(57)【要約】【課題】アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に強固に固定可能であり且つ高温下でも使用可能なリング状滑り軸受の製造方法、滑り軸受、及び、滑り軸受を具備した滑り軸受構造体を提供すること。【解決手段】リング状滑り軸受の製造方法は、Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金製の略円柱状素材を、素材の軸方向に鍛造加工して有底円筒体７を形成する工程と、有底円筒体７の底部7c及び円筒先端部7eのうち少なくとも底部7cを除去する工程と、を具備している。素材は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している 。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に前記ハウジングの内周面に外周面が密着した状態にして固定されて用いられ、内周面を軸受面とするリング状滑り軸受の製造方法であって、
Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金製の略円柱状素材を前記素材の軸方向に鍛造加工して有底円筒体を形成する工程と、
前記有底円筒体の底部及び円筒先端部のうち少なくとも底部を除去する工程と、を具備しており、
前記素材は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、前記共晶Ｓｉ粒子の粗さが前記素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している滑り軸受の製造方法。
【請求項２】
前記素材は水平連続鋳造材からなる請求項１記載の滑り軸受の製造方法。
【請求項３】
前記素材を得る工程を更に具備しており、
前記素材を得る工程は、前記化学組成を有するアルミニウム合金溶湯が鋳型内を水平方向に通過する際に、前記溶湯の上側から噴射する冷却液の上噴射量と前記溶湯の下側から噴射する冷却液の下噴射量とを相異させた状態で前記冷却液を前記溶湯に噴射することにより前記溶湯を冷却凝固させて、水平連続鋳造棒を製造する工程を含んでおり、
前記素材を得る工程では、前記水平連続鋳造棒をその軸方向に所定長さに切断して前記素材を得る請求項１又は２記載の滑り軸受の製造方法。
【請求項４】
前記素材の直径が５０ｍｍ以下に設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法。
【請求項５】
前記素材を得る工程を更に具備しており、
前記素材を得る工程は、ダイス中心軸に対して半径方向にずれた位置に押出孔が設けられた押出ダイスを用いて前記化学組成を有するアルミニウム合金垂直連続鋳造製のビレットをその軸方向に押出加工することにより押出棒を製造する工程を含んでおり、
前記素材を得る工程では、前記押出棒をその軸方向に所定長さに切断して前記素材を得る請求項１記載の滑り軸受の製造方法。
【請求項６】
前記素材の外周面における５００００μｍ２の単位面積に存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域が、前記素材の外周面全体の面積の３０％以上を占めており、且つ、前記素材の外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法。
【請求項７】
前記素材の前記アルミニウム合金の化学組成は、更に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂ及びＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の添加元素と不可避不純物とを含み、且つ、前記添加元素及び前記不可避不純物の各成分が０．５質量％以下であり、更に、前記添加元素及び前記不可避不純物の合計成分が２質量％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法。
【請求項８】
アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に前記ハウジングの内周面に外周面が密着した状態にして固定されて用いられ、内周面を軸受面とするリング状滑り軸受であって、
前記滑り軸受は、Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金製の鍛造加工品であり、
更に、前記滑り軸受は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、前記共晶Ｓｉ粒子の粗さが前記滑り軸受の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している滑り軸受。
【請求項９】
前記滑り軸受の内周面における５００００μｍ２の単位面積に存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域が、前記滑り軸受の内周面全体の面積の３０％以上を占めており、且つ、前記滑り軸受の外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下である請求項８記載の滑り軸受。
【請求項１０】
前記滑り軸受の前記アルミニウム合金の化学組成は、更に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂ及びＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の添加元素と不可避不純物とを含み、且つ、前記添加元素及び前記不可避不純物の各成分が０．５質量％以下であり、更に、前記添加元素及び前記不可避不純物の合計成分が２質量％以下である請求項８又は９記載の滑り軸受。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の滑り軸受と、アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジングと、を具備するとともに、
前記ハウジングの内周面に前記滑り軸受の外周面が密着した状態にして前記滑り軸受が前記ハウジング内に固定されている滑り軸受構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンピストン、ターボチャージャ、コンプレッサ等に用いられるリング状滑り軸受の製造方法、滑り軸受、及び、滑り軸受構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸部材を支持するリング状滑り軸受として、例えば特開２０１１−２４７４０８号公報（特許文献１）に記載されているように自己潤滑性ライナーを備えたものが知られている。このライナーを構成する主材料は、ＰＥＥＫ樹脂等のポリエーテルケトン系樹脂である。この樹脂は、他の樹脂に比べて、耐熱性、耐摩耗性に優れているため、滑り軸受の構成材料としてしばしば用いられる。
【０００３】
また、滑り軸受が固定されるハウジングは、主に金属材料から形成されている。特に、滑り軸受とハウジングとを具備する滑り軸受構造体について軽量化を図る場合などには、ハウジングはアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４７４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂製の滑り軸受の外周面は、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性に乏しかった。また、樹脂の引張強度は高強度アルミニウム又はアルミニウム合金のそれに比べて約４分の１以下と小さく、しかも樹脂の線熱膨張係数は高強度アルミニウム又はアルミニウム合金のそれに比べて２倍以上大きく、さらに樹脂は１５０℃付近での荷重による変形量も大きい。そのため、樹脂製の滑り軸受がアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に固定されて用いられる場合には、滑り軸受がハウジング内から不慮に抜出する虞があるし、また高温下での使用が困難であった。
【０００６】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に強固に固定可能であり且つ高温下でも使用可能なリング状滑り軸受の製造方法、滑り軸受、及び、滑り軸受を具備した滑り軸受構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］  アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に前記ハウジングの内周面に外周面が密着した状態にして固定されて用いられ、内周面を軸受面とするリング状滑り軸受の製造方法であって、
Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金製の略円柱状素材を前記素材の軸方向に鍛造加工して有底円筒体を形成する工程と、
前記有底円筒体の底部及び円筒先端部のうち少なくとも底部を除去する工程と、を具備しており、
前記素材は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、前記共晶Ｓｉ粒子の粗さが前記素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している滑り軸受の製造方法。
【０００９】
［２］  前記素材は水平連続鋳造材からなる前項１記載の滑り軸受の製造方法。
【００１０】
［３］  前記素材を得る工程を更に具備しており、
前記素材を得る工程は、前記化学組成を有するアルミニウム合金溶湯が鋳型内を水平方向に通過する際に、前記溶湯の上側から噴射する冷却液の上噴射量と前記溶湯の下側から噴射する冷却液の下噴射量とを相異させた状態で前記冷却液を前記溶湯に噴射することにより前記溶湯を冷却凝固させて、水平連続鋳造棒を製造する工程を含んでおり、
前記素材を得る工程では、前記水平連続鋳造棒をその軸方向に所定長さに切断して前記素材を得る前項１又は２記載の滑り軸受の製造方法。
【００１１】
［４］  前記素材の直径が５０ｍｍ以下に設定されている前項１〜３のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法。
【００１２】
［５］  前記素材を得る工程を更に具備しており、
前記素材を得る工程は、ダイス中心軸に対して半径方向にずれた位置に押出孔が設けられた押出ダイスを用いて前記化学組成を有するアルミニウム合金垂直連続鋳造製のビレットをその軸方向に押出加工することにより押出棒を製造する工程を含んでおり、
前記素材を得る工程では、前記押出棒をその軸方向に所定長さに切断して前記素材を得る前項１記載の滑り軸受の製造方法。
