(57)【要約】【課題】  性能改善と生産性向上を図りつつ、摺動面層に大きな外力が加わるのを抑制して、圧入時に摺動面層の内径寸法が大きく変化するのを抑えることができる２層軸受及びその製造方法を提供することである。【解決手段】  主にカーボンからなる摺動面層２３と、上記摺動面層２３に結合された焼結体層２２とで構成される２層軸受２１であって、上記焼結体層２２は、合金粒子及び／又は金属粒子と、これら合金粒子及び／又は金属粒子間に存在する空隙部とを有し、且つ、上記圧入時における圧入代が０．１０ｍｍであるときに、下記（１）式で示す上記摺動面層２３の内径変化率Ｃ（％）が、０≧Ｃ≧−０．１２に規制されることを特徴とする。  摺動面層の内径変化率Ｃ＝［（圧入後の摺動面層の内径−圧入前の摺動面層の内径）／圧入前の摺動面層の内径］×１００（％）・・・（１）【選択図】図２
2009222073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主にカーボンからなる円筒状の摺動面層と、上記摺動面層に結合された焼結体層とで構成され、且つ、軸受装置に圧入される構造の２層軸受であって、
上記焼結体層は、合金粒子及び／又は金属粒子と、これら合金粒子及び／又は金属粒子間に存在する空隙部とを有し、且つ、上記圧入時における圧入代が０．１０ｍｍであるときに、下記（１）式で示す上記摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が、０≧Ｃ≧−０．１２に規制されることを特徴とする２層軸受。
摺動面層の内径変化率Ｃ＝［（圧入後の摺動面層の内径−圧入前の摺動面層の内径）／圧入前の摺動面層の内径］×１００（％）・・・（１）
【請求項２】
上記合金粒子としては、鉄系のもの、銅系のもの、ステンレス系のもの、或いは、タングステン系のものが用いられ、上記金属粒子として、銅、鉄、亜鉛、錫が用いられる、請求項１に記載の２層軸受。
【請求項３】
上記摺動面層には、二酸化ケイ素、酸化第二鉄、及び酸化アルミニウムから成る酸化物群から選択される少なくとも１種の酸化物が含まれている、請求項１又は２に記載の２層軸受。
【請求項４】
上記摺動面層と上記焼結体層との厚みの比が５：９５〜７０：３０である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の２層軸受。
【請求項５】
主にカーボンからなる円筒状の摺動面層と、上記摺動面層に結合された焼結体層とで構成され、且つ、軸受装置に圧入される構造の２層軸受であって、
上記焼結体層は、銅−ニッケル−亜鉛系の合金粒子と、この合金粒子間に存在する空隙部とから成り、且つ、上記合金の理論密度に対する上記焼結体層の密度の割合が、６３％〜７２％に規制されることを特徴とする２層軸受。
【請求項６】
主にカーボンからなる円筒状の摺動面層と、上記摺動面層に結合された焼結体層とで構成され、且つ、軸受装置に圧入される構造の２層軸受であって、
上記焼結体層は、銅−錫系の合金粒子と、この合金粒子間に存在する空隙部とから成り、且つ、上記合金粒子の理論密度に対する上記焼結体層の密度の割合が、６３％〜６９％に規制されることを特徴とする２層軸受。
【請求項７】
上記摺動面層には、二酸化ケイ素、酸化第二鉄、及び酸化アルミニウムから成る酸化物群から選択される少なくとも１種の酸化物が含まれている、請求項５又は６に記載の２層軸受。
【請求項８】
上記摺動面層と上記焼結体層との厚みの比が５：９５〜７０：３０である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の２層軸受。
【請求項９】
金型内に銅−ニッケル−亜鉛系の合金粒子を充填し、更に、主にカーボンからなる成形用粉体を、上記合金粒子を充填した部位の内側に存在する金型内に充填する第１工程と、
上記合金粒子と上記成形用粉体とを、１２７〜１３７ＭＰａの圧力で加圧成形して成形体を作製する第２工程と、
上記成形体を焼成する第３工程と、
を有することを特徴とする２層軸受の製造方法。
【請求項１０】
金型内に銅−錫系の合金粒子を充填し、更に、主にカーボンからなる成形用粉体を、上記合金粒子を充填した部位の内側に存在する金型内に充填する第１工程と、
上記合金粒子と上記成形用粉体とを、１４７〜１５７ＭＰａの圧力で加圧成形して成形体を作製する第２工程と、
上記成形体を焼成する第３工程と、
