(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に延びる硬さの異なる複数種の材料を集積して構成され、前記硬さの異なる複数種の材料の数、それら複数種の材料の個々の断面積などを選択することにより、摺動表面に現れる前記硬さの異なる複数種の材料の面積の比を選択可能にした摺動材と、
この摺動材を接合した裏金と
を備え、
前記摺動材の硬さの異なる複数種の材料が、軸受面側から前記裏金側に向かって、軸受面により受けられる軸の回転方向に所定角度傾斜していることを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】
前記摺動材の硬さの異なる複数種の材料は、小塊状に形成さ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】
本発明は軸と接触しながら相対運動する部分に用いられるすべり軸受に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
すべり軸受の製造方法の一つとして、遠心鋳造法、連帯鋳造法がある。これらの方法ですべり軸受を製造すると、軟質相がすべり軸受の厚さ方向に樹枝状に連続した組織の軸受合金を得ることができると考えられている。
【０００３】
ところが、遠心鋳造法、連帯鋳造法による製造の際に得られる軟質相の樹枝状組織については、その生成箇所や大きさなどを制御することは非常に困難、或いは不可能である。従って、耐摩耗性、耐荷重性、耐焼付性などに優れたすべり軸受とするために、硬質相と軟質相とが所望通りに混じり合った組織にすることは、意図的にはできないものであった。
【０００４】
硬質部分と軟質部分とを意図的に配分する方法として、特開平７−５４８４８号公報に開示された技術がある。これは、裏金の内面側に、硬さの異なる複数の材料を縞状に集積してなる複合部材を設けた構成のもので、軟質部分で耐焼付性、なじみ性、埋収性を分担させ、硬質部分で耐荷重性、耐摩耗性を分担させて軸受特性に優れたすべり軸受を得ようというものである。
しかし、この技術では、軟質材料と硬質材料とは同じ厚さの板から構成されて交互に積層されているため、軸受面（摺動表面）での軟質部分と硬質部分の面積比を自由に選択することが困難であった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、摺動表面における軟質部分と硬質部分の面積比を自由に設定することができるすべり軸受を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のすべり軸受は、厚さ方向に延びる硬さの異なる複数種の材料を集積して構成され、前記硬さの異なる複数種の材料の数、それら複数種の材料の個々の断面積などを選択することにより、摺動表面に現れる前記硬さの異なる複数種の材料の面積の比を選択可能にした摺動材と、この摺動材を接合した裏金とを備え、前記摺動材の硬さの異なる複数種の材料が、軸受面側から前記裏金側に向かって、軸受面により受けられる軸の回転方向に所定角度傾斜していることを特徴とするものである。
この場合、前記硬さの異なる複数種の材料を小塊状のものとすることができる。
【０００７】
このようなすべり軸受であれば、摺動材の摺動表面全体の平均的な硬度を自由に選択でき、また、部分部分の平均的な硬度を自由に選択することもできるため、用途、使用状況などに応じた最適な硬度のものを得ることができる。
【０００８】
また、回転している軸の荷重は重力の作用する方向ではなく、回転方向にやや傾く方向に作用するが、本発明のすべり軸受では、摺動材の硬さの異なる複数種の材料が軸受面によって受けられる軸の回転方向に対し、軸受面側から裏金側に向かって前記軸の回転する方向に所定角度傾斜して設けているため、摺動材の硬さの異なる複数種の材料に作用する荷重は主に圧縮方向となり、強度的に有利である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［参考例］
以下、本発明の参考例を図１および図２に基づいて説明する。
本参考例のすべり軸受は、図１に示すような半割り軸受１として構成され、その半割り軸受１を２個組み合わせて円筒状のすべり軸受とする構成としている。この半割り軸受１は、鋼製の裏金２の内周面に軸受材として摺動材３を装着して構成されている。
【００１２】
この半割り軸受１の製造方法を以下に説明する。まず、摺動材３は次のようにして製造される。すなわち、硬質材料、例えばＣｕ−Ｓｎ系の合金によって線材４を形成すると共に、軟質材料、例えばＰｂ系合金によって同じく線材５を形成する。そして、この硬質線材４および軟質線材５の酸化膜を除去するなどの活性化処理を行った後、硬質線材４と軟質線材５とを、それらが縦横に交互に並ぶようにして整列配置状態にして束ねる。
【００１３】
次に、その線材４，５の束を引き抜き装置（図示せず）にセットし、該引き抜き装置のダイスから引き抜く。すると、線材４，５の束は、線材４，５どうしが強く押し合って大きな圧縮比で圧縮され、それら線材４，５が互いに接合される。これにより、図２（ａ）に示すように、硬質線材４と軟質線材５とが交互に並ぶように混じり合った状態の複合材のブロック６が製造される。
【００１４】
この後、上記ブロック６を、図２（ｂ）に示すように、線材４，５の延長方向と直交する方向に所定厚さずつスライスする。このスライスにより、硬質線材４および軟質線材５はそれぞれ所定厚さの円形の硬質小塊状片７および軟質小塊状片８とされ、複数種、この実施例では２種類の硬さの異なる小塊状片７，８を集積してなる前記摺動材３を得る。
