对开轴承的利记博彩app

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【专利摘要】本发明提供一种耐磨性优异、在难以形成油膜的边界润滑下能够可靠地形成油膜的对开轴承。沿被滑动物摆动的方向形成为圆弧状的对开轴承(1)包括：多孔质层(4)，其由Cu-Sn系合金形成于金属基材(3)的表面；以及滑动层(2)，其是由至少含有聚四氟乙烯和碳纤维的树脂材料(5)来覆盖多孔质层(4)而成的，在以使被滑动物能够滑动的方式支承被滑动物的滑动层(2)的表面形成凹凸面(6)，该凹凸面(6)对油进行保持而形成油膜，并且，该凹凸面(6)对于因被滑动物滑动所产生的磨损具有对能够形成油膜的油进行保持的高度。
【专利说明】对开轴承

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以使被滑动物能够滑动的方式支承被滑动物的对开轴承。

【背景技术】
[0002]作为构成轴承的滑动构件，公知有一种在金属基材上由Cu (铜)系合金形成多孔质层、且利用使聚四氟乙烯(PTFE)和Pb(铅)混合而成的树脂系材料来覆盖该多孔质层而成的滑动材料。
[0003]由这样的树脂系材料形成了滑动层的滑动材料的滑动性优异，但由于磨损量较大而不适用于高负荷下的使用。另外，由于Pb的使用一直受到限制，因此，正在推进对不含Pb的滑动材料的开发。
[0004]另外，作为构成轴承的滑动构件，公知有一种在金属基材上粘贴Cu系合金而成的滑动材料。相比由树脂系材料形成了滑动层的滑动材料，在镀铜钢板等金属基材上粘贴Cu系合金而成的滑动材料虽然滑动性较差，但能够抑制磨损。另外，还提案有一种通过在滑动层的表面形成成为油存积部的凹凸形状、而促进油膜的形成的技术。
[0005]但是，如被称作活塞泵的液压泵那样，存在有在施加高负荷的环境下无法保持凹凸形状的情况，因而在长时间的使用下无法维持期望的滑动特性。
[0006]若增加凹凸形状的高度，虽然能够抑制由磨损导致的油存积部的削减，但难以在由Cu系合金形成的滑动层的表面上形成期望的高度的凹凸形状。
[0007]因此，公知有一种利用由树脂系材料形成了滑动层的滑动材料提高机械强度使得由树脂系材料形成的滑动层不自多孔质层剥离、并能够形成期望形状的油存积部的技术(例如参照专利文献I)
[0008]专利文献1:日本特开2006-226299号公报
[0009]但是，即使是提高了机械强度而使得由树脂系材料形成的滑动层不会自多孔质层剥离的以往的滑动材料，也无法充分地抑制施加高负荷的环境下的磨损量，在长时间的使用下，无法维持期望的滑动特性，可能发生凝结(日文:凝着)。


【发明内容】

[0010]发明要解决的问题
[0011]本发明的目的在于提供一种耐磨性优异、且在难以形成油膜的边界润滑下能够可靠地形成油膜的对开轴承。
[0012]用于解决问题的方案
[0013]本发明人发现了利用构成滑动层的树脂系材料的添加剂来降低磨损从而能够对可形成油膜的滑动层的凹凸形状进行保持。
[0014]本发明为一种对开轴承，该对开轴承包括:多孔质层，其由Cu-Sn系合金形成于金属基材的一个面；以及滑动层，其是由至少包含聚四氟乙烯和碳纤维的树脂系材料来覆盖多孔质层而成的，在以使被滑动物能够滑动的方式支承被滑动物的滑动层的表面形成凹凸面，该凹凸面对油进行保持而形成油膜，并且，该凹凸面相对于因被滑动物滑动所产生的磨损具有对能够形成油膜的油进行保持的高度，该对开轴承沿被滑动物摆动的方向形成为圆弧状。
[0015]滑动层的凹凸面的算术平均粗糙度Ra优选设为3.0 μ m?10.0 μ m。另外，优选的是，多孔质层是通过对散分于金属基材的一个面的、粒度为45 μ m?250 μ m的Cu-Sn系合金进行烧结而形成的，利用具有将凹凸面转印于滑动层的凹凸形状的辊，将至少含有聚四氟乙烯和碳纤维的树脂系材料浸渗并烧结于上述多孔质层，从而形成滑动层。
