5302286A JP30228693A JPH07133825A JP H07133825 A JPH07133825 A JP H07133825A JP 5302286 A JP5302286 A JP 5302286A JP 30228693 A JP30228693 A JP 30228693A JP H07133825 A JPH07133825 A JP H07133825A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ライニング材３の表面には多数の凹凸面３ａ
が形成してあり、このライニング材３の表面全域はＮｉ
からなる中間層４で被覆するとともに、この中間層４の
表面は、Ｓｎ合金からなるオーバレイ層５によって被覆
している。そして、上記凹凸面３ａを形成したことによ
るライニング材３の表面の粗さｔ１は、２μｍＲｚない
し８μｍＲｚに設定するとともに、中間層４の厚さｔ２
は、０．０１μｍないし０．６μｍに設定している。 【効果】 すべり軸受１が加熱されることにより、オー
バレイ層５と中間層４とが化合してＳｎ−Ｎｉ化合物６
が生成され、その後、オーバレイ層５が徐々に摩耗し
て、Ｓｎ−Ｎｉ化合物６が摺接面に露出するようにな
る。このとき、摺接面に露出したＳｎ−Ｎｉ化合物６の
隣接位置には、凹部内のオーバレイ層５も露出すること
になるので、すべり軸受１の耐焼付性を向上させること
ができる。
が形成してあり、このライニング材３の表面全域はＮｉ
からなる中間層４で被覆するとともに、この中間層４の
表面は、Ｓｎ合金からなるオーバレイ層５によって被覆
している。そして、上記凹凸面３ａを形成したことによ
るライニング材３の表面の粗さｔ１は、２μｍＲｚない
し８μｍＲｚに設定するとともに、中間層４の厚さｔ２
は、０．０１μｍないし０．６μｍに設定している。 【効果】 すべり軸受１が加熱されることにより、オー
バレイ層５と中間層４とが化合してＳｎ−Ｎｉ化合物６
が生成され、その後、オーバレイ層５が徐々に摩耗し
て、Ｓｎ−Ｎｉ化合物６が摺接面に露出するようにな
る。このとき、摺接面に露出したＳｎ−Ｎｉ化合物６の
隣接位置には、凹部内のオーバレイ層５も露出すること
になるので、すべり軸受１の耐焼付性を向上させること
ができる。
Description
【産業上の利用分野】本発明はすべり軸受に関し、より
詳しくは内燃機関に用いられるすべり軸受に関する。
詳しくは内燃機関に用いられるすべり軸受に関する。
【従来の技術】従来、すべり軸受として次のような構成
を備えたものは知られている。すなわち、ライニング材
の表面に多数の凹凸面を形成し、それら凹凸面を含めた
ライニング材の表面全域を中間層で被覆し、さらに中間
層で被覆した該ライニング材の表面全域をオーバレイ層
で被覆し、かつ上記凹凸面における凹部内をオーバレイ
層で充填して、上記オーバレイ層と上記中間層とが摩耗
した際の露出面に、上記ライニング材と、上記凹凸面の
凹部を被覆する中間層と、上記凹凸面における凹部内の
オーバレイ層とをそれぞれ露出させるように構成したも
のは知られている（例えば、特開平２−３８７１４号公
報）。
を備えたものは知られている。すなわち、ライニング材
の表面に多数の凹凸面を形成し、それら凹凸面を含めた
ライニング材の表面全域を中間層で被覆し、さらに中間
層で被覆した該ライニング材の表面全域をオーバレイ層
で被覆し、かつ上記凹凸面における凹部内をオーバレイ
層で充填して、上記オーバレイ層と上記中間層とが摩耗
した際の露出面に、上記ライニング材と、上記凹凸面の
凹部を被覆する中間層と、上記凹凸面における凹部内の
オーバレイ層とをそれぞれ露出させるように構成したも
のは知られている（例えば、特開平２−３８７１４号公
報）。
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のすべり軸受において、例えば上記オーバレイ層がＳ
ｎからなり、中間層がＮｉから構成される場合には、エ
ンジンの熱によってすべり軸受が加熱されると上記オー
バレイ層のＳｎと中間層のＮｉとが化合して、Ｎｉ−Ｓ
ｎ化合物が生成するようになる。そして、従来のすべり
軸受では、上記中間層の厚さと上記凹凸面の粗さとの関
係は特別に考慮されてはいなかったために、上記Ｎｉ−
