JPS61221399A - 平軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は平軸受に係り、詳しくは、近年の内燃機関の出
力増大による潤滑油の温度上昇および高温における潤滑
油の酸化等によって生成する有機酸の増大等の条件下で
十分に性能を発揮する平軸受に係る。

従　　来　　の　　技　　術 従来、内燃機関に使用されている軸受メタルは半割状若
しくは円筒状の鋼を裏金とし、これに銅系若しくはアル
ミニウム系の軸受台金を複層化したものである。これら
高荷重用軸受として開発された銅−鉛軸受合金、ブロン
ズ軸受合金およびアルミニウム軸受合金等は耐荷重性は
優れているが、軸受台金に必要なその他の特性、すなわ
ち、耐焼付性、埋収性、なじみ性等においては問題があ
り、この解決のために埋収性、なじみ性を備えた金属を
軸受台金の上にオーバレイする必要がある。例えば、従
来の自動車用軸受では裏金上に中間層として銅またはア
ルミニウム合金を焼結、鋳造または圧接等の方法によっ
て密着させ、更に、その上に厚さ１０〜３０μのオーバ
レイ層を施した３層軸受が使用されている。このオーバ
レイ層は軸受の耐摩耗性、なじみ性および異物の埋収性
向上の効果があり、オーバレイの組成としては従来から
、Ｐｂ−３ｎ系、Ｐｂ−３ｎ−３ｂ系、Ｐｂ−３ｎ−Ｃ
ｕ系、Ｐｂ−３ｎ−Ｉｎ系等が知られ、特に、米国特許
２６０５１４９号によって開示された鉛８５・〜９５％
、錫８〜１２％、銅２〜３％のｐｂ−ｓｎ−ｃｕ系オー
バレイが最も多く使用されている。このオーバレイ中の
鉛は軸受とジャーナルとのなじみ性および潤滑油中の異
物の埋収性を向上し、錫は耐食性を良くし、銅は耐疲労
性向上の役割を果している。

しかし、近年、内燃機関の出力が大きくなり、潤滑油の
温度が上昇するにつれ、牙−バレイが軟化し、耐摩耗性
が悪くなる傾向にあり、更に、高温によって潤滑油の酸
化が促進されて有機酸等の腐食性生成物が生成し、オー
バレイを腐食する問題があるため、これらの改良された
。ｔ　−バレイの開発が求められている。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの問題点を解決することを目的とし、具
体的には、従来のＰｂ−３ｎ−１ｕ系オーバレイの錫含
有口を増すことにより耐食性および耐摩耗性を向上し、
また、更に、これにアンチモンを加えることによって耐
疲労性を向上したオーバレイを提供することを目的とす
る。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に
錫１５〜３０％および銅１．０〜５．０％を含有し、残
余が実質的に鉛よりなるオーバレイ習若しくは更にこれ
にアンチモン０．１〜５．０％を加えてなるオーバレイ
層を形成されてなることを特徴とする。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の平軸受の一例を示
す斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。

第１図において符号１は裏金、２は銅またはアルミニウ
ム合金層、３はニッケルメッキ圏、４はオーバレイ層を
示す。

従来のＡ−バレイ中の錫は鉛と固溶体となり、マトリッ
クスを形成して存在するものおよびこのマトリックス中
に銅−錫の金属間化合物を形成して存在するものがあり
、更に、残りの錫は微細な錫の結晶となってマトリック
ス中に点在する。この銅−錫の金属間化合物は内燃機関
の運転中にこの微細な錫結晶又はマトリックス中に固溶
している錫と結合し、錫の含有量の多い銅−錫金属間化
合物に次第に変化する。口の結果、７トリツクス中に固
溶している錫および７トリツクス中に点在している錫の
量が減少し、オーバレイの耐食性および耐摩耗性を低下
する。

更に、ニッケルメッキ層の近くに存在するオーバレイ中
の錫はこのニッケルと金属間化合物を形成し、次第にニ
ッケル廟に移行する。この場合も前述の銅−錫金属間化
合物と同様に内燃機関の運転中に次第に錫含有量の多い
錫−ニッケル金属間化合物に移行するため、ニッケルメ
ッキ層付近のオーバレイ中の錫の含有量が著しく減少し
、この付近での耐摩耗性および耐食性は非常に低下する
。

本発明は上記のような錫の挙動の観察にもとずきオーバ
レイ中の錫含有量を１５〜３０％に増加し、更に、アン
チモンを０．１〜５．０％に添加することにより前述の
耐摩耗性および耐食性の問題を解決し更に耐疲労性を向
上させたものである。

次に、本発明オーバレイ中の各元素の役割および添加量
について説明すると、錫は鉛の耐食性および耐摩耗性を
向上するが、現在の様に内燃機関の出力が増加して来る
と、含有量１５％以下では前述の理由により７トリツク
ス中に点在する錫の旧が減少し、オーバレイの耐食性お
よび耐摩耗性が非常に減少する。更に、錫の含有量が３
０％以上になると耐疲労性およびなじみ性が悪くなる。

従って、錫の含有量は１５〜３０％が最適である。

更に、従来のオーバレイにアンチモンを加えるとアンチ
モンはオーバレイ中の錫と結合し、金属間化合物として
鉛−錫マトリックス中に微細な結晶として点在するこの
化合物は硬いのでオーバレイの耐摩耗性を向上するがそ
の含有量は０１〜５．Ｑ９６が最適であ′す、それ以上
ではジャ−プルとのなじみ性が悪くなる。