[0016]发明的效果
[0017]在本发明的对开轴承中，在以使被滑动物能够滑动的方式支承被滑动物的滑动层的表面形成凹凸面，该凹凸面对油进行保持而而形成油膜，并且，该凹凸面对于被滑动物滑动所产生的磨损具有对能够形成油膜的油进行保持的高度，由此，在滑动层的表面形成有油存积部，即使在施加高负荷这样的使用条件下，也能够维持滑动层表面的凹凸形状。
[0018]由此，即使在施加高负荷、难以形成油膜的边界润滑下，也能够可靠地形成油膜从而降低磨损，并且，能够降低发热，在液压机械的领域中，由于耐气蚀性、耐腐蚀性优异，因此具有抑制滑动构件凝结的效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是表示本实施方式的对开轴承的一例子的立体图。
[0020]图2是表示本实施方式的对开轴承的一例子的滑动层的剖视图。
[0021]图3是表示本实施方式的对开轴承的滑动层的表面形状的一例子的立体图。
[0022]图4是表示应用有本实施方式的滑动构件的活塞泵的一例子的结构图。
[0023]图5A是表示实施例的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表。
[0024]图5B是表示实施例的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表。
[0025]图6A是表示比较例I的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表。
[0026]图6B是表示比较例I的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表。
[0027]图7A是表示比较例2的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表。
[0028]图7B是表示比较例2的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表。
[0029]图8是实施例的滑动层表面的显微镜照片。
[0030]图9是比较例I的滑动层表面的显微镜照片。
[0031]图10是比较例2的滑动层表面的显微镜照片。
[0032]图11是表示实施例和各比较例中的滑动层的磨损量的变化的图表。

【具体实施方式】
[0033]以下，参照【专利附图】

【附图说明】本发明的对开轴承的实施方式。图1是表示本实施方式的对开轴承的一例子的立体图，图2是表示本实施方式的对开轴承的一例子的滑动层的剖视图，图3是表示本实施方式的对开轴承的滑动层的表面形状的一例子的立体图。
[0034]如图1所示，本实施方式的对开轴承I构成圆弧状的轴承，其内周面成为与被滑动物之间的滑动层2。如图2所示，对开轴承I在金属基材3的一个面、即表面由合金材料形成多孔质层4，将该多孔质层4利用树脂材料5覆盖，而形成滑动层2。
[0035]对开轴承I在以使被滑动物能够滑动的方式支承被滑动物的滑动层2的表面设置凹凸面6。凹凸面6构成为适应于油膜的形成和油膜的保持的形状、且能够抑制在被滑动物摆动所产生的不平衡负荷下的磨损所导致的形状变化的形状。
[0036]S卩，为了能够在滑动层2的表面形成油膜，因此，凹凸面6以设有成为油存积部的期望的形状的凹部6a的方式构成。在本例子中，如图3所示，凹凸面6形成有倒四棱锥形状的凹部6a，各该倒四棱锥形状以顶点连续的线状配置为格子状。
[0037]另外，对于凹凸面6，即使在被滑动物滑动而产生的磨损下，也能够保持可形成油膜的凹部6a的形状，因此，根据滑动层2的磨损量限定从凹部6a的底部到顶点的高度，限定凹部6a能够确保期望的高度的表面粗糙度。
[0038]对开轴承I的多孔质层4由Cu-Sn系合金形成。通过将粒度为45 μ m?250 μ m的Cu-Sn系合金以成为期望的厚度的方式散布并烧结于金属基材3的表面而形成多孔质层4。