Ｓｎ化合物が生成した状態からその表面側に位置するオ
ーバレイ層が徐々に摩耗していくと、Ｎｉ−Ｓｎ化合物
がすべり軸受の摺動面全域に露出するようになり、それ
によってすべり軸受の耐焼付性が急激に悪くなるという
欠点が生じていた。そこで、本件の発明者が上記中間層
の厚さと上記凹凸面の粗さとの関係を研究したところ、
上記例においては、加熱されて生成されるＳｎ−Ｎｉ系
の化合物の厚さは、中間層の厚さの約２倍ないし３倍で
あることが判明した。従って、本発明は、凹凸面の粗さ
（深さ）を中間層の厚さの３倍以上に設定することによ
って、上記Ｎｉ−Ｓｎ系の化合物が生成しても、摺動面
全域にＮｉ−Ｓｎ化合物が露出するのを防止するように
したものである。
来のすべり軸受において、例えば上記オーバレイ層がＳ
ｎからなり、中間層がＮｉから構成される場合には、エ
ンジンの熱によってすべり軸受が加熱されると上記オー
バレイ層のＳｎと中間層のＮｉとが化合して、Ｎｉ−Ｓ
ｎ化合物が生成するようになる。そして、従来のすべり
軸受では、上記中間層の厚さと上記凹凸面の粗さとの関
係は特別に考慮されてはいなかったために、上記Ｎｉ−
Ｓｎ化合物が生成した状態からその表面側に位置するオ
ーバレイ層が徐々に摩耗していくと、Ｎｉ−Ｓｎ化合物
がすべり軸受の摺動面全域に露出するようになり、それ
によってすべり軸受の耐焼付性が急激に悪くなるという
欠点が生じていた。そこで、本件の発明者が上記中間層
の厚さと上記凹凸面の粗さとの関係を研究したところ、
上記例においては、加熱されて生成されるＳｎ−Ｎｉ系
の化合物の厚さは、中間層の厚さの約２倍ないし３倍で
あることが判明した。従って、本発明は、凹凸面の粗さ
（深さ）を中間層の厚さの３倍以上に設定することによ
って、上記Ｎｉ−Ｓｎ系の化合物が生成しても、摺動面
全域にＮｉ−Ｓｎ化合物が露出するのを防止するように
したものである。
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ラ
イニング材の表面に多数の凹凸面を形成し、それら凹凸
面を含めたライニング材の表面全域を中間層で被覆し、
さらに中間層で被覆した該ライニング材の表面全域をオ
ーバレイ層で被覆し、かつ上記凹凸面における凹部内を
オーバレイ層で充填して、上記オーバレイ層と上記中間
層とが摩耗した際の露出面に、上記ライニング材と、上
記凹凸面の凹部を被覆する中間層と、上記凹凸面におけ
る凹部内のオーバレイ層とをそれぞれ露出させるように
構成したすべり軸受において、上記中間層の厚さを０．
０１μｍないし０．６μｍに設定するとともに、上記凹
凸面を形成したことによるライニング材の表面の粗さを
２μｍＲｚないし８μｍＲｚに設定したものである。
イニング材の表面に多数の凹凸面を形成し、それら凹凸
面を含めたライニング材の表面全域を中間層で被覆し、
さらに中間層で被覆した該ライニング材の表面全域をオ
ーバレイ層で被覆し、かつ上記凹凸面における凹部内を
オーバレイ層で充填して、上記オーバレイ層と上記中間
層とが摩耗した際の露出面に、上記ライニング材と、上
記凹凸面の凹部を被覆する中間層と、上記凹凸面におけ
る凹部内のオーバレイ層とをそれぞれ露出させるように
構成したすべり軸受において、上記中間層の厚さを０．
０１μｍないし０．６μｍに設定するとともに、上記凹
凸面を形成したことによるライニング材の表面の粗さを
２μｍＲｚないし８μｍＲｚに設定したものである。
【作用】このような構成によれば、中間層とオーバレイ
層とが加熱されることによって上記Ｎｉ−Ｓｎ系の化合
物が生成しても、凹凸面の粗さ（深さ）は中間層の厚さ
の３倍以上あるので、オーバレイ層が徐々に摩耗したと
きに凹凸面に置ける凹部内にはオーバレイ層が残留する
ようになるため、Ｎｉ−Ｓｎ系の化合物が摺動面全域に
露出するのを防止することができる。したがって、従来
に比較してすべり軸受の耐焼付性を向上させることがで
きる。
層とが加熱されることによって上記Ｎｉ−Ｓｎ系の化合
物が生成しても、凹凸面の粗さ（深さ）は中間層の厚さ
の３倍以上あるので、オーバレイ層が徐々に摩耗したと
きに凹凸面に置ける凹部内にはオーバレイ層が残留する
ようになるため、Ｎｉ−Ｓｎ系の化合物が摺動面全域に
露出するのを防止することができる。したがって、従来
