(57)【要約】【課題】  耐摩耗性及び耐久性を損なうことなく効果的に初期焼付きを防止することのできるすべり軸受を提供すること。【解決手段】  すべり軸受６は、筒状をなす金属スリーブ１０の内側に粒子状の金属シリコン（Ｓｉ）を含有するアルミニウム合金製のライニング１１を接合してなる。そして、ライニング１１は、金属スリーブ１０に接合される第１層としての基層１２と、該基層１２の表面に形成された第２層としての表層１３とを有するとともに、表層１３におけるシリコン粒子１３ａの平均粒径Ｒ２が、基層１２におけるシリコン粒子１２ａの平均粒径Ｒ１よりも小さく設定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金に粒子状の金属シリコンを含有するアルミニウム合金製のライニングを接合してなるすべり軸受であって、
前記ライニングは、前記裏金に接合される第１層と、該第１層の表面に形成された第２層とを有し、前記第２層におけるシリコン粒子の平均粒径が、前記第１層におけるシリコン粒子の平均粒径よりも小さく設定されてなること、を特徴とするすべり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載のすべり軸受において、
前記第１層におけるシリコン粒子の平均粒径は４〜６μｍであり、前記第２層におけるシリコン粒子の平均粒径は４μｍ未満であること、を特徴とするすべり軸受。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のすべり軸受において、
前記第２層の厚みが０．０１５ｍｍ以下であること、を特徴とするすべり軸受。
【請求項４】
内部にポンプ室が形成されたハウジングと、前記ポンプ室において回転可能に設けられたロータと、該ロータを回転駆動するための駆動軸とを備えたポンプ装置であって、
前記駆動軸は、請求項１〜請求項３のうちの何れか一項に記載のすべり軸受により前記ハウジングに軸支されること、を特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すべり軸受及びポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、裏金としての金属スリーブ（鉄系合金）にアルミニウム合金製（Ａｌ−Ｓｎ系）のライニングを接合してなるすべり軸受があり、そのライニングの素材であるアルミニウム合金には、多くの場合、耐摩耗性及び耐焼付性の向上を図るべく金属シリコン（Ｓｉ）が含有されている。
【０００３】
ところが、硬質成分である金属シリコンは、上記のように耐摩耗性及び耐焼付性の向上に極めて有効である反面、その含有量が過剰となることにより靭性が低下するという性質がある。そこで、従来、アルミニウム合金中の金属シリコンを粒子状としたものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、このような構成を採用することで、靭性の低下を招くことなく、耐摩耗性及び耐焼付性の向上を図ることができる。
【特許文献１】特開平１１−２０９８３６号公報
【特許文献２】特開平８−３１２６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、その使用形態による程度の差こそあれ、回転軸には、少なからず径方向の荷重が印加される。そのため、通常、すべり軸受内においては、回転軸は、その軸心が偏向した状態、即ち所謂片あたりが生じた状態で同すべり軸受に軸支されている（特許文献２参照）。従って、回転軸の軸荷重は、上記片あたり部分に集中することになり、この軸荷重の集中によって同部分に焼き付きが生じやすくなっている。そして、特に初期使用時においては、回転軸とライニングとの接触面が安定していないことから、こうした焼き付き（初期焼付き）の発生する可能性が高くなっている。
【０００５】
このため、初期焼付き防止の観点からは、ライニングの材質であるアルミニウム合金は、その速やかなる接触面の拡大による面圧低下及びその安定化を図るべく、上記軸荷重により変形しやすいように軟質とすることが望ましい。従って、アルミニウム合金中のシリコン粒子の平均粒径は小さい方が有利である。しかしながら、単純にシリコン粒子の平均粒径を小とすれば、長期的な耐摩耗性（耐久性）は期待できなくなる、即ち耐摩耗性及び耐久性を考慮すればシリコン粒子の平均粒径は大きい方が有利であるという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、耐摩耗性及び耐久性を損なうことなく効果的に初期焼付きを防止することのできるすべり軸受及びポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、裏金に粒子状の金属シリコンを含有するアルミニウム合金製のライニングを接合してなるすべり軸受であって、前記ライニングは、前記裏金に接合される第１層と、該第１層の表面に形成された第２層とを有し、前記第２層におけるシリコン粒子の平均粒径が、前記第１層におけるシリコン粒子の平均粒径よりも小さく設定されてなること、を要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記第１層におけるシリコン粒子の平均粒径は４〜６μｍであり、前記第２層におけるシリコン粒子の平均粒径は４μｍ未満であること、を要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記第２層の厚みが０．０１５ｍｍ以下であること、を要旨とする。
