JP2006199836A - Low friction sliding mechanism - Google Patents

Low friction sliding mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP2006199836A
JP2006199836A JP2005013464A JP2005013464A JP2006199836A JP 2006199836 A JP2006199836 A JP 2006199836A JP 2005013464 A JP2005013464 A JP 2005013464A JP 2005013464 A JP2005013464 A JP 2005013464A JP 2006199836 A JP2006199836 A JP 2006199836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sliding
thin film
friction
oil
hard carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005013464A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Ueno
貴文 上野
Takumitsu Sagawa
琢円 佐川
Kiyotaka Nakamura
清隆 中村
Makoto Kano
眞 加納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2005013464A priority Critical patent/JP2006199836A/en
Publication of JP2006199836A publication Critical patent/JP2006199836A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low friction sliding mechanism that can largely decrease the friction coefficient of the sliding member having a hard carbon thin film applied thereto in the presence of lubricating oil. <P>SOLUTION: The low friction sliding mechanism is constituted with sliding members as they mutually slide on and lubricating oil that fills spaces between the sliding members. The sliding members are coated with a hard carbon thin film with a hydrogen content of less than 20 atom% and the lubricating oil comprises a base oil having a sliding velocity of 4.4 m/s, a Hertz pressure of 0.53 GPa, and an oil film thickness of less than 95 nm at 100°C oil temperature. To the lubricating oil, are added a calcium salicylate cleaning agent and an ash-free friction-controlling agent. A compound bearing oleyl group is used as an ash-free friction controlling agent. A compound bearing ester group is also used. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、低摩擦摺動機構に係り、更に詳細には、自動車などの内燃機関の摺動部位の摩擦抵抗を低減して、省燃費性能を向上させることのできる低摩擦摺動機構に関する。   The present invention relates to a low-friction sliding mechanism, and more particularly to a low-friction sliding mechanism that can reduce the frictional resistance of a sliding portion of an internal combustion engine such as an automobile and improve fuel efficiency.

近年、地球規模での環境問題が深刻化しており、中でも地球全体の温暖化がクローズアップされている。特に、地球温暖化に多大なる影響を及ぼすとされている炭酸ガスの排出量は年々増加傾向にあり、1997年に京都で開催された地球温暖化防止会議においては、炭酸ガス排出量の削減目標が定められている。   In recent years, environmental problems on a global scale have become serious, and global warming has been highlighted. In particular, carbon dioxide emissions, which are said to have a significant impact on global warming, are increasing year by year. At the Global Warming Prevention Conference held in Kyoto in 1997, CO2 emissions reduction targets Is stipulated.

一方で、日本の運輸部門が排出する炭酸ガス量は、全炭酸ガス排出量の2割を占めることから、運輸部門においては2010年までに1995年比で約20%の燃費向上を義務付けることにより、排出量削減を進める取り組みがなされている。
このような背景より、燃費向上及び炭酸ガス排出量削減を目的とした自動車用内燃機関の更なる効率化は最も重要な課題の一つとなっている。
On the other hand, the amount of carbon dioxide emitted by the Japanese transportation sector accounts for 20% of the total amount of carbon dioxide emissions. By 2010, the transportation sector is obliged to improve fuel efficiency by about 20% compared to 1995 levels. Efforts to reduce emissions are being made.
Against this background, further improvement in the efficiency of automobile internal combustion engines aimed at improving fuel efficiency and reducing carbon dioxide emissions is one of the most important issues.

この課題を解決する手段として、内燃機関の各摺動部の摩擦抵抗を低減する技術が挙げられる。最近では、上記摺動部に硬質炭素薄膜の適用が進められており、中でも、ダイヤモンドライクカーボン(以下「DLC」と称する。)は、窒化チタン(TiN)や窒化クロム(CrN)等の窒化金属材料と比較して、摩擦低減効果が高く、且つ耐摩耗性に優れることから、低摩擦材料として高い期待が寄せられている。   As means for solving this problem, there is a technique for reducing the frictional resistance of each sliding portion of the internal combustion engine. Recently, a hard carbon thin film has been applied to the sliding portion. Among them, diamond-like carbon (hereinafter referred to as “DLC”) is a metal nitride such as titanium nitride (TiN) or chromium nitride (CrN). Compared to materials, it has a high friction reducing effect and is excellent in wear resistance, and therefore is highly expected as a low friction material.

また、内燃機関の燃費効率向上には、内燃機関を潤滑する潤滑油の果たす役割も大きい。
例えば、潤滑油に有機モリブデン化合物を添加することにより、内燃機関の各摺動部の摩擦抵抗を低減させる研究が盛んに行なわれており、従来の鋼材料から成る摺動部に対して高い効果を発揮している(例えば特許文献1〜6参照。)。
特開2001−348591号公報 特開2002−12884号公報 特開2002−371292号公報 特開2001−181664号公報 特開平8−302378号公報 特開平9−3463号公報
In addition, the lubricating oil that lubricates the internal combustion engine plays a major role in improving the fuel efficiency of the internal combustion engine.
For example, by adding an organomolybdenum compound to lubricating oil, research on reducing the frictional resistance of each sliding part of an internal combustion engine has been actively conducted, and it is highly effective for sliding parts made of conventional steel materials. (See, for example, Patent Documents 1 to 6).
JP 2001-348591 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-12884 JP 2002-371292 A JP 2001-181664 A JP-A-8-302378 Japanese Patent Laid-Open No. 9-3463

しかし、空気中での低摩擦特性に優れる一般のDLC材料は、潤滑油存在下では、その摩擦低減効果が小さいことが報告されている(例えば非特許文献1参照。)。
また、この摺動材料に有機モリブデン化合物を含有する潤滑油を適用したとしても摩擦低減効果が十分発揮されないことがわかってきた(例えば非特許文献2参照。)。
加納 他、日本トライボロジー学会予稿集・東京1999.5、p11−12 Kano et.al.World Tribology Congress 2001.9,Vienna,Proceeding、p342
However, it has been reported that a general DLC material having excellent low friction characteristics in air has a small friction reducing effect in the presence of lubricating oil (see, for example, Non-Patent Document 1).
Further, it has been found that even if a lubricating oil containing an organomolybdenum compound is applied to the sliding material, the friction reducing effect is not sufficiently exhibited (for example, see Non-Patent Document 2).
Kano et al., Proceedings of Japan Society of Tribology, Tokyo 1999,5, p11-12 Kano et. al. World Tribology Congress 2001.9, Vienna, Proceeding, p342

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、潤滑油介在下で、硬質炭素薄膜を適用した摺動部材の摩擦係数を大幅に低減できる低摩擦摺動機構を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its object is to greatly reduce the friction coefficient of a sliding member to which a hard carbon thin film is applied under the presence of lubricating oil. An object of the present invention is to provide a low friction sliding mechanism that can be used.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、内燃機関に用いられる各種摺動部材や、これら材料と潤滑油との組合わせについて銑意検討を重ねた結果、互いに摺接する摺動面の一方又は双方に水素含有量を規定した硬質炭素薄膜を形成し、使用する潤滑油中に特定性状の基油を含めることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted various studies on various sliding members used in internal combustion engines and combinations of these materials and lubricating oils. Or the hard carbon thin film which prescribed | regulated hydrogen content was formed in both, and it discovered that the said subject could be solved by including the base oil of a specific property in the lubricating oil to be used, and came to complete this invention.