に比較してすべり軸受の耐焼付性を向上させることがで
きる。
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、すべり軸受１は、裏金２の表面にＡ
ｌ系合金からなるライニング材３を設けている。このラ
イニング材３は、鋳造、鋳造圧延、焼結、押出等、適宜
の方法によって製造することができる。ライニング材３
を構成するＡ〓系合金としては、Ａ〓−Ｓｎ系合金、Ａ
〓−Ｓｎ−Ｃｕ系合金、Ａ〓−Ｓｎ−Ｓｉ系合金、Ａ〓
−Ｓｎ−Ｃｒ系合金、Ａ〓−Ｓｎ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、
Ａ〓−Ｐｂ系合金などを用いることができ、これらに必
要に応じ各種添加材を添加することができる。１例とし
ては、重量％で、１２％Ｓｎ−１．５％Ｐｂ−２．８％
Ｓｉ−１％Ｃｕ−０．２％Ｃｒ−Ａ〓が良い。なお、こ
のライニング材３はＣｕ系合金であっても良い。上記ラ
イニング材３の表面には、アルカリ、酸または電解エッ
チング、あるいはショットブラスト等の機械的方法によ
って多数の凹凸面３ａを形成している。また、機械的方
法としてボーリング加工により溝状の凹凸面を形成した
り、ボーリング加工等にエッチングを組合せて多数の凹
凸面３ａを有する溝状の凹凸面を形成することができ
る。そして、本実施例では、ライニング材３の表面に形
成した凹凸面３ａの高低差、すなわちライニング材３の
表面の粗さｔ１は、２μｍＲｚないし８μｍＲｚに設定
している。なお、多数の凹凸面３ａを構成する凹部の間
口ｗは、実際には上記粗さｔ１の１００倍程度であり、
図１においては理解しやすいように、各凹凸面３ａの間
口ｗと上記粗さｔ１との関係を誇張して示している。ま
た、上記各凹凸面３ａの表面を含めたライニング材３の
表面全域には、無電解めっき、電気めっき等の湿式めっ
き或いはスパッタリング、イオンプレーティング等の乾
式めっきによって、Ｎｉからなる中間層４を形成してい
る。そして、本実施例では、この中間層４の厚さｔ２
は、０．０１μｍないし０．６μｍに設定している。そ
のため、各凹凸面３ａの表面を含めたライニング材３表
面全域は、中間層４によって完全に被覆されているが、
該中間層４の表面は、上記ライニング材３および凹凸面
３ａの表面に倣って凹凸面となっている。なお、中間層
４の材料としては上記Ｎｉの他にＣｕ、Ｃｒ、Ｆｅ等を
単体又は合金で用いることができる。さらに、上記中間
層４の表面全域はオーバレイ層５によって被覆してあ
り、中間層４の表面に形成される凹凸面の凹部は、オー
バレイ層５によって充填されている。オーバレイ層５は
Ｐｂ系合金からなり、電気めっき等の湿式めっき、又は
スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式めっき
によって形成することができる。オーバレイ層５を構成
するＰｂ系合金の一例としては、Ｐｂに重量％で、１５
％以下のＳｎ、１５％以下のＩｎ、５％以下のＣｕ、５
％以下のＳｂの一種以上を添加したものを用いることが
できる。たとえば、８〜１５％Ｓｎ−１〜３％Ｃｕ−Ｐ
ｂ，５−１０％Ｓｎ−１０％以下Ｉｎ−Ｐｂ，１〜１０
％Ｓｎ−１〜７％Ｉｎ−１％以下Ｃｕ−Ｐｂ，５〜１０
％Ｓｎ−１〜１０％Ｉｎ−１〜４％Ｃｕ−Ｐｂ，５〜１
０％Ｓｎ−１０〜１５％Ｉｎ−１％以下Ｃｕ−Ｐｂ等を
用いると良い。また、上記オーバレイ層５の厚さは２〜
２５μｍ程度が良く、望ましくは２〜１０μｍ程度、さ
らに最適なものとしては３〜８μｍ程度が良い。なお、
オーバレイ層５の材料としては、望ましくはＳｎ又はＩ
ｎが含有されたものが良く、さらにＰｂ系合金の代わり
に、Ｓｎそのもの或はＳｂ等を添加したＳｎ系合金を用
いても良い。１例としては、工業的純Ｓｎ（Ｓｎ９９．
５％以上）のオーバレイあるいは１０％以下のＳｂを添
加したもの等を用いることができる。上述のように、本
実施例では、凹凸面３ａによるライニング材３の表面の
粗さｔ１を２〜８μｍＲｚに設定すると同時に、中間層
４の厚さｔ２を０．０１〜０．６μｍに設定している。
中間層の厚さｔ２と上記凹凸面の粗さｔ１をこのように
設定する理由は、次のとおりである。つまり、本件の発
明者が研究したところによると、本実施例のすべり軸受
