JPH11172305A

JPH11172305A - 複層摺動部材

Info

Publication number: JPH11172305A
Application number: JP33379397A
Authority: JP
Inventors: Yoshikiyo Tanaka; 義清田中; Takemori Takayama; 武盛高山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】複層摺動部材の端部の密度を向上させ、含油
処理した油の漏出を抑制するとともに、含浸する油にゲ
ル化剤を添加し、作業時摺動面の発熱により、溶解して
油潤滑が行えるようにし、未摺動時に重力などの影響を
受けて、液体の油が摺動部材から漏出するのを防ぐこと
のできる複層摺動部材を提供する。【解決手段】摺動潤滑部材の端面部および摺動潤滑部
材内部に独立した含油層が存在するように、高密度焼結
層と低密度焼結層とを交互に分布させて、摺動潤滑部材
に含油された油脂が未摺動時および摺動時に、摺動潤滑
部材端面部から漏出するのを防ぐようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベ一ス金属とその
ベース金属に一体に接合された摺動潤滑層とから構成さ
れる複層摺動部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、軸受け、すべり板などの摺動部
材の端部には、（ａ）相手部材の損傷防止（ｂ）摺動部材の損傷防止（ｃ）軸受けの場合、相手軸材の挿入を容易にさせるなどの目的で、旋盤加工等による面取り加工が施されて
いる。

【０００３】また、摺動部材は、油による潤滑を期待す
る構造の場合、多孔質とされて内部に油を含油できるよ
うな構造となっている。特殊な構造でない限り、旋盤な
どで機械加工された摺動部材は、その摺動面部分および
端面部が多孔質体となっており、内部の多孔質体部分と
連続した組織となっている。この結果、含油された油は
内部から外部へ簡単に移動できる状態にある。このた
め、油を組織内部に確保できるように組織内の穴部を小
さくし、毛細管現象により油の外部への漏出を防いで油
の保持を図っている。また、含油穴の微細化により、摺
動部での材料の塑性流動による油の組織内部から摺動面
への供給孔が封じるのを防ぐため、材料の強度、硬度向
上を図っている。また、含油する油の粘度を高くするこ
とにより、にじみ出しを少なくすることも行われてい
る。さらに、その保管に際しても、油の外部へのにじみ
出しを防止するために、油紙などで包装するようにされ
ている。

【０００４】また、摺動部材の端面からの油の流失を抑
えることを目的とした先行技術として、特開平５−２５
５９０５号公報において、端面部分を熱可塑性樹脂によ
り含浸被覆することにより封孔処理を実施するようにし
たものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】摺動部材が、その潤滑
特性を、含油させた油により混合・境界潤滑化を図って
いる場合、含浸させた油の量を多く確保することによ
り、より良好な潤滑特性を維持することができる。しか
し、このような摺動部材の場合、端面部も内部の摺動部
材と同様の多孔質組織構造となっているため、使用時間
が長くなったりして軸受け面の温度が上昇した場合に
は、油の粘度が低下し、重力によって内部の油が移動
し、また体積膨張して、結果的に、端面部から使用中に
油が漏出するという現象が生じる。この結果、期待した
寿命が得られないという不具合が発生する。

【０００６】一方、毛細管現象によって、油成分を組織
内部に留めておく試みもあるが、この場合、油の入る空
間が大きく取れず、結果的に少ない含油量になってしま
うし、摺動部の構成材料の塑性流動により、油の供給穴
が塞がって油潤滑が進まず、著しい摩耗を生じる結果と
なる。また、保管にも、油の漏出を防ぐように、油紙で
包んだり、注意が必要となる。

【０００７】このように含油されている油が少なくなっ
て、摺動面への油供給が滞る場合には、油潤滑が長期に
渡って維持できず、本来期待された摺動材の寿命が短く
なるといった不具合を生ずる。

【０００８】一方、前述の特開平５−２５５９０５号公
報にて提案されているものでは、樹脂含浸、油含浸と二
度の含浸工程になり、工程が複雑になる問題点がある。
また、封孔処理後に丸曲げ，溶接の工程に進んだ場合、
溶接接合時に、封孔用に使用した熱可塑性樹脂が燃焼，
変質を生じ、所望の油漏出防止効果が得られないという
問題点がある。

