JPH11117940A - 滑りベアリング及びその製造方法 - Google Patents

滑りベアリング及びその製造方法

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JPH11117940A JP10106198A JP10619898A JPH11117940A JP H11117940 A JPH11117940 A JP H11117940A JP 10106198 A JP10106198 A JP 10106198A JP 10619898 A JP10619898 A JP 10619898A JP H11117940 A JPH11117940 A JP H11117940A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 鋼鉄裏面金属に鉄系金属混合粉末成形体が焼
結と同時に接合されて荷重移送能力、疲労強度及び圧込
性を向上させ、潤滑オイルが含浸され、グリース無給脂
期間が大きく維持・管理が容易な滑りベアリング及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 鋼鉄裏面金属８１と、鋼鉄裏面金属に焼
結と同時に接合され、銅１０〜３０重量部、残りが鉄の
鉄系焼結合金層８７とを含む。また、成形装置の型枠４
１に銅鍍金処理された鋼鉄裏面金属１１を挿入し、コア
と鋼鉄裏面金属との間に銅が１０〜３０重量部、黒鉛が
６．５重量部以下、そして残部が鉄の金属混合粉末を満
たし、型枠の上端に上部加圧部材４４を挿入し、５０〜
３００ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧して成形し、成形体を鋼鉄
裏面金属と共に所定の中性、還元性及び不活性ガス雰囲
気下で１０６５〜１０９５℃に３〜２５分間維持させ
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、滑りベアリング及
びその製造方法に関し、特に、鋼鉄裏面金属（steel-ba
cked metal）に鉄系金属混合粉末成形体が焼結と同時に
接合されて焼結合金層が形成されることによって荷重移
送能力（面圧）（load-carrying capacity）、疲労強度
及び圧込性を向上させることができ、最適の潤滑条件を
有する潤滑オイルが含浸され、グリース無給脂期間が大
きく増加して維持・管理が容易な滑りベアリング及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、滑りベアリングは重装備、プレ
ス、射出機、車両、工作機械、産業機械等の駆動部位や
スライディング部位に使用されて軸、ジャーナル又はカ
ウントプレート等を支持する機械要素として、ブッシュ
型、分割型、プレート型等様々な形態からなっており、
通常、鋼鉄裏面金属に銅系合金、アルミニウム系合金、
銅−鉛系合金、銅系及び合成樹脂系複合材等が接合され
てなる。
【０００３】かかる従来滑りベアリング等の構成につい
て例を挙げて説明すると以下の通りである。
【０００４】第１に、鋼鉄裏面金属にアルミニウム系合
金層が接合された滑りベアリングが挙げられる。この滑
りベアリングは韓国特許公告第９６−３９０２号に開示
されたように、鋼鉄裏面金属と、前記鋼鉄裏面金属に接
着される中間接着層と、前記中間接着層に接着されるア
ルミニウムベアリング合金層とからなる。ここで、前記
アルミニウムベアリング合金層は錫、珪素が小量包含さ
れ、前記中間接着層はマンガン、銅、マグネシウムが選
択的に１種以上小量包含されたアルミニウム合金層から
なる。
【０００５】第２に、銅−鉛系合金層が接合された滑り
ベアリングが挙げられる。この滑りベアリングは韓国特
許公告第９６−９９０号に開示されたように、鋼鉄裏面
金属と、前記鋼鉄裏面金属に結合された銅−鉛系ベアリ
ング合金層、そしてベアリング合金層に結合された錫含
有鉛合金のオーバーレイを有する多層構造からなる。
【０００６】第３に、表面に合成樹脂を主成分とするベ
アリング層を有する滑りベアリングが挙げられる。この
滑りベアリングは韓国特許公告第９２−８６４０号に開
示されたように、鋼板等の内部金属上に多孔質金属層が
形成され、この多孔質金属層の表面を覆いその一部が多
孔質金属層の空隙中に含浸されて形成された潤滑性合成
樹脂を主成分とするベアリング層からなっており、含浸
部とベアリング層は４−フッ化エチレン樹脂と固体潤滑
剤とを共凝結させることにより４−フッ化エチレン樹脂
の微細粉末粒子と固体潤滑剤の微細粉末粒子とが相互に
凝集されてなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
に構成された従来滑りベアリング等は、滑り相手材と接
触する合金層が比較的強度の低い銅、銅−錫、銅−鉛、
アルミニウム、合成樹脂系からなることにより許容荷重
３００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の高荷重用に使用す
るには不適当で、且つ熱処理により硬度を高めることが
できないので耐摩耗性が劣っている。
【０００８】一方、かかる問題点に鑑みて滑りベアリン
グとして鋼鉄裏面金属なしに鉄系焼結合金層だけで形成
された焼結合金ベアリングも使用されている。しかし、
この場合主に直径及び長さが５〜５０ｍｍ範疇内の小型
にしか使用できないところ、その理由は滑りベアリング
の大きさが大きくなれば成形時に高密度化が非常に困難
