JPH0774647B2 - 複合軸受用材料 - Google Patents
複合軸受用材料Info
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- JPH0774647B2 JPH0774647B2 JP60153329A JP15332985A JPH0774647B2 JP H0774647 B2 JPH0774647 B2 JP H0774647B2 JP 60153329 A JP60153329 A JP 60153329A JP 15332985 A JP15332985 A JP 15332985A JP H0774647 B2 JPH0774647 B2 JP H0774647B2
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- composite
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- layer
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- F16C2208/20—Thermoplastic resins
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クランクシャフト用の軸受胴及びスラストリ
ングの製造に使用され、金属支持体、銅又はアルミニウ
ムを基材とする厚さ0.1〜0.5mmの軸受金属層及びこの金
属層上のすべり面から成る複合軸受用材料に関する。
ングの製造に使用され、金属支持体、銅又はアルミニウ
ムを基材とする厚さ0.1〜0.5mmの軸受金属層及びこの金
属層上のすべり面から成る複合軸受用材料に関する。
本発明は、複合軸受用材料において、 金属支持体上に多孔質構造に焼結又は溶射された軸受金
属層の細孔をポリエーテルスルホン（PES）で充填し、
この金属層の上にPESから成るすべり面を形成したこと
により、 クランクシャフト用軸受が騒音低減効果を有することが
できるようにしたものである。
属層の細孔をポリエーテルスルホン（PES）で充填し、
この金属層の上にPESから成るすべり面を形成したこと
により、 クランクシャフト用軸受が騒音低減効果を有することが
できるようにしたものである。
冒頭に述べた構造の複合軸受用材料から製造した軸受胴
及びスラストリングは現代式の内燃機関のクランクシャ
フト用軸受にとってもはや必要不可欠のものである。前
記複合軸受用材料は通常、必要に応じて鋳鉄支持体で置
き換えることもできる鋼支持体に軸受用銅合金を緻密に
溶射、緻密に焼結又は鋳造し、或いは、AlSn20Cu又はAl
Zn4.5SiCuPbといった軸受用アルミニウム合金を電着し
て又は緻密に溶射してなるものである。軸受用銅合金と
してスズ青銅、鉛青銅又はスズ−鉛青銅が好ましく用い
られる。軸受金属層には、鉛、青銅又は鉛−イリジウム
合金から成るすべり面が電着されている。このような複
合軸受用材料の特徴は、高い耐荷重性能、優れたすべり
特性及び良好な非常時操作特性を有することである。他
方、クランクシャフト軸受は、燃焼室、ピストン、ピス
トンピン、連接軸、クランクシャフト及びクランクケー
スから成る一連の機構の接続部として、固体内伝導音の
発生、さらには内燃機関の騒音発生に大きく関与するこ
とも知られている。これは燃料の消費を少なくする目的
で軽量化設計で製造され、そして／又は最適な燃焼が行
なわれるような内燃機関及び自動車の場合に特に当ては
まる。軽量構造は重量構造に比べて騒音が大きいことが
経験的に知られているが、激しい燃焼及び大きい音を発
生する燃焼は燃料の消費が少なくて済む。最近、騒音低
減はますます重要な意味をもっている。これは、一層き
びしくなった環境保護規制、軽量構造及び一層高い快適
性への要求に起因する。そのため、クランクシャフトを
可能な限りクランクケースから遮音する努力がなされて
いる。西ドイツ国公開公報第3216318号には、シリンダ
ー、シリンダーヘッド、ピストン、連接棒、クランクシ
ャフト軸受及びクランクシャフト等、固体内伝導音を直
接発生する部分を、弾性体によってクランクケースに連
結された動力部支持体内に連結された動力部支持体内に
配置することが開示されている。このような構造は比較
的高価なので自動車等の内燃機関には不適当である。英
国特許第1137693号には、クランクシャフトからクラン
クケースへの音の伝導を低減するために、クランクケー
ス内でクランクシャフト軸受を弾性ブッシュの形態で緩
衝弾性体上に配置することが開示されている。西ドイツ
