WO2021171375A1 - 焼結含油軸受、焼結含油軸受装置、及び回転装置 - Google Patents

焼結含油軸受、焼結含油軸受装置、及び回転装置 Download PDF

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WO2021171375A1
WO2021171375A1 PCT/JP2020/007506 JP2020007506W WO2021171375A1 WO 2021171375 A1 WO2021171375 A1 WO 2021171375A1 JP 2020007506 W JP2020007506 W JP 2020007506W WO 2021171375 A1 WO2021171375 A1 WO 2021171375A1
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WO
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mass
oil
sintered
powder
iron
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Application number
PCT/JP2020/007506
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English (en)
French (fr)
Inventor
智愛 久保
Original Assignee
昭和電工マテリアルズ株式会社
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a sintered oil-impregnated bearing, a sintered oil-impregnated bearing device, and a rotating device.
  • Sintered bearings made by powder metallurgy technology are known as bearings that support the rotating shaft.
  • a sintered oil-impregnated bearing which is an example of a sintered bearing, is a sliding bearing in which the pores of a sintered body are impregnated with lubricating oil to provide self-lubricating property. Due to its advantage of being able to be used for a long time without refueling, it is widely used in fields such as home appliances, motors for OA equipment, and automobiles.
  • the sintered oil-impregnated bearing has a mottled structure in which one or more phases selected from a copper alloy phase, an iron alloy phase having metal carbides, and a solid lubrication phase are dispersed in an iron-carbon alloy base of martensite.
  • the grease is a mineral oil having a kinematic viscosity of 150 to 220 mm 2 / s at 40 ° C.
  • Sintered which is a grease containing 1.5 to 2.5 mass% of a thickener made of Li soap in a base oil consisting of at least one selected from synthetic hydrocarbon oil and ester oil. Oil-impregnated bearings are known (see Patent Document 1).
  • the present invention includes various embodiments. Examples of embodiments are listed below. The present invention is not limited to the following embodiments.
  • One embodiment is used at a rotation speed of 8,000 min- 1 or higher and contains a sintered body having an iron-based or copper-based base and a lubricating oil, wherein the lubricating oil contains a synthetic oil at 40 ° C.
  • the present invention relates to a sintered oil-impregnated bearing having a kinematic viscosity of 50 to 200 mm 2 / s or containing mineral oil and having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 90 to 200 mm 2 / s.
  • the sintered body has, for example, an iron-based matrix, contains copper, carbon, and unavoidable impurities, and has a density of 5.0 to 7.0 g / cm 3 .
  • the oil content of the sintered oil-impregnated bearing is, for example, 15 to 30% by volume.
  • Another embodiment relates to a sintered oil-impregnated bearing device having the sintered oil-impregnated bearing and a housing that supports the sintered oil-impregnated bearing.
  • Yet another embodiment relates to a rotating device having a rotating shaft and the sintered oil-impregnated bearing that supports the rotating shaft.
  • a sintered oil-impregnated bearing that exhibits excellent life characteristics under sliding conditions at a rotation speed of 8,000 min-1 or higher. Further, according to another embodiment of the present invention, there is provided a sintered oil-impregnated bearing device that exhibits excellent life characteristics under sliding conditions of a rotation speed of 8,000 min-1 or higher. Further, according to another embodiment of the present invention, there is provided a rotating device that exhibits excellent life characteristics under sliding conditions of a rotation speed of 8,000 min-1 or more.
  • Sintered oil-impregnated bearings include a sintered body having an iron-based or copper-based base and lubricating oil.
  • the lubricating oil contains a synthetic oil and has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 50 to 200 mm 2 / s, or contains a mineral oil and has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 90 to 200 mm 2 / s.
  • the sintered oil-impregnated bearing has a shape that can support the rotating shaft.
  • the sintered oil-impregnated bearing preferably has a shape having an inner diameter surface that can support the rotating shaft.
  • the shape of the sintered oil-impregnated bearing is a hollow cylinder.
  • the inner diameter surface of the cylinder is the bearing surface.
  • the rotating shaft is inserted into and supported by the inner diameter of the cylinder.
  • Sintered oil-impregnated bearings contain lubricating oil in the pores of the sintered body.
  • the lubricating oil contains a synthetic oil and has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 50 to 200 mm 2 / s (hereinafter, may be referred to as "lubricating oil S") or contains a mineral oil.
  • lubricating oil M A lubricating oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 90 to 200 mm 2 / s (hereinafter, may be referred to as "lubricating oil M").
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil can be measured according to JIS K 2283: 2000.
  • a lubricating oil before impregnation with the sintered body can be used.
  • the lubricating oil taken out from the sintered oil-impregnated bearing can be used for the measurement.
  • the method for extracting the lubricating oil from the sintered oil-impregnated bearing is not particularly limited.
  • the sintered oil-impregnated bearing is immersed in an alcohol solvent as a cleaning liquid and ultrasonically cleaned for 48 hours or more.
  • the cleaning liquid after cleaning contains an alcohol solvent and a lubricating oil. After cleaning, a lubricating oil is obtained by removing the alcohol solvent from the cleaning liquid.
  • Examples of the method for removing the alcohol solvent include a low temperature heating method.
  • the sintered oil-impregnated bearing is preferably an unused sintered oil-impregnated bearing.
  • the lubricating oil contains at least one selected from the group consisting of synthetic oils and mineral oils as a base oil.
  • the lubricating oil may contain two or more kinds selected from the group consisting of synthetic oils and mineral oils.
  • the lubricating oil may contain at least one selected from synthetic oils and at least one selected from mineral oils.
  • Lubricating oil S is a lubricating oil containing synthetic oil.
  • the content of the synthetic oil is preferably more than 50% by mass, more preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass, based on the mass of the base oil contained in the lubricating oil S.
  • the above is more preferable, 90% by mass or more is further preferable, and 95% by mass or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the content of synthetic oil is 100% by mass.
  • the lubricating oil S may contain mineral oil.
  • the content of the mineral oil is preferably less than 50% by mass, more preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass, based on the mass of the base oil contained in the lubricating oil S. It is more preferably less than or equal to, more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less.
  • the lower limit of the content of mineral oil is 0% by mass.
  • Lubricating oil M is a lubricating oil containing mineral oil.
  • the content of the mineral oil is preferably more than 50% by mass, more preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass, based on the mass of the base oil contained in the lubricating oil M.
  • the above is more preferable, 90% by mass or more is further preferable, and 95% by mass or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the content of mineral oil is 100% by mass.
  • the lubricating oil M may contain a synthetic oil.
  • the content of the synthetic oil is preferably less than 50% by mass, more preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass, based on the mass of the base oil contained in the lubricating oil M. It is more preferably less than or equal to, more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less.
  • the lower limit of the content of synthetic oil is 0% by mass.
  • Examples of synthetic oils include hydrocarbons, aliphatic esters, polyglycols, phenyl ethers, phosphate esters, silicon compounds, halides and the like.
  • Examples of the mineral oil include paraffinic oil, naphthenic oil, liquid paraffin, hydrogenated dewax oil and the like.
  • hydrocarbons include poly ( ⁇ -olefin), alkylbenzene, alkylnaphthalene, polyphenyl, synthetic naphthene and the like; examples of aliphatic esters include diesters and polyol esters; examples of polyglycols include polyalkylene glycol and the like; phenyl Examples of ethers include alkyldiphenyl ethers and polyphenyl ethers; examples of phosphoric acid esters include aromatic phosphoric acid esters and aliphatic phosphoric acid esters; as silicon compounds, poly (dimethylsiloxane), poly (phenylmethylsiloxane), etc.
  • the halide include poly (chlorotrifluoroethylene), trifluoropropylmethylsiloxane, perfluoropolyether and the like.
  • Ethylene, propylene, butylene and the like can be used as the raw material ⁇ -olefin of poly ( ⁇ -olefin).
  • the diester can be obtained by using, for example, an organic acid such as sebacic acid, adipic acid, or azelaic acid, and an alcohol such as a higher alcohol (preferably having 6 or more carbon atoms).
  • the polyalkylene glycol can be obtained by using, for example, an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide and an alkyl monoalcohol.
  • the lubricating oil may further contain additives.
  • additives include a viscosity index improver, a pour point lowering agent, an oily agent, a friction modifier, an antioxidant, an extreme pressure agent, a detergent, an anticorrosive agent, and a defoaming agent.
  • Kinematic viscosity at 40 ° C. of the lubricating oil S from the viewpoint of obtaining good life characteristics, and a 50 mm 2 / s or more, preferably 90 mm 2 / s or more, more preferably 100 mm 2 / s or more , 120 mm 2 / s or more, more preferably 130 mm 2 / s or more, and particularly preferably 140 mm 2 / s or more.