即ち、本発明の低摩擦摺動機構は、互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑油とで構成され、上記摺動部材は、摺動面の少なくとも一部に硬質炭素薄膜が被覆され、該硬質炭素薄膜の水素含有量が20原子%以下であり、上記潤滑油は、すべり速度4.4m/s、ヘルツ圧0.53GPa及び油温100℃の条件下で測定された油膜厚さが95nm以下である基油を含むことを特徴とする。   That is, the low friction sliding mechanism of the present invention comprises a sliding member that slides on each other and a lubricating oil interposed therebetween, and the sliding member has a hard carbon thin film on at least a part of the sliding surface. The hard carbon thin film has a hydrogen content of 20 atomic% or less, and the lubricating oil was measured under the conditions of a sliding speed of 4.4 m / s, a Hertz pressure of 0.53 GPa, and an oil temperature of 100 ° C. A base oil having an oil film thickness of 95 nm or less is included.

また、本発明の低摩擦摺動機構の好適形態は、上記硬質炭素薄膜の水素含有量が10原子%以下であること、更に好ましくは0.5原子%以下であること、特に好ましくは上記硬質炭素薄膜が実質的に水素を含まないことを特徴とする。   Further, the preferred form of the low friction sliding mechanism of the present invention is such that the hydrogen content of the hard carbon thin film is 10 atomic% or less, more preferably 0.5 atomic% or less, and particularly preferably the hard carbon thin film. The carbon thin film is substantially free of hydrogen.

更に、本発明の低摩擦摺動機構の他の好適形態は、上記潤滑油が、カルシムサリシレート系清浄剤と無灰系摩擦調整剤を含むことを特徴とする。   Furthermore, another preferred embodiment of the low friction sliding mechanism of the present invention is characterized in that the lubricating oil contains a calsim salicylate detergent and an ashless friction modifier.

更にまた、本発明の低摩擦摺動機構の更に他の好適形態は、上記カルシウムサリシレート系清浄剤の添加量が0.5〜10.0%であり、上記無灰系摩擦調整剤の添加量が0.01〜5.0%であることを特徴とする。   Furthermore, in another preferred embodiment of the low friction sliding mechanism of the present invention, the addition amount of the calcium salicylate detergent is 0.5 to 10.0%, and the addition amount of the ashless friction modifier. Is 0.01 to 5.0%.

本発明によれば、潤滑油介在下で、硬質炭素薄膜を適用した摺動部材の摩擦係数を大幅に低減できる。   According to the present invention, the friction coefficient of a sliding member to which a hard carbon thin film is applied can be greatly reduced under the presence of lubricating oil.

以下、本発明の低摩擦摺動機構について詳細に説明する。なお、本明細書において「%」は、特記しない限り質量百分率を示すものとする。   Hereinafter, the low friction sliding mechanism of the present invention will be described in detail. In this specification, “%” indicates mass percentage unless otherwise specified.

本発明の低摩擦摺動機構は、互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑油とで構成される。
そして、上記摺動部材の摺動面に水素含有量を規定した硬質炭素薄膜を成膜し、上記潤滑油に特定性状の基油を含めることにより、摺動時の摩擦係数が大幅に低減される。代表的には、排出する炭酸ガス量を大幅に削減でき、省燃費性に優れる自動車を提供できる。
The low-friction sliding mechanism of the present invention includes a sliding member that slides on each other and a lubricating oil that is interposed therebetween.
Then, by forming a hard carbon thin film with a specified hydrogen content on the sliding surface of the sliding member and including a base oil with specific properties in the lubricating oil, the friction coefficient during sliding is greatly reduced. The Typically, the amount of carbon dioxide emitted can be greatly reduced, and an automobile with excellent fuel economy can be provided.

ここで、上記硬質炭素薄膜は、炭素元素を主として構成された非晶質であり、炭素同士の結合形態がダイヤモンド構造(SP結合)とグラファイト結合(SP結合)の両方から成る。
具体的には、炭素元素だけから成るa−C(アモルファスカーボン)、水素を含有するa−C:H(水素アモルファスカーボン)、及びチタン(Ti)やモリブデン(Mo)等の金属元素を一部に含むMeCが挙げられる。
Here, the hard carbon thin film is amorphous mainly composed of carbon elements, and the bonding form between carbons consists of both a diamond structure (SP 3 bond) and a graphite bond (SP 2 bond).
Specifically, aC (amorphous carbon) consisting only of carbon elements, aC: H (hydrogen amorphous carbon) containing hydrogen, and some metal elements such as titanium (Ti) and molybdenum (Mo). MeC included in

また、上記摺動部材の硬質炭素薄膜は、水素含有量が20原子%以下である。これは、水素含有量が増加すると摩擦係数が増すからである。
更に、潤滑油中での摺動時の摩擦係数を十分に低下させ、更に安定した摺動特性を確保するためには、水素含有量が10原子%以下であることが好ましく、更には0.5原子%以下であることがより好ましい。
特に、本発明の低摩擦摺動機構では、硬質炭素薄膜に大幅な摩擦低減効果を発揮させる観点からは、実質的に水素を含まないa−C系材料から成るものが好適である。なお、ここで言う「実質的に」とは、かかる材料の含有水素原子量を2次イオン質量分析(SIMS)で測定した結果、測定限界以下であることを示す。
The hard carbon thin film of the sliding member has a hydrogen content of 20 atomic% or less. This is because the coefficient of friction increases as the hydrogen content increases.
Further, in order to sufficiently reduce the coefficient of friction during sliding in the lubricating oil and to secure more stable sliding characteristics, the hydrogen content is preferably 10 atomic% or less, and more preferably 0. More preferably, it is 5 atomic% or less.
In particular, the low friction sliding mechanism of the present invention is preferably made of an aC-based material that does not substantially contain hydrogen from the viewpoint of exerting a significant friction reducing effect on the hard carbon thin film. Note that “substantially” as used herein indicates that the amount of hydrogen atoms contained in such a material is measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS), and as a result, is below the measurement limit.

このような水素含有量の低い又は水素を含有しない硬質炭素薄膜は、例えばスパッタリング法やイオンプレーティング法など、水素や水素含有化合物を実質的に使用しないPVD法によって成膜することによって得られる。
この場合は、成膜時に水素を含まないガスを用いるだけでなく、場合によっては反応容器や基材保持具のベーキングや、基材表面のクリーニングを十分に行ったうえで成膜することが被膜中の水素量を減らすために望ましい。
Such a hard carbon thin film having a low hydrogen content or not containing hydrogen is obtained by forming a film by a PVD method that substantially does not use hydrogen or a hydrogen-containing compound, such as a sputtering method or an ion plating method.
In this case, not only a gas not containing hydrogen is used during the film formation, but in some cases, the film may be formed after the reaction vessel and the base material holder are sufficiently baked and the surface of the base material is sufficiently cleaned. Desirable to reduce the amount of hydrogen in it.