[0039]另外，对开轴承I的滑动层2由至少包含聚四氟乙烯(PTFE)和碳纤维的树脂材料5形成。利用具有对形成于滑动层2的表面的凹凸面6进行转印的凹凸形状的未图示的辊，将树脂材料5浸渗并烧结于在金属基材3的表面上烧结了的多孔质层4，从而形成滑动层2。
[0040]在对开轴承I中，限定从凹部6a的底部到顶点的高度，使得滑动层2的凹凸面6的算术平均粗糙度Ra为3.0 μ m?10.0 μ m，优选的是Ra为6.0 μ m?10.0 μ m。
[0041]如上所述，由于滑动层2的凹凸面6的形成是通过对固化前的树脂材料5进行模具的转印来进行的，因此，能够容易地形成具有期望的高度的凹凸形状。
[0042]本实施方式的对开轴承I的滑动层2的表面形状由凹凸面6构成为适用于油膜的形成和油膜的保持的形状、且能够抑制在被滑动物摆动所产生的不平衡负荷下的磨损所导致的形状变化的形状，从而通过使用低摩擦系数的聚四氟乙烯，而能够具有耐磨性优异的特性。
[0043]因此，本实施方式的对开轴承I特别优选适用于液压泵等液压设备。图4是作为液压设备的一例子的、应用有本实施方式的对开轴承的活塞泵的一例子的结构图，图4是示意性的侧剖视图。
[0044]在活塞泵10中，缸体组件20支承于输入轴21且安装于壳体30，缸体组件20利用传递至输入轴21的驱动力进行旋转。在缸体组件20中，沿旋转方向形成有多个缸体22，活塞40以能够进出的方式被安装于各缸体22。
[0045]活塞泵10设有以使缸体组件20能够旋转的方式支承缸体组件20的平轴承50。平轴承50包括沿缸体组件20的旋转方向开口的吸入端口 51和排出端口 52，通过使设于壳体30的吸入口 31与吸入端口 51连通，使壳体30的排出口 32与排出端口 52连通，而将平轴承50安装于缸体组件20与壳体30之间。对于平轴承50，通过缸体组件20在沿轴向被按压的状态下进行旋转，缸体组件20与平轴承50相对地滑动。
[0046]活塞泵10设有随着缸体组件20的旋转使活塞40相对于缸体组件20的缸体22进出的斜板60、用于切换斜板60的角度的轭61、用于使斜板60和轭61工作的操作活塞70以及复位弹簧80。
[0047]在活塞泵10中，随着缸体组件20的旋转，利用缸体组件20中的、活塞40突出的一侧的缸体22吸入油，利用活塞40突入的一侧的缸体22排出油。活塞泵10构成为，通过改变斜板60和轭61的角度，使活塞40的行程变动，而能够调整油的排出量。
[0048]在活塞泵10中，以使斜板60和轭61能够摆动的方式支承斜板60和轭61的对开轴承I设于壳体30。对开轴承I具有利用上述图1?图3说明的结构，轭61的轴部62成为被滑动物且在沿圆周方向被按压的状态下进行摆动，从而使轴部62和对开轴承I相对地滑动。
[0049]在活塞泵10中，在缸体组件20向一个方向旋转的结构中，为油的吸入侧和排出侧被固定的结构，在缸体组件20向正反两个方向旋转的结构中，为油的吸入侧和排出侧能够被切换的结构。平轴承50在因缸体组件20沿轴向被按压而被施加高负荷的状态下，使缸体组件20沿圆周方向的一个方向或正反两个方向滑动。由此，缸体组件20和平轴承50在施加有高负荷的状态下沿圆周方向滑动。
[0050]另外，在活塞泵10中，为通过斜板60和轭61向正反两个方向摆动、使油的排出量可变的结构，对开轴承I在轭61的轴部62沿圆周方向被按压而被施加有高负荷的状态下，使轴部62向沿圆周方向的正反两个方向滑动。由此，轴部62和对开轴承I在施加有高负荷的状态下沿直线方向滑动。
[0051]实施例
[0052]为了验证对开轴承中的滑动层的结构和表面形状的差异对凝结、磨损这样的耐久性带来的影响，使用图4所示的活塞泵10进行了试验。关于试验对象的对开轴承，作为实施例，制作了这样的对开轴承1:在金属基材3的表面利用Cu-Sn系合金形成有多孔质层4，利用至少含有聚四氟乙烯和碳纤维的树脂材料5覆盖多孔质层4而形成滑动层2，在滑动层2的表面形成有凹凸面6。