【０００９】また、丸曲げ，溶接完了後に、熱可塑性樹
脂を端面部分に含浸することも考えられるが、この場合
にもやはり、工程が複雑になる問題点を解消することは
できない。

【００１０】本発明は、このような従来技術の有する問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、複層摺動部材の端部の密度を向上させ、含油処理
した油の漏出を抑制するとともに、含浸する油に凝固材
を添加し、作業時摺動面の発熱により溶解して油潤滑が
行えるようにし、未摺動時に重力などの影響を受けて、
液体の油が摺動部材から漏出するのを防ぐことのできる
複層摺動部材を提供することにある。また、同時に、端
部以外の摺動層内部においても密度を上げ含油層が連続
して存在しないことにより、万が一、端面部からの油の
漏出が進行した場合でも、漏出が端面部付近に制限され
るようにし、摺動部材全体として大きな損傷を避けるこ
とのできる複層摺動部材を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、第１発明による複層摺動部材は、ベース金属とそ
のベース金属に一体に接合された摺動潤滑層とより構成
される複層摺動部材であって、前記摺動潤滑層の端面部
およびその摺動潤滑層の内部に独立した含油層が存在す
るように、高密度焼結層と低密度焼結層とを交互に分布
させてなることを特徴とするものである。このように、
高密度焼結層と低密度焼結層とを交互に分布させること
によって摺動潤滑層内に密度の高い部分を存在させて、
含浸された油の潤滑層内の移動を抑制し、かつ端面部に
相当する部分の密度も向上させることによって、含油油
が外部へ漏出するのを抑制するものである。詳しく言う
なれば、端面部の密度を高くすることにより、端面部の
油の含浸量を減らして油の移動を少なくすることと、摺
動層内部にも密度の高い部分を分散連結させることによ
り含油層を孤立化させることができ、この結果、油の移
動を抑制するものである。仮に、端面部からの油の漏出
が進行しても、孤立した含油層には達しないことから、
油の漏出は一部だけに留めることができる。すなわち、
第１発明は、油漏出防止のために、物理的に油漏出のた
めの油の逃げ道をなくすことを要旨とするものである。

【００１２】次に、第２発明による複層摺動部材は、ベ
ース金属とそのベース金属に一体に接合された摺動潤滑
層とより構成される複層摺動部材であって、含浸油に、
高温で液体、低温で固体となるような可逆反応性のゲル
化剤を添加混合し、この含浸油を高温で前記摺動潤滑層
に含浸させて冷却することにより、この含浸油を前記摺
動潤滑層内で凝固させてなることを特徴とするものであ
る。このように、含油する油内に可逆反応を起こすゲル
化剤を添加することにより、室温の未摺動時には、固体
の状態で潤滑層内に存在し、摺動時の摩擦熱により摺動
面が高温になった時には、液体となって摺動面にしみ出
させることができる。詳しく言うなれば、未使用時の段
階では、油は固体の状態で多孔質な潤滑層内に存在して
おり、液体の場合ならば、軸受けから油が漏出してしま
うような条件であっても、外部へ移動することなく漏出
を防ぐことができる。また、使用時には、摩擦熱により
摺動面近傍の固化している油が溶融して体積膨張する結
果、摺動面ににじみ出てくることによって、潤滑状態が
改善され摩擦係数の小さいまま、摺動状態を維持するこ
とができる。このような状態で、仮に使用が中断になっ
た場合には、摺動面ににじみ出ている油は温度の低下と
ともに再び固化し、次の使用時に潤滑油としての機能を
果たすことになる。すなわち、第２発明は、油漏出防止
のために、油ゲル化剤添加の油を含油して使用すること
を要旨とするものである。特に、焼結体に潤滑用の黒
鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤が添加されてい
る場合には、にじみ出てきた油と混合しかつ混練され耐
荷重性の高い、粘度の高い潤滑層となって摺動面を被覆
し、摺動部材としての寿命を延長させるのに効果があ
る。これら第１発明の構成要素および第２発明の構成要
素を備えることにより、摺動部材は、摺動に必要な油を
途切れさすことなく、長期に亘って使用に耐えるものと
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、第１発明および第２発明よ
りなる複層摺動部材の製造方法について説明する。