【００１３】
［６］  前記素材の外周面における５００００μｍ２の単位面積に存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域が、前記素材の外周面全体の面積の３０％以上を占めており、且つ、前記素材の外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下である前項１〜５のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法。
【００１４】
［７］  前記素材の前記アルミニウム合金の化学組成は、更に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂ及びＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の添加元素と不可避不純物とを含み、且つ、前記添加元素及び前記不可避不純物の各成分が０．５質量％以下であり、更に、前記添加元素及び前記不可避不純物の合計成分が２質量％以下である前項１〜６のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法。
【００１５】
［８］  アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に前記ハウジングの内周面に外周面が密着した状態にして固定されて用いられ、内周面を軸受面とするリング状滑り軸受であって、
前記滑り軸受は、Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金製の鍛造加工品であり、
更に、前記滑り軸受は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、前記共晶Ｓｉ粒子の粗さが前記滑り軸受の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している滑り軸受。
【００１６】
［９］  前記滑り軸受の内周面における５００００μｍ２の単位面積に存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域が、前記滑り軸受の内周面全体の面積の３０％以上を占めており、且つ、前記滑り軸受の外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下である前項８記載の滑り軸受。
【００１７】
［１０］  前記滑り軸受の前記アルミニウム合金の化学組成は、更に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂ及びＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の添加元素と不可避不純物とを含み、且つ、前記添加元素及び前記不可避不純物の各成分が０．５質量％以下であり、更に、前記添加元素及び前記不可避不純物の合計成分が２質量％以下である前項８又は９記載の滑り軸受。
【００１８】
［１１］  前項８〜１０のいずれかに記載の滑り軸受と、アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジングと、を具備するとともに、
前記ハウジングの内周面に前記滑り軸受の外周面が密着した状態にして前記滑り軸受が前記ハウジング内に固定されている滑り軸受構造体。
【００１９】
さらに本発明は以下の手段を提供する。
【００２０】
［１２］  前項１〜７のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法により得られた滑り軸受。
【００２１】
［１３］  前項１〜７のいずれかに記載の滑り軸受の製造方法により得られた滑り軸受と、アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジングと、を具備するとともに、
前記ハウジングの内周面に前記滑り軸受の外周面が密着した状態にして前記滑り軸受が前記ハウジング内に固定されている滑り軸受構造体。
【００２２】
［１４］  アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に前記ハウジングの内周面に外周面が密着した状態にして固定されて用いられ、内周面を軸受面とするリング状滑り軸受であって、
前記滑り軸受は、有底円筒体の底部及び円筒先端部のうち少なくとも底部が除去されて得られたものであり、且つ、前記有底円筒体は、Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金製の略円柱状素材が前記素材の軸方向に鍛造加工されて形成されたものであり、
更に、前記滑り軸受は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、前記共晶Ｓｉ粒子の粗さが前記滑り軸受の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している滑り軸受。
【００２３】
［１５］  前記素材は水平連続鋳造材からなり、
前記素材の直径が５０ｍｍ以下に設定されている前項１４記載の滑り軸受。
【００２４】
［１６］前記素材の前記アルミニウム合金の化学組成は、更に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂ及びＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の添加元素と不可避不純物とを含み、且つ、前記添加元素及び前記不可避不純物の各成分が０．５質量％以下であり、更に、前記添加元素及び前記不可避不純物の合計成分が２質量％以下である前項１４又は１５記載の滑り軸受。
【００２５】
［１７］  前項１４〜１６のいずれかに記載の滑り軸受と、アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジングと、を具備するとともに、
前記ハウジングの内周面に前記滑り軸受の外周面が密着した状態にして前記滑り軸受が前記ハウジング内に固定されている滑り軸受構造体。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は以下の効果を奏する。
【００２７】
前項［１］によれば、アルミニウム合金製の素材は共晶Ｓｉ粒子を分散含有するとともに、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している。したがって、当該素材を素材の軸方向に鍛造加工して有底円筒体を形成することにより、有底円筒体の金属組織について、共晶Ｓｉ粒子の粗さが有底円筒体の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異するようになる。これにより、有底円筒体の内周面及び外周面には粒径の大きな共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域と粒径の大きな共晶Ｓｉ粒子の個数が少ない領域とが存在するので、有底円筒体の内周面全体及び外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径はそれぞれ小さくなる。その結果、有底円筒体の内周面は、粒径の大きな共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域の存在により良好な滑り特性を有するとともに、有底円筒体の外周面は外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が小さいことによりアルミニウム又はアルミニウム合金との親和性が高いという特性を有する。
【００２８】
そして、有底円筒体の底部及び円筒先端部のうち少なくとも底部を除去することにより、良好な滑り特性を有する内周面（即ち軸受面）と、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性が高い外周面とを備えたリング状滑り軸受を得ることができる。そのため、この滑り軸受によれば、滑り軸受の内周面と軸部材との焼付きを抑制することができるし、滑り軸受をアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に強固に固定することができる。
【００２９】
しかも、素材が所定の化学組成を有するアルミニウム合金製であるから、滑り軸受は軽量であるし、樹脂製の滑り軸受に比べて高い強度及び硬さを有するとともに、耐摩耗性に優れており、室温下はもとより例えば１５０℃程度の高温下でも良好に使用可能である。
【００３０】
前項［２］では、素材が水平連続鋳造材からなることにより、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している素材を確実に得ることができる。
【００３１】
前項［３］では、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している素材を更に確実に得ることができる。
【００３２】
前項［４］では、素材の直径が５０ｍｍ以下に設定されていることにより、素材を製造するための水平連続鋳造の際において、溶湯の最終凝固部と鋳造棒の外周面との間の冷却速度差を確実に適切に抑制することができる。これにより、所望する特性を有する滑り軸受を確実に得ることができる。さらに、Ｃｕの重力偏析による素材の強度差を確実に抑制することができ、これにより、高い強度的信頼性を有する滑り軸受を確実に得ることができる。
【００３３】
前項［５］では、ダイス中心軸に対して半径方向にずれた位置に押出孔が設けられた押出ダイスを用いて垂直連続鋳造製ビレットをその軸方向に押出加工することにより、得られる押出棒の金属組織について、共晶Ｓｉ粒子の粗さが押出棒の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異するようになる。そして、押出棒をその軸方向（詳述するとその押出軸方向）に所定長さに切断することにより、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材の直径方向の一端側の領域と他端側の領域とで相異している素材を確実に得ることができる。
【００３４】
前項［６］では、素材の外周面における５００００μｍ２の単位面積に存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域が、素材の外周面全体の面積の３０％以上を占めていることにより、滑り軸受の内周面（軸受面）の滑り特性を確実に高めることができる。さらに、素材の外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下であることにより、滑り軸受の外周面の、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性を確実に高めることができて、滑り軸受をアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に確実に強固に固定することができる。
