JPS62200017A - 摺動部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は摺動部材に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、摺動部材例えば軸受は金属を主体とする金属系軸
受、プラスチック等の樹脂を主体とする樹脂系軸受が知
られている。しかし、金属系軸受は摩擦係数が高く高温
（約２００℃以上）での使用は困難であり、一方樹脂系
軸受は低摩擦ではあるが、高温での使用が困難である。

そのために、セラミックスを軸受材に用いることが試み
られている。例えば筒状のセラミックスを金属の内側に
嵌合して軸受とする方法等である。しかし、この軸受は
一体の筒状のセラミックスを接着剤あるいは機械的手段
（例えば焼ばめ等）により嵌合したものであり、高温下
で使用する際のセラミックスと金属間の熱膨張差により
損傷を生ずることがあり、実用できる軸受としてはまだ
改善の余地が残されていた。

上記の難点を解決するものとして、複数側のセラミック
ス部材を軸受面に嵌合または埋設することが試みられて
いる。この方法としては例えば￥ｌ１ｌｔｌ昭５８−１
６０６２０号公報の明細書に記載されているような水中
軸受がある。この軸受は、筒状のケース内に板状の超硬
材料（例えばセラミックス等）よりなる軸接触部材を複
数枚放射状に、かつ板端が軸受面となるように配し、こ
れらを高分子材料あるいは硬度の低い金属により支持す
るものである。しかし、この水中軸受の構造では次のよ
うな現象が生ずると考えられる。すなわち、可動する軸
とセラミックス部材とのＪＩ！１１１による発熱により
、あるいは高温度域で使用される場合の温度変化により
低膨張のセラミックスと高膨張の金属との熱膨張差によ
りセラミックスと金属の闇の剥離が生じ、可動中にセラ
ミックスが振動し、最終的には破壊に至る。また、軸受
の外側はケースで固定されているために高温度域での金
属の熱膨張により内径が小さくなるか、または軸の熱膨
張により軸の焼付き現象を生ずる。

〔発明の目的〕 本発明は、高温度域でも使用でき、耐焼付性にすぐれ、
金属とセラミックスとの熱膨張差による破壊を生ずるこ
とのない摺動部材を提供するものである。

（発明の概要〕 本発明は、上記目的を達成すべくｍｉ研究を重ねた結果
、保持部材の一部に溝を有するセラミックス部材を複数
個配置することにより、熱膨張差によるセラミックスへ
の影響が緩和されることを見出したものである。

すなわち、本発明の摺動部材は表面に凹部を有する金ｍ
２！材と金属基材の凹部に結合する凸部を備え、前記凹
部と凸部とで結合してなるセラミックス部材からなり、
凹部と凸部との結合部は熱膨張差を吸収する係止部によ
り係合しているものである。また、本発明の摺動部材の
係止部は金ｉｉ材の一部をセラミックス部材で挾持する
構造を有することにより、この挾持部において熱膨張の
際のセラミックス部材と金属基材との熱膨張差を緩和す
るものである。

すなわら、このセラミックス部材の凹部中に存在する金
属の熱膨張により、セラミックス部材の凹部壁面に対し
ての押付力を強化し、可動中の摺動部材の金属とセラミ
ックスの熱膨張差によるセラミックスの振動および破壊
を防止し、より強固に結合するものである。本発明に用
いられるセラミックスはＭ機質であり、耐熱性、耐摩耗
性、耐腐食性、軽量性に優れているため摺動部材として
優れた特性を有する。セラミックス部材として用いられ
るセラミックスとしてはアルミナ、ジルコニア等の酸化
物系セラミックス、あるいは窒化ケイ素、炭化ケイ素等
の非酸化物系セラミックスを使用することができる。