上記各構成によれば、比較的硬質な第１層の表面に軟質な第２層が形成される。このため、回転軸とライニングとの接触面が安定していない初期使用時においては、この第２層が変形することで両者の接触面が速やかに拡大される。そして、この接触面の拡大に伴う面圧低下及び同接触面の安定化により、初期焼付きの発生を効果的に防止することができる。また、その長期使用時における耐摩耗性及び耐久性は、第２層の磨耗により露出する耐摩耗性及び耐久性に優れた第１層にて確保することができる。従って、耐摩耗性及び耐久性を損なうことなく効果的に初期焼付きを防止することができるようになる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、前記ポンプ室において回転可能に設けられたロータと、該ロータを回転駆動するための駆動軸とを備えたポンプ装置であって、前記駆動軸は、請求項１〜請求項３のうちの何れか一項に記載のすべり軸受により前記ハウジングに軸支されること、を要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐摩耗性及び耐久性を損なうことなく効果的に初期焼付きを防止することが可能なすべり軸受及びポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を車両用のポンプ装置のすべり軸受に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のポンプ装置１は、油圧式パワーステアリング装置等に用いられるベーンポンプ装置であり、同ポンプ装置１は、内部にポンプ室２が形成されたハウジング３と、ポンプ室２において回転可能に設けられたロータ４と、同ロータ４を回転駆動するための回転軸５とを備えている。本実施形態では、回転軸５は、すべり軸受６にてハウジング３に軸支されており、その一端はポンプ室２内に延設され、他端はハウジング３外に露出されている。そして、そのポンプ室２側の端部にはロータ４が固定されている。
【００１３】
ロータ４は、放射状に形成された複数のスリット７と、該各スリット７内において径方向に摺動可能に支持された複数のベーン８とを備えている。本実施形態では、各ベーン８は油圧により径方向外側に向かって付勢されており、その先端は、ポンプ室２内周に設けられたカムリング９の壁面に当接されている。そして、ポンプ装置１は、ロータ４の回転により、その各ベーン８がポンプ室２内の流体（フルード）を図示しない吐出口から掃き出すことにより、同ポンプ装置１に導入されたフルードを外部へと圧送するようになっている。尚、本実施形態では、回転軸５の外部側の端部には、プーリー（図示略）が設けられている。そして、回転軸５（及びロータ４）は、このプーリーを介してベルト駆動されるようになっている。
【００１４】
次に、本実施形態におけるすべり軸受の構造について説明する。
図２に示すように、すべり軸受６は、筒状に形成された裏金としての金属スリーブ１０の内側にアルミニウム合金製のライニング１１を接合してなる。具体的には、本実施形態では、金属スリーブ１０は、鉄系合金にて形成されてなり、ライニング１１は、粒子状の金属シリコン（Ｓｉ）を含有するＡｌ−Ｓｎ系のアルミニウム合金により形成されている。尚、本実施形態では、金属スリーブ１０とライニング１１とは、加熱圧着により接合されている。
【００１５】
また、本実施形態では、ライニング１１は、金属スリーブ１０に接合される第１層としての基層１２と、該基層１２の表面（金属スリーブ１０と反対側の面）に形成された第２層としての表層１３とを有している。具体的には、本実施形態では、基層１２の厚みＤ１が約０．６９ｍｍ程度であるのに対し、表層１３の厚みＤ２は０．０１５ｍｍ以下（好ましくは約０．０１ｍｍ程度）に設定されている。そして、本実施形態では、基層１２におけるシリコン粒子１２ａの平均粒径Ｒ１が４〜６μｍであるのに対し、表層１３におけるシリコン粒子１３ａの平均粒径Ｒ２は４μｍ未満と、表層１３におけるシリコン粒子１３ａの平均粒径Ｒ２が、基層１２におけるシリコン粒子１２ａの平均粒径Ｒ１よりも小さく設定されている。尚、図２中においては、説明の便宜のため、基層１２と表層１３との比率をあえて誇張して記載してある。また、本実施形態では、金属スリーブ１０の厚みは約１．０ｍｍである。
