JPH07259863A - すべり軸受 - Google Patents
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- JPH07259863A JPH07259863A JP6073961A JP7396194A JPH07259863A JP H07259863 A JPH07259863 A JP H07259863A JP 6073961 A JP6073961 A JP 6073961A JP 7396194 A JP7396194 A JP 7396194A JP H07259863 A JPH07259863 A JP H07259863A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 すべり軸受１を構成する軸受合金層２の山部
２ｂの高さをｈ、中間層３の厚さをｙ、また上記山部の
頂部におけるオーバレイ層４の厚さをｔとしたとき、上
記高さｈ、上記厚さｙおよびｔを次の３式の条件を満た
す範囲内に設定する。１≦ｈ≦８…（１）、０＜ｙ≦２
…（２）、０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ…（３）。また上記すべ
り軸受によって軸支する回転軸の軸径をＤとしたとき、
上記山部の高さｈを下記の範囲に定めることが望まし
い。０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１０００
０…（４）。ただし、上記ｈ、ｙ、ｔ、Ｄの寸法単位は
μｍである。 【効果】 初期の耐焼付性、オーバレイ層の摩耗後の耐
焼付性、および耐摩耗性を向上させることができる。
２ｂの高さをｈ、中間層３の厚さをｙ、また上記山部の
頂部におけるオーバレイ層４の厚さをｔとしたとき、上
記高さｈ、上記厚さｙおよびｔを次の３式の条件を満た
す範囲内に設定する。１≦ｈ≦８…（１）、０＜ｙ≦２
…（２）、０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ…（３）。また上記すべ
り軸受によって軸支する回転軸の軸径をＤとしたとき、
上記山部の高さｈを下記の範囲に定めることが望まし
い。０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１０００
０…（４）。ただし、上記ｈ、ｙ、ｔ、Ｄの寸法単位は
μｍである。 【効果】 初期の耐焼付性、オーバレイ層の摩耗後の耐
焼付性、および耐摩耗性を向上させることができる。
Description
【０００１】
【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、軸受合金層、中間層およびオーバレイ層を有
するすべり軸受に関する。
詳しくは、軸受合金層、中間層およびオーバレイ層を有
するすべり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、すべり軸受として、内周面に、円
周方向に伸びる環状溝を軸方向に多数形成して軸方向に
隣接する環状溝間を円周方向に伸びる山部とした軸受合
金層と、この軸受合金層の表面を被覆する中間層と、さ
らにこの中間層の表面を被覆するオーバレイ層とを有
し、一部のオーバレイ層と中間層とがオーバレイ層の表
面側から摩耗された際に、上記環状溝の凹部内に残存す
るオーバレイ層と中間層、および上記軸受合金層の山部
とをそれぞれ露出させるように構成したすべり軸受が知
られている（特開昭６０−２０５０１４号公報）。この
ように構成したすべり軸受によれば、一部のオーバレイ
層と中間層とがオーバレイ層の表面側から摩耗された際
には、上記環状溝の凹部内に残存するオーバレイ層と中
間層、および上記軸受合金層の山部とがそれぞれ露出す
るので、上記環状溝を設けない同種のすべり軸受のよう
に中間層が一度に大きく露出されることがないので、該
中間層が大きく露出されることによる耐焼付性の大幅な
低下等の弊害を防止することができる。
周方向に伸びる環状溝を軸方向に多数形成して軸方向に
隣接する環状溝間を円周方向に伸びる山部とした軸受合
金層と、この軸受合金層の表面を被覆する中間層と、さ
らにこの中間層の表面を被覆するオーバレイ層とを有
し、一部のオーバレイ層と中間層とがオーバレイ層の表
面側から摩耗された際に、上記環状溝の凹部内に残存す
るオーバレイ層と中間層、および上記軸受合金層の山部
