JP2004308779A

JP2004308779A - 摺動部材及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004308779A
Application number: JP2003102886A
Authority: JP
Inventors: Masahito Fujita; 正仁藤田; Hideo Tsuji; 秀雄辻; Takayuki Shibayama; 隆之柴山
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-11-04
Also published as: US7118279B2; US20040197038A1

Abstract

【課題】相手材から摺動面に高荷重が作用した状態での摺動条件下でも、摺動面間の油膜が破壊されず円滑な摺動が行える摺動部材を提供する。
【解決手段】摺動面に複数の穴６を形成し、これらの穴６のうち１以上の穴はその開口端７の面積よりも大きな面積を有する拡張部９が、穴６の深さ方向における前記開口端７よりも下方の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする摺動部材。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動面に高面圧が作用する摺動部材、例えばエンジンのコンロッド等に使用される摺動部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に使用されるエンジンは一般的に石油系燃料の爆発力によって得られるピストンの上下運動をコンロッド、及びクランクシャフトを介して回転運動へと変換させることにより、回転駆動力を得ている。ピストンやコンロッド、或いはクランクシャフト等は軸受に受けられる軸を介して互いに連結されており、エンジン駆動状態では相手材である軸から軸受の摺動面に対して急速に上昇する高荷重が繰り返し作用するものとなる。
【０００３】
しかし、摺動面に急速に上昇する高荷重が作用した状態で当該相手材と軸受とが摺動すると、摺動面に保持されていた潤滑油膜（油膜）が破壊され、いわゆる一部金属間接触の状態で摺動する場合がある。よって、このような使用環境下における軸受に対しては、相手材との摺動の際に摺動面に高荷重が作用しても摺動面から潤滑油が弾き出されないよう、当該摺動面の油膜維持能力を向上させる必要がある。
【０００４】
ここで、本件発明とは直接関係ないが、従来、軸受合金層をオーバレイ層で被覆し、このオーバレイ層に硬質粒子を直接吹き付けて、摺動面であるオーバレイ層に微細な穴を形成することにより摺動面の保油性を確保した摺動部材がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４７４５９号公報（段落番号「００１０」−「００３４」、表４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の摺動部材では、オーバレイ層に平均粒径で２０〜１００μｍの硬質粒子を直接吹き付けることで穴の形成を行うものであるため当該穴の個々の形状は、いわゆるおわん型をなし、且つ個々の穴が独立して存在するのではなく繋がった状態で形成される傾向となる。この構成によると、相手材から摺動面に比較的低い荷重が作用した状態で摺動する場合には、オーバレイ層上に形成された前記穴によって摺動面に潤滑油が保持されると共に、相手材と摺動部材との間（摺動面間）に油膜が形成される。
【０００７】
しかし、例えばコンロッド等の支持に使用される摺動部材には、時にその摺動面の一部に対し急速に上昇する高荷重が作用する。このような使用下では、特許文献１の摺動部材の場合、潤滑油を保持している穴はおわん型をなしているので個々の穴から潤滑油が容易に弾き出されてしまうと共に、穴同士が繋がっているので前記潤滑油が穴から穴へ流出し、結局は摺動面間の油膜が保持されにくくなってしまう。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、摺動面に作用する荷重が急速に上昇しても、これに伴って摺動面間の油膜圧力も上昇し油膜を維持できる摺動部材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
