(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金の内面に軸受合金層が設けられ、また、該軸受合金層の内側表面に円周方向に形成した凹溝により凹凸面とされて、該凹溝内にオーバレイが充填されている円筒形もしくは半円筒形のすべり軸受において、
前記オーバレイが前記軸受合金層の表面の凹凸に倣い設けられ、
前記凹溝は、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する際に該凹溝の側縁に当たって該側縁に沿って移動し、再びその側縁から離れるように山形が連続しジグザグに曲がりながら円周方向に延びた形状に形成されていることを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】
軸受合金層とオーバレイとの間にＮｉ、Ａｇなどからなる中間層が設けられていることを特徴とする請求項１記載のすべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、すべり軸受、特に軸受合金層の内側表面が凹凸面とされ、この凹凸面上をオーバレイにより被覆されているすべり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
裏金に軸受合金層を接合し、さらに軸受合金層の表面にＰｂ−Ｓｎ合金などの軟質材料によるオーバレイを設けてなじみ性や異物埋収性を高めたすべり軸受が知られている。また、軸受合金層とオーバレイとの間にＮｉ等からなる中間層を設け、オーバレイ中の成分が軸受合金層へ拡散するのを防止したり、オーバレイの接合性を高めたすべり軸受が知られている。
【０００３】
ここで、オーバレイが摩耗して硬い中間層が広い範囲にわたって露出すると、シャフトが硬い中間層と直接摺動することになり急激に焼付きを生じやすくなる。このため、図７、図８に示すように、軸受合金層６１の内側表面に円周方向にボーリング加工により凹溝６４を形成し、この凹溝６４に沿って中間層６２、オーバレイ６３を形成して、仮にオーバレイ６３が摩耗しても、凹溝６４内の軟らかいオーバレイ６３と中間層６２や軸受合金層６１が混在した状態になるようにして、広い範囲にわたって硬い中間層６２が露出しないようにして非焼付き性を維持するすべり軸受も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ボーリング加工により形成された凹溝６４は、すべり軸受の円周方向への平行した溝であるため、運転時に切り粉や潤滑油の劣化生成物などの異物Ｘがシャフトとすべり軸受との間に混入すると、図８に示すように、異物Ｘは円周方向に引きずられて、オーバレイ表面に長い損傷を与えて非焼付き性が低下したり、この損傷を起点として疲労クラックが伝搬するなど、耐疲労性や非焼付き性の双方に優れたすべり軸受とすることに限界があった。
【０００５】
そこで、本発明では、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する際に凹溝の側縁に当たって側縁に沿って移動し、再びその側縁から離れるように曲げた形状に形成することによって、非焼付き性や耐疲労性にさらに優れたすべり軸受とすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する際に凹溝の側縁に当たって側縁に沿って移動し、再びその側縁から離れるように山形が連続しジグザグに曲がりながら円周方向に延びた形状に形成されている。
【０００７】
この構成により、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に異物が混入すると、異物は回転するシャフトによって押圧されて、軟らかいオーバレイ中に埋収されながら円周方向に移動する。そして、異物は凹溝の側縁に当たり、この側縁を押圧しながら沿って移動するが、この際の押圧力によって、オーバレイ中に埋収されるのが促進される。十分に埋収されなかった異物は、この側縁から再び外れて、次の側縁に当たるまで円周方向に移行し、異物が凹溝の側縁で噛み合いを生じない。
【０００９】
軸受合金の材質は、Ｃｕ、Ａｌ合金がその代表例であり、オーバレイの材質はＰｂ、Ｐｂ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の公知の摺動用樹脂、など適宜選択することができる。
【００１０】
また、軸受合金層上にオーバレイを直接充填することもできるが、軸受合金層とオーバレイの間にＮｉ、Ａｇなどの中間層を設けて、密着性を高めたり、オーバレイ中の成分が軸受合金層中に拡散することを防止することができる（請求項２）。中間層の材質としては、Ｎｉ、Ａｇの他、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｚｎ、Ｚｎ合金など適宜選択される。
オーバレイの材質は、鉛錫合金が代表的であるが、他の軟質材料、例えば樹脂や錫系の合金により形成することができる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、シャフトとすべり軸受の摺動面の間に混入した異物がシャフトの回転によって円周方向へ移動する際に凹溝の側縁に当たって側縁に沿って移動し、再びその側縁から離れるように山形が連続しジグザグに曲がりながら円周方向に延びた形状に形成されている裏金の内面に軸受合金層が設けられ、また、軸受合金層の内側表面に円周方向に形成した凹溝により凹凸面とされて、凹溝内にオーバレイが充填されていることによって、異物埋収に優れて非焼付き性の高いすべり軸受とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態１について図１〜図５を参照して説明する。なお、この実施の形態１では、運転条件により組み込まれる回転軸との関係で、最小油膜厚さ（Ｈｍｉｎ．）となる部位をすべり軸受１の左右中央にしている実施例を示し、左右７０°の角度範囲が後述する凹凸面とされている。