【００１４】（第１工程）裏金となる平板鋼を用意し、
この裏金の表面を脱脂研磨する。（第２工程）重量比で、錫５％、銅９３％、黒鉛２％か
らなる均一な混合粉末もしく合金粉末を作成する。（第３工程）第２工程で用意した混合粉末（合金粉末）
を、前記裏金の表面に、端面部の盛り高さが他の場所よ
り大きくなるように散布する。このため、両端部をえぐ
った形状、より具体的には滑らかに端面部側が他の部分
に比較してへこんでいる形状の擦り切り板を用意し、こ
の擦り切り板による擦り切りにより裏金の端面部の盛り
高さを大きくする。また、端面部だけでなく、焼結体内
部にも、含油層が独立して存在するように、言い換えれ
ば密度が連続するように擦り切り板を製作し、端面部お
よび内部に連続した盛りの大きい部分を形成する。

【００１５】（第４工程）混合粉の端面部における盛り
を、他の場所に比較して大きくして盛った裏金を、還元
雰囲気に調整されて、温度を８５０〜９５０℃に制御さ
れた焼結炉で、３０〜６０分保持してその混合粉末３の
焼結と裏金への接合焼結を行わせる。この結果、焼結体
内部の盛りの高い部分、および他の盛りの低い部分の裏
金への接合焼結が行われる。（第５工程）前工程で、焼結合金層を一体化した裏金を
圧延機にかけて圧延する。この圧延により、散布盛りの
大きい端面部の焼結層の密度は、他の焼結部分に比較し
て遥かに密度の高いものとなる。また、焼結体内部の連
続した盛りの大きい部分も、圧延によって周囲に比較し
て密度が高くなり、密度の相対的に低い部分が独立して
裏金表面に存在するようになる。

【００１６】（第６工程）圧延した焼結部材を更に焼結
して、接合性を確実にするとともに、密度の高い部分で
残留している気孔の球状化を促進させ、油の流路となら
ないようにする。なお、この時の焼結条件は、一次の焼
結条件と同様の、焼結温度：８５０〜９５０℃とし、保
持時間は３０〜６０分とした。（第７工程）第６工程の焼結により、黒鉛部分がスプリ
ングバックにより膨張するため、第５工程で圧延した時
より、全体の密度は低下する。そのため、再度、端面部
の密度を高くして焼結した材料、また、端面以外に焼結
体内部に密度の高い部分を連続するように配した焼結材
料を圧延する。（第８工程）第７工程で製作した部品を規定長さに切断
し、丸曲げ加工を行う。接合部分は、溶接などで接合を
行う。さらに、端面部，外周部および内周部を所望の長
さ、面粗さに機械加工し、円筒軸受け品の製作が終了す
る。

【００１７】（第９工程）完品加工後に、ゲル化剤を添
加した油を加熱し液体とした後に、上記工程で加工した
部品を浸し、雰囲気を真空にすることにより、油を焼結
層内に強制含浸させる。その後、含浸槽より取り出し冷
却する。その際、油は大気に触れ冷却されることによ
り、加工品表面部分より凝固が進み、外部へ通じる気孔
部分を閉孔することになる。この結果、摺動材内部に存
在する油の部品外部への油垂れは発生しなかった。

【００１８】なお、ゲル化剤を添加しない油にも浸し、
含油処理を施して引き上げたところ、荷姿によっては油
が軸受け体から垂れる様子が観察された。後に、重量増
加を測定したところ、ゲル化剤入りの油の方が含浸量は
多かった。油を高い温度に加熱して、粘度を下げて含浸
させた場合には、高い温度のまま含浸品を含浸槽より取
り出すと、油の粘度が低いことにより外部への漏出が生
じやすくなる。

【００１９】また、ゲル化剤入り油の含油は、これら複
合摺動部材に限定されるものでなく、含油した油によ
り、潤滑効果を期待される軸受け材（例えば、鉄系およ
び銅系の焼結含油軸受け部材や、成長鋳鉄など）、およ
び織布など繊維材料で構成されている多孔質の摺動部材
や、固体潤滑材埋め込み型の軸受け材など、摺動部材す
べてに適用できるものである。前述した焼結用銅合金系
粉末は、基本的には、銅−錫系の青銅合金系であるが、
必ずしも青銅合金系である必要はなく、例えば鉛青銅
系，アルミ青銅系，燐青銅系，鉄−青銅系，アルミニウ
ム系などにおいても可能である。また、潤滑材としての
固体潤滑材、例えば黒鉛、二硫化モリブデン等は、その
量を変えることが可能である。そして、製造的にみれ
ば、焼結温度、圧延率をそれぞれの合金系に合わせて焼
結することにより、接合強度、気孔率を制御することが
でき、多様な摺動特性を有する複合層を持つ軸受けの製
造が可能となる。

