JPH0814257A

JPH0814257A - 軸受部材

Info

Publication number: JPH0814257A
Application number: JP14338094A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Tanaka; 誠一田中
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、良好な高温摺動性を有する軸受部
材に関し、高温摺動性に優れた安価な軸受部材を提供す
ることを目的とする。【構成】軸受本体４１をステンレス鋼により形成する
とともに、前記軸受本体４１の摺動面４３に酸化皮膜層
４５を形成して構成する。また、酸化皮膜層４５を、前
記軸受本体４１を９００℃以上の大気雰囲気中において
加熱することにより形成して構成する。さらに、ステン
レス鋼を、２４重量％のクロムおよび１９重量％のニッ
ケルを含有して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、良好な高温摺動性を有
する軸受部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、自動車の排気系では、排
気系にバタフライバルブを配置し、エンジンの回転数に
応じてバタフライバルブを開閉し、排気騒音を低減する
ことが行われており、このようなバタフライバルブとし
て、例えば、実開平４−１２３３３６号公報に開示され
るものが知られている。

【０００３】図７は、この種のバタフライバルブを示す
もので、このバタフライバルブでは、管体１１を横切っ
て回動軸１３が挿通され、管体１１内の回動軸１３に弁
体１５が固定されている。

【０００４】そして、回動軸１３の両端が、管体１１に
固定される軸受ケース１７，１９に軸受部材２１を介し
て支持されている。一方、近時、例えば、特開平５−１
５２５号公報に開示されるような排気系が知られてい
る。

【０００５】この排気系は、図８に示すように、主触媒
コンバータ２３の上流にバイパス通路２５を形成し、暖
機運転時に、切替弁２７を主通路２９側に倒し、バイパ
ス通路２５を開いて排気ガスをバイパス通路２５に流
し、排気ガスをヒータ３１により加熱した後、副触媒コ
ンバータ３３により浄化し、この後、排気ガスを主触媒
コンバータ２３に流すように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気系では、切替弁２７として弁体３５を回
動軸３７に片持ち支持したものが使用されているため、
回動軸３７に多大な負荷がかかり、所定の耐用年数を得
ることが困難になるという問題があった。

【０００７】そこで、図７に示したバタフライバルブを
使用することが検討されているが、上述した排気系で
は、排気ガスの温度が、例えば、９００℃程度になるた
め、軸受部材２１が７００℃程度の高温になり、軸受部
材２１の劣化が激しくなり、回動軸１３の摺動性能が低
下し、回動軸１３の摺動時に異音が発生するという問題
があった。

【０００８】なお、従来、５００℃以下程度の低温域で
は、軸受部材２１として、カーボン材、あるいは、固体
潤滑材を含む材料の適用が可能であるが、６００℃を越
える高温域では、これ等の適用が難しく、無潤滑軸受が
必要になり、適当な材料が絞られていないのが現状であ
る。

【０００９】また、軸受部材２１に、例えば、窒化珪素
からなるセラミックスを使用した例があるが、この場合
には、コストが非常に高くなるという問題があった。本
発明は、上記のような問題を解決したもので、高温摺動
性に優れた安価な軸受部材を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の軸受部材は、
軸受本体をステンレス鋼により形成するとともに、前記
軸受本体の摺動面に酸化皮膜層を形成してなるものであ
る。

【００１１】請求項２の軸受部材は、請求項１におい
て、前記酸化皮膜層は、前記軸受本体を９００℃以上の
大気雰囲気中において加熱することにより形成されたも
のである。

【００１２】請求項３の軸受部材は、請求項１または２
において、前記ステンレス鋼は、２４重量％のクロムお
よび１９重量％のニッケルを含有しているものである。

【００１３】

【作用】請求項１の軸受部材では、軸受本体をステンレ
ス鋼により形成し、軸受本体の摺動面に酸化皮膜層を形
成したので、酸化皮膜層により、特に、高温摺動性が優
れたものになる。

【００１４】請求項２の軸受部材では、酸化皮膜層が、
軸受本体を９００℃以上の大気雰囲気中において加熱す
ることにより形成されるため、高温摺動性および耐磨耗
性が優れたものになる。

