WO1995025907A1 - Palier a glissement - Google Patents

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WO1995025907A1
WO1995025907A1 PCT/JP1995/000465 JP9500465W WO9525907A1 WO 1995025907 A1 WO1995025907 A1 WO 1995025907A1 JP 9500465 W JP9500465 W JP 9500465W WO 9525907 A1 WO9525907 A1 WO 9525907A1
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Yoshio Kumada
Katsuyuki Hashizume
Soji Kamiya
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Taiho Kogyo Co., Ltd.
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Description

明 細 書
す べ り 軸 受
技 術 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 。
背 景技 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 ォ ー ノ、' レ イ 層 と を 有 し 、 一部 の ォ 一 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 6 0 — 2 0 5 0 1 4 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 ォ ー ノヽ' 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 。 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 5 μ ιη 以 上 と す る 必 要 が あ る と 記 載 さ れ て い る 。
発 明 の 開 示
し か し な が ら 、 上 記 中 間 層 の 厚 さ と 山 部 の 高 さ と を 変 え て 種 々 の 試 験 を 行 な っ た 結 果 、 山 部 の 髙 さ を 5 iz m 未 満 で あ っ て も 、 な じ み 性 や 耐 焼 付 性 の 点 で 優 れ た 軸 受 性 能 が 得 ら れ る こ と が 判 明 し た 。
本 発 明 は 、 基 本 的 に 山 部 の 髙 さ を 5 m 未 満 と し た す ベ り 軸 受 に お い て 、 な じ み 性 や 耐 焼 付 性 の 点 で 優 れ た 軸 受.性 能 が 得 ら れ る す べ り 軸 受 を 提 供 す る も の で あ る 。
す な わ ち 第 1 発 明 は 、 上 述 し た 構 成 の す べ り 軸 受 に お い て 、 上 記 山 部 の 高 さ を h 、 上 記 中 間 層 の 厚 さ を t と し た と き 、 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 3 式 の 条 件 を 満 た す 範 囲 内 に 設 定 し た こ と を 特 徴 と す る も の で あ る 。
1 ≤ h < 5 … （ 1 )
t ≤ 2 h / 3 + l / 3 ··· ( 2 )
t ≤ 3 ··· ( 3 )
た だ し 、 上 記 h お よ び t の 寸 法 単 位 は /x m と す る 。
ま た 第 2 発 明 は 、 上 記 第 1 発 明 の 範 囲 内 に 含 ま れ る も の で 、 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 た こ と を 特 徴 と す る も の で あ る 。
1 ≤ h < 5 … （ 4 ) t ≤ h / 2 ··· ( 5 )
上 記 第 2 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 ょ り も 優 れ た な じ み 性 と 耐 焼 付 性 と を 得 る こ と が で き る 。 ま た 第 2 発 明 を 含 ま な い 範 囲 の 第 1 発 明 に お い て は 、 第 2 発 明 ほ ど 優 れ た 効 果 は 得 ら れ な い が 、 そ れ で も 安 定 し た 良 好 な な じ み 性 と 耐 焼 付 性 と を 得 る こ と が で き る 。
図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は 、 本 発 明 の す べ り 軸 受 の 断 面 図 で あ る 。
図 2 は 、 本 発 明 の 範 囲 を 示 す グ ラ フ で あ る 。
図 3 は 、 本 発 明 の 使 用 開 始 初 期 の 耐 摩 耗 性 、 オ ー バ レ イ 層 の 摩 耗 後 の 耐 焼 付 性 、 お よ び な じ み 性 を 示 す 試 験 結 果 図 で あ る 。
発 明 を 実 施 す る た め の 最 良 の 形 態
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 ベ 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 2 a を 形 成 し 、 軸 方 向 に 隣 接 す る 環 状 溝 2 a の 間 を 円 周 方 向 に 伸 び る 山 部 2 b 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 ォ ー ノ 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 ォ ー A レ ィ 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 ォ ー ノヽ' 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 2 a 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 2 a と が そ れ ぞ れ 露 出 す る よ う に な る 。