上記摺動部材は、摺動面の少なくとも一部に硬質炭素薄膜が被覆される。言い換えれば、硬質炭素薄膜は、摺動面を構成する摺動部材の一方又は双方、且つ摺動面の一部又は全部に被覆できる。
従って、本発明の低摩擦摺動機構では、硬質炭素薄膜を備えた摺動部材同士で摺動面が構成される場合と、硬質炭素薄膜を備えた摺動部材と硬質炭素薄膜を備えない摺動部材で摺動面が構成される場合がある。
なお、硬質炭素薄膜を備えた摺動部材同士が摺動面を構成する摺動機構では、双方の摺動材料が金属材料に硬質炭素薄膜をコーティングして成ることが望ましい。また、このときは、双方の硬質炭素薄膜が水素を含まないa−C系のDLCであることがより望ましい。
The sliding member is coated with a hard carbon thin film on at least a part of the sliding surface. In other words, the hard carbon thin film can be coated on one or both of the sliding members constituting the sliding surface and part or all of the sliding surface.
Therefore, in the low-friction sliding mechanism of the present invention, the sliding surface is constituted by the sliding members provided with the hard carbon thin film, and the sliding member provided with the hard carbon thin film and the slide not provided with the hard carbon thin film. A sliding surface may be comprised with a moving member.
In a sliding mechanism in which sliding members each having a hard carbon thin film constitute a sliding surface, both sliding materials are preferably formed by coating a hard carbon thin film on a metal material. In this case, it is more preferable that both hard carbon thin films are a-C type DLC containing no hydrogen.

ここで、本発明の低摩擦摺動機構で使用する摺動部材について、硬質炭素薄膜を備えた「摺動部材(A)」と、硬質炭素薄膜を備えない「摺動部材(B)」とに分けて説明する。   Here, regarding the sliding member used in the low friction sliding mechanism of the present invention, “sliding member (A)” having a hard carbon thin film and “sliding member (B)” not having a hard carbon thin film This will be explained separately.

上記摺動部材(A)の基材(硬質炭素薄膜被覆前)には、例えば、浸炭鋼、焼入鋼、アルミニウム等の非鉄金属などが使用できる。   For the base material of the sliding member (A) (before coating with the hard carbon thin film), for example, non-ferrous metals such as carburized steel, hardened steel, and aluminum can be used.

また、上記摺動部材(A)の硬質炭素薄膜被覆前の表面粗さは、硬質炭素薄膜の膜厚が相当に薄く、成膜後も膜表面の粗さに大きく影響することから、表面粗さRa(中心線平均粗さ)が0.1μm以下であることが好ましい。
かかる表面粗さRaが0.1μmを超えて粗い場合には、膜表面の粗さに起因する突起部が相手材との局部的な接触面圧を増大させ、膜の割れを誘発する可能性が高くなる。
Further, the surface roughness of the sliding member (A) before coating with the hard carbon thin film is that the film thickness of the hard carbon thin film is considerably thin and greatly affects the roughness of the film surface even after film formation. The thickness Ra (centerline average roughness) is preferably 0.1 μm or less.
When the surface roughness Ra is more than 0.1 μm, the protrusion due to the roughness of the film surface may increase the local contact surface pressure with the counterpart material, and may induce film cracking. Becomes higher.

更に、上記摺動部材(A)の基材(硬質炭素薄膜被覆前)の表面硬さは、ロックウェル硬さで、Cスケールで、HRC45〜60であることが望ましい。この場合は、カムフォロワー部材のように700MPa程度の高面圧下の摺動条件においても、硬質炭素薄膜の耐久性を維持できるので有効である。
かかる表面硬さが上記範囲から外れると、HRC45未満では高面圧下で座屈し剥離し易くなることがある。
Furthermore, the surface hardness of the base material (before coating of the hard carbon thin film) of the sliding member (A) is preferably Rockwell hardness, C scale, and HRC 45-60. This case is effective because the durability of the hard carbon thin film can be maintained even under sliding conditions under a high surface pressure of about 700 MPa as in the cam follower member.
If the surface hardness is out of the above range, if it is less than HRC45, it may be easily buckled and peeled off under high surface pressure.

更にまた、上記摺動部材(A)は、硬質炭素薄膜被覆後の表面硬さがマイクロビッカース硬さ(10g荷重)でHv1000〜3500であり、硬質炭素薄膜の膜厚は0.3〜2.0μmであることが望ましい。
かかる表面硬さ及び厚さが上記範囲から外れると、Hv1000未満、厚さ0.3μm未満では摩滅し易くなる。逆に、Hv3500、厚さ2.0μmを超えると剥離し易くなる。
Furthermore, the sliding member (A) has a surface hardness after coating the hard carbon thin film of Hv 1000-3500 in terms of micro Vickers hardness (10 g load), and the thickness of the hard carbon thin film is 0.3-2. It is desirable to be 0 μm.
When the surface hardness and thickness are out of the above ranges, they are likely to wear out when the Hv is less than 1000 and the thickness is less than 0.3 μm. On the other hand, when the thickness exceeds Hv3500 and a thickness of 2.0 μm, the film is easily peeled off.

一方、上記摺動部材(B)の構成材料としては、特に制限はないが(摺動部材(A)の構成材料と同じでも良い)、具体的には、例えば鉄系材料、アルミニウム系材料、マグネシウム系材料、チタン系材料等の金属材料等を使用できる。特に、鉄系材料、アルミニウム系材料及びマグネシウム系材料は、既存の機械・装置等の摺動部に適用しやすく、また、様々な分野で幅広く省エネルギー対策に貢献できる点で有効である。
また、樹脂、プラスティック及びカーボン等の非金属材料も、摺動部材(B)の構成材料として使用できる。
On the other hand, the constituent material of the sliding member (B) is not particularly limited (may be the same as the constituent material of the sliding member (A)). Specifically, for example, an iron-based material, an aluminum-based material, Metal materials such as magnesium-based materials and titanium-based materials can be used. In particular, iron-based materials, aluminum-based materials, and magnesium-based materials are effective in that they can be easily applied to sliding parts of existing machines and devices, and can contribute widely to energy-saving measures in various fields.
Moreover, nonmetallic materials, such as resin, a plastic, and carbon, can also be used as a constituent material of a sliding member (B).

上記鉄系材料としては、特に制限はなく、高純度の鉄だけでなく、各種の鉄系合金(ニッケル、銅、亜鉛、クロム、コバルト、モリブデン、鉛、ケイ素又はチタン、及びこれらを任意に組み合わせたもの等)を使用することができる。具体的には、例えば浸炭鋼SCM420やSCr420(JIS)などを挙げることができる。   There is no restriction | limiting in particular as said iron-type material, Not only high purity iron but various iron-type alloys (Nickel, copper, zinc, chromium, cobalt, molybdenum, lead, silicon, or titanium, and these are arbitrarily combined) Etc.) can be used. Specific examples include carburized steel SCM420 and SCr420 (JIS).

