JP6317965B2 - bearing - Google Patents

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    • 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
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/42—Pumps with cylinders or pistons

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Description

本発明は、軸受の摩耗または焼付きを抑制する技術に関する。   The present invention relates to a technique for suppressing wear or seizure of a bearing.

内燃機関や圧縮機などで用いられる軸受の摩耗・焼付きを抑制する技術が検討されている。特許文献１には、炭素粒子を沈着した樹脂層によって被覆された軸受が記載されている（Ｆｉｇ．３参照）。特許文献２には、軸受合金層と、軸受合金層の表面を被覆する中間層と、中間層の表面を被覆するオーバレイ層とを有し、オーバレイ層の表面側から摩耗された際に、軸受合金層に設けられた環状溝の凹部内に残存するオーバレイ層と中間層、および軸受合金層の山部をそれぞれ露出させるすべり軸受において、山部の高さやオーバレイ層の厚みなどを所定の範囲に設定したすべり軸受が記載されている（段落６、図１参照）。   Techniques for suppressing wear and seizure of bearings used in internal combustion engines and compressors are being studied. Patent Document 1 describes a bearing coated with a resin layer on which carbon particles are deposited (see FIG. 3). Patent Document 2 has a bearing alloy layer, an intermediate layer that covers the surface of the bearing alloy layer, and an overlay layer that covers the surface of the intermediate layer, and when worn from the surface side of the overlay layer, In the slide bearing that exposes the crests of the overlay layer and the intermediate layer and the bearing alloy layer remaining in the recesses of the annular groove provided in the alloy layer, the height of the crests, the thickness of the overlay layer, etc. are within a predetermined range. A set plain bearing is described (see paragraph 6, FIG. 1).

米国特許６０９９２７８号明細書US Pat. No. 6,099,278 特許２９７４０４４号明細書Japanese Patent No. 2974044

軸受の摩耗・焼付きを防止するためには、少なくとも軸が回転しているときに軸と軸受との間に油膜が形成されていることが重要である。油膜を形成させるためには、軸と軸受との間に潤滑油を保持する空間が存在することが望ましい。そこで、軸受の摺動面には、潤滑油を保持する空間として、いわゆる油溝が設けられる場合が多い。   In order to prevent wear and seizure of the bearing, it is important that an oil film is formed between the shaft and the bearing at least when the shaft is rotating. In order to form an oil film, it is desirable that a space for retaining lubricating oil exists between the shaft and the bearing. Therefore, the sliding surface of the bearing is often provided with a so-called oil groove as a space for holding the lubricating oil.

ところで、軸受の摺動面のうち、油溝以外の部分は軸と摺動しているため、摩擦熱が生じており、潤滑油の停滞によって温度が上昇することを防ぐためには、油溝から潤滑油の供給を受け続ける必要がある。しかし、油溝に保持される潤滑油が枯渇すると軸受の摺動面に潤滑油が行き渡らなくなり、軸受および軸の温度が上昇して摩耗や焼付きが生じることがある。したがって、軸受においては、油溝に保持される潤滑油が枯渇しないようにする必要がある。   By the way, the part of the bearing sliding surface other than the oil groove slides with the shaft, so frictional heat is generated, and in order to prevent the temperature from rising due to stagnation of the lubricating oil, It is necessary to continue to be supplied with lubricating oil. However, when the lubricating oil retained in the oil groove is depleted, the lubricating oil does not spread over the sliding surface of the bearing, and the temperature of the bearing and the shaft may increase, resulting in wear and seizure. Therefore, in the bearing, it is necessary not to exhaust the lubricating oil held in the oil groove.

本発明の目的の一つは、軸受および軸の温度上昇を抑制することである。   One of the objects of the present invention is to suppress the temperature rise of the bearing and the shaft.

上述した課題を解決するため、本発明に係る軸受は、内周面を有する筒状の基材と、前記内周面に設けられた撥油性の第１樹脂層と、前記内周面に設けられ、第１樹脂層よりも弾性率の小さい材料で形成された親油性の第２樹脂層とを有し、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層と接触する軸が回転して該第１樹脂層及び該第２樹脂層が該軸との間に満たされた油膜の圧力を受けた状態で、前記第２樹脂層が前記第１樹脂層よりも凹んでいることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a bearing according to the present invention is provided on a cylindrical base material having an inner peripheral surface, an oil-repellent first resin layer provided on the inner peripheral surface, and the inner peripheral surface. And an oleophilic second resin layer formed of a material having a smaller elastic modulus than the first resin layer, and the shaft contacting the first resin layer and the second resin layer is rotated to rotate the first resin layer . The second resin layer is recessed from the first resin layer in a state where the pressure of the oil film filled between the first resin layer and the second resin layer is received between the first resin layer and the shaft.

上述の態様において、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を固体潤滑剤として含むことが望ましい。   In the above embodiment, it is desirable to include polytetrafluoroethylene (PTFE) as a solid lubricant.

また、好ましくは、二硫化モリブデン，二硫化タングステン、窒化ホウ素、グラファイト、カーボン、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）のいずれかを固体潤滑剤として含むとよい。   Preferably, any of molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, graphite, carbon, graphite fluoride, and melamine cyanurate (MCA) is included as a solid lubricant.