【００３５】
前項［７］では、素材のアルミニウム合金の化学組成が制限されることにより、所望する特性を有する滑り軸受を更に確実に得ることができる。
【００３６】
前項［８］では、上記［１］に記載した理由と同様の理由により、良好な滑り特性を有する内周面（軸受面）を備えた滑り軸受を提供できる。さらに、滑り軸受の外周面はアルミニウム又はアルミニウム合金との親和性が高く、そのため滑り軸受をアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に強固に固定することができる。さらに、滑り軸受は、軽量であり、更に、樹脂製の滑り軸受に比べて高い強度及び硬さを有するとともに、耐摩耗性に優れており、室温下はもとより例えば１５０℃程度の高温下でも良好に使用可能である。
【００３７】
前項［９］では、滑り軸受の内周面（軸受面）の滑り特性を確実に高めることができる。さらに、滑り軸受の外周面の、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性を確実に高めることができ、これにより、滑り軸受はアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に確実に強固に固定することができる。
【００３８】
前項［１０］では、滑り軸受の内周面（軸受面）の滑り特性を更に一層確実に高めることができる。さらに、滑り軸受の外周面の、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性を更に一層確実に高めることができ、これにより、滑り軸受はアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に更に一層確実に強固に固定することができる。
【００３９】
前項［１１］に記載の滑り軸受構造体は、良好な滑り特性を有する内周面（軸受面）を備えた滑り軸受を具備しており、更に、軽量である。しかも、滑り軸受がハウジング内に強固に固定されており、そのためハウジング内から滑り軸受が不慮に抜出するのを防止することができる。さらに、滑り軸受構造体は、室温下はもとより例えば１５０℃程度の高温下でも良好に使用することができる。
【００４０】
前項［１２］に記載の滑り軸受は、前項［１］〜［７］に記載の滑り軸受の製造方法により得られたものであるから、良好な滑り特性を有する内周面（軸受面）を備えており、更に、軽量であり、その上、アルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に強固に固定可能で且つ室温下はもとより例えば１５０℃程度の高温下でも良好に使用可能である。
【００４１】
前項［１３］は、前項［１１］の効果と同様の効果を奏する。
【００４２】
前項［１４］では、前項［１］に記載した理由と同様の理由により、良好な滑り特性を有する内周面（軸受面）を備えた滑り軸受を提供できる。さらに、滑り軸受の外周面はアルミニウム又はアルミニウム合金との親和性が高く、そのため滑り軸受をアルミニウム又はアルミニウム合金製ハウジング内に強固に固定することができる。さらに、滑り軸受は、軽量であり、更に、樹脂製の滑り軸受に比べて高い強度及び硬さを有するとともに、耐摩耗性に優れており、室温下はもとより例えば１５０℃程度の高温下でも良好に使用可能である。
【００４３】
前項［１５］は、前項［４］の効果と同様の効果を奏する。
【００４４】
前項［１６］は、前項［７］の効果と同様の効果を奏する。
【００４５】
前項［１７］は、前項［１１］の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る滑り軸受を具備した滑り軸受構造体の一例としてのエンジンピストンを示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、同エンジンピストンにおける同滑り軸受及びその近傍を示す正面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、同滑り軸受の斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、同滑り軸受の横断面における金属組織の分布状態を示す概略図である。
【図２】図２は、同滑り軸受の製造工程図である。
【図３】図３は、水平連続鋳造棒を水平連続鋳造による製造途中の状態で示す概略側面図である。
【図４】図４は、同水平連続鋳造棒とこれを切断して得られた素材とを示す斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、同素材の横断面における金属組織の分布状態を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａ中のＸ−Ｘ線縦断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、同素材の各金属組織領域における共晶Ｓｉ粒子の粒径の分布状態を示すヒストグラムである。
【図６Ａ】図６Ａは、同素材を鍛造加工する前の状態の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、同素材を鍛造加工した後の状態の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、同素材を鍛造加工して得られた有底円筒体の縦断面における金属組織の分布状態を示す概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａ中のＹ−Ｙ線横断面図である。
【図８】図８は、同有底円筒体の底部及び円筒先端部を除去して得られた滑り軸受の縦断面における金属組織の分布状態を示す概略図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の比較形態として、垂直連続鋳造により製造された垂直連続鋳造棒を切断して得られた素材の横断面における金属組織の分布状態を示す概略図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａ中のＸ１−Ｘ１線縦断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第２実施形態に係る滑り軸受の素材を得るための押出棒を、押出加工による製造途中の状態で示す概略断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、同押出棒を製造するためのビレットの横断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、同押出棒を切断して得られた同素材の横断面における金属組織の分布状態を示す概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施例及び比較例において、滑り軸受をハウジング内に固定する前の状態を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、同滑り軸受の同ハウジング内からの抜出試験を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００４８】
図１Ａにおいて、符号１０は、本発明の第１実施形態に係る滑り軸受構造体の一例としてのエンジンピストンである。本第１実施形態に係る滑り軸受１は、このエンジンピストン１０のピストンピンブッシュとして用いられるものである。
【００４９】
すなわち、本第１実施形態のエンジンピストン１０は、本第１実施形態の滑り軸受１を２つ具備しており、更に、滑り軸受１が固定されるハウジング（ハウジング部）としてのピストンピンボス部１１を２つ具備しており、更に、クラウン部１０ａ、ランド部１０ｂ、スカート部１０ｃ、サイドウォール部１０ｄなどを具備している。これらの部位を含むエンジンピストン１０の全体は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。なお、クラウン部１０ａの天面には複数のバルブリセス部１０ｅが設けられている。
【００５０】
滑り軸受１は、図１Ｃに示すように円筒リング状であり、即ち円筒リング体からなるものであり、滑り軸受１の内周面１ｂを軸受面とするものである。さらに、滑り軸受１は鍛造加工品であり、詳述すると、所定の化学組成を有するアルミニウム合金の水平連続鋳造製の素材（図４参照、５）がその鋳造軸Ｐ方向に鍛造加工されて形成されたものである。そのため、滑り軸受１の中心軸は水平連続鋳造の鋳造軸Ｐと一致している。
【００５１】
さらに、滑り軸受１中には共晶Ｓｉ粒子が分散して含有されている。滑り軸受１の外周面１ａ及び内周面（軸受面）１ｂはそれぞれ所定の表面粗さに仕上げ加工されている。
【００５２】
図１Ａ及び１Ｂに示すように、エンジンピストン１０の各ボス部１１には、ハウジング孔としての断面円形状のピストンピン孔１２が設けられている。そして、ピストンピン孔１２に滑り軸受１が挿入された状態にして滑り軸受１がピストンピン孔１２に焼き嵌めや圧入等により固定保持されている。
【００５３】
ここで、エンジンピストン１０の全体がアルミニウム又はアルミニウム合金製であることから、ボス部１１のピストンピン孔１２の内周面１２ａはアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。
【００５４】
なお図１Ｂにおいて、符号１０ｆはクリップ溝であり、これはピストンピン孔１２の内周面１２ａの一部にその軸方向に延びて設けられている。
【００５５】
滑り軸受１の内側には、軸部材としての断面円形状のピストンピン（図１Ｂ中に二点鎖線で示す）１０ｚが挿入されて、ピストンピン１０ｚが滑り軸受１の内周面１ｂで周方向に摺動可能に受けられる。なお、ピストンピン１０ｚは、エンジンピストン１０とコンロッド（図示せず）とを連結するものである。
【００５６】
図１Ｃに示すように、滑り軸受１のサイズは、エンジンピストン１０、ピストンピン１０ｚ等のサイズに応じて様々に設定されるものであり限定されるものではない。例えば、滑り軸受１の外径ＯＤは２０〜４６ｍｍ、その内径ＩＤは１６〜４０ｍｍ、その肉厚ｔは１．５〜３．０ｍｍ、及び、その長さＬは２０〜５０ｍｍにそれぞれ設定される。さらに、滑り軸受１の肉厚ｔは、滑り軸受１の軸方向及び周方向においてそれぞれ一定に設定されている。
【００５７】
次に、滑り軸受１の製造方法について以下に説明し、その後で滑り軸受１の詳細な構成について説明する。
【００５８】