を有することを特徴とする２層軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部に用いる２層軸受に関し、さらに詳しくいえば、主にカーボンからなる摺動面層と、この摺動面層の周囲に結合された焼結体層とで構成される２層軸受及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に開示される複層構造を有する軸受がある。この特許文献１には、主にカーボンからなる摺接層と、主にカーボンおよび金属からなり該摺接層に結合して該摺接層を支持する支持層とで構成される燃料ポンプ用軸受が開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１のものは、支持層が主にカーボンおよび金属からなるため、支持層が金属単独の場合よりも軸受の強度が低く、支持層を後加工した際の寸法精度が悪くなる。また、摺接層を粗形成した後に支持層を結合させるため、摺接層と支持層の界面が明確にできてしまい、充分な界面の接着力が得られず、後加工時に摺接層にクラックが発生するといった問題がある。さらに、特許文献１のものは、２回加圧成形しなければならず、生産性が悪いといった問題がある。
【０００４】
そこで、本願出願人は、下記特許文献２に開示される複層構造を有する軸受を提案した。具体的には、自己潤滑性、耐蝕性に優れるが、強度が弱いカーボンと、強度は強いが、自己潤滑性がなく、耐蝕性に問題がある金属及び／又はセラミックスの両者の長所を活かすべく、カーボン層と金属及び／又はセラミックス層を別々に作製し一体化させるのではなく、カーボン層と金属及び／又はセラミックス層を同時に形成する一体成形により、カーボン層と金属及び／又はセラミックス層からなり、両層の界面が不明瞭である構造とするような構成である。
【０００５】
上記構成により、摺動面層は自己潤滑性、耐蝕性に優れたカーボンの特性が活かせ、金属及び／又はセラミックスからなる焼結体層により複合材料の強度を高くでき、良好な寸法精度の後加工が可能となる複合材料を提供できる。また、カーボン層と金属及び／又はセラミックス層を一体成形することにより、成形時における生産性向上を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８６９２２号公報
【特許文献２】特開２００６−５７１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２の提案は、金属及び／又はセラミックス層の加圧力が３００ＭＰａと大きいため、２層軸受を軸受装置に圧入した場合に、金属及び／又はセラミックス層が十分に圧縮変形せず（特に、セラミックを用いた場合には顕著である）、カーボン層に大きな外力が加わるため、カーボン層の内径寸法が大きく変化するという問題が生じる場合がある。したがって、改良の余地がある。尚、このようなことを考慮して、カーボン層の内径減少量を予め計算しておいて、これを前提にして圧入することも考えられるが、カーボン軸受の公差は極めて小さいので、事前の計算通りとならない場合が生じる。このような場合には、所望の内径となるように、軸受の圧入後にカーボン層を削る必要が生じるため、軸受の生産性が低下する等の問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、生産性向上を図りつつ、摺動面層に大きな外力が加わるのを抑制して、圧入時に摺動面層の内径寸法が大きく変化するのを抑えることができる２層軸受及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために、主にカーボンからなる円筒状の摺動面層と、上記摺動面層に結合された焼結体層とで構成され、且つ、軸受装置に圧入される構造の２層軸受であって、上記焼結体層は、合金粒子及び／又は金属粒子と、これら合金粒子及び／又は金属粒子間に存在する空隙部とを有し、且つ、上記圧入時における圧入代が０．１０ｍｍであるときに、下記（１）式で示す上記摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が、０≧Ｃ≧−０．１２に規制されることを特徴とする。
摺動面層の内径変化率Ｃ＝［（圧入後の摺動面層の内径−圧入前の摺動面層の内径）／圧入前の摺動面層の内径］×１００（％）・・・（１）
【００１０】
上記構成の如く、焼結体層内に空隙部を有していれば、軸受装置に２層軸受が圧入されて合金粒子及び／又は金属粒子（以下、合金粒子等と称するときがある）に外力が加わった際、合金粒子等が容易に変形することができるので、当該変形により外力が吸収されることになる。したがって、摺動面層に加わる外力が低減するため、摺動面層の内径寸法が所定値より小さくなるのを抑えることができる。この結果、軸受の圧入後にカーボン層を削る必要がなくなって、軸受の生産性が向上する。
【００１１】