＜請求項１に係る発明について＞
請求項１に係る発明は、相手材との摺動面に複数の穴を有し、これらの穴のうち１以上の穴は、摺動面における開口端から底端に至る少なくとも一部に前記開口端の面積よりも広い拡張部が存在するように形成されていることに特徴を有する。ここで、拡張部とは穴の深さ方向において開口端より下方に位置し、且つ当該拡張部と開口端との面積を互いに比較したとき当該開口端の面積より相対的に大きく形成されるものである。拡張部と開口端との互いの面積の比較は、開口端と拡張部との互いの面を平行にした状態で行う。拡張部の数は幾つであってもよく、その形状、或いは開口端の下方に位置すれば穴の深さ方向における形成位置も問うものではない。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、穴は、その開口端に比べ内部が広く構成されている。このため、相手材から摺動部材に作用する荷重が増大すると、摺動面圧が上昇し、摺動面間で油膜を形成している潤滑油が穴内に封じ込められるように強く押されるようになる。すると、穴内に存在している潤滑油の圧力が上昇し、その圧力上昇が油膜を形成している潤滑油へと伝えられるような現象を生じるようになる。この結果、相手材から受ける荷重が急速に上昇しても、これに追従して油膜圧力が上昇するようになるため、油膜破壊は起こらす、良好なる潤滑状態を維持できる。
【００１１】
更に、穴の内部に溜まった潤滑油は相手材が摺動した際に当該相手材に引き摺られて容易に摺動面に流出することもでき、穴の給油性が低下したりすることがない。また、拡張部により穴の容量が増大し、穴の保油性は維持される。
【００１２】
＜請求項２に係る発明について＞
請求項２に係る発明は、穴の開口端の面積をＡ、拡張部の面積をＢとしたとき、その比率Ｂ／Ａは１．２〜４．０の範囲であるところに有する。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、拡張部に比べ極端に開口端が細い穴や、或いは拡張部と開口端が略同面積の円筒状の穴等が除外される。このため、開口端が細いことに起因して穴から摺動面間への給油性が極端に低下したり、或いは拡張部が存在していないことに起因して油膜圧力を受けられず油膜破壊を招いたりすることを防止できる。
【００１４】
＜請求項３に係る発明について＞
請求項３に係る発明は、摺動面に形成された穴において、その内部が空洞で、拡張部を有する穴と、その内部に固体潤滑剤が収容されている穴とが互いに１以上形成されているところに特徴を有する。ここで、固体潤滑剤とは、例えば鉛、錫、ビスマス、二硫化モリブデン、グラファイト、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ等であり、これらのうちから選択された１種以上の固体潤滑材を前記穴に収容する。また、固体潤滑剤は穴内部（容量）の全部、或いは一部のどちらの態様で収容してもよく、収容する穴の形状は問わない。また、内部が空洞の穴と、内部に固体潤滑剤が収容された穴とは、摺動面において特定の配置としてもよく、また、しなくてもよい。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、摺動面に内部が空洞の穴と、内部に固体潤滑剤が収容された穴とが互いに存在している。このため、内部が空洞の穴は、その内部に潤滑油を保持し、相手材の摺動に伴って当該潤滑油を摺動面に供給すると共に、固体潤滑材が収容された穴は潤滑油が薄いとき、或いはないときに当該潤滑油の代替となる固体潤滑材を摺動面に供給するので、相手材の起動初期の摺動で一部金属接触状態となって摺動することを防止する。
【００１６】
＜請求項４に係る発明について＞