とをそれぞれ露出させるように構成したすべり軸受が知
られている（特開昭６０−２０５０１４号公報）。この
ように構成したすべり軸受によれば、一部のオーバレイ
層と中間層とがオーバレイ層の表面側から摩耗された際
には、上記環状溝の凹部内に残存するオーバレイ層と中
間層、および上記軸受合金層の山部とがそれぞれ露出す
るので、上記環状溝を設けない同種のすべり軸受のよう
に中間層が一度に大きく露出されることがないので、該
中間層が大きく露出されることによる耐焼付性の大幅な
低下等の弊害を防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
よれば、上述した作用効果を得るためには、環状溝の深
さすなわち上記山部の高さは中間層の厚さの１．５倍以
上で、かつ５μｍ以上とする必要があると記載されてい
る。しかしながら、上記山部の高さと中間層の厚さとの
関係だけではなく、それらの他に、さらにオーバレイ層
の厚さと上記すべり軸受によって軸支する回転軸の軸径
とを変えて種々の試験を行なった結果、それらの所定の
関係のもとで、従来よりも優れた初期耐焼付性、オーバ
レイ層の摩耗後の耐焼付性、耐摩耗性の点で優れた効果
が得られることが判明した。したがって本発明は、初期
耐焼付性、オーバレイ層の摩耗後の耐焼付性、および耐
摩耗性に優れたすべり軸受を提供するものである。
よれば、上述した作用効果を得るためには、環状溝の深
さすなわち上記山部の高さは中間層の厚さの１．５倍以
上で、かつ５μｍ以上とする必要があると記載されてい
る。しかしながら、上記山部の高さと中間層の厚さとの
関係だけではなく、それらの他に、さらにオーバレイ層
の厚さと上記すべり軸受によって軸支する回転軸の軸径
とを変えて種々の試験を行なった結果、それらの所定の
関係のもとで、従来よりも優れた初期耐焼付性、オーバ
レイ層の摩耗後の耐焼付性、耐摩耗性の点で優れた効果
が得られることが判明した。したがって本発明は、初期
耐焼付性、オーバレイ層の摩耗後の耐焼付性、および耐
摩耗性に優れたすべり軸受を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、内周
面に、円周方向に伸びる環状溝を軸方向に多数形成して
軸方向に隣接する環状溝間を円周方向に伸びる山部とし
た軸受合金層と、この軸受合金層の表面を被覆する中間
層と、さらにこの中間層の表面を被覆するオーバレイ層
とを有し、一部のオーバレイ層と中間層とがオーバレイ
層の表面側から摩耗された際に、上記環状溝の凹部内に
残存するオーバレイ層と中間層、および上記軸受合金層
の山部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、上記山部の高さをｈ、上記密着層の厚さを
ｙ、上記山部の頂部における上記オーバレイ層の厚さを
ｔとしたとき、上記山部の高さｈ、密着層の厚さｙおよ
びオーバレイ層の厚さｔを下記の範囲に設定したことを
特徴とするすべり軸受を提供するものである。 １≦ｈ≦８ …（１） ０＜ｙ≦２ …（２） ０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ …（３） ただし、上記ｈ、ｔおよびｙの寸法単位はμｍである。
そして上記範囲のうち、より望ましいは下記の範囲であ
り、それによって一層優れた軸受性能を得ることができ
る。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ０＜ｙ≦０．５ …（２’） ｈ≦ｔ≦１．５ｈ …（３’） さらに、上記すべり軸受によって軸支する回転軸の軸径
をＤとしたとき、上記山部の高さｈと軸径Ｄとの関係を
下記のとおりとすることが望ましい。 ０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１００００ …（４） ただし、上記Ｄの寸法単位はμｍである。
面に、円周方向に伸びる環状溝を軸方向に多数形成して
軸方向に隣接する環状溝間を円周方向に伸びる山部とし
た軸受合金層と、この軸受合金層の表面を被覆する中間
層と、さらにこの中間層の表面を被覆するオーバレイ層
とを有し、一部のオーバレイ層と中間層とがオーバレイ
層の表面側から摩耗された際に、上記環状溝の凹部内に
残存するオーバレイ層と中間層、および上記軸受合金層
の山部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、上記山部の高さをｈ、上記密着層の厚さを
