JPH0660325B2

JPH0660325B2 - 複層軸受

Info

Publication number: JPH0660325B2
Application number: JP61069648A
Authority: JP
Inventors: 剛新藤
Original assignee: エヌデ−シ−株式会社
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: KR920008640B1; JPS62227003A; KR870009149A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は複層軸受に係り、詳しくは、自動車用ショック
アブソーバーブッシュに好適な複層軸受に係る。

従来の技術従来から、種々の複層軸受が提案実施されている。例え
ば、特開昭５４−８６０４１号公報には、金属裏金に裏
打ちされた多孔質層上に、四フッ化エチレン樹脂（以
下、ＰＴＦＥ樹脂と呼ぶ）、フッ化鉛ならびに鉛−錫合
金あるいは鉛の混合物を塗布し、これをロール圧延など
によって多孔質中に含浸させてなる軸受材料が記載され
ている。この軸受は潤滑性のほか高荷重化に優れ、良好
は材料である。しかし、この軸受では、多孔質上に塗布
される混合物はあくまで混合状態にあって、ＰＴＦＥ樹
脂粉末とフッ化鉛などの粉末との間の結合力が弱く、と
くに、限界荷重が低く、耐キャビテーション性も低い。
このため、ショックアブソーバーなどのように変動荷重
がかかる往復運動をする場合には必ずしも満足のゆくも
のではない。

最近、ショックアブソーバーは、１）寒冷地対策による
オイルの低粘度化、２）コスト低減、軽量化に伴う摺動
運動の高荷重化などにより以前に比べて潤滑条件は厳し
いものになっている。このため摺動部分は片当りする部
分では、しばしば油膜がきれて境界潤滑状態となり、摩
擦抵抗が増え、円滑な摺動がたく摩耗量が増大する傾向
にある。

このような状況の中で、上記のような従来の複層軸受で
は、軸受面の耐荷重性、耐摩耗性に問題があり、境界潤
滑状態では軸受面を形成する樹脂が摩減し焼付くことも
ある。この原因としては、多孔質焼結体に厚さ数十ミク
ロンの皮膜として存在する樹脂層の強度が弱いというこ
とがあげられる。この理由は、樹脂層を形成する混合物
はあくまで混合状態にあるため、ＰＴＦＥ同志の結合が
弱いほか、ＰＴＦＥ樹脂とフッ化鉛などの充填材との結
合が弱いからである。

更に詳しく説明すると、多孔質層と樹脂層とから成る複
層軸受において、樹脂層を形成するのには、（１）ＰＴＦＥ樹脂のディスパージョン（ＰＴＦＥ樹脂
の水性コロイド懸濁液とフッ化鉛などの充填材とをディ
スパージョン状態で混合し、このディスパージョン状態
を凝集させたペーストとして塗布含浸被覆する。

（２）ＰＴＦＥ樹脂粉末と充填材粉末とから成る混合粉
末を多孔質層上に含浸、被覆する。

（１）の場合では、ペースト中のＰＴＦＥ樹脂の粒径は
０．２〜０．４μの如くきわめて小さく、とくに、ＰＴ
ＦＥ粒子は水あるいは有機溶剤中に分散されたものであ
るため、塗布、含浸後に加熱焼成しても、ＰＴＦＥ樹脂
の粒子同志の結合強度が弱い。更に、ＰＴＦＥ樹脂の粒
子によって充填材粉末を保持固定する力も弱く、強い樹
脂層が得られない。

（２）の場合では、ＰＴＦＥ樹脂の粉末粒子の平均粒子
径は５００μ程度ときわめて大きいが、混合されるフッ
化鉛などの粒子径は均一に分散させることからは５０μ
以下、特に５μ以下にする必要があり、きわめて小さ
い。このため、フッ化鉛などの均一に分散させると云っ
ても、ＰＴＦＥの粒子の周囲に細かいフッ化鉛などを付
着させる程度で、均一に分散させると云っても自から限
界がある。安定した皮膜強度が得られないという問題が
あった。

発明が解決しようとする問題点本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具体的に
は、境界潤滑状態での焼付きを防止し、樹脂層の中で鉛
−錫合金が均一に分散され、ＰＴＦＥ樹脂の粉末が強固
に結合するとともに、この樹脂粉末によって鉛−錫の合
金粉末が強固に保持させて、限界荷重ならびに耐キャビ
テーション性を向上させた複層軸受を提供することを目
的とする。

＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用本発明に係る複層軸受は、鋼板上に被着形成された多孔
質金属焼結層と、その上に被覆焼成されると共に一部が
この多孔質金属焼結層中に入った樹脂層とから成る複層
軸受において、一つの粉末粒子の中に四フッ化エチレン
樹脂の粉末粒子７０〜９５体積％と鉛−錫合金の粉末粒
子５〜３０体積％のみが一体に共凝析され、しかも、四
フッ化エチレン樹脂ならびに鉛−錫合金の各粒子が均一
に分岐された粒子から成る樹脂粉末を、多孔質金属焼結
層上に被覆焼成してなるものから樹脂層を形成して成る
ことを特徴とする。