但し、焼結体層が、合金粒子等と、合金粒子等の間に存在する空隙部とを有しているだけでは、上記作用効果を十分に発揮することができないので、圧入時における圧入代が０．１０ｍｍであるときに、（１）式で示す上記摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が、０≧Ｃ≧−０．１２に規制する必要がある。
【００１２】
尚、圧入代が０．１０ｍｍの場合を基準として、摺動面層の内径変化率Ｃを規制する理由としては、圧入代が余り小さいと、軸受装置に対する軸受の固定力が小さくなって、軸受が抜けることがある一方、圧入代が余り大きいと、摺動面層に対する加圧力が大きくなって、摺動面層に欠け等が生じるからである。
また、主にカーボンからなるとは、摺動面層の総重量に対するカーボンの重量の割合が５０％以上の場合をいう。
更に、本発明の明細書中において、「層」と表現しているが、これは界面が明瞭であるもののみならず、界面が若干不明瞭であるものをも含む広い概念である。
【００１３】
上記合金粒子としては、鉄系のもの、銅系のもの、ステンレス系のもの、或いは、タングステン系のものが用いられ、上記金属粒子として、銅、鉄、亜鉛、錫が用いられることが望ましい。
コスト面等を考慮すれば、合金粒子等として上述したものを用いるのが望ましいが、本発明はこれらのものに限定するものではない。
【００１４】
上記摺動面層には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から成る酸化物群から選択される少なくとも１種の酸化物が含まれていることが望ましい。
このように、摺動面層に二酸化ケイ素等の酸化物が含まれていれば、二酸化ケイ素等は自己潤滑性を有し、且つ、磨耗し難い物質であるため、挿通された軸が円滑に回転できると共に、摺動面層における磨耗が抑制される。尚、黒鉛粉末１００重量部に対する二酸化ケイ素等の添加割合は、３〜６重量部であることが望ましい。なぜなら、当該割合が３重量部未満であると、酸化物の添加効果が十分に発揮されないことがある一方、当該割合が６重量部を超えると、相対的にカーボンの量が減少するため、軸の円滑な回転を阻害することがあるという理由による。
【００１５】
上記摺動面層と上記焼結体層との厚みの比が５：９５〜７０：３０であることが望ましい。
このように規制するのは、摺動面層と焼結体層との厚みの比が５：９５未満になると、摺動面層が薄いため摺動材料としての寿命が短くなって実用上の問題が生じることがある。一方、摺動面層と焼結体層との厚みの比が７０：３０を越えると、焼結体層の割合が小さくなり過ぎて、軸受装置に２層軸受を圧入する際、合金粒子及び／又は金属粒子の変形量が少なくなる。このため、摺動面層に加わる外力を余り低減できないことがあり、しかも、焼結体層の補強効果が小さくなるという問題が生じることがあるためである。
【００１６】
主にカーボンからなる円筒状の摺動面層と、上記摺動面層に結合された焼結体層とで構成され、且つ、軸受装置に圧入される構造の２層軸受であって、上記焼結体層は、銅−ニッケル−亜鉛系の合金粒子と、この合金粒子間に存在する空隙部とから成り、且つ、上記合金の理論密度に対する上記焼結体層の密度の割合が、６３％〜７２％に規制されることを特徴とする。
【００１７】
また、主にカーボンからなる円筒状の摺動面層と、上記摺動面層に結合された焼結体層とで構成され、且つ、軸受装置に圧入される構造の２層軸受であって、上記焼結体層は、銅−錫系の合金粒子と、この合金粒子間に存在する空隙部とから成り、且つ、上記合金粒子の理論密度に対する上記焼結体層の密度の割合が、６３％〜６９％に規制されることを特徴とする。
これらの構成であれば、上記摺動面層の内径変化率Ｃが、確実に上記（１）式の範囲内におさまる。
【００１８】
上記摺動面層には、二酸化ケイ素、酸化第二鉄、及び酸化アルミニウムから成る酸化物群から選択される少なくとも１種の酸化物が含まれていることが望ましく、また、上記摺動面層と上記焼結体層との厚みの比が５：９５〜７０：３０であることが望ましい。
このような構成とするのは、上述した理由と同様の理由による。
【００１９】
金型内に銅−ニッケル−亜鉛系の合金粒子を充填し、更に、主にカーボンからなる成形用粉体を、上記合金粒子を充填した部位の内側に存在する金型内に充填する第１工程と、上記合金粒子と上記成形用粉体とを、１２７〜１３７ＭＰａの圧力で加圧成形して成形体を作製する第２工程と、上記成形体を焼成する第３工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