また、鉄系材料を用いる場合は、その表面硬さは、ロックウェル硬さで、Cスケールで、HRC45〜60であることが望ましい。この場合は、カムフォロワー部材のように700MPa程度の高面圧下の摺動条件においても、膜の耐久性を維持できるので有効である。   Moreover, when using an iron-type material, the surface hardness is Rockwell hardness and it is desirable that it is HRC45-60 in C scale. This case is effective because the durability of the film can be maintained even under sliding conditions under a high surface pressure of about 700 MPa as in a cam follower member.

上記アルミニウム系材料としては、特に制限はなく、高純度のアルミニウムだけでなく、各種のアルミニウム系合金を使用することができる。具体的には、例えばシリコン(Si)を4〜20%、銅(Cu)を1.0〜5.0%含む亜共晶アルミニウム合金又は過共晶アルミニウム合金等を用いることが望ましい。アルミニウム合金の好適例としては、例えばAC2A、AC8A、ADC12、ADC14(JIS)等を挙げることができる。   There is no restriction | limiting in particular as said aluminum-type material, Not only high purity aluminum but various aluminum-type alloys can be used. Specifically, for example, it is desirable to use a hypoeutectic aluminum alloy or a hypereutectic aluminum alloy containing 4 to 20% of silicon (Si) and 1.0 to 5.0% of copper (Cu). Preferable examples of the aluminum alloy include AC2A, AC8A, ADC12, ADC14 (JIS) and the like.

また、アルミニウム系材料を用いる場合は、その表面硬さが、ブリネル硬さHB80〜130であることが望ましい。アルミニウム系材料の表面硬さが上記範囲から外れるとHB80未満ではアルミニウム系材料が摩耗し易くなることがある。   Moreover, when using an aluminum-type material, it is desirable that the surface hardness is Brinell hardness HB80-130. If the surface hardness of the aluminum-based material is out of the above range, the aluminum-based material may be easily worn if it is less than HB80.

上記摺動部材(B)の構成材料である金属材料や非金属材料には、各種の薄膜コーティングを施すこともできる。
具体的には、例えば、上記鉄系材料、アルミニウム系材料、マグネシウム系材料又はチタン系材料等の表面に、窒化チタン(TiN)や窒化クロム(CrN)等の薄膜コーティングを施したものを挙げることができる。
Various thin film coatings can be applied to the metal material and non-metal material which are constituent materials of the sliding member (B).
Specifically, for example, the surface of the iron-based material, the aluminum-based material, the magnesium-based material, or the titanium-based material is coated with a thin film such as titanium nitride (TiN) or chromium nitride (CrN). Can do.

また、この場合は、コーティング面の表面硬さはマイクロビッカース硬さ(10g荷重)でHv1000〜3500、膜厚は0.3〜2.0μmであることが望ましい。表面硬さ及び厚さが上記範囲から外れるとHv1000未満、厚さ0.3μm未満では摩滅し易くなる。逆に、Hv3500、厚さ2.0μmを超えると剥離し易くなることがある。   In this case, the surface hardness of the coating surface is preferably microvickers hardness (10 g load) of Hv 1000 to 3500, and the film thickness is preferably 0.3 to 2.0 μm. When the surface hardness and thickness are out of the above ranges, it tends to wear out when the Hv is less than 1000 and the thickness is less than 0.3 μm. On the other hand, when the thickness exceeds Hv3500 and a thickness of 2.0 μm, it may be easily peeled off.

上述した摺動部材(A)(硬質炭素薄膜被覆後)及び摺動部材(B)の表面粗さRaは、摺動の安定性の面から、0.1μm以下、望ましくは0.08μm以下であることが良い。0.1μmを超えると局部的にスカッフィングを形成し、摩擦係数の大幅向上となることがある。   The surface roughness Ra of the sliding member (A) (after coating with the hard carbon thin film) and the sliding member (B) described above is 0.1 μm or less, preferably 0.08 μm or less from the viewpoint of sliding stability. It is good to be. When it exceeds 0.1 μm, scuffing is locally formed, and the friction coefficient may be greatly improved.

次に、本発明の低摩擦摺動機構で使用する潤滑油について説明する。
上記潤滑油は、すべり速度4.4m/s、ヘルツ圧0.53GPa及び油温100℃の条件下で測定された油膜厚さが95nm以下である基油を含むことを特徴とする。
かかる潤滑油を上述した摺動部材の摺動面に介在させることにより、摩擦係数及び摺動抵抗が低減され、例えばエンジンの燃費性能を向上できるという極めて優れた効果がもたらされる。
Next, the lubricating oil used in the low friction sliding mechanism of the present invention will be described.
The lubricating oil includes a base oil having an oil film thickness of 95 nm or less measured under conditions of a sliding speed of 4.4 m / s, a Hertz pressure of 0.53 GPa, and an oil temperature of 100 ° C.
By interposing such lubricating oil on the sliding surface of the above-described sliding member, the friction coefficient and sliding resistance are reduced, and for example, an extremely excellent effect that the fuel efficiency performance of the engine can be improved is brought about.

上記条件下の油膜厚さ測定方法において、油膜厚さが95nmを超える基油を用いた場合は、十分な低摩擦特性を発揮することは困難である。
なお、上記油膜厚さ測定方法としては、文献SAE TECHNICAL PAPER 961142の図1に記載されている方法が採用できる。
In the method for measuring the oil film thickness under the above conditions, when a base oil having an oil film thickness exceeding 95 nm is used, it is difficult to exhibit sufficient low friction characteristics.
In addition, as the said oil film thickness measuring method, the method described in FIG. 1 of literature SAE TECHNICICAL PAPER 961142 is employable.

上記潤滑油が含む基油としては、上記測定での油膜厚さを満たせば、特に限定されるものではなく、鉱油系潤滑油、合成油系潤滑油又はこれらの中から選ばれる2種以上の潤滑油を任意割合で混合したもの等が使用できる。例えば、鉱油系潤滑油、鉱油系潤滑油と芳香族分非含有合成油系潤滑油との混合油、芳香族分含有合成油系潤滑油と芳香族分非含有合成油系潤滑油との混合油等が挙げられる。また、代表的には、鉱油系潤滑油としては、溶剤精製油、溶剤脱ろう油、あるいは水素化分解油などが挙げられ、合成油系潤滑油としては、ポリ−α−オレフィンやアルキルナフタレン、アルキルベンゼン、ジトリデシルグルタレート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、及びジオクチルセバケート等のジエステル、並びにトリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンぺラルゴネート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、及びペンタエリスリトールぺラルゴネート等のポリオールエステルなどが挙げられる。   The base oil contained in the lubricating oil is not particularly limited as long as the oil film thickness measured in the above measurement is satisfied. Mineral oil-based lubricating oil, synthetic oil-based lubricating oil, or two or more kinds selected from these What mixed lubricating oil in arbitrary ratios etc. can be used. For example, mineral oil-based lubricating oil, mixed oil of mineral oil-based lubricating oil and non-aromatic synthetic oil-based lubricating oil, mixing of aromatic-containing synthetic oil and non-aromatic-containing synthetic oil-based lubricating oil Oil etc. are mentioned. Typically, mineral oil-based lubricants include solvent refined oils, solvent dewaxed oils, hydrocracked oils, etc., and synthetic oil-based lubricants include poly-α-olefins and alkylnaphthalenes, Diesters such as alkylbenzene, ditridecyl glutarate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, and dioctyl sebacate, and trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, and penta Examples thereof include polyol esters such as erythritol pelargonate.

