JPH0719247A - すべり軸受用多層材料 - Google Patents
すべり軸受用多層材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】支持金属層と、すべり軸受用金属材料から成り
上記支持金属層上に焼結接合された多孔質軸受金属層
と、ポリテトラフルオルエチレン(PTFE)及び金属
質充填剤5〜30容量%から成り上記多孔質軸受金属層
の空孔をも完全に充填する混合物から成るすべり面層と
で構成されたすべり軸受用多層材料において、摩擦係数
に悪影響を及ぼすことなく摩耗を低減させる。 【構成】上記混合物がさらにポリ弗化ビニリデン(PV
DF)5〜40容量%を含む。
上記支持金属層上に焼結接合された多孔質軸受金属層
と、ポリテトラフルオルエチレン(PTFE)及び金属
質充填剤5〜30容量%から成り上記多孔質軸受金属層
の空孔をも完全に充填する混合物から成るすべり面層と
で構成されたすべり軸受用多層材料において、摩擦係数
に悪影響を及ぼすことなく摩耗を低減させる。 【構成】上記混合物がさらにポリ弗化ビニリデン(PV
DF)5〜40容量%を含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、支持金属層と、すべり
軸受用金属材料から成り上記支持金属層上に焼結接合さ
れた多孔質軸受金属層と、ポリテトラフルオルエチレン
(PTFE)及び金属質充填剤5〜30容量%から成り
上記多孔質軸受金属層の空孔をも完全に充填する混合物
から成るすべり面層とで構成されたすべり軸受用多層材
料に関する。
軸受用金属材料から成り上記支持金属層上に焼結接合さ
れた多孔質軸受金属層と、ポリテトラフルオルエチレン
(PTFE)及び金属質充填剤5〜30容量%から成り
上記多孔質軸受金属層の空孔をも完全に充填する混合物
から成るすべり面層とで構成されたすべり軸受用多層材
料に関する。
【0002】
【従来の技術】純プラスチック製すべり軸受は対向すべ
り面(Gegenlaufflaeche)に対する親和性が非常に低く、
従って焼き付きが起こり難くかつ金属製すべり軸受と比
べて潤滑剤供給に関する要求度が大幅に低い。しかし他
方で純プラスチック製すべり軸受の適用分野が限られて
いる理由として、このようなすべり軸受は負荷状態で低
温流れを発生する傾向があり、熱膨張性が大きく、熱伝
導性が低く、対摩耗性が比較的小さいことが挙げられ
る。
り面(Gegenlaufflaeche)に対する親和性が非常に低く、
従って焼き付きが起こり難くかつ金属製すべり軸受と比
べて潤滑剤供給に関する要求度が大幅に低い。しかし他
方で純プラスチック製すべり軸受の適用分野が限られて
いる理由として、このようなすべり軸受は負荷状態で低
温流れを発生する傾向があり、熱膨張性が大きく、熱伝
導性が低く、対摩耗性が比較的小さいことが挙げられ
る。
【0003】このような純プラスチック製すべり軸受の
欠点は、鋼、高張力アルミニウム合金又は青銅から成る
支持金属層と、青銅(錫青銅又は錫鉛青銅)又はアルミ
ニウム軸受合金から成り上記支持金属層上に焼結接合さ
れた多孔質軸受金属層と、PTFE及び鉛又は硫化亜鉛
5〜30容量%から成り上記多孔質軸受金属層の空孔を
も完全に充填する混合物から成るすべり面層とで構成さ
れたすべり軸受により回避されることができる(コルベ
ンシュミット・アーゲーの技術ハンドブック(Technisch
es Handbuch der Kolbenschmidt AG )、第16号、19
89年)。使用開始後の初期段階においてこのすべり面
層は部分的に対向すべり面に転写される。その際、摩擦
係数が低くかつ摩耗の少ないすべり面が形成される。ま