【００１６】
次に、上記のように構成された本実施形態のすべり軸受の作用について説明する。
上述のように、すべり軸受においては、多くの場合、回転軸の偏向に伴う所謂片あたりによって軸荷重が集中するため、この片あたり部分に焼き付きが生じやすく、特に初期使用時においては、回転軸とライニングとの接触面が安定していないことから、こうした焼き付き（初期焼付き）の発生する可能性が高くなっている。そして、本実施形態のポンプ装置１のごとく、回転軸５がプーリーを介してベルト駆動されるような用途においては、こうした傾向はより顕著なものとなる。
【００１７】
この点を踏まえ、本実施形態のすべり軸受６では、ライニング１１は、金属スリーブ１０に接合される基層１２と、該基層１２の表面に形成された表層１３とを有するとともに、表層１３におけるシリコン粒子１３ａの平均粒径Ｒ２が、基層１２におけるシリコン粒子１２ａの平均粒径Ｒ１よりも小さく設定されることとした。
【００１８】
即ち、このような構成とすれば、比較的硬質な基層１２の表面に軟質な表層１３が形成される。このため、回転軸５とライニング１１との接触面が安定していない初期使用時においては、この表層１３が変形することで両者の接触面が速やかに拡大される。そして、この接触面の拡大に伴う面圧低下及び同接触面の安定化により、初期焼付きの発生を効果的に防止することができる。また、その長期使用時における耐摩耗性及び耐久性は、表層１３の磨耗により露出する耐摩耗性及び耐久性に優れた基層１２にて確保することができる。従って、耐摩耗性及び耐久性を損なうことなく効果的に初期焼付きを防止することができるようになる。
【００１９】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、表層１３におけるシリコン粒子１３ａの平均粒径Ｒ２が、基層１２におけるシリコン粒子１２ａの平均粒径Ｒ１よりも小さく設定されることとしたが、これに限らず、図３に示すすべり軸受１５のように表層１６には金属シリコンが含有されない構成としてもよい。また、表層は薬液等による表面処理又はコーティングにより形成してもよい。
【００２０】
・本実施形態では、金属スリーブ１０とライニング１１とは、加熱圧着により接合されることとしたが、金属スリーブ１０とライニング１１との接合は、接着等その他の方法により行うこととしてもよい。また、表層１３は基層１２に接合されることとしてもよい。
【００２１】
・本実施形態では、本発明を車両用のポンプ装置のすべり軸受に具体化したが、これに限らず、その他の用途に用いられるすべり軸受に具体化してもよい。
・本実施形態では、本発明を裏金としての金属スリーブ１０の内側にアルミニウム合金製のライニング１１を接合してなるすべり軸受６に具体化した。しかし、これに限らず、軸受ハウジングに硬質粒子が分散されたライニングを接合してなるその他の素材を用いたすべり軸受に具体化してもよい。例えば、金属以外の素材により軸受ハウジングを形成し、ライニングもアルミニウム合金以外の素材（その他の合金又はカーボン等）により形成する。そして、シリコン粒子に代えてシリカ（酸化ケイ素）等の硬質粒子が分散されたものに具体化してもよい。
【００２２】
次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を記載する。
（イ）請求項２に記載のすべり軸受において、前記第１層及び第２層における各シリコン粒子の前記平均粒径の比は、５：３程度であること、を特徴とするすべり軸受。
【００２３】
（ロ）軸受ハウジングに硬質粒子が分散されたライニングを接合してなるすべり軸受であって、前記ライニングは、前記軸受ハウジングに接合される第１層と、該第１層の表面に形成された第２層とを有し、前記第２層における硬質粒子の平均粒径が、前記第１層における硬質粒子の平均粒径よりも小さく設定されてなること、を特徴とするすべり軸受。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ポンプ装置の概略構成を示す断面図。
【図２】すべり軸受の概略構成を示す模式図。
【図３】別例のすべり軸受の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００２５】
１…ポンプ装置、２…ポンプ室、３…ハウジング、４…ロータ、５…駆動軸、６…すべり軸受、１０…金属スリーブ、１１…ライニング、１２…基層、１３…表層、１２ａ，１３ａ…シリコン粒子、Ｄ１，Ｄ２…厚み、Ｒ１，Ｒ２…平均粒径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006242354.tif 000005