JPH0551588A - 含油軸受の潤滑方法および含油軸受ならびに含油軸受用潤滑油 - Google Patents
含油軸受の潤滑方法および含油軸受ならびに含油軸受用潤滑油Info
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- JPH0551588A JPH0551588A JP21198991A JP21198991A JPH0551588A JP H0551588 A JPH0551588 A JP H0551588A JP 21198991 A JP21198991 A JP 21198991A JP 21198991 A JP21198991 A JP 21198991A JP H0551588 A JPH0551588 A JP H0551588A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 潤滑油中に混合された粒径１ミクロン以下の
超微粉末の作用を利用して、含油軸受の潤滑に関する新
規な技術を開発する。 【構成】 含油軸受に含浸せしめる潤滑油中に、平均粒
径１ミクロン以下のダイヤモンド超微粉末を混合する
(混合濃度は約０．０００５Ｗｔ％が好適である)。図１
に示したカーブ４Ａはダイヤモンド超微粉末を混合して
いない場合の摩擦係数の経時的変化を示す。カーブ４
Ｂ，４Ｄはダイヤモンド超微粉末を混合した場合の摩擦
係数の経時的変化を示し、上記のカーブ４Ａよりも速や
かに良好ななじみ作用が行われていることを表わしてい
る。
超微粉末の作用を利用して、含油軸受の潤滑に関する新
規な技術を開発する。 【構成】 含油軸受に含浸せしめる潤滑油中に、平均粒
径１ミクロン以下のダイヤモンド超微粉末を混合する
(混合濃度は約０．０００５Ｗｔ％が好適である)。図１
に示したカーブ４Ａはダイヤモンド超微粉末を混合して
いない場合の摩擦係数の経時的変化を示す。カーブ４
Ｂ，４Ｄはダイヤモンド超微粉末を混合した場合の摩擦
係数の経時的変化を示し、上記のカーブ４Ａよりも速や
かに良好ななじみ作用が行われていることを表わしてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、含油軸受を特殊な潤滑
油によって潤滑する方法、および特殊潤滑油を含浸され
た含油軸受、ならびに含油軸受用の特殊な潤滑油に関す
るものである。本発明において軸受とは広義のものであ
って、回転軸を回転の周方向の摺動自在に支承する狭義
の軸受に限られず、軸を長さ方向の摺動自在に支承する
軸受、および、被支承部材の面を摺動自在に支承する所
謂面軸受を含む意である。
油によって潤滑する方法、および特殊潤滑油を含浸され
た含油軸受、ならびに含油軸受用の特殊な潤滑油に関す
るものである。本発明において軸受とは広義のものであ
って、回転軸を回転の周方向の摺動自在に支承する狭義
の軸受に限られず、軸を長さ方向の摺動自在に支承する
軸受、および、被支承部材の面を摺動自在に支承する所
謂面軸受を含む意である。
【０００２】
【従来の技術】多孔質の軸受部材に潤滑用の油脂類を含
浸した含油軸受は広く用いられており、潤滑油を循環給
油したりグリースを注脂したりする手数を要しないので
便利である。この多孔質軸受部材に含浸される潤滑油は
一般に清浄な液状ないし粘液状の油脂が用いられている
が、二硫化モリブデンや黒鉛などのような固体潤滑剤を
微粉末にして混合することも行なわれている。説明の便
宜上、本発明においてはミクロンオーダの微粒状固体を
微粉末と呼び、オングストロームオーダーの微粒状固体
を超微粉末と呼ぶことにする。
浸した含油軸受は広く用いられており、潤滑油を循環給
油したりグリースを注脂したりする手数を要しないので
便利である。この多孔質軸受部材に含浸される潤滑油は
一般に清浄な液状ないし粘液状の油脂が用いられている
が、二硫化モリブデンや黒鉛などのような固体潤滑剤を
微粉末にして混合することも行なわれている。説明の便
宜上、本発明においてはミクロンオーダの微粒状固体を
微粉末と呼び、オングストロームオーダーの微粒状固体
を超微粉末と呼ぶことにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来例の含油軸受用潤
滑油脂に混合された二硫化モリブデンや黒鉛は、それ自
体が固体潤滑剤としての機能を有しているので、その微
粉末を潤滑油脂中に混合することは格別の着想力を要せ
ずして行われていたが、これらの固体潤滑剤は何れも被
支承部材（例えば鋼製の回転軸）に比して硬度の低い材
料であった。被支承部材よりも硬度の高い微粉末が潤滑
油中に混入すると、この微粉末が研磨材として作用し、
被支承部材の摩擦面を早期に摩耗させたり、甚だしい時
は焼付を招いたりする。このため、潤滑油中に高硬度の