また、金型内に銅−錫系の合金粒子を充填し、更に、主にカーボンからなる成形用粉体を、上記合金粒子を充填した部位の内側に存在する金型内に充填する第１工程と、上記合金粒子と上記成形用粉体とを、１４７〜１５７ＭＰａの圧力で加圧成形して成形体を作製する第２工程と、上記成形体を焼成する第３工程と、を有することを特徴とする。
これらの製造方法により、上述した２層軸受を作製することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、摺動部材としての性能改善と生産性向上を図りつつ、カーボン層に大きな外力が加わるのを抑制して、圧入時にカーボン層の内径寸法が大きく変化するのを抑えることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、下記実施形態や後述の実施例に限定されるものではない。
本発明の２層軸受は、主にカーボンからなる摺動面層と、この摺動面層の周囲に結合された焼結体層とで構成される。
【００２３】
上記摺動面層は平均粒子径１〜２００μｍの黒鉛粉末（カーボン）１００重量部に対して、バインダー５〜８０重量部混合、焼成してなるものが好ましく、上記黒鉛粉末（カーボン）としては、人造黒鉛、天然黒鉛、スート等が挙げられるが、特に限定はされない。黒鉛粉末の平均粒子径が１〜２００μｍであることが好ましいのは、当該平均粒子径が１μｍ未満では、成形粉の流動性が悪くなって成形性が低下する一方、平均粒子径が２００μｍを越えると、強度が低下するばかりではなく、摺動面層の剥離が起こりやすくなるからである。このようなことを考慮すれば、黒鉛粉末の平均粒子径は１０〜１００μｍであることがより好ましい。
【００２４】
上記バインダーとしては、ピッチ、タール、合成樹脂等が挙げられる。合成樹脂としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれをも使用することができる。特に好適な合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂が挙げられる。
【００２５】
本発明に用いられる金属粉末、合金粉末の種類については特に限定はされず、市販のものが使用できる。金属粉末としては、銅、鉄、亜鉛、錫等が好適に用いられ、合金粉末としては、銅系のもの、鉄系のもの、ステンレス系のもの、タングステン系のもの好適に用いられる。
【００２６】
次に、本発明の複合材料の製造工程を説明する。第１工程として、本発明の複合材料の摺動面層に用いる材料の作製工程について説明する。
まず、上記黒鉛粉末と上記バインダーとを混練する。黒鉛粉末とバインダーとの配合比は、黒鉛粉末１００重量部に対して、バインダー５〜８０重量部、好ましくはバインダー１０〜５０重量部である。バインダー量が５重量部未満では、摺動面層の剥離が起こりやすく、摺動時の摩耗量が増加する。また、バインダー量が８０重量部を越えると、焼成時の収縮が大きく、割れが発生しやすい。また、黒鉛量が少なくなるため、摺動特性が悪くなる。なお、混練の際には必要に応じてアルコール類、アセトン類の有機溶剤を適量加えてもよい。また、必要に応じて黒鉛粉末に添加剤、例えば固体潤滑材、皮膜調整剤を加えてもよい。すなわち、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の固体潤滑材を加えてもよく、二酸化ケイ素、酸化第二鉄、酸化アルミニウム等の皮膜調整剤を黒鉛粉末１００重量部に対して３〜６重量部加えてもよい。次に、混練した塊を粉砕して成形用の粉体（以下、成形用粉体という）に調整する。なお、得られた成形粉に離型剤、滑剤等の添加剤を加えてもよい。
【００２７】
次に、第２工程として、本発明の複合材料を製造するための成形工程について説明する。図１（ａ）に示す断面模式図のように、この成形工程で用いる金型１１は、円筒状のダイス５と、ダイス５に下方から嵌装され、下方端に押圧用リングを有する円筒状の下パンチ２と、下パンチ２の筒内壁に沿って嵌装され、下方端に押圧用リングを有する円筒状のしきり部材６と、しきり部材６の筒内壁に沿って嵌装され、下方端に押圧用リングを有する円筒状の下パンチ３と、下パンチ３の筒内壁に沿って嵌装される棒状の下パンチ４と、ダイス５に上方から嵌装可能な上パンチ１とを備えてなる。
【００２８】
次に、金型１１を用いて成形体を成形する工程について具体的に説明する。
まず、金型１１のダイス５、下パンチ２及びしきり部材６で囲まれた空間に斜線で示す金属粉末及び／又は合金粉末９を充填する（図１（ａ）参照）。
次いで、下パンチ３の上端と下パンチ２の上端とが同位置になるまで下パンチ３を下方に移動させ、主にカーボンからなる成形用粉体１０をしきり部材６と下パンチ３、４とに囲まれた空間に充填する（図１（ｂ）参照）。
