FCS-20G－高負荷用途向けの高耐摩耗含油すべり軸受材

モーターや伝動機構において、軸受ブッシュはシャフトを支持し、作動時の摩擦を低減する役割を担います。低速、揺動、高荷重の条件では油膜を安定して維持しにくくなり、シャフトと軸受の間で摩耗、引っかき傷、カジリが発生するリスクが高まります。

Peace-LonのFCS-20Gは、このような使用条件に向けて開発された鉄系の含油すべり軸受材です。パーライト組織の鉄系母材に遊離黒鉛粉を分散させることで、表面硬度、耐摩耗性、潤滑性を向上させています。

FCS-20Gとは

FCS-20Gは、Fe-C系の含油すべり軸受材です。

特殊焼結によって鉄の組織をフェライトからパーライトへ変化させることで、材料の表面硬度を高めています。これにより、高荷重条件でも軸受ブッシュの摩耗を抑えやすくなります。

また、材料内部には平均粒径約40μmの遊離黒鉛粉を分散させています。黒鉛が摺動面の潤滑を補助することで、油膜が十分に維持できない状況でも、引っかき傷やカジリの発生を抑制します。

材料構造による摺動性能の向上

FCS-20Gは、主に次の3つの要素によって摺動性能を高めています。

高硬度のパーライト組織

パーライト組織により、FCS-20Gの表面硬度は250～280 HV0.05となっています。

これにより、以下の効果が期待できます。

• 軸受内径面の変形を抑える
• 耐摩耗性を高める
• シャフトと軸受間のクリアランスを長期間維持しやすくする
• 高面圧条件への対応力を高める

遊離黒鉛によるカジリ抑制

材料内に分散した黒鉛は、固体潤滑材として作用します。

潤滑油による油膜が安定して形成されない場合でも、黒鉛が摩擦を低減し、金属同士の直接接触を抑えます。特に、起動、停止、回転方向の切り替えが頻繁に発生する条件で効果が期待できます。

潤滑油を保持するポーラス構造

FCS-20Gは焼結材であるため、材料内部に潤滑油を保持できる空孔構造を備えています。

運転中は、空孔に保持された潤滑油が軸受内径面に供給され、シャフトと軸受ブッシュの間に油膜を形成します。資料の顕微鏡写真では、軸受内径面に分布する遊離黒鉛と空孔を確認できます。

FCS-20Gに適した使用条件

FCS-20Gは、主に以下のような条件に向けて開発されています。

• 低速
• 揺動運動
• 高荷重
• 高面圧
• 頻繁な起動・停止
• 油膜を安定して維持しにくい条件

これらは、摩耗やカジリが発生しやすい代表的な使用条件です。

負荷能力と推奨使用範囲

FCS-20Gは、PV値150 MPa・m/min以上の高負荷用途にも対応可能な軸受材として開発されています。

ただし、PmaxとVmaxを同時に最大条件で使用できるという意味ではありません。実際の使用条件は、資料に示された推奨使用範囲のグラフに基づき、面圧、すべり速度、温度、潤滑条件などを総合的に確認する必要があります。

FCS-20Gの材料成分

FCS-20Gの性能は、化学成分だけでなく、パーライト組織、遊離黒鉛の分散状態、空孔構造によっても左右されます。

FCS-20Gの主な用途

FCS-20Gは、主に高負荷条件で使用されるモーター向けに採用されています。

• 車載シートスライド用モーター
• パワーウインドウ用モーター
• スライドドア用モーター
• その他の高負荷条件で使用されるモーター

これらの機構は、低速運転、間欠運転、頻繁な正逆回転、高荷重といった条件を伴うことが多いため、軸受ブッシュには耐摩耗性とカジリ抑制性能の両方が求められます。

FCS-20Gを検討すべきケース

以下のような課題がある場合、FCS-20Gを検討できます。

• 軸受ブッシュが短期間で摩耗する
• 摩耗によってシャフトと軸受のクリアランスが早期に増加する
• 軸受内径面に引っかき傷やカジリが発生する
• 低速・高荷重条件で使用している
• シャフトが揺動または正逆回転する
• 起動と停止を頻繁に繰り返す
• 一般的な含油すべり軸受材では要求寿命を満たせない

Peace-Lon Vietnamの技術サポート

Peace-Lon Vietnamでは、各製品の実際の運転条件に基づいて、含油すべり軸受材の選定をサポートしています。

荷重、回転速度、運動方式、シャフト材質、表面粗さ、潤滑油、要求寿命などの情報をもとに、以下の工程を支援します。

• 軸受材の選定
• 試作
• 摺動性能の評価
• 耐摩耗性の確認
• 量産への移行

高荷重条件で軸受ブッシュの摩耗、引っかき傷、カジリにお困りの場合、FCS-20Gは有力な材料候補の一つです。