JP2001099158A - すべり軸受 - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐疲労性や耐摩耗性を維持したまま、異物埋収
性を高めたすべり軸受とする。 【解決手段】裏金の内面に軸受合金層、中間層およびオ
ーバレイの各層を順次設ける。軸受合金層の内側表面を
凹部ａと凸部ｂにより凹凸面とする。この凸部ｂは正方
形を４５°に円周方向に傾斜しており、シャフトとすべ
り軸受の摺動面の間に混入した異物Ｘがシャフトの回転
によって円周方向へ移動する際に凸部ｂの側縁に当た
り、これに沿って移動する間に埋収が促進される。十分
に埋収されない場合には、再びその側縁から離れる。
性を高めたすべり軸受とする。 【解決手段】裏金の内面に軸受合金層、中間層およびオ
ーバレイの各層を順次設ける。軸受合金層の内側表面を
凹部ａと凸部ｂにより凹凸面とする。この凸部ｂは正方
形を４５°に円周方向に傾斜しており、シャフトとすべ
り軸受の摺動面の間に混入した異物Ｘがシャフトの回転
によって円周方向へ移動する際に凸部ｂの側縁に当た
り、これに沿って移動する間に埋収が促進される。十分
に埋収されない場合には、再びその側縁から離れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、すべり軸受、特
に軸受合金層の内側表面が凹凸面とされ、この凹部内に
オーバレイが充填されているすべり軸受に関する。
に軸受合金層の内側表面が凹凸面とされ、この凹部内に
オーバレイが充填されているすべり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】裏金に軸受合金層を接合し、さらに軸受
合金層の表面にＰｂ−Ｓｎ合金などの軟質材料によるオ
ーバレイを設けてなじみ性や異物埋収性を高めたすべり
軸受が知られている。また、軸受合金層とオーバレイと
の間にＮｉ等からなる中間層を設け、オーバレイ中の成
分が軸受合金層へ拡散するのを防止したり、オーバレイ
の接合性を高めたすべり軸受が知られている。
合金層の表面にＰｂ−Ｓｎ合金などの軟質材料によるオ
ーバレイを設けてなじみ性や異物埋収性を高めたすべり
軸受が知られている。また、軸受合金層とオーバレイと
の間にＮｉ等からなる中間層を設け、オーバレイ中の成
分が軸受合金層へ拡散するのを防止したり、オーバレイ
の接合性を高めたすべり軸受が知られている。
【０００３】ここで、オーバレイが摩耗して硬い中間層
が広い面積にわたって露出すると、シャフトが硬い中間
層と直接摺動することになり急激に焼付きを生じやすく
なる。このため、図８、図９に示すように、軸受合金層
６１の内側表面に円周方向にボーリング加工により凹溝
６４を形成し、この凹溝６４に沿って中間層６２、オー
バレイ６３を形成して、仮にオーバレイ６３が摩耗して
も、凹溝６４内の軟らかいオーバレイ６３と中間層６２
や軸受合金層６１が混在した状態になるようにして、広
い範囲にわたって硬い中間層６２が露出しないようにし
て非焼付き性を維持するすべり軸受も知られている。
が広い面積にわたって露出すると、シャフトが硬い中間
層と直接摺動することになり急激に焼付きを生じやすく
なる。このため、図８、図９に示すように、軸受合金層
６１の内側表面に円周方向にボーリング加工により凹溝
６４を形成し、この凹溝６４に沿って中間層６２、オー
バレイ６３を形成して、仮にオーバレイ６３が摩耗して
も、凹溝６４内の軟らかいオーバレイ６３と中間層６２
や軸受合金層６１が混在した状態になるようにして、広
い範囲にわたって硬い中間層６２が露出しないようにし
て非焼付き性を維持するすべり軸受も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ボーリング加
工により形成された凹溝６４は、すべり軸受の円周方向
への平行した溝であるため、運転時に切り粉や潤滑油の
劣化生成物などの異物Ｘがシャフトとすべり軸受との間
に混入すると、図９に示すように、異物Ｘは円周方向に
引きずられて、オーバレイ表面に長い損傷を与えて非焼
付き性が低下したり、この損傷を起点として疲労クラッ
クが伝搬するなど、耐疲労性や非焼付き性の双方に優れ
たすべり軸受とすることに限界があった。
工により形成された凹溝６４は、すべり軸受の円周方向
への平行した溝であるため、運転時に切り粉や潤滑油の
劣化生成物などの異物Ｘがシャフトとすべり軸受との間
に混入すると、図９に示すように、異物Ｘは円周方向に
引きずられて、オーバレイ表面に長い損傷を与えて非焼
付き性が低下したり、この損傷を起点として疲労クラッ
クが伝搬するなど、耐疲労性や非焼付き性の双方に優れ
たすべり軸受とすることに限界があった。
【０００５】そこで、本発明では、凸部を、シャフトと
すべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの回
転によって円周方向へ移動する際に凸部の側縁に当たり
これに沿って移動し、再びその側縁から離れるように配
設することによって、非焼付き性や耐疲労性にさらに優
れたすべり軸受とすることを目的としている。
すべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの回
転によって円周方向へ移動する際に凸部の側縁に当たり
これに沿って移動し、再びその側縁から離れるように配
設することによって、非焼付き性や耐疲労性にさらに優
れたすべり軸受とすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、凸
部は、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入した異
物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する際に凸
部の側縁に当たって側縁に沿って移動し、再びその側縁
から離れるように配設されている。この構成により、異
物がシャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入すると、
異物は回転するシャフトによって押圧されて、軟らかい
オーバレイ中に埋収されながら円周方向に移動する。そ
して、凸部の側縁に当たり、この側縁を押圧しながら沿
って移動するが、この際の押圧力によって、オーバレイ
中に埋収されるのが促進される。これによって、異物が
凸部の側縁で噛み合いを生じない。
部は、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入した異
物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する際に凸
部の側縁に当たって側縁に沿って移動し、再びその側縁
から離れるように配設されている。この構成により、異
物がシャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入すると、
異物は回転するシャフトによって押圧されて、軟らかい
オーバレイ中に埋収されながら円周方向に移動する。そ
して、凸部の側縁に当たり、この側縁を押圧しながら沿
って移動するが、この際の押圧力によって、オーバレイ
中に埋収されるのが促進される。これによって、異物が
凸部の側縁で噛み合いを生じない。
【０００７】なお、異物が凸部の側縁に沿って移動する
には、通常円周方向に対して６０°程度は必要であり、
一方、傾きが小さくなると、異物が凸部の側縁に沿って
移動し易くなり、オーバレイ中への埋収作用が減少す
る。このため、５〜６０°程度が望ましく、特に１０〜
５０°が望ましい。軸受合金の材質は、Ｃｕ、Ａｌ合金
がその代表例であり、オーバレイの材質はＰｂ、Ｐｂ合
金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の公知の摺動
用樹脂、など適宜選択することができる。
には、通常円周方向に対して６０°程度は必要であり、
一方、傾きが小さくなると、異物が凸部の側縁に沿って
移動し易くなり、オーバレイ中への埋収作用が減少す
る。このため、５〜６０°程度が望ましく、特に１０〜
５０°が望ましい。軸受合金の材質は、Ｃｕ、Ａｌ合金
がその代表例であり、オーバレイの材質はＰｂ、Ｐｂ合
金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の公知の摺動
用樹脂、など適宜選択することができる。
【０００８】また、軸受合金層上にオーバレイを直接充
填することもできるが、軸受合金層とオーバレイの間に
Ｎｉ、Ａｇなどの中間層を設けて、密着性を高めたり、
オーバレイ中の成分が軸受合金層中に拡散することを防
止することができる（請求項２）。中間層の材質として
は、Ｎｉ、Ａｇの他、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ｃ
ｏ、Ｃｏ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｚｎ、Ｚｎ
合金など適宜選択される。オーバレイの材質は、鉛錫合
金が代表的であるが、他の軟質材料、例えば樹脂や錫系
の合金により形成することができる。
填することもできるが、軸受合金層とオーバレイの間に
Ｎｉ、Ａｇなどの中間層を設けて、密着性を高めたり、
オーバレイ中の成分が軸受合金層中に拡散することを防
止することができる（請求項２）。中間層の材質として
は、Ｎｉ、Ａｇの他、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ｃ