請求項４に係る発明は、穴の摺動面における開口端での平均径を１〜１００μｍの範囲としたところに特徴を有する。これは鋳造、若しくは焼結法によって得られる金属組織のマトリックス中における軟質潤滑金属のサイズが、この程度で良好な潤滑を可能としていることによる。本発明は、こうした自然界の潤滑粒子の分布をより適切な範囲で人工的に付与している。ここで、平均径とは、穴の開口端の総面積を穴の総数にて除して個々の穴の開口端における面積を算出し、この面積の径のことをさす。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、摺動面に形成される穴が小さすぎて当該穴の保油性が低下したり、或いは大きすぎて摺動面の面積の低下に起因する油膜圧力に上昇を招いたりすることがない。
【００１８】
＜請求項５に係る発明について＞
請求項５に係る発明は、穴の最深部の深さを５〜７０μｍの範囲としたところに特徴を有する。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、摺動面に形成される穴の深さが浅すぎて当該穴の保油性が低下したり、或いは深すぎて摺動部材の強度低下を招いたりすることがない。
【００２０】
＜請求項６に係る発明について＞
請求項６に係る発明は、レーザービームを、その光軸上に設けられたミラーにより曲げ、且つレーザービームを集光レンズにより集光して前記摺動面に照射するようにすると共に、集光レンズを、その焦点が前記摺動面上に位置するように配置するところに特徴を有する。なお、レーザービームが照射される摺動部材は、周方向への回動、軸方向への移動が可能であり、摺動面に穴を複数形成するときには当該摺動部材を同時に周方向、及び軸方向へ、或いはどちらか一方向へ動かし、穴を１個だけ形成するときには動かさなくてよい。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、集光レンズは、その焦点が摺動面となるように配設されている。このため、集光レンズを透過したレーザービームは摺動面にて最小に絞られ当該摺動面から摺動部材の中（内部）へ入るにつれて円錐形に広がり、この摺動面の内部にて円錐形に広がったレーザービームは単位面積あたりのエネルギーがある値になるところまで穴を穿つので、この穴は内部に拡張部が形成されると共に、当該拡張部の面積は開口端の面積よりも大きく構成することができる。
【００２２】
＜請求項７に係る発明について＞
請求項７に係る発明は、レーザービームは、そのパワー密度が１０^６〜１０^７Ｗ／ｃｍ^２であり、摺動面に対し１０^−６〜１０^−３ｓｅｃのパルス幅で間欠的に照射させることにより前記穴を形成するところに特徴を有する。ここで、間欠的とは摺動部材を動かす場合に、駆動と停止を繰り返す態様を示す用語であり、駆動時間、及び停止時間の時間の長さは問うものではない。
【００２３】
請求項７に係る発明によれば、摺動面に穴を形成するに最適な範囲でレーザービームを照射できる。このため、穴同士が繋がったり、奇形な穴が形成されたりすることを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の摺動部材を自動車用エンジンのコンロッドを構成する大端部における軸受（以下、クランクピン軸受と称する。）に適用した第１の実施例について図１〜図６を用いて説明する。
【００２５】
図２に示すように、コンロッド１は、長さ方向両端部のうち一方をピストンピンに連結される小端部２とし、他端部をクランクピンに連結される大端部３としている。そして、それら両端部２、及び３には夫々ピストンピン軸受４、及びクランクピン軸受５が取り付けられており、ピストンピン軸受４はピストンピンを支持し、クランクピン軸受５はクランクピンを支持する。
【００２６】
クランクピン軸受５は、半円筒状の半割軸受５ａを２個突き合わせて円筒状に構成してなる。半割軸受５ａは鋼裏金上に軸受合金を装着して構成されたもので、その摺動面（軸受合金の表面）には、面全体に亘って、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、穴６が縦横に整列した状態で無数に形成されている。この穴６は、前記摺動面を直角断面にて示す図１（ｂ）のように、摺動面における開口端７から底端８に向って次第に拡径する略円錐台状をなしており、従って、開口端７の形状は、摺動面の平面を拡大して示す図１（ａ）のように略円形で、且つ開口端７から底端８に至るまでの摺動面と平行な任意の面での断面形状も略円形をなしている。このような底端８に向って次第に拡がる穴６は、その底方部（底端部）を摺動面における開口端７よりも広い拡張部９としている。
