JP2002088484A - 摺動材料 - Google Patents
摺動材料Info
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Abstract
を向上することのできる、優れた摺動用コーティング皮
膜材料及びそれを用いた動弁系摺動材料を提供する。 【解決手段】表面粗さRzが0.1μm以上1μm未満
に粗面化した基材上に、鋭角形状の硬質粉末及び固体潤
滑剤、極圧添加剤を含有し、さらに樹脂バインダーを含
有して構成される研摩機能を有する摺動用コーティング
皮膜材料を被覆形成することにより、動弁系摺動材料を
得る。
Description
加工により研磨できない形状を有する部位や加工コスト
の面から研磨できない部位等へ有効に適用することがで
きる摺動材料に関する。特には動弁系摺動部位に適用す
ることができる動弁系摺動材料に関する。
料においては、近年高出力及び高回転による自動車エン
ジンの高性能化とともに、燃費の向上が解決課題に挙げ
られ、優れた性能の摺動材料の出現が望まれている。
プレート(Arc Ion Plating)法によって、窒化チタン
(TiN)をコーティングし、得られたドロップレット
の研磨効果を利用してカムを研磨し、カムノーズを滑ら
かにすることによって、摩擦抵抗を減らすことが記載さ
れている。
を利用したTiNコーティング法は、処理温度が高いた
めに基材の硬度低下による耐久性や耐摩耗性の不足や、
処理による基材の変形などの問題点がある。また、コス
トが高く好ましくない。
は、固体潤滑剤を含有させることによって潤滑効果は得
られているものの、TiNコーティング法で得られる如
き合成粗さ低減効果はなく、摩擦抵抗は十分低減されて
いない。かかる要請の下、本出願人は、特開平11−2
80415号公報で、鋭角形状の硬質粉末及び固体潤滑
剤を含有する樹脂コーティングを有する摺動材料を提案
した。この摺動材料は、動弁系の摩擦抵抗が低下する効
果が認められたが、さらに低燃費低減要求に基づく摩擦
抵抗の低下が求められている。
は、動弁系の摩擦抵抗を減らし、エンジンの燃費等を向
上することのできる優れた摺動材料を提供することにあ
る。
弁系摺動材料の基材の表面粗さRzを0.1μm以上1
μm未満とすることで解決されることが見出された。即
ち、本発明によれば下記の摺動材料が提供されて、本発
明の上記目的が達成される。
未満である基材上に研磨機能を有する皮膜が形成されて
いることを特徴とする摺動材料。 2.研磨機能を有する皮膜が、鋭角形状の硬質粉末を含
有するコーティング皮膜であることを特徴とする上記1
に記載の摺動材料。 3.研磨機能を有する皮膜が、鋭角形状の硬質粉末及び
固体潤滑剤を含有するコーティング皮膜であることを特
徴とする上記1に記載の摺動材料。
ダーを含有することを特徴とする上記2または3に記載
の摺動材料。 5.コーティング皮膜が、更に極圧添加剤を含有するこ
とを特徴とする上記2〜4のいずれかに記載の摺動材
料。 6.動弁系シム、シムレスリフター、ロッカーアームの
カムとの摺動部またはカムの摺動部に用いられることを
特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の摺動材料。
動材料と相手材料の両者の合成粗さを低減することが必
要である。特開平11−280415号では、摺動材料
として基材上にコーティング皮膜を設ける場合、コーテ
ィング皮膜を基材上に十分密着させるため、基材表面の
粗さを大きくすること、具体的には少なくとも表面粗さ
Rzが1μm以上必要であると考えられていた。しか
し、本発明における研磨機能を有するコーティング皮膜
のねらいは摺動の相手となるカムの表面粗さを低減する
ことにあり、この作用については、摺動皮膜が摩滅しな
がらカムの表面粗さを低減させるということ、また、摺
動の初期段階に行われることが明らかになった。従っ
て、基材との密着や耐久性のために基材表面を粗くする
必要はなく、むしろその粗さは0.1μm以上1μm未
満の方が、本発明の目的である、相手カム表面との合成
粗さを最も小さくできることを見出したものである。
適用した場合、シム基材上に設けたコーティング皮膜に
より初期にカム表面を研磨して表面粗さが低下する。こ
の研磨により、コーティング皮膜が摩耗するが、本発明
においては、露出したシム基材表面の表面粗さRzが1
μm未満と小さいので、シム表面とカム表面の合成表面
粗さが十分小さくなり、その結果、動弁系の摩擦抵抗が
顕著に低下する。なお、基材表面粗さRzを0.1μm
未満と余りに小さくするとコーティング皮膜との密着力
が低下し、研磨作用が低下するので、好ましくない。