次 に 図 2 に 示 す よ う に 、 本 願 の 第 1 発 明 に お い て は 、 上 記 山 部 2 b の 高 さ を h 、 上 記 中 間 層 3 の 厚 さ を t と し た と さ 、 縦 軸 に 上 記 t を と り 、 横 軸 に 上 記 h を と つ た グ ラ フ に お い て 、 上 記 厚 さ t お よ び 高 さ h を 次 の 3 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 。
h < 5 ( 1 )
t 2 h / 3 + / 3 ( 2 )
t 3 ( 3 )
た だ し 、 上 記 h お よ び t の 寸 法 単 位 は μ πι で あ る 。
ま た 上 記 第 1 発 明 の 範 囲 内 含 ま れ る 第 2 発 明 に お い て 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 内 に 設 定 し て い る 。 こ の 範 囲 を 網 目 に よ っ て 示 し て あ る 。
≤ h < 5 - ( 4 )
t ≤ h / 2 ··· ( 5 )
な お 、 上 記 螺 旋 状 の 環 状 溝 2 a の ピ ッ チ は 例 え ば 0 . 2 m m と す る こ と が 望 ま し く 、 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 。 ま た 図 2 に お い て 、 折 れ 線 A の 右 側 の 範 囲 が 上 述 し た 公 報 の 範 囲 で あ る 。
次 に 、 す べ り 軸 受 の 使 用 閧 始 初 期 の 耐 焼 付 性 、 オ ー バ レ ィ 層 4 の 摩 耗 後 の 耐 焼 付 性 .、 お よ び な じ み 性 に つ い て 行 な つ た 試 験 結 果 に 基 づ い て 本 発 明 の 効 果 を 説 明 す る 。
図 3 に お い て 、 試 料 1 〜 9 が 第 2 発 明 に 相 当 し （ 第 1 発 明 に も 相 当 す る ） 、 試 料 1 0 〜 ： 1 2 が 第 1 発 明 の み に 相 当 レ 、 試 料 a 〜 h が 上 記 公 報 の 範 囲 内 の も の 、 さ ら に 試 料 V が 上 記 以 外 の 範 囲 の も の で あ る 。
本 試 験 に 用 い た 各 試 料 は 、 S P C C か ら な る 裏 金 に 、 重 量 ％ で A 1 - 1 2 S n - 1 . 5 P b - 2 . 8 S i - 1 C u 一 0 . 2 C r か ら な る 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 m m 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 ツ キ に よ り 中 間 層 3 と し て 必 要 な 厚 さ の N i メ ツ キ を 施 し 、 さ ら に そ の N i メ ツ キ 層 3 上 に 、 P b — 2 , 5 S n - 5 I n か ら な る 5 x m 厚 の オ ー バ レ イ 層 4 を 電 気 メ ツ キ に よ り 形 成 し た も の で あ る 。
耐 焼 付 性 の 試 験 は 下 記 の 試 験 条 件 で 行 な つ た 。
si験 機 ジ ャ ー ナ ル 型 焼 付 試 験 機
回 転 数 1 3 0 0 r p m
潤 滑 油 1 0 W - 3 0
油 1 4 0 °C
相 手 軸 S 4 5 C 焼 入 れ 、 直 径 4 2 m m
軸 受 隙 間 ： 2 0〜 5 0 μ m 荷 重 パ タ ー ン ： 最 初 の 6 0 分 は 5 0 K g / c ni で 、 次 の 4 5 分 は 1 0 0 K g / c m' で 、 以 後 は 4 5 分 毎 に 1 0 0 K g c rrf ず つ 焼 付 き に 至 る ま で 増 加 。 ·'
な お 、 ォ ー ノヽ' レ イ 層 4 の 摩 耗 後 の 耐 焼 付 性 に つ い て の 試 験 で は 、 予 め オ ー バ レ イ 層 4 の 厚 さ を 2 /x m で 製 造 し 、 さ ら に 実 際 の 使 用 時 に 軸 受 で 発 熱 さ れ る 熱 を 想 定 し て 、 1 5 5 °C で 2' 4 0 時 間 過 熱 し た も の を 用 い て 測 定 し た 。
さ ら に な じ み 性 の 試 験 は 、 直 列 4 気 筒 1 6 0 0 c c ェ ン ジ ン の コ ネ ク テ ィ ン グ ロ ッ ド の 大 端 部 に 上 記 各 試 料 を 組 込 み 、 ア イ ド リ ン グ 1 分 と 6 0 0 0 r p m の 全 負 荷 4 分 と を 5 時 間 に 渡 っ て 繰 返 し た 後 、 分 解 し て 各 試 料 の あ た り 具 合 を 目 視 で 判 定 し た も の で あ る 。 こ の 試 験 で は 、 当 り の 状 態 か ら 、 試 料 を 「 優 」 、 「 良 」 、 「 可 」 、 「 不 可 」 の 4 段 階 に 分 け た 。
図 3 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 性 、 お よ び な じ み 性 の い ず れ に つ い て も 良 好 な 結 果 が 得 ら れ て い る 。 こ れ に 対 し 、 比 較 材 a 〜 h を 見 て み る と 、 山 部 の 髙 さ が 5 μ ιη に 近 い も の 、 す な わ ち 山 部 の 高 さ が 5 〜 7 /x m で あ る 比 較 材 a 〜 e で は 比 較 的 良 好 な 結 果 が 得 ら れ て い る が 、 山 部 の 高 さ が 5 j m よ り も 相 対 的 に か な り 大 き く な る と 、 つ ま り 山 部 の 高 さ が 7 〜 9 μ ιη で あ る 比 較 材 f 〜 h で は 、 か な り 悪 い 結 果 と な っ て い る 。 こ の こ と か ら 、 良 好 な 性 能 を 得 る た め に は 山 部 の 高 さ を 5 /Li m 未 満 と す る こ と が 必 要 で あ る 。 他 方 、 特 に な じ み 性 の 観 点 か ら す る と 、 山 部 の 高 さ は 1 m 以 上 と す る こ と が 必 要 で あ り 、 Ι ϋ πι 未 満 の 比 較 材 I 〜 I I I で は な じ み 性 は 「 不 良 」 と な っ て い る 。