【００２９】
そして、成形用粉体１０と、金属粉末及び／又は合金粉末９との間のしきり部材６の上端を下パンチ３の上端及び下パンチ２の上端と同位置になるまでしきり部材６を下方に移動させる（図１（ｃ）参照）。このように、しきり部材６が下降することにより、成形用粉体１０と、金属粉末及び／又は合金粉末９とが一体成形可能となるとともに、両層の界面が生じなくなる。
【００３０】
その後、上パンチ１を上方からダイス５に嵌装し、かつ、下方へ押圧するとともに、下パンチ２、３及びしきり部材６各々の一端の位置がずれないようにしながら上方に各々の押圧用リングを押圧し、金属粉末及び／又は合金粉末９と成形用粉体１０とを加圧成形する（図１（ｄ）参照）。このようにして、金属粉末及び／又は合金粉末９、成形用粉体１０の両層は強固に接着、成形され、金属及び／又は合金の層８、成形用粉体層７となる。
成形後、上パンチ１をダイス５から上方に取り外し、下パンチ２、３及びしきり部材６それぞれの一端の位置がずれないように上方に押し上げ、成形体から下パンチ４を下方に移動させて引き抜いて（図１（ｅ）参照）、金属及び／又は合金の層８及び成形用粉体層７からなる円筒状の成形体を金型１１から取り出す。このようにして成形体が得られる。
【００３１】
次に、第３工程として、上記成形体を焼成する。これにより、金属及び／又は合金の層８は焼結体層となり、成形用粉体層７は摺動面層となる。
ここで、成形体の焼成は、非酸化性雰囲気下あるいは還元雰囲気下で実施されることが好ましい。また、焼成温度は、金属や合金が溶融または分解しない温度であり、例えば、５００〜２０００℃である。非酸化性雰囲気下あるいは還元雰囲気下で焼成することによって、成形品の酸化劣化を防止する。焼成温度は、金属及び／又は合金の層８に使用した金属や合金の融点に応じて適宜選択することができる。なお、焼成された成形品には、酸化防止剤を塗布する等の防錆処理を施してもよい。
【００３２】
上記実施形態によれば、摺動面層は自己潤滑性、耐蝕性に優れたカーボンの特性が活かせ、金属及び／又は合金からなる焼結体層により複合材料の強度を高くでき、良好な寸法精度の後加工が可能となる複合材料を提供できる。また、摺動面層と焼結体層とを一体成形することにより、成形時における生産性向上を図ることができる。また、上記実施形態で得られた成形品の寸法出しを行う仕上げ工程において、優れた寸法精度を得ることができるサイジングの使用が可能である。さらに、サイジングによって摺動面層にクラックが発生しないため、効率的かつ安価に生産することできる。
【００３３】
ここで、上記第２工程における成形圧力は１２７〜２００ＭＰａであることが好ましく、特に、１２７〜１５７ＭＰａであることが好ましい。なぜなら、成形圧力が１２７ＭＰａ未満であると、圧力不足による型くずれ等が生じ、十分に成形することができない場合が生じる。一方、成形圧力が２００ＭＰａを超えると、焼結体層中に存在する空間が小さくなって、軸受の圧入時に合金粒子及び／又は金属粒子が容易に変形することができず、摺動面層に加わる外力を十分に低減することができなくなる結果、摺動面層の内径寸法が所定値より小さくなることがあるという理由による。
【００３４】
なお、本発明の複合材料は、軸受に用いることができ、好ましくは、液体中、ガス雰囲気中、３００℃程度までの高温大気中で使用される軸受に用いることができる。但し、図１で示した成形方法は焼結体層の内側に摺動面層が形成されるものであるが、焼結体層の外側に摺動面層が形成されるものであってもかまわない。
【実施例】
【００３５】
以下に、２つ実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
［第１実施例］
（実施例１）
炭素黒鉛質粉末（カーボンが９５質量％で、灰分が５質量％である。また、平均粒子径は１０μｍである。）１００重量部に対して、フェノール樹脂２５重量部を配合し、炭素黒鉛質粉末と樹脂とが均一に混合されるように、常温で混練した。得られた混練物を平均粒子径４０μｍに粉砕して成形用粉末とした。
【００３６】
表１に示す組成の銅−ニッケル−亜鉛（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ）系の合金粉末（平均粒子径４０μｍ）を、図１（ａ）に示すように金型に充填した後、前記成形用粉体を図１（ｂ）に示すように金型に充填し、上記実施形態で説明した成形工程により常温にて加圧力１２７ＭＰａで圧縮成形した。その後、得られた成形品を、還元雰囲気下８００℃で焼成し、更に、焼成された成形品にサイジングを施した。このとき、成形品の摺動面層にクラックは発生しなかった。