微粉末（例えば空中を浮遊していた砂塵や、被支承部材
の摩耗粉など）が混入することは禁忌されていた。
滑油脂に混合された二硫化モリブデンや黒鉛は、それ自
体が固体潤滑剤としての機能を有しているので、その微
粉末を潤滑油脂中に混合することは格別の着想力を要せ
ずして行われていたが、これらの固体潤滑剤は何れも被
支承部材（例えば鋼製の回転軸）に比して硬度の低い材
料であった。被支承部材よりも硬度の高い微粉末が潤滑
油中に混入すると、この微粉末が研磨材として作用し、
被支承部材の摩擦面を早期に摩耗させたり、甚だしい時
は焼付を招いたりする。このため、潤滑油中に高硬度の
微粉末（例えば空中を浮遊していた砂塵や、被支承部材
の摩耗粉など）が混入することは禁忌されていた。
【０００４】本発明者は、上記の高硬度微粉末の平均粒
径を更に極度に微粉化してオングストロームオーダーの
超微粉末にすると、潤滑−摩耗に関与する態様が変化す
ることを予想して実験を行い、潤滑油中の高硬度超微粉
末が条件如何によっては潤滑状態を改善し得ることを理
論的に発見，確認した。
径を更に極度に微粉化してオングストロームオーダーの
超微粉末にすると、潤滑−摩耗に関与する態様が変化す
ることを予想して実験を行い、潤滑油中の高硬度超微粉
末が条件如何によっては潤滑状態を改善し得ることを理
論的に発見，確認した。
【０００５】本発明は上記の発見に基づいて、これを実
用面に応用して、従来予想し得なかった潤滑機能が得ら
れる含油軸受の潤滑方法、および同含油軸受、ならびに
含油軸受用の潤滑油を提供することを目的とする。
用面に応用して、従来予想し得なかった潤滑機能が得ら
れる含油軸受の潤滑方法、および同含油軸受、ならびに
含油軸受用の潤滑油を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の高硬度超微粉末に
よる潤滑状態の改善を実用面に適用するため本発明に係
る潤滑方法は、金属部材を摺動自在に支承する多孔質の
軸受部材に、固体微粉末を混合した潤滑油を含浸せしめ
る潤滑方法において、上記の固体微粉末として、前記軸
受部材によって支承される金属部材よりも硬度の高い物
質の、平均粒径１ミクロン以下の超微粉末を用いること
を特徴とする。
よる潤滑状態の改善を実用面に適用するため本発明に係
る潤滑方法は、金属部材を摺動自在に支承する多孔質の
軸受部材に、固体微粉末を混合した潤滑油を含浸せしめ
る潤滑方法において、上記の固体微粉末として、前記軸
受部材によって支承される金属部材よりも硬度の高い物
質の、平均粒径１ミクロン以下の超微粉末を用いること
を特徴とする。
【０００７】また、前述した潤滑状態の改善を実地に適
用する具体的構成として本発明に係る含油軸受は、潤滑
油を含浸した多孔質の軸受部材によって金属部材を摺動
自在に支承した含油軸受において、前記の潤滑油中に、
前記金属部材よりも硬度の高い物質の、平均粒径１ミク
ロン以下の超微粉末が混合されていることを特徴とす
る。
用する具体的構成として本発明に係る含油軸受は、潤滑
油を含浸した多孔質の軸受部材によって金属部材を摺動
自在に支承した含油軸受において、前記の潤滑油中に、
前記金属部材よりも硬度の高い物質の、平均粒径１ミク
ロン以下の超微粉末が混合されていることを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】含油軸受の潤滑油中に、例えばダイヤモンドな
どのように被支承部材よりも硬度の高い超微粉末を混合
すると、すべり摩擦面のなじみ期間が短縮される。さら
に、前記ダイヤモンド超微粉末の潤滑油中濃度や軸受面
圧力などの条件を適宜に選ぶと摩擦係数が減少し、摩耗
の進行が抑制される。
どのように被支承部材よりも硬度の高い超微粉末を混合
すると、すべり摩擦面のなじみ期間が短縮される。さら
に、前記ダイヤモンド超微粉末の潤滑油中濃度や軸受面
圧力などの条件を適宜に選ぶと摩擦係数が減少し、摩耗
の進行が抑制される。
【０００９】
【実施例】次に本発明に係る３種類の実施例について、
比較例と対照しつつ説明する。上記３種類の実施例およ
び比較例においては、平均粒度１００番の銅，錫粉末の
加圧成形物を焼結して多孔質の軸受部材を構成し、被支
承部材を炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）で構成して、鈴木式摩擦試
験機を用いて円筒端面同志の回転すべり試験を行った。
前記多孔質の軸受部材を焼結して構成した作業の主要諸
元は次の如くである。 組成： 銅９０Ｗｔ％，錫１０Ｗｔ％ 焼結工程： 第１工程は４００℃×３０分間 第２工程は７９０℃で３０分間 焼結雰囲気： アルゴンガス中 空孔率： １３％ 硬度： ４４Ｈｖ この実施例を実施する場合、前記の組成，空孔率および
