特許 7468987 すべり軸受およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】すべり軸受およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/20 20060101AFI20240409BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20240409BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240409BHJP

   C22C 9/00 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

F16C33/20 Z

F16C33/20 A

B22F3/105

B33Y10/00

C22C9/00

【請求項の数】 6

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018146635

(22)【出願日】2018-08-03

(65)【公開番号】P2019044959

(43)【公開日】2019-03-22

【審査請求日】2021-06-07

(31)【優先権主張番号】10 2017 119 728.1

(32)【優先日】2017-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】598113922

【氏名又は名称】レンク・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ・ヘンチュケ

(72)【発明者】

【氏名】ブルクハルト・ピンネカンプ

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー・ウンガー

【審査官】西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２６２５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１３５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１３８６５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１４２１７５７０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１０８６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０４３７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５１１６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５２０７１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ３３／２０

Ｂ２２Ｆ ３／１０５

Ｂ３３Ｙ １０／００

Ｃ２２Ｃ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属材料の軸受基体（２）が提供され、
非金属材料のすべり軸受層（４）は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から製造され、
ａ）前記すべり軸受層（４）は、中間層（３）を介して、前記軸受基体（２）に適用されており、
前記中間層（３）は、ＳＬＭにより、ＳＬＭ中間層として形成されており、
前記金属材料の前記中間層（３）は、オーステナイト鋼または金属合金から製造されており、
前記非金属材料の前記すべり軸受層（４）が、その上に溶融またはその内に溶融することによって前記中間層（３）に塗布されるか
又は
ｂ）前記すべり軸受層（４）は、前記軸受基体（２）に直接的に適用されており、
前記軸受基体（２）は、ＳＬＭにより、ＳＬＭ要素として形成され、
前記金属材料の前記軸受基体（２）は、オーステナイト鋼または金属合金から製造されており、
前記非金属材料の前記すべり軸受層（４）が、その上に溶融またはその内に溶融することによって前記軸受基体（２）に塗布される
ことを特徴とする、機械すべり軸受を製造するための方法。

【請求項2】

前記すべり軸受層（４）に隣接する前記軸受基体（２）または前記すべり軸受層（４）に隣接する前記中間層（３）は、すべり軸受層（４）の材料がかみ合う輪郭（５）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のすべり軸受を製造するための方法。

【請求項3】

前記輪郭（５）は、アンダーカットである、請求項２に記載のすべり軸受を製造するための方法。

【請求項4】

前記輪郭（５）は、ダブテール状またはハニカム状またはワッフル状または円錐形に形成されていることを特徴とする、請求項２または３に記載のすべり軸受を製造するための方法。

【請求項5】

付加製造法による前記軸受基体（２）および前記中間層の製造と並行してまたはそれに連続して、前記すべり軸受層（４）が導入されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のすべり軸受を製造するための方法。

【請求項6】

前記軸受基体（２）または前記中間層（３）は、金属合金、すなわち、０．５重量％から１．２重量％のＣｒ、０．０３重量％から０．３重量％のＺｒおよび残余のＣｕを有するＣｕＣｒＺｒ１合金から製造されていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のすべり軸受を製造するための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、すべり軸受およびすべり軸受を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

実務上知られているすべり軸受は、典型的には金属材料の軸受基体を含み、これは中間層を介して直接的または間接的に同様に金属材料からなるすべり軸受層が適用されている。実務上知られているすべり軸受では、軸受基体は、典型的には鋼から製造され、すべり軸受層は典型的にはホワイトメタルまたはブロンズで製造される。実務上知られているすべり軸受では、ホワイトメタル材料またはブロンズ材料は、すべり軸受層の良好な接着を保証するために、軸受基体内に、または軸受基体に適用された中間層内に、スプレーされる。

【0003】

実務上知られているすべり軸受は、所望の摺動特性および所望の耐摩耗性に関して良好な特性を有しているが、それらの特性をさらに改善する必要がある。この理由のため、金属材料のすべり軸受層を非金属材料の滑り軸受層で置き換える試験が既に行われている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、すべり軸受層のための非金属材料が所望のすべり軸受の特性を提供しないか、またはそのようなすべり軸受を製造する方法が高価すぎるという問題がある。このことから出発して、本発明は、改善された特性を有する新たな種類のすべり軸受、およびすべり軸受の簡単な製造方法を作り出すことを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、請求項１に記載の、または請求項７に記載のすべり軸受を通して、および請求項９または１０に記載のすべり軸受の製造方法を通して解決される。

【0006】

金属材料の軸受基体または金属材料の中間層は、請求項１に従って、オーステナイト鋼から、または例えばＣｕ、Ｃｒ、Ｚｒの金属合金から製造される。すべり軸受層は、非金属材料、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から製造される。そのような基体、そのような中間層およびそのようなすべり軸受層を有するすべり軸受は、所望のすべり軸受の特性を有するだけでなく、そのようなすべり軸受はまた、わずかな支出で製造することができる。