[0053]另外，作为比较例1，制作了这样的对开轴承:在金属基材的表面利用Cu-Sn系合金形成有多孔质层，利用至少含有聚四氟乙烯和Pb(铅)的树脂材料覆盖多孔质层而形成有滑动层2。在比较例I的对开轴承中，在滑动层的表面未形成有凹凸面。
[0054]另外，作为比较例2，制作了这样的对开轴承:通过对在金属基材的表面粘贴板状的Cu-Sn系合金而形成的滑动层施加喷丸处理，而形成具有预定的表面粗糙度和表面硬度的滑动面。
[0055]试验条件如下所述。
[0056]截断(cutoff)耐久试验
[0057]排出压力:0MPa?28MPa
[0058]循环次数:25万次(ON:lsec, OFF:1 sec)
[0059]油温:60°C
[0060]轴转速:N= 1800rpm
[0061]图5A、图5B是表示实施例的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表，图5A表示试验前的表面粗糙形状，图5B表示试验后(25万次循环)的表面粗糙形状。
[0062]另外，图6A、图6B是表示比较例I的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表，图6A表示试验前的表面粗糙形状，图6B表示试验后(25万次循环)的表面粗糙形状。
[0063]另外，图7A、图7B使表示比较例2的对开轴承的试验前与试验后的滑动层的表面粗糙形状的图表，图7A表示试验前的表面粗糙形状，图7B表示试验后(25万次循环)的表面粗糙形状。在此，图5A、图5B、图6A、图6B基于日本JISB0601(1994)的标准。
[0064]另外，图8是实施例的对开轴承的试验后(25万次循环)的滑动层表面的显微镜照片，图9是比较例I的对开轴承的试验后(25万次循环)的滑动层表面的显微镜照片，图10是比较例2的对开轴承的试验后(25万次循环)的滑动层表面的显微镜照片。另外，图11是表示实施例和各比较例中的滑动层的磨损量的变化的图表。实施例和各比较例中的滑动层的磨损量是通过以下方法求得的:利用测微计测量对开轴承的试验前的壁厚、和作为试验后的壁厚的经过每次循环的壁厚，并计算出差分。
[0065]在实施例的对开轴承I中，以图2等所示的这样的形状在滑动层2的表面形成凹凸面6，如图5A所示，试验前的算术平均粗糙度Ra为6.018μπι，十点平均粗糙度(Rz)为22.35 μ m，凹凸的平均间隔(Sm)为0.4389mm。
[0066]相对于这样的试验前的形状，如图5B所示，在上述的试验条件下的试验后的算术平均粗糙度Ra为3.491 μ m,十点平均粗糙度(Rz)为12.74 μ m，凹凸的平均间隔(Sm)为0.4304mm。
[0067]在实施例的对开轴承中，如图8的显微镜照片所示，即使在25万次循环之后，也只是在滑动层2的表面的凹凸面6的顶点可见到略微的磨损的程度，而未见到凝结。
[0068]在实施例的对开轴承I中，判断出:通过在滑动层2中混合碳纤维，使耐热性和耐压性提高，即使在长时间施加高负荷这样的使用条件下，也能够如图11所示那样能够抑制滑动层2的磨损。另外，在实施例的对开轴承I中，如图5A所示，在初期阶段形成于滑动层2的表面的凹凸面6的高度相比于图6A和图7A所示的各比较例较高，因而能够更加可靠地形成油膜，因此，判断出除滑动层2的成分以外，利用滑动层2的表面的形状也能够抑制滑动层2的磨损，而即使在长时间施加高负荷的使用条件下，如图5B所示，也可判断出残留有成为能够形成油膜的油存积部的凹凸形状。而且，在实施例的对开轴承I中，还可判断出:即使滑动层2由摩擦系数比Cu系合金的摩擦系数较低的聚四氟乙烯形成，也能够抑制滑动层2的磨损。
[0069]在比较例I的对开轴承中，如图6A所示，试验前的算术平均粗糙度Ra为
2.262 μ m,十点平均粗糙度(Rz)为8.588 μ m，凹凸的平均间隔(Sm)为0.3299mm。