硬度は、ほぼ１桁の精度で上記の値とすれば良い。すな
わち銅８５〜９４Ｗｔ％，錫６〜１５Ｗｔ％の範囲内で
ほぼ同様の効果が得られ、空孔率５〜３０％でほぼ同様
の効果が得られ、硬度４０〜４５（Ｈｖ）でほぼ同様の
効果が得られる。
比較例と対照しつつ説明する。上記３種類の実施例およ
び比較例においては、平均粒度１００番の銅，錫粉末の
加圧成形物を焼結して多孔質の軸受部材を構成し、被支
承部材を炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）で構成して、鈴木式摩擦試
験機を用いて円筒端面同志の回転すべり試験を行った。
前記多孔質の軸受部材を焼結して構成した作業の主要諸
元は次の如くである。 組成： 銅９０Ｗｔ％，錫１０Ｗｔ％ 焼結工程： 第１工程は４００℃×３０分間 第２工程は７９０℃で３０分間 焼結雰囲気： アルゴンガス中 空孔率： １３％ 硬度： ４４Ｈｖ この実施例を実施する場合、前記の組成，空孔率および
硬度は、ほぼ１桁の精度で上記の値とすれば良い。すな
わち銅８５〜９４Ｗｔ％，錫６〜１５Ｗｔ％の範囲内で
ほぼ同様の効果が得られ、空孔率５〜３０％でほぼ同様
の効果が得られ、硬度４０〜４５（Ｈｖ）でほぼ同様の
効果が得られる。
【００１０】図２は前記鈴木式摩擦試験機によって本実
施例および比較例の潤滑−摩擦状態を試験するために構
成したテストピースの外観を示し、１は軸受材（多孔
質）、２は被支承部材である炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）であ
る。図示の寸法はそれぞれ次の如くである。ａ＝１７
φ、ｂ＝１０mm、ｃ＝１５mm、ｄ＝６φ、ｅ＝５φ 上述の多孔性の軸受部材１を４個構成し、それぞれに対
して表１に示す４種類の潤滑油Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含浸せ
しめる。
施例および比較例の潤滑−摩擦状態を試験するために構
成したテストピースの外観を示し、１は軸受材（多孔
質）、２は被支承部材である炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）であ
る。図示の寸法はそれぞれ次の如くである。ａ＝１７
φ、ｂ＝１０mm、ｃ＝１５mm、ｄ＝６φ、ｅ＝５φ 上述の多孔性の軸受部材１を４個構成し、それぞれに対
して表１に示す４種類の潤滑油Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含浸せ
しめる。
【００１１】
【表１】
【００１２】Ａは比較例の潤滑油であって、ＩＳＯ２２
０の高純度鉱油である。ソ連製オイル中に、粒径２０〜
１００オングストロームのダイヤモンド超微粉末を０．
５Ｗｔ％混合した添加剤を用い、この添加剤を前記高純
度鉱油で１０００倍に希釈して実施例の潤滑油Ｂを調製
した。同様に、１００倍に希釈して潤滑油Ｃを、１０倍
に希釈して潤滑油Ｄをそれぞれ調製した。これら４種の
潤滑油Ａ〜Ｄのそれぞれを前記４個の軸受部材１に含浸
せしめて４組のテストピースを作成して試験を行った結
果につき、以下に説明する。
０の高純度鉱油である。ソ連製オイル中に、粒径２０〜
１００オングストロームのダイヤモンド超微粉末を０．
５Ｗｔ％混合した添加剤を用い、この添加剤を前記高純
度鉱油で１０００倍に希釈して実施例の潤滑油Ｂを調製
した。同様に、１００倍に希釈して潤滑油Ｃを、１０倍
に希釈して潤滑油Ｄをそれぞれ調製した。これら４種の
潤滑油Ａ〜Ｄのそれぞれを前記４個の軸受部材１に含浸
せしめて４組のテストピースを作成して試験を行った結
果につき、以下に説明する。
【００１３】潤滑油Ａ（純鉱油）を含浸せしめた比較例
の軸受部材を用いて、すべり開始４秒後の２秒間におけ
る摩擦係数の経時変化を図３に示す。摩擦係数は約０．
１秒の周期で変動しているが、その算術平均は０．１５
である。上記のようにして２秒間の算術平均値を求め、
同様にして１分間間隔で摩擦係数を測定し、１２０分間
の経過を図表として示すと図１のカーブ４Ａの如くであ
る。同様に、実施例の潤滑油Ｂ（０．０００５Ｗｔ％）
を含浸せしめた軸受部材の摩擦係数の１２０分間の経過
は図１のカーブ４Ｂの如くであり、実施例の潤滑油Ｄ
（０．０５Ｗｔ％）を含浸せしめた軸受部材の１２０分
間の経過はカーブ４Ｄの如くである。各カーブ４Ａ，４
Ｂ，４Ｄともに、なじみの進行によって摩擦係数が経時
的に減少し、次第に一定値に近づいている。比較的（カ
ーブ４Ａ）に比して実施例（カーブ４Ｂ，４Ｄ）は、な
じみ完成後の摩擦係数が少なくなっている。このように
してテスト開始からなじみ完成までの所要時間を調べた
結果は図４の如くである。５Ａは比較例（純鉱油）のな
じみ所要時間、５Ｂ，５Ｃ，５Ｄはそれぞれ実施例にお
ける潤滑油Ｂ，Ｃ，Ｄを含浸せしめた場合のなじみ所要