【００２０】上述の構成からなる複層摺動材料は、その
摺動面に、含油された油が組織内部を移動して、端面部
より漏出しないように、端面部と、摺動材内部を細かい
含油層に分けるように高密度材料層を配することによ
り、長期に亘って油漏出のない摺動部材を得るものであ
る。

【００２１】また、この際、良好な摺動特性を碓保する
ために、焼結材料中の固体潤滑材量を多くしたような場
合については、多量の固体潤滑材が母材焼結材と裏金と
の接合性を劣化させることから、その接合性を確保する
ために、裏金表面に、接合用の材料（例えば青銅材料な
ど）を予め散布焼結しておく方法も、摺動材の材料構成
によって製造することも可能である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による複層摺動部材の具体的実
施例について、図面を参照しつつ説明する。

【００２３】図１には、本実施例に係る複層すべり板の
断面図が示されている。本実施例の複層すべり板（複層
摺動部材）１は、方形状のベース金属２と、このベース
金属２の上面に一体的に形成された摺動潤滑層３より構
成されている。ここで、摺動潤滑層３としては、潤滑性
物質として、二硫化モリブデン，黒鉛などの固体潤滑剤
を含有した多孔質の金属焼結体が用いられる。この焼結
体は、摺動部材端面部および焼結体内部において密度が
高くなるように散布・焼結・圧延された多数の略平行な
筋状もしくは互いに交差する筋状の高密度焼結層４を有
している。なお、この高密度焼結層４を除く他の部分は
多孔質のままで存在し、ゲル化剤入りの油が含浸された
多孔質含油層５となっている。

【００２４】このように、複層すべり板１の端面部に高
密度の焼結体が存在し、また内部にも含油層が連続しな
いように高密度の焼結層が網目状に存在することによっ
て、焼結体内部での油の移動が妨げられるので、一部端
面高密度焼結体部が崩壊して、端面部からの油流失を防
ぐ防波堤がなくなったとしても、含油層が小さく島状に
独立して分布していることにより、焼結体内部の油の移
動が妨げられ油の損失が少なくてすむことになる。含油
層を小さく区切ることによって、タンカーの油槽が細か
く分かれているのと同じ理屈により、油流失が抑えられ
る。また、油は粘度が高ければ油の漏出は少ないが、高
温でかつ重力の影響により油が漏出しやすい場所での使
用の場合、長期にわたる使用で、油が次第に漏出するこ
とは免れない。もし仮に、使用時に固体となっている場
合は、漏出を防ぐ一つの手段と考えることができる。ゲ
ル化剤はこの要求を満足するものである。

【００２５】図２は、円筒軸受けに適用された複層摺動
部材の断面図を示すものである。この例において、複層
円筒軸受け１１は、円筒状のベース金属１２と、このベ
ース金属１２の内面に一体に接合形成された摺動潤滑層
１３とにより構成されている。この複層円筒軸受け１１
において、端面部の焼結体は高密度焼結層１４となり、
それに隣接する部分は多孔質含油層１５となっている。

【００２６】次に、前述の滑り軸受け材料の製造方法を
具体的に説明する。

【００２７】〔実施例１〕（第１工程）裏金として、厚さ３ｍｍの炭素鋼板を脱脂
洗浄する。そのサイズは製造する軸受けのサイズに従っ
たものとする。（第２工程）２５０メッシュを通過するアトマイズ錫粉
末１０％，２５０メッシュを通過するアトマイズ銅粉末
８８％，１００メッシュを通過する黒鉛粉を２％秤量
し、Ｖ型混合機により３０分間混合し、混合粉末（銅：
８８％，錫；１０％，黒鉛；２％）を得た。