さ ら に 、 山 部 の 高 さ を 本 発 明 の よ う に 1 〜 5 μ ιη の 範 囲 と し て も 、 比 較 材 I V 、 V で 示 さ れ る よ う に 、 山 部 の 高 さ に 対 し て 中 間 層 の 厚 さ が 厚 く な り す ぎ る と 、 特 に ォ 一 バ レ ィ 層 4 の 摩 耗 後 の 耐 焼 付 性 が 著 し く 悪 く な り 、 最 低 で も 上 述 し た 式 （ 2 ) 、 式 （ 3 ) の 範 囲 が 必 要 で あ り 、 望 ま し く は 式 （ 5 ) の 範 囲 が 必 要 で あ る 。
な お 、 本 発 明 品 は 比 較 材 a 〜 h に 対 し て 耐 摩 耗 性 が 1 . 5 〜 3 倍 程 度 良 好 と な っ て い る こ と が 確 認 さ れ て い る 。
ま た 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 、 A 1 — 1 2 S n — 1 . 5 P b - 2 . 5 S i - l C u - 0 . 2 C r 等 の Α ·0.系 合 金 軸 受 材 料 や 、 C u - 2 3 P b — 3 S n 、 又 は C u — 1 5 P b — 1 . 5 S n 、 又 は C u — l A g 等 の C u 系 合 金 軸 受 材 料 を 使 用 す る こ と が 好 ま し く 、 中 間 層 3 と し て は N i 、 C u 、 C r 、 又 は F e を 湿 式 メ .ツ キ や 乾 式 メ ツ キ に よ っ て 施 し た も の が 好 ま し い 。 さ ら に ォ ー ノ レ イ 層 4 と し て は 、 上 述 し た 試 料 で 用 い た も の の 他 に 、 P b — 3 S n — 5 I n 、 又 は P b - l O S n — 2 C u 等 の P b 系 合 金 材 料 や 、 純 S n 又 は S n 系 合 金 材 料 を 使 用 す る こ と が 好 ま し く 、 さ ら に は ポ リ イ ミ ド に M o S 2 又 は グ ラ フ ア イ ト を 添 加 し た 合 成 樹 脂 材 料 を 用 い て も よ い ，

Claims

請 求 の 範 囲
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 璟 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 ォ 一 ノ\ ' レ イ 層 と を 有 し 、' 一部 の ォ ー ノ、' レ イ 層 と 中 間 層 と が ォ ー ノヽ' 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 ォ 一 ノヽ' 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 中 間 層 の 厚 さ を t と し た と き 、 縦 軸 に 上 記 t を と り 、 横 軸 に 上 記 h を と つ た グ ラ フ に お い て 、 上 記 厚 さ t お よ び 高 さ h を 次 の 3 式 の 条 件 を 満 た す 範 囲 内 に 設 定 し た こ と を 特 徴 と す る す べ り 軸 受 。
1 ≤ h < 5 ··· ( 1 )
t ≤ 2 h / 3 + l / 3 ··· ( 2 )
t ≤ 3 ··' ( 3 )
た だ し 、 上 記 h お よ び t の 寸 法 単 位 は i m と す る 。
2 . 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 ォ ー ノヽ ' 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 θ 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 ォ 一 ノ、 ' 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 中 間 層 の 厚 さ を t と し た と き 、 縦 軸 に 上 記 t を と り 、 横 軸 に 上 記 h を と つ 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 た こ と を 特 徴 と す る す べ り 軸 受 。
1 ≤ h < 5 … （ 4 )
t ≤ h / 2 … （ 5 )
た だ し 、 上 記 h お よ び t の 寸 法 単 位 は μ m と す る 。
3 . 上 記 軸 受 合 金 層 が 、 A 系 合 金 軸 受 材 料 、 又 は C u 系 合 金 軸 受 材 料 か ら な る こ と を 特 徴 と す る 特 許 請 求 の 範 囲 第 1 項 又 は 第 2 項 に 記 載 の す べ り 軸 受 。
4 . 上 記 中 間 層 が 、 N i メ ツ キ 、 C u メ ツ キ 、 C r メ ヅ キ 、 又 は F e メ ツ キ か ら な る こ と を 特 徴 と す る 特 許 請 求 の 範 囲 第 1 項 な い し 第 3 項 に 記 載 の す べ り 軸 受 。
5 . 上 記 オ ー バ レ イ 層 が 、 P b 系 合 金 材 料 、 純 S n 若 し く は S n 系 合 金 材 料 、 又 は 合 成 樹 脂 材 料 か ら な る こ と を 特 徵 と す る 特 許 請 求 の 範 囲 第 1 項 な い し 第 4 項 に 記 載 の す べ り 軸 受 。
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