  • the lubricating oil S from the viewpoint of obtaining good life characteristics, or less 200 mm 2 / s, preferably at most 180 mm 2 / s, more preferably at most 170 mm 2 / s , 160 mm 2 / s or less is more preferable.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil S at 100 ° C. is preferably 5 mm 2 / s or more, more preferably 10 mm 2 / s or more, and 14 mm 2 / s or more, from the viewpoint of obtaining good life characteristics. It is more preferable, and it is particularly preferable that it is 15 mm 2 / s or more.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil S at 100 ° C. is preferably 25 mm 2 / s or less, more preferably 22 mm 2 / s or less, and 20 mm 2 / s or less from the viewpoint of obtaining good life characteristics. Is even more preferable.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil M at 40 ° C. is 90 mm 2 / s or more, preferably 100 mm 2 / s or more, and more preferably 105 mm 2 / s or more, from the viewpoint of obtaining good life characteristics. .. Kinematic viscosity at 40 ° C. of the lubricating oil M, from the viewpoint of obtaining good life characteristics, or less 200 mm 2 / s, preferably at most 180 mm 2 / s, more preferably at most 170 mm 2 / s , 160 mm 2 / s or less, and particularly preferably 150 mm 2 / s or less. Further, the kinematic viscosity of the lubricating oil M at 40 ° C. may be 140 mm 2 / s or less or 130 mm 2 / s or less.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil M at 100 ° C. is preferably 14 mm 2 / s or more, and more preferably 15 mm 2 / s or more, from the viewpoint of obtaining good life characteristics.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil M at 100 ° C. is preferably 22 mm 2 / s or less, more preferably 20 mm 2 / s or less, and 18 mm 2 / s or less from the viewpoint of obtaining good life characteristics. It is more preferably 16 mm 2 / s or less, and particularly preferably 16 mm 2 / s or less.
  • Lubricating oils are commercially available as refrigerating machine oils, engine oils, gear oils and the like. From commercially available products, a lubricating oil S containing a synthetic oil and having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 50 to 200 mm 2 / s, or a lubricating oil M containing a mineral oil and having a kinematic viscosity of 90 to 200 mm 2 / s. Can be selected and used. As the lubricating oil S, a lubricating oil commercially available as a "synthetic oil” can be used. As the lubricating oil M, a lubricating oil commercially available as a "mineral oil” can be used.
  • a method of adjusting the kinematic viscosity for example, a method of mixing two or more kinds of lubricating oils having different kinematic viscosities; a method of adding an additive such as a viscosity index improver to the lubricating oil; There is a method of changing.
  • the oil content of the sintered oil-impregnated bearing is preferably 15% by volume or more, more preferably 18% by volume or more, based on the volume of the sintered oil-impregnated bearing, from the viewpoint of obtaining a sufficient lubricating effect. It is more preferably 20% by volume or more.
  • the oil content of the sintered oil-impregnated bearing is preferably 30% by volume or less, more preferably 28% by volume or less, based on the volume of the sintered oil-impregnated bearing in consideration of the strength of the sintered oil-impregnated bearing. It is more preferably 25% by volume or less.
  • the oil content of the sintered oil-impregnated bearing can be measured according to JIS Z 2501: 1979.
  • the iron-based or copper-based base is an iron-based base containing iron (preferably an iron-based base containing iron as a main component) or a copper-based base containing copper as a main component.
  • iron-based or copper-based bases include pure iron-based, bronze-based, iron-carbon-based, iron-copper-carbon-based, and iron-bronze-based bases.
  • the iron content in the iron-based base is preferably 40% by mass or more, preferably more than 50% by mass, and more preferably 90% by mass or more, based on the mass of the iron-based base. It is more preferably 96% by mass or more.
  • the content of copper in the copper-based base is preferably more than 50% by mass, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 96% by mass or more, based on the mass of the copper-based base. ..
  • the sintered body having an iron-based or copper-based base may contain a carbon phase.
  • the lubricity tends to be improved.
  • the carbon phase is preferably a free graphite phase from the viewpoint of obtaining better lubricity.
  • the sintered body preferably has an iron-based base.
  • the iron-based matrix preferably contains a ferrite phase. If a ferrite phase is included, wear of the rotating shaft can be prevented.
  • the iron base may contain a pearlite phase. Including the pearlite phase tends to improve the strength of the sintered oil-impregnated bearing.
  • the sintered body having an iron-based base may contain a copper phase.
  • the copper phase is a phase containing copper and may be a copper alloy phase.
  • the compatibility between the sintered oil-impregnated bearing and the rotating shaft tends to be improved.
  • the sintered body having an iron-based matrix preferably contains a hard phase.
  • the sintered body having the iron-based base contains a hard phase, it is considered possible to suppress the plastic flow of the iron-based base while keeping the aggression of the sintered oil-impregnated bearing on the rotating shaft low.
  • the sintered oil-impregnated bearing has a good lubrication effect and exhibits excellent life characteristics when used under sliding conditions having a rotation speed of 8,000 min -1 or more.
  • the hard phase preferably contains, as a hard material, at least one selected from the group consisting of molybdenum silicates, molybdenum carbides, chromium carbides, vanadium carbides, and tungsten carbides.
  • the hard phase comprises an alloy phase and a hard material dispersed in the alloy phase.
  • the content of the hard material is preferably 4% by mass or more based on the mass of the hard phase.
  • the upper limit is not particularly limited, and may be, for example, 100% by mass.
  • the content of the alloy phase is preferably 96% by mass or less based on the mass of the hard phase.
  • the lower limit is not particularly limited, and may be, for example, 0% by mass.
  • the alloy phase is preferably an iron alloy phase.
  • the hard phase comprises an iron alloy phase and a hard material dispersed in the iron alloy phase, the hard material being from molybdenum silicates, molybdenum carbides, chromium carbides, vanadium carbides, and tungsten carbides. Contains at least one selected from the group.
  • the hard phase include the following. (1) Hard phase consisting of Cr: 4 to 25% by mass ratio, C: 0.25 to 2.4%, and the balance of Fe and unavoidable impurities (2) Cr: 4 to 25% by mass ratio, C: Hard phase (3) consisting of at least one of 0.25 to 2.4%, Mo: 0.3 to 3.0%, V: 0.2 to 2.2%, and the balance of Fe and unavoidable impurities.
  • the content of the hard phase is preferably 6.0% by mass or more, more preferably 6.5% by mass or more, and 7.0% by mass or more based on the mass of the sintered body. Is more preferable. When it is 6.0% by mass or more, a sufficient effect of preventing plastic flow tends to be easily obtained.
  • the content of the hard phase is preferably 19% by mass or less, more preferably 17% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less, based on the mass of the sintered body. When it is 19% by mass or less, the effect of preventing wear of the rotating shaft tends to be easily obtained.
  • the sintered body having a copper-based matrix may contain a nickel phase.
  • the nickel phase is a nickel-containing phase, preferably a copper-nickel alloy phase.
  • the strength of the sintered body tends to be improved.
  • the sintered body having a copper-based base may contain a tin phase.
  • the tin phase is a tin-containing phase, preferably a copper-tin alloy phase.
  • the hardness of the sintered body tends to be improved.
  • the sintered body having an iron-based or copper-based matrix may have any other phase.
  • Density of the sintered body containing an iron-based base considers the strength of the sintered oil-impregnated bearings, is preferably 5.0 g / cm 3 or more, more preferably 5.5 g / cm 3 or more, 5 It is more preferably 7 g / cm 3 or more.
  • the density of the sintered body containing the iron-based matrix is preferably 7.0 g / cm 3 or less, more preferably 6.7 g / cm 3 or less, and more preferably 6 g / cm 3 or less, from the viewpoint of obtaining a sufficient lubricating effect. It is more preferably .5 g / cm 3 or less.
  • a preferred example is a sintered body containing an iron-based matrix, further containing copper, carbon and unavoidable impurities, and having a density of 5.0 to 7.0 g / cm 3.
  • the density of the sintered body including the copper-based matrix is preferably 5.5 g / cm 3 or more, more preferably 6.0 g / cm 3 or more, and more preferably 6.0 g / cm 3 or more, in consideration of the strength of the sintered oil-impregnated bearing. It is more preferably 3 g / cm 3 or more.
  • the density of the sintered body containing the copper-based matrix is preferably 7.5 g / cm 3 or less, more preferably 7.3 g / cm 3 or less, and 7 More preferably, it is 0.0 g / cm 3 or less.
  • a preferred example is a sintered body containing a copper-based matrix, further containing carbon and unavoidable impurities, and having a density of 5.5 to 7.5 g / cm 3.
  • the density of the sintered body can be measured according to JIS Z 2501: 2000.
  • Examples of the sintered body including the iron-based base include the following.
  • the sintered body listed below may further contain any component. -Based on the mass of the sintered body, based on the mass of the sintered body, which contains 2 to 9% by mass of copper and 0.5 to 1.3% by mass of carbon, and the balance is iron and unavoidable impurities. 44 to 52% by mass of copper, 1 to 3 based on the mass of the sintered body, which contains 3 to 7% by mass of copper and 1 to 5% by mass of carbon, and the balance is iron and unavoidable impurities.
  • Sintered body containing mass% tin and the balance consisting of iron and unavoidable impurities Based on the mass of the sintered body, it contains 16 to 24% by mass of copper and 2% by mass or less of tin, and the balance is iron and unavoidable impurities.
  • Sintered body consisting of
  • Examples of the sintered body containing an iron-based matrix and a hard phase include the following.
  • the sintered body listed below may further contain any component. 6.
  • Based on the mass of the sintered body excluding the hard phase 2 to 9 mass% of copper and 0.5 to 1.3 mass% of carbon are contained, and the mass of the sintered body including the hard phase is used as a reference. 3 to 7% by mass of copper and 1 to 5% by mass of carbon based on the mass of the sintered body containing 0 to 19% by mass of the hard phase and excluding the sintered body and the hard phase in which the balance is composed of iron and unavoidable impurities.