【００２８】（第３工程）混合粉末を、鋼製の平板に、
平板端面部への混合粉末の盛りが他の部分に比較して大
きくなるように散布する。また、この際、端面部以外に
も、盛りが大きい部分を作るように散布する。これに
は、擦り切り板として、盛りを大きくする部分がえぐら
れた形状のものを使用すると簡便にできる。特に、えぐ
られた部分は曲面をなして変化していくことか望まし
い。エッジがある場合には、焼結時に、その部分から焼
結時の収縮により亀裂がはいりやすい。以上の結果、盛
りの大きい部分は、高さ８ｍｍの山状になった。その他
の谷の部分は、散布高さが４ｍｍとなった。（第４工程）この混合粉末を散布した鋼板について、８
５０℃の温度で、３０分間還元雰囲気に調整された焼結
炉内において、前記粉末の焼結と裏金への接合を行う。
この時の焼結体の端面部の盛りの高い部分の高さは、
６．２ｍｍに収縮していた。その他の谷の部分は３．２
ｍｍに収縮していた。

【００２９】（第５工程）焼結により接合された材料
を、圧延ロ一ルにより圧延する。この圧延により、焼結
体の厚さは２ｍｍ厚さにまで縮小されていた。（第６工程）圧延によって所望の厚さになった焼結合金
層が接合されている裏金を、さらに、８５０℃の温度
で、３０分間還元雰囲気に調整された焼結炉内におい
て、焼結（二次焼結）を行う。この工程により、焼結体
と裏金との接合を更に進め、かつ焼結体自身の焼結を進
める。

【００３０】（第７工程）焼結を終了した材料は、焼結
体の厚さが２．２ｍｍまで膨張していた。（第８工程）次に、焼結層が接合した裏金を圧延ロール
により圧延する。この圧延により、焼結体厚さを２ｍｍ
の厚さにまで縮小させる。

【００３１】（第９工程）前記工程を経て作られた中間
製品は前記実施例と同様に要求形状になるように指定寸
法で切断し、丸曲げ後、接合し、機械加工して巻きブッ
シュを製作する。（第１０工程）ブッシュ加工終了後の製品を、加熱した
ゲル化剤１り油に浸漬した後、雰囲気を真空に変え、含
浸処理を施す。含浸後のブッシュは含浸装置より取り出
し、冷却した後、表面部に残留している油成分を取り除
いて製品とした（実施例材１）。

【００３２】〔実施例２〕（第１工程）裏金として、厚さ３ｍｍの炭素鋼板を脱脂
洗浄する。そのサイズは製造する軸受けのサイズに従っ
たものとする。（第２工程）２５０メッシュを通過するアトマイズ錫粉
末１０％、２５０メッシュを通過するアトマイズ銅粉末
８８％、１００メッシュを通過する黒鉛粉を２％秤量
し、Ｖ型混合機により、３０分間混合し、混合粉末
（銅；８８％、錫：１０％、黒鉛：２％）を得た。

【００３３】（第３工程）混合粉末を、鋼製の平板に、
平板端面部への混合粉末の盛りが他の部分に比較して大
きくなるように散布する。また、この際、端面部以外に
も、盛りが大きい部分を作るように散布する。これに
は、擦り切り板として、盛りを大きくする部分がえぐら
れた形状のものを使用すると簡便にできる。特に、えぐ
られた部分は、曲面をなして変化していくことが望まし
い。エッジがある場合には、焼結時に、その部分から焼
結時の収縮により亀裂が入りやすい。以上の結果、盛り
の大きい部分は高さ８ｍｍの山状となった。その他の谷
の部分は、散布高さが４ｍｍとなった。（第４工程）混合粉末を散布した鋼板は、８５０℃の温
度で、３０分間還元雰囲気に調整された焼結炉内におい
て、前記粉末の焼結と裏金への接合を行う。この時の焼
結体の端面部の盛りの高い部分の高さは６．２ｍｍに収
縮していた。その他の谷の部分は３．２ｍｍに収縮して
いた。

【００３４】（第５工程）焼結により接合された材料を
圧延ロールにより圧延する。この圧延により、焼結体の
厚さが２ｍｍ厚さにまで縮小されていた。（第６工程）圧延によって所望の厚さになった焼結合金
層が接合されている裏金を、さらに、８５０℃の温度
で、３０分間還元雰囲気に調整された焼結炉内において
焼結（二次焼結）を行う。この工程により、焼結体と裏
金との接合を更に進め、かつ焼結体自身の焼結を進め
る。