本発明によれば、軸受および軸の温度上昇を抑制することができる。   According to the present invention, the temperature rise of the bearing and the shaft can be suppressed.

一実施形態に係る軸受の概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the bearing which concerns on one Embodiment. 図１における矢視II−II方向に沿って軸受の断面を見た図。The figure which looked at the cross section of the bearing along the arrow II-II direction in FIG. 基材の内周面に樹脂層が被覆される工程を説明するための図。The figure for demonstrating the process by which the resin layer is coat | covered by the internal peripheral surface of a base material. 軸が回転しているときの軸受を示す図。The figure which shows a bearing when the axis | shaft is rotating. 接触面に生じる段差を説明するための図。The figure for demonstrating the level | step difference which arises in a contact surface. 変形例における溝の形状を説明するための図。The figure for demonstrating the shape of the groove | channel in a modification. 変形例における溝の形状を説明するための図。The figure for demonstrating the shape of the groove | channel in a modification. 変形例における樹脂層の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the resin layer in a modification.

１．実施形態
以下、図において、本発明の一実施形態である軸受１を、ｘｙｚ右手系座標空間により説明する。図に示す座標記号のうち、白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。この座標空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。ｙ、ｚ成分についても、上記の定義に沿ってｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。 1. Embodiment In the drawings, a bearing 1 according to an embodiment of the present invention will be described below using an xyz right-handed coordinate space. Of the coordinate symbols shown in the figure, a symbol in which a black circle is drawn in a white circle represents an arrow heading from the back side to the near side. In this coordinate space, the direction along the x-axis is referred to as the x-axis direction. Of the x-axis directions, the direction in which the x component increases is referred to as + x direction, and the direction in which the x component decreases is referred to as -x direction. For the y and z components, the y-axis direction, + y direction, -y direction, z-axis direction, + z direction, and -z direction are defined according to the above definition.

図１は、一実施形態に係る軸受１の概要を示す図である。軸受１は、基材１０と、樹脂層１１とを有する。基材１０は、図中においてｚ軸方向に伸びる直線Ｏを中心とする筒状の部材である。基材１０は、鋳鉄で形成されてもよいし、アルミニウム、ステンレス鋼など各種の材料に対して、焼結、鍛造、切削、プレス、溶接などの各種の加工処理を施すことで形成されてもよい。また、基材１０はセラミック製であってもよい。基材１０は、直線Ｏを中心とする軸を内周面の側に収容し、収容された軸は、この内周面と摺動する。基材１０の内周面には、樹脂層１１が設けられている。   FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a bearing 1 according to an embodiment. The bearing 1 includes a base material 10 and a resin layer 11. The base material 10 is a cylindrical member centered on a straight line O extending in the z-axis direction in the drawing. The base material 10 may be formed of cast iron, or may be formed by performing various processing processes such as sintering, forging, cutting, pressing, and welding on various materials such as aluminum and stainless steel. Good. The substrate 10 may be made of ceramic. The base material 10 accommodates an axis centered on the straight line O on the inner peripheral surface side, and the accommodated shaft slides on the inner peripheral surface. A resin layer 11 is provided on the inner peripheral surface of the substrate 10.

なお、軸受１は、一体として筒状に成形されていてもよいが、直線Ｏを通るいずれかの平面などで２以上に分割された部材を組合せて形成されてもよい。また、基材１０は、樹脂層１１によって被覆される前に軸を収容するように成形されてもよいが、樹脂層１１によって被覆された後に成形されてもよい。   The bearing 1 may be integrally formed in a cylindrical shape, but may be formed by combining members divided into two or more by any plane passing through the straight line O. The substrate 10 may be molded so as to accommodate the shaft before being covered with the resin layer 11, but may be molded after being covered with the resin layer 11.

図２は、図１における矢視II−II方向に沿って軸受１の断面を見た図である。図２において、ｚ軸方向は図１における直線Ｏの伸びる方向であり、＋ｙ方向は直線Ｏから遠ざかる方向である。   FIG. 2 is a view of a cross section of the bearing 1 along the direction of arrows II-II in FIG. 2, the z-axis direction is a direction in which the straight line O in FIG. 1 extends, and the + y direction is a direction away from the straight line O.