【００２７】
穴６の寸法を具体的に述べると、開口端７の径は１〜１００μｍ程度のものである。穴６の開口端７での径を１〜１００μｍとすることにより、摺動面への潤滑油の給油性が確保される。この範囲より小さい開口端を有する穴の場合は、十分な貯油量が得られず、大きい穴の場合はクランクピンを受ける摺動面の面積が縮小するので、摺動面の面圧が上昇してしまい、油膜の形成に支障を来たす。
【００２８】
また、穴６の最深部での深さは５〜７０μｍ程度のものである。穴６の最深部での深さを５〜７０μｍとすることにより、穴６の貯油量が確保される。この範囲より浅い穴の場合、潤滑油の保油性が得られず、深い穴の場合は、耐荷重性が低下して穴の周りから疲労が発生しやすくなる。
【００２９】
摺動面における穴６と穴６との間隔は、互いの穴６が繋がることがないようにする。例えば、穴６の開口端７での径が２０μｍ、拡張部９での径４０μｍ、最深部での深さを７０μｍとした穴６を形成する場合、互いの穴６の間隔は、各開口端７の中心を基準として５０μｍ程度が望ましく、開口端７、及び拡張部９の径、或いは穴６の内部の形状等を踏まえて適宜調節する。
【００３０】
次に、クランクピン軸受５に穴６を形成する方法について説明する。図３は穴加工装置１０を示しており、そのベッド１１上には図示しないサーボモータによって直線移動可能なスライダ１２が配設されている。そして、このスライダ１２上にはクランクピン軸受５を保持するための治具１３が回転可能に取り付けられている。この治具１３は、図４（ａ）、及び（ｂ）に示すような２分割形の円筒状をなし、図示しないサーボモータによって回転駆動される。
【００３１】
また、ベッド１１の両側には、レーザー発信器１４、及びミラーブラケット１５が配設されている。ミラーブラケット１５にはアーム１５ａを介してミラー１６が斜め下向きにして取り付けられており、スライダ１２が図示左方に移動すると、治具１３に取り付けられたクランクピン軸受５内にミラー１６が入るようになっている。レーザー発信器１４はＹＡＧレーザー等からなり、その放射口１４ａからはレーザービームＬＢがミラー１６に向けて放射され、そしてミラー１６に反射されて治具１３に取り付けられたクランクピン軸受５の摺動面に照射できるようになっている。
【００３２】
レーザー発信器１４の放射口１４ａの前方には例えば２枚の集光レンズ１７が設けられており、放射口１４ａから放射されたレーザービームＬＢは集光レンズ１７により絞られる。これら２枚の集光レンズ１７の位置は、それら２枚の集光レンズ１７からなる組み合わせレンズの焦点が治具１３に取り付けられたクランクピン軸受５の摺動面上に位置するように定められている。
【００３３】
穴加工装置１０によりクランクピン軸受５の摺動面に穴６を形成するには、まず、図４（ａ）、及び（ｂ）に示すように、２個の半割軸受５ａを突き合わせた状態で治具１３に取り付ける。そして、レーザー発信器１４からレーザービームＬＢを放射すると、レーザービームＬＢは集光レンズ１７により絞られ、且つミラー１６により反射されてクランクピン軸受５の摺動面に照射される。
【００３４】
このとき、集光レンズ１７の焦点が摺動面上に存在することにより、レーザービームＬＢは摺動面上で最もエネルギー密度が大きくなり、摺動面のその箇所に穴６を明ける。穴６が明けられると、その穴６内に侵入したレーザービームＬＢは図５のように拡がるので、穴６は摺動面での開口端７よりも内部（底方部）に行くに従って拡がる穴６となる。
【００３５】
ここで、上記レーザー発振器１４からのレーザービームＬＢは、間欠的に放射されるものとし、そのパワー密度は１０^６〜１０^７Ｗ／ｃｍ^２、パルス幅は１０^−６〜１０^−３ｓｅｃとしている。前記パワー密度、及びパルス幅の範囲内ではレーザービームＬＢが照射された部分は瞬間的に蒸発する。上記のパワー密度、及びパルス幅の範囲を超えると、適切な穴を形成することができない。
【００３６】