【００１３】
このすべり軸受１の製造方法について説明すると、裏金（図示しない。）に銅合金からなる軸受合金層２を接合したバイメタルを所定寸法に切断し、機械加工により、半円筒形に湾曲した後、端部を処理して、外径５６ｍｍ、幅２６ｍｍの半円筒形のすべり軸受１が得られる。
【００１４】
このすべり軸受１に対して水系洗浄脱脂、電解脱脂、酸洗いの順で前処理を行った後に、エッチングしない領域のマスキングを行う。本実施例では、奥村製薬工業株式会社製のマスキング材ＨＥＲ３００（商標）を使用したパッド印刷により行なわれている。
【００１５】
パッド印刷により得られるパターンは周知なとおり、自由な形状を選択することができるが、本実施例では、後述するパターンにされている。このパッド印刷のマスキング材は、耐酸性および耐アルカリ性に優れたＨＥＲ３００（商標）を使用した。また、エッチングする領域以外のすべり軸受の内面、背面及び縁面に耐酸性および耐アルカリ性を有するマスキング材のＨＥＲ３００（商標）を塗布して覆われる。このようにしてすべり軸受１の全体をマスキング材により覆った上で、エッチングを行う。エッチングは、硝酸２０ｍｌ／ｌ、塩酸２０ｍｌ／ｌ、過酸化水素２０ｍｌ／ｌのエッチング液中に浸漬し、電流密度２Ａ／ｄｍ２、温度２０°Ｃの条件で１０分間、電解エッチングを行う。これにより、マスキング材で覆われていない部位が深さ２０μｍにエッチングされて凹溝ａが形成される（図４参照）。また、覆われていた部位はエッチングされずに残存して凸条ｂとなり、軸受合金層２の内側表面が凹凸面とされる。なお、これら電解エッチングの条件を適宜変更することによって、エッチング深さが調整される。電解エッチングを終えてから、水洗し、マスキング材を除去する。
【００１６】
次に電解酸洗浄を行った後に、Ｎｉめっきにより厚さ１．５μｍの中間層３を形成する。これにより、中間層３が、凹凸面を覆って形成される。すなわち、凹凸面に沿って倣い設けられることになる。続いて、鉛錫合金めっきにより厚さ２０μｍのオーバレイ４が形成される。このようにして、図１，図２に示すすべり軸受１が完成する。得られたすべり軸受１は、銅合金からなる軸受合金層２（図４参照）の内側表面に、厚さ１．５μｍのＮｉからなる中間層３と、この中間層上に鉛錫合金からなる厚さ２０μｍのオーバレイ４により被覆されている。
【００１７】
この実施の形態における凹溝ａは、図３に拡大して示すように、横幅１００μｍの帯状にピッチ１０ｍｍの円周方向に３０°の二等辺三角形とした山形が連続したジグザク形状とされている。そして、横幅５０μｍの凸条ｂを隔てて凹溝ａを形成して、凹溝ａと凸条ｂを軸線方向に交互に形成している。
【００１８】
このすべり軸受１が、図示しないハウジングに取付けられて、運転されると、時間の経過とともにオーバレイ４が摩耗して、図４に示す摩耗レベルＩになって軸受合金層２が露出する。この際、凸条ｂの軸受合金と軟らかいオーバレイ４とによりシャフトが摺動し、硬い中間層３が広い範囲にわたって露出したり、軸受合金層が広い範囲にわたって露出することがなく、焼付きが防止される。ここで、図５に符号Ｘで示す異物がすべり軸受とシャフトとの間に入ると、シャフトの回転によって、凹溝ａ内のオーバレイ４中を円周方向に移動し、凸条ｂの側縁に当たる。そして、円周方向に対して３０°の傾斜面とされているために、側縁に沿ってオーバレイ４中に埋収されながら移動する。そして、当たっている凸条ｂの頂部を越えた位置まで移動すると、再びオーバレイ４中を円周方向に移動し、そして次の凸条ｂの側縁に当たることになる。このように凸条ｂの側縁に沿って移動する際には、オーバレイ４中を円周方向に移動する場合に較べて埋収される作用が大きく、異物Ｘは早期にオーバレイ４中に埋収されて、無害化し、オーバレイ４が大きく損傷することが防止される。なお、凹溝ａのピッチを１０ｍｍとしているのは、異物Ｘが凸条ｂに当たっている距離が長くなると、焼付きを生じやすくなることを防止するためである。
【００１９】
また、仮にオーバレイ４に疲労クラックが発生しても、疲労クラックは凸条ｂに突き当たり、その伝搬が阻止されて、小さな部位に止めることができる。
以上、本発明の一実施の形態を詳細に説明したが、これらの実施の形態に限ることなく、下記に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施することができる。
【００２０】
（１）実施の形態では、凸条ｂをピッチが１０ｍｍの山形のジグザグ形状とした例を示しているが、図６に示すように凹溝ａを緩やかな曲線状のジグザグ形状とすることもできる。すなわち、本発明は、異物Ｘが凸条ｂの側縁に当たった状態で移動し、そしてこの側縁から外れて次の凸条ｂの側縁に移動できる構成とされていればよい。
【００２１】
（２）実施の形態では、鉛錫合金からなるオーバレイ４が摺動面を覆っている例を示したが、軸受合金層２を露出して、軸受合金層２とオーバレイ４が縞模様に表われた状態まで内面を仕上げ加工したすべり軸受とすることもできる。
【００２２】
（３）実施の形態では、軸受合金層２のエッチング深さを２０μｍとした例を示したが、エッチング深さは、エッチング条件を適宜選択することにより、５〜５０μｍの深さに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部切欠斜視図
【図２】展開図
【図３】凹溝の形状を示す一部拡大平面図
【図４】一部の拡大断面図
【図５】異物Ｘの移動を説明する一部拡大平面図
【図６】他例の一部拡大平面図
【図７】従来例の一部拡大断面図
【図８】従来例の一部拡大平面図
【符号の説明】
２…軸受合金層
３…中間層
４…オーバレイ
ａ…凹溝
ｂ…凸条
Ｘ…異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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