滑り軸受１は図２に示した製造工程に従って製造されることが望ましい。
【００５９】
ステップＳ１（水平連続鋳造工程）では、図３に示すように、水平連続鋳造装置１５を用いた水平連続鋳造法により長尺な水平連続鋳造棒３を製造する。すなわちこのステップＳ１は水平連続鋳造棒３を製造する工程に相当している。
【００６０】
鋳造棒３の横断面形状は円形状である。鋳造棒３の直径は５０ｍｍ以下であることが望ましい。その理由については後述する。ここで、滑り軸受１の外径ＯＤ（図１Ｃ参照）が例えば約３０ｍｍである場合には、鋳造棒３の直径は例えば約３３ｍｍに設定される。
【００６１】
鋳造棒３は、Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３〜５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成（化学成分）を有するアルミニウム合金で形成されている必要がある。その理由については後述する。
【００６２】
水平連続鋳造法の種類については限定されるものではないが、なるべく高速で鋳造可能な水平連続鋳造法を用いることが望ましく、特に気体加圧式水平連続鋳造法などを好適に用いることができる。その他の好適な鋳造条件については後述する。
【００６３】
ステップＳ２（均質化処理工程）では、鋳造棒３について均質化処理を施すことが望ましい。これにより、鋳造棒３について鋳造時に発生した偏析を確実に均質化することができ、再結晶核となる遷移金属元素の粗大化を確実に抑制し得て、粗大再結晶の発生を確実に抑制し得る。この均質化処理の条件については限定されるものではないが、鋳造棒３を４７０〜５００℃の加熱温度で８〜２４時間保持することが特に望ましい。
【００６４】
ステップＳ３（矯正工程）では、鋳造棒３について矯正加工として例えばロール矯正加工を施し、これにより鋳造棒３の曲がりを矯正することが望ましい。
【００６５】
ステップＳ４（ピーリング加工工程）では、鋳造棒３の外周面３ａに発生した微細な鋳造欠陥や微細な凹凸を除去するため、鋳造棒３の外周面３ａをピーリング加工（面削加工）することが望ましい。
【００６６】
ステップＳ５（切断工程）では、図４に示すように、鋳造棒３をその鋳造軸Ｐ方向に所定長さに円柱状に切断し、これによりアルミニウム合金の水平連続鋳造製の鍛造加工用素材５を得る。素材５の長さは限定されるものではなく、例えば８〜１６ｍｍに設定される。同図において、符号３ｅ（二点鎖線で示す）は鋳造棒３の切断予定面である。切断予定面３ｅは鋳造棒３の鋳造軸Ｐに対して略垂直である。
【００６７】
ステップＳ６（Ｏ処理工程）では、素材５についてＯ処理（焼鈍し）を施すことが望ましい。その好適な条件は次のとおりである。すなわち、素材５を焼鈍炉内で３６０〜４００℃の加熱温度で１〜４時間加熱し、その後、同焼鈍炉内で６〜１２時間かけて１５０〜２５０℃まで徐々に冷却し、これにより素材５をＯ処理する（焼鈍しする）。
【００６８】
ステップＳ７（潤滑皮膜処理工程）では、素材５について鍛造加工のための潤滑処理として潤滑皮膜処理を施すことが望ましい。その処理方法としてはボンデ処理と呼ばれる化成被膜処理を好適に適用できる。
【００６９】
ステップＳ８（鍛造加工工程）では、図６Ａ及び６Ｂに示すように素材５をその鋳造軸Ｐ方向に鍛造加工し、これにより、図７Ａ及び７Ｂに示すように円筒部７ｄと底部７ｃとを一体に有する有底円筒体７を形成する。符号７ａは有底円筒体７の外周面であり、符号７ｂは有底円筒体７の内周面である。本第１実施形態では、鍛造加工として、冷間鍛造加工を採用しており、詳述すると冷間密閉後方押出鍛造加工を採用している。
【００７０】
この鍛造加工について説明すると以下のとおりである。
【００７１】
図６Ａにおいて、符号１３は鍛造加工装置であり、詳述すると冷間鍛造加工装置であり、更に詳述すると冷間密閉後方押出鍛造加工装置である。鍛造加工装置１３は、成形キャビティ１４ａを有する成形型１４と、成形型１４の下側に配置された受圧板１３ａと、受圧板１３ａに設けられたノックアウトピン１３ｂと、成形パンチ１３ｃと、などを具備している。
【００７２】
この鍛造加工装置１３を用い、図６Ａに示すように素材５を成形型１４の成形キャビティ１４ａ内に配置する。そして、図６Ｂに示すように成形パンチ１３ｃの軸Ｐ０と素材５の鋳造軸Ｐとを一致させた状態にして成形パンチ１３ｃで素材５を鋳造軸Ｐ方向に押圧して有底円筒状に鍛造加工（詳述すると冷間密閉後方押出鍛造加工）し、これにより有底円筒体７を形成する（図７Ａ及び７Ｂ参照）。次いで、ノックアウトピン１３ｂを上昇駆動させて有底円筒体７を成形キャビティ１４ａ内から排出する。ここで、滑り軸受１の外径ＯＤが例えば約３０ｍｍである場合には、有底円筒体７の外径（即ち成形キャビティ１４ａの直径）は例えば約３１ｍｍに設定される。
【００７３】
ステップＳ９（熱処理工程）では、有底円筒体７について熱処理を施し、これにより有底円筒体７の強度を向上させることが望ましい。熱処理としては、Ｔ６処理又はＴ７処理を好適に適用できる。
【００７４】
Ｔ６処理としては、有底円筒体７について溶体化処理を施した後、人工時効処理を施す処理を適用できる。なおＴ６処理は、有底円筒体７についての溶体化処理における加熱後の焼入れを温水焼入れによって行う、いわゆるＴ６１処理も含む。
【００７５】
Ｔ７処理としては、有底円筒体７について溶体化処理を施した後、安定化処理を施す処理を適用できる。
【００７６】
熱処理についての具体的な好適条件としては、有底円筒体７を４８０〜５０５℃の加熱温度で０．５〜４時間保持し、その後、有底円筒体７を２０〜７５℃の温度の水で焼入れし（溶体化処理）、次いで、有底円筒体７を１７０〜２２０℃の加熱温度で２〜１２時間保持することで有底円筒体７を人工時効処理するか、又は、安定化処理することが挙げられる。
【００７７】
ステップＳ１０（除去工程）では、図８に示すように、有底円筒体７の底部７ｃ及び円筒先端部７ｅのうち少なくとも底部７ｃを除去し、これにより円筒リング状の滑り軸受１を得る。本第１実施形態では、有底円筒体７の底部７ｃ及び円筒先端部７ｅがそれぞれ切断除去されている。切断方法としては限定されるものではなく、例えば、鋸切断を用いても良いし、突切りバイトを用いた旋盤加工による切断を用いても良く、あるいはポンチングを用いても良い。
【００７８】
ここで、有底円筒体７の底部７ｃを切断除去する場合には、例えば、有底円筒体７の内側の底面から約２ｍｍ上側の位置で切断が行われる。有底円筒体７の円筒先端部７ｅを切断除去する場合には、例えば、有底円筒体７の円筒部７ｄの先端から約２ｍｍ下側の位置で切断が行われる。
【００７９】
また、滑り軸受１の外周面１ａは有底円筒体７の外周面７ａからなり、滑り軸受１の内周面１ｂは有底円筒体７の内周面７ｂからなる。
【００８０】
ステップＳ１１（仕上げ加工工程）では、仕上げ加工手段によって滑り軸受１の外周面１ａ及び内周面１ｂをそれぞれ所定の表面粗さに且つ滑り軸受１の外径寸法及び内径寸法をそれぞれ所定の目標径に仕上げ加工する。これにより、滑り軸受１が最終製品に仕上げられる。仕上げ加工手段としては、例えば、旋盤加工等の機械加工が用いられる。
【００８１】
仕上げ加工後の滑り軸受１の外周面１ａの表面粗さは限定されるものではないが、特にＲｚ：１〜４μｍであることが望ましく、こうすることにより、滑り軸受１の外周面１ａの、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性を確実に高めることできて、滑り軸受１をエンジンピストン１０のボス部１１のピストンピン孔１２に確実に強固に固定することができる。
【００８２】
滑り軸受１の内周面１ｂの表面粗さは、内周面１ｂが軸受面として好適に適用可能な粗さであれば良く、特に限定されるものではなく、例えばＲｚ：１〜４μｍである。
【００８３】
なお、上述した表面粗さは、ＪＩＳ（日本工業規格）  Ｂ  ０６０１−２００１に準拠して測定されたものであり、Ｒｚは最大高さを意味している。
【００８４】
以上の工程を経て得られた滑り軸受１をピストンピンブッシュとして用いて本第１実施形態のエンジンピストン１０を製造する場合には、滑り軸受１はエンジンピストン１０のボス部（ハウジング部）１１のピストンピン孔（ハウジング孔）１２に嵌合挿入された状態で常法に従って固定保持される。この固定状態では、滑り軸受１の外周面１ａはピストンピン孔１２の内周面１２ａに強く密着している。
【００８５】
滑り軸受１のピストンピン孔１２への固定方法としては、焼き嵌め、圧入などが採用される。固定方法として例えば焼き嵌めを採用する場合には、その固定は例えば次のように行われる。
【００８６】
外径が室温寸法で例えば３０．０８ｍｍに仕上げ加工された滑り軸受１と、ピストンピン孔１２の直径が室温寸法で例えば３０．００ｍｍに仕上げ加工されたエンジンピストン１０とを準備する。ピストンピン孔１２の内周面１２ａの表面粗さは限定されるものはなく、例えばＲｚ：１〜４μｍに設定される。
【００８７】
次いで、エンジンピストン１０の少なくともボス部１１をエンジンピストン１０の使用温度である約１５０℃に加熱膨張させてピストンピン孔１２の直径を３０．０８ｍｍに熱拡大させる。そして、このピストンピン孔１２に滑り軸受１を挿入し、この状態でボス部１１を冷却する。これにより、滑り軸受１がピストンピン孔１２に滑り軸受１の外周面１ａがピストンピン孔１２の内周面１２ａに強く密着した状態にして強固に固定保持される。
【００８８】
次に、滑り軸受１の詳細な構成について以下に説明する。
【００８９】
滑り軸受１を製造するための素材５は、上述したようにアルミニウム合金水平連続鋳造製であり、詳述すると、ステップＳ５にてアルミニウム合金の水平連続鋳造棒３をその鋳造軸Ｐ方向に所定長さに円柱状に切断して得られたものである。素材５中には共晶Ｓｉ粒子が分散含有されている。
【００９０】
ここで、水平連続鋳造では、図３に示すように、水平連続鋳造装置１５のタンディッシュ１５ａ内の溶湯３ｂが鋳型１５ｃ内を鋳造軸Ｐ方向（水平方向Ｖ）に通過する際に溶湯３ｂが冷却液１５ｂの噴射により冷却されて凝固することで、水平連続鋳造棒３が製造される。溶湯３ｂは、水平連続鋳造棒３を構成するアルミニウム合金の上述した化学組成を有している。
【００９１】
この水平連続鋳造の際に、未凝固の溶湯３ｂは重力により下方向に引き下げられて溶湯３ｂの凝固界面３ｃが鋳造軸Ｐよりも下方向に偏り、これにより、鋳造棒３の上端Ｑ１側の領域よりも下端Ｑ２側の領域の方が溶湯３ｂの凝固速度が遅くなる。その結果、鋳造棒３の横断面における金属組織、すなわち素材５の横断面における金属組織は、共晶Ｓｉ粒子の粒径の大きさに応じて３つの領域Ａ〜Ｃに大別すると、概ね図５Ａに示すように分布し、鋳造棒３の上端Ｑ１側の領域と下端Ｑ２側の領域とで共晶Ｓｉ粒子の粗さが相異する。また、素材５の縦断面における金属組織は概ね図５Ｂに示すように分布する。
【００９２】