ｙ、上記山部の頂部における上記オーバレイ層の厚さを
ｔとしたとき、上記山部の高さｈ、密着層の厚さｙおよ
びオーバレイ層の厚さｔを下記の範囲に設定したことを
特徴とするすべり軸受を提供するものである。 １≦ｈ≦８ …（１） ０＜ｙ≦２ …（２） ０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ …（３） ただし、上記ｈ、ｔおよびｙの寸法単位はμｍである。
そして上記範囲のうち、より望ましいは下記の範囲であ
り、それによって一層優れた軸受性能を得ることができ
る。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ０＜ｙ≦０．５ …（２’） ｈ≦ｔ≦１．５ｈ …（３’） さらに、上記すべり軸受によって軸支する回転軸の軸径
をＤとしたとき、上記山部の高さｈと軸径Ｄとの関係を
下記のとおりとすることが望ましい。 ０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１００００ …（４） ただし、上記Ｄの寸法単位はμｍである。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、後述する試
験結果で示すように、従来のすべり軸受よりも優れた初
期耐焼付性、オーバレイ層の摩耗後の耐焼付性、および
耐摩耗性を得ることができる。
験結果で示すように、従来のすべり軸受よりも優れた初
期耐焼付性、オーバレイ層の摩耗後の耐焼付性、および
耐摩耗性を得ることができる。
【０００６】
【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は半円筒状又は円筒状に形成したすべり軸受１
の拡大断面図を示したものである。上記すべり軸受１
は、図示しない裏金上に軸受合金層２を設けており、該
軸受合金層２の内周面に、円周方向に沿って螺旋状の環
状溝２ａを形成し、軸方向に隣接する環状溝２ａの間を
円周方向に伸びる山部２ｂとしている。上記軸受合金層
２の表面は中間層３で被覆してあり、この中間層３は軸
受合金層３の表面の凹凸面に倣って凹凸面となってい
る。そして上記中間層３の表面はオーバレイ層４で被覆
してある。上記中間層３は、軸受合金層２とオーバレイ
層４とを密着させる目的で設けたものである。かかる構
成においては、一部のオーバレイ層４と中間層３とがオ
ーバレイ層４の表面側から摩耗された際には、図１の想
像線Ｌで示すように、上記環状溝２ａ凹部内に残存する
オーバレイ層４と中間層３、および上記軸受合金層２の
山部２ａとがそれぞれ露出するようになる。次に、図２
は上記山部２ｂの高さと中間層３の厚さとの関係を示し
た図で、本発明においては、上記山部２ｂの高さをｈ、
上記中間層３の厚さをｙとしたときに、縦軸に上記ｙを
とり、横軸に上記ｈをとったグラフにおいて、上記厚さ
ｙおよび高さｈを次の２式の条件を満たす範囲内に設定
している。この範囲を斜線で示してある。ただし、寸法
単位はいずれもμｍである。 １≦ｈ≦８ …（１） ０＜ｙ≦２ …（２） また、より望ましい範囲は、上記厚さｙおよび高さｈを
次の２式の条件を満たす範囲である。この範囲を網目に
よって示してある。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ０＜ｙ≦０．５ …（２’） 図３は上記山部２ｂの高さｈとオーバレイ層４の厚さと
の関係を示した図で、本発明においては、上記山部２ｂ
の頂部における上記オーバレイ層の厚さをｔとしたとき
に、縦軸に上記ｔをとり、横軸に上記ｈをとったグラフ
において、上記厚さｔおよび高さｈを次の２式の条件を
満たす範囲内に設定している。この範囲を斜線で示して
ある。 １≦ｈ≦８ …（１） ０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ …（３） また、より望ましい範囲は、上記厚さｔおよび高さｈを
次の２式の条件を満たす範囲である。この範囲を網目に
よって示してある。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ｈ≦ｔ≦１．５ｈ …（３’） 図４は上記山部２ｂの高さｈと本願のすべり軸受によっ
て軸支する回転軸の軸径Ｄとの関係を示した図で、本発
明においては上述した範囲を満たした上で、縦軸に上記
ｈをとり、横軸に上記Ｄをとったグラフにおいて、上記