  • the mass of the sintered body, excluding the sintered body and the hard phase which contains 6.0 to 19% by mass of the hard phase based on the mass of the sintered body including the hard phase, and the balance is composed of iron and unavoidable impurities. From 44 to 52% by mass of copper, 1 to 3% by mass of tin, and 1% by mass or less of carbon, and 6.0 to 19% by mass based on the mass of the sintered body containing the hard phase.
  • Sintered body containing a hard phase and the balance consisting of iron and unavoidable impurities ⁇ 50 to 55% by mass of copper, 1 to 3% by mass of tin, 1% by mass or less based on the mass of the sintered body excluding the hard phase It contains carbon and 0.1 to 0.5% by mass of phosphorus, and also contains 6.0 to 19% by mass of the hard phase based on the mass of the sintered body including the hard phase, and the balance is from iron and unavoidable impurities. Sintering that contains 29 to 33% by mass of copper, 1 to 3% by mass of tin, and 1% by mass or less of carbon based on the mass of the sintered body excluding the hard phase.
  • the body Based on the mass of the body, it contains 6.0 to 19% by mass of the hard phase, and the balance is 25 to 30% by mass of copper based on the mass of the sintered body excluding the sintered body and the hard phase consisting of iron and unavoidable impurities. And 1 to 3% by mass of tin, and 6.0 to 19% by mass of the hard phase based on the mass of the sintered body including the hard phase, and the balance is the sintered body / hard composed of iron and unavoidable impurities. It contains 16 to 24% by mass of copper and 2% by mass or less of tin based on the mass of the sintered body excluding the phase, and 6.0 to 19% by mass of hard based on the mass of the sintered body including the hard phase.
  • Examples of the sintered body including the copper-based matrix include the following.
  • the sintered body listed below may further contain any component.
  • ⁇ Based on the mass of the sintered body, 5 to 12% by mass of tin and 0.1 to 6% by mass of carbon, and the balance is copper and unavoidable impurities.
  • a sintered body containing 2 to 4% by mass of carbon and 2 to 4% by mass of nickel, and the balance is copper and unavoidable impurities.
  • Sintered oil-impregnated bearings are used at a rotation speed of 8,000 min -1 or higher.
  • the "rotational speed” is the relative rotational speed of the rotating shaft with respect to the sintered oil-impregnated bearing.
  • the sintered oil-impregnated bearing is used at a rotation speed of 8,000 min -1 or more, good life characteristics can be obtained. It is considered that the sintered oil-impregnated bearing can maintain a sufficient oil film and maintain a good lubrication state under the sliding condition of the rotation speed of 8,000 min -1 or more.
  • the number of rotations may change with the lapse of usage time.
  • the sintered oil-impregnated bearing is not limited to the sliding condition of "rotation speed 8,000 min -1 or more", and is used under the sliding condition of "rotation speed less than 8,000 min -1 " according to the passage of use time. May be done.
  • sliding conditions of the oil-impregnated sintered bearing depending on the time of use, alternating with the conditions of "rotational speed 8,000Min -1 or more", and a condition of "less than the rotational speed 8,000Min -1" It may be included.
  • the sintered oil-impregnated bearing is preferably used at a rotation speed of 10,000 min-1 or higher.
  • the maximum rotational speed is preferably at 20,000 min -1 or less, more preferably 15,000 min -1 or less.
  • the sintered oil-impregnated bearing can be preferably used as a bearing for a rotating shaft having a diameter of 30 mm or less. From the viewpoint of obtaining excellent life characteristics, the diameter of the rotating shaft is preferably 20 mm or less, and more preferably 10 mm or less.
  • the sintered oil-impregnated bearing can also be used as a bearing for a rotating shaft having a diameter of less than 1 mm.
  • the lower limit of the diameter of the rotating shaft is not particularly limited, but is, for example, 0.1 mm or more, preferably 1 mm or more, and more preferably 5 mm or more.
  • sintered oil-impregnated bearings include various motors such as fan motors and seat drive motors for indoor blowers installed in automobiles, and spindle motors installed in information equipment or audio equipment.
  • the sintered oil-impregnated bearing is suitable as a bearing in which the rotating shaft rotates at a high peripheral speed and / or a high surface pressure.
  • a raw material powder containing an iron-based or copper-based powder is compression-molded to obtain a molded body, and the molded body is heated to obtain a sintered body.
  • the above-mentioned sintered body is impregnated with a lubricating oil.
  • the method for manufacturing a sintered oil-impregnated bearing may further include an arbitrary step such as preparing a raw material powder and cooling the sintered body.
  • the raw material powder is at least one selected from the group consisting of iron-based powder containing iron (preferably iron-based powder containing iron as a main component) and copper-based powder containing copper as a main component. contains.
  • the raw material powder may further contain any powder.
  • the iron content in the iron-based powder is preferably 40% by mass or more, preferably more than 50% by mass, and more preferably 96% by mass or more, based on the mass of the iron-based powder. It is more preferably 98% by mass or more.
  • the content of copper in the copper-based powder is preferably more than 50% by mass, more preferably 96% by mass or more, and further preferably 98% by mass or more, based on the mass of the copper-based powder. ..
  • the raw material powder may contain carbon powder.
  • Examples of the carbon powder include graphite powder, carbon black, fullerene and the like, and graphite powder is preferable.
  • the carbon powder content is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, and more preferably 2.0% by mass or more, based on the total mass of the raw material powder. Is more preferable.
  • the carbon powder content is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 4.5% by mass or less, and 4.0% by mass, based on the total mass of the raw material powder. % Or less is more preferable.
  • the raw material powder preferably contains at least an iron-based powder.
  • the iron-based powder include iron powder and iron alloy powder.
  • the content of the iron-based powder is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more, based on the total mass of the raw material powder, from the viewpoint of obtaining sufficient strength of the sintered oil-impregnated bearing. More preferred.
  • the content of the iron-based powder is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 85% by mass or less, based on the total mass of the raw material powder, from the viewpoint of obtaining sufficient lubrication performance.
  • the raw material powder containing the iron-based powder may further contain the copper-based powder.
  • the copper-based powder include copper powder and copper alloy powder.
  • the copper-based powder content is based on the total mass of the raw material powder from the viewpoint of improving familiarity in the initial stage of rotation. 2.0% by mass or more is preferable, 3.0% by mass or more is more preferable, and 3.5% by mass or more is further preferable.
  • the content of the copper-based powder is preferably 9.0% by mass or less, more preferably 8.0% by mass or less, and further preferably 7.0% by mass or less, based on the total mass of the raw material powder. preferable.
  • the raw material powder containing the iron-based powder may further contain the hard material powder.
  • the hard material powder is a powder that can form a hard phase.
  • the hard material powder preferably contains at least one selected from the group consisting of molybdenum silicates, molybdenum carbides, chromium carbides, vanadium carbides, and tungsten carbides.
  • the hard material powder comprises an alloy matrix and a hard material dispersed in the alloy matrix.
  • the content of the hard material is preferably 4% by mass or more based on the mass of the hard material powder.
  • the upper limit is not particularly limited, and may be, for example, 100% by mass.
  • the content of the alloy matrix is preferably 96% by mass or less based on the mass of the hard material powder.
  • the lower limit is not particularly limited, and may be, for example, 0% by mass.
  • the alloy base is preferably an iron alloy base.
  • the hard material powder comprises an iron alloy matrix and a hard material dispersed in the iron alloy matrix, wherein the hard materials are molybdenum silicides, molybdenum carbides, chromium carbides, vanadium carbides, and tungsten carbides. Contains at least one selected from the group consisting of.
  • the average particle size of the hard material powder is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, and further preferably 20 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the hard material powder is preferably 150 ⁇ m or less, more preferably 120 ⁇ m or less, and further preferably 100 ⁇ m or less.
  • a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (for example, "MT3300EX II” manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) can be used for the measurement.
  • the average particle size referred to here is the median diameter (D50) in the volume-based particle size distribution.
  • the content of the hard material powder is preferably 6.0% by mass or more, more preferably 7.0% by mass or more, and 8.0% by mass, based on the total mass of the raw material powder, from the viewpoint of obtaining good bearing strength.
  • the above is more preferable.
  • the content of the hard material powder is preferably 19% by mass or less, more preferably 17% by mass or less, still more preferably 15% by mass or less, based on the total mass of the raw material powder, from the viewpoint of obtaining good bearing strength.
  • the raw material powder containing the copper-based powder may contain nickel powder.
  • the nickel powder is a powder containing nickel, and examples thereof include nickel powder and nickel alloy powder.
  • the raw material powder containing the copper-based powder may contain tin powder.
  • the tin powder is a powder containing tin, and examples thereof include tin powder and tin alloy powder.
  • the raw material powder may further contain any other powder.
  • the optional powder include metal oxides, powder lubricants, fluidity improvers and the like. Above all, it is preferable to contain a powder lubricant in order to reduce the extraction pressure after molding.
  • the powder lubricant examples include metal soaps such as zinc stearate and calcium stearate; and amide-based lubricants such as stearic acid amide, stearic acid bisamide and ethylene bisstearic acid amide.
  • metal soaps such as zinc stearate and calcium stearate
  • amide-based lubricants such as stearic acid amide, stearic acid bisamide and ethylene bisstearic acid amide.
  • the powder lubricant one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • raw material powders 6.0 to 19% by mass of hard material powder, 1.0 to 13% by mass of copper-based powder, and 0.5 based on the total mass of the raw material powder.
  • examples thereof include raw material powders containing up to 5.5% by mass of carbon powder and the balance of which is iron-based powder, powder lubricant and unavoidable impurities.