【００１５】請求項３の軸受部材では、ステンレス鋼
に、２４重量％のクロムおよび１９重量％のニッケルを
含有したものが使用されるため、高温摺動性および耐磨
耗性が非常に優れたものになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の軸受部材の一実施例
を示すもので、図において符号４１は、円環状の軸受本
体を示している。

【００１７】この軸受本体４１は、例えば、２４重量％
のクロム（Ｃｒ）および１９重量％のニッケル（Ｎｉ）
を含有した、ステンレス鋼（Ｆｅ−２４Ｃｒ−１９Ｎ
ｉ）により形成されている。

【００１８】そして、軸受本体４１の内周からなる摺動
面４３，外周および側面には、酸化皮膜層４５が形成さ
れている。この酸化皮膜層４５は、酸化クロム（Ｃｒ₂
Ｏ₃）および酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）により形成されてい
る。

【００１９】上述した軸受部材４７は、以下述べるよう
にして製造される。先ず、ステンレス鋼（Ｆｅ−２４Ｃ
ｒ−１９Ｎｉ）からなるパイプ材が所定の長さに切断さ
れ軸受本体４１が形成される。

【００２０】この後、軸受本体４１を９００℃以上の大
気雰囲気中において加熱することにより、軸受本体４１
に酸化皮膜層４５が形成される。この実施例では、酸化
皮膜層４５の形成には、図２に示すように、電気ヒータ
ー４９を用いた熱処理炉５１が使用される。

【００２１】熱処理炉５１内は、電気ヒーター４９に電
気を通電することにより、１１００℃程度の大気雰囲気
とされ、この雰囲気中に軸受本体４１を３０〜６０分間
収容加熱することにより、酸化皮膜層４５が形成され
る。

【００２２】しかして、上述した軸受部材４７では、軸
受本体４１をステンレス鋼により形成し、軸受本体４１
の摺動面４３に酸化皮膜層４５を形成したので、酸化皮
膜層４５により、特に、高温摺動性が優れたものにな
る。

【００２３】そして、ステンレス鋼を熱処理することに
より軸受部材４７が得られるため、セラミックス等の軸
受部材４７に比較して、非常に安価なものになる。ま
た、酸化皮膜層４５が、軸受本体４１を９００℃以上の
大気雰囲気中において加熱することにより形成されるた
め、高温摺動性および耐磨耗性に優れたものになり、さ
らに、上述した実施例では、ステンレス鋼に、２４重量
％のクロムおよび１９重量％のニッケルを含有したもの
を使用したので、高温摺動性および耐磨耗性がより優れ
たものになる。

【００２４】すなわち、図３は、Ｆｅ−２４Ｃｒ−１９
Ｎｉからなるステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ）に酸化皮
膜層４５を形成した軸受部材４７の摩擦係数を示すもの
で、熱処理温度が９００℃以上になると、摩擦係数が明
確に低下しているのがわかる。

【００２５】また、図４は、Ｆｅ−２４Ｃｒ−１９Ｎｉ
からなるステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ）に酸化皮膜層
４５を形成したリング部材５３とディスク部材５５との
磨耗量を示すもので、熱処理温度が１１００℃になる
と、磨耗量が極端に低下しているのがわかる。

【００２６】なお、この磨耗量の測定は、図５に示すよ
うに、ディスク部材５５にリング部材５３を、１kg／cm
²の圧力で押圧し、リング部材５３を２０ｒｐｍで回転
することにより行われた。

【００２７】図４において、白塗りの棒線はディスク部
材５５の磨耗量を、黒塗りの棒線はリング部材５３の磨
耗量を示している。図６は、上述した軸受部材４７が使
用されるバタフライバルブの一例を示しており、図にお
いて符号６１は、例えば排気管等の金属製の管体を示し
ている。

【００２８】この管体６１の内周面により流体通路６３
が形成され、この流体通路６３を横切って回動軸６５が
配置されている。この回動軸６５は、上述した軸受部材
４７とほぼ同様に、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ）か
らなるシャフトの表面に酸化皮膜層４５を形成して構成
されている。