高さｈおよび軸径Ｄを次式を満たす範囲に設定すること
が望ましい。望ましい範囲は斜線で示してあり、より望
ましい範囲は網目によって示してある。 ０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１００００ …（４） なお上記螺旋状の環状溝２ａのピッチは例えば０．１〜
０．４ｍｍとすることが望ましく、０．１５〜０．３ｍ
ｍの範囲がより望ましい。したがって図１は、縦方向の
縮尺と横方向の縮尺とをかなり大きく異ならせて描いて
ある。次に、すべり軸受１の使用開始初期の耐焼付性、
オーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性、および耐摩耗性に
ついて行なった試験結果に基づいて本発明の効果を説明
する。図５において、試料１〜１２が本発明品であり、
試料ａ〜ｈは比較材である。本試験に用いた各試料は、
ＳＰＣＣからなる裏金に、Ａｌ−１２Ｓｎ−１．５Ｐｂ
−２．５Ｓｉ−１Ｃｕ−０．２ＣｒからなるＡｌ系の軸
受合金層２又はＣｕ−１５Ｐｂ−１．５ＳｎからなるＣ
ｕ系の軸受合金層２のいずれかを圧接し、上記軸受合金
層２の表面にピッチ０．２ミリで必要な深さの環状溝２
ａを形成したら、上記軸受合金層２の表面に電気メッキ
により中間層３としての必要な厚さのＮｉメッキを施
し、さらにそのＮｉメッキ層上に、Ｐｂ−３Ｓｎ−５Ｉ
ｎからなるＰｂ系のオーバレイ層４又はＳｎからなるオ
ーバレイ層４のいずれかを電気メッキにより必要な厚さ
に形成したものである。ここで図５においては、上述し
たＡｌ系の軸受合金層２をＡ、Ｃｕ系の軸受合金層２を
Ｂ、Ｐｂ系のオーバレイ層４をＣ、さらにＳｎのオーバ
レイ層４をＤの記号を用いて表わしてある。この試験条
件は次のとおりである。 試験機：ジャーナル型油圧式動荷重試験機 潤滑油：ＳＡＥ ５Ｗ−３０ 油温 ：１６０℃ 潤滑油：ＳＡＵ５Ｗ−３０ 給油量：０．５リットル／ｍｉｎ 相手軸：Ｓ５０Ｃ焼入れ、硬さＨｖ５００〜６００、軸
径４２ｍｍ、軸粗さ１μｍＲｚ なお、軸径Ｄが４２ｍｍの場合、上記（４）式を満たす
山部２ｂの高さｈの範囲は、次のとおりである。２．１
μｍ≦ｈ≦５．２５μｍ。ところで、耐摩耗性の試験
は、荷重を０〜５０ＭＰａまでの間で変化させながら、
３０００ｒｐｍの回転数を保って５０時間運転した後、
軸受の肉厚の変化を測定した。またオーバレイ層４の摩
耗後の耐焼付性の試験は、上記耐摩耗性の試験の後、５
ＭＰａの静荷重下で回転数を０から６０００ｒｐｍまで
上昇させた後、その回転数を保って荷重を上記５ＭＰａ
から１０ＭＰａに上昇させて１０分間運転し、次に１０
分間隔で荷重を１０ＭＰａずつ段階的に上昇させて焼付
の発生する面圧を測定した。さらに、すべり軸受１の使
用開始初期の耐焼付性の試験は、上記耐摩耗性の試験を
行なうことなく、直ちに上記オーバレイ層４の摩耗後の
耐焼付性の試験を行なうことによって、焼付の発生する
面圧を測定した。図５の試験結果に示されるように、本
発明品は、使用開始初期の耐焼付性、オーバレイ層４の
摩耗後の耐焼付き性、および耐摩耗性のいずれにおいて
も良好な結果が得られている。より具体的には、使用開
始初期の耐焼付性については、すべり軸受と回転軸とが
なじんであたりがでる前であるので、焼付面圧は６０Ｍ
Ｐａ以上であることが必要である。またオーバレイ層４
の摩耗後の耐焼付性については、すべり軸受と回転軸と
は既に充分になじんでいるので、焼付面圧は５０ＭＰａ
以上あれば使用可能である。さらに軸径が４２ｍｍの場
合、１０μｍ以上の摩耗があるとクリアランスが大きく
なりすぎ、打音が発生する危険性があるので、それ未満
であることが必要である。そして本発明の試料１〜１２
はそのような条件を満たしており、他方、比較材ａ〜ｈ
においてはいずれかの条件を満たしていない。図６は、
上記山部２ｂの高さｈと軸径Ｄとの関係を測定した試験
結果を示したもので、上記高さｈと軸径Ｄとを種々に異
ならせた際の耐摩耗性、打音の発生状態、および各試料
の耐焼付性を測定した。図６において、試料１〜９が本
発明のものに相当し、試料ａ〜ｃが上記以外の範囲の比
較材である。本試験に用いた各試料は、ＳＰＣＣからな
る裏金に、Ｃｕ−１５Ｐｂ−１．５ＳｎからなるＣｕ系
の軸受合金層２を圧接し、この軸受合金層２の表面にピ
ッチ０．２ミリで必要な深さの環状溝２ａを形成した
ら、上記軸受合金層２の表面に電気メッキにより中間層
３として厚さ１μｍのＮｉメッキを施し、さらにそのＮ