領域Ａ（「×」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子が細かくそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が少ない領域である。領域Ｃ（「○」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子が粗くそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域である。領域Ｂ（「△」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子の粗さが領域Ａと領域Ｃとの中間くらいでありそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が領域Ａと領域Ｃとの中間の値くらいの領域である。
【００９３】
領域Ａ、Ｂ及びＣは、図５Ａに示すように、素材５の、水平連続鋳造時の上端Ｑ１から下端Ｑ２に向かって順次配置されている。さらに、領域Ａ、Ｂ及びＣは、図５Ｂに示すように、それぞれ素材５の鋳造軸Ｐ方向に連続して配置されている。
【００９４】
ここで、図５Ａに示すように、素材５の、水平連続鋳造時の上端Ｑ１と下端Ｑ２とを繋ぐ直径方向における領域Ａの長さを「ＺA0」、領域Ｂの長さを「ＺB0」、領域Ｃの長さを「ＺC0」とするとき、ＺA0、ＺB0及びＺC0は、水平連続鋳造時に発生した、水平連続鋳造棒３の上端Ｑ１側の領域と下端Ｑ２側の領域との間の溶湯凝固速度差に起因して、ＺA0＜ＺB0＜ＺC0の関係になっている。なお、「Ｒ０」は素材５の半径である。
【００９５】
さらに、素材５の横断面における各領域Ａ〜Ｃに存在する共晶Ｓｉ粒子の粒径、及び、全ての領域Ａ〜Ｃに存在する共晶Ｓｉ粒子を合計した全体の粒径は、図５Ｃに示すように分布している。同図において「ＸＡ」、「ＸＢ」及び「ＸＣ」は、それぞれ、領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに存在する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径であり、ＸＡ＜ＸＢ＜ＸＣの関係を満たしている。
【００９６】
このような金属組織を有する素材５を、図６Ａ及び６Ｂに示すようにステップＳ８にて鋳造軸Ｐ方向に鍛造加工すると、素材５の外周部の材料が有底円筒体７の円筒部７ｄに充当される。その結果、図７Ｂに示すように円筒部７ｄの横断面における金属組織は、図５Ａに示した素材５の横断面における外周部の金属組織と略同じように分布し、有底円筒体７の、水平連続鋳造時の上端Ｑ１側の領域と下端Ｑ２側の領域とで、共晶Ｓｉ粒子の粗さが相異する。
【００９７】
さらに、滑り軸受１は、この円筒部７ｄを有する有底円筒体７から切り出されて得られたものであるから、滑り軸受１の横断面における金属組織の分布状態を示した図１Ｄと、図７Ｂとは同じである。
【００９８】
ここで、図１Ｄに示すように、滑り軸受１の、水平連続鋳造時の上端Ｑ１と下端Ｑ２とを繋ぐ直径方向における領域Ａの長さを「ＺＡ」、領域Ｂの長さを「ＺＢ」、領域Ｃの長さを「ＺＣ」とするとき、ＺＡ、ＺＢ及びＺＣは、素材５と同じく、ＺＡ＜ＺＢ＜ＺＣの関係になっている。
【００９９】
ここで、ステップＳ３（水平連続鋳造工程）において、水平連続鋳造棒３の製造は次のようにして行っても良い。
【０１００】
すなわち、溶湯３ｂの上側から溶湯３ｂに噴射する冷却液１５ｂの上噴射量と溶湯３ｂの下側から溶湯３ｂに噴射する冷却液１５ｂの下噴射量とを同じにした状態で冷却液１５ｂを溶湯３ｂに噴射することにより溶湯３ｂを冷却凝固させる。これにより、水平連続鋳造棒３を製造しても良い。
【０１０１】
望ましくは、冷却液１５ｂの上噴射量と下噴射量を相異させた状態で冷却液１５ｂを溶湯３ｂに噴射することにより溶湯３ｂを冷却凝固させ、これにより、水平連続鋳造棒３を製造することが良い。その理由は、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材５の直径方向の一端側の領域（即ち鋳造棒３の上端Ｑ１側の領域）と他端側の領域（即ち鋳造棒３の下端Ｑ２側の領域）とで相異している素材５を確実に得られるからである。
【０１０２】
特に望ましくは、冷却液１５ｂの上噴射量を下噴射量よりも多くした状態で冷却液１５ｂを溶湯３ｂに噴射することにより溶湯３ｂを冷却凝固させ、これにより、水平連続鋳造棒３を製造することが良い。その理由は、共晶Ｓｉ粒子の粗さが素材５の直径方向の一端側の領域（即ち鋳造棒３の上端Ｑ１側の領域）と他端側の領域（即ち鋳造棒３の下端Ｑ２側の領域）とで相異している素材５を更に確実に得られるからである。
【０１０３】
このように、冷却液１５ｂの上噴射量と下噴射量をそれぞれ調節することにより、素材５の共晶Ｓｉ粒子の粗さを制御することができる。
【０１０４】
本第１実施形態では、図１Ｄに示すように、領域Ａは、滑り軸受１の横断面における５００００μｍ２の単位面積Ｕに存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の０．５％未満が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域と定義する。領域Ｂは、滑り軸受１の横断面における上記単位面積Ｕに存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の０．５％以上４％未満が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域と定義する。領域Ｃは、滑り軸受１の横断面における上記単位面積Ｕに存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域と定義する。
【０１０５】
なお、上記単位面積Ｕの面積形状は、正方形状、長方形状、円形状などの任意の形状を採用可能であり、本第１実施形態では長方形状を採用しており、具体的には縦２００μｍ×横２５０μｍの長方形状を採用している。
【０１０６】
上記定義の場合では、図１Ｄに示すように、滑り軸受１の横断面における領域Ａ〜Ｃの長さＺＡ〜ＺＣは、上述したようにＺＡ＜ＺＢ＜ＺＣの関係になっており、具体的には、ＺＡ〜ＺＣの比ＺＡ：ＺＢ：ＺＣは、例えば５：７：８となっている。すなわち、滑り軸受１の外半径を「Ｒ」とするとき、例えばＺＡ＝５Ｒ／１０、ＺＢ＝７Ｒ／１０、ＺＣ＝８Ｒ／１０となっている。
【０１０７】
したがって、滑り軸受１の内周面（軸受面）１ｂには粒径の大きな共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域Ｃが大きく露出（存在）している。そのため、滑り軸受１の内周面１ｂは、粒径の大きな共晶Ｓｉ粒子によって滑り特性が向上しており、良好な滑り特性を有している。これにより、この滑り軸受１によれば、その内周面１ｂとピストンピン（軸部材）１０ｚとの焼付きを抑制することができる。
【０１０８】
さらに、滑り軸受１の横断面における領域Ａに存在する共晶Ｓｉ粒子の粒径が小さいことにより、滑り軸受１の外周面１ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径は小さくなっている。そのため、滑り軸受１の外周面１ａは、粒径の小さな共晶Ｓｉ粒子の研磨効果によってアルミニウム又はアルミニウム合金との親和性が高くなっている。すなわち、滑り軸受１のピストンピン孔１２への挿入時に粒径の小さな共晶Ｓｉ粒子がピストンピン孔１２の内周面１２ａを微細且つ多数傷付けて該内周面１２ａにアルミニウム又はアルミニウム合金の新生面を出させる。これにより、ピストンピン孔１２の内周面１２ａと滑り軸受１の外周面１ａとの親和性が高くなる。その結果、滑り軸受１をピストンピン孔１２に強固に固定することができる。
【０１０９】
ここで、上記定義の場合において、滑り軸受１の横断面における領域Ｃが、滑り軸受１の全内周長の３０％以上を内周方向に連続して占めるように滑り軸受１の内周面１ｂに露出し、これにより、滑り軸受１の内周面１ｂに露出した領域Ｃの面積が滑り軸受１の内周面１ｂ全体の面積の３０％以上を占めていることが望ましい。
【０１１０】
すなわち、滑り軸受１の全内周長を「Ｈ０」、滑り軸受１の内周面１ｂ全体の面積を「Ｉ０」、滑り軸受１の横断面における領域Ｃが滑り軸受１の内周面１ｂに露出した露出部の内周方向の長さを「ＨＣ」、及び、露出部の面積を「ＩＣ」とするとき、ＨＣ／Ｈ０の値が０．３以上（即ちＨＣ／Ｈ０≧０．３）であり、これにより、ＩＣ／Ｉ０の値が０．３以上（即ちＩＣ／Ｉ０≧０．３）であることが望ましい。こうすることにより、滑り軸受１の内周面１ｂの滑り特性を確実に高めることができる。なお、ＨＣ／Ｈ０の値（即ち、ＩＣ／Ｉ０の値）の上限値は限定されるものではないが、特に０．５であることが望ましい。
【０１１１】
さらに、上記定義の場合において、滑り軸受１の外周面１ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下であることが望ましい。こうすることにより、滑り軸受１の外周面１ａの、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性を確実に高めることができて、滑り軸受１をピストンピン孔１２に確実に強固に固定することができる。
【０１１２】
なお、滑り軸受１の外周面１ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径についての望ましい下限値は限定されるものではなく、例えば１．２μｍである。
【０１１３】
上述した好適な滑り軸受１を確実に製造できるようにするため、図５Ａに示すように、素材５の横断面における領域Ｃは、素材５の全外周長の３０％以上を外周方向に連続して占めるように素材５の外周面５ａに露出し、これにより、素材５の外周面５ａに露出した領域Ｃの面積が素材５の外周面５ａ全体の面積の３０％以上を占めていることが望ましい。
【０１１４】
すなわち、素材５の全外周長を「Ｊ０」、素材５の外周面５ａ全体の面積を「Ｋ０」、素材５の横断面における領域Ｃが素材５の外周面５ａに露出した露出部の外周方向の長さを「ＪＣ」、及び、露出部の面積を「ＫＣ」とするとき、ＪＣ／Ｊ０の値が０．３以上（即ちＪＣ／Ｊ０≧０．３）であり、これにより、ＫＣ／Ｋ０の値が０．３以上（即ちＫＣ／Ｋ０≧０．３）であることが望ましい。このように設定された素材５を用いて滑り軸受１を製造することにより、滑り軸受１の内周面１ｂの滑り特性を確実に向上させることができる。
【０１１５】
なお、ＪＣ／Ｊ０の値（即ち、ＫＣ／Ｋ０の値）の上限値は限定されるものではないが、特に０．５であることが望ましい。
【０１１６】