【００３５】（第７工程）焼結を終了した材料は、焼結
体の厚さが２．２ｍｍまで膨張していた。（第８工程）次に、焼結層が接合した裏金を圧延ロール
により圧延する。この圧延により、焼結体厚さを２ｍｍ
の厚さにまで縮小させる。

【００３６】（第９工程）前記工程を経て作られた中間
製品は、前記実施例と同様に要求形状になるように特定
寸法で切断し、丸曲げ後、接合し、機械加工して巻きブ
ッシュを製作する。（第１０工程）ブッシュ加工終了後の製品を、加熱した
油に浸漬した後、雰囲気を真空に変え、含浸処理を施
す。含浸後のブッシュは含浸装置より取り出し、冷却し
た後、表面部に残留している油成分を取り除いて製品と
した（実施例材２）。

【００３７】〔実施例３〕（第１工程）裏金として、厚さ３ｍｍの炭素鋼板を脱脂
洗浄する。そのサイズは製造する軸受けのサイズに従っ
たものとする。（第２工程）２５０メッシュを通過するアトマイズ錫粉
末１０％、２５０メッシュを通過するアトマイズ銅粉末
８８％、１００メッシュを通過する黒鉛粉を２％秤量
し、Ｖ型混合機により３０分間混合し、混合粉末（銅：
８８％、錫：１０％、黒鉛；２％）を得た。

【００３８】（第３工程）混合粉末を、鋼製の平板に均
一な厚さになるように散布する。以上の結果、散布高さ
は７ｍｍとなった。（第４工程）混合粉末を散布した鋼板は８５０℃の温度
で、３０分間還元雰囲気に調整された焼結炉内におい
て、前記粉末の焼結と裏金への接合を行う。この時の焼
結体の高さは５．２ｍｍに収縮していた。

【００３９】（第５工程）焼結により接合された材料を
圧延ロールにより圧延する。この圧延により、焼結体の
厚さは２．５ｍｍ厚さにまで縮小されていた。（第６工程）圧延によって所望の厚さになった焼結合金
層が接合されている裏金を、さらに、８５０℃の温度
で、３０分間還元雰囲気に調整された焼結炉内におい
て、焼結（二次焼結）を行う。この工程により、焼結体
と裏金との接合を更に進め、かつ焼結体自身の焼結を進
める。

【００４０】（第７工程）焼結を終了した材料は、焼結
体の厚さが２．８ｍｍまで膨張していた。（第８工程）次に、焼結層が接合した裏金を圧延ロール
により圧延する。この圧延により、焼結体厚さを２．５
ｍｍの厚さにまで縮小させる。

【００４１】（第９工程）前記工程を経て作られた中間
製品は、前記実施例と同様に要求形状になるように特定
寸法で切断し、丸曲げ後、接合し、機械加工して巻きブ
ッシュを製作する。（第１０工程）ブッシュ加工終了後の製品を、加熱した
油ゲル化剤（例：味の素（株）製，アミノ酸系油ゲル化
剤ＧＰ−１）入り油に浸漬した後、雰囲気を真空に変
え、含浸処理を施す。含浸後のブッシュは、含浸装置よ
り取り出し、冷却した後、表面部に残留している油成分
を取り除いて製品とした（実施例材３）。また、同時
に、同様の工程にて製造した製品を、加熱した油に浸漬
した後、雰囲気を真空に変え、含浸処理を施す。含浸後
のブッシュは、含浸装置より取り出し、冷却した後、表
面部に残留している油成分を取り除いて製品とした（比
較材１）。

【００４２】前述の各実施例にて得られた試験片材料
を、油圧ショベルの作業機における油圧シリンダ軸受部
のブッシュとして用い、以下の試験条件にて摺動試験を
実施した。

【００４３】この試験は、ブッシュ状の試験片と、シャ
フト状の試験片とを組み合わせ、図３に示されているよ
うに、ブッシュ状試験片２１の上から油圧シリンダ２２
にて荷重をかけながら電動機２３によりシャフト２４を
特定の揺動角度で摺動させるものである。その時に発生
するトルク量を測定して摩擦係数に換算する。特定揺動
回数が終了するとさらに荷重を上げ、特定揺動回数揺動
させる。荷重を上げるに際して、グリース給脂は実施し
ない。揺動試験の際、ブッシュとシャフトの共鳴現象
（鳴き）もしくは摩擦係数に異常が発生した時をもって
限界とし、一つ手前の面圧を許容最大面圧と評価した。