ｉメッキ層上に、Ｐｂ−３Ｓｎ−５ＩｎからなるＰｂ系
のオーバレイ層４を電気メッキにより１．２ｈの厚さで
形成したものである。上記耐摩耗性および打音の発生状
態の試験は、実機エンジンを用いて２００時間運転後に
おける打音の発生状態を調べた後、分解して軸受の摩耗
量を調べた。打音の発生状態は、「良」、「可」、「不
可」の３段階に分けた。また耐焼付性の試験条件は次の
とおりである。 試験機：ジャーナル型耐焼付試験機 周速 ：２．７７ｍ／ｓ 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。図６の試験結果に示され
るように、本発明品１〜９は、耐摩耗性、打音の発生状
態およびオーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性において良
好な結果が得られている。これに対して試料ａ〜ｄにつ
いて見てみると、試料ａでは、耐摩耗性、打音の発生状
態では良好な結果が得られているが、オーバレイ層４の
摩耗後の耐焼付性が悪くなっている。また試料ｂ、ｄで
は、オーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性では良好な結果
が得られているが、耐摩耗性が悪く、打音の発生状態も
悪くなっている。また、図２で示す（１’）式の範囲内
に含まれる本発明品においては、耐摩耗性および使用開
始初期の耐焼付性に優れた結果が得られており、また
（２’）式の範囲内に含まれる本発明品においては、オ
ーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性に優れた結果が得られ
ている。したがって図２の網目によって示された範囲内
の本発明品においては、耐摩耗性、使用開始初期の耐焼
付性、およびオーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性に優れ
た結果を得ることができる。なお、内燃機間の軸受で
は、エンジンサイズにより、山部２ｂの高さｈが０．５
Ｄを下回る場合には耐焼付性が低下し、また１．２５Ｄ
を越える場合にはクリアランス増大によりエンジン透過
音が大きくなるという欠点が生じる。また、上述したよ
うに中間層３は軸受合金層２とオーバレイ層４とを密着
させる目的で設けたものであるが、必要に応じてこれを
省略してもよい。すなわち、特に軸受合金層２がＣｕ系
の軸受合金層２の場合には、軸受合金層２とオーバレイ
層４とを充分な密着強度で密着させることができるので
中間層３を省略することができ、また軸受合金層２がＡ
〓系の軸受合金層２の場合には、軸受合金層２とオーバ
レイ層４との密着強度を充分に確保できた場合には、中
間層３を省略することができる。さらに本発明に用いる
軸受合金層２としては、上述した試料で用いたものの他
に、Ｃｕ−２３Ｐｂ−３Ｓｎ、又はＣｕ−１Ａｇが好ま
しく、中間層３としてはＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、又はＦｅを
湿式メッキや乾式メッキによって施したものが好まし
い。さらにオーバレイ層４としては、上述した試料で用
いたものの他に、Ｐｂ−１０Ｓｎ−２Ｃｕ、又は純Ｓｎ
が好ましく、或いはポリイミドにＭｏＳ2 又はグラファ
イトを添加した合成樹脂材料を用いてもよい。
と、図１は半円筒状又は円筒状に形成したすべり軸受１
の拡大断面図を示したものである。上記すべり軸受１
は、図示しない裏金上に軸受合金層２を設けており、該
軸受合金層２の内周面に、円周方向に沿って螺旋状の環
状溝２ａを形成し、軸方向に隣接する環状溝２ａの間を
円周方向に伸びる山部２ｂとしている。上記軸受合金層
２の表面は中間層３で被覆してあり、この中間層３は軸
受合金層３の表面の凹凸面に倣って凹凸面となってい
る。そして上記中間層３の表面はオーバレイ層４で被覆
してある。上記中間層３は、軸受合金層２とオーバレイ
層４とを密着させる目的で設けたものである。かかる構
成においては、一部のオーバレイ層４と中間層３とがオ
ーバレイ層４の表面側から摩耗された際には、図１の想
像線Ｌで示すように、上記環状溝２ａ凹部内に残存する
オーバレイ層４と中間層３、および上記軸受合金層２の
山部２ａとがそれぞれ露出するようになる。次に、図２
は上記山部２ｂの高さと中間層３の厚さとの関係を示し
た図で、本発明においては、上記山部２ｂの高さをｈ、
上記中間層３の厚さをｙとしたときに、縦軸に上記ｙを