さらに、上述した好適な滑り軸受１を確実に製造できるようにするため、素材５の外周面５ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径は２μｍ以下であることが望ましい。このように設定された素材５を用いて滑り軸受１を製造することにより、滑り軸受１の外周面５ａの、アルミニウム又はアルミニウム合金との親和性を確実に高めることができる。
【０１１７】
なお、素材５の外周面５ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径についての望ましい下限値は限定されるものではなく、例えば１．２μｍである。
【０１１８】
上記定義の場合では、図５Ａに示すように、素材５の横断面における領域Ａ〜Ｃの長さＺＡ〜ＺＣは、上述したようにＺA0＜ＺB0＜ＺC0の関係になっており、具体的には、ＺA0〜ＺC0の比ＺA0：ＺB0：ＺC0は、滑り軸受１と同じく例えば５：７：８になっている。したがって、素材５の鋳造軸Ｐを中心とする、素材５の外周面５ａにおける領域Ｃの占有角θ０は、例えば約１５７°になっている。
【０１１９】
さらに、滑り軸受１に含有される初晶Ｓｉ粒子は１％以下であることが特に望ましい。その理由は、初晶Ｓｉ粒子が滑り軸受１の疲労破壊の起点となるのを確実に抑制できるし、初晶Ｓｉ粒子がピストンピン（軸部材）１０ｚの外周面を大きく傷付けるのを確実に抑制できるからである。
【０１２０】
ここで、初晶Ｓｉ粒子が１％以下であるとは、滑り軸受１の横断面をデジタル金属顕微鏡などによって約４００倍の倍率でミクロ組織観察写真として撮像し、この撮像画像を画像処理装置によって２値化処理して測定したＳｉ粒子の全個数を母数とし、その中に存在する初晶Ｓｉ粒子の個数を母数で割った値（百分率）が１％以下であるという意味である。なお、１０μｍ以上の粒径を有する角張った形状のＳｉ粒子を初晶Ｓｉ粒子とした。
【０１２１】
ここで、素材５の外周面５ａにおける共晶Ｓｉ粒子の粒径及び個数についての測定は、素材５の外周面５ａを所定の顕微鏡（例：デジタル金属顕微鏡）などによって観察することで行うことができる。もし外周面５ａの観察が困難である場合などには、測定は、素材５の横断面における外周面５ａと接する上記単位面積Ｕを所定の顕微鏡によって観察することで行っても良い。
【０１２２】
上記と同様に、滑り軸受１の外周面１ａにおける共晶Ｓｉ粒子の粒径及び個数についての測定は、滑り軸受１の外周面１ａを所定の顕微鏡などによって観察することで行うことができる。もし外周面１ａの観察が困難である場合などには、測定は、滑り軸受１の横断面における外周面１ａと接する上記単位面積Ｕを所定の顕微鏡などによって観察することで行っても良い。
【０１２３】
さらに、上記と同様に、滑り軸受１の内周面１ｂにおける共晶Ｓｉ粒子の粒径及び個数についての測定は、滑り軸受１の内周面１ｂを所定の顕微鏡などによって観察することで行うことができる。もし内周面１ｂの観察が困難である場合などには、測定は、滑り軸受１の横断面における内周面１ｂと接する上記単位面積Ｕを所定の顕微鏡などによって観察することで行っても良い。
【０１２４】
具体的には、共晶Ｓｉ粒子の粒径及び個数についての測定は、共晶Ｓｉ粒子の測定対象面である所定の面（即ち、素材５の外周面５ａ、滑り軸受１の外周面１ａ、又は、滑り軸受１の内周面１ｂ）をデジタル金属顕微鏡などによって約４００倍の倍率でミクロ組織観察写真として撮像した撮像画像を画像処理装置によって２値化処理することで、行うことができる。
【０１２５】
本第１実施形態において、水平連続鋳造棒３は、所定の合金元素を含み且つ残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学組成を有するアルミニウム合金で形成されており、詳述すると、Ｓｉ：８〜１３質量％、Ｃｕ：３．０〜５．０質量％、Ｍｇ：０．３〜１．５質量％を含む化学組成を有するアルミニウム合金で形成されている必要がある。その理由は以下のとおりである。
【０１２６】
Ｓｉの添加量が８質量％未満では、滑り軸受１の内周面１ｂに存在する粒径の大きな共晶Ｓｉ粒子の個数が少なく、そのため、良好な滑り特性を得ることができない。特に望ましいＳｉの添加量の下限値は１１質量％である。
【０１２７】
Ｓｉの添加量が１３質量％を超えると、初晶Ｓｉ粒子が発生し、その結果、滑り軸受１の疲労強度が低下したりピストンピン１０ｚの外周面の摩耗量が増加したりする。
【０１２８】
Ｃｕの添加量が３．０質量％未満では、滑り軸受１を形成するマトリクスの強度が低下し、その結果、滑り軸受１の強度が低下するし、更に、共晶Ｓｉ粒子が脱落し易くなって滑り軸受１の内周面１ｂの耐摩耗性が低下する。特に望ましいＣｕの添加量の下限値は４質量％である。
【０１２９】
Ｃｕの添加量が５．０質量％を超えると、過剰Ｃｕにより滑り軸受１の耐食性が低下する。さらに、Ｃｕの添加量が５．０質量％を超えても滑り軸受１の強度の向上効果が殆ど得られない。
【０１３０】
Ｍｇの添加量が０．３質量％未満では、Ｍｇ２Ｓｉの析出硬化によるマトリクスの強度の向上効果が少ない。特に望ましいＭｇの添加量の下限値は０．４質量％である。
【０１３１】
Ｍｇの添加量が１．５質量％を超えると、過剰Ｍｇにより延性の低下が起こり、素材５について鍛造加工性が低下する。特に望ましいＭｇの添加量の上限値は０．８質量％である。
【０１３２】
上記アルミニウム合金の代表的な化学組成は、Ａｌ−１２質量％Ｓｉ−４．５質量％Ｃｕ−０．６質量％Ｍｇである。
【０１３３】
水平連続鋳造棒３の材料がこのような化学組成を有するアルミニウム合金であることにより、滑り軸受１は軽量であるし、樹脂製の滑り軸受に比べて高い強度及び硬さを有するとともに、耐摩耗性に優れており、室温下はもとより例えば１５０℃程度の高温下でも良好に使用することができる。
【０１３４】
さらに、上記アルミニウム合金の化学組成は、ＳｉとＣｕとＭｇとの他に更に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂ及びＳｒからなる群から選択される少なくとも１種の添加元素を含み且つ残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、且つ、添加元素及び不可避不純物の各成分が０．５質量％以下であり、更に、添加元素及び不可避不純物の合計成分が２質量％以下であることが望ましい。これにより、所望する特性を有する滑り軸受１を更に確実に得ることができる。
【０１３５】
本第１実施形態において、水平連続鋳造棒３の直径、即ち素材５の直径は、５０ｍｍ以下に設定されていることが望ましい。その理由は次のとおりである。
【０１３６】
水平連続鋳造棒３の直径、即ち素材５の直径が５０ｍｍを超えると、水平連続鋳造の際において溶湯３ｂの最終凝固部３ｄと鋳造棒３の外周面３ａとの間の冷却速度差が大きくなり過ぎてしまい（図３参照）、共晶Ｓｉ粒子の粒径の分布状態を図５Ｃに示した所望状態にすることが困難になる傾向がある。さらにこの場合、Ｃｕの重力偏析により鋳造棒３の上端部と下端部との間に大きな強度差が発生し、鋳造棒３の上端部の強度が低下する傾向がある。
【０１３７】
したがって、鋳造棒３の直径、即ち素材５の直径は５０ｍｍ以下に設定されることが望ましく、こうすることにより、水平連続鋳造の際において、溶湯３ｂの最終凝固部３ｄと外周面３ａとの間の冷却速度差を確実に適切に抑制することができる。これにより、所望する特性を有する滑り軸受１を確実に得ることができる。さらに、Ｃｕの重力偏析による鋳造棒３（素材５）の強度差を確実に抑制することができ、これにより、高い強度的信頼性を有する滑り軸受１を確実に得ることができる。特に望ましい直径は４０ｍｍ以下であり、更に望ましい直径は３０ｍｍ以下である。また、直径の下限値は限定されるものではないが、２５ｍｍであることが望ましい。
【０１３８】
本第１実施形態において、水平連続鋳造棒３の製造条件（即ち、溶湯３ｂの鋳造条件）は限定されるものではないが、特に、鋳造速度が８００〜１５００ｍｍ／ｍｉｎ及び溶湯温度が７００〜９００℃の条件で鋳造を行うことが望ましく、こうすることにより、上述した好適な滑り軸受１を製造可能な素材５を確実に得ることができる。
【０１３９】
ここで、図２に示した製造工程に従って実際に水平連続鋳造製の素材５から滑り軸受１を製造した場合の一例について具体的に示すと、次のとおりである。なお、この製造で用いた素材５の直径は３０ｍｍであり、素材５の長さは１２ｍｍである。また、製造された滑り軸受１の室温寸法は、外径ＯＤが３０ｍｍ、内径ＩＤが２５ｍｍ、長さＬが３０ｍｍである。
【０１４０】
＜素材５の組織形態＞
図５Ａに示すように、素材５の横断面における領域Ａでは、当該領域Ａに存在する共晶Ｓｉ粒子は、平均粒径：１．４〜１．８μｍ、標準偏差：０．４〜０．６μｍ、最大粒径：２．５〜４μｍであった。また、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇなどの金属間化合物の著しい偏析が認められず、金属間化合物が細かく均一に分散していた。
【０１４１】
素材５の横断面における領域Ｃでは、当該領域Ｃに存在する共晶Ｓｉ粒子は、平均粒径：１．８〜３μｍ、標準偏差：０．５〜０．７μｍ、最大粒径：３〜８μｍであった。また、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇなどの金属間化合物の著しい偏析が認められず、金属間化合物が細かく均一に分散していた。
【０１４２】
さらに、素材５の横断面における領域Ｃは、素材５の全外周長Ｊ０の約４４％を外周方向に連続して占めるように素材５の外周面５ａに露出していた。したがって、素材５の外周面５ａに露出した領域Ｃの面積ＫＣは、素材５の外周面５ａ全体の面積Ｋ０の約４４％を占めていた。
【０１４３】
素材５の横断面における領域Ｂでは、当該領域Ｂに存在する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径は、領域Ａに存在する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径と領域Ｂに存在する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径との略中間の値であった。また、当該領域Ｂに存在する共晶Ｓｉ粒子の最大粒径は、領域Ａに存在する共晶Ｓｉ粒子の最大粒径と領域Ｂに存在する共晶Ｓｉ粒子の最大粒径との略中間の値であった。
【０１４４】
さらに、素材５の外周面５ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径は２μｍ以下であり、具体的には１．７μｍであった。
【０１４５】
＜滑り軸受１の組織形態＞
図１Ｄに示すように、滑り軸受１の横断面における領域Ａでは、当該領域Ａに存在する共晶Ｓｉ粒子の粒径の分布状態は、素材５の横断面における領域Ａに存在する共晶Ｓｉ粒子のそれと略同じであった。また、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇなどの金属間化合物の著しい偏析が認められず、金属間化合物が細かく均一に分散していた。さらに、結晶粒が鋳造軸Ｐ方向に繊維状に引き伸ばされた組織になっており、基本的に素材５の外周部が鋳造軸Ｐ方向に引き伸ばされた組織形態になっていた。