た上記多孔質軸受金属層は高負荷に耐える安定な骨格を
持ちかつ効果的な熱逃散能を保証する。上記多孔質軸受
金属層の空孔内に充填貯蔵されたPTFE−鉛混合物又
はPTFE−硫化亜鉛混合物は摩擦熱により外部へ溢出
し、潤滑剤として機能する。そして上記支持金属層と上
記多孔質軸受金属層とは上記すべり軸受に約320N/
mm2 という高圧縮強度を賦与する。上記すべり軸受
は、潤滑油の追加と操業前後の整備とが共に不要となる
ように設計され、外来の異物粒子に対して抵抗力が大幅
に強く、−200℃〜+280℃の温度環境で使用可能
である。また単位軸受応力(spezifische Lagerbelastun
g )pがその最大許容値p=250〜140N/mm2
にありかつすべり速度(Gleitgeschwindigkeit)vがv=
0.001m/s以下の低い値の場合、0.03μなる
非常に有利な摩擦係数が得られる。若し単位軸受応力値
がp<1N/mm2 でありかつすべり速度値がその最大
許容値v=0.5〜2m/sに達した時には、この摩擦
係数は最大限0.15〜0.25μに上昇する。上記す
べり軸受の摩耗、従ってその耐用時間を決定する因子と
しては、上記単位軸受応力の最大許容値p=250N/
mm2 のほかに、対向すべり面の単位軸受応力値pとす
べり速度値vとの積が挙げられる。長時間運転には1.
8N/mm2 ・m/sが、短時間運転には3.6N/m
m2 ・m/sがこのpv積の最大許容値である。ちなみ
に上記すべり軸受は多くの工業技術分野で広範囲に利用
可能である。
欠点は、鋼、高張力アルミニウム合金又は青銅から成る
支持金属層と、青銅(錫青銅又は錫鉛青銅)又はアルミ
ニウム軸受合金から成り上記支持金属層上に焼結接合さ
れた多孔質軸受金属層と、PTFE及び鉛又は硫化亜鉛
5〜30容量%から成り上記多孔質軸受金属層の空孔を
も完全に充填する混合物から成るすべり面層とで構成さ
れたすべり軸受により回避されることができる(コルベ
ンシュミット・アーゲーの技術ハンドブック(Technisch
es Handbuch der Kolbenschmidt AG )、第16号、19
89年)。使用開始後の初期段階においてこのすべり面
層は部分的に対向すべり面に転写される。その際、摩擦
係数が低くかつ摩耗の少ないすべり面が形成される。ま
た上記多孔質軸受金属層は高負荷に耐える安定な骨格を
持ちかつ効果的な熱逃散能を保証する。上記多孔質軸受
金属層の空孔内に充填貯蔵されたPTFE−鉛混合物又
はPTFE−硫化亜鉛混合物は摩擦熱により外部へ溢出
し、潤滑剤として機能する。そして上記支持金属層と上
記多孔質軸受金属層とは上記すべり軸受に約320N/
mm2 という高圧縮強度を賦与する。上記すべり軸受
は、潤滑油の追加と操業前後の整備とが共に不要となる
ように設計され、外来の異物粒子に対して抵抗力が大幅
に強く、−200℃〜+280℃の温度環境で使用可能
である。また単位軸受応力(spezifische Lagerbelastun
g )pがその最大許容値p=250〜140N/mm2
にありかつすべり速度(Gleitgeschwindigkeit)vがv=
0.001m/s以下の低い値の場合、0.03μなる
非常に有利な摩擦係数が得られる。若し単位軸受応力値
がp<1N/mm2 でありかつすべり速度値がその最大
許容値v=0.5〜2m/sに達した時には、この摩擦
係数は最大限0.15〜0.25μに上昇する。上記す
べり軸受の摩耗、従ってその耐用時間を決定する因子と
しては、上記単位軸受応力の最大許容値p=250N/
mm2 のほかに、対向すべり面の単位軸受応力値pとす
べり速度値vとの積が挙げられる。長時間運転には1.