[0070]如图6B所示，对于这样的试验前的形状，上述的试验条件下的试验后的算术平均粗糙度Ra为0.3373 μ m，十点平均粗糙度(Rz)为1.479 μ m，凹凸的平均间隔(Sm)为0.1721mm。
[0071]在比较例I的对开轴承中，如图9的显微镜照片所示，在25万次循环后，未见到凝结，但可见到多孔质层的暴露。在比较例I的对开轴承中，因含有Pb(铅)而使滑动性良好，但如图11所示，可判断出:在磨损量较大、且长时间施加高负荷的使用条件下，发生凝结的可能性较高。
[0072]在比较例2的对开轴承中，如图7A所示，试验前的算术平均粗糙度Ra为
2.299μπι，十点平均粗糙度(Rz)为8.798 μ m，凹凸的平均间隔(Sm)为0.3114mm。
[0073]对于这样的试验前的形状，如图7B所示，上述的试验条件下的试验后的算术平均粗糙度Ra为0.5024μπι，十点平均粗糙度(Rz)为2.308 μ m，凹凸的平均间隔(Sm)为0.1212mm。
[0074]也如图10的显微镜照片所示，在比较例2的对开轴承中，在25万次循环後之后未见到凝结。另外，虽然残留有因喷丸处理而产生的凹凸，但如图7B所示，凹凸的高度减少。在比较例2的对开轴承中，通过由Cu-Sn系合金形成滑动层而如图11所示那样能够抑制磨损，但图7A所示的因喷丸而能够形成的凹凸面的高度相比于图5A所示的实施例的滑动层的凹凸面的高度较低。由此，可知:在实施例和比较例2中，如图11所示，即使磨损量在相同程度，在长时间施加高负荷这样的使用条件下，若为实施例，则如图5B所示，残留有成为能够形成油膜的油存积部的凹凸形状，但在比较例2中，如图7B所示，成为能够形成油膜的油存积部的凹凸形状削减，而发生凝结的可能性较高。
[0075]由以上的结果可判断出:为了在长时间施加高负荷这样的使用条件下能够保持滑动层2，对开轴承I中的多孔质层4优选由粒度在45 μ m?250 μ m的Cu-Sn系合金形成。
[0076]另外，可判断出:优选由含有摩擦系数较低的聚四氟乙烯和耐热性、耐压性较高的碳纤维的树脂材料5来形成对开轴承I中的滑动层2。
[0077]另外，可判断:对开轴承I的滑动层2的凹凸面6的算术平均粗糙度Ra设为
3.0 μ m以上，优选的是Ra设为6.0 μ m?10.0 μ m。
[0078]产业h的可利用件
[0079]本发明适用于在施加高负荷且难以形成油膜的边界润滑下使用的滑动构件。
[0080]附图标记说明
[0081]1、对开轴承；2、滑动层；3、金属基材；4、多孔质层；5、树脂材料；6、凹凸面；6a、凹部。
【权利要求】
1.一种对开轴承，其特征在于， 该对开轴承包括: 多孔质层，其由Cu-Sn系合金形成于金属基材的一个面，以及 滑动层，其是由至少包含聚四氟乙烯和碳纤维的树脂系材料来覆盖上述多孔质层而成的， 在以使被滑动物能够滑动的方式支承被滑动物的上述滑动层的表面形成凹凸面，该凹凸面对油进行保持而形成油膜，并且，该凹凸面相对于因被滑动物滑动所产生的磨损具有对能够形成油膜的油进行保持的高度，该对开轴承沿被滑动物摆动的方向形成为圆弧状。
2.根据权利要求1所述的对开轴承，其特征在于， 上述滑动层的上述凹凸面的算术平均粗糙度Ra设为3.0 μ m?10.0 μ m。
3.根据权利要求1或2所述的对开轴承，其特征在于， 上述多孔质层是通过对散布于金属基材的一个面的、粒度为45 μ m?250 μ m的Cu-Sn系合金进行烧结而形成的， 利用具有将上述凹凸面转印于上述滑动层的凹凸形状的辊，将至少包含聚四氟乙烯和碳纤维的树脂系材料浸渗并烧结于上述多孔质层，从而形成上述滑动层。
【文档编号】F16C33/14GK104395626SQ201380032734
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】佐藤直树, 仓田良一 申请人:千住金属工业株式会社