時間である。ダイヤモンド超微粉末の混合によってなじ
み所要時間が減少していること、および、混合濃度０．
０００５〜０．０５Ｗｔ％の間において、濃度の差によ
るなじみ所要時間の差が認められないことが解る。
の軸受部材を用いて、すべり開始４秒後の２秒間におけ
る摩擦係数の経時変化を図３に示す。摩擦係数は約０．
１秒の周期で変動しているが、その算術平均は０．１５
である。上記のようにして２秒間の算術平均値を求め、
同様にして１分間間隔で摩擦係数を測定し、１２０分間
の経過を図表として示すと図１のカーブ４Ａの如くであ
る。同様に、実施例の潤滑油Ｂ（０．０００５Ｗｔ％）
を含浸せしめた軸受部材の摩擦係数の１２０分間の経過
は図１のカーブ４Ｂの如くであり、実施例の潤滑油Ｄ
（０．０５Ｗｔ％）を含浸せしめた軸受部材の１２０分
間の経過はカーブ４Ｄの如くである。各カーブ４Ａ，４
Ｂ，４Ｄともに、なじみの進行によって摩擦係数が経時
的に減少し、次第に一定値に近づいている。比較的（カ
ーブ４Ａ）に比して実施例（カーブ４Ｂ，４Ｄ）は、な
じみ完成後の摩擦係数が少なくなっている。このように
してテスト開始からなじみ完成までの所要時間を調べた
結果は図４の如くである。５Ａは比較例（純鉱油）のな
じみ所要時間、５Ｂ，５Ｃ，５Ｄはそれぞれ実施例にお
ける潤滑油Ｂ，Ｃ，Ｄを含浸せしめた場合のなじみ所要
時間である。ダイヤモンド超微粉末の混合によってなじ
み所要時間が減少していること、および、混合濃度０．
０００５〜０．０５Ｗｔ％の間において、濃度の差によ
るなじみ所要時間の差が認められないことが解る。
【００１４】次に、なじみ完成後におけるダイヤモンド
超微粉末の混合濃度と摩擦係数との関係を図５に示す。
混合濃度０．０００５〜０．０５Ｗｔ％の範囲内におい
て、濃度が高いほど摩擦係数（なじみ完了後）が小さく
なっている。６Ｂ，６Ｄはそれぞれ実施例の潤滑油Ｂ，
Ｄを含浸させた場合の摩擦係数を表わしている。６Ｃは
実施例Ｃの潤滑油を含浸させた場合の摩擦係数である
が、何らかの事情によって異常値を示したものと判断さ
れるので、カーブ６を描くについては除外した。
超微粉末の混合濃度と摩擦係数との関係を図５に示す。
混合濃度０．０００５〜０．０５Ｗｔ％の範囲内におい
て、濃度が高いほど摩擦係数（なじみ完了後）が小さく
なっている。６Ｂ，６Ｄはそれぞれ実施例の潤滑油Ｂ，
Ｄを含浸させた場合の摩擦係数を表わしている。６Ｃは
実施例Ｃの潤滑油を含浸させた場合の摩擦係数である
が、何らかの事情によって異常値を示したものと判断さ
れるので、カーブ６を描くについては除外した。
【００１５】図６は、ダイヤモンド濃度と比摩耗率との
関係を示した図表である。６Ａは比較例の純鉱油を含浸
させた軸受部材の比摩耗率、７Ａはこれと組み合わせて
テストした炭素鋼の比摩耗率である。６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
はそれぞれ実施例の潤滑油Ｂ，Ｃ，Ｄを含浸させた軸受
部材の比摩耗率、７Ｂ，７Ｃ，７Ｄはそれぞれ上記軸受
部材と組み合わせてテストした炭素鋼の比摩耗率であ
る。ダイヤモンド混合濃度０．０００５Ｗｔ％付近に比
摩耗率の最小値が有り、０．０００２〜０．００５Ｗｔ
％の間に適正範囲が有ると認められる。
関係を示した図表である。６Ａは比較例の純鉱油を含浸
させた軸受部材の比摩耗率、７Ａはこれと組み合わせて
テストした炭素鋼の比摩耗率である。６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
はそれぞれ実施例の潤滑油Ｂ，Ｃ，Ｄを含浸させた軸受
部材の比摩耗率、７Ｂ，７Ｃ，７Ｄはそれぞれ上記軸受
部材と組み合わせてテストした炭素鋼の比摩耗率であ
る。ダイヤモンド混合濃度０．０００５Ｗｔ％付近に比
摩耗率の最小値が有り、０．０００２〜０．００５Ｗｔ
％の間に適正範囲が有ると認められる。
【００１６】図７（ｂ）は実施例Ｂの潤滑油を含浸させ
た軸受部材と組み合わせてテストした炭素鋼の表面あら
さを描いたカーブ８Ｂを示す。同図（ｃ），（ｄ）は実
施例Ｃ，Ｄにおける炭素鋼の表面あらさを描いたカーブ
８Ｃ，８Ｄを示す。ダイヤモンド混合濃度が大きくなる
につれて表面あらさが粗になっている。図８は混合濃度
と最大高さあらさとの関係を示す図表である。ダイヤモ
ンド混合濃度が大きいほど摩擦面の荒れ方が著しくなる
ことは摩擦面の光学顕微鏡による検鏡所見によっても確
かめられた。
た軸受部材と組み合わせてテストした炭素鋼の表面あら
さを描いたカーブ８Ｂを示す。同図（ｃ），（ｄ）は実
施例Ｃ，Ｄにおける炭素鋼の表面あらさを描いたカーブ
８Ｃ，８Ｄを示す。ダイヤモンド混合濃度が大きくなる
につれて表面あらさが粗になっている。図８は混合濃度
と最大高さあらさとの関係を示す図表である。ダイヤモ