【０１４６】
滑り軸受１の横断面における領域Ｃでは、当該領域Ｃに存在する共晶Ｓｉ粒子の粒径の分布状態は、素材５の横断面における領域Ｃに存在する共晶Ｓｉ粒子のそれと略同じであった。また、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇなどの金属間化合物の著しい偏析が認められず、金属間化合物が細かく均一に分散していた。さらに、結晶粒が鋳造軸Ｐ方向に繊維状に引き伸ばされた組織になっており、基本的に素材５の外周部が鋳造軸Ｐ方向に引き伸ばされた組織形態になっていた。
【０１４７】
さらに、滑り軸受１の横断面における領域Ｃは、滑り軸受１の全内周長Ｈ０の約４４％を内周方向に連続して占めるように滑り軸受１の内周面１ｂに露出していた。したがって、滑り軸受１の内周面１ｂに露出した領域Ｃの面積ＩＣは、滑り軸受１の内周面１ｂ全体の面積Ｉ０の約４４％を占めていた。
【０１４８】
さらに、滑り軸受１の外周面１ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径は２μｍ以下であり、具体的には、素材５の外周面５ａ全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径と同じであった。
【０１４９】
以上の結果により、素材５の金属組織（領域Ａ〜Ｃ）の調整によって上述した好適な滑り軸受１を確実に製造できることを確認し得た。
【０１５０】
ここで本第１実施形態では、図２に示した滑り軸受１の製造工程を次のように変更しても良い。
【０１５１】
図２に示した滑り軸受１の製造工程において、ステップＳ２（均質化処理工程）、ステップＳ３（矯正工程）、ステップＳ４（ピーリング加工工程）及びステップＳ９（熱処理工程）は省略しても良い。
【０１５２】
また、ステップＳ８（鍛造加工工程）では、鍛造加工は、上述した冷間鍛造加工であっても良いし、その他に温間鍛造加工であっても良い。鍛造加工が温間鍛造加工である場合、素材５は例えば２００℃程度の温度に加熱されて鍛造加工される。
【０１５３】
また、滑り軸受１の製造工程の一部をＴ８工程に入れ替えても良い。この場合の製造工程は例えば次のとおりである。「水平連続鋳造」→「均質化処理」→「矯正」→「ピーリング加工」→「切断」→「溶体化処理」→「潤滑皮膜処理」→「鍛造加工」→「人工時効処理」→「除去」→「仕上げ加工」。さらに、この場合、均質化処理、矯正及びピーリング加工を省略しても良い。さらに、鍛造加工は、冷間鍛造加工であっても良いし、温間鍛造加工であっても良い。
【０１５４】
次に、本第１実施形態に対する比較形態として、素材５が水平連続鋳造製ではなく垂直連続鋳造製である場合について以下に説明する。
【０１５５】
図９Ａ及び９Ｂにおいて、符号１０５は垂直連続鋳造製の鍛造加工用素材である。この素材１０５は、上記第１実施形態の素材５の化学組成と同じ化学組成を有するものであり、垂直連続鋳造により製造された垂直連続鋳造棒をその鋳造軸Ｐ１方向に所定長さに円柱状に切断して得られたものである。
【０１５６】
この素材１０５の横断面における金属組織は、共晶Ｓｉ粒子の粒径の大きさに応じて３つの領域Ａ１〜Ｃ１に大別すると、概ね図９Ａに示すように分布する。また、素材１０５の縦断面における金属組織は概ね図９Ｂに示すように分布する。
【０１５７】
領域Ａ１（「×」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子が細かくそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が少ない領域である。領域Ｃ１（「○」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子が粗くそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域である。領域Ｂ１（「△」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子の粗さが領域Ａ１と領域Ｃ１との中間くらいでありそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が領域Ａ１と領域Ｃ１との中間の値くらいの領域である。
【０１５８】
領域Ａ１、Ｂ１及びＣ１は、図９Ａに示すように、素材１０５の外周面１０５ａから中心（即ち鋳造軸Ｐ１）に向かって同心状に順次配置されている。さらに、領域Ａ１、Ｂ１及びＣ１は、図９Ｂに示すうように、それぞれ素材１０５の鋳造軸Ｐ１方向に連続して配置されている。
【０１５９】
領域Ａ１、Ｂ１及びＣ１に存在する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径をそれぞれ「ＸA1」、「ＸB1」及び「ＸC1」とするとき、ＸA1、ＸB1及びＸC1は、垂直連続鋳造時に発生した、垂直連続鋳造棒の外周面側と中心側（即ち鋳造軸Ｐ１側）との間の溶湯凝固速度差に起因して、ＸA1＜ＸB1＜ＸC1の関係になっている。
【０１６０】
このような素材１０５をその鋳造軸Ｐ１方向に鍛造加工して有底円筒体（図示せず）を形成した場合、大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が少ない領域Ａ１が有底円筒体の外周面全体及び内周面全体にそれぞれ露出する。一方、大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域Ｃ１は有底円筒体の内周面に露出しない。そのため、有底円筒体の内周面における上記単位面積Ｕに存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域が、有底円筒体の内周面全体の面積の３０％以上を占めない。
【０１６１】
したがって、このような有底円筒体から切り出されて得られる滑り軸受の内周面の滑り特性は、上記第１実施形態の滑り軸受１の内周面１ｂの滑り特性に比べて劣っている。
【０１６２】
次に、本発明の第２実施形態に係る滑り軸受の製造方法について図１０Ａ〜１０Ｃを参照して以下に説明する。
【０１６３】
図１０Ｃにおいて、符号２５は本第２実施形態の鍛造加工用素材２５である。素材２５は、上記第１実施形態の素材５のアルミニウム合金の化学組成と同じ化学組成を有するものである。素材２５の形状は上記第１実施形態の素材５と同じ形状であり、即ち円柱状である。
【０１６４】
素材２５は、押出棒（図１０Ａ参照、２３）がその押出軸Ｐ３方向に所定長さに円柱状に切断されて得られたものであり、具体的には次のようにして得られたものである。
【０１６５】
図１０Ａに示すように、押出加工装置３１を用いてビレット２１を押出加工することにより押出棒２３を製造する。押出棒２３の横断面形状は円形状である。
【０１６６】
押出加工装置３１は、詳述すると直接押出加工装置であり、更に詳述すると水平直接熱間押出加工装置であり、押出ダイス３３、コンテナ３２等を備えている。
【０１６７】
押出ダイス３３は、そのダイス中心軸Ｐ４に対して半径方向にずれた位置に設けられた複数の押出孔３４を有している。本第２実施形態では押出孔３４の個数は例えば二つである。両押出孔３４、３４はそれぞれダイス中心軸Ｐ４に対して上側にずれた位置と下側にずれた位置とに配置されている。各押出孔３４の横断面形状は押出棒２３の横断面形状と同じであり、即ち円形状である。また、両押出孔３４、３４の横断面形状は互いに等しい。
【０１６８】
押出ダイス３３のダイス中心軸Ｐ４に対する半径方向の押出孔３４の中心軸のずれ量は限定されるものではないが、ビレット２１の半径に対して２５〜７５％に設定されることが特に望ましい。また、押出孔３４の直径は限定されるものではないが、ビレット２１の半径に対して４０〜６０％に設定されることが特に望ましい。
【０１６９】
なお本発明では、押出ダイス３３の押出孔３４の個数は二つであることに限定されるものではなく、その他に例えば一つや三つであっても良いし、四つ以上であっても良い。
【０１７０】
ビレット２１は、ＤＣ鋳造法、ホットトップ鋳造法等の垂直連続鋳造法（垂直半連続鋳造法を含む）により製造された垂直連続鋳造棒をその鋳造軸Ｐ２方向に所定長さに円柱状に切断して得られたものである。したがって、ビレット２１の中心軸は垂直連続鋳造の鋳造軸Ｐ２と一致している。さらに、ビレット２１は、垂直連続鋳造法により製造された後で均質化処理されている。ビレット２１の化学組成は素材２５の化学組成と同じである。
【０１７１】
ビレット２１の直径は限定されるものではないが、１５０〜２５０ｍｍに設定されることが望ましい。ビレット２１の長さは限定されるものではないが、６００〜１０００ｍｍに設定されることが望ましい。
【０１７２】
ビレット２１は上述したように垂直連続鋳造製のものであることから、ビレット２１の横断面における金属組織は、上述した比較形態で説明したように、共晶Ｓｉ粒子の粒径の大きさに応じて３つの領域Ａ２〜Ｃ２に大別すると、概ね図１０Ｂに示すように分布する。
【０１７３】
領域Ａ２（「×」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子が細かくそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が少ない領域である。領域Ｃ２（「○」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子が粗くそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が多い領域である。領域Ｂ２（「△」のハッチング領域）は、共晶Ｓｉ粒子の粗さが領域Ａ２と領域Ｃ２との中間くらいでありそのため大きな粒径の共晶Ｓｉ粒子の個数が領域Ａ２と領域Ｃ２との中間の値くらいの領域である。
【０１７４】
領域Ａ２、Ｂ２及びＣ２は、ビレット２１の外周面２１ａから中心（即ち鋳造軸Ｐ２）に向かって同心状に順次配置されている。さらに、領域Ａ２、Ｂ２及びＣ２はそれぞれビレット２１の鋳造軸Ｐ２方向に連続して配置されている。
【０１７５】
領域Ａ２、Ｂ２及びＣ２に存在する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径をそれぞれ「ＸA2」、「ＸB2」及び「ＸC2」とするとき、ＸA2、ＸB2及びＸC2は、垂直連続鋳造時に発生した、垂直連続鋳造棒の外周面側と中心側（即ち鋳造軸Ｐ２側）との間の溶湯凝固速度差に起因して、ＸA2＜ＸB2＜ＸC2の関係になっている。
【０１７６】