であって滑りベアリングの強度及び荷重移送能力が大き
く低くなるからである。さらに、焼結合金ベアリングに
乾式潤滑剤である固体潤滑剤が内包される場合成形圧力
を高めてその密度を増加させた場合にも固体潤滑剤が焼
結妨害因子として作用してその強度及び荷重移送能力は
より低下するようになる。従って、このような鉄系焼結
合金層のみでは低摩擦と高面圧（高い荷重移送能力）を
同時に達成することができなくなる。
【０００９】かかる従来の問題点を解決するための方法
として、鉄系焼結合金層に鋼鉄裏面金属を接合した滑り
ベアリングを使用することができる。しかし、この滑り
ベアリングが所定の荷重移送能力（load-carrying capa
city）、疲労強度及び圧込性、離脱防止及び背面オイル
の損失防止等の条件を満たすためには、少なくとも鉄成
分が７０重量部以上包含され１０〜３０％範囲の気孔度
を有する焼結合金層を有しなければならない。しかし、
このような条件を備えた焼結合金層は鋼鉄裏面金属に容
易に接合されない。なぜならば、このような組成の鉄系
混合粉末体を焼結すると緻密化現象のために混合粉末体
の収縮が激しく、且つ該当焼結温度で鋼鉄裏面金属は膨
脹するので鉄系焼結体と鋼鉄裏面金属は接合されずに分
離された状態に製造されるからである。
【００１０】かかる裏面金属と焼結合金層との接合の困
難性のために、鉄系焼結合金層が接合された滑りベアリ
ングを製造するために鉄系金属混合粉末を先ず焼結して
焼結合金層を形成して、その次に溶接やろう付けのよう
な接合方法を利用して鋼鉄裏面金属に焼結合金層を接合
する方法が使用されるが、この場合には製造工程が２段
階に増えるばかりではなくろう付けの際に溶く溶融溶可
斉（Filler metal）が焼結合金層の気孔内へ毛細管力に
より容易に吸込まれて気孔を防ぐ現象が発生する。従っ
て、潤滑剤の含浸時に焼結合金層の嵩に対して１０％以
上の気孔度を得にくく、溶可斉と焼結合金との反応で脆
弱な組織等が形成されて焼結合金層が衝撃等により極め
て容易に割れるようになる。また、ろう付けの際に使用
されるフラックス（Flux）が焼結合金層の気孔に残留す
ることにより速く腐食される現象が発生すると共に潤滑
特性にも悪影響を招く。
【００１１】一方、滑りベアリングが最高の潤滑特性を
発揮するためには焼結合金層に潤滑オイルを含浸させて
使用しなければならないが、従来にはこのような鋼鉄裏
面金属に接合された鉄系焼結合金層を有する滑りベアリ
ングに最適な含浸用潤滑オイルの条件が知られておら
ず、潤滑特性を最大に高めることができないという問題
点があった。
【００１２】さらに、従来の滑りベアリングは最初設置
時に滑りベアリングにグリースを給脂した後途中に必要
に応じて随時にグリース給脂が行われなければならない
のでその維持・管理が難しいという問題点があった。
【００１３】本発明は上記の従来問題点に鑑みて案出さ
れたもので、本発明の目的は、荷重移送能力（面圧）、
耐摩耗性、疲労強度及び圧込性を向上させることができ
ると共に離脱防止及び背面オイル損失を防止できる滑り
ベアリングを提供することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、自己潤滑作用が円滑
で、乾式及び湿式潤滑作用を複合的に遂行できる滑りベ
アリングを提供することにある。
【００１５】本発明のさらに他の目的は、鉄系焼結合金
層に最適な粘度及び潤滑条件を備えた潤滑オイルが含浸
された滑りベアリングを提供することにある。
【００１６】また本発明のさらに他の目的は、グリース
の随時手動給脂が不要になりグリース無給脂期間を増や
すことができ、その維持・管理が容易なグリース給脂構
造を有する滑りベアリングを提供することにある。
【００１７】また本発明のさらに他の目的は、鉄系金属
混合粉末成形体が焼結と同時に鋼鉄裏面金属が接合され
ることによって焼結合金層が形成される滑りベアリング
の製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による滑りベアリングは、鋼鉄裏面金属と、
前記鋼鉄裏面金属に焼結と同時に接合され、銅１０〜３
０重量部、残りが鉄からなった鉄系焼結合金層とを含む
ことを特徴とする。また前記鉄系焼結合金層は、黒鉛
０．１〜６．５重量部、又は二硫化モリブデン０．１〜
７．０重量部をさらに含むことを特徴とする。
【００１９】上記本発明の目的を達成するために、本発
明による滑りベアリングは、前記鉄系焼結合金層に、Ｉ
ＳＯ粘度等級１００〜１５００、４０℃での動粘度は９
８〜１５００ｃＳｔ、粘度指数は１２０〜５０である潤
滑オイル、又はＩＳＯ粘度等級２２０〜６８０、４０℃
での動粘度が２１０〜６７０ｃＳｔ、粘度指数９０〜１
１０である潤滑オイルが含浸される。
【００２０】また、上記本発明の他の目的を達成するた
めに、本発明による滑りベアリングは、前記鋼鉄裏面金
属の外側には開閉可能な注入口が形成された、滑りベア
リングを支持するハウジングがさらに提供され、前記注
入口と対応する位置の鋼鉄裏面金属の外周面周縁に環状
の誘導溝が形成され、前記鋼鉄裏面金属には前記誘導溝
に沿って多数の第１給油孔が半径方向に貫通形成され、
前記第１給油孔と対応する位置の焼結合金層には第１給
油孔と連通するリング形状の第２給油孔が円周方向に、
延長形成されることによって、前記ハウジングの注入口
を通じて注入されたグリースが誘導溝に沿って鋼鉄裏面
金属の周縁に流動しながら第１給油孔を通じてリング形
状の第２給油孔に貯蔵されて焼結合金層と滑り相手材と