ｏ、Ｃｏ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｚｎ、Ｚｎ
合金など適宜選択される。オーバレイの材質は、鉛錫合
金が代表的であるが、他の軟質材料、例えば樹脂や錫系
の合金により形成することができる。
【０００９】
【発明の効果】請求項１の発明では、凸部は、シャフト
とすべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの
回転によって円周方向へ移動する際に凸部の側縁に当た
って側縁に沿って移動し、再びその側縁から離れるよう
に配設されていることによって、異物埋収に優れて非焼
付き性の高いすべり軸受とすることができる。
とすべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの
回転によって円周方向へ移動する際に凸部の側縁に当た
って側縁に沿って移動し、再びその側縁から離れるよう
に配設されていることによって、異物埋収に優れて非焼
付き性の高いすべり軸受とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態１に
ついて図１〜図４を参照して説明する。なお、この実施
の形態１では、運転条件により組み込まれる回転軸との
関係で、最小油膜厚さ（Ｈｍｉｎ．）となる部位をすべ
り軸受１の左右中央にしている実施例を示し、左右７０
°の角度範囲が後述する凹凸面とされている。
ついて図１〜図４を参照して説明する。なお、この実施
の形態１では、運転条件により組み込まれる回転軸との
関係で、最小油膜厚さ（Ｈｍｉｎ．）となる部位をすべ
り軸受１の左右中央にしている実施例を示し、左右７０
°の角度範囲が後述する凹凸面とされている。
【００１１】このすべり軸受１の製造方法について説明
すると、裏金（図示しない。）に銅合金からなる軸受合
金層２を接合したバイメタルを所定寸法に切断し、機械
加工により、半円筒形に湾曲した後、端部を処理して、
外径５６ｍｍ、幅２６ｍｍの半円筒形のすべり軸受１が
得られる。このすべり軸受１に対して水系洗浄脱脂、電
解脱脂、酸洗いの順で前処理を行った後に、エッチング
する領域のマスキングを行う。本実施例では、奥村製薬
工業株式社製のマスキング材ＨＥＲ３００（商標）を使
用したパッド印刷により行なわれている。
すると、裏金（図示しない。）に銅合金からなる軸受合
金層２を接合したバイメタルを所定寸法に切断し、機械
加工により、半円筒形に湾曲した後、端部を処理して、
外径５６ｍｍ、幅２６ｍｍの半円筒形のすべり軸受１が
得られる。このすべり軸受１に対して水系洗浄脱脂、電
解脱脂、酸洗いの順で前処理を行った後に、エッチング
する領域のマスキングを行う。本実施例では、奥村製薬
工業株式社製のマスキング材ＨＥＲ３００（商標）を使
用したパッド印刷により行なわれている。
【００１２】パッド印刷により得られるパターンは周知
なとおり、自由な形状を選択することができるが、本実
施例では、後述するパターンにされている。このパッド
印刷のマスキング材は、耐酸性および耐アルカリ性に優
れたＨＥＲ３００（商標）を使用した。また、エッチン
グする領域以外のすべり軸受の内面、背面及び縁面に耐
酸性および耐アルカリ性を有するマスキング材のＨＥＲ
３００（商標）を塗布して覆われる。このようにしてす
べり軸受１の全体をマスキング材により覆った上で、エ
ッチングを行う。エッチングは、硝酸２０ｍｌ／ｌ、塩
酸２０ｍｌ／ｌ、過酸化水素２０ｍｌ／ｌのエッチング
液中に浸漬し、電流密度２Ａ／ｄｍ２、温度２０°Ｃの
条件で１０分間、電解エッチングを行う。これにより、
パッド印刷によりマスキング材により覆われていない部
位が深さ２０μｍにエッチングされて凹部ａが形成され
る（図４参照）。また、覆われていた部位はエッチング
されずに残存して凸部ｂとなり、軸受合金層２の内側表
面が凹凸面とされる。なお、これら電解エッチングの条
件を適宜変更することによって、エッチング深さが調整
される。電解エッチングを終えてから、水洗し、マスキ
ング材を除去する。
なとおり、自由な形状を選択することができるが、本実
施例では、後述するパターンにされている。このパッド
印刷のマスキング材は、耐酸性および耐アルカリ性に優
れたＨＥＲ３００（商標）を使用した。また、エッチン
グする領域以外のすべり軸受の内面、背面及び縁面に耐
酸性および耐アルカリ性を有するマスキング材のＨＥＲ
３００（商標）を塗布して覆われる。このようにしてす
べり軸受１の全体をマスキング材により覆った上で、エ
ッチングを行う。エッチングは、硝酸２０ｍｌ／ｌ、塩
酸２０ｍｌ／ｌ、過酸化水素２０ｍｌ／ｌのエッチング
液中に浸漬し、電流密度２Ａ／ｄｍ２、温度２０°Ｃの
条件で１０分間、電解エッチングを行う。これにより、
パッド印刷によりマスキング材により覆われていない部