１においてオーバレイ層５がＳｎ系合金からからなり、
中間層４がＮｉである時に、すべり軸受１がエンジンの
熱等によって加熱されると、図１に想像線で示すよう
に、オーバレイ層５のＳｎ系合金と中間層４のＮｉとが
化合してＳｎ−Ｎｉ系化合物６が生成することになる。
そして、その際のＳｎ−Ｎｉ系化合物６の厚さは、中間
層４のＮｉの厚さの約２倍ないし３倍であることが判明
した。そこで、本実施例では、中間層の厚さｔ２を上記
凹凸面の粗さｔ１の３倍以上に設定したものである。上
述した構成の本実施例のすべり軸受１が内燃機関のエン
ジンの熱によって加熱されると、図１に想像線で示すよ
うに、オーバレイ層５のＳｎ系合金と中間層４のＮｉと
が化合してＳｎ−Ｎｉ系化合物６が生成するようにな
る。そして、その状態からオーバレイ層５が徐々に摩耗
していき、最も外方側に位置するＳｎ−Ｎｉ系化合物６
が露出するところまでオーバレイ層５がさらに摩耗して
いったときには、各凹凸面３ａの凹部内にオーバレイ層
５が残留するようになる。すなわち、摺接面に露出した
Ｓｎ−Ｎｉ系化合物６の隣接位置にオーバレイ層５が各
凹凸面３ａ内に分散された状態で残留するようになる。
このように、Ｓｎ−Ｎｉ系化合物６が生成された後にオ
ーバレイ層５が徐々に摩耗していったとしても、すべり
軸受１の摺接面の全域にＳｎ−Ｎｉ系化合物６が露出す
ることを防止することができ、そのため、すべり軸受１
の耐焼付性を向上させることができる。中間層をＣｕや
ＦｅとするとＳｎ−Ｃｕ系化合物やＳｎ−Ｆｅ系化合物
が生成するようになる。オーバレイ層にＩｎが含有され
ていると、Ｉｎ−Ｎｉ系化合物やＩｎ−Ｃｕ系化合物を
生成させることができる。そして、ＳｎやＩｎのオーバ
レイ成分と中間層が金属間化合物を生成するような場合
に、本発明の効果が大きい。また、中間層にＮｉやＣｕ
を用いると効果が大きい。とくに、Ｎｉ−Ｓｎ系化合物
が生成する場合に、本発明の効果が高い。このような本
実施例に対して、従来では、上記中間層４の厚さｔ２と
凹凸面３ａの粗さｔ１との関係は特に考慮されていなか
った。そのため、従来では、Ｓｎ−Ｎｉ系化合物６が生
成された後にオーバレイ層５が徐々に摩耗していった時
には、すべり軸受１の摺接面の全域にＳｎ−Ｎｉ系化合
物６が露出することになり、その時点で耐焼付性が急激
に悪くなっていたものである。次に、本発明のすべり軸
受による効果を試験結果に基づいて説明する。図２ない
し図５に示す試験結果は、本発明品と比較材とについて
下記に示す試験条件と方法によって耐焼付性を測定した
結果を示すものである。 （試験条件） 試験機：ジャーナル型耐焼付試験機 周速 ：２．７７ｍ／ｓ 軸径 ：４２ｍｍ 面圧 ：１０ＭＰａ／４５ｍｉｎ ＳＴＥＰで漸増 潤滑油：７．５Ｗ−３０ ＳＥ級エンジンオイル 潤滑油温：１４０±１℃ オイルクリアランス：２５±５μｍ 軸材質：Ｓ４５Ｃ±焼入れ 軸硬さ：５５０±５０ＨＶ１ 軸表面粗さ：０．５±０．１μｍＲｚ 試験方法は、先ず、ならし運転として５ＭＰａの面圧で
１時間運転した後、面圧を１０ＭＰａに上げ、その後４
５分間隔で面圧を１０ＭＰａずつ段階的に上昇させ、摩
擦トルク、軸受背面温度を記録した。焼付きは、摩擦ト
ルクが急激に増加して１０．８Ｎ．ｍを越えた時点の面
圧をもって焼付き面圧とした。荷重上昇中に焼付きが発
生した場合は、その前後の値の中間をもって焼付き面圧
とした。なお、潤滑は油浴であり、試験部は完全に油浴
中にある。潤滑油の温度は別に設けた給油装置で制御
し、油浴層内に１ｄ〓／ｍｉｎで供給循環しており、油
浴温度は１４０℃に制御した。また、図２の本発明品
は、ライニング材３の表面の粗さｔ１が２μｍＲｚない
し８μｍＲｚのものであり、これに対して比較材はライ
ニング材３の表面の荒さが２μｍＲｚ以下であるか、８
μｍＲｚを越えるものである。本発明品、比較材ともに
オーバレイ層５はＳｎから構成し、その厚さは５±１μ
ｍとした。また、本発明品、比較材ともに、中間層４は
Ｎｉめっきにより構成し、その厚さは０．３±０．０５
μｍとした。この図２はライニング材３の表面の粗さｔ
１と焼付面圧との関係を示したものであり、この図２か
ら理解できるように、本発明品は比較材に比べて焼付面
圧が高くなっており、耐焼付性が向上している。次に、