うに、基材表面の粗さRzが0.1μm以上1μm未満
であり、好ましくは0.3〜0.9μmの範囲にある。
基材表面の粗さをこのように小さくする理由は、既に述
べた。
化処理する方法は、公知の処理方法、例えば基材を超音
波又はアルカリ洗浄機等で十分に脱脂や洗浄し、その後
アルカリエッチングと酸洗との組合せ等の化学的処理に
より基材の表面を粗面化する方法、ショットブラストな
どの機械的処理によりライニング表面を粗面化する方
法、ボーリング加工等により基材表面に凹凸を形成する
等の方法を挙げることができる。
用される箇所によって適宜選択される。自動車エンジン
の動弁系システムの場合、摺動基材としては、一般的に
SCM415(JIS規格)等を挙げることができる。
シムレスリフターとしては、シムと同様にSCM415
またはSCr415(浸炭焼入)等を挙げることができ
る。ロッカーアームのカムとの摺動部としては、超硬合
金、Si3Ni4等のセラミックス、高合金鋼等を挙げる
ことができる。ここで、シムレスリフターは、シムとバ
ルブリフターを一体にしたものであり、ロッカーアーム
のカムとの摺動部は、ロッカーアーム先端のカムと摺動
する部分であり、ロッカーアームと一体、またはチップ
を接着してなる部分である。
0.1μm以上1μm未満である基材上に研磨機能を有
する皮膜、好ましくはコーティング皮膜を有する。本発
明の研磨機能を有する皮膜は、鋭角形状の硬質粉末及び
固体潤滑剤を含有するものであることが好ましい。これ
により、鋭角形状の硬質粉末による相手材料の粗面部の
ラッピングと、該ラッピングされた相手材粉末のコーテ
ィング皮膜材料による埋収とを繰り返しながら、相手材
の表面を滑らかにし、同時に固体潤滑剤によりラッピン
グ中の摩擦抵抗を和らげ、摺動面の傷つきや焼き付きを
抑えながら、相手面を低摩擦で研磨することができる。
該コーティング皮膜は、さらに樹脂バインダー、極圧添
加剤を含有することが好ましい。
所以上、好ましくは3〜6か所の鋭角を有する硬質粉末
である。ここで、鋭角とは、一般的には直角(90°)
以下と定義されるが、本発明においては、厳密に直角以
下にとらわれるものではない。摺動する相手材料の粗面
化部を研磨することができる鋭角を少なくとも1か所以
上有するものであり、鋭角形状を持たない実質的な球状
粒子とは明確に区別される。
3N4、Al2O3、c-BN、Cr2O3、SiO2、ダイヤ
モンド等を挙げることができる。硬度は、好ましくはH
V500以上、より好ましくはHV1000以上であ
る。硬質粉末の種類は、摺動する相手の材質、硬さ等に
より適宜選択される。
下、より好ましくは5μm以下である。コーティング材
中に含まれる含有量は、好ましくは1〜20vol%、
より好ましくは1〜10vol%である。
(MoS2)、グラファイト、h−BN、二硫化タング
ステン(WS2)、PTFE、フッ素系樹脂、Pb,C
F等を挙げることができる。グラファイトは天然、人造
グラファイトのいずれでもよいが、人造グラファイトが
耐摩耗性の観点から好ましい。これらの固体潤滑剤は、
摩擦係数を低く且つ安定にする作用とともに、焼付きを
防止する作用を有する。これらの作用を十分に発揮させ
るために、固体潤滑剤の平均粒径は15μm以下、特に
0.2〜10μmであることが好ましい。
しては、ZnS、Ag2S、CuS、FeS、FeS2、
Sb3S2、PbS、Bi2S3、CdS等の如き硫黄含有
金属化合物、チラウム類、モルフォリン・ジサルファイ
ド、ジチオ酸塩、スルフィド類、スルフォキサイド類、
スルフォン酸類、チオホスフィネート類、チオカーボネ
ート類、ジチオカーボメート類、アルキルチオカルバモ
イル類、硫化オレフィン等の硫黄含有化合物、塩素化炭
化水素等のハロゲン系化合物、ジチオリン酸亜鉛などの
チオリン酸塩やチオカルバミン酸塩等の有機金属系化合
物、ジチオリン酸モリブデン、ジチオカルビミン酸モリ
ブデン等の有機モリブデン化合物などを挙げることがで
きる。
m以下、より好ましくは2μm以下である。また、極圧
添加剤を含有する場合には、その配合量は、固体潤滑剤
及び硬質粉末の総量のうちの10vol%以下、より好
ましくは1〜5vol%含有することが好ましい。
できる樹脂バインダーとしては、例えば、ポリイミド系
樹脂(PI)、ポリアミドイミド系樹脂(PAI)、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂等、ポリアミド(ナイロ
ン)、フッ素樹脂(PTFE,FEP等)、エラストマ
ー等が挙げられる。具体的には、芳香族ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリエステルイミド又は芳香族ポリ