【0007】

優先的に、軸受基体または中間層は、金属合金、すなわち、０．５重量％から１．２重量％のＣｒ、０．０３重量％から０．３重量％のＺｒおよび残余のＣｕを含むＣｕ、Ｃｒ、Ｚｒ１合金から製造される。特に、軸受基体または中間層がそのような銅－クロム材料から製造される場合、高い熱伝導率を有する有利なすべり軸受の特性を提供することができる。すべり軸受は特に、生成的製造方法（ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）の助けを借りて選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）を介して容易にかつ有利に製造することもできる。

【0008】

優先的に、すべり軸受層に隣接する軸受基体またはすべり軸受層に隣接する中間層は、すべり軸受層の材料がかみ合う輪郭、特にアンダーカットを有している。このようにして、非金属材料のすべり軸受層の中間層または軸受基体への改善されたフォームフィット接合を達成することができる。

【0009】

請求項７によれば、特にすべり軸受層が中間層を介して軸受基体上に直接適用されるとき、中間層はＳＬＭ中間層として形成されるが、特にすべり軸受層が軸受基体に直接適用されるとき、軸受基体はＳＬＭ要素として形成される。

【0010】

本発明の好ましいさらなる展開は、従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例示的な実施形態は、これに限定されることなく図面を用いてより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の態様によるすべり軸受からの模式的な抜粋を示す。

【図2】図１の詳細部ＩＩを示す。

【図3】詳細ＩＩに代わる図１の詳細部ＩＩＩを示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、すべり軸受およびすべり軸受の製造方法に関する。

【0013】

図１は、本発明によるすべり軸受１の好ましい例示的な実施形態の構造を非常に概略的に示しており、図１のすべり軸受１は、金属材料の軸受基体２と、軸受基体２に適用される同様に金属材料の中間層３と、非金属材料のすべり軸受層４とを含み、非金属材料のすべり軸受層４は中間層３に適用されている。

【0014】

軸受基体２に適用される中間層３は、金属材料の層、すなわちオーステナイト鋼または金属合金の層である。

【0015】

非金属材料のすべり軸受層４は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のすべり軸受層である。

【0016】

図１に示す例示的な実施形態において、中間層３はＳＬＭ中間層として形成され、これは選択的レーザー溶融を介して、従って生成的製造方法を介して軸受基体２に適用されている。

【0017】

ここで、中間層３は、すべり軸受層４の材料がそこへかみ合う、優先的にはアンダーカットの輪郭５をすべり軸受層４に隣接して提供し、図２において、アンダーカットはダブテール状の輪郭５によって提供され、図３において、アンダーカットは、円錐形の輪郭５によって提供されている。アンダーカットを形成するハニカム状、ワッフル状、格子状、または他の輪郭５はまた、中間層３の領域において、すべり軸受層４に隣接して形成することができる。

【0018】

ポリエーテルエーテルケトンまたはポリテトラフルオロエチレンから製造されるすべり軸受層４は、アンダーカット上で溶融またはアンダーカット内で溶融することによって、特にアンダーカット５の後ろでかみ合うことで、中間層３に優先的に適用される。

【0019】

金属材料から製造される中間層３は、金属合金、特に好ましくはＣｕＣｒＺｒ１合金から優先的に製造される。

【0020】

ＣｕＣｒＺｒ１合金は、０．５重量％から１．２重量％のＣｒ、０．０３重量％から０．３重量％のＺｒおよび残余のＣｕを優先的に含み、０．０８重量％まで最大限に許容可能なＦｅの添加物、０．１重量％まで最大限に許容可能なＳｉの添加物および最大許容０．２重量％までの他の添加物を有している。

【0021】

従って、本発明の好ましい例示的な実施形態において、軸受基体２に適用される中間層３は、選択的レーザー溶融を介した金属材料の、すなわちオーステナイト鋼または金属合金のＳＬＭ中間層として形成される。金属合金としてＣｕＣｒＺｒ１合金、およびオーステナイト鋼として優先的にＸ５ＣｒＮｉ１８－１０合金が用いられる。いずれの場合においても、中間層３は、選択的レーザー溶融によって軸受基体２に適用され、すなわちすべり軸受層４の適用を促進する輪郭形成を受け、これらの輪郭５は特にアンダーカットを形成する。非金属材料のすべり軸受層４は、耐摩耗性材料、優先的に高温耐性プラスチック、例えばポリエーテルエーテルケトンまたはポリテトラフルオロエチレンからなり、中間層３上で溶融され、特に中間層３の輪郭５内に溶融または圧入される。

【0022】

図１から図３に示された例示的な実施形態とは対照的に、軸受基体２それ自体が、選択的レーザー溶融によってＳＬＭ要素として具体化されることが可能である。この場合、別個の中間層３は存在しないが、すべり軸受層３のすべり軸受材料、すなわちポリエーテルエーテルケトンまたはポリテトラフルオロエチレンは、ＳＬＭ軸受基体２に直接適用され、ＳＬＭ軸受基体２はそれから、すべり軸受層４に面する表面上に、特にアンダーカットを有する輪郭５を形成する。この場合、軸受基体は、例えばＣｕＣｒＺｒ１合金のような金属合金から、または例えばＸ５ＣｒＮｉ１８－１０合金などのオーステナイト鋼から製造される。

【符号の説明】

【0023】

１ すべり軸受
２ 軸受基体
３ 中間層
４ すべり軸受層
５ 輪郭

【図1】

【図2】

【図3】