図３は中間層４（Ｎｉ）の厚さｔ２と焼付面圧との関係
を示したものであり、中間層４の厚さが０．０５μｍな
いし０．６μｍである本発明品は、比較材に較べて焼付
面圧が高くなっており、耐焼付性が向上している。次
に、図４はすべり軸受１が実際のエンジンと同じ程度の
熱負荷を受けて、オーバレイ層５が摩耗した状態を模し
た実験結果を示すものである。すなわち、上述したよう
に本発明のすべり軸受１では、オーバレイ層５が摩耗す
ることに伴って、該摩耗したオーバレイ層５と中間層４
であるＮｉとによってＳｎ−Ｎｉ化合物が生成するよう
になるが、その化合部が発生しない時と発生した場合と
を比較したものである。この図４から理解できるよう
に、本発明品では、Ｓｎ−Ｎｉ化合物が発生しない場合
と発生した場合とにおける焼付面圧の変動は小さいが、
中間層４（Ｎｉ）の厚さｔ２を０．８μｍに設定した比
較材の場合には、Ｓｎ−Ｎｉ化合物が発生しない場合と
発生した場合とにおける焼付面圧の変動が大きくなって
いる。このように、大きな熱負荷が掛かる実際の状況に
近い状態では、比較材に比べて本発明品の方がはるかに
耐焼付性に優れている。図５は他の実施例について上記
と同様の試験条件で耐焼付性を測定したものである。黒
丸は図２、図３の試験に相当するものであり、白丸は、
図４と同様の熱負荷を与えたものである。図５から理解
できるように、オーバレイとしてＰｂ系の材料を用いた
り、中間層にＣｕを用いた場合にも図４で示す比較材に
対し本発明の効果である耐焼付性が向上することが判
る。そして熱負荷をかけた場合には、比較材に対し高い
耐焼付性を有することが理解できる。
と、図１において、すべり軸受１は、裏金２の表面にＡ
ｌ系合金からなるライニング材３を設けている。このラ
イニング材３は、鋳造、鋳造圧延、焼結、押出等、適宜
の方法によって製造することができる。ライニング材３
を構成するＡ〓系合金としては、Ａ〓−Ｓｎ系合金、Ａ
〓−Ｓｎ−Ｃｕ系合金、Ａ〓−Ｓｎ−Ｓｉ系合金、Ａ〓
−Ｓｎ−Ｃｒ系合金、Ａ〓−Ｓｎ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、
Ａ〓−Ｐｂ系合金などを用いることができ、これらに必
要に応じ各種添加材を添加することができる。１例とし
ては、重量％で、１２％Ｓｎ−１．５％Ｐｂ−２．８％
Ｓｉ−１％Ｃｕ−０．２％Ｃｒ−Ａ〓が良い。なお、こ
のライニング材３はＣｕ系合金であっても良い。上記ラ
イニング材３の表面には、アルカリ、酸または電解エッ
チング、あるいはショットブラスト等の機械的方法によ
って多数の凹凸面３ａを形成している。また、機械的方
法としてボーリング加工により溝状の凹凸面を形成した
り、ボーリング加工等にエッチングを組合せて多数の凹
凸面３ａを有する溝状の凹凸面を形成することができ
る。そして、本実施例では、ライニング材３の表面に形
成した凹凸面３ａの高低差、すなわちライニング材３の
表面の粗さｔ１は、２μｍＲｚないし８μｍＲｚに設定
している。なお、多数の凹凸面３ａを構成する凹部の間
口ｗは、実際には上記粗さｔ１の１００倍程度であり、
図１においては理解しやすいように、各凹凸面３ａの間
口ｗと上記粗さｔ１との関係を誇張して示している。ま
た、上記各凹凸面３ａの表面を含めたライニング材３の
表面全域には、無電解めっき、電気めっき等の湿式めっ
き或いはスパッタリング、イオンプレーティング等の乾
式めっきによって、Ｎｉからなる中間層４を形成してい
る。そして、本実施例では、この中間層４の厚さｔ２
は、０．０１μｍないし０．６μｍに設定している。そ
のため、各凹凸面３ａの表面を含めたライニング材３表
面全域は、中間層４によって完全に被覆されているが、
該中間層４の表面は、上記ライニング材３および凹凸面
３ａの表面に倣って凹凸面となっている。なお、中間層
４の材料としては上記Ｎｉの他にＣｕ、Ｃｒ、Ｆｅ等を
単体又は合金で用いることができる。さらに、上記中間
層４の表面全域はオーバレイ層５によって被覆してあ
り、中間層４の表面に形成される凹凸面の凹部は、オー
バレイ層５によって充填されている。オーバレイ層５は
Ｐｂ系合金からなり、電気めっき等の湿式めっき、又は
スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式めっき