  • the raw material powder contains 6.5 to 17% by mass of hard material powder, 1.5 to 11% by mass of copper-based powder, 1.0 to 4.7% by mass of carbon powder, and the balance.
  • the raw material powder is composed of iron-based powder, powder lubricant and unavoidable impurities, and more preferably, the raw material powder is 7.0 to 15% by mass of hard material powder and 2.0 to 9.0% by mass of copper-based powder. , 1.5-3.7% by mass of carbon powder, with the balance consisting of iron-based powder, powder lubricant and unavoidable impurities.
  • These raw material powders may further contain 0.5 to 5% by mass of tin powder. In addition, these raw material powders may further contain any other powder.
  • the preferred raw material powder contains 1.0 to 15% by mass of tin powder based on the total mass of the raw material powder, and the balance is a raw material composed of a copper powder, a powder lubricant and unavoidable impurities.
  • the raw material powder contains 2.0-14% by mass of tin powder and the balance consists of a copper-based powder, powder lubricant and unavoidable impurities, more preferably the raw material powder has 5.0 to 13% by mass. It contains% tin powder and the balance consists of copper powder, powder lubricant and unavoidable impurities.
  • These raw material powders may further contain 0.5 to 5.5% by mass of carbon powder. In addition, these raw material powders may further contain any other powder.
  • the method for manufacturing a sintered oil-impregnated bearing includes a step of compression molding the raw material powder to obtain a molded product.
  • a die having a mold hole, a core rod arranged in the mold hole, a lower punch slidably fitted between the mold hole of the die and the outer circumference of the core rod, and a mold hole of the die and the outer circumference of the core rod.
  • the molding process comprises a die having a mold hole, a core rod arranged in the mold hole, and a lower punch slidably fitted to the mold hole of the die and the outer circumference of the core rod.
  • the cavity is filled with the raw material powder, and the raw material powder is compression-molded by an upper punch and a lower punch that are slidably fitted to the mold hole of the die and the outer circumference of the core rod.
  • the raw material powder preferably contains a flat copper-based powder, and examples of the flat copper-based powder include copper foil powder.
  • the mold lubricant is applied to the mold to perform mold lubrication molding. You may go.
  • the method for manufacturing a sintered oil-impregnated bearing includes a step of heating the molded body to obtain a sintered body. By heating, the powder lubricant or the like used arbitrarily is removed (defatting step), sintering proceeds, and a sintered body is obtained (sintering step).
  • the molded product is sintered to obtain a sintered body.
  • it is heated and sintered in a mixed gas of hydrogen and nitrogen.
  • a mixed gas of hydrogen and nitrogen For example, when a sintered body having an iron-based matrix is obtained, if the sintering temperature is 1,000 ° C. or higher, sintering proceeds and sufficient strength of the sintered body can be obtained. Further, when the sintering temperature is 1,050 ° C. or lower, it is possible to prevent the iron-based matrix from becoming hard due to the increase in the amount of the pearlite phase, and it is possible to prevent wear of the rotating shaft. Therefore, when a sintered body having an iron-based matrix is obtained, the sintering temperature is preferably 1,000 to 1,050 ° C.
  • a vacuum impregnation method is preferably used as a method for impregnating the sintered body with lubricating oil in the oil-impregnating step.
  • the lubricating oil the above-mentioned lubricating oil can be used.
  • the sintered body in the oil-impregnating step, for example, can be impregnated with the lubricating oil by immersing the sintered body in the lubricating oil under a reduced pressure environment and then returning the sintered body to atmospheric pressure.
  • the method for manufacturing a sintered oil-impregnated bearing may further include any other step.
  • Optional steps include cooling the hot sintered body (cooling step), heating the sintered body for modification (heat treatment step), compressing the sintered body (compression step), and sintering. Examples thereof include impregnating the body with lubricating oil (oil impregnation step).
  • the sintered oil-impregnated bearing device includes a sintered oil-impregnated bearing and a housing that supports the sintered oil-impregnated bearing.
  • the sintered oil-impregnated bearing is as described above.
  • the housing is used to fix the sintered oil-impregnated bearing, and the shape and material are determined according to the application of the sintered oil-impregnated bearing device.
  • the rotating device has a rotating shaft and a sintered oil-impregnated bearing that supports the rotating shaft.
  • the sintered oil-impregnated bearing is as described above.
  • the size and material of the rotating shaft are determined according to the application of the rotating device.
  • the diameter of the rotating shaft is preferably 30 mm or less, more preferably 20 mm or less, and further preferably 10 mm or less.
  • the lower limit of the diameter of the rotating shaft is not particularly limited, but is, for example, 0.1 mm or more, preferably 1 mm or more, and more preferably 5 mm or more.
  • the diameter of the rotating shaft may be less than 1 mm.
  • the rotating shaft is preferably made of metal, and a molten material is usually used for the rotating shaft, and examples thereof include carbon steel and stainless steel.
  • Example 1 ⁇ Manufacturing of sintered oil-impregnated bearings> [Example 1]
  • the average particle size is the median size (D50) in the volume-based particle size distribution measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • Iron-based powder ore-reduced iron powder, average particle size 100 ⁇ m, “DHC250” manufactured by DOWA IP Creation Co., Ltd.
  • Hard material powder Heiss steel powder, average particle size 50 ⁇ m, "PX16” manufactured by Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd.
  • Copper-based powder Copper foil powder, average particle size 50 ⁇ m, "Cu-S-100” manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd.
  • Carbon powder Natural graphite powder, average particle size 60 ⁇ m, "LCB150” manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.
  • Powder lubricant Zinc stearate, "Al-St” manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.
  • the above powder was blended so as to have the composition shown in Table 1 and mixed with a mixer to obtain a raw material powder.
  • the amount of zinc stearate added was 0.5% by mass with respect to the total 100% by mass of the powder, assuming that the total amount of the powder excluding zinc stearate was 100% by mass.
  • the density of the sintered body was 5.9 g / cm 3 , and the effective porosity was 19%.
  • the density of the sintered body was measured according to JIS Z 2501: 2000.
  • Effective porosity was measured according to JIS Z 2506: 1979.
  • a sintered oil-impregnated bearing containing lubricating oil in the pores was obtained.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil was measured according to JIS K 2283: 2000.
  • the oil content was 23% by volume.
  • the oil content was measured according to JIS Z 2501: 2000.
  • the obtained sintered oil-impregnated bearing had an iron-based base containing a ferrite phase and a pearlite phase, a hard phase dispersed in the iron-based base, a copper phase, and a free graphite phase.
  • Example 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 3 A sintered oil-impregnated bearing was produced in the same manner as in Example 1 except that the lubricating oil was changed to the lubricating oil shown in Table 2.
  • the sintered oil-impregnated bearing is press-fitted into the housing (made of brass), and the rotating shaft attached to the sintered oil-impregnated bearing is attached to the bearing testing machine (bearing testing machine: "4-unit high-speed bearing testing machine” manufactured by Chihoda Seihei Co., Ltd., rotating shaft ( Shaft): Made of S45C, diameter 9.980 mm x length 80 mm) was supported. The clearance was 40 ⁇ m.
  • the shaft and the sintered oil-impregnated bearing were installed so that the axial direction of the shaft was horizontal to the ground. A vertical load (1 MPa) was applied to the housing.
  • the rotating shaft was rotated at room temperature (25 ° C.). The rotation speed was 10,000 min -1 .
  • the sintered oil-impregnated bearing according to an embodiment of the present invention is preferably used for various motors such as a fan motor and a seat drive motor of an indoor blower mounted on an automobile, a spindle motor mounted on an information device or an audio device, and the like.
  • various motors such as a fan motor and a seat drive motor of an indoor blower mounted on an automobile, a spindle motor mounted on an information device or an audio device, and the like.