位が深さ２０μｍにエッチングされて凹部ａが形成され
る（図４参照）。また、覆われていた部位はエッチング
されずに残存して凸部ｂとなり、軸受合金層２の内側表
面が凹凸面とされる。なお、これら電解エッチングの条
件を適宜変更することによって、エッチング深さが調整
される。電解エッチングを終えてから、水洗し、マスキ
ング材を除去する。
【００１３】次に電解酸洗浄を行った後に、Ｎｉめっき
により厚さ１．５μｍの中間層３を形成する。これによ
り、中間層３が、凹凸面を覆って形成される。すなわ
ち、凹凸面に沿って倣い設けられることになる。続い
て、鉛錫合金めっきにより厚さ２０μｍのオーバレイ４
が形成される。このようにして、得られたすべり軸受１
に仕上げの機械加工が施されて、図１，図２に示すすべ
り軸受１が完成する。得られたすべり軸受１は、銅合金
からなる軸受合金層２（図４参照）の内側表面には、厚
さ１．５μｍのＮｉからなる中間層３と、この中間層上
に鉛錫合金からなる厚さ２０μｍのオーバレイ４により
被覆されている。
により厚さ１．５μｍの中間層３を形成する。これによ
り、中間層３が、凹凸面を覆って形成される。すなわ
ち、凹凸面に沿って倣い設けられることになる。続い
て、鉛錫合金めっきにより厚さ２０μｍのオーバレイ４
が形成される。このようにして、得られたすべり軸受１
に仕上げの機械加工が施されて、図１，図２に示すすべ
り軸受１が完成する。得られたすべり軸受１は、銅合金
からなる軸受合金層２（図４参照）の内側表面には、厚
さ１．５μｍのＮｉからなる中間層３と、この中間層上
に鉛錫合金からなる厚さ２０μｍのオーバレイ４により
被覆されている。
【００１４】この実施の形態における凸部ｂは、図３に
拡大して示すように、一辺が０．１ｍｍの正方形を４５
°に円周方向に傾斜し、それぞれ０．１５ｍｍの間隔
で、左右及び前後に連続したパターンに形成されてい
る。
拡大して示すように、一辺が０．１ｍｍの正方形を４５
°に円周方向に傾斜し、それぞれ０．１５ｍｍの間隔
で、左右及び前後に連続したパターンに形成されてい
る。
【００１５】このすべり軸受１が、図示しないハウジン
グに取付けられて、運転されると、時間の経過とともに
オーバレイ４が摩耗して、図４に示す摩耗レベルＩにな
って軸受合金層２が露出する。この際、凸部ｂの軸受合
金と軟らかいオーバレイ４とによりシャフトが摺動し、
硬い中間層３が広い範囲にわたって露出したり、軸受合
金層が広い範囲にわたって露出することがなく、焼付き
が防止される。ここで、図５に符号Ｘで示す異物がすべ
り軸受とシャフトとの間に入ると、シャフトの回転によ
って、オーバレイ４中を円周方向に移動し、凸部ｂの側
縁に当たる。そして、この側縁が円周方向に対して４５
°傾斜しているために、側縁に沿ってオーバレイ中に埋
収されながら移動する。そして、当たっている凸部ｂの
隅まで移動すると、再びオーバレイ４中を円周方向に移
動し、そして次の凸部ｂに当たることになる。このよう
に凸部ｂの側縁に沿って移動する際には、オーバレイ４
中を円周方向に移動する場合に較べて埋収される作用が
大きいために、異物Ｘは早期にオーバレイ４中に完全に
埋収されて、無害化し、オーバレイ４が大きく損傷する
ことが防止される。なお、一辺を０．１ｍｍとしている
のは、余り長くなると、異物Ｘが凸部ｂに当たっている
距離が長くなり、焼付きを生じやすくなることを防止す
るためである。
グに取付けられて、運転されると、時間の経過とともに
オーバレイ４が摩耗して、図４に示す摩耗レベルＩにな
って軸受合金層２が露出する。この際、凸部ｂの軸受合
金と軟らかいオーバレイ４とによりシャフトが摺動し、
硬い中間層３が広い範囲にわたって露出したり、軸受合
金層が広い範囲にわたって露出することがなく、焼付き
が防止される。ここで、図５に符号Ｘで示す異物がすべ
り軸受とシャフトとの間に入ると、シャフトの回転によ
って、オーバレイ４中を円周方向に移動し、凸部ｂの側
縁に当たる。そして、この側縁が円周方向に対して４５
°傾斜しているために、側縁に沿ってオーバレイ中に埋
収されながら移動する。そして、当たっている凸部ｂの
隅まで移動すると、再びオーバレイ４中を円周方向に移
動し、そして次の凸部ｂに当たることになる。このよう
に凸部ｂの側縁に沿って移動する際には、オーバレイ４
中を円周方向に移動する場合に較べて埋収される作用が
大きいために、異物Ｘは早期にオーバレイ４中に完全に
埋収されて、無害化し、オーバレイ４が大きく損傷する
ことが防止される。なお、一辺を０．１ｍｍとしている
のは、余り長くなると、異物Ｘが凸部ｂに当たっている
距離が長くなり、焼付きを生じやすくなることを防止す
るためである。
【００１６】また、仮にオーバレイ４に疲労クラックが
発生しても、凹部ａは凸部ｂによって囲まれているため
に、疲労クラックの伝搬が阻止されて、小さな部位に止