また、本実施例では１パルス内におけるレーザービームＬＢの出力が強弱の変化が可能なものを使用する。例えば、図１に示すような穴６を形成するには、横軸に時間、縦軸に出力を示してなす図６のように、レーザービームＬＢの１パルス内での出力を弱から強へ時系列で変更し照射する。つまり、図５に示すように、集光レンズ１７の焦点、換言すれば半割軸受５ａの摺動面でのレーザービームＬＢは当該集光レンズ１７により絞られて収縮するため密度が濃く、前記摺動面に容易に穴を形成することができるが、焦点を通過したレーザービームＬＢは円錐形に拡張し密度が徐々に薄くなるため、摺動面に容易に穴を形成することができない。このため、レーザービームＬＢが焦点を過ぎて拡張し密度が薄くなるに従い当該レーザービームＬＢの出力を時系列に大きくし、摺動面に穴６を形成すると共に、穴６の内部に拡張部９を形成する。また、レーザービームＬＢの出力を弱から強へ時系列で変更することは、上記の理由以外に、穴６の開口端７の面積よりも当該穴６の内部における拡張部９の面積をより大きく形成するためでもある。
【００３７】
以上のようにして穴６を形成すると、スライダ１２を１ピッチ移動させて次の穴６を形成する。そして、クランクピン軸受５の幅方向に一列の穴６を形成し終えると、治具１３を１ピッチ回転させて次の一列の穴６を形成する。このようにして、スライダ１２の移動と治具１３の回転とによって穴６を摺動面に縦横に整列した状態に形成する。なお、穴６の形成の順序は摺動面において幅方向、周方向が逆でもよい。
【００３８】
このように形成された摺動面の穴６においては、図１に示すように、少なくとも１つ以上の穴に固体潤滑剤６ａが収容されており、本実施例においては、この穴６の内部に固体潤滑剤６ａが収容された穴６と、内部が空洞の穴６とは不規則に配設されている。固体潤滑剤６ａを穴６へ収容する方法は以下の３通りである。
【００３９】
「方法１」：鉛、錫、ビスマス、二硫化モリブデン、グラファイト、二硫化タングステン、ＰＴＦＥのいずれかを収容する場合は、まず、これらの固体潤滑材を微粉末化（粉末径＝５μｍ以下）し、エンジンオイルをバインダとしてペースト状にする。次に、このペースト状の固体潤滑剤を１００℃〜１５０℃に加熱された摺動部材の摺動面に塗布することに基いて、穴６の内部に収容する。
【００４０】
「方法２」：鉛、錫、ビスマス、二硫化モリブデン、グラファイト、二硫化タングステン、ＰＴＦＥのいずれかを収容する場合は、まず、これらの固体潤滑剤を微粉末化（粉末径＝５μｍ以下）し、有機溶剤にて溶解、または分解された熱硬化性樹脂、或いは熱可塑性樹脂をバインダとしてペースト状にする。次に、このペースト状の固体潤滑剤を１００℃〜１５０℃に加熱された摺動部材の摺動面に塗布することに基いて、穴６の内部に収容する。
【００４１】
「方法３」：鉛、錫、ビスマス等の金属系固体潤滑剤のいずれかを収容する場合は、まず、これらの金属系固体潤滑剤にて摺動部材の摺動面にメッキ加工を施す。次に、メッキ加工された摺動面を仕上げることで、穴６の内部以外（摺動面）のメッキを除去することに基いて、穴６の内部だけに収容する（残留させる）。
【００４２】
次に、本実施例における作用をクランクピン軸受５について説明する。
エンジンの駆動状態においては、図示しない潤滑油ポンプから圧送されてくる潤滑油が、クランクピン軸受５とクランクピンとの摺動面間に供給され、これにより摺動面間の潤滑が図られる。ここで、エンジンの出力が上昇するとクランクピン軸受５とクランクピンとの間に高圧力が作用した状態で摺動する。このため、クランクピン軸受５における摺動面の軸受面圧が上昇し、クランクピン軸受５とクランクピンとの摺動面間の油膜圧力も上昇し、一部の油膜は前記圧力によって潰され薄くなる。
【００４３】
しかし、上記第１の実施例によれば、穴６の深さ方向において、開口端７から底端８に至る少なくとも一部に前記開口端７よりも広い拡張部９を形成したので、摺動面に高圧力が作用した状態で摺動しても穴６の内部の潤滑油が当該圧力によって外へ逃げにくいため、穴６の全内面にて高圧力の作用した油膜を受けることが可能となる。このため、摺動面間の潤滑油の油膜が高圧力に潰され薄くなることはあっても破壊されるには至らず、摺動面における油膜維持能力が向上する。