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Abstract

一実施形態は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上で用いられ、鉄系又は銅系の基地を有する焼結体と、潤滑油とを含み、前記潤滑油が、合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓであるか、又は、鉱物油を含み、動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである、焼結含油軸受に関する。

Description

焼結含油軸受、焼結含油軸受装置、及び回転装置
　本発明の実施形態は、焼結含油軸受、焼結含油軸受装置、及び回転装置に関する。
　回転軸を支持する軸受として、粉末冶金技術による焼結軸受が知られている。焼結軸受の一例である焼結含油軸受は、焼結体の気孔に潤滑油を含浸させ、自己潤滑性を持たせたすべり軸受けである。無給油で長時間使用できるという利点により、家電、ＯＡ機器等のモータ、自動車などの分野で広く使用されている。
　例えば、焼結含油軸受として、マルテンサイトの鉄炭素合金基地に銅合金相、金属炭化物を有する鉄合金相、固体潤滑相のうちから選ばれる１種以上の相が分散しているまだら組織からなる焼結合金における気孔内に、混和ちょう度が４００～４７５のグリースが含浸された焼結含油軸受であって、上記グリースは、４０℃における動粘度が１５０～２２０ｍｍ２／ｓである鉱物油、合成炭化水素油、およびエステル油から選択される少なくとも１種からなる基油に、Ｌｉ石鹸からなる増ちょう剤が１．５～２．５ｍａｓｓ％含有されたグリースであることを特徴とする焼結含油軸受が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１０－１７５００２号公報
　近年、モータの小型化が進んでいる。小型化されたモータでは、出力トルクを維持するために、シャフトを高回転させる必要が生じる。これに伴い、シャフトを支持する軸受には、高回転するシャフトを長時間にわたり支え得る特性が求められる。
　本発明の一実施形態は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下において優れた寿命特性を示す焼結含油軸受を提供することを課題とする。また、本発明の他の一実施形態は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下において優れた寿命特性を示す焼結含油軸受装置を提供することを課題とする。さらに、本発明の他の一実施形態は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下において優れた寿命特性を示す回転装置を提供することを課題とする。
　本発明には様々な実施形態が含まれる。実施形態の例を以下に列挙する。本発明は以下の実施形態に限定されない。
　一実施形態は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上で用いられ、鉄系又は銅系の基地を有する焼結体と、潤滑油とを含み、前記潤滑油が、合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓであるか、又は、鉱物油を含み、４０℃における動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである、焼結含油軸受に関する。
　前記焼結体は、例えば、鉄系の基地を有し、銅と炭素と不可避不純物とを含み、密度が、５．０～７．０ｇ／ｃｍ３である。
　前記焼結含油軸受の含油率は、例えば、１５～３０体積％である。
　他の一実施形態は、前記焼結含油軸受と、前記焼結含油軸受を支持するハウジングとを有する、焼結含油軸受装置に関する。
　更に他の一実施形態は、回転軸と、前記回転軸を支持する前記焼結含油軸受とを有する、回転装置に関する。
　本発明の一実施形態によれば、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下において優れた寿命特性を示す焼結含油軸受が提供される。また、本発明の他の一実施形態によれば、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下において優れた寿命特性を示す焼結含油軸受装置が提供される。さらに、本発明の他の一実施形態によれば、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下において優れた寿命特性を示す回転装置が提供される。
　本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態に限定されない。
＜焼結含油軸受＞
　本発明の一実施形態である焼結含油軸受は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上で使用される。焼結含油軸受は、鉄系又は銅系の基地を有する焼結体と、潤滑油とを含む。潤滑油は、合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓであるか、又は、鉱物油を含み、４０℃における動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである。
　焼結含油軸受は、回転軸を支持できる形状を有する。焼結含油軸受は、好ましくは、回転軸を支持できる内径面を持つ形状を有する。例えば、焼結含油軸受の形状は、中空円筒形である。円筒の内径面が軸受面となる。回転軸は、円筒の内径に挿入され、支持される。
［潤滑油］
　焼結含油軸受は、焼結体の気孔内に潤滑油を含有する。潤滑油は、合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓである潤滑油（以下、「潤滑油Ｓ」という場合がある。）であるか、又は、鉱物油を含み、４０℃における動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである潤滑油（以下、「潤滑油Ｍ」という場合がある。）である。
　潤滑油の動粘度は、ＪＩＳ　Ｋ　２２８３：２０００に従い測定することができる。測定には、焼結体に含侵させる前の潤滑油を用いることができる。又は、測定には、焼結含油軸受から取り出した潤滑油を用いることができる。焼結含油軸受から潤滑油を取り出す方法は、特に限定されない。例えば、焼結含油軸受を洗浄液としてのアルコール系溶剤に浸漬し、４８時間以上にわたり超音波洗浄する。洗浄後の洗浄液には、アルコール系溶剤と潤滑油とが含まれる。洗浄後、洗浄液からアルコール系溶剤を除去することにより、潤滑油を得る。アルコール系溶剤を除去する方法として、例えば、低温加熱法が挙げられる。焼結含油軸受から潤滑油を取り出す場合、焼結含油軸受は、未使用の焼結含油軸受であることが好ましい。
　潤滑油は、基油として、合成油及び鉱物油からなる群から選択される少なくとも１種を含有する。潤滑油は、合成油及び鉱物油からなる群から選択される２種以上を含有してもよい。潤滑油は、合成油から選択される少なくとも１種と、鉱物油から選択される少なくとも１種とを含有してもよい。
　潤滑油Ｓは、合成油を含む潤滑油である。潤滑油Ｓにおいて、合成油の含有量は、潤滑油Ｓに含まれる基油の質量を基準として、５０質量％超であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることが更に好ましく、９０質量％以上であることがより一層好ましく、９５質量％以上であることが特に好ましい。合成油の含有量の上限は、１００質量％である。潤滑油Ｓは、鉱物油を含んでもよい。潤滑油Ｓにおいて、鉱物油の含有量は、潤滑油Ｓに含まれる基油の質量を基準として、５０質量％未満であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることが更に好ましく、１０質量％以下であることがより一層好ましく、５質量％以下であることが特に好ましい。鉱物油の含有量の下限は、０質量％である。
　潤滑油Ｍは、鉱物油を含む潤滑油である。潤滑油Ｍにおいて、鉱物油の含有量は、潤滑油Ｍに含まれる基油の質量を基準として、５０質量％超であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることが更に好ましく、９０質量％以上であることがより一層好ましく、９５質量％以上であることが特に好ましい。鉱物油の含有量の上限は、１００質量％である。潤滑油Ｍは、合成油を含んでもよい。潤滑油Ｍにおいて、合成油の含有量は、潤滑油Ｍに含まれる基油の質量を基準として、５０質量％未満であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることが更に好ましく、１０質量％以下であることがより一層好ましく、５質量％以下であることが特に好ましい。合成油の含有量の下限は、０質量％である。
　合成油としては、例えば、炭化水素、脂肪族エステル、ポリグリコール、フェニルエーテル、リン酸エステル、珪素化合物、ハロゲン化物等が挙げられる。鉱物油としては、例えば、パラフィン系油、ナフテン系油、流動パラフィン、水素化脱ろう油等が挙げられる。
　合成油の具体例を以下に挙げる。炭化水素の例として、ポリ（α－オレフィン）、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリフェニル、合成ナフテン等；脂肪族エステルの例として、ジエステル、ポリオールエステル等；ポリグリコールの例として、ポリアルキレングリコール等；フェニルエーテルの例として、アルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等；リン酸エステルの例として、芳香族リン酸エステル、脂肪族リン酸エステル等；珪素化合物として、ポリ（ジメチルシロキサン）、ポリ（フェニルメチルシロキサン）、珪酸エステル等；ハロゲン化物として、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、トリフルオロプロピルメチルシロキサン、パーフルオロポリエーテル等、が挙げられる。ポリ（α－オレフィン）の原料α－オレフィンとして、エチレン、プロピレン、ブチレン等を用いることができる。ジエステルは、例えば、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸等の有機酸と、高級アルコール（好ましくは、炭素数６以上）等のアルコールとを用いて得ることができる。ポリアルキレングリコールは、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドと、アルキルモノアルコールとを用いて得ることができる。
　潤滑油は、更に添加剤を含有してもよい。添加剤としては、粘度指数向上剤、流動点降下剤、油性剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、極圧剤、洗浄剤、さび止め剤、消泡剤等が挙げられる。