【００４４】（試験条件）・試験片材料種類：実施例材１（端面部高密度化処理品、油ゲル化剤添加
品含浸）実施例材２（端面部高密度化処理品、油含浸処理済み
品）実施例材３（端面部高密度未処理品、油ゲル化剤添加
品含浸）比較材１（端面部高密度未処理品、油含浸；成分系は
実施例１と同じ）従来材（鉄系内面高周波焼き入れ材）高力黄銅材・試験片形状：ブッシュ；外径９５ｍｍ，内径８０ｍｍ，高さ６５ｍ
ｍシャフト；外径８０ｍｍ，長さ３００ｍｍ・面圧：１００ｋｇ／ｃｍ²，２００ｋｇ／ｃｍ²，３
００ｋｇ／ｃｍ²，４００ｋｇ／ｃｍ²，５００ｋｇ／
ｃｍ²，６００ｋｇ／ｃｍ²，７００ｋｇ／ｃｍ²，８
００ｋｇ／ｃｍ²，９００ｋｇ／ｃｍ²，１０００ｋｇ
／ｃｍ² なお、面圧は、油圧シリンダによる全面積を荷重のかか
っている見かけ面積により除算したものである。・揺動角：１６０度・揺動回数：多面圧で２０００回・速度：０．８ｍ／ｍｉｎ・潤滑：試験前にブッシュ側摺動面にグリースを塗布し
たのみ

【００４５】これらの試験方法および試験条件で行った
試験結果が表１に示されている。

【００４６】

【表１】

【００４７】この試験結果から、含油タイプのブッシュ
は異常摩耗，鳴きに対して優れた特性を示していること
が明らかになった。従来材は、面圧３００ｋｇ／ｃｍ²
において、摩擦係数の著しい変動が観察され、試験を中
断して摺動面を観察したところ、摺動面が荒れ、部分的
にシャフト部とブッシュ部が凝着している様子が観察さ
れた。また、高力黄銅材の場合においては面圧５００ｋ
ｇ／ｃｍ²の条件での揺動でブッシュが振動し、鳴きを
発生した。その際の摩擦係数も、大きくなったり小さく
なったり変動が大きい状態であった。

【００４８】性能面でみると、従来材、高力黄銅材は、
十分な耐荷重性を有していないことが明らかとなった。
そこで、さらに、同じ試験機において、面圧を５００ｋ
ｇ／ｃｍ²に一定にして、揺動回数を増加させて、その
際の変化状況を調査した。その際の結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】この結果より、各材料とも、初期摩耗が観
察される１００００回の揺動試験後には摩耗量が多くな
り、以降は、定常摩耗領域に移行している。特に、実施
例材３と比較材１は初期の摩耗量が多い傾向にある。こ
れは、焼結材料自身のへたりも含まれていることによ
る。比較材１は初期の摩耗量が多く、また揺動回数が多
くなるに従って摩耗の量が多くなる傾向がある。特に、
摺動回数が５００００回を越えてからはブッシュの端面
部に油がにじみ出てきており、揺動回数の増加とともに
その量が増加した。含浸した油分は摺動には貢献してい
るものの、油分の減少による乾燥摩擦化が進行し、摩耗
量が実施例材に比較して多い。一方、実施例材は、ブッ
シュ端面部分からの油の流出は観察されず、安定した定
常摩耗で摩耗が進行した。特に、端面高密度化と、油ゲ
ル化剤添加油を含浸させたブッシュにおいては、摩耗量
が少ない傾向にあった。

【００５１】以上の説明においては丸曲げ加工して形成
される軸受けに関して説明しているが、本発明の主旨に
よると、平面的な摺動材料として平坦な部分での摺動部
材としても採用できる。