ンド混合濃度が大きいほど摩擦面の荒れ方が著しくなる
ことは摩擦面の光学顕微鏡による検鏡所見によっても確
かめられた。
【００１７】図９はテスト後における摩擦面の硬度とダ
イヤモンド超微粉末混合濃度との関係を示す図表であ
る。点１０は比較例における軸受部材の摩擦面硬度を示
し、点１１は上記軸受部材によって支承された炭素鋼の
摩擦面硬度を示す。カーブ１２は実施例における軸受部
材の摩擦面硬度を示し、カーブ１３は炭素鋼の摩擦面硬
度を示す。被支承部材である炭素鋼の摩擦面硬度は、ダ
イヤモンド超微粉末混合濃度０．０００５Ｗｔ％付近に
最高値が有る。この混合濃度（０．０００５Ｗｔ％）
は、図６について説明した最小摩耗に対応する混合濃度
（０．０００５Ｗｔ％）と同一である。このように摩擦
面の硬度が上昇して摩耗の進行が抑制される原因は、
（イ）加工硬化、および（ロ）摩擦面へのダイヤモンド
超微粉末の埋め込みと考えられる。上記（イ），（ロ）
に因る摩擦面の硬化以外に、ダイヤモンド超微粉末によ
る切削（アブレシブ）も進行するものと考えられる。従
って、ダイヤモンド超微粉末の混合濃度を過大にしても
比摩耗率は却って増加する（図６について述べたごとく
である）。図１０は、軸受部材と炭素鋼との接触圧力を
比較的高くして６７ｋｇ／ｃｍ2としたときの、実施例
Ｂの潤滑油を用いたときの摩擦係数の経時的変化を示す
カーブ１４Ｂと、比較例（純鉱油）を用いたときのカー
ブ１４Ａとを示す図表であり、カーブ１４Ｂが１１０分
を過ぎて急上昇しているのは焼付の発生を表わしてい
る。これにより、この実施例の含油軸受においては、使
用に適する接触圧力の上限値が比較例（純鉱油）よりも
低いことが解る。
イヤモンド超微粉末混合濃度との関係を示す図表であ
る。点１０は比較例における軸受部材の摩擦面硬度を示
し、点１１は上記軸受部材によって支承された炭素鋼の
摩擦面硬度を示す。カーブ１２は実施例における軸受部
材の摩擦面硬度を示し、カーブ１３は炭素鋼の摩擦面硬
度を示す。被支承部材である炭素鋼の摩擦面硬度は、ダ
イヤモンド超微粉末混合濃度０．０００５Ｗｔ％付近に
最高値が有る。この混合濃度（０．０００５Ｗｔ％）
は、図６について説明した最小摩耗に対応する混合濃度
（０．０００５Ｗｔ％）と同一である。このように摩擦
面の硬度が上昇して摩耗の進行が抑制される原因は、
（イ）加工硬化、および（ロ）摩擦面へのダイヤモンド
超微粉末の埋め込みと考えられる。上記（イ），（ロ）
に因る摩擦面の硬化以外に、ダイヤモンド超微粉末によ
る切削（アブレシブ）も進行するものと考えられる。従
って、ダイヤモンド超微粉末の混合濃度を過大にしても
比摩耗率は却って増加する（図６について述べたごとく
である）。図１０は、軸受部材と炭素鋼との接触圧力を
比較的高くして６７ｋｇ／ｃｍ2としたときの、実施例
Ｂの潤滑油を用いたときの摩擦係数の経時的変化を示す
カーブ１４Ｂと、比較例（純鉱油）を用いたときのカー
ブ１４Ａとを示す図表であり、カーブ１４Ｂが１１０分
を過ぎて急上昇しているのは焼付の発生を表わしてい
る。これにより、この実施例の含油軸受においては、使
用に適する接触圧力の上限値が比較例（純鉱油）よりも
低いことが解る。
【００１８】図１１は摩擦係数と接触圧との関係を示す
図表であって、実線で描いたカーブ１５Ａは純鉱油の場
合を表わし、破線で描いたカーブ１５Ｂは実施例Ｂの潤
滑油（混合率０．０００５Ｗｔ％）の場合を示してい
る。カーブ１５Ｂの右上端の上向き矢印は、図１０で説
明した焼付きの発生を示している。摩擦係数は接触圧力
が４０ｋｇ／ｃｍ2のときに同じとなり、これよりも高
い接触圧力においては実施例の摩擦係数（カーブ１５
Ｂ）の方が比較例（純鉱油）よりも大きくなっている。
図表であって、実線で描いたカーブ１５Ａは純鉱油の場
合を表わし、破線で描いたカーブ１５Ｂは実施例Ｂの潤
滑油（混合率０．０００５Ｗｔ％）の場合を示してい
る。カーブ１５Ｂの右上端の上向き矢印は、図１０で説
明した焼付きの発生を示している。摩擦係数は接触圧力
が４０ｋｇ／ｃｍ2のときに同じとなり、これよりも高
い接触圧力においては実施例の摩擦係数（カーブ１５
Ｂ）の方が比較例（純鉱油）よりも大きくなっている。
【００１９】図１２は軸受部材の比摩耗率と接触圧力と
の関係を示し、カーブ１６Ａは比較例（純鉱油）を表わ
し、カーブ１６Ｂ，１６Ｃはそれぞれ実施例Ｂ，実施例
Ｃの潤滑油を用いた場合を表わしている。図１３は炭素
鋼の比摩耗率を示し、図１２におけると同様にカーブ１
７Ａは比較例（純鉱油）、カーブ１７Ｂ，１７Ｃは実施
例Ｂ，Ｃである。接触圧力３０ｋｇ／ｃｍ2以下におい
ては比較例の比摩耗率カーブ１６Ａ，１７Ａはほぼ水平
（一定値）であり、５０ｋｇ／ｃｍ2を越えると漸次上
昇している。これに比して実施例のカーブ１６Ｂ，１６