また、更に低摩擦特性を高める観点から、上記潤滑油には、基油とともにサリシレート系清浄剤と無灰系摩擦調整剤を含めることができる。このときは、省燃費性に優れる摺動機構が得られるので有効である。
かかる潤滑油は、例えば、内燃機関の動弁系において、鉄鋼材料の基盤にDLCをコーティングした円盤状のシムやリフター冠面と、低合金チルド鋳鉄、浸炭鋼又は調質炭素鋼、及びこれらの任意の組合せに係る材料を用いたカムロブとの摺動面などに介在させるのが好適である。
Further, from the viewpoint of further improving the low friction characteristics, the lubricating oil can contain a salicylate detergent and an ashless friction modifier together with the base oil. This is effective because a sliding mechanism with excellent fuel efficiency can be obtained.
For example, in a valve train of an internal combustion engine, such a lubricating oil includes a disk-shaped shim or lifter crown coated with DLC on a base of steel material, low alloy chilled cast iron, carburized steel, tempered carbon steel, and these It is preferable to interpose on a sliding surface with a cam lobe using a material related to an arbitrary combination.

上記サリシレート系清浄剤としては、カルシウム塩やマグネシウム塩を使用するのが好ましい。また、全アルカリ価が50から400mgKOH/gのものが好ましい。
この理由は、アルキルサリシレートベリリウム塩とバリウム塩の場合は、内燃機関の燃焼による水分と潤滑油の酸化劣化によって形成される弱酸との反応により水溶性塩が生成される可能性があり、この塩は生物毒性の点で環境上好ましくないからある。また、ベリリウム塩の場合は炭酸ガスとの反応により生成される炭酸ベリリウムの結晶硬度が高いため、耐摩耗性を悪化させる懸念がある。それ以外の金属については、金属のコストが高く実用に供することは困難である。
As the salicylate detergent, it is preferable to use calcium salt or magnesium salt. A total alkali number is preferably 50 to 400 mgKOH / g.
This is because, in the case of alkyl salicylate beryllium salt and barium salt, a water-soluble salt may be generated by the reaction of moisture caused by combustion of the internal combustion engine and weak acid formed by oxidative degradation of the lubricating oil. This is because it is not environmentally preferable in terms of biotoxicity. In the case of beryllium salt, the crystal hardness of beryllium carbonate produced by the reaction with carbon dioxide gas is high, so there is a concern that the wear resistance is deteriorated. For other metals, the cost of the metal is high and it is difficult to put it to practical use.

また、上記サリシレート系清浄剤としては、特にアルキルベンゼンサリチル酸カルシウムを使用するのが好ましい。
このアルキルベンゼンサリチル酸カルシウムは、芳香族カルボン酸と原子番号12から56の間の周期律表第II族の金属との油溶性塩基性塩であり、全アルカリ価が12mgKOH/g以上に包括される潤滑剤である(例えば日本国特許第1271215号、第1031507号参照。)。
Further, as the salicylate detergent, it is particularly preferable to use calcium alkylbenzene salicylate.
This calcium alkylbenzene salicylate is an oil-soluble basic salt of an aromatic carboxylic acid and a metal of Group II of the periodic table between atomic numbers 12 to 56, and has a total alkali number of 12 mg KOH / g or more. (For example, refer to Japanese Patent Nos. 12712215 and 1031507.)

更に、上記サリシレート系清浄剤の添加量は、0.5〜10.0%であることが好ましい。また、より好ましくは1.0〜8.0%、特に好ましくは2.0〜5.0%であることが良い。
上記サリシレート系清浄剤の増量は、清浄性及び酸化安定性向上に効果がある一方、10.0%を越える配合ではコスト上昇に対して添加効果が低減することがある。また、多量の添加は潤滑油中の灰分の増加につながり、ピストンデポジットの生成量増加を引き起こすことから、10.0%以下が現実的である。また、0.5%未満では効果が期待できないため、0.5%以上とすることが良い。
Furthermore, it is preferable that the addition amount of the salicylate detergent is 0.5 to 10.0%. More preferably, it is 1.0 to 8.0%, particularly preferably 2.0 to 5.0%.
An increase in the amount of the salicylate-based detergent is effective for improving the cleanliness and oxidation stability, but if it exceeds 10.0%, the effect of addition may be reduced with an increase in cost. Further, since a large amount of addition leads to an increase in ash content in the lubricating oil and causes an increase in the amount of piston deposit produced, it is realistic that it is 10.0% or less. Moreover, since an effect cannot be anticipated if it is less than 0.5%, it is good to set it as 0.5% or more.

一方、上記無灰系摩擦調整剤としては、オレイル基を有する化合物を使用することが好ましい。
アルキルカルボン酸、アルキルカルボン酸エステル、アルキルアミン、アルキルアミド、アルキルエーテル等の無灰系摩擦調整剤は、アルキル基の長さが長いほど摩擦低減効果が大きいが、アルキル鎖長が長くなるに従い潤滑油への溶解度が低下してしまう。これに対してオレイル基を有する無灰系摩擦調整剤は、アルキル基の長さは摩擦低減作用を発揮するのに十分であり、尚且つその分子内に不飽和結合を含むので、潤滑油に対しての溶解性が他の無灰系摩擦調整剤に比べて高い。そのため摩擦低減効果の面から他の無灰系摩擦調整剤よりも有利である。
On the other hand, as the ashless friction modifier, a compound having an oleyl group is preferably used.
Ashless friction modifiers such as alkyl carboxylic acids, alkyl carboxylic acid esters, alkyl amines, alkyl amides, and alkyl ethers have a greater friction reduction effect as the alkyl group length increases, but lubrication as the alkyl chain length increases. Solubility in oil will decrease. On the other hand, the ashless friction modifier having an oleyl group has a sufficient length for the alkyl group to exert a friction reducing action, and further contains an unsaturated bond in the molecule. Solubility is higher than other ashless friction modifiers. Therefore, it is more advantageous than other ashless friction modifiers in terms of friction reduction effect.

また、上記無灰系摩擦調整剤は、摩擦低減効果の面から、エステル基を有する化合物を含むことが好ましい。
かかる化合物としては、例えば、グリセリンモノオレート、グリセリンジオレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンジオレートが挙げられる。
Moreover, it is preferable that the said ashless type | system | group friction modifier contains the compound which has an ester group from the surface of the friction reduction effect.
Examples of such compounds include glycerol monooleate, glycerol diolate, sorbitan monooleate, and sorbitan diolate.