【００５２】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、次の
ような効果を奏する。（１）軸受け材端面部の密度を向上させ、含浸油の移動
を抑制させることにより、揺動中に生じる可能性のある
油の軸受け材からの漏出を防ぐことができる。その結
果、長期におよぶ使用に際し、安定した特性を期待でき
る軸受けを提供できるようになった。また、摩耗に対し
ても、端面部の高密度化により初期のへたりが減少し、
全体としての摩耗量の減少が図れる。（２）含浸用油に油ゲル化剤を添加することにより、使
用中の重力による油の漏出を抑制することができ、これ
によって長期にわたる安定した軸受け特性を有する軸受
けを提供できるようになった。また、使用中のみなら
ず、保管中にも、油は外部に漏出することがあり、その
ような現象に対しても、十分対応できる軸受けを提供で
きる。特に、この油を使用した場合には、軸受けは、取
り扱い時に乾いた状態で取り吸え、手が油で汚れるとい
った取り替え時の不都合も回避できる。（３）前記（１）および（２）を同時に満足させること
により、保管中、使用中における油の漏出をより一層避
けることが可能となる。（４）製作するに際しては、複雑な加工や、工程を要す
ることなく、任意の条件のものが簡単に製作できて製品
コストを低減できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の複層摺動部材の一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】図２は、本発明の他の実施例を示す縦断面図で
ある。

【図３】図３は、摺動試験機を示す正面図である。

【符号の説明】

１複層すべり板（複層摺動部材）２ベース金属３摺動潤滑層４高密度焼結層５多孔質含油層１１複層円筒軸受け（複層摺動部材）１２ベース金属１３摺動潤滑層１４高密度焼結層１５多孔質含油層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース金属とそのベース金属に一体に接
合された摺動潤滑層とより構成される複層摺動部材であ
って、前記摺動潤滑層の端面部およびその摺動潤滑層の内部に
独立した含油層が存在するように、高密度焼結層と低密
度焼結層とを交互に分布させてなることを特徴とする複
層摺動部材。
【請求項２】ベース金属とそのベース金属に一体に接
合された摺動潤滑層とより構成される複層摺動部材であ
って、含浸油に、高温で液体、低温で固体となるような可逆反
応性のゲル化剤を添加混合し、この含浸油を高温で前記
摺動潤滑層に含浸させて冷却することにより、この含浸
油を前記摺動潤滑層内で凝固させてなることを特徴とす
る複層摺動部材。
【請求項３】板状のベース金属とそのベース金属の上
面に一体に接合された銅系焼結合金層からなるすべり板
である請求項１または２に記載の複層摺動部材。
【請求項４】板状のベース金属とそのベース金属の上
面に一体に接合された銅系焼結合金層からなる部材を、
所定の長さに切断後、丸曲げ，切断加工により円筒状の
軸受けに形成されてなる請求項１または２に記載の複層
摺動部材。
【請求項５】ベース金属に銅系焼結合金からなる摺動
潤滑層を散布，焼結して接合化するにあたって、この摺
動潤滑層の端面部に相当する部分の銅系焼結合金用粉末
の散布盛り量を多くするとともに、後工程での焼結，圧
延時工程での圧延量を他の部分に比較して多くとること
によって、端面部の密度を高くすることを特徴とする複
層摺動部材。
【請求項６】ベース金属に銅系焼結合金からなる摺動
潤滑層を散布，焼結して接合するにあたって、この摺動
潤滑層の端面部およびその摺動潤滑層内部に、端面と平
行もしくは直角に、多数の筋状になるように銅系焼結合
金粉末の散布盛り量を多くし、焼結，圧延後に、摺動面
に対し含油領域を小さい島状もしくは筋状に分割して存
在させてなる請求項３〜５のうちのいずれかに記載の複
層摺動部材。
【請求項７】前記銅系焼結合金層は、銅鉛合金，鉛青
銅合金，青銅合金，燐青銅合金，アルミ青銅合金，黄銅
合金からなる群から選択された１種にてなる請求項３〜
６のうちのいずれかに記載の複層摺動部材。
【請求項８】前記銅系焼結合金層は、黒鉛，二硫化モ
リブデンなどの固体潤滑材を含有している請求項３〜６
のうちのいずれかに記載の複層摺動部材。
【請求項９】前記軸受けは、鉄系，鉄−銅系，鉄−青
銅系，鉄−鉛青銅系，鉄−黄銅系，鉄−燐青銅系，鉄−
アルミ青銅系からなる群から選択された１種にてなる請
求項４に記載の複層摺動部材。
【請求項１０】前記丸曲げ加工にあたって、筋状の散
布多量部分を丸曲げ後の摺動方向と平行になるように配
したことを特徴とする請求項４または９に記載の複層摺
動部材。