Ｃ，１７Ｂ，１７Ｃは比較例よりも急勾配で上昇してい
る。８ｋｇ／ｃｍ2以下における実施例の比摩耗率は比
較例（従来例）よりも小さく、６７ｋｇ／ｃｍ2以上に
おける実施例の比摩耗率は比較例よりも大きい。テスト
後の炭素鋼の摩擦面を光学顕微鏡で検鏡すると、実施例
の場合は疲労によって破壊したと推定される数ミクロン
程度の小さいピットが多数認められ、かつ、上記ピット
の分布密度が接触圧力の増加に伴って増大する傾向が認
められる。この事は、図１３に表われているように実施
例の比摩耗率が接触圧力の増加に伴って上昇しているこ
とと符合している。こうした現象の原因は、ダイヤモン
ド超微粉末の混合濃度が大きい場合、ダイヤモンド超微
粉末の埋め込みで硬化した炭素鋼の表面が潤滑油中のダ
イヤモンド超微粉末の衝撃を受けて剥離除去されること
であると考えられる。
の関係を示し、カーブ１６Ａは比較例（純鉱油）を表わ
し、カーブ１６Ｂ，１６Ｃはそれぞれ実施例Ｂ，実施例
Ｃの潤滑油を用いた場合を表わしている。図１３は炭素
鋼の比摩耗率を示し、図１２におけると同様にカーブ１
７Ａは比較例（純鉱油）、カーブ１７Ｂ，１７Ｃは実施
例Ｂ，Ｃである。接触圧力３０ｋｇ／ｃｍ2以下におい
ては比較例の比摩耗率カーブ１６Ａ，１７Ａはほぼ水平
（一定値）であり、５０ｋｇ／ｃｍ2を越えると漸次上
昇している。これに比して実施例のカーブ１６Ｂ，１６
Ｃ，１７Ｂ，１７Ｃは比較例よりも急勾配で上昇してい
る。８ｋｇ／ｃｍ2以下における実施例の比摩耗率は比
較例（従来例）よりも小さく、６７ｋｇ／ｃｍ2以上に
おける実施例の比摩耗率は比較例よりも大きい。テスト
後の炭素鋼の摩擦面を光学顕微鏡で検鏡すると、実施例
の場合は疲労によって破壊したと推定される数ミクロン
程度の小さいピットが多数認められ、かつ、上記ピット
の分布密度が接触圧力の増加に伴って増大する傾向が認
められる。この事は、図１３に表われているように実施
例の比摩耗率が接触圧力の増加に伴って上昇しているこ
とと符合している。こうした現象の原因は、ダイヤモン
ド超微粉末の混合濃度が大きい場合、ダイヤモンド超微
粉末の埋め込みで硬化した炭素鋼の表面が潤滑油中のダ
イヤモンド超微粉末の衝撃を受けて剥離除去されること
であると考えられる。
【００２０】炭素鋼の比摩耗率が１／１０7mm3/mm・kg
になる接触圧力を算定してこの接触圧力（算定値）を限
界接触圧力であると仮定した場合の軸受の限界ＰＶ値を
表２に示す。
になる接触圧力を算定してこの接触圧力（算定値）を限
界接触圧力であると仮定した場合の軸受の限界ＰＶ値を
表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】これにより、本実施例の含油軸受は比較的
接触圧力の低い使用条件では摩擦の減少および摩耗の抑
制に著しい効果を奏するが、比較的接触圧力の高い使用
条件（例えば内燃機関のクランク軸受や車両の走行軸軸
受など）には適しない。接触圧力３０ｋｇ／ｃｍ2未満
で使用することが望ましい。本発明を実施する場合の軸
受部材は多孔質であることを絶対必要条件とするが、実
施例に示したような銅−錫系の非鉄金属よりなる焼結メ
タルであることが望ましい。また、この軸受部材によっ
て支承される部材は金属製であれば足りるが鋼ないし合
金鋼であることが望ましい。
接触圧力の低い使用条件では摩擦の減少および摩耗の抑
制に著しい効果を奏するが、比較的接触圧力の高い使用
条件（例えば内燃機関のクランク軸受や車両の走行軸軸
受など）には適しない。接触圧力３０ｋｇ／ｃｍ2未満
で使用することが望ましい。本発明を実施する場合の軸
受部材は多孔質であることを絶対必要条件とするが、実
施例に示したような銅−錫系の非鉄金属よりなる焼結メ
タルであることが望ましい。また、この軸受部材によっ
て支承される部材は金属製であれば足りるが鋼ないし合
金鋼であることが望ましい。
【００２３】また、本発明を実施する場合の超微粉末
は、被支承部材である金属部材よりも高硬度の材料であ
ることを必要条件とするが、何物よりも硬いダイヤモン
ドであることが最も好適である。そして、その平均粒径
は１ミクロン以下であることを必要条件とするが、２０
〜１００オングストロームであることが望ましい。
は、被支承部材である金属部材よりも高硬度の材料であ
ることを必要条件とするが、何物よりも硬いダイヤモン
ドであることが最も好適である。そして、その平均粒径
は１ミクロン以下であることを必要条件とするが、２０
〜１００オングストロームであることが望ましい。
【００２４】また、本発明に係る潤滑方法を実際面にお
いて容易に実施するには、ダイヤモンド超微粉末を混合
した潤滑油を市場に供給することも有効である。
いて容易に実施するには、ダイヤモンド超微粉末を混合