また、銅はオーバレイの耐疲労性を向上するために添加
されるが、含有量が１．０・〜５，０％程度が最も良い
性能を発揮し、この範囲外では耐疲労性が低下する。

実施例 以下、実施例により更に説明する。

実施例１゜ まず、軸受合金を一般の電気メッキの場合と同様に脱脂
および酸洗を行なった後、１．０・〜２．０μ厚のニッ
ケルメッキを行なう。このニッケルメッキの役割は銅系
軸受合金の場合、内燃機関の運転時にＡ−バレイ中の錫
が中間間の銅合金中に拡散し、オーバレイの耐食性が低
下するのを防止するためである。このニッケルメッキの
上に下記浴組成（ＡＪのメッキ浴および電流密度で電気
メッキする。

）　／−銅（金属銅として）　　１〜４〃硼弗化物水素
酸　　　　　４０・〜５０（１／　ルゾルシン　　　　
　　　　１．０〜５．０　ツノピラチン　　　　　　　
　０．１〜Ｑ、５ｒｒ電流密度　　　　　１．０〜３．
ＯＡ／ｄｍ２メツ牛後の平軸受は裏金−軸受合金−ニッ
ケルー新オーバレイの４岡で新オーバレイの組成は次の
通りである。

実施例２゜ 実施例１と同様に軸受台金にニッケルメッキを行なった
接、実施例１のＰｂ　−Ｓｌｌ　−Ｃｕ系Ａ−−バレイ
メッキ液に硼弗化アンチモンを加えた下記浴組成（Ｂｌ
および電流密度で電気メッキを行なう。

電流密度　　　　　１．０−３、ＯＡ／ｄｍ２メッキ後
のオーバレイの組成は次の通りである。

この新オーバレイ中のアンチモンは前述の様に錫と結合
し、錫−アンチモンの全屈間化合物となり、オーバレイ
の５１ｉ湛時の硬度を維持し、耐摩耗性を向上する。こ
の新オーバレイのなじみ性と埋収性を向上するため、メ
ッキ後、１００〜１５０℃の温度で約２時間軟化焼鈍す
る事によりこれらの性能を更に向上する事ができる。

以上詳しく説明したように、新オーバレイの耐食性を測
定するため、抑制剤を含まない５ＡＥ１０エンジン油に
腐食剤としてオレイン酸を１％添加し、ぞの中に１２１
°Ｃで５０時間浸漬しその腐食減恐を測定した。王の結
果、新オーバレイの耐食性は従来のオーバレイの約５倍
の効果が得られた。

更に、新調−バレイの耐摩耗性を測定するため、アンダ
ーウッド試験礪で荷重５ＧＯｋｌＪ／ＣＩ２、回転数３
５０Ｏｒｐｍ、オーバレイ厚０．０２０ｍｍ、　＠受荷
面温度１７５°Ｃ１潤滑油ＳＡＥ　２０１−４０、試験
時間１００時間で試験し、その試験前後の軸受の重量減
を測定した。ｔの結果、新オーバレイの重量減は従来の
オーバレイの約５分の１であった。これは明らかに錫の
添加聞の添加とアンチモンの添加による効果と判断され
る。

（発明の効果〉 以上詳しく説明したように、従来のオーバレイの錫の含
有量を増加し、更に、アンチモンを加えることによって
耐食性、耐摩耗性および疲労強度が大巾に改良され、近
年の内燃機関の出力増大、潤滑油の温度上昇、ならびに
高温における潤滑油の酸化により生成する有機酸等の増
大等に十分に対応できる新しいＡ−バレイに）を備久た
平軸受が得られた。

従来の耐疲労性のあるオーバレイメッキであるインジウ
ムを約１０％含有するＰｂ−３ｎ　−Ｔｎ成分を基本と
するオーバレイメッキと耐疲労性につき、前述の耐摩耗
性テストと同様の条件でアンダーウッド試験機にてオー
バレイが疲労破壊の生ずるまで、本発明品と比較試験を
行なフた結果、両者共、１４０〜１６０時間の耐久時間
内であり、本発明の成分が耐疲労性のある事が確認でき
た。

口の新オーバレイは同一のメッキ浴中でＰｂ　−Ｓｎ−
Ｃｕ　−Ｓｂの４成分の合金メッキが可能であり、イン
ジウムを含有するオーバレイの様に複数のメッキ浴を必
要とすることも無く、メッキ工程での工程の省力化も計
れ、更に、インジウムを拡散させるためのメッキ後の熱
処理も不要である。更に、各合金元素は一般に入手し易
く、その価格は安価である等メリットは大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明平軸受の一例を示す
斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。 符号１・・・・・・裏金 ２・・・・・・銅またはアルミニウム合金層３・・・・
・・ニッケルメッキ層 ４・・・・・・オーバレイ啜 特許出願人　工ヌデーシー株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　松　　下　　義　　勝弁
護士　副　島　文　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に錫１５
   〜３０％および銅１．０〜５．０％を含有し、残余が実
   質的に鉛よりなるオーバレイ層が形成されてなることを
   特徴とする平軸受。 ２）内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に錫１５
   〜３０％、銅１．０〜５．０％およびアンチモン０．１
   〜５．０％を含有し、残余が実質的に鉛よりなるオーバ
   レイ層が形成されてなることを特徴とする平軸受。