JPH11166539A - 固体潤滑剤埋込み型摺動部材 - Google Patents

固体潤滑剤埋込み型摺動部材

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JPH11166539A
JPH11166539A JP9354137A JP35413797A JPH11166539A JP H11166539 A JPH11166539 A JP H11166539A JP 9354137 A JP9354137 A JP 9354137A JP 35413797 A JP35413797 A JP 35413797A JP H11166539 A JPH11166539 A JP H11166539A
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
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    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温、かつ乾燥潤滑条件下の使用において摺
動特性に優れた固体潤滑剤埋込み型摺動部材を提供する
こと。 【解決手段】 高温、かつ乾燥潤滑条件下において使用
される固体潤滑剤埋込み型摺動部材であって、銅系ある
いは鉄系合金からなる金属基体に複数個の孔または凹部
が形成されており、該孔または凹部には黒鉛を主体とす
る棒状の固体潤滑剤が該潤滑剤の外周面に被着された珪
酸ナトリウムを介して埋設固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は固体潤滑剤埋込み型
摺動部材、とくに高温、かつ乾燥潤滑条件下において使
用されて好適な固体潤滑剤埋込み型摺動部材に関するも
のである。本発明において摺動部材とは、円筒状ブッシ
ュ、すべり板を含むものである。
【0002】
【従来の技術】従来、銅系あるいは鉄系合金からなる金
属基体に孔または凹部を形成し、該孔または凹部に固体
潤滑剤を埋込んだ、所謂固体潤滑剤埋込み型摺動部材は
各種機械部品等として使用されている。該固体潤滑剤埋
込み型摺動部材は、外周面に螺旋状の凸条部を備えた
黒鉛丸棒を鋳型の中子とし、該鋳型に溶湯金属を鋳造し
たのち、機械加工により摺動面に該黒鉛を螺旋状に露出
させて製造する方法、溶湯金属の鋳造時に燃焼消失す
る紙、フィルムに固体潤滑剤を接着し、これをシェル砂
型からなる心棒に接着してこれを鋳型の中子とするか、
もしくはシェル砂型からなる心棒に固体潤滑剤を接着し
てこれを中子とし、鋳型に溶湯金属を鋳造して製造する
方法、金属基体に孔または凹部を形成し、該孔または
凹部に接着剤を塗布した固体潤滑剤を埋設固定して製造
する方法、などの製造方法によって作製される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法において、の方法は熱伝導性のよい黒鉛をそのまま
中子として使用するため、鋳造時に溶湯金属が十分に行
きわたりにくいという欠点があるとともに摺動部材の形
状が限定されること、またの方法は鋳造時に固体潤滑
剤がはげ落ちたり、ずれたりし、固体潤滑剤が規則正し
く配列された摺動部材が得られ難いという欠点があるこ
と、などから上記の方法が一般に使用されている。
【0004】上記の製造方法で作製された摺動部材
は、乾燥潤滑条件下で使用されるものと、埋設固定され
た固体潤滑剤に潤滑油を含浸させて境界潤滑条件下で使
用されるものに大別されるが、いずれにおいても金属基
体に形成された孔または凹部に固体潤滑剤を埋設固定す
るにあたってはエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂か
らなる接着剤が一般的に使用される。
【0005】ところで、金属基体に形成された孔または
凹部にエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂からなる接
着剤によって固体潤滑剤を埋設固定した摺動部材におい
ては、孔または凹部に埋設固定される固体潤滑剤の外周
縁に潤滑に寄与しない接着剤のエポキシ樹脂あるいはフ
ェノール樹脂が摺動面に露出することが余儀なくされ
る。
【0006】上述した境界潤滑条件下で使用される摺動
部材においては、該固体潤滑剤に含浸される潤滑油によ
って摺動面に露出した接着剤の影響はあまり問題となら
ないが、乾燥潤滑条件下で使用される摺動部材において
は、摺動面に露出した接着剤の影響を受け、摺動特性の
良否に大きく左右されるという問題がある。
【0007】また、上述したいずれの条件下において
も、接着剤としてエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂
を使用する限りにおいては該摺動部材の使用温度は制限
され、とくに300℃を超える高温条件下の使用では接
着剤としての機能が失われ、固体潤滑剤が埋設固定され
た孔または凹部から脱落するなどの問題もある。
【0008】本発明は前述したの製造方法によって作
製される摺動部材であって、高温、かつ乾燥潤滑条件下
の使用において摺動特性に優れた固体潤滑剤埋込み型摺
動部材を得ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、高温、かつ乾燥潤滑条件下において使用される固体
潤滑剤埋込み型摺動部材であって、銅系あるいは鉄系合
金からなる金属基体に複数個の孔または凹部が形成され