国実用新案第8309053号に、軸受とクランクケースとの
間にポリテトラフルオロエチレン又はポリアミドのよう
な耐熱性プラスチックから成る弾性膜を配置したクラン
クシャフト軸受が開示されている。最後に、西ドイツ国
公開公報第3017847号に、外側軸受胴と内側軸受胴との
間に振動緩衝第料を配置したクランクシャフト軸受が開
示されている。この構造は比較的複雑で、広い設置空間
を必要とする。
及びスラストリングは現代式の内燃機関のクランクシャ
フト用軸受にとってもはや必要不可欠のものである。前
記複合軸受用材料は通常、必要に応じて鋳鉄支持体で置
き換えることもできる鋼支持体に軸受用銅合金を緻密に
溶射、緻密に焼結又は鋳造し、或いは、AlSn20Cu又はAl
Zn4.5SiCuPbといった軸受用アルミニウム合金を電着し
て又は緻密に溶射してなるものである。軸受用銅合金と
してスズ青銅、鉛青銅又はスズ−鉛青銅が好ましく用い
られる。軸受金属層には、鉛、青銅又は鉛−イリジウム
合金から成るすべり面が電着されている。このような複
合軸受用材料の特徴は、高い耐荷重性能、優れたすべり
特性及び良好な非常時操作特性を有することである。他
方、クランクシャフト軸受は、燃焼室、ピストン、ピス
トンピン、連接軸、クランクシャフト及びクランクケー
スから成る一連の機構の接続部として、固体内伝導音の
発生、さらには内燃機関の騒音発生に大きく関与するこ
とも知られている。これは燃料の消費を少なくする目的
で軽量化設計で製造され、そして／又は最適な燃焼が行
なわれるような内燃機関及び自動車の場合に特に当ては
まる。軽量構造は重量構造に比べて騒音が大きいことが
経験的に知られているが、激しい燃焼及び大きい音を発
生する燃焼は燃料の消費が少なくて済む。最近、騒音低
減はますます重要な意味をもっている。これは、一層き
びしくなった環境保護規制、軽量構造及び一層高い快適
性への要求に起因する。そのため、クランクシャフトを
可能な限りクランクケースから遮音する努力がなされて
いる。西ドイツ国公開公報第3216318号には、シリンダ
ー、シリンダーヘッド、ピストン、連接棒、クランクシ
ャフト軸受及びクランクシャフト等、固体内伝導音を直
接発生する部分を、弾性体によってクランクケースに連
結された動力部支持体内に連結された動力部支持体内に
配置することが開示されている。このような構造は比較
的高価なので自動車等の内燃機関には不適当である。英
国特許第1137693号には、クランクシャフトからクラン
クケースへの音の伝導を低減するために、クランクケー
ス内でクランクシャフト軸受を弾性ブッシュの形態で緩
衝弾性体上に配置することが開示されている。西ドイツ
国実用新案第8309053号に、軸受とクランクケースとの
間にポリテトラフルオロエチレン又はポリアミドのよう
な耐熱性プラスチックから成る弾性膜を配置したクラン
クシャフト軸受が開示されている。最後に、西ドイツ国
公開公報第3017847号に、外側軸受胴と内側軸受胴との
間に振動緩衝第料を配置したクランクシャフト軸受が開
示されている。この構造は比較的複雑で、広い設置空間
を必要とする。
多孔質構造に焼結されたスズ青銅層を有する鋼支持体か
ら成り、鉛、黒鉛又は硫化モリブデンを加えたポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン又はポリオ
キシメチレンをスズ青銅層に圧入して、スズ青銅層上に
前記プラスチックと添加剤との混合物から成るすべり面
を設けた複合軸受は公知である（VDI−標準2543、プラ
スチックすべり面を有する複合軸受、1977年４月；西ド
イツ国特許第2928081号）。この複合軸受用材料は好ま
しくは潤滑剤無しで使用される。この複合軸受用材料か
らつくった軸受要素は、勿論極めて遅いすべり速度の場
合に限るが、一般に約150N/mm2までの非常に大きい荷重
に耐えることができる。1m/sのすべり速度ではもはや速
いと見なされる。すべり速度の真の限界は、潤滑剤無し
の場合が1m/sであり、初期に潤滑剤を用いた場合が3m/s
である。このような速度では勿論大きな荷重を加えるこ
とはもはや不可能である。そのため、このような複合軸
受用材料、例えば玉軸受及び自動車用緩衝器のガイドブ
ッシュといった揺り運動部に主として用いることができ
る。
ら成り、鉛、黒鉛又は硫化モリブデンを加えたポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン又はポリオ
キシメチレンをスズ青銅層に圧入して、スズ青銅層上に
前記プラスチックと添加剤との混合物から成るすべり面
を設けた複合軸受は公知である（VDI−標準2543、プラ