樹脂層１１は、第１樹脂層１１１と、第２樹脂層１１２とを有する。
第１樹脂層１１１は、撥油性示すように材料および組成を調整されている。撥油性の樹脂とは、摂氏２５度、１気圧の環境下で、ポリエチレングリコールに対する接触角が２５度以上の樹脂をいう。
第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも弾性率（例えば体積弾性率）が小さくなるように材料および組成を調整されている。また、第２樹脂層１１２は、親油性を示すように材料および組成を調整されている。親油性の樹脂とは、摂氏２５度、１気圧の環境下で、ポリエチレングリコールに対する接触角が２５度未満の樹脂をいう。
第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２は、例えば、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、これら樹脂のジイソシアネート変性、ＢＰＤＡ変性、スルホン変性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、エラストマーのいずれか１種以上をバインダー樹脂として含有する。 The resin layer 11 includes a first resin layer 111 and a second resin layer 112.
The material and composition of the first resin layer 111 are adjusted so as to exhibit oil repellency. The oil-repellent resin means a resin having a contact angle with respect to polyethylene glycol of 25 degrees or more in an environment of 25 degrees Celsius and 1 atmosphere.
The material and composition of the second resin layer 112 are adjusted so that the elastic modulus (for example, bulk elastic modulus) is smaller than that of the first resin layer 111. Further, the material and composition of the second resin layer 112 are adjusted so as to exhibit lipophilicity. The lipophilic resin refers to a resin having a contact angle with respect to polyethylene glycol of less than 25 degrees under an environment of 25 degrees Celsius and 1 atmosphere.
The first resin layer 111 and the second resin layer 112 are, for example, polyamide-imide resin, polyimide resin, diisocyanate-modified, BPDA-modified, sulfone-modified resin, epoxy resin, polyether ether ketone resin, phenol resin, polyamide of these resins. Any one or more of elastomers are contained as a binder resin.

第１樹脂層１１１は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を固体潤滑剤として含有してもよい。この固体潤滑剤を含むことにより第１樹脂層１１１は、撥油性を示す。
第２樹脂層１１２は、例えば、二硫化モリブデン，二硫化タングステン、窒化ホウ素、グラファイト、カーボン、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）のいずれか１種以上を固体潤滑剤として含有してもよい。この固体潤滑剤を含むことにより第２樹脂層１１２は、親油性を示す。 The first resin layer 111 may contain, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) as a solid lubricant. By including this solid lubricant, the first resin layer 111 exhibits oil repellency.
For example, the second resin layer 112 may contain one or more of molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, graphite, carbon, graphite fluoride, and melamine cyanurate (MCA) as a solid lubricant. . By including this solid lubricant, the second resin layer 112 exhibits lipophilicity.

図２に示すように、樹脂層１１と基材１０との間には、これらの密着性を高めるために焼結材１２が散布されていてもよい。また、樹脂層１１と基材１０との密着性を高めるために、基材１０の内周面Ｆ０に対してサンドショットや薬剤塗布などにより粗面処理を行ってもよい。   As shown in FIG. 2, a sintered material 12 may be dispersed between the resin layer 11 and the base material 10 in order to improve the adhesion. Further, in order to improve the adhesion between the resin layer 11 and the base material 10, a rough surface treatment may be performed on the inner peripheral surface F <b> 0 of the base material 10 by sand shot or chemical application.

基材１０の内周面Ｆ０には、最も薄い部分が厚みｔ１であり、最も厚い部分が厚みｔ０である第１樹脂層１１１が形成されている。そして、第１樹脂層１１１の薄い部分には、最大の厚みが厚みｔ２である第２樹脂層１１２が形成されている。第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２は、ともに、接触面Ｆ１を形成している。軸受１が支持する軸が静止状態のとき、接触面Ｆ１には段差がなく、第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２のいずれもが、この接触面Ｆ１により油膜を介して軸に接触する。すなわち、樹脂層１１は、軸に対向する方向（図２において−ｙ方向）の側において接触面Ｆ１を形成しており、この接触面Ｆ１において第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２のいずれもが露出している。以下、接触面Ｆ１のうち、第１樹脂層１１１の露出部分であって第１樹脂層１１１が油膜を介して軸と接触する部分を第１接触面Ｆ１１とし、第２樹脂層１１２の露出部分であって第２樹脂層１１２が油膜を介して軸と接触する部分を第２接触面Ｆ１２とする。図２に示すように、第１接触面Ｆ１１と第２接触面Ｆ１２とは、軸の方向に沿って交互に配置されている。   On the inner peripheral surface F0 of the base material 10, a first resin layer 111 having a thinnest portion having a thickness t1 and a thickest portion having a thickness t0 is formed. And in the thin part of the 1st resin layer 111, the 2nd resin layer 112 whose maximum thickness is thickness t2 is formed. Both the first resin layer 111 and the second resin layer 112 form a contact surface F1. When the shaft supported by the bearing 1 is stationary, there is no step on the contact surface F1, and both the first resin layer 111 and the second resin layer 112 are in contact with the shaft through the oil film by the contact surface F1. . That is, the resin layer 11 forms a contact surface F1 on the side facing the axis (the -y direction in FIG. 2), and any of the first resin layer 111 and the second resin layer 112 is formed on the contact surface F1. Is exposed. Hereinafter, of the contact surface F1, the exposed portion of the first resin layer 111 where the first resin layer 111 contacts the shaft through the oil film is referred to as a first contact surface F11, and the exposed portion of the second resin layer 112. The portion where the second resin layer 112 contacts the shaft through the oil film is defined as a second contact surface F12. As shown in FIG. 2, the first contact surface F11 and the second contact surface F12 are alternately arranged along the axial direction.