【００４４】
さらに、拡張部９によって穴６の容量が増大し、穴６の保油性も向上するため、例えばオイルポンプからの潤滑油の供給が遅れるエンジン起動時等においては、この穴６に維持された潤滑油がクランクシャフトの摺動面に引き摺られ、速やかに摺動面間に供給されるので、無潤滑状態での摺動に起因する焼付等が防止できる。
【００４５】
また、摺動面における穴６のうちには、内部に固体潤滑剤６ａが収容された穴６が存在するので、例えばオイルポンプからの潤滑油の供給が遅れるエンジン起動時等においては、摺動面間に当該潤滑油の代替として固体潤滑剤６ａが供給されると共に、潤滑油が供給された状態では当該固体潤滑剤６ａが潤滑油中に混在し円滑な摺動を補完する。さらに、内部に固体潤滑剤６ａが収容された穴６以外に、内部が空洞の穴６も存在するので、摺動面における油膜維持能力は保たれる。このように、互いの穴６が混在して形成されることにより、無潤滑下での摺動、高圧力下での油膜維持の双方が満足される。
【００４６】
また、摺動面の穴６をレーザービームＬＢにより形成した。このため、均一な穴６が所望形状に形成できるので、穴６の保油性、或いは摺動面における油膜維持能力にばらつきが起こることが防止できる。
【００４７】
また、レーザービームＬＢの出力を強弱変化させた。このため、摺動部材の使用箇所に応じた、或いは要求される油膜維持能力に応じた所望の拡張部９を穴６の内部に形成することができる。
【００４８】
また、集光レンズ１７の焦点を摺動面となるよう配設した。このため、レーザービームＬＢは絞られ摺動面にて交差するので、摺動面に容易に穴６を形成することができると共に、摺動面の内部に入射するレーザービームＬＢは円錐状となるので、穴６の内部に拡張部９を形成することができる。
【００４９】
また、レーザービームＬＢの光軸をミラー１６によって変更した。このため、レーザー発振器１４と治具１３との配置関係を自由に選択できるので、当該レーザービームＬＢを摺動面の穴６の形成に用いる場合、使用の自由度が高まる。
また、半割軸受５ａを固定した治具１３を周方向、及び軸方向に動かした。このため、摺動面における穴６の形成位置、穴６の形成速度等を適宜変更できる。
【００５０】
なお、上記第１の実施例においては、摺動面における穴６の断面形状において、底方部（底端８）を拡張部９としたが、これに限定されるものではなく、例えば本発明の第２の実施例を示す図７のように、穴の深さ方向の略中央部に拡張部２１を形成する、いわゆる樽型の穴２２でもよく、丸型フラスコ型、或いはビールビン型等に目的に応じて適宜変更可能である。
【００５１】
また、集光レンズ１７を２枚使用したが、これに限定されるものではなく、例えば１枚、或いは３枚以上使用して、レーザービームＬＢの絞り具合を調節してもよい。なお、ミラー１６の数も限定するものではない。
また、摺動面に形成された穴６において、内部に固体潤滑剤６ａが収容された穴６と、内部が空洞の穴６とを不規則に散在させたが、これに限定されるものではなく、例えば互いの穴６が規則的に散在させるようにしてもよい。
【００５２】
また、穴６を形成する位置の変更を治具を移動させることに基いて行ったが、これに限定されるものではなく、例えばアーム１５ａをサーボモータ等と機械的に連結して、ミラー１６を周方向、軸方向に移動させたり、或いは、これら治具１３、及びミラー１６の両方を互いに移動させたりして穴６の形成を行ってもよい。
【００５３】
また、レーザービームＬＢの出力を時系列で弱から強へ変化させたが、これに限定されるものではなく、例えば出力を変化させない、或いは１パルスで強弱の変化を複数回変化させる、または複数回のパルスに亘って強弱を変化させる等のようにしてもよい。
【００５４】
また、摺動面において縦横に整列状態にして複数の穴６を形成したが、これに限定されるものではなく、例えば不規則に不整列状態にて複数形成してもよい。
【００５５】