更に、上記無灰系摩擦調整剤の添加量は、0.01〜5.0%であることが好ましい。また、より好ましくは0.05〜2.5%、特に好ましくは0.5〜2.5%であることが良い。
無灰系摩擦調整剤の増量は、省燃費性向上に効果がある一方、5.0%を越える配合ではコスト上昇に対して添加効果が低減することから、5.0%以下が現実的である。また、0.01%未満では効果が期待できないため、0.01%以上が良い。
Furthermore, the addition amount of the ashless friction modifier is preferably 0.01 to 5.0%. Further, it is more preferably 0.05 to 2.5%, particularly preferably 0.5 to 2.5%.
Increasing the amount of ashless friction modifier is effective for improving fuel economy, but if it exceeds 5.0%, the additive effect decreases with increasing cost, so 5.0% or less is realistic. is there. Moreover, since an effect cannot be expected if it is less than 0.01%, 0.01% or more is preferable.

なお、上述した潤滑油には、基油、清浄剤及び摩擦調整剤の他に、一般の潤滑油と同様に、耐摩耗剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、防錆剤、消泡剤等の各種添加剤を適宜添加することが有効である。   In addition to the base oil, the detergent, and the friction modifier, the lubricating oil described above includes an anti-wear agent, an ashless dispersant, an antioxidant, a viscosity index improver, a fluid, as well as a general lubricating oil. It is effective to appropriately add various additives such as a point depressant, a rust inhibitor, and an antifoaming agent.

上記耐摩耗剤としては、一般に配合されている亜鉛ジチオフォスフェート(ZnDTP)の他、特に本発明では、炭素数3から12のアルキル基を有し、そのアルコール残基が2級(Sec−ZnDTP)又は1級(Pri−ZnDTP)、若しくはそれらの混合物を配合することが望ましい。添加量は、りん元素量で0.03〜0.1%を配合することが望ましく、特にりん元素量で0.03〜0.08%がより望ましい。   As the antiwear agent, in addition to zinc dithiophosphate (ZnDTP) generally blended, in the present invention, in particular, the alkyl group having 3 to 12 carbon atoms and the alcohol residue thereof is secondary (Sec-ZnDTP). ) Or primary (Pri-ZnDTP) or a mixture thereof is desirable. The added amount is desirably 0.03 to 0.1% in terms of the amount of phosphorus element, and more preferably 0.03 to 0.08% in terms of the amount of phosphorus element.

上記無灰系分散剤としては、通常5〜10%の割合で配合し、その種類としては、例えば、ポリアルケニルこはく酸イミド、ポリアルケニルこはく酸エステルなどが挙げられる。また、これらの化合物のほう素化誘導体を配合することも可能である(例えば、日本国特許第1367796号、第1667140号、第1302811号、第1743435号参照。)。   As said ashless type | system | group dispersing agent, it mix | blends in the ratio of 5 to 10% normally, As a kind, polyalkenyl succinimide, polyalkenyl succinic acid ester etc. are mentioned, for example. Moreover, it is also possible to mix | blend the boronation derivative | guide_body of these compounds (for example, refer Japan patent 1336796, 1667140, 1302811, 1743435).

上記酸化防止剤としては、例えば、2−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4−メトキシフェノール、3−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エトキシフェノール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプト−オクチルアセテート、n−ドデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2′−エチルヘキシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、4,4′−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4′−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4′−シクロヘキシリデンビス(2,6−t−ブチルフェノール)、ヘキサメチレングリコールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製:Irganox L109)、2,2′−チオ−[ジエチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製:Irganox L115)、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製:Irganox L101)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(シェル・ジャパン社製:Ionox330)、ビス−[3,3′−ビス−(4′−ヒドロキシ−3′−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、2−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル−4−(2″,4″−ジ−t−ブチル−3″−ヒドロキシフェニル)メチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(2′−ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチル−ベンジル)−4−メチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤、p,p′−ジオクチル−ジフェニルアミン、p,p′−ジ−α−メチルベンジル−ジフェニルアミン、N−p−ブチルフェニル−N−p′−オクチルフェニルアミン、モノ−t−ブチルジフェニルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、ジ(2,4−ジエチルフェニル)アミン、ジ(2−エチル−4−ノニルフェニル)アミン、オクチルフェニル−1−ナフチルアミン、N−t−ドデシルフェニル−1−ナフチルアミン、1−ナフチルアミン、フェニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン、N−ヘキシルフェニル−2−ナフチルアミン、N−オクチルフェニル−2−ナフチルアミン、N,N′−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミン等のアミン系酸化防止剤、更にはモリブデンジチオカーバメートやモリブデンアルキルアミン塩等の有機モリブデン化合物等が挙げられ、これらを単独もしくは数種類組み合わせて使用できる。また、添加量は0.01〜5%が望ましく、特に0.1〜3%の割合で使用することが良い。   Examples of the antioxidant include 2-t-butylphenol, 2-t-butyl-4-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, 2,4-di-t-butylphenol, and 2,4. -Dimethyl-6-t-butylphenol, 2-t-butyl-4-methoxyphenol, 3-t-butyl-4-methoxyphenol, 2,6-di-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl -4-methylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methoxyphenol, 2,6-di-t-butyl-4-ethoxyphenol 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylmercapto-octyl acetate, n-dodecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propiyl 2'-ethylhexyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,6-di-t-butyl-α-dimethylamino-p-cresol, 4,4 ' -Methylenebis (2,6-di-t-butylphenol), 4,4'-bis (2,6-di-t-butylphenol), 2,2-bis (3,5-di-t-butyl-4-) Hydroxyphenyl) propane, 4,4'-cyclohexylidenebis (2,6-tert-butylphenol), hexamethylene glycol bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] ( Ciba Specialty Chemicals: Irganox L109), 2,2'-thio- [diethyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) pro ONATE] (manufactured by Ciba Specialty Chemicals: Irganox L115), tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) : Irganox L101), 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene (manufactured by Shell Japan: Ionox330), bis- [ 3,3′-bis- (4′-hydroxy-3′-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, 2- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) methyl- 4- (2 ″, 4 ″ -di-tert-butyl-3 ″ -hydroxyphenyl) methyl-6-tert-butylphenol, 2, Phenolic antioxidants such as bis (2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-methyl-benzyl) -4-methylphenol, p, p'-dioctyl-diphenylamine, p, p'-di -Α-methylbenzyl-diphenylamine, Np-butylphenyl-Np'-octylphenylamine, mono-t-butyldiphenylamine, monooctyldiphenylamine, di (2,4-diethylphenyl) amine, di (2- Ethyl-4-nonylphenyl) amine, octylphenyl-1-naphthylamine, Nt-dodecylphenyl-1-naphthylamine, 1-naphthylamine, phenyl-1-naphthylamine, phenyl-2-naphthylamine, N-hexylphenyl-2- Naphthylamine, N-octylphenyl-2-naphthylamine, N, Examples include amine antioxidants such as N'-diisopropyl-p-phenylenediamine and N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine, and organic molybdenum compounds such as molybdenum dithiocarbamate and molybdenum alkylamine salts. Can be used alone or in combination. Further, the addition amount is preferably 0.01 to 5%, particularly preferably 0.1 to 3%.