によって形成することができる。オーバレイ層５を構成
するＰｂ系合金の一例としては、Ｐｂに重量％で、１５
％以下のＳｎ、１５％以下のＩｎ、５％以下のＣｕ、５
％以下のＳｂの一種以上を添加したものを用いることが
できる。たとえば、８〜１５％Ｓｎ−１〜３％Ｃｕ−Ｐ
ｂ，５−１０％Ｓｎ−１０％以下Ｉｎ−Ｐｂ，１〜１０
％Ｓｎ−１〜７％Ｉｎ−１％以下Ｃｕ−Ｐｂ，５〜１０
％Ｓｎ−１〜１０％Ｉｎ−１〜４％Ｃｕ−Ｐｂ，５〜１
０％Ｓｎ−１０〜１５％Ｉｎ−１％以下Ｃｕ−Ｐｂ等を
用いると良い。また、上記オーバレイ層５の厚さは２〜
２５μｍ程度が良く、望ましくは２〜１０μｍ程度、さ
らに最適なものとしては３〜８μｍ程度が良い。なお、
オーバレイ層５の材料としては、望ましくはＳｎ又はＩ
ｎが含有されたものが良く、さらにＰｂ系合金の代わり
に、Ｓｎそのもの或はＳｂ等を添加したＳｎ系合金を用
いても良い。１例としては、工業的純Ｓｎ（Ｓｎ９９．
５％以上）のオーバレイあるいは１０％以下のＳｂを添
加したもの等を用いることができる。上述のように、本
実施例では、凹凸面３ａによるライニング材３の表面の
粗さｔ１を２〜８μｍＲｚに設定すると同時に、中間層
４の厚さｔ２を０．０１〜０．６μｍに設定している。
中間層の厚さｔ２と上記凹凸面の粗さｔ１をこのように
設定する理由は、次のとおりである。つまり、本件の発
明者が研究したところによると、本実施例のすべり軸受
１においてオーバレイ層５がＳｎ系合金からからなり、
中間層４がＮｉである時に、すべり軸受１がエンジンの
熱等によって加熱されると、図１に想像線で示すよう
に、オーバレイ層５のＳｎ系合金と中間層４のＮｉとが
化合してＳｎ−Ｎｉ系化合物６が生成することになる。
そして、その際のＳｎ−Ｎｉ系化合物６の厚さは、中間
層４のＮｉの厚さの約２倍ないし３倍であることが判明
した。そこで、本実施例では、中間層の厚さｔ２を上記
凹凸面の粗さｔ１の３倍以上に設定したものである。上
述した構成の本実施例のすべり軸受１が内燃機関のエン
ジンの熱によって加熱されると、図１に想像線で示すよ
うに、オーバレイ層５のＳｎ系合金と中間層４のＮｉと
が化合してＳｎ−Ｎｉ系化合物６が生成するようにな
る。そして、その状態からオーバレイ層５が徐々に摩耗
していき、最も外方側に位置するＳｎ−Ｎｉ系化合物６
が露出するところまでオーバレイ層５がさらに摩耗して
いったときには、各凹凸面３ａの凹部内にオーバレイ層
５が残留するようになる。すなわち、摺接面に露出した
Ｓｎ−Ｎｉ系化合物６の隣接位置にオーバレイ層５が各
凹凸面３ａ内に分散された状態で残留するようになる。
このように、Ｓｎ−Ｎｉ系化合物６が生成された後にオ
ーバレイ層５が徐々に摩耗していったとしても、すべり
軸受１の摺接面の全域にＳｎ−Ｎｉ系化合物６が露出す
ることを防止することができ、そのため、すべり軸受１
の耐焼付性を向上させることができる。中間層をＣｕや
ＦｅとするとＳｎ−Ｃｕ系化合物やＳｎ−Ｆｅ系化合物
が生成するようになる。オーバレイ層にＩｎが含有され
ていると、Ｉｎ−Ｎｉ系化合物やＩｎ−Ｃｕ系化合物を
生成させることができる。そして、ＳｎやＩｎのオーバ
レイ成分と中間層が金属間化合物を生成するような場合
に、本発明の効果が大きい。また、中間層にＮｉやＣｕ
を用いると効果が大きい。とくに、Ｎｉ−Ｓｎ系化合物
が生成する場合に、本発明の効果が高い。このような本
実施例に対して、従来では、上記中間層４の厚さｔ２と
凹凸面３ａの粗さｔ１との関係は特に考慮されていなか
った。そのため、従来では、Ｓｎ−Ｎｉ系化合物６が生
成された後にオーバレイ層５が徐々に摩耗していった時
には、すべり軸受１の摺接面の全域にＳｎ−Ｎｉ系化合
物６が露出することになり、その時点で耐焼付性が急激
に悪くなっていたものである。次に、本発明のすべり軸
受による効果を試験結果に基づいて説明する。図２ない
し図５に示す試験結果は、本発明品と比較材とについて
下記に示す試験条件と方法によって耐焼付性を測定した
結果を示すものである。 （試験条件） 試験機：ジャーナル型耐焼付試験機 周速 ：２．７７ｍ／ｓ 軸径 ：４２ｍｍ 面圧 ：１０ＭＰａ／４５ｍｉｎ ＳＴＥＰで漸増 潤滑油：７．５Ｗ−３０ ＳＥ級エンジンオイル 潤滑油温：１４０±１℃ オイルクリアランス：２５±５μｍ 軸材質：Ｓ４５Ｃ±焼入れ 軸硬さ：５５０±５０ＨＶ１ 軸表面粗さ：０．５±０．１μｍＲｚ 試験方法は、先ず、ならし運転として５ＭＰａの面圧で