このような金属組織を有するビレット２１をコンテナ３２内に装填する。この状態では、ビレット２１の鋳造軸Ｐ２（即ちビレット２１の中心軸）は押出ダイス３３のダイス中心軸Ｐ４と一致している。そして、ビレット２１を押圧ステム（図示せず）で鋳造軸Ｐ２方向に押圧することにより、ビレット２１をその鋳造軸Ｐ２方向に押出加工する。これにより、押出ダイス３３の二つの押出孔３４、３４から押出棒２３、２３が同時に押し出される。
【０１７７】
なお、符号３５は押出棒２３の押出方向を示している、押出方向３５はビレット２１の鋳造軸Ｐ２方向と平行である。押出棒２３の直径は限定されるものではなく、例えば約３０ｍｍである。
【０１７８】
そして、押出棒２３をその押出軸Ｐ３方向に所定長さに円柱状に切断し、これにより素材２５を得る。
【０１７９】
素材２５の横断面における金属組織は、押出ダイス３３の押出孔３４がダイス中心軸Ｐ４に対して半径方向にずれた位置に設けられていることから、概ね図１０Ｃに示すように分布する。
【０１８０】
図１０Ｃに示した金属組織は、押出ダイス３３の二つの押出孔３４、３４のうち上側の押出孔３４から押し出された押出棒２３を切断して得られた素材２５の横断面における金属組織である。下側の押出孔３４から押し出された押出棒２３を切断して得られた素材２５の横断面における金属組織は、図１０Ｃを上下反転した金属組織となる。
【０１８１】
図６Ａに示した鍛造加工装置１３を用いて、素材２５をその押出軸Ｐ３方向に鍛造加工することにより、図７Ａ及び７Ｂに示した上記第１実施形態の有底円筒体７と略同じ構成の有底円筒体（図示せず）が形成される。その後、有底円筒体に対して図２に示したステップＳ５（切断工程）からステップＳ１１（仕上げ加工工程）までを順次行うことにより、本第２実施形態の滑り軸受が得られる。
【０１８２】
ここで、もし押出ダイス３３の一つの押出孔が、ダイス中心軸Ｐ４に対して半径方向にずれた位置ではなく、ダイス中心軸Ｐ４に対して同軸に設けられている場合、すなわち当該押出孔の中心軸がダイス中心軸Ｐ４と一致している場合は、ビレット２１が当該押出孔を通過してもビレット２１の横断面における金属組織の分布状態は殆ど変化しない。そのため、当該押出孔から押し出された押出棒の横断面における金属組織は、図１０Ｃに示すように分布せず、図１０Ｂに示すように同心状に分布する。したがって、このような押出棒から図１Ｄに示す金属組織を有する所望の滑り軸受１を製造することはできない。
【０１８３】
以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で様々に変更可能である。
【０１８４】
例えば、上記実施形態の滑り軸受１は、エンジンピストンのピストンピンブッシュとして用いられるものであるが、本発明に係る滑り軸受は、その他に例えば、ターボチャージャ、コンプレッサ等に用いられるものであっても良い。
【０１８５】
さらに、上記実施形態の滑り軸受構造体はエンジンピストン１０であるが、本発明に係る滑り軸受構造体は、その他に例えばターボチャージャ、コンプレッサ等であっても良い。
【実施例】
【０１８６】
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。以下では、実施例を理解し易くするため、上記第１実施形態と同じ符号が用いられている。ただし、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【０１８７】
【表１】
2017036759.tif 000003
【０１８８】
【表２】
2017036759.tif 000004
【０１８９】
表１は、実施例、比較例１及び２でそれぞれ用いたアルミニウム合金の化学組成を示している。
【０１９０】
表２は、比較例３で用いた繊維入り樹脂の組成を示している。
【０１９１】
＜実施例＞
実施例では滑り軸受１を次のように製造した。
【０１９２】
表１に示した化学組成を有するアルミニウム合金の水平連続鋳造棒３を準備した。次いで、鋳造棒３を用いて図２に示した製造工程に従って滑り軸受１を製造した。この製造工程において、ステップＳ４では鋳造棒３の外周面３ａをピーリング加工した。ステップＳ１０（除去工程）で得られた滑り軸受１の外径ＯＤは３１ｍｍであった。ステップＳ１１（仕上げ加工工程）では滑り軸受１の外周面１ａ及び内周面１ｂをそれぞれ仕上げ加工した。仕上げ加工後の滑り軸受１の室温寸法は、図１０Ａに示すように、外径が３０．０８ｍｍ、内径が２５ｍｍ及び長さが３０ｍｍであった。
【０１９３】
なお、仕上げ加工後の滑り軸受１の外周面１ａにおける５００００μｍ２の単位面積Ｕに存在する共晶Ｓｉ粒子の全個数の４％以上が粒径３μｍ以上の共晶Ｓｉ粒子である領域Ｃは、仕上げ加工後の滑り軸受１の外周面全体の面積の４１％を占めていた。さらに、仕上げ加工後の滑り軸受１の外周面全体における共晶Ｓｉ粒子の平均粒径は１．７２μｍであった。
【０１９４】
＜比較例１＞
比較例１では滑り軸受を次のように製造した。
【０１９５】
表１に示した化学組成を有するアルミニウム合金の垂直連続鋳造製の円柱状のビレットを準備した。ビレットの直径は２００ｍｍであり、その長さは８００ｍｍであった。次いで、一つの押出孔を有する押出ダイスを備えた押出加工装置を用いて、このビレットをその鋳造軸方向に押出加工し、これにより直径３０ｍｍの押出棒を製造した。
【０１９６】
押出ダイスの押出孔は、ダイス中心軸に対して半径方向にずれた位置ではなく、ダイス中心軸に対して同軸に設けられており、すなわち押出孔の中心軸はダイス中心軸と一致している。
【０１９７】
そして、押出棒に対して図２に示した製造工程におけるステップＳ５（切断工程）からステップＳ１１（仕上げ加工工程）までを順次行い、これにより滑り軸受を製造した。仕上げ加工後の滑り軸受の室温寸法は上記実施例の滑り軸受１と同じである。
【０１９８】
＜比較例２＞  
比較例２では滑り軸受を次のように製造した。
【０１９９】
表１に示した化学組成を有するアルミニウム合金の垂直連続鋳造製の円柱状のビレットを準備した。ビレットの直径は上記比較例１のビレットの直径と同じであった。そして、このビレットを用いて上記比較例１と同じ製造方法で滑り軸受を製造した。仕上げ加工後の滑り軸受の室温寸法は上記実施例の滑り軸受と同じである。
【０２００】
＜比較例３＞
比較例３では滑り軸受を次のように製造した。
【０２０１】
表２に示した組成を有する繊維入り樹脂を射出成形して円筒リング状の滑り軸受を形成した。その外径は３１ｍｍであった。次いで、滑り軸受の外周面及び内周面をそれぞれ仕上げ加工した。仕上げ加工後の滑り軸受の室温寸法は上記実施例の滑り軸受と同じである。
【０２０２】
＜評価試験＞
図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、実施例及び比較例１〜３のそれぞれの滑り軸受について、ハウジング１６からの抜出試験と滑り軸受の内周面（軸受面）の摺動試験とを行った。
【０２０３】
ハウジング１６は、図１１Ａに示すように断面円形状のハウジング孔１７を有する円筒状のものであり、アルミニウム合金（合金記号：ＡＤＣ１２）を重力鋳造して形成されたものある。ハウジング１６のハウジング孔１７の内周面１７ａは旋盤加工により仕上げ加工されており、ハウジング孔１７の直径は室温寸法で３０．００ｍｍであった。また、ハウジング１６の外径は室温寸法で７５ｍｍ、その厚さ（長さ）は室温寸法で３０ｍｍであった。
【０２０４】
各滑り軸受の抜出試験の方法は次のとおりである。
【０２０５】
ハウジング１６を１５０℃に加熱し、そのハウジング孔１７の直径を約３０．０８ｍｍに熱拡大させた。そして、このハウジング孔１７に滑り軸受１を挿入し、この状態でハウジング１６を空冷した。これにより、滑り軸受１をハウジング孔１７に焼き嵌めにより固定保持した。
【０２０６】
次いで、図１１Ｂに示すように、テーブルＴ上に載置された略円筒状の受け金型１８上にハウジング１６をセットした。その後、エンジンピストン１０の代表的な使用温度である１５０℃の温度下にてロードセル１９ａ付き押圧パンチ１９で滑り軸受１をその上側から下方向（即ち、滑り軸受１のハウジング孔１７からの抜出方向）に押圧し、滑り軸受１がハウジング孔１７から抜出した時の荷重を抜出荷重としてロードセル１９ａで測定した。そして、抜出荷重の大きさに基づいて滑り軸受１のハウジング孔１７への固定強度を評価した。その結果を表３中の「抜出試験」欄に示す。同欄中の符号の意味は次のとおりである。
【０２０７】
○：抜出荷重が５０ＭＰａ以上
△：抜出荷重が４０ＭＰａ以上５０ＭＰａ未満
×：抜出荷重が４０ＭＰａ未満。
【０２０８】
各滑り軸受の内周面の摺動試験の方法は次のとおりである。
【０２０９】
軸部材として鉄製シャフトを滑り軸受内に嵌合させた。この嵌合状態では、シャフトと滑り軸受１の内周面１ｂとの間のクリアランスは０．０５ｍｍであった。次いで、シャフトに１００ｋｇｆのラジアル荷重を付与した状態でシャフトを周方向に摺動させ、シャフトと滑り軸受１の内周面１ｂとの焼付きが発生するか否か調べた。その結果を表３中の「摺動試験」欄に示す。同欄中の符号の意味は次のとおりである。
【０２１０】
○：焼付きが発生しなかった
×：焼付きが発生した。
【０２１１】
【表３】
2017036759.tif 000005
【０２１２】
表３に示すように、実施例では、抜出荷重が大きく、且つ、焼付きが発生しなかった。したがって、実施例の滑り軸受１はハウジング孔１７に強固に固定可能であり、且つ、その内周面１ｂは良好な滑り特性を有していることを確認し得た。よって、実施例の滑り軸受１は、特に、エンジンピストン１０のピストンピンブッシュとして好適に用いることができることを確認し得た。
【産業上の利用可能性】
【０２１３】
本発明は、エンジンピストン、ターボチャージャ、コンプレッサ等に用いられるリング状滑り軸受の製造方法、滑り軸受、及び滑り軸受構造体に利用可能である。
【符号の説明】
【０２１４】
１：滑り軸受
１ａ：滑り軸受の外周面
１ｂ：滑り軸受の内周面（軸受面）
３：水平連続鋳造棒
５：素材
５ａ：素材の外周面
７：有底円筒体
７ｃ：有底円筒体の底部
７ｅ：有底円筒体の円筒先端部
１０：エンジンピストン（滑り軸受構造体）
１１：ピストンピンボス部（ハウジング部）
１２：ピストンピン孔（ハウジング孔）
１３：鍛造加工装置
１５：水平連続鋳造装置
２３：押出棒
２５：素材
２５ａ：素材の外周面
３１：押出加工装置
３３：押出ダイス
３４：押出孔
Ｐ４：ダイス中心軸
【図１Ａ】
2017036759.tif 000006
【図１Ｂ】
2017036759.tif 000007
【図１Ｃ】
2017036759.tif 000008
【図１Ｄ】
2017036759.tif 000009
【図２】
2017036759.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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