ており、該孔または凹部には黒鉛を主体とする棒状の固
体潤滑剤が該潤滑剤の外周面に被着された珪酸ナトリウ
ムを介して埋設固定されてなる固体潤滑剤埋込み型摺動
部材によって達成される。
【0010】上記構成において、銅系あるいは鉄系合金
からなる金属基体は円筒状ブッシュまたは板の形態で使
用される。円筒状ブッシュにおいては、該ブッシュに
埋設固定される固体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が軸
方向に互いに重畳(オーバーラップ)するように形成さ
れた孔に埋設固定されるか、固体潤滑剤は相隣なれる
固体潤滑剤が円周方向に互いに重畳するように形成され
た孔に埋設固定されるか、固体潤滑剤は相隣なれる固
体潤滑剤が軸方向および円周方向に互いに重畳するよう
に形成された孔に埋設固定される。また、方形状の板に
おいては、固体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が一方向
または直交する二方向に互いに重畳するように形成され
た孔に埋設固定され、円板あるいはリング状の板におい
ては、固体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が円周方向に
互いに重畳するように形成された孔または凹部に埋設固
定される。
【0011】上述した円筒状ブッシュおよび板において
も、埋設固定された固体潤滑剤の摺動面に露出する割合
は20〜30%である。
【0012】固体潤滑剤の外周面に被着される硅酸ナト
リウムは耐熱性を有し、常態では濃度の高い水溶液であ
る。これを固体潤滑剤の外周面に所定量被着したのち、
金属基体に形成された孔または凹部に挿入し、炉中で2
00なし300℃の温度で1ないし2時間乾燥させるこ
とによって、該固体潤滑剤を金属基体に形成された孔ま
たは凹部の壁面に接合する接着剤の機能を発揮するとと
もに摺動部材の高温使用時における潤滑剤の機能を発揮
する。
【0013】このように硅酸ナトリウムは接着剤の機能
と潤滑剤の機能を併せ持ち、高温使用時においても接着
剤としての機能を失うことなく固体潤滑剤を金属基体に
形成された孔または凹部に確実に固定するので、該固体
潤滑剤が孔または凹部から脱落するようなことはない。
また、高温において潤滑性を有するため、固体潤滑剤の
潤滑性と相俟って摺動部材の潤滑特性を向上させること
ができる。
【0014】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態を添付
図面により詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施
例に何等限定されないのである。
【0015】
【実施例】金属基体として青銅鋳物(BC3:JIS−
H5111)を使用し、内径26mm、外径48mm、
長さ20mmの円筒リングを作製した。ついで、該円筒
リングの一方の端面に直径5mmの凹部を、円筒端面の
円周方向に相隣れる凹部が互いに重畳(オーバーラッ
プ)するように16個形成した。
【0016】固体潤滑剤として、直径4.8mm、長さ
6mmの黒鉛丸棒を用意した。
【0017】接着剤として、硅酸ナトリウムの水溶液を
用意し、前記黒鉛丸棒の外周面に該硅酸ナトリウムを被
着させ、これを前記円筒端面に形成された凹部に挿入し
た。ついで、これを200℃に設定された乾燥炉中で2
時間、接着剤を乾燥させたのち、乾燥炉から取り出し、
機械加工を施して円筒端面に固体潤滑剤が埋設固定され
た摺動部材を得た。この摺動部材において、摺動面に固
体潤滑剤の露出する面積割合は22.6%であった。
【0018】図1はこのようにして得た摺動部材を示す
平面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は図1の要
部拡大横断面図、図4は図1の要部拡大縦断面図であ
り、図中符号1は摺動部材の基体をなす円筒リング、2
は該円筒リング1の円筒端面、3は該円筒端面2に形成
された凹部であり、該凹部3は該円筒端面2の円周方向
に互いに重畳(オーバーラップ)するように形成されて
いる。4は該凹部3に埋設固定された固体潤滑剤であ
り、δは固体潤滑剤4の円周方向のオーバーラップ代で
ある。5は該固体潤滑剤4の外周面と凹部3の内面との
間に介在する硅酸ナトリウムからなる接着剤である。な
お、符号6は円筒リング1の円筒端面2と反対側の端面
に形成された径方向に貫通する凹溝であり、該凹溝6は
該円筒リング1を取付部材に設けられた凸部(図示せ
ず)に嵌合固定するためのものである。
【0019】図5および図6は他の形態の固体潤滑剤埋
込み型摺動部材を示すもので、図5は固体潤滑剤4が埋
設固定された円筒状ブッシュからなる摺動部材を示す断
面図であり、固体潤滑剤4は相隣なれる固体潤滑剤が軸
方向および円周方向に互いに重畳するように形成された
孔7に埋設固定されている。また、図6は、固体潤滑剤
4が埋設固定された方形状板からなる摺動部材を示す平
面図であり、固体潤滑剤4は相隣なれる固体潤滑剤4が
直交する二方向に互いに重畳するように形成された凹部
3に埋設固定されている。
【0020】つぎに、上述した図1ないし図4に示す円
筒端面2に固体潤滑剤4が埋設固定された摺動部材につ
いて、相手材をSUS304(オーステナイト系ステン
レス)として摺動特性を試験した結果を説明する。 <試験条件> 面 圧:20kgf/cm2 速 度:2m/min 雰囲気温度:300℃ 摺動距離:6,000m 試験機:高温スラスト試験機