以下、図面を用いて本発明に係る軸受の構成ならびにそ
の作用を説明すると、次の通りである。

なお、第１図は本発明において樹脂層の形成に供せられ
る樹脂粉末の一例の拡大図であり、第２図は本発明に係
る複層軸受の一例の拡大縦断面図である。

まず、本発明で樹脂層の形成に使用される樹脂粉末は、
後で第１図によって説明する通り、ＰＴＦＥ樹脂と鉛−
錫合金とから成るが、単に、これらが粉末状態で混合さ
れたものではない。すなわち、樹脂粉末の一つの粉末に
は２つの成分の粉末が一体に共凝析されて含まれ、しか
も、一つの樹脂粉末中に２つの成分の粉末が均一に分散
されている。従って、ＰＴＦＥ樹脂を主成分とする粉末
中に鉛−錫合金の粉末が均一に分散されているので、鉛
−錫合金の添加効果をより一層増加させることができ、
また、ＰＴＦＥ樹脂や、鉛−錫合金などの効果を充分に
発揮でき、結合が一体化していることからも、機械的強
さおよび耐摩耗性も向上でき、キャビテーションに対す
る改善効果も達成できる。

更に詳しく説明すると、まず、耐荷重性および耐摩耗性
に優れた軸受とするために、青銅粉末等の金属粉末より
得られた多孔質層の上に、例えば、ＰＴＦＥ樹脂ならび
に鉛−錫合金の各粉末の一次粒子が共凝析されて一体さ
れた状態で含む樹脂粉末を被覆焼成して、樹脂層を、表
面の軸受層として形成する。

この樹脂粉末は、ＰＴＦＥ樹脂の粉末７０〜９５体積％
（以下、単に％という）と鉛−錫合金の粉末５〜３０％
とからなっている。また、これら成分の粉末がとくに共
凝析されて一体化し、これによって粉末を形成したもの
である。したがって、樹脂粉末では、ＰＴＦＥ樹脂粉末
と鉛−錫合金微粉末とが均一に分散し、これら粉末が共
凝析されて形成された粉末である。すなわち、樹脂粉末
１は第１図に示すようにその中にＰＴＦＥ樹脂の粉末２
と鉛−錫合金の粉末３が均一に分散され、共凝析により
一体化されている構造を成している。

一般に、ＰＴＦＥ樹脂はその成形加工方法により大きく
３つに分けられる。圧縮成形用粉末のモールディングパ
ウダー、ペースト押出し用粉末のファインパウダー、塗
装・コーティング用のディスパージョンである。このう
ち複層軸受のように多孔質層への含浸、被覆に使用され
るのはファインパウダーとディスパージョンである。

これらファインパウダとディスパージョンは何れもＰＴ
ＦＥ樹脂の中間生成物の乳化重合物から得られ、この乳
化重合物を凝析することによりファインパウダーがで
き、また、濃縮することによりディスパージョンができ
る。

これに対し、本発明において樹脂層を形成する樹脂粉末
は共凝析粉であって、乳化重合物の状態にあるＰＴＦＥ
樹脂の一次粒子の粉末（直径０．２〜０．４μ）と鉛−
錫合金の粉末を均一に混合し、これを更に共凝析させて
一体化した凝析したものである。つまり、樹脂粉末の１
つの粒子は、外見的にはＰＴＦＥ樹脂の一次粒子の粉末
に鉛−錫合金の粉末が均一に混合されて凝集し、二次粒
子として形成されたもので、粒径はＰＴＦＥ樹脂のファ
インパウダーの粒径と同程度で平均５００μ適度の粉末
である。

このため、従来のものと異なって、均一性に分散でき、
鉛−錫合金粉の充填材率が増加でき、成形法としてもペ
ースト押出しによって樹脂層を形成することが可能とな
った。このため、樹脂層の強度としては、ローラなどに
よりペースト押出しによる成形が可能なため、そのとき
に、樹脂粉末が繊維化して互いにからみやすく、かつ繊
維化構造の間に充填材を包み込みやすく、ＰＴＦＥ樹脂
粉末同志の結合およびＰＴＦＥ樹脂粉末と充填材との結
合が強化されることにより大きな物性の改良がみられ
た。

また、鉛−錫合金の粉末は主として固体潤滑剤として機
能し、ＰＴＦＥ樹脂の低摩耗性を損うことなく耐荷重性
を向上させ、潤滑油に対しても化学的に安定である。

実施例次に、実施例について説明する。

まず、第２図に示す如く帯状鋼板７（厚さ１．２０mm）
に多孔質層６（青銅厚さ０．３mm）を焼結した。この上
に、ＰＴＦＥ樹脂粉末８５％ならびに鉛−錫合金粉末１
５％が一体に共凝析された樹脂粉末（１６メッシュ以
下）を予め有機溶剤で湿潤させておき、この樹脂粉末を
多孔質層６上に散布してからロールで圧入して樹脂層を
成型した。