図３は、基材１０の内周面に樹脂層１１が被覆される工程を説明するための図である。まず、基材１０の内周面Ｆ０に焼結材１２が散布され、内周面Ｆ０が粗面処理される。粗面処理された内周面Ｆ０の−ｙ方向には、第１樹脂層１１１が形成される。ここで、形成された第１樹脂層１１１には、ｚ軸方向にわたって凹凸が存在しており、ｚ軸方向の異なる位置において、ｙ軸方向の厚みが異なることがある。例えば、第１樹脂層１１１の表面Ｆ２は、図３に示すように、傾斜角の異なる斜面がｚ軸方向に交互に並んだ形状を有している。このような表面Ｆ２を有する第１樹脂層１１１は、プリント印刷などにより形成される。この段階における第１樹脂層１１１は、最も薄い部分（凹部）の厚みが厚みｔ０より薄く、最も厚い部分（凸部）の厚みが厚みｔ０よりも厚い。   FIG. 3 is a view for explaining a process in which the resin layer 11 is coated on the inner peripheral surface of the base material 10. First, the sintered material 12 is sprayed on the inner peripheral surface F0 of the base material 10, and the inner peripheral surface F0 is roughened. The first resin layer 111 is formed in the −y direction of the roughened inner peripheral surface F0. Here, the formed first resin layer 111 has irregularities in the z-axis direction, and the thickness in the y-axis direction may be different at different positions in the z-axis direction. For example, the surface F2 of the first resin layer 111 has a shape in which slopes with different inclination angles are alternately arranged in the z-axis direction, as shown in FIG. The first resin layer 111 having such a surface F2 is formed by printing or the like. In the first resin layer 111 at this stage, the thickness of the thinnest portion (concave portion) is thinner than the thickness t0, and the thickness of the thickest portion (convex portion) is thicker than the thickness t0.

形成された第１樹脂層１１１の表面Ｆ２の−ｙ方向には、第２樹脂層１１２が形成される。第２樹脂層１１２は、樹脂の塗布・乾燥などの工程を経て形成される。形成された第２樹脂層１１２は、−ｙ方向の側に表面Ｆ３を有しており、この表面Ｆ３には第１樹脂層１１１が露出していない。このとき、基材１０の内周面Ｆ０から表面Ｆ３までは厚みｔ（ｔ＞ｔ０）である。このように形成された表面Ｆ３を、図３に示す接触面Ｆ１まで研磨または掘削することにより、図２に示した樹脂層１１が形成される。なお、このように、第１樹脂層１１１の凹部の上に第２樹脂層１１２が形成されるため、第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも軸の近くに設けられる。   In the −y direction of the surface F2 of the formed first resin layer 111, the second resin layer 112 is formed. The second resin layer 112 is formed through steps such as resin application and drying. The formed second resin layer 112 has a surface F3 on the −y direction side, and the first resin layer 111 is not exposed on the surface F3. At this time, the thickness from the inner peripheral surface F0 to the surface F3 of the base material 10 is the thickness t (t> t0). The surface F3 formed in this way is polished or excavated to the contact surface F1 shown in FIG. 3 to form the resin layer 11 shown in FIG. In this way, since the second resin layer 112 is formed on the concave portion of the first resin layer 111, the second resin layer 112 is provided closer to the axis than the first resin layer 111.

図４は、軸が回転しているときの軸受１を示す図である。軸が回転すると、軸と接触面Ｆ１との間に挟まれた潤滑油により形成される油膜の圧力が増加し、接触面Ｆ１が＋ｙ方向に押される。第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも体積弾性率が小さいので、体積弾性率の逆数である圧縮率が大きい。すなわち、同じ油膜圧力の下で、第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも圧縮されて小さくなる。   FIG. 4 is a diagram showing the bearing 1 when the shaft is rotating. When the shaft rotates, the pressure of the oil film formed by the lubricating oil sandwiched between the shaft and the contact surface F1 increases, and the contact surface F1 is pushed in the + y direction. Since the second resin layer 112 has a smaller volume modulus of elasticity than the first resin layer 111, the second resin layer 112 has a larger compressibility, which is the inverse of the volume modulus. That is, under the same oil film pressure, the second resin layer 112 is compressed and becomes smaller than the first resin layer 111.

例えば、図２に示すように、軸が回転していないとき、第１樹脂層１１１は、最も薄い部分で厚みｔ１、最も厚い部分で厚みｔ０であり、この差である厚みｔ２＝（ｔ０−ｔ１）は、第２樹脂層１１２の厚みｔ２と等しい。   For example, as shown in FIG. 2, when the shaft is not rotating, the first resin layer 111 has a thickness t1 at the thinnest portion and a thickness t0 at the thickest portion, and this difference is the thickness t2 = (t0− t1) is equal to the thickness t2 of the second resin layer 112.

一方、図４に示すように、軸が回転しているとき、第１樹脂層１１１は、最も薄い部分で厚みτ１、最も厚い部分で厚みτ０となる。このとき、油膜の圧力ｐが生じているため、第１樹脂層１１１の厚みは全体的に静止状態に比べて小さくなっている（ｔ０＞τ０、ｔ１＞τ１）。そして、第２樹脂層１１２は、厚みτ２となっている。ここで、第２樹脂層１１２の体積弾性率が第１樹脂層１１１の体積弾性率に比べて小さいため、第１樹脂層１１１に比べて同じ圧力下における歪みが大きい。したがって、軸が回転しているとき、第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも相対的に小さくなる（τ２＜（τ０−τ１））。   On the other hand, as shown in FIG. 4, when the shaft rotates, the first resin layer 111 has a thickness τ1 at the thinnest portion and a thickness τ0 at the thickest portion. At this time, since the pressure p of the oil film is generated, the thickness of the first resin layer 111 is generally smaller than that in the stationary state (t0> τ0, t1> τ1). The second resin layer 112 has a thickness τ2. Here, since the volume elastic modulus of the second resin layer 112 is smaller than the volume elastic modulus of the first resin layer 111, the strain under the same pressure is larger than that of the first resin layer 111. Therefore, when the shaft is rotating, the second resin layer 112 is relatively smaller than the first resin layer 111 (τ2 <(τ0−τ1)).