アミドイミド、あるいはこれらのジイソシアネート変
性、BPDA変性、スルホン変性樹脂のワニスなどの熱
硬化性樹脂が好ましく用いられる。
は、使用条件により適宜使い分けることができ、例えば
耐熱性が要求される場合にはPAIやPIが好ましく、
低温焼成や低コストが要求される場合にはエポキシ樹脂
やフェノール樹脂が好ましく、微小な動きが要求される
場合にはエラストマーが好ましく、低摩擦が要求される
場合にはフッ素樹脂が好ましく用いられる。
vol%含有することが好ましい。この配合量におい
て、熱硬化性樹脂を含むコーティング皮膜中における固
体潤滑剤や研磨剤の保持性が維持され、充分な耐焼付性
となじみ性が得られるとともに、鋭角形状硬質粉末の研
磨作用が有効に発揮される。
必要に応じて適量の有機溶剤(希釈剤)を用いて塗布液
として調製される。有機溶剤は、粘度を調整して混合を
容易とするものであり、上記の熱硬化性樹脂を溶解可能
なものであれば特に制限なく用いられる。例えば樹脂が
ポリアミドイミドであれば、キシレン、N−メチル−2
−ピロリドン、トルエンなどを組成物100重量部当た
り100〜300重量部用いることができる。この塗布
液を摺動材料の基材表面に塗布後、硬化し、コーティン
グ皮膜を形成することにより本発明の摺動材料を得るこ
とができる。
れた基材表面を湯洗、温風乾燥し、塗布液をスプレーで
ライニング上に塗布し、150〜300℃で硬化させ
る。成膜後の表面粗さが粗いときはバフ等による平滑化
処理を行う。なお、スプレー法の他に、タンブリング
法、浸漬法、はけ塗り法、印刷法などの方法によりコー
ティング皮膜を形成することができる。コーティング皮
膜の厚みは好ましくは1〜30μm、より好ましくは5
〜15μmである。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
%、固体潤滑剤として二硫化モリブデン30vol%及
び鋭角形状硬質粉末としてSiC(塊状、平均粒径1μ
m)5vol%と、有機溶剤としてN−メチル−2−ピ
ロリドンをこれらの合計量100重量部当たり200重
量部とをボールミルに投入し、3時間粉砕混合してコー
ティング皮膜用の塗布液を調製した。次に、図1に示す
動弁系のシム2において、カムと接触する面をショット
ブラストにより粗面化して、表面粗さ(Rz)を0.2
μm(実施例1)、0.5μm(実施例2)、0.9μ
m(実施例3)、1.0μm(比較例1)、4.0μm
(比較例2)とした。次いで、上記塗布液をスプレーコ
ーティングにより約10μmの膜厚となるように塗布
し、その後160℃で約60分間加熱硬化させてコーテ
ィング皮膜3を形成し、5種類のシムを作製した。この
シムについて、20時間すりあわせた後のシム粗さ、カ
ム粗さ、合成粗さ、駆動トルク相対率の変化を測定し
た。その結果を表1に示した。なお、上記シムはSCM
415(JIS規格)からなる。
験は、図2に示すヘッド単体試験機(試験部の詳細は図
3に示す)を使用し、回転数500rpm、試験時間2
0時間の試験条件で行った。試験終了後(20時間経過
後)、供試材(シム2及びカム15)の表面を、接触式
粗さ計(測定長0.8mm)で表面粗さを測定した。こ
こで、合成粗さはその測定結果を下記式で計算したもの
をいう。なお、シム粗さはカムとの接触部分の粗さであ
る。
ルブリフター(実施例4)、カムとの摺動面を比較例2
と同一条件で作製したバルブリフター(比較例3)、及
び表面粗さ(Rz)が2.5μmのリューブライト製の
バルブリフター(比較例4)を、実施例1と同様な方法
ですりあわせたときの駆動トルクの変化を図4に示し
た。
さRzが0.1μm以上1μm未満に粗面化された基材
上に研磨機能を有する皮膜が形成されている摺動材料か
らなるバルブリフターは、動弁系摺動後の合成粗さが小
さくなっており、動弁系の摩擦抵抗を減らしていること
が明らかである。このことは、カムの駆動トルクが低く
なっていることからも支持される。
μm未満とした基材上に研磨機能を有する皮膜を形成し
た本発明の摺動材料は、摩擦抵抗が減少し、エンジンの
燃費等を向上することができる動弁系シムシステムを構
築することができる。特に、相手材料の表面を、その形
状あるいは加工コスト等の点から、加工により研磨でき
ない部位に極めて有効に適用できる。従って、本発明の
摺動材料は、シムレスリフター、ロッカーアームのカム
との摺動部等にも好適に使用することができる。また、
ギヤ等に本発明を適用しても、同様の効果が期待でき
る。
(b)実施例4及び比較例3〜4で用いたバルブリフタ