の界面に給脂されることを特徴とする。
【００２１】また、上記本発明の他の目的を達成するた
めに、本発明によるブッシュ型に滑りベアリングを製造
する方法は、中央にコアが設けられるように中空を有す
ると共に下端に下部加圧部材が設けられた成形装置の型
枠に銅鍍金処理された鋼鉄裏面金属を挿入する段階と、
前記コアと鋼鉄裏面金属との間に銅が１０〜３０重量
部、黒鉛が６．５重量部以下、そして残部が鉄から組成
された金属混合粉末を満たした後に型枠の上端に上部加
圧部材を挿入する段階と、前記上部加圧部材又は下部加
圧部材を、それぞれ５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力
で選択的に加圧して前記金属混合粉末を成形する段階
と、前記成形段階で生成された成形体を鋼鉄裏面金属と
共に所定のガス雰囲気下で１０６５〜１０９５℃の温度
に３〜２５分間維持させることによって前記成形体を焼
結合金層に焼結すると同時に鋼鉄裏面金属に接合させる
段階と、を含んでなることを特徴とする。
【００２２】本発明の他の目的及び利点は添付図面に基
づいた以下の説明でより明らかになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を添付した図面に基づいてより詳細に説明する。
【００２４】本発明による滑りベアリングは図１乃至図
３に示した如く、ブッシュ型、半円形に分割された分割
型、プレート型等使用目的に応じて様々な形状に形成さ
れることができる。
【００２５】図１及び図２に示した如く、ブッシュ型滑
りベアリング１及び分割型滑りベアリング２の場合には
外側に鋼鉄裏面金属１１、２１が位置し、この鋼鉄裏面
金属１１、２１の内周面に鉄系金属混合粉末が焼結接合
されることにより鋼鉄裏面金属１１、２１の内周面に鉄
系焼結合金層１２、２２が形成されることができ、図３
に示す如くプレート型滑りベアリング３の場合には、鋼
鉄裏面金属３１のいずれか一方の表面に鉄系金属混合粉
末が焼結接合されることにより鋼鉄裏面金属３１のいず
れか一方の表面に鉄系焼結合金層３２が形成されること
ができる。
【００２６】本発明によると、焼結合金層１２、２２、
３２の構成成分は銅が１０〜３０重量部、そして残部が
鉄からなることが好ましい。このような焼結合金層には
黒鉛が６．５重量部以下にさらに添加されることができ
る。
【００２７】また、本発明によると、焼結合金層１２、
２２、３２は鉄、銅、黒鉛以外に二硫化モリブデン（Ｍ
ｏＳ２）、錫、ニッケル、及びマンガンがさらに添加さ
れ得るが、この場合成分比は銅が１０〜３０重量部、黒
鉛が６．５重量部以下、二硫化モリブデンが０．１〜
７．０重量部、錫が２〜１５重量部、ニッケルが２〜１
５重量部、マンガンが２〜５重量部、そして残部が鉄か
らなることが好ましい。
【００２８】かかる滑りベアリング１、２、３は鉄系焼
結合金層１２、２２、３２が形成されるので硬度を高め
るための熱処理が可能である。
【００２９】焼結合金層１２、２２、３２の内部に上述
したように黒鉛や二硫化モリブデンが包含された場合こ
れらは乾式潤滑剤として作用するようになる。より長期
間の無給油条件を満足するためには焼結合金層に潤滑オ
イルのような湿式潤滑剤を含浸させるのが好ましい。
【００３０】本発明による滑りベアリングに含浸される
潤滑オイルとしては汎用滑りベアリング用の場合使用荷
重及び滑り相手材の速度等の使用条件に応じてＩＳＯ粘
度等級１００〜１５００、４０℃での動粘度は９８〜１
５００ｃＳｔ、粘度指数は１２０〜５０であるギヤオイ
ルが使用される。
【００３１】３００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の面圧
が作用する高荷重、５〜７０ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度に
おける滑りベアリング用潤滑オイルはＩＳＯ粘度等級２
２０〜６８０、４０℃での動粘度が２１０〜６７０ｃＳ
ｔ、粘度指数９０〜１１０である潤滑オイルが使用され
るのが好ましい。潤滑オイルが上記したような範囲の粘
度を有するとき、硬質クロム鍍金された炭素鋼が滑り相
手材である場合得ることができる摩擦係数は０．０５〜
０．１５以下の範囲に非常に小さい。
【００３２】特に、高荷重用として使用される潤滑オイ
ルは潤滑特性以外に極圧特性を付与するために乾式潤滑
剤として作用する２００μｍ以下の粒度を有した黒鉛及
び二硫化モリブデン粉末を上述した潤滑オイルに選択的
に又は共に嵩比で５０％までさらに付加して懸濁させた
湿式潤滑剤が含浸されるのが好ましい。このように黒鉛
及び二硫化モリブデン粉末が潤滑オイルのような湿式潤
滑剤にさらに付加された形態の潤滑オイルを使用する場
合硬質クロム鍍金された炭素鋼が滑り相手材である場合
の得られる摩擦係数は極めて激しい静圧及び変動荷重に
作用する時にも０．０７以下の安定的な摩擦係数特性を
示す。黒鉛及び二硫化モリブデン粉末を潤滑オイルのよ
うな湿式潤滑剤に混合する場合懸濁又はペースト状態に
至るまで完全に混合した上で使用するのが好ましい。
【００３３】一方、本発明において使用される鋼鉄裏面
金属は炭素鋼からなり、無電解鍍金又は電気鍍金により
２〜１０μｍの厚さに銅鍍金処理されるのが好ましい。
ここで、鋼鉄裏面金属としてステンレス鋼が使用される
こともできる。
【００３４】また本発明によると、図４に示す如く、長
さ方向に多数個が溶接及び接合されることにより長い長
さを有する滑りベアリングが形成されることができる。
