JPH0979262A - 滑り軸受 - Google Patents
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Abstract
付性を一層向上させる。 【解決手段】この滑り軸受は、銅系軸受け合金で形成さ
れた軸受基体と、固体潤滑剤30〜90重量%と熱硬化
性バインダ70〜10重量%とからなり該軸受基体表面
に被覆形成された厚さ2〜10μmの潤滑膜と、よりな
る。銅系軸受け合金を使用しているので、耐疲労性が高
まる。また、高温で焼付が可能となり、潤滑膜の強度が
上がり、このため耐焼付性、耐磨耗性が高くなる。
Description
の滑り軸受などにコーティングされて用いられる潤滑膜
をもつ滑り軸受に関する。
は、一般にアルミニウム合金やPb系オーバレイ付き銅
鉛合金が用いられている。ところが近年は高出力及び高
回転による自動車エンジンの高性能化が著しく、このよ
うな軸受材料では摺動性能が不十分となる場合がある。
なじみ性と耐異物特性が不十分である。またPb系オー
バレイ付き銅鉛合金軸受では耐摩耗性や耐食性が充分で
なく、複雑な製造工程を要するためコストが高いという
不具合もある。そこで特開平4−83914号公報に
は、アルミニウム系合金の表面に固体潤滑剤90〜55
重量%とポリイミド系バインダ10〜45重量%とから
なる潤滑膜を形成した滑り軸受材料が開示されている。
このような潤滑膜を形成することにより、アルミニウム
合金軸受の初期のなじみ性が向上し、優れた耐疲労性及
び耐焼付性が発揮される。
示された潤滑膜をもつアルミニウム合金軸受では、耐疲
労性、耐荷重性が十分でない。本発明はこのような事情
に鑑みてなされたものであり、耐疲労性、耐荷重性を一
層向上させた滑り軸受を提供することを目的とする。
明の滑り軸受は、銅系軸受合金で形成された軸受基体
と、固体潤滑剤30〜90重量%と熱硬化性バインダ7
0〜10重量%とからなり該軸受基体表面に被覆形成さ
れた厚さ2〜10μmの潤滑膜と、よりなることを特徴
とする。
受合金で形成している。銅系軸受合金はアルミニウム合
金に比較して硬く、使用条件下において受ける荷重によ
る潤滑膜の塑性変形を抑制する。このため、激しい荷重
や片当たりを受けた微小な箇所において潤滑膜の馴染み
が生じ潤滑効果が得られやすい。このため、本発明の滑
り軸受では、アルミニウム合金で形成された軸受基体の
潤滑膜でみられる過大な摩耗が生じない。また、本発明
の軸受基体の強度が高いため、軸受全体の疲労強度も向
上する。
滑膜とで構成されている。軸受基体は銅系軸受合金で形
成されている。銅系軸受合金は銅を主成分とするもの
で、好ましくは10重量%以下のSn、Mn、Cr、S
i、Ni、Al、Ag、Zn、Pおよび25重量%以下
のPb、Biを含んだものである。10重量%以下を含
有できるSn、Mn等は軸受の強度、耐磨耗性付与に寄
与し、25重量%以下を含有できるPb、Biは軸受の
なじみ性、耐凝着性付与に寄与する。具体的な銅系軸受
合金としては、例えばCu−23Pb−3.5Sn、C
u−15Pb−3Snを挙げることができる。
の範囲がよい。固さが80HV1未満であると耐荷重性
に劣り、逆に180HV1を越えると硬くなりすぎて、
なじみ難くなる。なお、軸受基体は鋼板等の裏金に銅系
軸受合金を積層したものでもよい。潤滑膜は、固体潤滑
剤30〜90重量%と熱硬化性バインダ70〜10重量
%とからなりその厚さは2〜10μmである。潤滑膜を
構成する固体潤滑剤としては、MoS2 ,WS2 ,h−
BN,グラファイトの1種または2種以上を用いること
ができる。また、熱硬化性バインダとしてはポリイミド
系樹脂,エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の少なくとも
1種を用いることができる。
わち、固体潤滑剤が90重量%を越える場合には、潤滑