【００３７】
【表１】
2009222073.tif 000003
【００３８】
ここで、図２に示すように、得られた２層軸受２１は、外径Ｌ１は１０ｍｍ、高さＬ２は１０ｍｍ、焼結体層２２の内径Ｌ３は７ｍｍ、摺動面層２３の内径Ｌ４は５ｍｍとなっている。また、焼結体層２２の密度は５．５ｇ／ｃｍ3であり、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ系の合金粉末の理論密度は８．７３ｇ／ｃｍ3であるということから、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、６３％（［５．５／８．７３］×１００）となった。尚、上記摺動面層２３には鍔状部位２３ａが設けられているが、当該部位２３ａは無くても良い。
このようにして作製した２層軸受を、以下、本発明軸受Ａ１と称する。
【００３９】
（実施例２）
成形工程における加圧力を１３７ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は６．３ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、７２％（［６．３／８．７３］×１００）となった。尚、焼結体層２２における気孔率は２５．６％であった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、本発明軸受Ａ２と称する。
【００４０】
（比較例１）
成形工程における加圧力を２３５ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は６．５ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、７５％（［６．５／８．７３］×１００）となった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、比較軸受Ｚ１と称する。
【００４１】
（比較例２）
成形工程における加圧力を３４３ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は７．０ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、８０％（［７．０／８．７３］×１００）となった。尚、焼結体層２２における気孔率は１７．４％であった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、比較軸受Ｚ２と称する。
【００４２】
（比較例３）
焼結体層２２を設けない（摺動面層２３のみから成る）他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
尚、摺動面層２３の形状は、外径が１０ｍｍ、高さが１０ｍｍ、内径Ｌ３が５ｍｍとなっている。
このようにして作製した２層軸受を、以下、比較軸受Ｚ３と称する。
【００４３】
（実験）
上記本発明軸受Ａ１、Ａ２及び比較軸受Ｚ１〜Ｚ３を軸受装置に圧入したときの内径（摺動面層２３の内径）減少量を調べたので、その結果を図５及び表２に示す。
尚、実験は、図３に示すように、内径がＬ１−α（αは圧入代であり、０．０２〜０．１８ｍｍの範囲で変化させている）の被圧入部材２４を用意し、図４に示すように、当該被圧入部材２４に軸受２１を圧入することによって行なった。
【００４４】
【表２】
2009222073.tif 000004
【００４５】
上記表２及び図５から明らかなように、圧入代が０．１０ｍｍの場合、本発明軸受Ａ１、Ａ２の内径減少量は、それぞれ０．００２ｍｍ、０．００４ｍｍであって、下記（１）式で示す摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が−０．０４、−０．０８となり、−０．１２以上であることが認められる。したがって、２層軸受の圧入後に摺動面層を削る必要がなくなり、生産性が向上する。
摺動面層の内径変化率Ｃ＝［（圧入後の摺動面層の内径−圧入前の摺動面層の内径）／圧入前の摺動面層の内径］×１００（％）・・・（１）
【００４６】
これに対して、圧入代が０．１０ｍｍの場合、比較軸受Ｚ１、Ｚ２の内径減少量は、それぞれ０．０１０ｍｍ、０．０１８ｍｍであって、上記（１）式で示す摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が−０．２０、−０．３６となり、−０．１２未満であることが認められる。したがって、２層軸受の圧入後に摺動面層を削る必要が生じ、生産性が低下する。尚、比較軸受Ｚ３では圧入代が０．０８ｍｍを超えると、外周部に削れが生じたり、軸受に欠けが生じたりしたので、内径減少量の測定は行なわなかった。