　潤滑油Ｓの４０℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、５０ｍｍ２／ｓ以上であり、９０ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、１００ｍｍ２／ｓ以上であることがより好ましく、１２０ｍｍ２／ｓ以上であることが更に好ましく、１３０ｍｍ２／ｓ以上であることがより一層好ましく、１４０ｍｍ２／ｓ以上であることが特に好ましい。潤滑油Ｓの４０℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、２００ｍｍ２／ｓ以下であり、１８０ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、１７０ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましく、１６０ｍｍ２／ｓ以下であることが更に好ましい。
　潤滑油Ｓの１００℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、５ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、１０ｍｍ２／ｓ以上であることがより好ましく、１４ｍｍ２／ｓ以上であることが更に好ましく、１５ｍｍ２／ｓ以上であることが特に好ましい。潤滑油Ｓの１００℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、２５ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、２２ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ２／ｓ以下であることが更に好ましい。
　潤滑油Ｍの４０℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、９０ｍｍ２／ｓ以上であり、１００ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、１０５ｍｍ２／ｓ以上であることが更に好ましい。潤滑油Ｍの４０℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、２００ｍｍ２／ｓ以下であり、１８０ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、１７０ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましく、１６０ｍｍ２／ｓ以下であることが更に好ましく、１５０ｍｍ２／ｓ以下であることが特に好ましい。更に、潤滑油Ｍの４０℃における動粘度は、１４０ｍｍ２／ｓ以下又は１３０ｍｍ２／ｓ以下であってもよい。
　潤滑油Ｍの１００℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、１４ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、１５ｍｍ２／ｓ以上であることがより好ましい。潤滑油Ｍの１００℃における動粘度は、良好な寿命特性を得る観点から、２２ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、２０ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましく、１８ｍｍ２／ｓ以下であることが更に好ましく、１６ｍｍ２／ｓ以下であることが特に好ましい。
　潤滑油は、冷凍機油、エンジン油、ギヤー油等として、市販されている。市販品の中から、合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓである潤滑油Ｓ、又は、鉱物油を含み、動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである潤滑油Ｍを選択して用いることが可能である。潤滑油Ｓとして、「合成油」として市販されている潤滑油を使用することができる。潤滑油Ｍとして、「鉱物油」として市販されている潤滑油を使用することができる。動粘度を調整する方法としては、例えば、動粘度が異なる２種以上の潤滑油を混合する方法；潤滑油に粘度指数向上剤等の添加剤を加える方法；潤滑油に含まれる基油の分子量を変化させる方法等が挙げられる。
　焼結含油軸受の含油率は、十分な潤滑効果を得るという観点から、焼結含油軸受の体積を基準とし、１５体積％以上であることが好ましく、１８体積％以上であることがより好ましく、２０体積％以上であることが更に好ましい。焼結含油軸受の含油率は、焼結含油軸受の強度を考慮し、焼結含油軸受の体積を基準とし、３０体積％以下であることが好ましく、２８体積％以下であることがより好ましく、２５体積％以下であることが更に好ましい。焼結含油軸受の含油率は、ＪＩＳ　Ｚ　２５０１：１９７９により測定することができる。
［鉄系又は銅系の基地を有する焼結体］
　鉄系又は銅系の基地は、鉄を含有する鉄系基地（好ましくは、鉄を主成分として含有する鉄系基地）、又は、銅を主成分として含有する銅系基地である。鉄系又は銅系の基地として、純鉄系、青銅系、鉄－炭素系、鉄－銅－炭素系、鉄－青銅系等の基地が挙げられる。鉄系基地における鉄の含有量は、鉄系基地の質量を基準として、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％超であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９６質量％以上であることが更に好ましい。銅系基地における銅の含有量は、銅系基地の質量を基準として、５０質量％超であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９６質量％以上であることが更に好ましい。
　鉄系又は銅系の基地を有する焼結体は、炭素相を含んでもよい。焼結体が炭素相を含む場合、潤滑性が向上する傾向がある。炭素相は、より良好な潤滑性を得る観点から、遊離黒鉛相であることが好ましい。
　焼結体は、鉄系基地を有することが好ましい。鉄系基地は、フェライト相を含むことが好ましい。フェライト相を含むと回転軸の摩耗を防止することができる。鉄系基地はパーライト相を含んでもよい。パーライト相を含むと焼結含油軸受の強度が向上する傾向がある。
　鉄系基地を有する焼結体は、銅相を含んでもよい。銅相は、銅を含有する相であり、銅合金相であってもよい。鉄系基地を有する焼結体が銅相を含む場合、焼結含油軸受と回転軸とのなじみ性が向上する傾向がある。
　鉄系基地を有する焼結体は、硬質相を含むことが好ましい。鉄系基地を有する焼結体が硬質相を含む場合、焼結含油軸受の回転軸への攻撃性を低く保ったまま、鉄系基地の塑性流動を抑制することが可能となると考えられる。その結果、焼結含油軸受は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下で使用した場合に、良好な潤滑効果が得られ、優れた寿命特性を示すと推測される。
　硬質相は、硬質材料として、モリブデン珪化物、モリブデン炭化物、クロム炭化物、バナジウム炭化物、及びタングステン炭化物からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。好ましい実施形態において、硬質相は、合金相と合金相中に分散する硬質材料を含む。硬質材料の含有量は、硬質相の質量を基準として、４質量％以上であることが好ましい。上限は特に限定されず、例えば１００質量％であってもよい。合金相の含有量は、硬質相の質量を基準として、９６質量％以下であることが好ましい。下限は特に限定されず、例えば０質量％であってもよい。合金相は、鉄合金相であることが好ましい。より好ましい実施形態によれば、硬質相は、鉄合金相と、鉄合金相中に分散する硬質材料を含み、硬質材料が、モリブデン珪化物、モリブデン炭化物、クロム炭化物、バナジウム炭化物、及びタングステン炭化物からなる群から選択される少なくとも１種を含有する。
　硬質相の具体例として、以下が挙げられる。
（１）質量比でＣｒ：４～２５％、Ｃ：０．２５～２．４％、及び残部がＦｅ及び不可避不純物からなる硬質相
（２）質量比でＣｒ：４～２５％、Ｃ：０．２５～２．４％と、Ｍｏ：０．３～３．０％、Ｖ：０．２～２．２％の少なくとも１種以上、及び残部がＦｅ及び不可避不純物からなる硬質相
（３）質量比でＭｏ：４～８％、Ｖ：０．５～３％、Ｗ：４～８％、Ｃｒ：２～６％、Ｃ：０．６～１．２％、及び残部がＦｅ及び不可避不純物からなる硬質相
（４）質量比でＭｏ：４～８％、Ｖ：０．５～３％、Ｗ：４～８％、Ｃｒ：２～６％、Ｓｉ：０．５～１．５％、Ｍｎ：０．２～１.１％、Ｃ：０．６～１．２％、及び残部がＦｅ及び不可避不純物からなる硬質相
（５）質量比でＳｉ：０．５～１０％、Ｍｏ：１０～５０％、及び残部がＦｅ及び不可避不純物からなる硬質相
（６）質量比でＳｉ：０．５～１０％、Ｍｏ：１０～５０％と、Ｃｒ：０．５～１０％、Ｎｉ：０．５～１０％、Ｍｎ：０．５～５％の少なくとも１種以上、及び残部がＦｅ及び不可避不純物からなる硬質相
　硬質相の含有量は、焼結体の質量を基準として、６．０質量％以上であることが好ましく、６．５質量％以上であることがより好ましく、７．０質量％以上であることが更に好ましい。６．０質量％以上であると、塑性流動の十分な防止効果が得られやすい傾向がある。硬質相の含有量は、焼結体の質量を基準として、１９質量％以下であることが好ましく、１７質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以下であることが更に好ましい。１９質量％以下であると、回転軸の摩耗防止の効果が得られやすい傾向がある。
　銅系基地を有する焼結体は、ニッケル相を含んでもよい。ニッケル相は、ニッケルを含有する相であり、好ましくは銅ニッケル合金相である。焼結体がニッケル相を含む場合、焼結体の強度が向上する傾向がある。
　銅系基地を有する焼結体は、錫相を含んでもよい。錫相は、錫を含有する相であり、好ましくは銅錫合金相である。焼結体が錫相を含む場合、焼結体の硬さが向上する傾向がある。
　鉄系又は銅系の基地を有する焼結体は、更に他の任意の相を有してもよい。
　鉄系基地を含む焼結体の密度は、焼結含油軸受の強度を考慮し、５．０ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、５．５ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、５．７ｇ／ｃｍ３以上であることが更に好ましい。鉄系基地を含む焼結体の密度は、十分な潤滑効果を得るという観点から、７．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、６．７ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、６．５ｇ／ｃｍ３以下であることが更に好ましい。好ましい例として、鉄系基地を含み、銅と炭素と不可避不純物とを更に含み、密度が５．０～７．０ｇ／ｃｍ３である焼結体が挙げられる。
　銅系基地を含む焼結体の密度は、焼結含油軸受の強度を考慮し、５．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、６．０ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、６．３ｇ／ｃｍ３以上であることが更に好ましい。銅系基地を含む焼結体の密度は、十分な潤滑効果を得るという観点から、７．５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、７．３ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、７．０ｇ／ｃｍ３以下であることが更に好ましい。好ましい例として、銅系基地を含み、炭素と不可避不純物とを更に含み、密度が５．５～７．５ｇ／ｃｍ３である焼結体が挙げられる。