とり、横軸に上記ｈをとったグラフにおいて、上記厚さ
ｙおよび高さｈを次の２式の条件を満たす範囲内に設定
している。この範囲を斜線で示してある。ただし、寸法
単位はいずれもμｍである。 １≦ｈ≦８ …（１） ０＜ｙ≦２ …（２） また、より望ましい範囲は、上記厚さｙおよび高さｈを
次の２式の条件を満たす範囲である。この範囲を網目に
よって示してある。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ０＜ｙ≦０．５ …（２’） 図３は上記山部２ｂの高さｈとオーバレイ層４の厚さと
の関係を示した図で、本発明においては、上記山部２ｂ
の頂部における上記オーバレイ層の厚さをｔとしたとき
に、縦軸に上記ｔをとり、横軸に上記ｈをとったグラフ
において、上記厚さｔおよび高さｈを次の２式の条件を
満たす範囲内に設定している。この範囲を斜線で示して
ある。 １≦ｈ≦８ …（１） ０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ …（３） また、より望ましい範囲は、上記厚さｔおよび高さｈを
次の２式の条件を満たす範囲である。この範囲を網目に
よって示してある。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ｈ≦ｔ≦１．５ｈ …（３’） 図４は上記山部２ｂの高さｈと本願のすべり軸受によっ
て軸支する回転軸の軸径Ｄとの関係を示した図で、本発
明においては上述した範囲を満たした上で、縦軸に上記
ｈをとり、横軸に上記Ｄをとったグラフにおいて、上記
高さｈおよび軸径Ｄを次式を満たす範囲に設定すること
が望ましい。望ましい範囲は斜線で示してあり、より望
ましい範囲は網目によって示してある。 ０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１００００ …（４） なお上記螺旋状の環状溝２ａのピッチは例えば０．１〜
０．４ｍｍとすることが望ましく、０．１５〜０．３ｍ
ｍの範囲がより望ましい。したがって図１は、縦方向の
縮尺と横方向の縮尺とをかなり大きく異ならせて描いて
ある。次に、すべり軸受１の使用開始初期の耐焼付性、
オーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性、および耐摩耗性に
ついて行なった試験結果に基づいて本発明の効果を説明
する。図５において、試料１〜１２が本発明品であり、
試料ａ〜ｈは比較材である。本試験に用いた各試料は、
ＳＰＣＣからなる裏金に、Ａｌ−１２Ｓｎ−１．５Ｐｂ
−２．５Ｓｉ−１Ｃｕ−０．２ＣｒからなるＡｌ系の軸
受合金層２又はＣｕ−１５Ｐｂ−１．５ＳｎからなるＣ
ｕ系の軸受合金層２のいずれかを圧接し、上記軸受合金
層２の表面にピッチ０．２ミリで必要な深さの環状溝２
ａを形成したら、上記軸受合金層２の表面に電気メッキ
により中間層３としての必要な厚さのＮｉメッキを施
し、さらにそのＮｉメッキ層上に、Ｐｂ−３Ｓｎ−５Ｉ
ｎからなるＰｂ系のオーバレイ層４又はＳｎからなるオ
ーバレイ層４のいずれかを電気メッキにより必要な厚さ
に形成したものである。ここで図５においては、上述し
たＡｌ系の軸受合金層２をＡ、Ｃｕ系の軸受合金層２を
Ｂ、Ｐｂ系のオーバレイ層４をＣ、さらにＳｎのオーバ
レイ層４をＤの記号を用いて表わしてある。この試験条
件は次のとおりである。 試験機：ジャーナル型油圧式動荷重試験機 潤滑油：ＳＡＥ ５Ｗ−３０ 油温 ：１６０℃ 潤滑油：ＳＡＵ５Ｗ−３０ 給油量：０．５リットル／ｍｉｎ 相手軸：Ｓ５０Ｃ焼入れ、硬さＨｖ５００〜６００、軸
径４２ｍｍ、軸粗さ１μｍＲｚ なお、軸径Ｄが４２ｍｍの場合、上記（４）式を満たす
山部２ｂの高さｈの範囲は、次のとおりである。２．１
μｍ≦ｈ≦５．２５μｍ。ところで、耐摩耗性の試験
は、荷重を０〜５０ＭＰａまでの間で変化させながら、
３０００ｒｐｍの回転数を保って５０時間運転した後、
軸受の肉厚の変化を測定した。またオーバレイ層４の摩
耗後の耐焼付性の試験は、上記耐摩耗性の試験の後、５
ＭＰａの静荷重下で回転数を０から６０００ｒｐｍまで
上昇させた後、その回転数を保って荷重を上記５ＭＰａ
から１０ＭＰａに上昇させて１０分間運転し、次に１０
分間隔で荷重を１０ＭＰａずつ段階的に上昇させて焼付
の発生する面圧を測定した。さらに、すべり軸受１の使
用開始初期の耐焼付性の試験は、上記耐摩耗性の試験を
行なうことなく、直ちに上記オーバレイ層４の摩耗後の