【００４７】
尚、被圧入部材と軸受とには０．０４ｍｍ程度の寸法誤差（最大では０．０６ｍｍ程度の寸法誤差）が生じることがあるが、この場合でも内径減少量は０．０２ｍｍ以下（最大でも０．０３ｍｍ未満）であることが望ましい。そこで、表２において圧入代が０．１４ｍｍ、及び、０．１６ｍｍの場合をみてみると、本発明軸受Ａ１、Ａ２では、圧入代が０．１４ｍｍの場合の内径減少量は０．００５ｍｍ以下、圧入代が０．１６ｍｍの場合の内径減少量は０．００７ｍｍ以下であることが認められるのに対して、比較軸受Ｚ１、Ｚ２では、圧入代が０．１４ｍｍの場合の内径減少量は０．０２１ｍｍ以上、圧入代が０．１６ｍｍの場合の内径減少量は０．０３０ｍｍ以上であることが認められる。したがって、被圧入部材と軸受とにある程度の寸法誤差が生じた場合に、本発明軸受Ａ１、Ａ２では内径変化を抑制しつつ（軸受内径公差［望ましくは０．０２ｍｍで、最大でも０．０３ｍｍ］内におさめつつ）２層軸受を圧入できるが、比較軸受Ｚ１〜Ｚ３では内径変化を抑制しつつ２層軸受を圧入できないことがわかる。
【００４８】
［第２実施例］
（実施例１）
合金粉末として、前記表１に示す組成の銅−錫（Ｃｕ−Ｓｎ）系の合金粉末（平均粒子径４０μｍ）を用い、且つ、成形工程における加圧力を１４７ＭＰａとした他は、上記第１実施例の実施例１と同様にして２層軸受を作成した。
尚、焼結体層２２の密度は５．６ｇ／ｃｍ3であり、Ｃｕ−Ｓｎ系の合金粉末の理論密度は８．８３ｇ／ｃｍ3であるということから、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、６３％（［５．６／８．８３］×１００）となった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、本発明軸受Ｂ１と称する。
【００４９】
（実施例２）
成形工程における加圧力を１５７ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は６．１ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、６９％（［６．１／８．８３］×１００）となった。尚、焼結体層２２における気孔率は２５．２％であった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、本発明軸受Ｂ２と称する。
【００５０】
（比較例１）
成形工程における加圧力を２２５ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は６．３ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、７２％（［６．３／８．８３］×１００）となった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、比較軸受Ｙ１と称する。
【００５１】
（比較例２）
成形工程における加圧力を２６５ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は６．７ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、７６％（［６．７／８．８３］×１００）となった。尚、焼結体層２２における気孔率は１５．４％であった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、比較軸受Ｙ２と称する。
【００５２】
（比較例３）
成形工程における加圧力を３００ＭＰａとした他は、上記実施例１と同様にして２層軸受を作製した。
また、加圧力を変えたことから、焼結体層２２の密度は７．０ｇ／ｃｍ3となり、その結果、焼結体層２２における理論密度に対する割合は、７９％（［７．０／８．８３］×１００）となった。
このようにして作製した２層軸受を、以下、比較軸受Ｙ３と称する。
【００５３】
（実験）
上記本発明軸受Ｂ１、Ｂ２及び比較軸受Ｙ１〜Ｙ３を軸受装置に圧入したときの内径（摺動面層２３の内径）減少量を調べたので、その結果を図６及び表３に示す。尚、実験は、上記第１実施例の実験と同様にして行った。また、参考として、前記比較軸受Ｚ３についての結果についても、図６及び表３に示す。
【００５４】
【表３】
2009222073.tif 000005
【００５５】