8N/mm2 ・m/sが、短時間運転には3.6N/m
m2 ・m/sがこのpv積の最大許容値である。ちなみ
に上記すべり軸受は多くの工業技術分野で広範囲に利用
可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は冒頭に述べた
すべり軸受用多層材料において、上記有利な摩擦係数に
悪影響を及ぼすことなく、上記pv積に比例する摩耗を
低減させるものである。
すべり軸受用多層材料において、上記有利な摩擦係数に
悪影響を及ぼすことなく、上記pv積に比例する摩耗を
低減させるものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、支持金属層
と、すべり軸受用金属材料から成り上記支持金属層上に
焼結接合された多孔質軸受金属層と、ポリテトラフルオ
ルエチレン(PTFE)及び金属質充填剤5〜30容量
%から成り上記多孔質軸受金属層の空孔をも完全に充填
する混合物から成るすべり面層とで構成されたすべり軸
受用多層材料において、上記混合物がさらにポリ弗化ビ
ニリデン(PVDF)5〜40容量%を含むようにすべ
り軸受用多層材料を構成した。
と、すべり軸受用金属材料から成り上記支持金属層上に
焼結接合された多孔質軸受金属層と、ポリテトラフルオ
ルエチレン(PTFE)及び金属質充填剤5〜30容量
%から成り上記多孔質軸受金属層の空孔をも完全に充填
する混合物から成るすべり面層とで構成されたすべり軸
受用多層材料において、上記混合物がさらにポリ弗化ビ
ニリデン(PVDF)5〜40容量%を含むようにすべ
り軸受用多層材料を構成した。
【0006】この措置によりすべり速度の最大許容値を
v=2.5〜3m/sに増加できると共に600時間運
転後の上記すべり軸受の摩耗深さを40μm以下の従来
値から明らかに15μm未満の値へと低減させることが
できる。
v=2.5〜3m/sに増加できると共に600時間運
転後の上記すべり軸受の摩耗深さを40μm以下の従来
値から明らかに15μm未満の値へと低減させることが
できる。
【0007】上記多孔質軸受金属層上の上記すべり面層
の厚みが30μmより大きくかつ80μm以下であるの
がよい。これにより本発明のすべり軸受用多層材料で作
製されたロール状輪筒軸受(gerollte Buchse )の内腔の
切削加工が容易になる。
の厚みが30μmより大きくかつ80μm以下であるの
がよい。これにより本発明のすべり軸受用多層材料で作
製されたロール状輪筒軸受(gerollte Buchse )の内腔の
切削加工が容易になる。
【0008】上記すべり軸受用多層材料が比較的小さな
単位軸受応力と比較的大きなすべり速度とに曝されるす
べり軸受に使用される場合、上記すべり面層のすべり面
は初期潤滑剤用の潤滑剤ポケット(Schmiertaschen)を備
えるのがよい。
単位軸受応力と比較的大きなすべり速度とに曝されるす
べり軸受に使用される場合、上記すべり面層のすべり面
は初期潤滑剤用の潤滑剤ポケット(Schmiertaschen)を備
えるのがよい。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例につき説明する。本発明
のすべり軸受用多層材料で作製された内径20mm、外
径23mm、長さ20mmのロール状輪筒軸受5個と、
従来技術のすべり軸受用多層材料で作製された同一寸法
のロール状輪筒軸受5個とを比較試験した。上記本発明
のすべり軸受用多層材料で作製されたロール状輪筒軸受
は、厚さ1.1mmの鋼製支持金属層と、鉛錫青銅から
成り上記鋼製支持金属層上に焼結接合された厚さ0.3
mmの多孔質軸受金属層と、ポリテトラフルオルエチレ
ン(PTFE)70容量%、ポリ弗化ビニリデン(PV
DF)10容量%及び鉛20容量%から成り上記多孔質
軸受金属層の空孔を完全に充填する混合物から成る厚さ
30μmのすべり面層とで構成されていた。これに対し
て上記従来技術のすべり軸受用多層材料で作製されたロ
ール状輪筒軸受は、ポリテトラフルオルエチレン(PT
FE)80容量%及び鉛20容量%から成る混合物がす