【００１５】
この後、摺動材３を湾曲加工前の裏金２上にセットし、ホットアイソスタティックプレス（以下、ＨＩＰ）処理などの接合法によって摺動材３を裏金２に接合する。次に、この裏金２と摺動材３との接合体を半円筒状に曲げ加工し、最後に機械加工により仕上げを行い、半割り軸受１としての製造を完了する。
【００１６】
なお、半円筒状に加工された裏金２に、同じく半円筒状に加工された摺動材３を接合する構成としても良い。
【００１７】
この裏金２と摺動材３との接合は、ＨＩＰの他、小塊状片７，８が熱によって変質したり、混じり合ったりしないように、加熱せずに、或いは加熱しても短時間加熱で接合できる処理であれば良い。
【００１８】
このように形成された半割り軸受１において、摺動材３を構成する小塊状片７，８は、半割り軸受１の摺動表面である内周の軸受面の広がり方向に集積された形態となる。
この半割り軸受１によれば、軸受材としての摺動材３が硬質小塊状片７と軟質小塊状片８とを集積して構成されているため、硬質小塊状片７部分で耐荷重性、耐摩耗性などを分担させ、軟質小塊状片８部分で耐焼付性、なじみ性、埋収性などを分担させて軸受特性に優れたすべり軸受とすることができる。
【００１９】
また、軸受材としての摺動材３は、硬質小塊状片７と軟質小塊状片８とを四方八方に集積して構成されるので、硬質小塊状片７と軟質小塊状片８の個数を本実施例のように同数にしたり、或いは、硬質小塊状片７の数を軟質小塊状片８よりも多くしたり、逆に軟質小塊状片８の数を硬質小塊状片７よりも多くしたりすることによって、硬質小塊状片７と軟質小塊状片８の面積比を容易に変更することができる。このため、半割り軸受１の具体的用途に応じて軸受面の平均硬度を高くしたり、低くしたりすることが容易にできる。
【００２０】
もちろん、硬質小塊状片７、軟質小塊状片８は、軸受面側から裏金２側に延びているので、樹枝状組織が形成されたと同様の形態が得られ、しかも、その樹枝状組織相当部分を任意の位置に生成することが可能で、軸受として高性能のものを得ることができる。
【００２１】
［実施例］
図３〜図５は本発明の一実施例を示すもので、上記参考例との相違は、図５に示すように、摺動材９の硬質小塊状片１０および軟質小塊状片１１の延びる方向を裏金２の内周面に対して垂直ではなく、所定角度αだけ傾斜するように構成したところにある。
すなわち、ブロック６をスライスして摺動材９を形成する際、そのスライスする方向を線材４，５の延長方向と直交する方向ではなく、図４に示すように線材４，５の延長方向に対し、所定角度αだけ傾いた方向に定める。このようなスライスにより、硬質線材４および軟質線材５はそれぞれ所定厚さの硬質小塊状片１０および軟質小塊状片１１とされるが、その硬質小塊状片１０および軟質小塊状片１１は、摺動材９の表裏両面に対して所定角度αだけ傾いた状態となる。
【００２２】
このようにして得た摺動材９を裏金２に接合し、そして参考例と同様にして半割り軸受１２として製造する。この半割り軸受１２を２個組み合わせて図５に示すように軸１３を支持する場合、軸１３側から裏金２側に向かう小塊状片１０，１１の傾き方向が軸１３の回転方向（矢印Ａで示す）となるように定める。
【００２３】
軸１３が静止した状態では、軸１３の荷重は軸受面に対して垂直に作用する。しかしながら、軸１３が回転すると、その荷重は軸受面に対して垂直ではなく、図５に矢印Ｂで示すように、軸１３の回転方向に対して傾いた方向に作用する。この軸１３の回転時に軸受面に作用する荷重の傾き方向と小塊状片１０，１１の傾き方向とが一致していれば、小塊状片１０，１１は軸１３から主として圧縮力を受けるようになる。小塊状片１０，１１の集積体である摺動材９は、圧縮力に対する強度は比較的大きいので、軸受全体として耐荷重性を向上させることができる。
【００３３】
硬度が異なる材料は、２種類に限らず、３種類以上あっても良い。
硬度が異なる材料は、金属製のものに限らず、プラスチック製のものであっても良い。  硬質および軟質の小塊状片の形状は、円形に限らず、楕円、矩形状、多角形などであっても良い。
【００３４】
硬質線材４、軟質線材５を束ねて引き抜きなどによってブロック６を形成した後、そのブロック６を熱処理しても良い。このとき、引き抜き方向に延ばされた結晶粒が再結晶して粒状化するが、強度の向上のために、その再結晶粒状が粗大化しない細かいうちに熱処理を停止することが好ましい。
【００３５】
硬質線材４、軟質線材５は単結晶のものを使用することが好ましい。結晶の方向がランダムであると、摩擦抵抗が高くなるが、単結晶の硬質線材４、軟質線材５を使用すれば、結晶の方向が揃うので、摩擦抵抗の軽減化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例を示す半割り軸受の正面図
【図２】  半割り軸受の製造過程を示す図
【図３】  本発明の一実施例を示す図１相当図
【図４】  摺動材のスライスの方向を示す図
【図５】  回転する軸の荷重方向を示す図
【符号の説明】
図中、１は半割り軸受、２は裏金、３は摺動材、４は硬質線材、５は軟質線材、７は硬質小塊状片、８は軟質小塊状片、９は摺動材、１０は硬質小塊状片、１１は軟質小塊状片、１２は半割り軸受、１３は軸である。
【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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