膜の強度が不足し、耐摩耗性が悪い。逆に、熱硬化性バ
インダが70重量%を越え、固体潤滑剤が30重量%未
満の場合には、耐焼付き性が悪い。潤滑膜の強度は2M
Pa以上であるのが好ましい。潤滑膜の強度は熱硬化性
バインダの配合量を増加することにより得られるが、そ
の分固体潤滑剤の配合量が少なくなり、耐焼付き性が低
下する。本発明の方法では、潤滑膜を形成する際の焼成
温度を高くすることにより、得られる潤滑膜を硬くかつ
高強度としている。本発明の潤滑膜では180〜280
℃で焼き付けている。なお、従来のアルミニウム軸受合
金で形成された軸受基体の場合には、アルミニウム軸受
合金が過時効となり軸受基体の強度が低下する。また、
アルミニウム軸受合金中のSn等の低融点金属が液状と
なってしみ出る発汗が生じ、密着強度が得られない。こ
のため180℃以上の高温で焼き付けた高強度の潤滑膜
は得られなかった。
脂及びフェノール樹脂から選ばれる。ポリイミド系樹脂
としては、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リエステルイミドまたは芳香族ポリアミドイミドあるい
は、これらのジイソシアネート変性、BPDA変性、ス
ルホン変性樹脂のワニスなどを使用することができる。
また、バインダは前期した熱硬化性樹脂とともに膜形成
補助剤を併用するのが好ましい。膜形成補助剤はバイン
ダと固体潤滑剤とを強固に一体化する。これにより固体
潤滑剤の脱落を防止でき、摺動部表面に固体潤滑剤をよ
り確実に保持でき、摺動初期に容易に流体潤滑膜を形成
しやすくなり、初期のなじみ性に優れたものとなる。
化合物又はシランカップリング剤、チタンカップリング
剤等を使用できる。膜形成補助剤は固体潤滑剤の表面に
被覆する方法で配合される。バインダを構成する熱硬化
性樹脂と膜形成補助剤の重量比は、樹脂:膜形成補助剤
=99〜70:1〜30とすることが望ましい。樹脂と
膜形成補助剤の量がこの比の範囲を外れると、潤滑膜中
における固体潤滑剤の保持性が低下し耐焼付性が低下す
る。なお膜形成補助剤をエポキシ基を持つ化合物又はシ
ランカップリング剤から構成すれば、固体潤滑剤の保持
性に特に優れるようになる。
の範囲が好ましく、3〜8μmの範囲が特に好ましい。
潤滑膜の厚さが2μmに達しないとなじみ性がほとんど
期待できず、10μmより厚くなると耐疲労性が大幅に
低下する。
脂(PAIと称する。)(「AI−10」テイジン、ア
モコ(株)製)を使用した。また、固体潤滑剤としては
MoS2を用いた。固体潤滑剤は予め膜形成補助剤であ
るエポキシ化合物(「VG3101」三井石油化学
(株)製)を溶かした溶液に浸漬し、その表面を処理し
た。
ミドイミド樹脂をそれぞれ配合し、さらに適量の有機溶
媒を加え、個々にボールミルに投入し、3時間粉砕混合
して、実施例1〜6の6種類の潤滑膜形成用の混合組成
物を調製した。軸受基体としては、裏金鋼板上に銅系軸
受合金からなるライニング材が焼結された半割円筒状の
ものを用いた。そして、銅系軸受合金として表1の実施
例1〜6の6種類の組成のものを使用した。
した後、表1に示す組み合わせに従い上記6種類から選
ばれた潤滑膜形成用組成物をエアスプレーで約5μmの
膜厚となるように吹き付け、その250℃で約30分間
加熱硬化させて潤滑膜を形成した。このようにして、表
1に示す実施例1〜6の6種類の滑り軸受を調製した。
図を図1に、その要部断面図を図2に示す。これらの滑
り軸受は、いずれも、厚さ1.2mmのSPCC製裏金
1と、裏金1表面に焼結された厚さ0.3mmの銅系軸
受合金製ライニング層2と、ライニング層2表面に形成
された厚さ5×10-6mの潤滑膜3とから構成され、そ
の軸受幅は20mmである。
と耐摩耗性試験を行い、焼付荷重と摩耗量を測定した。
さらに、銅系軸受合金で形成されたライニング層の硬さ
および潤滑膜の強度もそれぞれ測定し結果を表1に示し
た。耐焼付試験および疲労試験は、動荷重軸受試験機を
