JPH0832936B2 - なじみ性に卓越した含油軸受用焼結金属材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明はなじみ性に卓越した含油軸用焼結金属材に係
り、摩擦係数が低くてなじみ性に著しく優れた含油軸受
用焼結金属材を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野） 携帯音響機器などのモータ軸その他の軸受用に適した
含油軸受に得るための焼結金属材。

（従来の技術） 近時において持ち歩き可能な音響機器が普及し、その
他各種機器において小型モータおよびその軸受やこれに
連動せしめられるフライホイールのギヤーその他の回転
軸の軸受に銅系焼結含油軸受が採用されている。即ち、
JIS規定においても、例えばJIS SBK1218に銅を主成分と
し錫８〜11wt％と黒鉛2wt％以下を含有することが規定
され、又JIS SBK2118においては銅を主成分とし錫６〜1
0wt％、鉛5wt％以下、黒鉛2wt％以下、亜鉛1wt％以下を
含有することが規定されている。

又特公昭52−5002においては銅に対し錫と共に鉛を２
〜34wt％添加せしめ350〜500℃で低温焼結することが発
表されている。

更に、特公昭59−34223においては、錫３〜９％、鉄
３〜10％、マンガン４〜10％、二硫化モリブデン10〜30
％、残部が銅からなる自己潤滑焼結部材が提案されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところが前記したような携帯音響機器の如きにおいて
は電源容量に限界があり、より少い電力消費量で、しか
も少い電流により安定した作動の得られることが要求さ
れる。従って斯かる機器に使用されるモータその他の回
転軸ないし摺動部に用いられる軸受などにおいても高い
なじみ性と低摩擦係数とが要求される。然し上記したよ
うな従来のものにおいては最近におけるこのような要請
に即応し得ないので、一部に鉛、黒鉛、二硫化モリブデ
ン等の固体潤滑剤を添加して補っているが、このような
固体潤滑剤は含滲された油類の粘度を高めてトルクロス
を大ならしめ好ましい摩擦係数低減を得難い。

前記した特公昭52−5002のものは350〜500℃のような
低温で焼結し得る有利性があるにしても、鉛なども併用
するこのものでは人体に対する悪影響があり、又焼結が
困難となることは該公報に記載の如くで、更に含有せし
められる油類に相当の制限を受けざるを得ないなどの不
利がある。

また上記した特公昭59−34223のものにおいては、成
程Snが３〜９％含有されているとしても、固体潤滑剤の
二硫化モリブデンを10〜30％も含有しており、この二硫
化モリブデンは通常の焼結を行っても共に混合、成形さ
れた金属粉と結合しない為、摺動時に剥離しやすく、自
己潤滑部材の場合はこの剥離した二硫化モリブデンが優
れた潤滑作用を示すが、潤滑油による流体潤滑の場合は
多量の固体潤滑剤の添加が好ましくないことは上述した
通りである。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明は上記したような従来のものにおける課題を解
決するように検討して創案されたものであって以下の如
くである。

錫を２〜5.5wt％含有し、残部が銅および不可避的不
純物より成り、圧粉成形、焼結組織とされたことを特徴
とするなじみ性に卓越した含油軸受用焼結金属材。

なお、本発明における残部としての不可避的不純物の
量は、例えばJIS B1581のSBKにおいて規定されているよ
うに0.5％以下である。

作用 銅をベースとした焼結金属材に錫を2wt％以上添加す
ることによって適度の強度を付与し摩擦係数を安定化す
る。この錫が2wt％未満では軸受材としての強度が低く
なりすぎ摩擦係数は不安定となる。

錫の添加量を5.5wt％以下とすることによりこの錫添
加による強度付与を適度に抑制し、即ち焼結金属材とし
てのCuを94wt％以上のように高めて金属組織の強度と硬
度を適切に制御することによって軸受体における負荷側
（軸と接する側）の気孔を回転ないし摺動作用の初期に
おいて閉塞化する。即ちこの種含油軸受においては軸の
回転ないし摺動時に含有された潤滑油がその粘性や熱膨
張によって気孔から摺動面に滲出し、この潤滑油によっ
て軸と軸受との間に潤滑膜が形成され潤滑作用すること
は公知の如くである。しかしこの潤滑油も負荷側の気孔
から軸受組織に戻ってしまい潤滑膜が乏しくなって良好
な潤滑状態は望めない。この場合において軸受体の負荷
側（軸の下面と接する側）における気孔が閉塞化するこ
とによって該負荷側での潤滑膜が軸受体に再び滲入する
ことを制限する。つまり反負荷側から流出した潤滑油が
負荷側において好ましい潤滑膜を維持することとなり有
効な液体潤滑条件を形成する。

（実施例） 上記したような本発明によるものの具体的な実施例に
ついてその比較例と共に説明すると、不可避的不純物が
0.5％以下とされた市販粉末治金用銅粉を用い、これに
錫を1.5〜9wt％の範囲で含有させた各種焼結合金を製造
し、検討した。気孔率については15〜28容量％程度で適
宜に実施でき、焼結温度も700〜850℃程度で実施できる
が、代表的に気孔率19容量％、焼結温度780℃で実施し
た場合は以下の如くである。

錫を3wt％、5wt％、7wt％および9wt％と夫々含有した
内径6mm、外径12mm、長さ6mmの各銅−錫軸受材を焼結、
サイジング後にタービン油32cst相当を夫々含浸させた
各試料とした。

このようにして得られた前記４種の含油軸受につい
て、周速38m/min、PV値を190、360、530、690および103
0に変化させ、夫々回転試験した結果は添附図面に示す
如くであった。

即ち、第１図はPV値に対する摩擦係数の変化を示した
ものでSn含有量3wt％および5wt％のものは他の7wt％お
よび9wt％のものに比し、低PV値から高PV値の全域にお
いて摩擦係数が低い。

又第２図にはPV値が530の場合における摩擦係数の経
時変化を前記各試料について示したが、Sn量が7wt％お
よび9wt％のものは60min経過後においても不安定状態に
あるのに対し、Sn量3wt％および5wt％のものは５〜10mi
n程度で安定化し、又0.02〜0.03μの低い値を示してい
る。

なおSn量が2wt％のものは前記したSn:5wt％のものと
同様な摩擦係数を示したが、このSn量が1.5wt％とした
ものにおいては摩擦係数が急激に上昇し、前記した第
１、２図におけるSn:7wt％に準じた結果を示した。又Sn
が3.8〜5.3wt％のものはPV値900前後で摩擦係数が0.01
μ程度と最低状態を示すと共に７〜８分で安定状態とな
るが、このSnが5.8wt％となるとPV値500で摩擦係数が0.
04〜0.05μと高くなり、40〜50min経過しても若干の不
安定状態を示した。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によるときは軸材に対する
なじみ性が頗る良好で、回転の初期において摩擦係数を
急速に低下しその後は安定した低摩擦係数を維持し得る
ものであって、近時において広く普及している携帯音響
機器などの電源・電力などに限定のある機器類の如きに
採用することにより好ましい安定した特性を発揮し得る
ものであるから工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明によるものおよびその比較材についてのPV値と
摩擦係数の関係を示した図表、第２図はPV値530の場合
における時間経過に伴う摩擦係数の変化を第１図と同じ
ものについて示した図表である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−38610（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−17965（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭59−34223（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−35859（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−5002（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−35565（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】錫を２〜5.5wt％含有し、残部が銅および
   不可避的不純物より成り、圧粉成形、焼結組織とされた
   ことを特徴とするなじみ性に卓越した含油軸受用焼結金
   属材。