JPH07247493A - 潤滑膜形成用組成物及びそれを用いた滑り軸受 - Google Patents

潤滑膜形成用組成物及びそれを用いた滑り軸受

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JPH07247493A
JPH07247493A JP6039944A JP3994494A JPH07247493A JP H07247493 A JPH07247493 A JP H07247493A JP 6039944 A JP6039944 A JP 6039944A JP 3994494 A JP3994494 A JP 3994494A JP H07247493 A JPH07247493 A JP H07247493A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】潤滑膜の耐磨耗性を維持するとともに、耐焼付
性を一層向上させる。 【構成】MoS2 ,WS2 ,BN,グラファイト及び炭
素繊維から選ばれる固体潤滑剤70〜97重量%と、バ
インダ3〜30重量%とからなる潤滑膜形成用組成物で
あって、バインダはポリイミド系樹脂,エポキシ樹脂及
びフェノール樹脂から選ばれる樹脂と膜形成補助剤とか
らなることを特徴とする。固体潤滑剤を高濃度で含有す
るとともに膜形成補助剤を含むので、形成された潤滑膜
では固体潤滑剤が強固に保持される。したがって初期の
なじみ性がよいので耐焼付性に優れ、脱落が防止されて
いるため耐磨耗性も良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンの滑
り軸受などにコーティングされて用いられる潤滑膜形成
用組成物と、それを用いた滑り軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジンの滑り軸受材料として
は、一般にアルミニウム合金やPb系オーバレイ付き銅
鉛合金が用いられている。ところが近年は高出力及び高
回転による自動車エンジンの高性能化が著しく、このよ
うな軸受材料では摺動性能が不十分となる場合がある。
【0003】例えばアルミニウム合金軸受では、初期の
なじみ性と耐異物特性が不十分である。またPb系オー
バレイ付き銅鉛合金軸受では耐摩耗性が充分でなく、複
雑な製造工程を要するためコストが高いという不具合も
ある。そこで特開平4−83914号公報には、アルミ
ニウム系合金の表面に固体潤滑剤90〜55重量%とポ
リイミド系バインダ10〜45重量%とからなる潤滑膜
を形成した滑り軸受材料が開示されている。このような
潤滑膜を形成することにより、アルミニウム合金軸受の
初期のなじみ性が向上し、優れた耐疲労性及び耐焼付性
が発揮される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記公報に開
示された潤滑膜をもつアルミニウム合金軸受では、実施
例における焼付荷重が高々600×105 Paであり、
近年の高性能のエンジン用軸受としてはさらに優れた耐
焼付性が望まれている。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたものであり、潤滑膜の耐焼付性を一層向上さ
せることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の潤滑膜形成用組成物は、MoS2 ,WS2 ,BN,
グラファイト及び炭素繊維から選ばれる固体潤滑剤70
〜97重量%と、バインダ3〜30重量%とからなる潤
滑膜形成用組成物であって、バインダはポリイミド系樹
脂,エポキシ樹脂及びフェノール樹脂から選ばれる樹脂
と膜形成補助剤とからなることを特徴とする。
【0006】ポリイミド系樹脂としては、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、BPDA
変性、スルホン変性樹脂のワニスなどを使用することが
できる。また本発明の滑り軸受は、軸受基体の表面に上
記潤滑膜形成用組成物から被覆形成された潤滑膜をもつ
ことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の潤滑膜形成用組成物では、膜形成補助
剤がバインダと固体潤滑剤とを強固に一体化している。
したがって形成された潤滑膜では、多量の固体潤滑剤が
膜中に強固に保持されているため、従来の膜形成補助剤
を使用しない場合に比べ、摺動部表面に固体潤滑材がよ
り多く存在し、焼きつきを起こしにくくなる。これによ
り摺動初期に容易に流体潤滑膜を形成しやすくなり、初
期のなじみ性に優れているとともに脱落などが防止され
耐焼付性が格段に向上する。
【0008】固体潤滑剤の含有量が70重量%より少な
くなると初期のなじみ性が不十分となる。また97重量