耐焼付性の試験を行なうことによって、焼付の発生する
面圧を測定した。図５の試験結果に示されるように、本
発明品は、使用開始初期の耐焼付性、オーバレイ層４の
摩耗後の耐焼付き性、および耐摩耗性のいずれにおいて
も良好な結果が得られている。より具体的には、使用開
始初期の耐焼付性については、すべり軸受と回転軸とが
なじんであたりがでる前であるので、焼付面圧は６０Ｍ
Ｐａ以上であることが必要である。またオーバレイ層４
の摩耗後の耐焼付性については、すべり軸受と回転軸と
は既に充分になじんでいるので、焼付面圧は５０ＭＰａ
以上あれば使用可能である。さらに軸径が４２ｍｍの場
合、１０μｍ以上の摩耗があるとクリアランスが大きく
なりすぎ、打音が発生する危険性があるので、それ未満
であることが必要である。そして本発明の試料１〜１２
はそのような条件を満たしており、他方、比較材ａ〜ｈ
においてはいずれかの条件を満たしていない。図６は、
上記山部２ｂの高さｈと軸径Ｄとの関係を測定した試験
結果を示したもので、上記高さｈと軸径Ｄとを種々に異
ならせた際の耐摩耗性、打音の発生状態、および各試料
の耐焼付性を測定した。図６において、試料１〜９が本
発明のものに相当し、試料ａ〜ｃが上記以外の範囲の比
較材である。本試験に用いた各試料は、ＳＰＣＣからな
る裏金に、Ｃｕ−１５Ｐｂ−１．５ＳｎからなるＣｕ系
の軸受合金層２を圧接し、この軸受合金層２の表面にピ
ッチ０．２ミリで必要な深さの環状溝２ａを形成した
ら、上記軸受合金層２の表面に電気メッキにより中間層
３として厚さ１μｍのＮｉメッキを施し、さらにそのＮ
ｉメッキ層上に、Ｐｂ−３Ｓｎ−５ＩｎからなるＰｂ系
のオーバレイ層４を電気メッキにより１．２ｈの厚さで
形成したものである。上記耐摩耗性および打音の発生状
態の試験は、実機エンジンを用いて２００時間運転後に
おける打音の発生状態を調べた後、分解して軸受の摩耗
量を調べた。打音の発生状態は、「良」、「可」、「不
可」の３段階に分けた。また耐焼付性の試験条件は次の
とおりである。 試験機：ジャーナル型耐焼付試験機 周速 ：２．７７ｍ／ｓ 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。図６の試験結果に示され
るように、本発明品１〜９は、耐摩耗性、打音の発生状
態およびオーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性において良
好な結果が得られている。これに対して試料ａ〜ｄにつ
いて見てみると、試料ａでは、耐摩耗性、打音の発生状
態では良好な結果が得られているが、オーバレイ層４の
摩耗後の耐焼付性が悪くなっている。また試料ｂ、ｄで
は、オーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性では良好な結果
が得られているが、耐摩耗性が悪く、打音の発生状態も
悪くなっている。また、図２で示す（１’）式の範囲内
に含まれる本発明品においては、耐摩耗性および使用開
始初期の耐焼付性に優れた結果が得られており、また
（２’）式の範囲内に含まれる本発明品においては、オ
ーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性に優れた結果が得られ
ている。したがって図２の網目によって示された範囲内
の本発明品においては、耐摩耗性、使用開始初期の耐焼
付性、およびオーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性に優れ
た結果を得ることができる。なお、内燃機間の軸受で
は、エンジンサイズにより、山部２ｂの高さｈが０．５
Ｄを下回る場合には耐焼付性が低下し、また１．２５Ｄ
を越える場合にはクリアランス増大によりエンジン透過
音が大きくなるという欠点が生じる。また、上述したよ
うに中間層３は軸受合金層２とオーバレイ層４とを密着
させる目的で設けたものであるが、必要に応じてこれを
省略してもよい。すなわち、特に軸受合金層２がＣｕ系
の軸受合金層２の場合には、軸受合金層２とオーバレイ
層４とを充分な密着強度で密着させることができるので
中間層３を省略することができ、また軸受合金層２がＡ
〓系の軸受合金層２の場合には、軸受合金層２とオーバ
レイ層４との密着強度を充分に確保できた場合には、中
間層３を省略することができる。さらに本発明に用いる
軸受合金層２としては、上述した試料で用いたものの他