上記粘度指数向上剤としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン星状共重合体、ポリメタクリレート系、エチレン−プロピレン共重合体などが使用できる(例えば、日本国特許第954077号、第1031507号、第1468752号、第1764494号、第1751082号参照)。また、これらに窒素原子や酸素原子を分子中に含んだ極性モノマーを共重合させた分散型粘度指数向上剤も使用できる。これらは1〜20%の割合で添加できる。
また、上記流動点降下剤としては、例えば、ポリメタクリレート系などが使用できる(例えば、日本国特許第1195542号、第1264056号参照。)
更に、上記防錆剤としては、例えば、アルケニルこはく酸又はその部分エステル、ベンゾトリアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物などが使用できる。
更にまた、上記消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシクロヘキサン、ポリアクリレート等が使用できる。
As the viscosity index improver, for example, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene star copolymer, polymethacrylate, ethylene-propylene copolymer and the like can be used (for example, Japanese Patent No. 954077, No. 1031507, No. 1468752, No. 1764494, No. 1751082). In addition, a dispersion type viscosity index improver obtained by copolymerizing a polar monomer containing a nitrogen atom or an oxygen atom in the molecule can also be used. These can be added at a ratio of 1 to 20%.
Moreover, as said pour point depressant, a polymethacrylate type | system | group etc. can be used, for example (for example, refer Japan patent 1195542, 1264056).
Furthermore, as said rust preventive agent, alkenyl succinic acid or its partial ester, a benzotriazole type compound, a thiadiazole type compound etc. can be used, for example.
Furthermore, as said antifoamer, dimethyl polycyclohexane, polyacrylate, etc. can be used, for example.

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not limited to these Examples.

1.基油
表1に示す基油1〜5を用意した。
1. Base oils Base oils 1 to 5 shown in Table 1 were prepared.

Figure 2006199836
Figure 2006199836

これら基油について、すべり速度4.4m/s、ヘルツ圧0.53GPa及び油温100℃の条件下で、文献SAE TECHNICAL PAPER 961142の図1に記載されている方法により、油膜厚さを測定した。
また、ASTM D5481に規定されている試験法により、100℃高温高剪断粘度を測定した。
更に、JIS K2283に規定されている試験法により、100℃及び40℃の動粘度を測定した。
これらの測定結果を表1に示す。
For these base oils, the oil film thickness was measured by the method described in FIG. 1 of the document SAE TECHNIC PAPER 961142, under the conditions of a sliding speed of 4.4 m / s, a Hertz pressure of 0.53 GPa, and an oil temperature of 100 ° C. .
Further, the high-temperature high shear viscosity at 100 ° C. was measured by a test method defined in ASTM D5481.
Furthermore, the kinematic viscosities at 100 ° C. and 40 ° C. were measured by the test method specified in JIS K2283.
These measurement results are shown in Table 1.

2.潤滑油
表2に示すように、基油1〜5を各種添加剤と混合して、実施例1,2及び比較例1〜5で使用する潤滑油を調製した。
2. Lubricating oil As shown in Table 2, base oils 1 to 5 were mixed with various additives to prepare lubricating oils used in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5.

Figure 2006199836
Figure 2006199836

3.摺動機構の製作
表2に示すように、クロムモリブデン鋼製のリフタ−冠面に硬質炭素薄膜を成膜又はガス軟窒化処理した後、このリフター冠面と鋳鉄製のカムとで摺動面を構成し、この摺動面に上記潤滑油を介在させて、実施例1,2及び比較例1〜5の摺動機構を得た。
なお、硬質炭素薄膜は、リフタ−冠面に、PVDアークイオンプレーティング法により成膜し、水素原子が0.5原子%以下であり、且つヌープ硬度Hk=2170kg/mm2、Ry=0.03μm、厚さ0.5μmのDLC膜とした。
3. Fabrication of sliding mechanism As shown in Table 2, after a hard carbon thin film was formed on the crown surface of chromium molybdenum steel or gas soft nitriding, the sliding surface was formed by this lifter crown surface and cast iron cam. The sliding oils of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 were obtained by interposing the lubricating oil on the sliding surface.
The hard carbon thin film was formed on the lifter-crown surface by the PVD arc ion plating method, the hydrogen atoms were 0.5 atomic% or less, the Knoop hardness Hk = 2170 kg / mm2, and Ry = 0.03 μm. A DLC film having a thickness of 0.5 μm was obtained.

<省燃費性評価試験>
図1に示すフリクショントルク測定装置を用いて、実施例及び比較例で得た摺動機構を備えたエンジンの省燃費性を評価した。
直打式メカニカルタペット機構を動弁駆動方式とする3.0Lガソリンエンジンを試験エンジン1として用い、動力源である電気モータ3によりエンジン回転数をアイドル回転数から2400rpmまで制御し、潤滑油温80℃におけるフリクショントルクをフリクショントルク検出器2で計測することにより、当該摺動機構を備えたエンジンの省燃費性を評価した。
<Fuel saving evaluation test>
Using the friction torque measuring device shown in FIG. 1, the fuel efficiency of the engine provided with the sliding mechanism obtained in the example and the comparative example was evaluated.
A 3.0-liter gasoline engine with a direct-acting mechanical tappet mechanism as a valve drive system is used as the test engine 1, and the engine speed is controlled from an idle speed to 2400 rpm by an electric motor 3 as a power source. By measuring the friction torque at 0 ° C. with the friction torque detector 2, the fuel efficiency of the engine equipped with the sliding mechanism was evaluated.

省燃費性評価試験の結果として、比較例1を基準とした各エンジン回転数におけるフリクショントルク低減率を図2及び図3に示す。   As a result of the fuel efficiency evaluation test, the friction torque reduction rate at each engine speed based on Comparative Example 1 is shown in FIGS.

図2及び図3に示すように、本発明の好適実施形態である実施例1,2の摺動機構は、各回転数においてフリクショントルクが低減されており、摺動面の低摩擦特性が著しく向上していることがわかる。   As shown in FIGS. 2 and 3, in the sliding mechanisms of Examples 1 and 2, which are preferred embodiments of the present invention, the friction torque is reduced at each rotational speed, and the low friction characteristic of the sliding surface is remarkably high. It can be seen that it has improved.

省燃費性評価試験で使用したフリクショントルク測定装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the friction torque measuring apparatus used by the fuel-saving evaluation test. 比較例1を基準としたフリクショントルク低減率を示すグラフである。5 is a graph showing a friction torque reduction rate based on Comparative Example 1. 比較例1を基準としたフリクショントルク低減率を示すグラフである。5 is a graph showing a friction torque reduction rate based on Comparative Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 試験エンジン
2 フリクショントルク検出器
3 電気モータ
1 Test Engine 2 Friction Torque Detector 3 Electric Motor

Claims (10)