%を超えるとバインダが少なくなることにより潤滑膜中
での保持性が低下し、初期に摩耗や剥離が発生するよう
になる。それ故、固体潤滑剤含有量は70〜97重量%
が望ましい。より好ましくは、90.5から95重量%
である。
【0009】樹脂と膜形成補助剤の重量比は、樹脂:膜
形成補助剤=99〜70:1〜30とすることが望まし
い。樹脂と膜形成補助剤の量がこの比の範囲を外れる
と、潤滑膜中における固体潤滑剤の保持性が低下し耐焼
付性が低下する。なお膜形成補助剤をエポキシ基を持つ
化合物又はシランカップリング剤から構成すれば、固体
潤滑剤の保持性に特に優れるようになる。
【0010】そしてこの潤滑膜をもつ本発明の滑り軸受
では、多量の固体潤滑剤が膜中に強固に保持されている
ので初期のなじみ性に優れ、脱落や摩耗が防止されてい
るので耐焼付性に格段に優れている。なお、潤滑膜の厚
さとしては1.0×10-6〜50×10-6mの範囲が好
ましく、5×10-6〜20×10-6mの範囲が特に好ま
しい。潤滑膜の厚さが1.0×10-6mより薄いとなじ
み性はほとんど期待できず、50×10-6mより厚くな
ると耐疲労性が大幅に低下する。
【0011】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 (実施例1)バインダとしてのポリアミドイミド樹脂
(「AI−10」テイジン、アモコ(株)製)27重量
部と、膜形成補助剤としてのエポキシ化合物(「VG3
101」三井石油化学(株)製)3重量部と、固体潤滑
剤としてのMoS2 70重量部と、有機溶剤適量とをボ
ールミルに投入し、3時間粉砕混合して実施例1の潤滑
膜形成用組成物とした。この時、膜中のエポキシ化合物
の水酸基が水素結合により膜中のMoS2 を保持し、脱
落を防ぐ。またポリイミド樹脂中のカルボキシル基と結
びつき膜をより強固なものとする。
【0012】有機溶剤は粘度を調整して混合を容易とす
るものであり、バインダを溶解可能なものであれば特に
制限なく用いられる。例えばバインダがポリアミドイミ
ドであれば、キシレン,N−メチル2ピロリドンなどを
組成物100重量部に対して100〜300重量部用い
ることができる。なお、上記潤滑膜形成用組成物中の固
体潤滑剤は、平均粒径が1×10-6m以下、最大粒径は
10×10-6m以下となるまで粉砕するのが望ましい。
平均粒径が1×10-6mより大きかったり最大粒径が1
0×10-6mより大きいと、緻密な皮膜にならず得られ
る潤滑膜の潤滑作用が低下し耐焼付性が低下する。
【0013】次に、裏金鋼板上にアルミニウム系合金
(Al−11Sn−1.8Pb−1Cu−3Si)から
なるライニング材が圧接された円筒状又は半割円筒状な
どの軸受表面を脱脂した後、上記潤滑膜形成用組成物を
エアスプレーで約15×10-6mの膜厚となるように吹
き付け、その後150〜220℃で約30分間加熱硬化
させて潤滑膜を形成した。
【0014】得られた本実施例の滑り軸受の斜視図を図
1に、その要部断面図を図2に示す。この滑り軸受は、
厚さ1.2mmのSPCC製裏金1と、裏金1表面に圧
接された厚さ0.3mmのAl合金製ライニング層2
と、ライニング層2表面に形成された厚さ15×10-6
mの潤滑膜3とから構成され、その軸受幅は20mmで
ある。
【0015】この滑り軸受について、耐焼付性試験と耐
摩耗性試験を行い、焼付荷重と摩耗量を測定した。結果
を表1に示す。なお耐焼付試験は、滑り軸受をS50C
焼入れ材からなるシャフトと接触させ、潤滑油としてS
AE7.5W30を使用し、5分毎に荷重を50×10
5 Paずつ増加させながら、シャフトを5000rpm
で回転させ、焼付が生じた時の荷重を測定した。
【0016】また耐摩耗性試験は、耐焼付試験と同じ装
置を用い、荷重450×105 Paにて5000rpm
で5時間回転させたときの摩耗量を測定した。 (実施例2〜11,比較例1〜2)表1に示すように、
固体潤滑材、バインダ及び膜形成補助剤の種類と量を種
々変化させて、実施例1と同様にして潤滑膜形成用組成
物を調整した。そしてそれぞれの潤滑膜形成用組成物か
ら実施例1と同様に潤滑膜を形成し、同様に焼付荷重と
摩耗量を測定した結果を表1に示す。 (比較例3)表1に示すように、バインダとしてポリア
ミドイミド樹脂を30重量部用い、MoS2 を70.0
重量部用いるとともに膜形成補助剤を使用しなかったこ
と以外は実施例1と同様にして潤滑膜形成用組成物を調
整した。そして実施例1と同様に潤滑膜を形成し、同様
に焼付荷重と摩耗量を測定した結果を表1に示す。 (比較例4)表1に示すように、バインダとしてポリア
ミドイミド樹脂を10重量部用い、MoS2 を90.0
重量部用いるとともに膜形成補助剤を使用しなかったこ
と以外は実施例1と同様にして潤滑膜形成用組成物を調
整した。そして実施例1と同様に潤滑膜を形成し、同様