【００３５】滑りベアリングは例えば軸、ジャーナルの
ような滑り相手材を支持するためのハウジング内に設け
られ、この滑りベアリングにグリース給脂をするように
なる。
【００３６】次には、本発明によるグリース給脂構造が
形成された滑りベアリングについて説明する。
【００３７】図９及び図１０を参照して本発明によるグ
リース給脂構造の一実施例が形成された滑りベアリング
について説明する。
【００３８】例えば、軸、ジャーナルのような滑り相手
材７４を支持するためのハウジング７３に鉄系焼結合金
層８７が鋼鉄裏面金属８１の内周面に接合された滑りベ
アリング７５が設けられる。ハウジング７３の上部一側
には注入口７７が形成され、前記注入口７７には開閉ニ
ップル７９が開閉可能に締結される。前記注入口７７と
対応する位置の鋼鉄裏面金属８１の外周面周縁には注入
口７７を通じて注入される潤滑剤を鋼鉄裏面金属８１の
外周面周縁へ誘導する環状の誘導溝８３が形成され、前
記誘導溝８３に沿って注入されるグリースを焼結合金層
８７に供給するように誘導溝８３に沿って多数の第１給
油孔８５が形成される。本実施例においては図１０に示
す如く四方に４個の第１給油孔８５、８５、８５、８５
が形成されている。
【００３９】そして、前記第１給油孔８５等と対応する
位置の焼結合金層８７には第１給油孔８５から流入され
るグリースが焼結合金層８７と滑り相手材７４との界面
に給脂されるようにリング形状の第２給油孔８９が円周
方向に形成される。第２給油孔８９は焼結合金層８７が
円周方向に除去されてリング形状に延長する溝である。
誘導溝８３の幅及び第２給油孔８９の幅は第１給油孔の
直径より大きくなければならなく、第２給油孔８９の幅
には制限を置かない。またその高さは焼結層の厚さと同
様である。
【００４０】従って、開閉ニップル７９を注入口７７か
ら分離した後グリースを注入口を通じて注入すると、グ
リースは誘導溝８３に沿って鋼鉄裏面金属８１の周縁に
流動しながら第１級油孔８５を通って環状の第２給油孔
８９に貯蔵され、ベアリングが作動する度に焼結合金層
８７と滑り相手材７４との界面に給脂される。界面に供
給されるグリースには黒鉛又は二硫化モリブデンが選択
的に又は共に含有されているので乾式潤滑作用による潤
滑効果と含浸オイルによる潤滑効果及びグリースの潤滑
効果即ち、乾式及び湿式潤滑作用が複合的になされるこ
とにより潤滑作用が非常に効果的になされる。
【００４１】固体潤滑剤である黒鉛又は二硫化モリブデ
ンにより乾式潤滑作用がなされると高荷重を受けながら
低速運動をする滑り相手材７４を支持する時の潤滑作用
に有利である。また、固体潤滑剤は漏洩や損失がほとん
どされないことにより第２給油孔８９及び界面に残留す
ることになり、従って無給脂期間が長期間に増える。
【００４２】上記したようなグリース給脂構造を硬質ク
ロム鍍金された炭素鋼が滑り相手材７４である場合に適
用すると滑りベアリングと滑り相手材７４との摩擦係数
は０．０２〜０．０５の範囲に維持されることにより摩
擦が非常に少なくなる。そして、固体潤滑剤が界面及び
第２給油孔８９にグリースと共にほぼ残留している状態
であるから、再給油及び再給脂時には固体潤滑剤のない
湿式潤滑剤である潤滑オイル又はグリースのみを注入す
ればいい。
【００４３】図１１及び図１２を参照して本発明の他の
実施例によるグリース給脂構造を有する滑りベアリング
について説明する。
【００４４】本実施例のグリースの給脂構造は、前述し
たグリース給脂構造と比較して第２給油孔８９と交差す
る拡散溝９１が焼結合金層８７の内周面に長さ方向に、
それぞれ形成されるという点を除くとその構成及び作用
が同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【００４５】拡散溝９１は様々な形状に形成され得るが
半円形に形成されるのが好ましく、従って注入口７７を
通じて注入されるグリースは誘導溝８３に沿って鋼鉄裏
面金属８１周縁に流動しながら第１給油孔８５等及び第
２給油孔８９に貯蔵されこのグリースはベアリング作動
時に拡散溝９１等に流入される。従って拡散溝９１等が
焼結合金層８７の内周面に長さ方向に形成され、このよ
うな拡散溝９１等に流入されるグリースにより焼結合金
層８７と滑り相手材７４との界面に対する潤滑作用が非
常に効果的になされる。また実施例１より拡散溝９１等
に流入される容量だけより多い潤滑剤が界面に残留する
ことにより無給脂期間はより増える。
【００４６】次に、上述した構成の本発明の滑りベアリ
ングを製造する方法について説明する。
【００４７】先ず、図１、図４、図５及び図１３を参照
しながら、ブッシュ型滑りベアリングの製造方法につい
て説明する。
【００４８】この方法において使用される鋼鉄裏面金属
１１としては銅鍍金されたものが使用される。銅鍍金層
は例えば無電解鍍金や電気鍍金法を通じて２〜１０μｍ
厚さを有するように形成されるのが好ましい。
【００４９】次に、上記したような組成比を有する金属
混合粉末を均一に混合し、中央にコア４２が設けられる
と共に下端に下部加圧部材４３が設けられた成形装置４
の型枠４１に鋼鉄裏面金属１１を挿入した後に、前記金
属混合粉末を鋼鉄裏面金属１１とコア４２との間に満た
して、型枠４１の上端部に上部加圧部材４４を挿入す
る。
【００５０】次に、金属混合粉末を加圧成形して成形体
１３を形成した後に鋼鉄裏面金属１１と共に取り出す。
加圧成形時には上部加圧部材４４又は下部加圧部材４３
を選択的に加圧したリすべて加圧してもいい。成形圧力