ところで、上記第１〜２の実施例においては、摺動面の全面に穴６、２２を形成したが、必ずしも全体に形成する必要はなく、高圧力が作用する箇所に形成してあればよい。例えばエンジンの主軸受の場合は、摺動面において高圧力が作用する箇所は、下側の半割軸受の周方向の略中央部分であるので、穴６、２２の形成を、本発明の第３の実施例を示す図８のように、半割軸受５ａの周方向の略中央部分（図中、網掛けを施した部分）とすればよい。
【００５６】
また、摺動面において、相手材が摺動の際に軸方向両端部に片当たりする等の理由で軸方向両端部が高圧力の作用する箇所である場合には、本発明の第４の実施例を示す図９のように、半割軸受５ａの軸方向両側（網かけを施した部分）に穴６、２２を形成する。さらに、半割軸受の軸方向両側の一部分に大きな荷重が作用するものに対しては、本発明の第５の実施例を示す図１０のように、半割軸受５ａの軸方向両側の内、大きな荷重が作用する箇所（網かけを施した部分）に穴６、２２を形成する。
【００５７】
なお、上記第３〜５の実施例においては、摺動面の穴６の形成位置は特に限定するものではなく、使用用途によって適宜変更すればよい。また、摺動面に形成される全ての穴６の内部が空洞であったり、或いは固体潤滑剤６ａが収容されていてもよい。
【００５８】
また、上記第１〜５の実施例においては、摺動面に穴６を形成するにＹＡＧレーザーを使用したが、これに限定されるものではなく、例えばＣＯ_２レーザー、半導体レーザー等を使用してもよい。
【００５９】
また、摺動部材をクランクピン軸受５に適用したが、これに限定されるものではなく、ピストンピン軸受４に適用したり、更には、例えば重機等、摺動面に高圧力が作用する状態での摺動が予想される摺動部材に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、（ａ）は摺動面の平面図、（ｂ）は同断面図
【図２】コンロッドの斜視図
【図３】穴加工装置を示す断面図
【図４】治具と半割軸受との関係を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図
【図５】穴加工形態を示す拡大図
【図６】レーザービームの１パルスでの出力と時間との関係を表す図
【図７】本発明の第２の実施例を示す図１相当図
【図８】本発明の第３の実施例を示すもので、摺動部材の摺動面における穴の形成領域を表す平面図
【図９】本発明の第４の実施例を示す図８相当図
【図１０】本発明の第５の実施例を示す図８相当図
【符号の説明】図中、５はクランクピン軸受（摺動部材）、６は穴、６ａは固体潤滑材、７は開口端、８は底端、９は拡張部、１６はミラー、１７は集光レンズ、ＬＢはレーザービームである。

Claims

相手材との摺動面に複数の穴を有し、これらの穴のうち１以上の穴は、摺動面における開口端から底端に至る少なくとも一部に前記開口端よりも広い拡張部が存在するように形成されていることを特徴とする摺動部材。
前記穴の開口端の面積をＡ、前記拡張部の面積をＢとしたとき、その比率Ｂ／Ａは１．２〜４．０の範囲であることを特徴とする請求項１記載の摺動部材。
前記穴において、
その内部が空洞で、前記拡張部を有する穴と、
その内部に固体潤滑剤が収容されている穴とが互いに１以上形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の摺動部材。
前記穴の摺動面における開口端での平均径は１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の摺動部材。
前記穴の最深部での深さは５〜７０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の摺動部材。
請求項１〜５のいずれかに記載の摺動部材であって、摺動面を円筒状内面とした中空状の摺動部材を製造する方法において、
レーザービームを、その光軸上に設けられたミラーにより曲げ、且つレーザービームを集光レンズにより集光して前記摺動面に照射するようにすると共に、集光レンズを、その焦点が前記摺動面上に位置するように配置したことを特徴とする摺動部材の製造方法。
レーザービームはパワー密度が１０^６〜１０^７Ｗ／ｃｍ^２であり、摺動面に対し１０^−６〜１０^−３ｓｅｃのパルス幅で間欠的に照射させることにより前記穴を形成することを特徴とする請求項６記載の摺動部材の製造方法。