これにより、樹脂層１１の接触面Ｆ１には段差δが生じる。図５は、接触面Ｆ１に生じる段差δを説明するための図である。軸が回転することにより、軸と軸受１との間に満たされた油膜の圧力が上昇し、その圧力が軸受１の樹脂層１１にかかる。これにより、第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２がいずれも油膜の圧力に応じて圧縮されるが、第２樹脂層１１２の体積弾性率が第１樹脂層１１１の体積弾性率に比べて小さいため、第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも圧縮されて、第２接触面Ｆ１２が第１接触面Ｆ１１よりも軸から遠ざかる。すなわち、第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２が面圧を受けた状態で、第２接触面Ｆ１２は、第１接触面Ｆ１１よりも凹んでいる。このときの第１接触面Ｆ１１と第２接触面Ｆ１２とのｙ軸方向の距離が段差δである。段差δは、第１接触面Ｆ１１（第１樹脂層１１１が露出している部分）と、第２接触面Ｆ１２（第２樹脂層１１２が露出している部分）との、軸からの距離の差でもあり、τ０、τ１、τ２、で表すと、δ＝τ０−（τ１＋τ２）である。このように、軸が回転しているときに、第２接触面Ｆ１２が第１接触面Ｆ１１よりも軸から遠ざかるために、第２接触面Ｆ１２の部分に溝１３が形成される。溝１３は、潤滑油を保持する空間として機能する。具体的には、軸が回転することにより、油膜の圧力が６メガパスカルとなったとき、軸受１の接触面Ｆ１には６メガパスカルの面圧がかかった状態になり、段差δ（溝１３の深さ）、すなわち、第１接触面Ｆ１１と第２接触面Ｆ１２との軸からの距離の差は１マイクロメートル以上となる。   Thereby, a level difference δ is generated on the contact surface F1 of the resin layer 11. FIG. 5 is a diagram for explaining the step δ occurring on the contact surface F1. As the shaft rotates, the pressure of the oil film filled between the shaft and the bearing 1 increases, and the pressure is applied to the resin layer 11 of the bearing 1. Thereby, both the first resin layer 111 and the second resin layer 112 are compressed according to the pressure of the oil film, but the volume elastic modulus of the second resin layer 112 is larger than the volume elastic modulus of the first resin layer 111. Since it is small, the 2nd resin layer 112 is compressed rather than the 1st resin layer 111, and the 2nd contact surface F12 moves away from an axis rather than the 1st contact surface F11. That is, in the state where the first resin layer 111 and the second resin layer 112 are subjected to surface pressure, the second contact surface F12 is recessed from the first contact surface F11. The distance in the y-axis direction between the first contact surface F11 and the second contact surface F12 at this time is the step δ. The step δ is the distance from the axis between the first contact surface F11 (the portion where the first resin layer 111 is exposed) and the second contact surface F12 (the portion where the second resin layer 112 is exposed). It is also a difference, and expressed by τ0, τ1, and τ2, δ = τ0− (τ1 + τ2). Thus, when the shaft is rotating, the second contact surface F12 is further away from the shaft than the first contact surface F11, so that the groove 13 is formed in the portion of the second contact surface F12. The groove 13 functions as a space for holding the lubricating oil. Specifically, when the pressure of the oil film becomes 6 megapascals by rotating the shaft, the contact surface F1 of the bearing 1 is in a state where a surface pressure of 6 megapascals is applied, and the step δ (groove 13 The depth of the first contact surface F11 and the second contact surface F12 from the axis is 1 micrometer or more.

以上、説明した構成により、軸が回転して油膜の圧力が上昇したときには、溝１３が形成されるので、軸受１の潤滑油の保持力が向上し、この構成を有しない場合に比べて、軸受１の摩耗や焼付きが防止される。また、軸が回転していないときには溝１３が形成されないか、軸が回転しているときに比べて小さいので、溝１３が保持した潤滑油が接触面Ｆ１に放出され易く、接触面Ｆ１が乾燥し難い。その結果、軸受１は、再び軸が回転し始めたときに負荷がかかり難く、摩耗や焼付きが防止される。   With the configuration described above, when the shaft rotates and the pressure of the oil film rises, the groove 13 is formed, so that the lubricating oil retaining force of the bearing 1 is improved, compared to the case without this configuration. Wear and seizure of the bearing 1 are prevented. Further, since the groove 13 is not formed when the shaft is not rotating or is smaller than when the shaft is rotating, the lubricating oil retained by the groove 13 is easily released to the contact surface F1, and the contact surface F1 is dried. It is hard to do. As a result, the bearing 1 is less likely to be loaded when the shaft starts to rotate again, and wear and seizure are prevented.