は上圧及び下圧、それぞれ５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力を維持するのが好ましく、後述する焼結接合後に
所望の気孔度（全体焼結合金層の嵩に対する気孔の嵩
比）を勘案して成形圧力を設定する。気孔度は１０〜３
０％になるのが好ましい。
【００５１】次に、成形体１３を鋼鉄裏面金属１１と共
に加熱して焼結接合することにより鋼鉄裏面金属１１に
鉄系焼結合金層１２を形成する。焼結接合過程は窒素、
水素、又は窒素と水素との混合ガス雰囲気、アンモニア
分解ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気、真空圧力又は吸
熱（endothermic）及び発熱（exothermic）ガス雰囲気
を包含する群から選択されたいずれか１つのガス雰囲気
で遂行される。窒素と水素との混合ガス雰囲気の場合水
素が混合ガスに対して嵩比で３０％以上包含されるのが
好ましい。また、真空圧力の場合１０−２トル（torr）
以下が好ましい。焼結温度は１０６５℃〜１０９５℃に
するのが好ましく、この温度を３〜２５分間維持させ
る。
【００５２】上記の温度及び時間範囲を外れた領域にお
いて成形体１３は焼結はされるが鋼鉄裏面金属１１にう
まく接合されない。なぜならば、上記の温度及び時間範
囲内の領域においては成形体１３が焼結合金層１２に焼
結される過程で収縮がほとんど起こらないか、又は僅か
に膨脹して鋼鉄裏面金属１１に対する焼結合金層１２の
接合が容易に行われるが、上記の温度及び時間範囲以上
の領域においては液相焼結が起こり、上記の温度及び時
間範囲以下の領域においては固相焼結が起こり焼結合金
層１２は激しく収縮されて鋼鉄裏面金属１１から分離さ
れることによりよく接合されない現象が発生するのであ
る。また、固相焼結が起こると焼結合金層１２の強度が
弱くなり、液相焼結が起こると焼結過程で銅が溶融され
て形成される流動性の大きい溶融銅が鋼鉄裏面金属１１
と焼結合金層１２との間の界面やある１個所に集中され
て焼結合金層１２の内部の気孔の分布が不均一であるば
かりではなく気孔度にも悪響を及ぼす。そして、溶融銅
の流動性が大きいほど焼結合金層１２の収縮率はより大
きくなる。
【００５３】従って、固相焼結と液相焼結とが起こるそ
れぞれの遷移温度及び遷移時間範囲内で焼結が行われる
と成形体１３に包含された銅が溶融されて溶融銅が形成
されるが、この時の溶融銅の粘度は比較的高いために流
動性が少なくて鋼鉄裏面金属１１と焼結合金層との間の
界面に流れて集中される現象や、１個所に集中される現
象が防止されることにより溶融銅の分布が均一になる。
従って、焼結合金層１２の気孔が塞がる現象が減少し且
つ気孔度均一に分布され得る。また一方、粘度の高い溶
融銅が焼結合金層１２の表面に存在することにより鋼鉄
裏面金属１１と焼結合金層１２とが焼結と同時に接合が
行われる。
【００５４】また、上記の組成比を外れる鉄系金属混合
粉末は焼結と同時に接合がよく行われない。この場合接
合に決定的な役割を果たす銅の含有量を主に変化させる
のが好ましい。
【００５５】次に、上記したように焼結接合されて得ら
れる滑りベアリング１を浸炭、窒化、浸炭窒化、急冷、
又はこれら処理後に焼戻し等の熱処理を遂行することに
より硬度を向上させる。このような熱処理は焼結合金層
１２が鉄を主成分としてなることにより可能である。連
続炉での熱処理作業を行う場合には加熱台から冷却台に
滑りベアリング１を移送した後に７５０〜９５０℃の温
度に維持した後に浸炭、窒化、浸炭窒化、急冷、又は焼
戻し処理を遂行するのが好ましい。
【００５６】焼結合金層１２の内部に黒鉛や二硫化モリ
ブデンが含有された場合これらは乾式潤滑剤として作用
するようになり、長期間無給油状態に滑りベアリング１
を使用するために熱処理された滑りベアリング１に潤滑
オイルのような湿式潤滑剤を含浸する段階がさらに包含
され得る。含浸段階において使用される湿式潤滑剤はＩ
ＳＯ粘度等級１００〜１５００、４０℃での動粘度は９
８〜１５００ｃＳｔ、粘度指数は１２０〜５０である潤
滑オイル、又はＩＳＯ粘度等級２２０〜６８０、４０℃
での動粘度が２１０〜６７０ｃＳｔ、粘度指数９０〜１
１０である潤滑オイルが使用されるのが好ましい。
【００５７】次に、図２及び図６を参照しながら半円筒
形に分割された分割型滑りベアリング２を製造する方法
について説明する。
【００５８】この方法は、半円筒形中空を有すると共に
中央に半円筒形コア５２が設けられ下端に下部加圧部材
５３が設けられた成形装置５の型枠５１に鋼鉄裏面金属
２１を挿入した後に、前記鉄系金属混合粉末を鋼鉄裏面
金属２１と型枠５１との間に満たした後に型枠５１の上
端部に上部加圧部材５４を挿入して加圧成形することに
より成形体２３を作り、前記成形体２３を鋼鉄裏面金属
２１と共に上記したような条件に基づいて焼結すること
により鋼鉄裏面金属２１に焼結合金層２２が形成された
滑りベアリング２を製造しており、それ以外にはすべて
上記したブッシュ型滑りベアリング製造方法と同様の方
法を経るものであるのでここではその詳細な説明を省略
する。また、ブッシュ型滑りベアリング１を半分に分割
することにより２個の分割型滑りベアリング２、２が得
られる。
【００５９】次に、図３、図７及び図８を参照しながら
プレート型滑りベアリング３を製造する方法について説
明する。
【００６０】この方法は上記したような組成比を有した
金属混合粉末を銅鍍金処理されたプレート型の鋼鉄裏面
金属３１に所定の厚さに焼結と同時に接合することによ