次に、この成型した樹脂層から有機溶剤を加熱して取り
去った後、３８０℃で１０分間焼成して、樹脂層におい
てＰＴＦＥ樹脂粉末同志を密着させ、その後、更に、ロ
ールで圧下し寸法調整を行ない、表面に樹脂層５を具え
る複層軸受４を得られた。これに対し、比較材料とし
て、第３表に示すように、ＰＴＦＥ樹脂粉末（ファイン
パウダー）８５％と鉛−錫合金粉末１５％とを混合しこ
の混合粉末から上記のところと同様に樹脂層を形成した
もの（比較試料Ｎｏ．７）、ＰＴＦＥ樹脂８５％、鉛−
錫合金粉末１５％になるものを、ＰＴＦＥ樹脂ディスパ
ージョンに鉛−錫合金粉末を混合してペースト状のもの
として得て、これで同様に樹脂層を形成したもの（比較
試料Ｎｏ．６）を用意した。

このようにして得られた上記各種複合軸受を鈴木式摩擦
摩耗試験機を使用し、第１表の試験条件で耐荷重性、耐
摩耗性、摩擦性の評価を行なった。具体的には、境界潤
滑状態になりやすい低粘度のストラットオイル中で荷重
を一時間毎に２０Kgf／cm²ずつ累積し、限界となる荷重
を求め比較した。また、同時に樹脂層の皮膜強度を評価
する目的でキャビテーション試験を第２表の条件で実施
し比較を試みた。

試験結果は第３表に示される如く、本発明による複合軸
受は比較材料Ｎｏ．６、Ｎｏ．７に比べて限界荷重が大
きく、また、耐キャビテーション性も比較試料に比べ優
れていることがわかった。

また、更に本発明の効果を比較するために、特願昭５８
−０１４３１５号公報で示すＰＴＦＥ樹脂と四フッ化エ
チレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂
（以下、ＰＦＡ樹脂と呼ぶ）の共凝析粉（比較試料Ｎ
ｏ．８）を前記と同一条件で含浸、被覆後焼成して複合
軸受を製造した。この複合軸受につき、鈴木式摩擦摩耗
試験およびキャビテーション試験を行なったところ、キ
ャビテーションでは同等であったが、耐荷重性では本発
明によるものに劣っていた。また、本発明による複層軸
受において鉛−錫合金粉末の配合量を変えて同様に試験
したところ、Ｐｂ−Ｓｎ合金粉末５−２０％において耐
荷重性およびキャビテーションは同等であった。なお、
第３表中にキャビテーションの判定基準は次の通りであ
る。

Ａ……ほとんど変化なしＢ……樹脂層が一部取り去られている。

Ｃ……樹脂層が完全に取り去られ焼成体が露出する。

＜発明の効果＞以上説明したように、本発明は鋼板上に形成された多孔
質金属焼結層の上に、四フッ化エチレン樹脂ならびに鉛
−錫の各粉末粒子が共凝析により一体に結合して一つの
粉末粒子を形成した樹脂粉末が被覆焼成してなる樹脂層
を具えることを特徴とする。したがって、変動荷重のか
かる往復運動等でオイルの低粘度化、高荷重化に伴なっ
て境界潤滑状態となりうるような基しい条件下でも優れ
た耐摩耗性、摩擦特性を有しているので、ショックアブ
ソーバーブッシュあるいはピストンリングのような高荷
重がかかる箇所に適用した場合、特に、有効限界荷重が
大きく、また、耐キャビテーション性に優れている。

なお、この複層軸受は、一般工作機械等に使用されてい
る軸受に適用しても有効であるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は共凝析された本発明の樹脂粉末の一例の拡大
図、第２図は本発明に係る複層軸受の一例の拡大縦断面
図である。符号１……共凝析された樹脂粉末２……ＰＴＦＥ樹脂３……鉛−錫合金４……複層軸受材５……樹脂層６……焼結多孔質層７……鋼板裏金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板上に被着形成された多孔質金属焼結層
と、その上に被覆焼成されると共に一部がこの多孔質金
属焼結層中に入った樹脂層とから成る複層軸受におい
て、一つの粉末粒子の中に四フッ化エチレン樹脂の粉末粒子
７０〜９５体積％と鉛−錫合金の粉末粒子５〜３０体積
％のみが一体に共凝析され、しかも、四フッ化エチレン
樹脂ならびに鉛−錫合金の各粒子が均一に分岐された粒
子から成る樹脂粉末を、前記多孔質金属焼結層上に被覆
焼成してなるものから前記樹脂層を形成して成ることを
特徴とする複層軸受。