スチックすべり面を有する複合軸受、1977年４月；西ド
イツ国特許第2928081号）。この複合軸受用材料は好ま
しくは潤滑剤無しで使用される。この複合軸受用材料か
らつくった軸受要素は、勿論極めて遅いすべり速度の場
合に限るが、一般に約150N/mm2までの非常に大きい荷重
に耐えることができる。1m/sのすべり速度ではもはや速
いと見なされる。すべり速度の真の限界は、潤滑剤無し
の場合が1m/sであり、初期に潤滑剤を用いた場合が3m/s
である。このような速度では勿論大きな荷重を加えるこ
とはもはや不可能である。そのため、このような複合軸
受用材料、例えば玉軸受及び自動車用緩衝器のガイドブ
ッシュといった揺り運動部に主として用いることができ
る。
30m/sをこえる速いすべり速度での一層大きな荷重に対
しては、英国特許第2079867号に開示された複合軸受用
材料が適する。この材料においては、鋼支持体上の青銅
層上にプラスチックの被覆層が存在するように青銅層に
ポリエーテルエーテルケトンが充填される。この複合軸
受用材料は、200℃までの操作温度に耐える必要のある
軸受要素の製造に適しているが、約120℃をこえる温度
領域ではもはや耐変形性が保証されないので、耐荷重性
が著しく低下し、したがって、騒音を遮断しようとする
内燃機関のクランクシャフト軸受の用途には考えられな
い。
しては、英国特許第2079867号に開示された複合軸受用
材料が適する。この材料においては、鋼支持体上の青銅
層上にプラスチックの被覆層が存在するように青銅層に
ポリエーテルエーテルケトンが充填される。この複合軸
受用材料は、200℃までの操作温度に耐える必要のある
軸受要素の製造に適しているが、約120℃をこえる温度
領域ではもはや耐変形性が保証されないので、耐荷重性
が著しく低下し、したがって、騒音を遮断しようとする
内燃機関のクランクシャフト軸受の用途には考えられな
い。
本発明の目的は、冒頭に述べた構造の複合軸受用材料で
あって、前記材料から製造した軸受胴及びスラストリン
グが耐荷重性能、すべり特性及び非常時操作特性に関す
る好ましい挙動に悪影響を及ぼすこと無く騒音低減作用
を有するような複合軸受用材料を提供することである。
さらに、本発明の複合軸受用材料は、公知の軸受用材料
と比較して高い付加適費用を要すること無く製造される
ものである。
あって、前記材料から製造した軸受胴及びスラストリン
グが耐荷重性能、すべり特性及び非常時操作特性に関す
る好ましい挙動に悪影響を及ぼすこと無く騒音低減作用
を有するような複合軸受用材料を提供することである。
さらに、本発明の複合軸受用材料は、公知の軸受用材料
と比較して高い付加適費用を要すること無く製造される
ものである。
前記目的は、金属支持体と、銅又はアルミニウムを基材
とし厚さ0.1〜0.5mmの多孔質構造に焼結又は溶射された
軸受金属層とを備え、上記軸受金属層の細孔が高分子プ
ラスチックで充填されると共に、この軸受金属層に上記
と同じ高分子プラスチックから成り厚さ0.05〜0.5mmの
すべり面層が設けられている、クランクシャフト用の軸
受胴及びスラストリングの製造のための複合軸受用材料
において、良好な消音特性を得るために、上記高分子プ
ラスチックをポリエーテルスルホンとすることにより達
成される。
とし厚さ0.1〜0.5mmの多孔質構造に焼結又は溶射された
軸受金属層とを備え、上記軸受金属層の細孔が高分子プ
ラスチックで充填されると共に、この軸受金属層に上記
と同じ高分子プラスチックから成り厚さ0.05〜0.5mmの
すべり面層が設けられている、クランクシャフト用の軸
受胴及びスラストリングの製造のための複合軸受用材料
において、良好な消音特性を得るために、上記高分子プ
ラスチックをポリエーテルスルホンとすることにより達
成される。
複合軸受用材料の非常時操作特性は、PESに、鉛、黒
鉛、硫化モリブデン又はこれに類似したものを５〜40重
量％加えることにより向上させることができる。
鉛、硫化モリブデン又はこれに類似したものを５〜40重
量％加えることにより向上させることができる。
耐摩耗性を向上させるために、PESにガラス繊維、炭素
繊維及びガラス粒子の少なくとも１種を５〜40重量％加
えてもよい。
繊維及びガラス粒子の少なくとも１種を５〜40重量％加
えてもよい。
以下に、プラスチックすべり面を有し、本発明に従って
構成された複合軸受用材料を製造する方法の例を記載す
る。平均粒径が約90μｍでCuPb10Sn10型の球状青銅粉か
ら成る厚さ0.3mmの多孔質層を厚さ2.5mmの鋼支持体上に
約800℃で焼結させる。引続くローリング工程で、PES80