に、Ｃｕ−２３Ｐｂ−３Ｓｎ、又はＣｕ−１Ａｇが好ま
しく、中間層３としてはＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、又はＦｅを
湿式メッキや乾式メッキによって施したものが好まし
い。さらにオーバレイ層４としては、上述した試料で用
いたものの他に、Ｐｂ−１０Ｓｎ−２Ｃｕ、又は純Ｓｎ
が好ましく、或いはポリイミドにＭｏＳ2 又はグラファ
イトを添加した合成樹脂材料を用いてもよい。
【０００７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、すべり
軸受の作動初期時の耐焼付性、オーバレイ層４の摩耗後
の耐焼付性および耐摩耗性を向上させることができると
いう効果が得られる。
軸受の作動初期時の耐焼付性、オーバレイ層４の摩耗後
の耐焼付性および耐摩耗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】本発明のすべり軸受１の軸方向の断面図。
【図２】本発明品の範囲を示すグラフ。
【図３】本発明品の他の範囲を示すグラフ。
【図４】本発明の使用初期の耐摩耗性、オーバレイ層４
の摩耗後の耐焼付性、および耐摩耗性を示す試験結果
図。
の摩耗後の耐焼付性、および耐摩耗性を示す試験結果
図。
【図５】本発明品のさらに他の範囲を示すグラフ。
【図３】本発明の耐摩耗性、打音の発生状態、およびオ
ーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性を示す試験結果図。
ーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性を示す試験結果図。
１…すべり軸受 ２…軸受合金層 ２ａ…環状溝 ２ｂ…山部 ３…中間層 ４…オーバレイ層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のすべり軸受１の軸方向の断面図。
【図２】本発明品の範囲を示すグラフ。
【図３】本発明品の他の範囲を示すグラフ。
【図４】本発明品のさらに他の範囲を示すグラフ。
【図５】本発明の使用初期の耐摩耗性、オーバレイ層４
の摩耗後の耐焼付性、および耐摩耗性を示す試験結果
図。
の摩耗後の耐焼付性、および耐摩耗性を示す試験結果
図。
【図６】本発明の耐摩耗性、打音の発生状態、およびオ
ーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性を示す試験結果図。
ーバレイ層４の摩耗後の耐焼付性を示す試験結果図。
【符号の説明】 １…すべり軸受 ２…軸受合金層 ２ａ…環状溝 ２ｂ…山部 ３…中間層 ４…オーバレイ層
Claims (3)
- 【請求項１】 内周面に、円周方向に伸びる環状溝を軸
方向に多数形成して軸方向に隣接する環状溝間を円周方
向に伸びる山部とした軸受合金層と、この軸受合金層の
表面を被覆する中間層と、さらにこの中間層の表面を被
覆するオーバレイ層とを有し、一部のオーバレイ層と中
間層とがオーバレイ層の表面側から摩耗された際に、上
記環状溝の凹部内に残存するオーバレイ層と中間層、お
よび上記軸受合金層の山部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、 上記山部の高さをｈ、上記密着層の厚さをｙ、上記山部
の頂部における上記オーバレイ層の厚さをｔとしたと
き、上記山部の高さｈ、密着層の厚さｙおよびオーバレ
イ層の厚さｔを下記の範囲に設定したことを特徴とする
すべり軸受。 １≦ｈ≦８ …（１） ０＜ｙ≦２ …（２） ０．７ｈ≦ｔ≦２ｈ …（３） ただし、上記ｈ、ｔおよびｙの寸法単位はμｍとする。 - 【請求項２】 上記山部の高さｈ、密着層の厚さｙおよ
びオーバレイ層の厚さｔが下記の範囲であることを特徴
とする請求項１に記載のすべり軸受。 ３≦ｈ≦６ …（１’） ０＜ｙ≦０．５ …（２’） ｈ≦ｔ≦１．５ｈ …（３’） - 【請求項３】 上記すべり軸受によって軸支する回転軸
の軸径をＤとしたとき、上記山部の高さｈが下記の範囲
であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
すべり軸受。 ０．５Ｄ／１００００≦ｈ≦１．２５Ｄ／１００００ …（４） ただし、上記Ｄの寸法単位はμｍとする。
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