【００２９】そして、回動軸６５には、流体通路６３の
開閉を行う弁体６７がビス６９により固定されている。
回動軸６５は、管体６１に固定される軸受部７１，７３
により支持されている。

【００３０】軸受部７１は、管体６１に固定される軸受
ケース７５と、この軸受ケース７５内に収容され回動軸
６５の端部が嵌合される軸受部材４７とを有しており、
軸受ケース７５は、蓋部材７９により密閉されている。

【００３１】軸受部７３は、管体６１に固定される軸受
ケース８１を有しており、この軸受ケース８１内には、
シールリング８３の両側に、回動軸６５の端部が嵌合さ
れる軸受部材４７が収容されている。

【００３２】また、軸受ケース８１は、シール部材８５
を介して蓋部材８７により密閉されている。なお、軸受
ケース７５，８１はステンレス等の金属により形成され
ている。

【００３３】回動軸６５の一端は、軸受部８１から外方
に向けて突出されており、この突出部には、回動軸６５
を回動して流体通路６３の開閉を行うための開閉機構８
９が配置されている。

【００３４】この開閉機構８９は、回動軸６５の端部に
ナット９１により固定される牽引板９３を有している。
そして、牽引板９３を、図示しないアクチュエーターに
一端を連結された図示しないワイヤーにより牽引するこ
とにより回動軸６５が回動される。

【００３５】上述したバタフライバルブでは、軸受部材
４７と回動軸６５とに酸化皮膜層４５を形成したので、
図４に示したように、軸受部材４７と回動軸６５との摺
動性が非常に良好なものになる。

【００３６】そして、軸受部材４７と回動軸６５とが同
一の素材により形成されるため、軸受部材４７と回動軸
６５との熱膨張差に起因した摺動性の低下を確実に防止
することができる。

【００３７】なお、軸受部材４７と回動軸６５とは、摺
動の繰り返しにより、酸化皮膜層４５が磨耗して行くこ
とが考えられるが、図４に示したように、磨耗量が微小
であり、バタフライバルブの組み付け時に、軸受部材４
７と回動軸６５とに酸化皮膜層４５を形成すれば、その
後には、排気ガスの熱により、酸化皮膜層４５が適宜補
充されていくと考えられる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の軸受部材
では、軸受本体をステンレス鋼により形成し、軸受本体
の摺動面に酸化皮膜層を形成したので、酸化皮膜層によ
り、特に、高温摺動性が優れたものになり、高温摺動性
に優れた安価な軸受部材を提供することができる。

【００３９】請求項２の軸受部材では、酸化皮膜層が、
軸受本体を９００℃以上の大気雰囲気中において加熱す
ることにより形成されるため、高温摺動性および耐磨耗
性に優れた軸受部材を提供することができる。

【００４０】請求項３の軸受部材では、ステンレス鋼
に、２４重量％のクロムおよび１９重量％のニッケルを
含有したものが使用されるため、高温摺動性および耐磨
耗性が非常に優れた軸受部材を提供することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸受部材の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の軸受部材への酸化皮膜層の形成に使用さ
れる熱処理炉を示す説明図である。

【図３】図１の軸受部材の温度による摩擦係数の変化を
示す説明図である。

【図４】図１の軸受部材の温度による磨耗量の変化を示
す説明図である。

【図５】図１の軸受部材の磨耗量の測定方法を示す説明
図である。

【図６】図１の軸受部材が配置されるバタフライバルブ
を示す断面図である。

【図７】従来のバタフライバルブの一例を示す断面図で
ある。

【図８】従来の排気系の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

４１軸受本体４３摺動面４５酸化皮膜層４７軸受部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受本体（４１）をステンレス鋼により
形成するとともに、前記軸受本体（４１）の摺動面（４
３）に酸化皮膜層（４５）を形成してなることを特徴と
する軸受部材。
【請求項２】前記酸化皮膜層（４５）は、前記軸受本
体（４１）を９００℃以上の大気雰囲気中において加熱
することにより形成されたことを特徴とする請求項１記
載の軸受部材。
【請求項３】前記ステンレス鋼は、２４重量％のクロ
ムおよび１９重量％のニッケルを含有していることを特
徴とする請求項１または請求項２記載の軸受部材。