重量％と鉛20重量％との混合物から成る厚さ約0.5mmの
層で青銅層を被覆し、青銅層の細孔を完全に充填し、こ
れによりプラスチックと鋼支持体とを非常に良好に結合
させる。本製造例における青銅層のピーク部分上のすべ
り面の厚さは、0.1〜0.5mmであり、平均約0.2mmであ
る。
構成された複合軸受用材料を製造する方法の例を記載す
る。平均粒径が約90μｍでCuPb10Sn10型の球状青銅粉か
ら成る厚さ0.3mmの多孔質層を厚さ2.5mmの鋼支持体上に
約800℃で焼結させる。引続くローリング工程で、PES80
重量％と鉛20重量％との混合物から成る厚さ約0.5mmの
層で青銅層を被覆し、青銅層の細孔を完全に充填し、こ
れによりプラスチックと鋼支持体とを非常に良好に結合
させる。本製造例における青銅層のピーク部分上のすべ
り面の厚さは、0.1〜0.5mmであり、平均約0.2mmであ
る。
以下に、本発明の構成になる複合軸受用材料から製造
し、初期に潤滑剤を加えたクランクシャフト軸受胴を第
１図及び第２図により説明する。
し、初期に潤滑剤を加えたクランクシャフト軸受胴を第
１図及び第２図により説明する。
鋼支持体１上に多孔質構造に焼結されたスズ−鉛青銅層
２が存在し、青銅層のピーク部分上をPES−鉛混合物３
から成るすべり面が被覆するように青銅層が前記混合物
で充填されている。
２が存在し、青銅層のピーク部分上をPES−鉛混合物３
から成るすべり面が被覆するように青銅層が前記混合物
で充填されている。
本発明の複合軸受用材料でつくった軸受胴又はスラスト
リングを使用すると、PESの良好な騒音緩衝特性によ
り、固体内伝導音が著しく低減し、その結果として内燃
機関の騒音の発生が低減する。また、本発明の複合軸受
用材料は、160℃以上、好ましくは180〜200℃の操作温
度で荷重に対する耐変形性を維持し、30m/sをこえる比
較的速いすべり速度で使用できる。さらに、PESからな
るすべり面が機械加工可能であるため、軸受要素を高度
な寸法精度で製造することが可能である。
リングを使用すると、PESの良好な騒音緩衝特性によ
り、固体内伝導音が著しく低減し、その結果として内燃
機関の騒音の発生が低減する。また、本発明の複合軸受
用材料は、160℃以上、好ましくは180〜200℃の操作温
度で荷重に対する耐変形性を維持し、30m/sをこえる比
較的速いすべり速度で使用できる。さらに、PESからな
るすべり面が機械加工可能であるため、軸受要素を高度
な寸法精度で製造することが可能である。
本発明は次の通り要約することができる。
クランクシャフト用軸受胴の製造に用いる複合軸受用材
料において、鋼支持体上に厚さ0.1〜0.5mmの軸受金属層
が設けられている。
料において、鋼支持体上に厚さ0.1〜0.5mmの軸受金属層
が設けられている。
騒音低減効果を得るために、軸受金属層は多孔質構造に
焼結され、ポリエーテルスルホン（PES）で充填され、
軸受金属層をPESから成るすべり面が被覆している。
焼結され、ポリエーテルスルホン（PES）で充填され、
軸受金属層をPESから成るすべり面が被覆している。
第１図は、本発明の実施例のクランクシャフト軸受胴の
断面図であり、第２図は、第１図の「Ｘ」部分の拡大図
である。 なお図面に用いた符号において、 １……鋼支持体 ２……スズ−鉛青銅層 ３……PES−鉛混合物 である。
断面図であり、第２図は、第１図の「Ｘ」部分の拡大図
である。 なお図面に用いた符号において、 １……鋼支持体 ２……スズ−鉛青銅層 ３……PES−鉛混合物 である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ１６Ｃ 9/02 //(Ｃ１０Ｍ 111/04 103:04 107:46） Ｃ１０Ｎ 10:02 10:06 10:08 30:00 Ｚ 40:02 50:08 80:00 (72)発明者 ハラルト・プフエストルフ ドイツ連邦共和国7101ウンテルアイゼスハ イム・パノラマシユトラーセ 18／１ (56)参考文献 特開 昭58−8605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−160626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−10118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−45440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−160942（ＪＰ，Ａ) ファインポリマー＆エンジニアリングプ ラスチックス、第398頁〜第403頁、化学工 業日報社、昭和53年９月30日発行。 軸受・潤滑法、Ｍａｃｈｉｎｅ Ｅｌｅ ｍｅｎｔｓ 機械設計・第２巻、第80頁〜 第87頁、遠山広光、松本美韶著、株式会社 誠文堂新光社、昭和40年９月15日発行。