めることができる。
発生しても、凹部ａは凸部ｂによって囲まれているため
に、疲労クラックの伝搬が阻止されて、小さな部位に止
めることができる。
【００１７】以上、本発明の一実施の形態を詳細に説明
したが、これらの実施の形態に限ることなく、下記に例
示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施す
ることができる。 （１）実施の形態では、凸部ｂを一辺が０．１ｍｍの正
方形にした例を示したが、本発明は、凸部ｂを円周に対
して斜めに向けて、異物Ｘが側縁に沿って移動し、再び
その側縁から離れればよく、凸部の形状は正方形のもの
に限ることなく実施することができる。図６に示す例
は、凸部を長方形の堤形状にした例であり、図７に示す
例は凸部ｂとして、この凸部ｂの側縁が実質的に斜めに
向けられている例であって、この他三角形や五角形など
の形状であってもよい。
したが、これらの実施の形態に限ることなく、下記に例
示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施す
ることができる。 （１）実施の形態では、凸部ｂを一辺が０．１ｍｍの正
方形にした例を示したが、本発明は、凸部ｂを円周に対
して斜めに向けて、異物Ｘが側縁に沿って移動し、再び
その側縁から離れればよく、凸部の形状は正方形のもの
に限ることなく実施することができる。図６に示す例
は、凸部を長方形の堤形状にした例であり、図７に示す
例は凸部ｂとして、この凸部ｂの側縁が実質的に斜めに
向けられている例であって、この他三角形や五角形など
の形状であってもよい。
【００１８】（２）実施の形態では、鉛錫合金からなる
オーバレイ４が摺動面を覆っている例を示したが、軸受
合金層２を露出して、軸受合金層２とオーバレイ４が縞
模様に表われた状態まで内面を仕上げ加工することもで
きる。
オーバレイ４が摺動面を覆っている例を示したが、軸受
合金層２を露出して、軸受合金層２とオーバレイ４が縞
模様に表われた状態まで内面を仕上げ加工することもで
きる。
【００１９】（３）実施の形態では、軸受合金層２のエ
ッチング深さを２０μｍとした例を示したが、エッチン
グ深さは、エッチング条件を適宜選択することにより、
５〜５０μｍの深さに形成することができる。
ッチング深さを２０μｍとした例を示したが、エッチン
グ深さは、エッチング条件を適宜選択することにより、
５〜５０μｍの深さに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部切欠斜視図
【図２】展開図
【図３】凸部を示す一部拡大平面図
【図４】一部の拡大断面図
【図５】異物Ｘの移動を説明する一部拡大平面図
【図６】他例の一部拡大平面図
【図７】他例の一部拡大平面図
【図８】従来例の一部拡大断面図
【図９】従来例の一部拡大平面図
２…軸受合金層 ３…中間層 ４…オーバレイ ａ…凹部 ｂ…凸部 Ｘ…異物
フロントページの続き (72)発明者 石川 日出夫 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会社内 (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 CA10 DA01 MA03 PA02 QA02 SB15
Claims (3)
- 【請求項１】 裏金の内面に軸受合金層が設けられ、ま
た、該軸受合金層の内側表面に円周方向に凹部と凸部に
より凹凸面とされて、該凹部内にオーバレイが充填され
ている円筒形もしくは半円筒形のすべり軸受において、 前記凸部は、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入
した異物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する
際に該凸部の側縁に当たって該側縁に沿って移動し、再
びその側縁から離れるように配設されていることを特徴
とするすべり軸受。 - 【請求項２】 軸受合金層とオーバレイとの間にＮｉ、
Ａｇなどからなる中間層が設けられていることを特徴と
する請求項１記載のすべり軸受。 - 【請求項３】 凸部は正方形を円周方向に斜めに向けて
形成していることを特徴とする請求項１，２記載のすべ
り軸受。
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|---|---|---|---|
| JP27622499A JP2001099158A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | すべり軸受 |
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