ーの形状を示す概略断面図である。
ある。
図である。
フである。
Claims (6)
- 【請求項1】 表面粗さRzが0.1μm以上1μm
未満である基材上に研磨機能を有する皮膜が形成されて
いることを特徴とする摺動材料。 - 【請求項2】 研磨機能を有する皮膜が、鋭角形状の
硬質粉末を含有するコーティング皮膜であることを特徴
とする請求項1に記載の摺動材料。 - 【請求項3】 研磨機能を有する皮膜が、鋭角形状の
硬質粉末及び固体潤滑剤を含有するコーティング皮膜で
あることを特徴とする請求項1に記載の摺動材料。 - 【請求項4】 コーティング皮膜が、更に樹脂バイン
ダーを含有することを特徴とする請求項2又は3に記載
の摺動材料。 - 【請求項5】 コーティング皮膜が、更に極圧添加剤
を含有することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに
記載の摺動材料。 - 【請求項6】 動弁系シム、シムレスリフター、ロッカ
ーアームのカムとの摺動部、またはカムの摺動部に用い
られることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
の摺動材料。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000278127A JP2002088484A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 摺動材料 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002088484A true JP2002088484A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18763335
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000278127A Pending JP2002088484A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 摺動材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002088484A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004183682A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり摺動部品およびそれを用いたローラカムフォロア |
WO2013047800A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 大豊工業株式会社 | しゅう動部材及びしゅう動材料組成物 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000278127A patent/JP2002088484A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004183682A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり摺動部品およびそれを用いたローラカムフォロア |
WO2013047800A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 大豊工業株式会社 | しゅう動部材及びしゅう動材料組成物 |
CN103827274A (zh) * | 2011-09-28 | 2014-05-28 | 大丰工业株式会社 | 滑动构件和滑动材料组合物 |
JPWO2013047800A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-03-30 | 大豊工業株式会社 | しゅう動部材及びしゅう動材料組成物 |
US9109185B2 (en) | 2011-09-28 | 2015-08-18 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Sliding member and sliding material composition |
CN103827274B (zh) * | 2011-09-28 | 2016-08-17 | 大丰工业株式会社 | 滑动构件和滑动材料组合物 |
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