に焼付荷重と摩耗量を測定した結果を表1に示す。 (比較例5)潤滑膜を形成せず、ライニング層2の焼付
荷重と摩耗量を実施例1と同様に測定した結果を表1に
示す。 (比較例6)ライニング層2の表面に、Pb−10Sn
−2Cu合金からなる厚さ約15×10-6mのオーバレ
イめっき層を形成した滑り軸受を用い、オーバレイめっ
き層の焼付荷重と摩耗量を実施例1と同様に測定した結
果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】なお固体潤滑剤としてのMoS2 の使用量
と潤滑膜の焼付荷重との関係を、実施例1と同様の方法
にて別に測定し、結果を図3に示す。バインダの構成は
実施例1と同様である。 (評価)表1から明らかなように、本発明の実施例の組
成物から形成された潤滑膜をもつ滑り軸受は、550×
105 〜1100×105 Paという極めて高い焼付荷
重を示し、比較例に比べて耐焼付性が格段に向上してい
る。そして比較例1,2の結果より、固体潤滑剤が70
重量%より少ないと焼付荷重が低く、固体潤滑剤を97
重量%と多くしても焼付荷重は向上するものの摩耗量が
大きくなるため好ましくないことがわかる。
【0019】また図3より、固体潤滑剤が70重量%近
辺で焼付荷重が急激に上昇しているので、70重量%以
上の含有が好ましいことが明らかである。さらに好まし
くは、90.5重量%以上が良好である。そして比較例
1,2と比較例3,4の比較より、膜形成補助剤の添加
により焼付荷重と摩耗量の両方が増大していることが明
らかである。
【0020】
【発明の効果】すなわち本発明の潤滑膜形成用組成物に
よれば、初期のなじみ性に優れ、耐焼付性に優れた潤滑
膜を形成することができる。そして本発明の潤滑膜をも
つ滑り軸受によれば、相手材の偏りなどを吸収して初期
焼付の発生が抑制されるので、耐久信頼性が大幅に向上
する。またシャフトと軸受のクリアランスを一層小さく
することができるので、打音などを減少させることも可
能である。さらに、オーバレイめっき軸受に比べて低コ
ストで製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の滑り軸受の斜視図である。
【図2】本発明の一実施例の滑り軸受の要部断面図であ
る。
【図3】MoS2 の含有量と焼付荷重の関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】 1:裏金 2:ライニング層 3:潤滑膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 107:32 107:44 139:04 145:24) C10N 10:12 30:06 40:02 50:08 (72)発明者 不破 良雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 金山 弘 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内 (72)発明者 川上 真也 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内 (72)発明者 長崎 全宏 滋賀県彦根市彦富町 エスティーティ株式 会社内 (72)発明者 外村 伊三男 滋賀県彦根市彦富町 エスティーティ株式 会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MoS2 ,WS2 ,BN,グラファイト
    及び炭素繊維から選ばれる固体潤滑剤70〜97重量%
    と、バインダ3〜30重量%とからなる潤滑膜形成用組
    成物であって、 該バインダはポリイミド系樹脂,エポキシ樹脂及びフェ
    ノール樹脂から選ばれる樹脂と膜形成補助剤とからなる
    ことを特徴とする潤滑膜形成用組成物。
  2. 【請求項2】 軸受基体と、 MoS2 ,WS2 ,BN,グラファイト及び炭素繊維か
    ら選ばれる固体潤滑剤70〜97重量%と、バインダ3
    〜30重量%とからなり、該バインダはポリイミド系樹
    脂,エポキシ樹脂及びフェノール樹脂から選ばれる樹脂
    と膜形成補助剤とからなる潤滑膜形成用組成物から該軸
    受基体表面に被覆形成された潤滑膜と、よりなることを
    特徴とする滑り軸受。
  3. 【請求項3】 前記膜形成補助剤は、前記バインダがポ
    リイミド系樹脂の場合エポキシ基を持つ化合物を用い、
    前記バインダがエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の場合
    シランカップリング剤を用いてなる請求項1記載の潤滑
    膜形成用組成物。
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