した潤滑油を市場に供給することも有効である。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明を含油軸
受に適用すると、高硬度超微粉末の潤滑メカニズムに及
ぼす影響を有効に利用して、従来予想し得なかった減摩
効果と摩耗抑制効果とを奏する。
受に適用すると、高硬度超微粉末の潤滑メカニズムに及
ぼす影響を有効に利用して、従来予想し得なかった減摩
効果と摩耗抑制効果とを奏する。
【図１】本発明の実施例と比較例とを対比して示した摩
擦係数の経時変化図表
擦係数の経時変化図表
【図２】本発明の効果を実測するためのテストピースの
外観図
外観図
【図３】比較例における摩擦係数の経時変化を示す図表
【図４】含油軸受のなじみ時間と超微粉末との関係を示
す図表
す図表
【図５】含油軸受の摩擦係数と超微粉末濃度との関係を
示す図表
示す図表
【図６】含油軸受の比摩耗率と超微粉末濃度との関係を
示す図表
示す図表
【図７】含油軸受で支承された部材の摩耗面の表面あら
さ図表
さ図表
【図８】含油軸受で支承された部材の最大高さあらさと
超微粉末濃度との関係を示す図表
超微粉末濃度との関係を示す図表
【図９】含油軸受の摩擦面の硬度と超微粉末濃度との関
係を示す図表
係を示す図表
【図１０】含油軸受の摩擦係数の経時変化を示す図表
【図１１】含油軸受の摩擦係数と接触圧力との関係を示
す図表
す図表
【図１２】含油軸受の軸受部材の比摩耗率と接触圧力と
の関係を示す図表
の関係を示す図表
【図１３】含油軸受によって支承された部材の比摩耗率
と接触圧力との関係を示す図表
と接触圧力との関係を示す図表
１…軸受材、２…炭素鋼。
Claims (17)
- 【請求項１】 金属部材を摺動自在に支承する多孔質の
軸受部材に、固体微粉末を混合した潤滑油を含浸せしめ
る潤滑方法において、 上記の固体微粉末として、前記軸受部材によって支承さ
れる金属部材よりも硬度の高い物質の、平均粒径１ミク
ロン以下の超微粉末を用いることを特徴とする、含油軸
受の潤滑方法。 - 【請求項２】 前記の硬度の高い超微粉末として、ダイ
ヤモンドの超微粉末を用いることを特徴とする、請求項
１に記載した含油軸受の潤滑方法。 - 【請求項３】 前記の超微粉末は、平均粒径が２０ない
し１００オングストロームであることを特徴とする、請
求項１に記載した含油軸受の潤滑方法。 - 【請求項４】 前記超微粉末の、潤滑油中の濃度は、重
量百分率０．０００２ないし０．００５であることを特
徴とする、請求項１に記載した含油軸受の潤滑方法。 - 【請求項５】 前記軸受部材による金属部材の支承は、
接触圧力３０ｋｇ／ｃｍ2未満で支承することを特徴と
する、請求項１に記載した含油軸受の潤滑方法。 - 【請求項６】 前記多孔質の軸受部材は合金であり、か
つ、これによって支承される金属部材は鋼ないし合金鋼
であることを特徴とする、請求項１に記載した含油軸受
の潤滑方法。 - 【請求項７】 前記非鉄合金製の多孔質の軸受部材は、
平均粒度１００番の銅粉末８５〜９４Ｗｔ％と、平均粒
度１００番の錫粉末６〜１５Ｗｔ％とを加圧成形して焼
結したものであることを特徴とする、請求項１に記載し
た含油軸受の潤滑方法。 - 【請求項８】 潤滑油を含浸した多孔質の軸受部材によ
って金属部材を摺動自在に支承した含油軸受において、 前記の潤滑油中に、前記金属部材よりも硬度の高い物質
の、平均粒径１ミクロン以下の超微粉末が混合されてい
ることを特徴とする含油軸受。 - 【請求項９】 前記の金属部材よりも硬度の高い超微粉
末はダイヤモンドの超微粉末であることを特徴とする、
請求項８に記載の含油軸受。 - 【請求項１０】 前記の超微粉末は、平均粒径が２０な
いし１００オングストロームであることを特徴とする、
請求項８に記載の含油軸受。 - 【請求項１１】 前記の超微粉末の潤滑油中濃度は、重
量百分率０．０００２ないし０．００５であることを特
徴とする、請求項８に記載の含油軸受。 - 【請求項１２】 前記の軸受部材による金属部材の支承
圧力は３０ｋｇ／ｃｍ2未満であることを特徴とする、
請求項８に記載の含油軸受。 - 【請求項１３】 前記多孔質の軸受部材は合金であり、
かつ、これによって支承されている金属部材は鋼ないし
合金鋼であることを特徴とする、請求項８に記載の含油
軸受。 - 【請求項１４】 前記合金製の多孔質の軸受部材は、平
均粒度１００番の銅粉末８５〜９４Ｗｔ％と、平均粒度
１００番の錫粉末６〜１５Ｗｔ％とを加圧成形して焼結
されたものであることを特徴とする、請求項１３に記載
の含油軸受。 - 【請求項１５】 前記合金製の多孔質の軸受部材は、空
孔率５〜３０％，硬度Ｈｖ４０〜５０であることを特徴
とする、請求項１３に記載の含油軸受。 - 【請求項１６】 潤滑油中に、平均粒径１ミクロン以下
のダイヤモンドの超微粉末が混合されていることを特徴