【0021】図7は、上記試験条件で試験した摩擦係数
と摺動距離との関係を示すグラフである。図7中、○は
上記実施例の摺動部材、△は接着剤としてエポキシ樹脂
を使用した従来の摺動部材の試験結果を示すものであ
る。
【0022】試験結果を示すグラフから、接着剤として
硅酸ナトリウムを使用した実施例の摺動部材は、摩擦係
数が試験時間(摺動距離)を通して0.15と安定した
性能を示しているのに対し、従来の摺動部材は摩擦係数
が0.2以上と高い値を示した。そして、これら摺動部
材の試験後の摩耗量を測定したところ、実施例の摺動部
材は0.35mm、従来の摺動部材は0.95mmであ
った。また、従来の摺動部材においては、摺動面に埋設
固定した固体潤滑剤の一部が試験後、凹部から容易に脱
落するのが観察された。
【0023】以上の摺動特性の試験結果から、従来の摺
動部材がすべり距離3,000m付近から徐々に摩擦係
数が上昇する傾向を示したのは、摺動面に露出した潤滑
性に寄与しない接着剤の影響であると推察される。ま
た、摩耗量が0.95mmと高い値を示したのは、接着
剤を含む摩耗粉が300℃の高温条件下で酸化され、こ
の酸化物が摺動面に介在したためであると推察される。
一方、実施例の摺動部材においては、硅酸ナトリウムか
らなる接着剤は300℃の高温条件下においても何らの
変化も来さず、接着剤としての機能と高温条件下での潤
滑性を発揮し、試験時間を通して安定した性能を示した
ものと推察される。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高温かつ
乾燥潤滑条件下の使用において摺動特性に優れた固体潤
滑剤埋込み型摺動部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体潤滑剤埋込み型摺動部材の実施例
を示す平面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1の要部拡大横断面図である。
【図4】図1の要部拡大縦断面図である。
【図5】本発明の固体潤滑剤埋込み型摺動部材の他の実
施例を示す縦断面図である。
【図6】本発明の固体潤滑剤埋込み型摺動部材のさらに
他の実施例を示す縦断面図である。
【図7】図1に示す摺動部材の摩擦係数と摺動距離との
関係を試験した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 円筒リング 2 円筒端面 3 凹部 4 固体潤滑剤 5 接着剤

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温、かつ乾燥潤滑条件下において使用
    される固体潤滑剤埋込み型摺動部材であって、銅系ある
    いは鉄系合金からなる金属基体に複数個の孔または凹部
    が形成されており、該孔または凹部には黒鉛を主体とす
    る棒状の固体潤滑剤が該潤滑剤の外周面に被着された珪
    酸ナトリウムを介して埋設固定されていることを特徴と
    する固体潤滑剤埋込み型摺動部材。
  2. 【請求項2】 固体潤滑剤は該金属基体の摺動面に20
    〜30%の割合で露出している請求項1に記載の固体潤
    滑剤埋込み型摺動部材。
  3. 【請求項3】 金属基体は円筒状ブッシュからなり、固
    体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が軸方向に互いに重畳
    するように形成された孔に埋設固定されてなる請求項1
    または2に記載の固体潤滑剤埋込み型摺動部材。
  4. 【請求項4】 金属基体は円筒状ブッシュからなり、固
    体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が円周方向に互いに重
    畳するように形成された孔に埋設固定されてなる請求項
    1または2に記載の固体潤滑剤埋込み型摺動部材。
  5. 【請求項5】 金属基体は円筒状ブッシュからなり、固
    体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が軸方向および円周方
    向に互いに重畳するように形成された孔に埋設固定され
    てなる請求項1または2に記載の固体潤滑剤埋込み型摺
    動部材。
  6. 【請求項6】 金属基体は板状からなり、固体潤滑剤は
    相隣なれる固体潤滑剤が一方向に互いに重畳するように
    形成された孔に埋設固定されてなる請求項1または2に
    記載の固体潤滑剤埋込み型摺動部材。
  7. 【請求項7】 金属基体は方形板状からなり、固体潤滑
    剤は相隣なれる固体潤滑剤が直交する二方向に互いに重
    畳するように形成された孔に埋設固定されてなる請求項
    1または2に記載の固体潤滑剤埋込み型摺動部材。
  8. 【請求項8】 金属基体は円板あるいはリング状からな
    り、固体潤滑剤は相隣なれる固体潤滑剤が円周方向に互
    いに重畳するように形成された孔または凹部埋設固定さ
    れてなる請求項1または2に記載の固体潤滑剤埋込み型
    摺動部材。
JP35413797A 1997-12-08 1997-12-08 固体潤滑剤埋込み型摺動部材 Expired - Lifetime JP3960672B2 (ja)

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