Claims (4)
- 【請求項１】金属支持体（１）と、銅又はアルミニウム
を基材とし厚さ0.1〜0.5mmの多孔質構造に焼結又は溶射
された軸受金属層（２）とを備え、 上記軸受金属層（２）の細孔が高分子プラスチックで充
填されると共に、 この軸受金属層（２）に上記と同じ高分子プラスチック
から成り厚さ0.05〜0.5mmのすべり面層（３）が設けら
れている、 クランクシャフト用の軸受胴及びスラストリングの製造
のための複合軸受用材料において、 良好な消音特性を得るために、上記高分子プラスチック
がポリエーテルスルホンであることを特徴とする複合軸
受用材料。 - 【請求項２】ポリエーテルスルホンが、鉛、黒鉛、硫化
モリブデン又はこれらの類似物から成る添加剤を５〜40
重量％含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の複合軸受用材料。 - 【請求項３】ポリエーテルスルホンが、ガラス繊維、炭
素繊維及びガラス粒子の少なくとも１種を５〜40重量％
含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の複合軸受用材料。 - 【請求項４】軸受金属層（２）が、CuPb20Sn又はCuSn11
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３
項のいずれかに記載の複合軸受用材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843425969 DE3425969A1 (de) | 1984-07-14 | 1984-07-14 | Verbundlager-werkstoff |
| DE3425969.4 | 1984-07-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141015A JPS6141015A (ja) | 1986-02-27 |
| JPH0774647B2 true JPH0774647B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=6240630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153329A Expired - Fee Related JPH0774647B2 (ja) | 1984-07-14 | 1985-07-11 | 複合軸受用材料 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0168851B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0774647B2 (ja) |
| AT (1) | ATE40189T1 (ja) |
| DE (2) | DE3425969A1 (ja) |
| ES (1) | ES8801416A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303048A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Toyota Motor Corp | シフトフオ−ク |
| DE3813223A1 (de) * | 1988-04-20 | 1989-11-02 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Koerperschalluebertragung vermindernde lagerstelle |
| CA2007683A1 (en) * | 1989-02-03 | 1990-08-03 | James C. Danly, Sr. | Composite and self-lubricating bushing and method for making same |
| JP2907999B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1999-06-21 | 日立粉末冶金株式会社 | 高温用焼結滑り軸受 |
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