　焼結体の密度は、ＪＩＳ　Ｚ　２５０１：２０００に従い測定することができる。
　鉄系基地を含む焼結体として、例えば、以下が挙げられる。以下に挙げる焼結体は、任意の成分を更に含有してもよい。
・焼結体の質量を基準として２～９質量％の銅及び０．５～１．３質量％の炭素を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として３～７質量％の銅及び１～５質量％の炭素を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として４４～５２質量％の銅、１～３質量％の錫、及び１質量％以下の炭素を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として５０～５５質量％の銅、１～３質量％の錫、１質量％以下の炭素、及び０．１～０．５質量％のリンを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として２９～３３質量％の銅、１～３質量％の錫、及び１質量％以下の炭素を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として２５～３０質量％の銅及び１～３質量％の錫を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として１６～２４質量％の銅及び２質量％以下の錫を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
　鉄系基地を含み、硬質相を含む焼結体として、例えば、以下が挙げられる。以下に挙げる焼結体は、任意の成分を更に含有してもよい。
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として２～９質量％の銅及び０．５～１．３質量％の炭素を含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として３～７質量％の銅及び１～５質量％の炭素を含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として４４～５２質量％の銅、１～３質量％の錫、及び１質量％以下の炭素を含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として５０～５５質量％の銅、１～３質量％の錫、１質量％以下の炭素、及び０．１～０．５質量％のリンを含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として２９～３３質量％の銅、１～３質量％の錫、及び１質量％以下の炭素を含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として２５～３０質量％の銅及び１～３質量％の錫を含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
・硬質相を除く焼結体の質量を基準として１６～２４質量％の銅及び２質量％以下の錫を含み、更に硬質相を含む焼結体の質量を基準として６．０～１９質量％の硬質相を含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる焼結体
　銅系基地を含む焼結体として、例えば、以下が挙げられる。以下に挙げる焼結体は、任意の成分を更に含有してもよい。
・焼結体の質量を基準として５～１２質量％の錫及び０．１～６質量％の炭素を含み、残部が銅及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として５～１２質量％の錫及び１～８質量％のニッケルを含み、残部が銅及び不可避不純物からなる焼結体
・焼結体の質量を基準として９～１２質量％の錫、１～３質量％の炭素、及び２～４質量％のニッケルを含み、残部が銅及び不可避不純物からなる焼結体
［使用条件］
　焼結含油軸受は、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上で使用される。「回転数」とは、焼結含油軸受に対する、回転軸の相対的な回転数である。焼結含油軸受を回転数８，０００ｍｉｎ－１以上で使用した場合に、良好な寿命特性が得られる。回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の摺動条件下では、焼結含油軸受が十分な油膜を維持することができ、良好な潤滑状態が保たれると考えられる。なお、回転数は、使用時間の経過に応じて変化してよい。すなわち、焼結含油軸受は、「回転数８，０００ｍｉｎ－１以上」の摺動条件に限定されず、使用時間の経過に応じて「回転数８，０００ｍｉｎ－１未満」の摺動条件で使用されてもよい。例えば、焼結含油軸受の摺動条件は、使用時間の経過に応じて、「回転数８，０００ｍｉｎ－１以上」の条件と、「回転数８，０００ｍｉｎ－１未満」の条件とを交互に含んでもよい。
　優れた寿命特性を得る観点から、焼結含油軸受は、好ましくは回転数１０，０００ｍｉｎ－１以上で使用される。優れた摺動特性を得る観点から、最大の回転数は、２０，０００ｍｉｎ－１以下であることが好ましく、１５，０００ｍｉｎ－１以下であることがより好ましい。
　焼結含油軸受は、直径３０ｍｍ以下の回転軸用の軸受として好ましく使用することができる。優れた寿命特性を得る観点から、回転軸の直径は２０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがより好ましい。焼結含油軸受は、直径１ｍｍ未満の回転軸用の軸受として使用することもできる。回転軸の直径の下限は特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ以上であり、１ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましい。焼結含油軸受に前記範囲内の直径を有する回転軸を支持させ、回転数８，０００ｍｉｎ－１以上の条件で使用した場合に、より優れた寿命特性を得ることができる。
　焼結含油軸受の用途として、自動車に装着する室内送風装置のファンモータ及び座席駆動用モータ、情報機器又は音響機器に搭載されるスピンドルモータ等の各種モータが挙げられる。一実施形態によれば、焼結含油軸受は、回転軸が高周速及び／又は高面圧で回転する軸受として適している。
＜焼結含油軸受の製造方法＞
　本発明の一実施形態である焼結含油軸受の製造方法は、鉄系又は銅系の粉末を含有する原料粉末を圧縮成形し、成形体を得ること、前記成形体を加熱し、焼結体を得ること、前記焼結体に、潤滑油を含浸させること、を含む。焼結含油軸受の製造方法は、更に、原料粉末を用意すること、焼結体を冷却すること、などの任意の工程を含んでもよい。
［原料粉末を用意する工程］
　原料粉末は、鉄を含有する鉄系粉末（好ましくは、鉄を主成分として含有する鉄系粉末）、及び、銅を主成分として含有する銅系粉末からなる群から選択される少なくとも１種を含有する。原料粉末は、任意の粉末を更に含んでいてもよい。鉄系粉末における鉄の含有量は、鉄系粉末の質量を基準として、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％超であることが好ましく、９６質量％以上であることがより好ましく、９８質量％以上であることが更に好ましい。銅系粉末における銅の含有量は、銅系粉末の質量を基準として、５０質量％超であることが好ましく、９６質量％以上であることがより好ましく、９８質量％以上であることが更に好ましい。
　原料粉末は、炭素粉末を含有してもよい。炭素粉末としては、例えば、黒鉛粉末、カーボンブラック、フラーレン等が挙げられ、好ましくは黒鉛粉末である。
　炭素粉末の含有量は、自己潤滑性の向上の観点から、原料粉末の全質量を基準として、１．０質量％以上が好ましく、１．５質量％以上がより好ましく、２．０質量％以上が更に好ましい。炭素粉末の含有量は、焼結含油軸受の強度向上の観点から、原料粉末の全質量を基準として、５．０質量％以下が好ましく、４．５質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が更に好ましい。
　原料粉末は、少なくとも鉄系粉末を含有することが好ましい。鉄系粉末として、鉄粉末及び鉄合金粉末が挙げられる。鉄系粉末の含有量は、焼結含油軸受の十分な強度を得る観点から、原料粉末の全質量を基準として、６０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が更に好ましい。鉄系粉末の含有量は、十分な潤滑性能を得る観点から、原料粉末の全質量を基準として、９５質量％以下が好ましく、９０質量％以下がより好ましく、８５質量％以下が更に好ましい。
　鉄系粉末を含有する原料粉末は、更に、銅系粉末を含有してもよい。銅系粉末として、銅粉末及び銅合金粉末が挙げられる。例えば、鉄系粉末の含有量が６０質量％以上である原料粉末においては、銅系粉末の含有量は、回転の初期段階におけるなじみ性の向上の観点から、原料粉末の全質量を基準として、２．０質量％以上が好ましく、３．０質量％以上がより好ましく、３．５質量％以上が更に好ましい。銅系粉末の含有量は、材料強度の観点から、原料粉末の全質量を基準として、９．０質量％以下が好ましく、８．０質量％以下がより好ましく、７．０質量％以下が更に好ましい。
　鉄系粉末を含有する原料粉末は、硬質材料粉末を更に含有してもよい。硬質材料粉末は、硬質相を形成し得る粉末である。硬質材料粉末は、モリブデン珪化物、モリブデン炭化物、クロム炭化物、バナジウム炭化物、及びタングステン炭化物からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。好ましい実施形態において、硬質材料粉末は、合金基地と合金基地中に分散する硬質材料を含む。硬質材料の含有量は、硬質材料粉末の質量を基準として、４質量％以上であることが好ましい。上限は特に限定されず、例えば１００質量％であってもよい。合金基地の含有量は、硬質材料粉末の質量を基準として、９６質量％以下であることが好ましい。下限は特に限定されず、例えば０質量％であってもよい。合金基地は、鉄合金基地であることが好ましい。より好ましい実施形態によれば、硬質材料粉末は、鉄合金基地と、鉄合金基地中に分散する硬質材料を含み、硬質材料が、モリブデン珪化物、モリブデン炭化物、クロム炭化物、バナジウム炭化物、及びタングステン炭化物からなる群から選択される少なくとも１種を含有する。
　硬質材料粉末の平均粒径は、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ以上であり、更に好ましくは２０μｍ以上である。硬質材料粉末の平均粒径は、好ましくは１５０μｍ以下であり、より好ましくは１２０μｍ以下であり、更に好ましくは１００μｍ以下である。測定には、レーザー回折散乱式の粒子径分布測定装置（例えば、マイクロトラック・ベル株式会社製「ＭＴ３３００ＥＸ　ＩＩ」）を使用できる。ここでいう平均粒径とは、体積基準の粒度分布におけるメジアン径（Ｄ５０）のことである。
　硬質材料粉末の含有量は、良好な軸受強度を得る観点から、原料粉末の全質量を基準として、６．０質量％以上が好ましく、７．０質量％以上がより好ましく、８．０質量％以上が更に好ましい。硬質材料粉末の含有量は、良好な軸受強度を得る観点から、原料粉末の全質量を基準として、１９質量％以下が好ましく、１７質量％以下がより好ましく、１５質量％以下が更に好ましい。
　銅系粉末を含有する原料粉末は、ニッケル粉末を含んでもよい。ニッケル粉末は、ニッケルを含有する粉末であり、例えば、ニッケル粉末及びニッケル合金粉末が挙げられる。