１時間運転した後、面圧を１０ＭＰａに上げ、その後４
５分間隔で面圧を１０ＭＰａずつ段階的に上昇させ、摩
擦トルク、軸受背面温度を記録した。焼付きは、摩擦ト
ルクが急激に増加して１０．８Ｎ．ｍを越えた時点の面
圧をもって焼付き面圧とした。荷重上昇中に焼付きが発
生した場合は、その前後の値の中間をもって焼付き面圧
とした。なお、潤滑は油浴であり、試験部は完全に油浴
中にある。潤滑油の温度は別に設けた給油装置で制御
し、油浴層内に１ｄ〓／ｍｉｎで供給循環しており、油
浴温度は１４０℃に制御した。また、図２の本発明品
は、ライニング材３の表面の粗さｔ１が２μｍＲｚない
し８μｍＲｚのものであり、これに対して比較材はライ
ニング材３の表面の荒さが２μｍＲｚ以下であるか、８
μｍＲｚを越えるものである。本発明品、比較材ともに
オーバレイ層５はＳｎから構成し、その厚さは５±１μ
ｍとした。また、本発明品、比較材ともに、中間層４は
Ｎｉめっきにより構成し、その厚さは０．３±０．０５
μｍとした。この図２はライニング材３の表面の粗さｔ
１と焼付面圧との関係を示したものであり、この図２か
ら理解できるように、本発明品は比較材に比べて焼付面
圧が高くなっており、耐焼付性が向上している。次に、
図３は中間層４（Ｎｉ）の厚さｔ２と焼付面圧との関係
を示したものであり、中間層４の厚さが０．０５μｍな
いし０．６μｍである本発明品は、比較材に較べて焼付
面圧が高くなっており、耐焼付性が向上している。次
に、図４はすべり軸受１が実際のエンジンと同じ程度の
熱負荷を受けて、オーバレイ層５が摩耗した状態を模し
た実験結果を示すものである。すなわち、上述したよう
に本発明のすべり軸受１では、オーバレイ層５が摩耗す
ることに伴って、該摩耗したオーバレイ層５と中間層４
であるＮｉとによってＳｎ−Ｎｉ化合物が生成するよう
になるが、その化合部が発生しない時と発生した場合と
を比較したものである。この図４から理解できるよう
に、本発明品では、Ｓｎ−Ｎｉ化合物が発生しない場合
と発生した場合とにおける焼付面圧の変動は小さいが、
中間層４（Ｎｉ）の厚さｔ２を０．８μｍに設定した比
較材の場合には、Ｓｎ−Ｎｉ化合物が発生しない場合と
発生した場合とにおける焼付面圧の変動が大きくなって
いる。このように、大きな熱負荷が掛かる実際の状況に
近い状態では、比較材に比べて本発明品の方がはるかに
耐焼付性に優れている。図５は他の実施例について上記
と同様の試験条件で耐焼付性を測定したものである。黒
丸は図２、図３の試験に相当するものであり、白丸は、
図４と同様の熱負荷を与えたものである。図５から理解
できるように、オーバレイとしてＰｂ系の材料を用いた
り、中間層にＣｕを用いた場合にも図４で示す比較材に
対し本発明の効果である耐焼付性が向上することが判
る。そして熱負荷をかけた場合には、比較材に対し高い
耐焼付性を有することが理解できる。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較してすべり軸受の耐焼付性を向上させることができ
るという効果が得られる。
比較してすべり軸受の耐焼付性を向上させることができ
るという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示すすべり軸受の要部の断
面図
面図
【図２】ライニング材３の表面の粗さと焼付面圧との関
係を示す試験結果図
係を示す試験結果図
【図３】中間層４と焼付面圧との関係を示す試験結果図
【図４】Ｓｎ−Ｎｉ化合物が生成しないときとＳｎ−Ｎ
ｉ化合物が生成したときにおける焼付面圧の違いを示す
試験結果図
ｉ化合物が生成したときにおける焼付面圧の違いを示す
試験結果図
【図５】本発明品の他の実施例における焼付面圧の違い
を示す試験結果図
を示す試験結果図
１…すべり軸受 ２…裏金 ３…ラ
イニング材 ３ａ…凹凸面 ４…中間層 ５…オ
ーバレイ層 ｔ１…ライニング材３の表面の粗さ ｔ２…中間層４の厚さ
イニング材 ３ａ…凹凸面 ４…中間層 ５…オ
ーバレイ層 ｔ１…ライニング材３の表面の粗さ ｔ２…中間層４の厚さ