上記表３及び図６から明らかなように、圧入代が０．１０ｍｍの場合、本発明軸受Ｂ１、Ｂ２の内径減少量は、それぞれ０．００２ｍｍ、０．００６ｍｍであって、上記（１）式で示す摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が−０．０４、−０．１２となり、−０．１２以上であることが認められる。したがって、２層軸受の圧入後に摺動面層を削る必要がなくなり、生産性が向上する。
【００５６】
これに対して、圧入代が０．１０ｍｍの場合、比較軸受Ｙ１〜Ｙ３の内径減少量は、それぞれ０．０３０ｍｍ、０．０３０ｍｍ、０．０３５ｍｍであって、上記（１）式で示す摺動面層の内径変化率Ｃ（％）が、−０．１２未満であることが認められる。したがって、２層軸受の圧入後に摺動面層を削る必要が生じ、生産性が低下する。
【００５７】
尚、上記第１実施例の実験と同様に、圧入代が０．１４ｍｍ、及び、０．１６ｍｍの場合をみてみると、本発明軸受Ｂ１、Ｂ２では、圧入代が０．１４ｍｍの場合の内径減少量は０．０１５ｍｍ以下、圧入代が０．１６ｍｍの場合の内径減少量は０．０２３ｍｍ以下であることが認められるのに対して、比較軸受Ｙ１〜Ｙ３では、圧入代が０．１４ｍｍの場合の内径減少量は０．０５０ｍｍ以上、圧入代が０．１６ｍｍの場合の内径減少量は０．０５５ｍｍ以上であることが認められる。したがって、被圧入部材と軸受とにある程度の寸法誤差が生じた場合に、本発明軸受Ｂ１、Ｂ２では内径変化を抑制しつつ２層軸受を圧入できるが、比較軸受Ｙ１〜Ｙ３では内径変化を抑制しつつ２層軸受を圧入できないことがわかる。
【００５８】
（その他の事項）
（１）合金粒子としては上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎや上記Ｃｕ−Ｓｎ等の銅系のものに限定するものではなく、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ等の鉄系のもの、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ等のステンレス系のもの、或いは、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ等タングステン系のものでも良い。また、本発明は合金粒子に限定するものではなく、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ等の金属粒子であっても良い。更に、本発明は合金粒子と金属粒子とを混合して用いることもできる。
（２）２層軸受の直径としては１０ｍｍに限定するものではないが、本発明は１ｍｍ〜１００ｍｍ程度の２層軸受、特に５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の２層軸受に適用するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は燃料ポンプの軸受等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１（ａ）〜（ｅ）は２層軸受の製造工程を示す図であって、同図（ａ）は、金型に金属及び／又は合金の粉体を充填したときの断面模式図、同図（ｂ）は、次いで、成形用粉体を充填したときの断面模式図、同図（ｃ）は、成形用粉体と、金属及び／又は合金の粉体との間のしきり部材が外されたときの断面模式図、同図（ｄ）は、加圧成形時の断面模式図、同図（ｅ）は、成形終了時の断面模式図である。
【図２】本発明の２層軸受の断面図である。
【図３】２層軸受と被圧入部材との関係を示す断面図である。
【図４】２層軸受を被圧入部材に圧入した状態を示す断面図である。
【図５】本発明軸受Ａ１、Ａ２及び比較軸受Ｚ１〜Ｚ３を被圧入部材に圧入したときの圧入代と内径減少量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明軸受Ｂ１、Ｂ２及び比較軸受Ｙ１〜Ｙ３、Ｚ３を被圧入部材に圧入したときの圧入代と内径減少量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
１  上パンチ
２、３、４  下パンチ
５  ダイス
６  しきり部材
７  成形用粉体層
８  金属及び／又は合金の層
９  金属及び／又は合金の粉末
１０  成形用粉末
１１  金型
２１  ２層軸受
２２  焼結体層
２３  摺動面層
２４  被圧入部材
【図１】
2009222073.tif 000006
【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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