り鉄系焼結合金層３２を形成する滑りベアリング製造方
法であって、図７に示す如く、先ず下部に下部加圧部材
６３が挿入された矩形中空を有する成形装置６の型枠６
１に鋼鉄裏面金属３１を載置する。
【００６１】次に、鋼鉄裏面金属３１上に上記した組成
の金属混合粉末を載置した後に型枠６１の上端部に上部
加圧部材６４を挿入して上部加圧部材６４及び下部加圧
部材６３を前述した所定の圧力で加圧することにより金
属混合粉末を加圧成形して成形体３３を作る。
【００６２】次に、前記成形体３３を鋼鉄裏面金属３１
と共に所定のガス雰囲気下で所定の温度に所定時間維持
させることにより成形体３３を焼結と同時に鋼鉄裏面金
属３１に接合させることにより焼結合金層３２を形成す
る。
【００６３】上記した方法とは別の方法として図８に示
すような圧延機７を利用する方法によると、先ず圧延機
１に鋼鉄裏面金属３１を載置してその上に上記した組成
比を有した金属混合粉末を載置する。
【００６４】次に、金属混合粉末が上部に載置された鋼
鉄裏面金属３１を所定の圧力で上下部圧延ローラ７１、
７２に通過させ、これを所定のガス雰囲気下で所定の温
度に所定時間維持させることにより粉末成形体を焼結と
同時に鋼鉄裏面金属３１に接合して鉄系焼結合金層３２
を形成し、必要な場合ブッシュ型滑りベアリング製造方
法で上述したような潤滑剤含浸工程を熱処理工程を経
る。
【００６５】プレート型滑りベアリング３の製造方法に
おいては、ブッシュ型や分割型滑りベアリング製造方法
とは異なり、焼結温度を１０６５〜１２５０℃範囲にし
て維持時間は３〜３５分に維持するのが好ましい。この
ような焼結条件では焼結合金層３２と鋼鉄裏面金属３１
の相対的な収縮率及び熱膨脹の差異による未接合及び接
合不良が発生しない。そして、金属混合粉末の組成範囲
が上記した範囲を外れないことに限り未接合及び接合不
良が発生しなく、この範囲を外れると接合がよく行われ
ない。上記した条件を外れる範囲で焼結接合工程が行わ
れる場合にはプレート型滑りベアリング３においてはブ
ッシュ型滑りベアリング１とは異なり界面の中央は接合
され周縁領域は捩じれる形態の不良と、全体面が全く接
合されない不良が発生する。その理由としては、前者の
不良はブッシュ型とは異なり焼結合金層３２が鋼鉄裏面
金属３１の上部に位置することによってその自重により
影響を受けるばかりではなく冷却時に捩りによる複合的
効果で不良が現われ、後者の場合は前述したような金属
混合粉末の組成比を関係して発生する不良である。
【００６６】実施例１ 鉄７４重量部、銅２５重量部、黒鉛１重量部に金属混合
粉末を組成して上下圧、それぞれ５０〜３００ｋｇｆ／
ｃｍ2の成形圧力で成形装置により内径が９４ｍｍであ
り厚さは４ｍｍである成形体に作って内径が１０２ｍｍ
であり厚さが６ｍｍである鋼鉄裏面金属と共に焼結温度
を９３０〜１１００℃範囲内に５〜６０分範囲に維持し
た後、冷却して得られた滑りベアリングを製造したので
あり、この滑りベアリングの焼結合金層の収縮率と、焼
結合金層と鋼鉄裏面金属との接合性を測定した結果が図
１４のグラフに図示される。
【００６７】図１４のグラフから分かるように、１０６
５〜１０９５℃範囲の焼結温度で３〜２５分間維持する
時収縮がほとんどなく、且つ焼結と同時によく接合され
ることが分かる。
【００６８】実施例２ 鉄粉末７５重量部、銅粉末２５重量部を混合した金属混
合粉末と、鉄粉末７４重量部、銅粉末２５重量部、黒鉛
粉末１重量部を混合した金属混合粉末を成形装置とロー
ル圧搾法により横１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２０ｍ
ｍの大きさを有した直方体の成形体に作って銅鍍金処理
された鋼鉄裏面金属と共に窒素及び水素混合ガス雰囲気
中において９００〜１２００℃範囲の温度で５〜６０分
維持した後に冷却してプレート型滑りベアリングを製造
したのであり、この滑りベアリングの焼結合金層の収縮
率と、焼結合金層と鋼鉄裏面金属との接合性を測定した
結果を図１５のグラフに示した。成形圧力は上下圧共に
５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2を適用した。
【００６９】図１５のグラフから分かるように、焼結合
金層の相対的収縮及び膨脹率による未接合及び接合不良
のない最適状態の焼結接合状態が得られる焼結温度は１
０６５〜１２５０℃範囲であることが分かり、焼結維持
温度は３〜２０分範囲であることが分かる。
【００７０】
【発明の効果】以下、上記した構成の本発明による滑り
ベアリング及びその製造方法の効果を説明する。
【００７１】（１）鉄系金属混合粉末が鋼鉄裏面金属に
接触成形された状態に固相焼結及び液相焼結の遷移領域
で焼結されることにより鉄系焼結合金層に焼結されると
同時に鋼鉄裏面金属に容易に接合され得る。
【００７２】（２）裏面金属は硬度調節が可能な炭素
鋼、内面は潤滑、低摩擦特性を付与した低密度鉄系焼結
合金が接合されて裏面金属が内面ベアリング素材の荷重
を支えるので許容荷重が７００ｋｇｆ／ｃｍ2以上とな
る。従って、低荷重／高速は勿論、高荷重／中低速の条
件でも優れている特性を発揮するようになる。
【００７３】（３）相手材が硬質クロム炭素鋼である場
合動摩擦係数０．０５〜０．１５、作動温度３０〜１０
０℃以下を維持するようになる。
【００７４】（４）ハウジングが鉄系である場合圧込が
容易で、ハウジングと弾性係数が類似しており、低い摩
擦係数のために本発明による滑りベアリングはハウジン