　銅系粉末を含有する原料粉末は、錫粉末を含んでもよい。錫粉末は、錫を含有する粉末であり、例えば、錫粉末及び錫合金粉末が挙げられる。
　原料粉末は、更に他の任意の粉末を含んでもよい。任意の粉末として、例えば、金属酸化物、粉末潤滑剤、流動度改善剤等が挙げられる。なかでも、成形後の抜き出し圧力の低減を図るため、粉末潤滑剤を含有することが好ましい。
　粉末潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸；ステアリン酸アミド、ステアリン酸ビスアミド、エチレンビスステアリン酸アミド等のアミド系潤滑剤などが挙げられる。粉末潤滑剤は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　一実施形態によれば、好ましい原料粉末として、原料粉末の全質量を基準として、６．０～１９質量％の硬質材料粉末と、１．０～１３質量％の銅系粉末と、０．５～５．５質量％の炭素粉末とを含み、残部が、鉄系粉末、粉末潤滑剤及び不可避不純物からなる原料粉末が挙げられる。好ましくは、原料粉末は、６．５～１７質量％の硬質材料粉末と、１．５～１１質量％の銅系粉末と、１．０～４．７質量％の炭素粉末とを含み、残部が、鉄系粉末、粉末潤滑剤及び不可避不純物からなり、より好ましくは、原料粉末は、７．０～１５質量％の硬質材料粉末と、２．０～９．０質量％の銅系粉末と、１．５～３．７質量％の炭素粉末とを含み、残部が、鉄系粉末、粉末潤滑剤及び不可避不純物からなる。これらの原料粉末は、更に０．５～５質量％の錫粉末を含んでもよい。また、これらの原料粉末は、更に他の任意の粉末を含んでもよい。
　一実施形態によれば、好ましい原料粉末として、原料粉末の全質量を基準として、１．０～１５質量％の錫粉末を含み、残部が、銅系粉末、粉末潤滑剤及び不可避不純物からなる原料粉末が挙げられる。好ましくは、原料粉末は、２．０～１４質量％の錫粉末を含み、残部が、銅系粉末、粉末潤滑剤及び不可避不純物からなり、より好ましくは、原料粉末は、５．０～１３質量％の錫粉末を含み、残部が、銅系粉末、粉末潤滑剤及び不可避不純物からなる。これらの原料粉末は、更に０．５～５．５質量％の炭素粉末を含んでもよい。また、これらの原料粉末は、更に他の任意の粉末を含んでもよい。
［成形工程］
　焼結含油軸受の製造方法は、前記原料粉末を圧縮成形し、成形体を得る工程を含む。成形には、例えば、型孔を有するダイ、型孔内に配置されるコアロッド、ダイの型孔とコアロッドの外周とに摺動自在に嵌合する下パンチ、及びダイの型孔とコアロッドの外周とに摺動自在に嵌合する上パンチを備えた金型を使用できる。成形圧力は、潤滑油を含浸させるため、成形体に適切な量の気孔を形成できる圧力とする。
　一実施形態において、成形工程は、型孔を有するダイと、型孔内に配置されるコアロッドと、ダイの型孔と前記コアロッドの外周とに摺動自在に嵌合する下パンチとから構成されるキャビティに原料粉末を充填し、原料粉末を、ダイの型孔とコアロッドの外周とに摺動自在に嵌合する上パンチと下パンチとにより圧縮成形することを含む。原料粉末は扁平状の銅系粉末を含有することが好ましく、扁平状の銅系粉末として、例えば、銅箔粉が挙げられる。
　成形工程においては、上述の原料粉末への粉末潤滑剤（内部潤滑剤）の添加に代えて、又は、粉末潤滑剤の添加と共に、金型に金型潤滑剤を塗布し、金型潤滑成形を行ってもよい。
［加熱工程］
　焼結含油軸受の製造方法は、前記成形体を加熱し、焼結体を得る工程を含む。加熱によって、任意で用いられる粉末潤滑剤等が除去され（脱脂工程）、焼結が進行し、焼結体が得られる（焼結工程）。
　焼結工程では、成形体を焼結し、焼結体を得る。好ましくは、水素と窒素の混合ガス中で加熱して焼結する。例えば、鉄系基地を有する焼結体を得る場合、焼結温度が１，０００℃以上であると、焼結が進行し、焼結体の十分な強度が得られる。また、焼結温度が１，０５０℃以下であると、パーライト相の量が増えることによって鉄系基地が硬くなることを防止でき、回転軸の摩耗を防ぐことができる。このため、鉄系基地を有する焼結体を得る場合は、焼結温度を１，０００～１，０５０℃とすることが好ましい。
［含油工程］
　焼結含油軸受の製造方法は、含油工程において、焼結体に潤滑油を含浸させる方法として、真空含浸法が好ましく用いられる。潤滑油としては、上述の潤滑油を使用できる。
　含油工程では、例えば、減圧環境下において焼結体を潤滑油に浸漬させた後、大気圧に戻すことで、焼結体の気孔に潤滑油を含浸させることができる。
［任意の工程］
　焼結含油軸受の製造方法は、他の任意の工程を更に含んでもよい。任意の工程として、高温の焼結体を冷却すること（冷却工程）、改質のために焼結体を加熱すること（熱処理工程）、焼結体を圧縮すること（圧縮工程）、焼結体に潤滑油を含浸させること（含油工程）等が挙げられる。
＜焼結含油軸受装置＞
　本発明の一実施形態である焼結含油軸受装置は、焼結含油軸受と、焼結含油軸受を支持するハウジングとを有する。焼結含油軸受は、上述のとおりである。
　ハウジングは、焼結含油軸受を固定するために用いられ、形状及び材質は焼結含油軸受装置の用途に応じて定められる。
＜回転装置＞
　本発明の一実施形態である回転装置は、回転軸と、前記回転軸を支持する焼結含油軸受とを有する。焼結含油軸受は、上述のとおりである。
　回転軸の大きさ及び材質は回転装置の用途に応じて定められる。回転軸の直径は、好ましくは、３０ｍｍ以下であり、より好ましくは２０ｍｍ以下であり、更に好ましくは１０ｍｍ以下である。回転軸の直径の下限は特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ以上であり、１ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましい。回転軸の直径は、１ｍｍ未満であってもよい。回転軸は、好ましくは金属製であり、回転軸には、通常、溶製材が使用され、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼が挙げられる。
　本発明の実施形態について実施例により具体的に説明する。本発明の実施形態は以下の実施例に限定されない。
＜焼結含油軸受の作製＞
［実施例１］
　（ａ）原料粉末の調製には下記の粉末を用いた。平均粒径は、レーザー回折散乱式の粒子径分布測定装置を用いて測定した、体積基準の粒度分布におけるメジアン径（Ｄ５０）である。
　鉄系粉末　　：鉱石還元鉄粉、平均粒径１００μｍ、ＤＯＷＡ　ＩＰクリエイション株式会社製「ＤＨＣ２５０」
　硬質材料粉末：ハイス鋼粉末、平均粒径５０μｍ、三菱製鋼株式会社製「ＰＸ１６」
　銅系粉末　　：銅箔粉、平均粒径５０μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製「Ｃｕ－Ｓ－１００」
　炭素粉末　　：天然黒鉛粉、平均粒径６０μｍ、日本黒鉛工業株式会社製「ＬＣＢ１５０」
　粉末潤滑剤　：ステアリン酸亜鉛、日東化成株式会社製「Ａｌ－Ｓｔ」
　上記粉末を表１に示す組成となるように配合し、混合機で混合し、原料粉末を得た。ステアリン酸亜鉛は、ステアリン酸亜鉛を除く粉末の合計を１００質量％としたときに、粉末の合計１００質量％に対して０．５質量％の量を添加した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（ｂ）原料粉末を金型に投入し、圧力を調整し、密度５．７５ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。成形体の密度は、ＪＩＳ　Ｚ　２５０１：１９７９に従い測定した。
　（ｃ）成形体を水素ガスと窒素ガスの混合ガス中で、１，０３０℃で０．５時間加熱し、中空円筒形の焼結体を得た。
　（ｄ）焼結体を、上記（ｂ）で用いた金型と同じ金型を用い、上記（ｂ）における圧力と同じ圧力で再圧縮し、円筒外径１６．０４ｍｍ、円筒内径１０．０２ｍｍ、円筒長さ１０．００ｍｍの焼結体を作製した。焼結体の密度は５．９ｇ／ｃｍ３、有効多孔率は１９％であった。焼結体の密度は、ＪＩＳ　Ｚ　２５０１：２０００に従い測定した。有効多孔率は、ＪＩＳ　Ｚ　２５０６：１９７９に従い測定した。
　（ｅ）焼結体の気孔に潤滑油（基油が合成炭化水素油である潤滑油Ｓ１、４０℃における動粘度５６ｍｍ２／ｓ、１００℃における動粘度９ｍｍ２／ｓ）を、真空含浸法により含浸させ、気孔内に潤滑油を含有する焼結含油軸受を得た。潤滑油の動粘度は、ＪＩＳ　Ｋ　２２８３：２０００に従い測定した。含油率は、２３体積％であった。含油率は、ＪＩＳ　Ｚ　２５０１：２０００に従い測定した。
　得られた焼結含油軸受は、フェライト相とパーライト相とを含む鉄系基地と、鉄系基地中に分散する硬質相と、銅相と、遊離黒鉛相とを有していた。
［実施例２及び３、並びに、比較例１～３］
　潤滑油を表２に示す潤滑油に変更した以外は、実施例１と同様に焼結含油軸受を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜焼結含油軸受の寿命特性及び摩耗量評価＞
［寿命特性］
　下記の方法に従い、回転軸を回転させ、焼結含油軸受の焼付きが起きるまでの回転時間（摺動時間）を測定した。
　焼結含油軸受をハウジング（真鍮製）に圧入し、焼結含油軸受に、軸受試験機に取り付けた回転軸（軸受試験機：千穂田精衡株式会社製「４連高速軸受試験機」、回転軸（シャフト）：Ｓ４５Ｃ製、直径９．９８０ｍｍ×長さ８０ｍｍ）を支持させた。クリアランスは４０μｍであった。シャフトと焼結含油軸受とは、シャフトの軸方向が地面に対して水平になるように設置した。ハウジングには垂直方向の荷重（１ＭＰａ）を加えた。室温（２５℃）で回転軸を回転させた。回転数は、１０，０００ｍｉｎ－１とした。
　結果を表２に示す。合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓである潤滑油か、又は、鉱物油を含み、動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである潤滑油を含む焼結含油軸受は、優れた寿命特性を示すことがわかる。
　本発明の一実施形態である焼結含油軸受は、自動車に装着する室内送風装置のファンモータ及び座席駆動用モータ、情報機器又は音響機器に搭載されるスピンドルモータ等の各種モータ等に好ましく使用される。
 

Claims (5)

  1. 　回転数８，０００ｍｉｎ－１以上で用いられ、鉄系又は銅系の基地を有する焼結体と、潤滑油とを含み、前記潤滑油が、合成油を含み、４０℃における動粘度が５０～２００ｍｍ２／ｓであるか、又は、鉱物油を含み、動粘度が９０～２００ｍｍ２／ｓである、焼結含油軸受。
  2. 　前記焼結体が、鉄系の基地を有し、銅と炭素と不可避不純物とを含み、密度が、５．０～７．０ｇ／ｃｍ３である、請求項１に記載の焼結含油軸受。
  3. 　含油率が、１５～３０体積％である、請求項１又は２に記載の焼結含油軸受。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の焼結含油軸受と、前記焼結含油軸受を支持するハウジングとを有する、焼結含油軸受装置。
  5. 　回転軸と、前記回転軸を支持する請求項１～３のいずれかに記載の焼結含油軸受とを有する、回転装置。
     
PCT/JP2020/007506 2020-02-25 2020-02-25 焼結含油軸受、焼結含油軸受装置、及び回転装置 WO2021171375A1 (ja)

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