JPS6220916A - 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珊大笠の条件下
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、軸受合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成
分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圏として銅また
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荷重性、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　−Ｓｎ系、ｐｂ　−Ｓｎ　−ｓ
ｂ系、Ｐｂ　−Ｓｎ　−Ｃｕ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８５〜９０％、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
。

しがし、近年、内燃機関の出力が大ぎくなり、潤滑油の
温度が上昇するにつれ、オーバレイが軟化し、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
オー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−Ｃｕ系オーバレイを二層
に形成することより耐食性、耐疲労性および耐摩耗性の
改良された平軸受を提供することを目的とする。

く発明の構成〉 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基体の表面のオ
ーバレイ層が三筒に構成され、上位は軟らかい成分で形
成され、下層は硬い成分で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
ム合金図、３はニッケルメッキ層、４は本発明の下層の
オーバレイ層で、５は本発明の上層のオーバレイ層であ
る。

従来のオーバレイは単一からできており、一般に硬度が
低いため、なじみ性と埋収性は比較的良好であるが、現
在の高出力の内燃機関では耐摩耗性が不充分であるとい
う欠点があった。

耐摩耗性が悪いと内燃機関の運転中にオーバレイが摩耗
し、内燃機関の効率を低下する原因となり、更に、軸受
とジャーナル又はクランクピンとの隙間が増大し、内燃
機関の打音の発生の原因にもなっている。

本発明はこの点に肴目し、従来のオーバレイを二（３）
に分け、１廟は厚さ約５〜１５μの比較的軟らかく、な
じみ性及び埋収性の良好な従来のオーバレイ組成を利用
し、下層は耐摩耗性を向上するため、従来のオーバレイ
組成中の錫と銅の含有量を多くしたことを特徴とするも
のである。

従来のオーバレイ組成中の錫の含有量を増加することは
一般にオーバレイの耐疲労性を低下する理由で余り利用
されていないが、本発明は、オーバレイは厚さが減少す
るとその耐疲労性が向上するという特性を利用し、下層
の厚さを薄くし、錫の含有量を増加しても耐疲労性が低
下しないように考慮されている。

口のオーバレイ中の錫含有量の増加は最近の内燃機関の
出力増大に伴なう潤滑油によるオーバレイの腐食を防止
する目的に効果がある。更に、この錫はオーバレイの鉛
−錫マトリックスの強化に役立ち、特に、耐摩耗性の向
上に効果がある。

次に、オーバレイ中の銅は錫と金属間化合物を形成して
存在するが、オーバレイの耐摩耗性は第３図に示すよう
に銅の含有量が３％から５％までは次第に増加し、５％
以上では急激に増加する。これに反して耐疲労性は第２
図に示すように銅含有量３％付近で最大となり、それ以
上では急激に低下する性質がある。従って、本発明では
、この銅含有量の増加による耐疲労性の低下を前述の錫
の場合と同様に下層のオーバレイ厚みを減少することで
解決した。

なお、第２図はアンダーウッド軸受試験機を使用し、荷
重５００ｋｇ／ｃ１２、回転数３５００ｒｐｎ、　Ｅ滑
油温度１５０℃におけるオーバレイの耐疲労性を示す曲
線であり、第３図は上記試験条件で銅１％、錫１０％、
鉛８９％のオーバレイの摩耗邑を１００とした時の銅含
有量の変化と摩耗比を示すグラフである。

実施例 以下、実施例によって更に説明する。

実施例１゜ まず、軸受台金を一般の電気メッキの場合と同様に脱脂
及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オーバレイ中の錫が中
間階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。このニッケルメツ、キの上
に浴組成（Ａ）のメッキ浴および電流密度で厚さ５〜１
５μの電気メッキをする。

電流密度　　１．０〜３．ＯＡ／ｄｉ２この下目の新オ
ーバレイの組成は次の通りで耐摩耗性を向上するため、
従来のものより錫と銅の含有量が多くなっている。

次に、このオーバレイの上に浴組成（Ｂ）のメッキ浴及
び電流密度で厚さ３〜１０μの従来のオーバレイメッキ
を行なう。

電流密度　　１．０〜３．ＯＡ／ｄｌＤ２この上層のオ
ーバレイは米国特許２ｆ３０５１４９号で開示されてい
る従来のオーバレイ組成でその成分範囲は次の通りであ
る。

以上のようにして本発明の二重よりなるオーバレイが得
られ、従来品よりも耐摩耗性、耐疲労性および耐食性が
良好であった。

実施例２゜ 実施例１の上層のオーバレイの上に浴組成（Ｃ）のメッ
キ浴および電流密度で厚さ０．５〜２．０μのインジウ
ムメッキを行なう。

電流密度　　１．０〜３．ＯＡ／ｄｍ２次に、このイン
ジウムを二層のオーバレイ中に拡散させるため、約１５
０℃で２時間保持する。

この結果、インジウムは下の二層のオーバレイ中に均一
に拡散し、実施例１の新オーバレイよりも更に耐摩耗性
、耐疲労性及び耐食性の良好なオーバレイを得ることが
できた。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したように、本発明はオーバレイ層を二
層に構成し、上層は比較的軟かい成分、下目は比較的硬
い成分で形成した平軸受であって、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
る新しいオーバレイ層を備えた平軸受が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明による平軸受の一例
を示す斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図、第２図は
従来のオーバレイの銅含有量と耐久時間の関係を示すグ
ラフ、第３図は銅含有量と摩耗比の関係を示すグラフで
ある。 符号１・・・・・・裏金 ２・・・・・・銅またはアルミニウム合金層３・・・・
・・ニッケルメッキ跨 ４・・・・・・下苦オーバレイ ５・・・・・・上層オーバレイ ＃　耗ｆ乙 耐久性１’、Ｉ’！　（峙）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関に用いられる平軸受基体の表面のオーバレイ層
   が二層に構成され、上層は軟らかい成分で形成され、下
   層は硬い成分で形成されてなることを特徴とする平軸受
   。