グからの離脱問題が発生しない。
【００７５】（５）シャフトとの往復、揺動、回転運動
時に摩擦騒音及び異音が全くない。
【００７６】（６）異物質、摩耗残材に対する埋込性
（embeddability）が非常に優れている。
【００７７】（７）衝撃荷重に強く、鋼鉄裏面金属が鉄
系焼結合金層を接合形態に維持せしめるために割れ阻止
効果及び疲労限度が極めて優れている。
【００７８】（８）作動中においていかなる場合によっ
ても相手材に対する内面ベアリング焼結材の焼付き（se
izure）や焼着現象が起こらない。
【００７９】（９）相手材との適合性（conformability
及びcompatability）に優れており、特に相手材が硬質
クロム鍍金炭素鋼である場合相手材に摩耗のような損傷
を全く与えない。
【００８０】（１０）鋼鉄裏面金属が存在するからベア
リング背面へのオイル損失がない。また、ベアリング作
動後にもベアリング背面に鋼鉄裏面金属があって背面金
属のない焼結ベアリング及び一般ベアリングに比べ背面
金属部位にある気孔に低圧が大きく作用して潤滑オイル
の回収率が大きい。
【００８１】（１１）ベアリング背面が炭素鋼であるか
ら溶接が可能で、ベアリング背面金属の厚さを調節でき
るのでその自体をハウジング化できるか、又はその他の
支持台等を溶接して使用できるので設計上の柔軟性を有
する。
【００８２】（１２）滑りベアリングに最適の条件を有
する潤滑オイルが含浸されるので、滑りベアリングの焼
結合金層に含有された黒鉛又は二流化モリブデンにより
乾式潤滑作用がなされ、滑りベアリングに含浸された潤
滑オイルにより湿式潤滑作用がなされ、さらにこの含浸
潤滑オイルにも黒鉛又は二硫化モリブデンが選択的に又
は共に含有されて潤滑作用がなされることによって、復
合的な潤滑作用により相手材との摩擦係数が０．０５以
下に非常に低く極めて激しい静圧及び変動荷重でも摩擦
係数が安定的に維持されて潤滑特性が著しく上昇する。
【００８３】（１３）本発明による滑りベアリングの給
脂構造によるとグリースが焼結合金層と滑り相手材との
界面に円滑に供給されて多量残留することにより潤滑特
性がよく且つ複合自己潤滑効果で無給脂期間が大きく増
加するところ、グリース給脂周期は最低３００時間から
１０００時間以上まで向上することができ、ベアリング
設計方法により無給脂期間を半永久的にすることができ
る。なお、再給脂時には固体潤滑剤である黒鉛や二硫化
モリブデンが漏洩又は損失されず界面にそのまま残留し
ているのでグリースのみを給脂することにより容易にベ
アリングを維持管理できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による滑りベアリングの例を示す斜視図
である。
【図２】本発明による滑りベアリングの他の例を示す斜
視図である。
【図３】本発明による滑りベアリングのさらに他の例を
示す斜視図である。
【図４】直径の同一の図１のブッシュ型滑りベアリング
を多数個使用して長さ方向に溶接（welding）又は接合
（bonding）することにより長い長さを有するようにな
った滑りベアリングを示す断面図である。
【図５】図１の滑りベアリングを製造するための成形装
置を概略的に示す断面図である。
【図６】図２の滑りベアリングを製造するための成形装
置を概略的に示す断面図である。
【図７】図３の滑りベアリングを製造するための成形装
置を概略的に示す断面図である。
【図８】図３の滑りベアリングを製造するための圧延機
を概略的に示す断面図である。
【図９】図１に示された滑りベアリングのグリース給脂
構造を示す断面図である。
【図１０】図９のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１１】本発明による滑りベアリングのグリース給脂
構造の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】図１１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図１３】本発明による滑りベアリングを製造する過程
を示す順序図である。
【図１４】本発明による滑りベアリングの実施例１に対
する測定結果を示すグラフある。
【図１５】本発明による滑りベアリングの実施例２に対
する測定結果を示すグラフある。
【符号の説明】
１、２、３：滑りベアリング ４、５、６：成形装置 ７：圧延機 １１、２１、３１、８１：鋼鉄裏面金属 １２、２２、３２、８７：焼結合金層 １５：結合敷居 １３、２３、３３：金属混合粉末成形体 ４１、５１、６１：型枠 ４２、５２：コア ４３、５３、６３：下部加圧部材 ４４、５４、６４：上部加圧部材 ７１：上部圧延ローラ ７２：下部圧延ローラ ７３：ハウジング ７４：滑り相手材 ７５：滑りベアリング ７７：注入口 ７９：開閉ニップル ８５：第１給油孔 ８９：第２給油孔 ９１：拡散溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ１０Ｎ 20:02 40:02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋼鉄裏面金属と、 前記鋼鉄裏面金属に焼結と同時に接合され、銅１０〜３
    ０重量部、残りが鉄からなった鉄系焼結合金層とを含む
    ことを特徴とする滑りベアリング。
  2. 【請求項２】 前記鉄系焼結合金層は、黒鉛０．１〜
    ６．５重量部をさらに含むことを特徴とする請求項１記