そして、本発明における第１樹脂層１１１は撥油性の樹脂であるため、第１樹脂層１１１に親油性ではない樹脂を用いる場合に比べて、第１接触面Ｆ１１は潤滑油をよく弾き、移動させ易い。したがって、本発明にかかる軸受は、第１接触面Ｆ１１における潤滑油の停滞が生じ難く、この構成を用いない場合に比べて摩耗や焼付きが防止される。   Since the first resin layer 111 in the present invention is an oil-repellent resin, the first contact surface F11 repels and moves the lubricating oil better than the case where a resin that is not lipophilic is used for the first resin layer 111. Easy to do. Therefore, in the bearing according to the present invention, the stagnation of the lubricating oil on the first contact surface F11 hardly occurs, and wear and seizure are prevented as compared with the case where this configuration is not used.

また、本実施形態の第２樹脂層１１２は親油性の樹脂であるため、第１樹脂層１１１によって弾かれた潤滑油を溝１３は保持し易い。したがって、本実施形態の軸受１は、第２樹脂層１１２に親油性の樹脂を用いない場合に比べて、軸受および軸の温度上昇が抑制され、摩耗や焼付きが防止される。   Moreover, since the 2nd resin layer 112 of this embodiment is a lipophilic resin, the groove | channel 13 tends to hold | maintain the lubricating oil repelled by the 1st resin layer 111. FIG. Therefore, in the bearing 1 of this embodiment, the temperature rise of the bearing and the shaft is suppressed and wear and seizure are prevented as compared with the case where no oleophilic resin is used for the second resin layer 112.

なお、油膜の圧力が６メガパスカルとなる軸受の具体例としては、冷媒を使用した圧縮機、特にスクロール式圧縮機や斜板式圧縮機などの軸受が挙げられる。軸受における圧力は、圧力測定用フィルムや接触顕微鏡などにより確認される。   A specific example of a bearing in which the oil film pressure is 6 megapascals includes a compressor using a refrigerant, particularly a bearing such as a scroll compressor or a swash plate compressor. The pressure in the bearing is confirmed by a pressure measuring film or a contact microscope.

２．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
２−１．溝の形状
上述した実施形態において、第１接触面Ｆ１１と第２接触面Ｆ１２とは、軸の方向に沿って交互に配置されていたため、溝１３は軸に交差する方向に形成されていたが、溝１３は様々な形状を取り得る。図６は、この変形例における溝１３の形状を説明するための図である。溝１３は、図６（ａ）に示すように、軸の中心である直線Ｏに垂直に形成されていてもよい。この場合、溝１３は、軸の摺動方向に沿っており、樹脂層１１において、直線Ｏを中心とする複数の環として形成される。なお、溝１３は、軸の回転時において、第１樹脂層１１１の凹部上に形成された第２樹脂層１１２の露出している部分に形成されるので、この場合に、第１樹脂層１１１の凹部は、軸の摺動方向に沿って形成された複数の溝である。 2. Modification The above is the description of the embodiment, but the contents of this embodiment can be modified as follows. Further, the following modifications may be combined.
2-1. Shape of Groove In the above-described embodiment, the first contact surface F11 and the second contact surface F12 are alternately arranged along the direction of the axis, so the groove 13 is formed in a direction intersecting the axis. The grooves 13 can take various shapes. FIG. 6 is a view for explaining the shape of the groove 13 in this modification. The groove 13 may be formed perpendicular to the straight line O that is the center of the axis, as shown in FIG. In this case, the groove 13 is along the sliding direction of the shaft, and is formed as a plurality of rings around the straight line O in the resin layer 11. Since the groove 13 is formed in the exposed portion of the second resin layer 112 formed on the concave portion of the first resin layer 111 when the shaft rotates, in this case, the first resin layer 111 is formed. The recesses are a plurality of grooves formed along the sliding direction of the shaft.

また、溝１３は、図６（ｂ）に示すように、軸を中心とする螺旋状に形成されてもよい。溝１３は、第２樹脂層１１２の第２接触面Ｆ１２が、軸の中心である直線Ｏを中心とした螺旋状に形成されることで、軸が回転したときに第２接触面Ｆ１２が第１接触面Ｆ１１に比べて凹んで形成される。   Moreover, the groove | channel 13 may be formed in the spiral shape centering on an axis | shaft, as shown in FIG.6 (b). The groove 13 is formed such that the second contact surface F12 of the second resin layer 112 is formed in a spiral shape around the straight line O that is the center of the shaft, so that the second contact surface F12 is the second contact surface F12 when the shaft rotates. It is formed to be recessed compared to the one contact surface F11.