とする含油軸受用潤滑油。 - 【請求項１７】 前記ダイヤモンドの超微粉末は、平均
粒径が２０ないし１００オングストロームであることを
特徴とする、請求項１６に記載の含油軸受用潤滑油。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21198991A JPH0551588A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 含油軸受の潤滑方法および含油軸受ならびに含油軸受用潤滑油 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21198991A JPH0551588A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 含油軸受の潤滑方法および含油軸受ならびに含油軸受用潤滑油 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551588A true JPH0551588A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16615053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21198991A Pending JPH0551588A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 含油軸受の潤滑方法および含油軸受ならびに含油軸受用潤滑油 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551588A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011174905A (ja) * | 2009-04-06 | 2011-09-08 | Seiko Epson Corp | 時計輪列、および時計 |
| JP2016180465A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 含油摺動部材、含油軸受および含油摺動部材の製造方法 |
| WO2018186381A1 (ja) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | 株式会社ダイセル | 潤滑剤組成物および潤滑システム |
| WO2020054523A1 (ja) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社ダイセル | 初期なじみ用潤滑剤組成物、摺動部材、および摺動部材の製造方法 |
| JP2020076044A (ja) * | 2018-09-11 | 2020-05-21 | 株式会社ダイセル | 初期なじみ用潤滑剤組成物 |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP21198991A patent/JPH0551588A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011174905A (ja) * | 2009-04-06 | 2011-09-08 | Seiko Epson Corp | 時計輪列、および時計 |
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| WO2020054523A1 (ja) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社ダイセル | 初期なじみ用潤滑剤組成物、摺動部材、および摺動部材の製造方法 |
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| US11739279B2 (en) | 2018-09-11 | 2023-08-29 | Daicel Corporation | Lubricant composition for initial break-in, sliding member, and sliding member manufacturing method |
| US12319887B2 (en) | 2018-09-11 | 2025-06-03 | Daicel Corporation | Lubricant composition for initial break-in, sliding member, and sliding member manufacturing method |
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