Claims (1)
- 【請求項１】 ライニング材の表面に多数の凹凸面を形
成し、それら凹凸面を含めたライニング材の表面全域を
中間層で被覆し、さらに中間層で被覆した該ライニング
材の表面全域をオーバレイ層で被覆し、かつ上記凹凸面
における凹部内をオーバレイ層で充填して、上記オーバ
レイ層と上記中間層とが摩耗した際の露出面に、上記ラ
イニング材と、上記凹凸面の凹部を被覆する中間層と、
上記凹凸面における凹部内のオーバレイ層とをそれぞれ
露出させるように構成したすべり軸受において、 上記中間層の厚さを０．０１μｍないし０．６μｍに設
定するとともに、上記凹凸面を形成したことによるライ
ニング材の表面の粗さを２μｍＲｚないし８μｍＲｚに
設定したことを特徴とするすべり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302286A JPH07133825A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | すべり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302286A JPH07133825A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | すべり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07133825A true JPH07133825A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17907176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5302286A Pending JPH07133825A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | すべり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07133825A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002147459A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-22 | Ndc Co Ltd | オーバレイ層を改質したすべり軸受 |
| US7431507B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-10-07 | Daido Metal Company Ltd | Sliding member |
| US8231276B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sliding material, method of manufacturing same and bearing assembly |
-
1993
- 1993-11-08 JP JP5302286A patent/JPH07133825A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002147459A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-22 | Ndc Co Ltd | オーバレイ層を改質したすべり軸受 |
| US7431507B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-10-07 | Daido Metal Company Ltd | Sliding member |
| US8231276B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sliding material, method of manufacturing same and bearing assembly |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020605 |