    載の滑りベアリング。
  3. 【請求項３】 前記鉄系焼結合金層は、二硫化モリブデ
    ン０．１〜７．０重量部をさらに含むことを特徴とする
    請求項１又は２記載の滑りベアリング。
  4. 【請求項４】 前記鉄系焼結合金層は、錫２〜１５重量
    部、ニッケル２〜１５重量部、又はマンガン２〜５重量
    部をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２記載の
    滑りベアリング。
  5. 【請求項５】 前記鉄系焼結合金層に、ＩＳＯ粘度等級
    １００〜１５００、４０℃での動粘度は９８〜１５００
    ｃＳｔ、粘度指数は１２０〜５０である潤滑オイル、又
    はＩＳＯ粘度等級２２０〜６８０、４０℃での動粘度が
    ２１０〜６７０ｃＳｔ、粘度指数９０〜１１０である潤
    滑オイルが含浸されることを特徴とする請求項１又は２
    記載の滑りベアリング。
  6. 【請求項６】 前記潤滑オイルには２００μｍ以下の粒
    度を有する黒鉛又は二硫化モリブデン粉末が選択的に又
    は共に嵩比で５０％までさらに付加されて懸濁されるこ
    とを特徴とする請求項５記載の滑りベアリング。
  7. 【請求項７】 前記鋼鉄裏面金属の外側には開閉可能な
    注入口が形成された、滑りベアリングを支持するハウジ
    ングがさらに提供され、 前記注入口と対応する位置の鋼鉄裏面金属の外周面周縁
    に環状の誘導溝が形成され、 前記鋼鉄裏面金属には前記誘導溝に沿って多数の第１給
    油孔が半径方向に貫通形成され、 前記第１給油孔と対応する位置の焼結合金層には第１給
    油孔と連通するリング形状の第２給油孔が円周方向に延
    長形成されることによって、 前記ハウジングの注入口を通じて注入されたグリースが
    誘導溝に沿って鋼鉄裏面金属の周縁に流動しながら第１
    給油孔を通じてリング形状の第２給油孔に貯蔵されて焼
    結合金層と滑り相手材との界面に給脂されることを特徴
    とする請求項１又は２記載の滑りベアリング。
  8. 【請求項８】 前記焼結合金層の内周面には前記第２給
    油孔と交差する拡散溝が長さ方向に形成されることを特
    徴とする請求項７記載の滑りベアリング。
  9. 【請求項９】 滑りベアリングをブッシュ型に製造する
    滑りベアリング製造方法において、 中央にコアが設けられるように中空を有すると共に下端
    に下部加圧部材が設けられた成形装置の型枠に鋼鉄裏面
    金属を挿入する段階と、 前記コアと鋼鉄裏面金属との間に銅が１０〜３０重量
    部、黒鉛が６．５重量部以下、そして残部が鉄から組成
    された金属混合粉末を満たした後に型枠の上端に上部加
    圧部材を挿入する段階と、 前記上部加圧部材又は下部加圧部材を、それぞれ５０〜
    ３００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で選択的に加圧して前記金
    属混合粉末を成形する段階と、 前記成形段階で生成された成形体を鋼鉄裏面金属と共に
    所定のガス雰囲気下で１０６５〜１０９５℃の温度に３
    〜２５分間維持させることによって前記成形体を焼結合
    金層に焼結すると同時に鋼鉄裏面金属に接合させる段階
    と、 を含んでなることを特徴とする滑りベアリング製造方
    法。
  10. 【請求項１０】 滑りベアリングをプレート型に製造す
    る滑りベアリング製造方法において、 下部に下部加圧部材が挿入された矩形中空を有する成形
    装置の型枠に鋼鉄裏面金属を挿入する段階と、 前記鋼鉄裏面金属上に銅が１０〜３０重量部、黒鉛が
    ６．５重量部以下、二硫化モリブデンが７．０重量部以
    下、そして残部が鉄から組成された鉄系金属混合粉末を
    載置した後型枠の上端部に上部加圧部材を挿入する段階
    と、 前記上部加圧部材又は下部加圧部材を加圧することによ
    って金属混合粉末を加圧成形して作る段階と、 前記成形体を鋼鉄裏面金属と共に所定の中性及び還元性
    ガス雰囲気下で１０６５〜１２５０℃の温度に３〜２５
    分間維持させることによって前記成形体を焼結合金層に
    焼結と同時に鋼鉄裏面金属に接合させる段階と、 を含んでなることを特徴とする滑りベアリング製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 滑りベアリングをプレート型に製造す
    る滑りベアリング製造方法において、 圧延機上に鋼鉄裏面金属を載置してその上に銅が１０〜
    ３０重量部、黒鉛が６．５重量部以下、二硫化モリブデ
    ンが７．０重量部以下、そして残部が鉄から組成された
    鉄系金属混合粉末を載置する段階と、 前記金属混合粉末が上部に載置された鋼鉄裏面金属を所
    定の圧力で上下部圧延ローラを通過させることによって
    鋼鉄裏面金属上に鉄系金属混合粉末成形体を形成する段
    階と、 前記鋼鉄裏面金属及び成形体を所定の中性及び還元性ガ
    ス雰囲気下で１０６５〜１２５０℃の温度に３〜２５分
    間維持させることによって前記成形体を焼結と同時に鋼
    鉄裏面金属に接合させて鉄系焼結合金層を形成する段階
    と、 を含んでなることを特徴とする滑りベアリング製造方
    法。
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