また、溝１３は格子状に形成されていてもよい。図７は、この変形例における溝１３の形状を説明するための図である。図７に示す溝１３は、軸が回転して油膜の圧力が上昇したときに形成される空間であって、軸に交差する方向に形成されているとともに、軸に沿った方向にも形成されており、これら二方向の溝１３が交差して格子形状を形成している。この場合においても、軸が回転していないときには溝１３が形成されないか、軸が回転しているときに比べて小さいので、溝１３が保持した潤滑油が接触面Ｆ１に放出され易く、接触面Ｆ１が乾燥し難い。また、溝１３は、多角形や円、楕円などを組合せた形状に形成されてもよい。要するに、溝１３は、潤滑油を保持するものであれば、どのような形状で形成されていてもよい。   Further, the grooves 13 may be formed in a lattice shape. FIG. 7 is a view for explaining the shape of the groove 13 in this modification. The groove 13 shown in FIG. 7 is a space formed when the shaft rotates and the pressure of the oil film rises. The groove 13 is formed in a direction crossing the shaft and also in a direction along the shaft. These two-direction grooves 13 intersect to form a lattice shape. Even in this case, the groove 13 is not formed when the shaft is not rotating or is smaller than when the shaft is rotating, so that the lubricating oil retained by the groove 13 is easily released to the contact surface F1, and the contact surface F1 is difficult to dry. Moreover, the groove | channel 13 may be formed in the shape which combined the polygon, the circle | round | yen, the ellipse, etc. In short, the groove 13 may be formed in any shape as long as it retains lubricating oil.

２−２．樹脂層の配置
上述した実施形態において、第１樹脂層１１１の表面Ｆ２の上に第２樹脂層１１２が形成されるため、第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも軸の近くに設けられていたが、第１樹脂層１１１と第２樹脂層１１２との配置は、これに限られない。例えば、基材１０の内周面Ｆ０には、先に第２樹脂層１１２が形成され、その上から、すなわち、軸に近い側に、第１樹脂層１１１が形成されてもよい。また、基材１０の内周面Ｆ０には、第１樹脂層１１１と第２樹脂層１１２とがそれぞれ別々に直接、形成されてもよい。 2-2. Arrangement of Resin Layer In the embodiment described above, since the second resin layer 112 is formed on the surface F2 of the first resin layer 111, the second resin layer 112 is closer to the axis than the first resin layer 111. However, the arrangement of the first resin layer 111 and the second resin layer 112 is not limited to this. For example, the second resin layer 112 may be formed first on the inner peripheral surface F0 of the base material 10, and the first resin layer 111 may be formed on the inner surface F0, that is, on the side close to the axis. In addition, the first resin layer 111 and the second resin layer 112 may be separately and directly formed on the inner peripheral surface F0 of the substrate 10.

図８は、この変形例における樹脂層１１の構成を説明するための図である。この変形例において、基材１０の内周面Ｆ０には、それぞれ厚みｔ３の第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２が、ｚ軸方向に交互に設けられる。軸が回転していないときに、第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２は、いずれも接触面Ｆ４で、油膜を介して軸に接触する。軸が回転すると、第１樹脂層１１１および第２樹脂層１１２は油膜の圧力に応じて＋ｙ方向に圧縮され、第２樹脂層１１２の第２接触面Ｆ１２は、第１樹脂層１１１の第１接触面Ｆ１１よりも軸から遠ざかる。その結果、第２接触面Ｆ１２と軸との間に溝１３が形成される。この場合においても、軸が回転しているときに形成される溝１３が潤滑油を保持するので、軸受１の潤滑油の保持力が向上し、この構成を有しない場合に比べて、軸受１の摩耗や焼付きが防止される。また、軸が回転していないときには溝１３が形成されないので、溝１３が保持した潤滑油が接触面Ｆ１に放出され易く、接触面Ｆ１が乾燥し難い。   FIG. 8 is a view for explaining the configuration of the resin layer 11 in this modification. In this modification, the first resin layer 111 and the second resin layer 112 each having a thickness t3 are alternately provided in the z-axis direction on the inner peripheral surface F0 of the base material 10. When the shaft is not rotating, both the first resin layer 111 and the second resin layer 112 are in contact surface F4 and contact the shaft through the oil film. When the shaft rotates, the first resin layer 111 and the second resin layer 112 are compressed in the + y direction according to the pressure of the oil film, and the second contact surface F12 of the second resin layer 112 is the first of the first resin layer 111. It is further away from the axis than the contact surface F11. As a result, a groove 13 is formed between the second contact surface F12 and the shaft. Also in this case, since the groove 13 formed when the shaft is rotating holds the lubricating oil, the lubricating oil retaining force of the bearing 1 is improved, and the bearing 1 is compared with a case where this configuration is not provided. Wear and seizure are prevented. Further, since the groove 13 is not formed when the shaft is not rotating, the lubricating oil retained by the groove 13 is easily released to the contact surface F1, and the contact surface F1 is difficult to dry.

２−３．段差
上述した実施形態において、第１接触面Ｆ１１および第２接触面Ｆ１２はいずれもｚ軸方向にわたって凹凸のない周面であったが、第１接触面Ｆ１１または第２接触面Ｆ１２に凹凸があってもよい。例えば、第１接触面Ｆ１１または第２接触面Ｆ１２には、図５におけるｙ軸方向に差があってもよい。この場合、上述した段差δは、第１接触面Ｆ１１の最も浅い部分と、第２接触面Ｆ１２の最も深い部分との距離である。 2-3. Step In the embodiment described above, the first contact surface F11 and the second contact surface F12 are both circumferential surfaces having no irregularities in the z-axis direction, but the first contact surface F11 or the second contact surface F12 has irregularities. May be. For example, the first contact surface F11 or the second contact surface F12 may have a difference in the y-axis direction in FIG. In this case, the step δ described above is a distance between the shallowest portion of the first contact surface F11 and the deepest portion of the second contact surface F12.