なかでも非酸化物系セラミックスは耐熱性にすぐれ、高
温度域での使用に有効である。金属基材はセラミックス
部材の補強部材となるものであり、複数個のセラミック
ス部材を結合することによりセラミックス部材の背面、
側面を保持し、主として熱膨張による曲げ荷重等に対し
て強度を持たせるものである。また、本発明の摺動部材
は、筒状体の金属基材の内周面に凹部を設け、この凹部
にセラミックス部材を結合してなる軸受の構造にすると
よい。具体的にはこの軸受は、複数個の輪状のセラミッ
クス部材を軸方向に連続的に配置、または周方向に複数
個に分割配置、または軸方向′、周方向に分割配置し、
その外周面を保持する１個の金属基材とで１個の軸受を
橢成している。

また、本発明の摺動部材は焼付きを防止することができ
、潤滑油の供給をしなくても可動は可能である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

実施例１ 第１図は軸受の一部を切欠いて断面を示す側面図、第２
図は一部を切欠いて断面を示す平面図である。この軸受
は側面に溝部視を有する窒化ケイ素よりなるセラミック
ス部材１０を周方向にほぼ等間隔で８個配置し、このセ
ラミックス部材１０の外周面を金属基材１１、例えば鋼
等により保持している。セラミックス部材１０と金屈基
材１１は溝部詮で互いに係止している。

本実施例の軸受に用いるセラミックス部材は窒化ケイ素
を主体とし、イツトリウム酸化物等の焼結助材を含有し
、金型プレスまたはラバープレスで成形された後焼結さ
れて作製される。

また、金属基材は熱間押出しにより所定の形状に作製さ
れる。セラミックス部材は焼ばめ等により嵌合される。

またはセラミックス部材を所定の位置に配置して、金属
を鋳造等によりセラミックス部材の少くとも背面または
側面に配置して作製される。この軸受は、セラミックス
の配置または金属！！材の作製が比較的容易であり、ま
た係止部分において特に周方向への熱膨張に対しての緩
和力を有する。

実施例２ 第３図は本発明の他の実施例の一部を切欠いて断面を示
す側面図、第４図は一部を切欠いて断面を示ず平面図で
ある。この軸受は背面に溝部旦を有する輪状のセラミッ
クス部材３０を軸方向にほぼ等間隔で４個配置し、この
セラミックス部材３０の外周面を金属基材３１により保
持している。

この軸受は特に軸方向への熱膨張に対しての緩和力を有
する。

実施例３ 第５図は本発明の更に他の実施例の一部を切欠いて断面
を示す側面図、第６図は一部を切欠いて断面を示す平面
図である。この軸受は実施例１のセラミックス部材を軸
方向に４分割した形の実施例である。すなわら、側面に
溝部性を有するセラミックス部材５０を周方向に８個、
軸方向に４個配置し、このセラミックス部材の外周面を
金属基材５１により保持している。この軸受は周方向お
よび軸方向のいずれの熱膨張に対しても緩和力を有する
。

〔発明の効果〕

本発明により、高温下でも使用でき、金属とセラミック
スの熱膨張差による剥ｍｎよびセラミックスの破壊を防
止する摺動部材を１９ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図第３図及び第５図はそれぞれ本発明の実施例の一
部を切欠いて断面を示す側面図であり、第２図第４図及
び第６図はそれぞれ本発明の実施例の一部を切欠いて断
面を示す平面図である。 １０．３０．５０・・・セラミックス部材１１．３１．
５１・・・金属基材 ２０、３２．６０・・・溝部 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　　渇　　山　　幸　　失策　１　区 第２　図 第３　図 聴４　図 第　５　図 第　６圀

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に凹部を有する金属基材と、金属基材の凹部
   に結合する凸部を備え、前記凹部と凸部とで結合してな
   るセラミックス部材からなり、凹部と凸部との結合部分
   は熱膨張差を吸収する係止部により係合してなる摺動部
   材。
2. （２）係止部は金属基材の一部をセラミックス部材で挾
   持する構造である特許請求の範囲第１項記載の摺動部材
   。
3. （３）金属基材は筒状体であり、筒状体の内周面に凹部
   を有する特許請求の範囲第１項または第２項記載の摺動
   部材。
4. （４）セラミックス部材は金属基材に複数個配置する特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の摺動部材。