用い、滑り軸受をS50C焼入れ材からなるシャフトと
接触させ、潤滑油としてSAE7.5W30を使用し、
まず面圧70MPaで107 回試験し、これに合格した
ものは次に面圧76MPaで107 回試験し、さらにこ
れに合格したものは86MPaで焼付く回数まで試験す
る方法を採用した。
機を用い、潤滑油としてSAE7.5W30を使用し、
面圧70MPaにて2000rpmで2時間回転させた
ときの摩耗量を測定した。 (比較例1〜3)表1に示すように、比較例1として軸
受合金にアルミニウム軸受合金を用いた滑り軸受を用い
た。この比較例1の滑り軸受では、実施例2の滑り軸受
と同じ潤滑膜組成を採用した。しかし焼付温度を180
℃とした。従って比較例1の滑り軸受は、実施例2の滑
り軸受と比較し、ライニング層の材質および焼成温度が
異なり、他は同じである。
であり、潤滑膜強度が小さい軸受である。比較例3とし
てはライニング層としてCu−30Pb−1Snを使用
するとともに、潤滑膜を形成しなかった。これら3種類
の比較例の軸受合金も実施例の軸受合金と同じように試
験し、その試験結果を表1に示した。
の実施例の滑り軸受は、いずれも78MPaで7.2×
106 回以上の優れた耐焼付性を示した。特に、実施例
2の滑り軸受では86MPaで1.2×107 回まで焼
付が生じず、極めて耐焼付性に優れているのが確認され
た。
受合金を用いた滑り軸受では、78MPaの面圧で7×
106 回で疲労破壊が生じた。また、潤滑膜強度の小さ
い比較例2および潤滑膜の無い比較例3の滑り軸受は7
0MPaという低い耐焼付性を示した。摩耗量につい
て、図3に示す潤滑膜強度と摩耗量との関係線図として
示した。実施例の滑り軸受では、図3に示すように、潤
滑膜強度が高いと摩耗量が逓減することがわかった。な
お、比較例1の滑り軸受は、摩耗量が多い。これは焼付
温度が低くかつ樹脂組成が少ないためであると考えられ
る。比較例2の場合、潤滑膜強度が小さいため、潤滑膜
が消失し、比較例3では2時間の試験ができず、途中で
焼きついてしまった。
軸受は、優れた耐焼付性および優れた耐磨耗性を持つも
のであった。
耐摩耗性能が優れている。このため長期間に渡り安定し
て使用することができる。また、相手材の片当たりなど
を吸収して初期焼付の発生が抑制されるので、耐久信頼
性が大幅に向上する。またシャフトと軸受のクリアラン
スを一層小さくすることができるので、打音などを減少
させることも可能である。
る。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 銅系軸受合金で形成された軸受基体と、 固体潤滑剤30〜90重量%と熱硬化性バインダ70〜
10重量%とからなり該軸受基体表面に被覆形成された
厚さ2〜10μmの潤滑膜と、 よりなることを特徴とする滑り軸受。 - 【請求項2】 前記固体潤滑剤はMoS2 ,WS2 ,h
−BN,グラファイトの1種または2種以上で形成さ
れ、前記熱硬化性バインダはポリイミド系樹脂,エポキ
シ樹脂及びフェノール樹脂の少なくとも1種で形成され
ている請求項1記載の滑り軸受。 - 【請求項3】 前記軸受基体の固さは80〜180HV
1である請求項1記載の滑り軸受。 - 【請求項4】 前記潤滑膜の強度は2MPa以上である
請求項1記載の滑り軸受。
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ID=17009174
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JP23701895A Expired - Lifetime JP3727385B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 滑り軸受 |
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