また、上述した実施形態において、軸受１が支持する軸が静止状態のとき、接触面Ｆ１には段差がなかったが、段差があってもよい。この場合でも、軸が回転すると第２樹脂層１１２は、第１樹脂層１１１よりも相対的に小さくなり、静止状態と比較して溝１３が深くなるので、軸受１の潤滑油の保持力が向上する。また、軸が停止すると軸が回転しているときに比べて溝１３が浅くなるので、保持した潤滑油が接触面Ｆ１に放出され易く、接触面Ｆ１が乾燥し難くなる。   In the above-described embodiment, when the shaft supported by the bearing 1 is stationary, the contact surface F1 has no step, but may have a step. Even in this case, when the shaft rotates, the second resin layer 112 becomes relatively smaller than the first resin layer 111, and the groove 13 becomes deeper than in the stationary state, so that the lubricating oil retaining force of the bearing 1 is increased. improves. Further, when the shaft stops, the groove 13 becomes shallower than when the shaft rotates, so that the retained lubricating oil is easily released to the contact surface F1, and the contact surface F1 is difficult to dry.

そして、第１樹脂層１１１は撥油性の樹脂であるため、第１樹脂層１１１に親油性ではない樹脂を用いる場合に比べて、第１接触面Ｆ１１は潤滑油を保持し易い。したがって、本発明にかかる軸受は、この構成を用いない場合に比べて摩耗や焼付きが防止される。   And since the 1st resin layer 111 is an oil-repellent resin, compared with the case where the resin which is not lipophilic is used for the 1st resin layer 111, the 1st contact surface F11 tends to hold | maintain lubricating oil. Therefore, the bearing according to the present invention is prevented from being worn or seized compared to the case where this configuration is not used.

１…軸受、１０…基材、１１…樹脂層、１１１…第１樹脂層、１１２…第２樹脂層、１２…焼結材、１３…溝、Ｆ０…内周面、Ｆ１…接触面、Ｆ１１…第１接触面、Ｆ１２…第２接触面、Ｆ２…表面、Ｆ３…表面、Ｆ４…接触面、Ｏ…直線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bearing, 10 ... Base material, 11 ... Resin layer, 111 ... 1st resin layer, 112 ... 2nd resin layer, 12 ... Sintered material, 13 ... Groove, F0 ... Inner peripheral surface, F1 ... Contact surface, F11 ... 1st contact surface, F12 ... 2nd contact surface, F2 ... Surface, F3 ... Surface, F4 ... Contact surface, O ... Straight line.

Claims (3)

内周面を有する筒状の基材と、
前記内周面に設けられた撥油性の第１樹脂層と、
前記内周面に設けられ、第１樹脂層よりも弾性率の小さい材料で形成された親油性の第２樹脂層と
を有し、
前記第１樹脂層および前記第２樹脂層と接触する軸が回転して該第１樹脂層及び該第２樹脂層が該軸との間に満たされた油膜の圧力を受けた状態で、前記第２樹脂層が前記第１樹脂層よりも凹んでいる
ことを特徴とする軸受。 A cylindrical base material having an inner peripheral surface;
An oil-repellent first resin layer provided on the inner peripheral surface;
An oleophilic second resin layer provided on the inner peripheral surface and formed of a material having a smaller elastic modulus than the first resin layer;
The shaft in contact with the first resin layer and the second resin layer is rotated, and the first resin layer and the second resin layer receive pressure of an oil film filled between the shaft and the shaft. The 2nd resin layer is dented rather than the 1st resin layer. The bearing characterized by the above-mentioned. 前記第１樹脂層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を固体潤滑剤として含む
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受。 The bearing according to claim 1, wherein the first resin layer includes polytetrafluoroethylene (PTFE) as a solid lubricant. 前記第２樹脂層は、二硫化モリブデン，二硫化タングステン、窒化ホウ素、グラファイト、カーボン、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）のいずれかを固体潤滑剤として含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受。 The second resin layer contains molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, graphite, carbon, graphite fluoride, or melamine cyanurate (MCA) as a solid lubricant. 2. The bearing according to 2.
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JP6963971B2 (en) * 2017-02-10 2021-11-10 セイコーインスツル株式会社 Machine parts, mechanical modules, movements and watches
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03121135A (en) * 1989-10-04 1991-05-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Resinous sliding member
JP2006329252A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Toyota Motor Corp Rotary sliding structure between bearing and shaft, and its manufacturing method
JP5058145B2 (en) * 2008-12-25 2012-10-24 大同メタル工業株式会社 Manufacturing method of sliding member
JP5298838B2 (en) * 2008-12-25 2013-09-25 大豊工業株式会社 Swash plate and its manufacturing method
JP2013210057A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wear-resistant coat coating structure

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