べり面層を形成すると共に上記鉛錫青銅から成る多孔質
軸受金属層の空孔を充填する点が相違する。
のすべり軸受用多層材料で作製された内径20mm、外
径23mm、長さ20mmのロール状輪筒軸受5個と、
従来技術のすべり軸受用多層材料で作製された同一寸法
のロール状輪筒軸受5個とを比較試験した。上記本発明
のすべり軸受用多層材料で作製されたロール状輪筒軸受
は、厚さ1.1mmの鋼製支持金属層と、鉛錫青銅から
成り上記鋼製支持金属層上に焼結接合された厚さ0.3
mmの多孔質軸受金属層と、ポリテトラフルオルエチレ
ン(PTFE)70容量%、ポリ弗化ビニリデン(PV
DF)10容量%及び鉛20容量%から成り上記多孔質
軸受金属層の空孔を完全に充填する混合物から成る厚さ
30μmのすべり面層とで構成されていた。これに対し
て上記従来技術のすべり軸受用多層材料で作製されたロ
ール状輪筒軸受は、ポリテトラフルオルエチレン(PT
FE)80容量%及び鉛20容量%から成る混合物がす
べり面層を形成すると共に上記鉛錫青銅から成る多孔質
軸受金属層の空孔を充填する点が相違する。
【0010】上記両種ロール状輪筒軸受の摩耗試験は回
転式試験機上で単位軸受応力p=0.6N/mm2 及び
軸のすべり速度v=2.3m/s、つまりpv積が1.
38N/mm2 ・m/sに相当する条件下で行われた。
図1の曲線は上記両種ロール状輪筒軸受各5個の摩耗深
さの平均値を試験時間の関数として示す。図1によれ
ば、約600時間以内のならし運転期間にもまた耐用時
間の経過後にも、上記本発明のすべり軸受用多層材料で
作製されたロール状輪筒軸受の摩耗深さ(実線)は上記
従来技術のすべり軸受用多層材料で作製されたロール状
輪筒軸受の摩耗深さ(破線)より50%程度小さかっ
た。
転式試験機上で単位軸受応力p=0.6N/mm2 及び
軸のすべり速度v=2.3m/s、つまりpv積が1.
38N/mm2 ・m/sに相当する条件下で行われた。
図1の曲線は上記両種ロール状輪筒軸受各5個の摩耗深
さの平均値を試験時間の関数として示す。図1によれ
ば、約600時間以内のならし運転期間にもまた耐用時
間の経過後にも、上記本発明のすべり軸受用多層材料で
作製されたロール状輪筒軸受の摩耗深さ(実線)は上記
従来技術のすべり軸受用多層材料で作製されたロール状
輪筒軸受の摩耗深さ(破線)より50%程度小さかっ
た。
【0011】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
摩擦係数に悪影響を及ぼすことなく、すべり軸受用多層
材料の摩耗を低減させることが可能となる。
摩擦係数に悪影響を及ぼすことなく、すべり軸受用多層
材料の摩耗を低減させることが可能となる。
【図1】すべり軸受用多層材料の摩耗深さと試験時間と
の関係を示す試験結果
の関係を示す試験結果
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 103:04 107:38) C10N 10:08 40:02 50:08 (72)発明者 ベルナー・シューベルト ドイツ連邦共和国69168ビースロッホ・ブ ーヘンベーク9 (72)発明者 マンフレート・ミュラー ドイツ連邦共和国74257ウンターアイゼス ハイム・レルヒェンシュトラーセ43
Claims (3)
- 【請求項1】支持金属層と、すべり軸受用金属材料から
成り上記支持金属層上に焼結接合された多孔質軸受金属
層と、ポリテトラフルオルエチレン(PTFE)及び金
属質充填剤5〜30容量%から成り上記多孔質軸受金属
層の空孔をも完全に充填する混合物から成るすべり面層
とで構成されたすべり軸受用多層材料において、 上記混合物がさらにポリ弗化ビニリデン(PVDF)5
〜40容量%を含むことを特徴とするすべり軸受用多層
材料。 - 【請求項2】上記すべり面層の厚みが30μmより大き
くかつ80μm以下である請求項1のすべり軸受用多層
材料。 - 【請求項3】上記すべり面層のすべり面が潤滑剤ポケッ
トを備えた請求項1又は2のすべり軸受用多層材料。
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