互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑油とで構成される低摩擦摺動機構であって、
上記摺動部材は、摺動面の少なくとも一部に硬質炭素薄膜が被覆され、該硬質炭素薄膜の水素含有量が20原子%以下であり、
上記潤滑油は、すべり速度4.4m/s、ヘルツ圧0.53GPa及び油温100℃の条件下で測定された油膜厚さが95nm以下である基油を含むことを特徴とする低摩擦摺動機構。
A low-friction sliding mechanism composed of sliding members that slide relative to each other and a lubricating oil interposed therebetween,
The sliding member is coated with a hard carbon thin film on at least a part of the sliding surface, and the hydrogen content of the hard carbon thin film is 20 atomic% or less,
The lubricating oil includes a base oil having an oil film thickness of 95 nm or less measured under conditions of a sliding speed of 4.4 m / s, a Hertz pressure of 0.53 GPa, and an oil temperature of 100 ° C. Moving mechanism.
上記硬質炭素薄膜の水素含有量が10原子%以下であることを特徴とする請求項1に記載の低摩擦摺動機構。   The low-friction sliding mechanism according to claim 1, wherein the hydrogen content of the hard carbon thin film is 10 atomic% or less. 上記硬質炭素薄膜の水素含有量が0.5原子%以下であることを特徴とする請求項1に記載の低摩擦摺動機構。   2. The low friction sliding mechanism according to claim 1, wherein the hydrogen content of the hard carbon thin film is 0.5 atomic% or less. 上記硬質炭素薄膜が実質的に水素を含まないことを特徴とする請求項1に記載の低摩擦摺動機構。   The low-friction sliding mechanism according to claim 1, wherein the hard carbon thin film does not substantially contain hydrogen. 上記摺動部材において、上記硬質炭素薄膜を被覆する前の該摺動部材の表面粗さが、Raで0.1μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の低摩擦摺動機構。   The sliding member according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface roughness of the sliding member before coating the hard carbon thin film is 0.1 μm or less in terms of Ra. The low friction sliding mechanism as described. すべり速度4.4m/s、ヘルツ圧0.53GPa及び油温100℃の条件下で測定された油膜厚さが95nm以下である上記基油が、全基油中5%以上を占めることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の低摩擦摺動機構。   The above base oil having an oil film thickness of 95 nm or less measured under conditions of a sliding speed of 4.4 m / s, a Hertz pressure of 0.53 GPa, and an oil temperature of 100 ° C. occupies 5% or more of the total base oil. The low friction sliding mechanism according to any one of claims 1 to 5. 上記潤滑油が、カルシウムサリシレート系清浄剤と無灰系摩擦調整剤を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の低摩擦摺動機構。   The low-friction sliding mechanism according to any one of claims 1 to 6, wherein the lubricating oil contains a calcium salicylate detergent and an ashless friction modifier. 上記カルシウムサリシレート系清浄剤の添加量が0.5〜10.0%であり、上記無灰系摩擦調整剤の添加量が0.01〜5.0%であることを特徴とする請求項7に記載の低摩擦摺動機構。   The addition amount of the calcium salicylate detergent is 0.5 to 10.0%, and the addition amount of the ashless friction modifier is 0.01 to 5.0%. A low friction sliding mechanism as described in 1. 上記無灰系摩擦調整剤がオレイル基を有する化合物であることを特徴とする請求項7又は8に記載の低摩擦摺動機構。   The low friction sliding mechanism according to claim 7 or 8, wherein the ashless friction modifier is a compound having an oleyl group. 上記無灰系摩擦調整剤がエステル基を有する化合物を含むことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1つの項に記載の低摩擦摺動機構。   The low friction sliding mechanism according to any one of claims 7 to 9, wherein the ashless friction modifier includes a compound having an ester group.
JP2005013464A 2005-01-21 2005-01-21 Low friction sliding mechanism Pending JP2006199836A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005013464A JP2006199836A (en) 2005-01-21 2005-01-21 Low friction sliding mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005013464A JP2006199836A (en) 2005-01-21 2005-01-21 Low friction sliding mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006199836A true JP2006199836A (en) 2006-08-03

Family

ID=36958126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005013464A Pending JP2006199836A (en) 2005-01-21 2005-01-21 Low friction sliding mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006199836A (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04236297A (en) * 1991-01-18 1992-08-25 Toyota Motor Corp Anti-seizing member
JPH11302846A (en) * 1998-04-24 1999-11-02 Nippon Itf Kk Production of hard carbon coated member
JP2001072986A (en) * 1999-09-03 2001-03-21 Nagasaki Prefecture Sliding member having thin carbon film coating and preparation thereof
JP2001192864A (en) * 1998-12-25 2001-07-17 Sumitomo Electric Ind Ltd Hard film and coated member
JP2001316686A (en) * 2000-04-28 2001-11-16 Shojiro Miyake Sliding member with hard carbon film
JP2005097553A (en) * 2003-08-22 2005-04-14 Nissan Motor Co Ltd Low-friction sliding member for gearless drive mechanism and gearless drive mechanism oil composition to be applied thereto
JP2006036850A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Idemitsu Kosan Co Ltd Lubricating oil composition

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04236297A (en) * 1991-01-18 1992-08-25 Toyota Motor Corp Anti-seizing member
JPH11302846A (en) * 1998-04-24 1999-11-02 Nippon Itf Kk Production of hard carbon coated member
JP2001192864A (en) * 1998-12-25 2001-07-17 Sumitomo Electric Ind Ltd Hard film and coated member
JP2001072986A (en) * 1999-09-03 2001-03-21 Nagasaki Prefecture Sliding member having thin carbon film coating and preparation thereof
JP2001316686A (en) * 2000-04-28 2001-11-16 Shojiro Miyake Sliding member with hard carbon film
JP2005097553A (en) * 2003-08-22 2005-04-14 Nissan Motor Co Ltd Low-friction sliding member for gearless drive mechanism and gearless drive mechanism oil composition to be applied thereto
JP2006036850A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Idemitsu Kosan Co Ltd Lubricating oil composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5058331B2 (en) Low friction sliding member
KR101003865B1 (en) Low-Friction Sliding Mechanism, Low-Friction Agent Composition and Method of Friction Reduction
JP4824406B2 (en) System having DLC contact surface, method of lubricating the system, and lubricating oil for the system
JP5773365B2 (en) Fuel-saving lubricating oil composition for internal combustion engines
JP5057603B2 (en) Lubricating oil composition for internal combustion engines
WO2012073717A1 (en) Sliding structural members
WO2011034026A1 (en) Lubricant composition and sliding mechanism using the lubricant composition
JP5463108B2 (en) Lubricating oil composition
JP2005089735A (en) Sliding member
JP4824407B2 (en) System having DLC contact surface, method of lubricating the system, and lubricating oil for the system
WO2016114401A1 (en) Lubricating oil composition
JP4234979B2 (en) Fuel-saving lubricating oil composition for internal combustion engines
JP2004353456A (en) Combination of low friction sliding cam followers and lubricating oil composition used for the combination
JP2006199857A (en) Gasoline engine oil composition excellent in low fuel expense
JP4915891B2 (en) Low friction sliding member
JP2004347053A (en) Hard carbon coating sliding member
JP2006199836A (en) Low friction sliding mechanism
CA2531433C (en) Lubricating oil composition having improved oxidation stability at high temperatures
JP2006306938A (en) Low friction slide member
JP6832213B2 (en) Lubricating oil composition and sliding mechanism using it
JP5561546B2 (en) Sliding mechanism
JP2018172507A (en) Lubricating oil composition and sliding mechanism using the same
JP2005061219A (en) Valve for engine
JP2005061238A (en) Valve device for engine
US20140315770A1 (en) Lubricating composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071221

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20110608

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110816

A02 Decision of refusal

Effective date: 20111207

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02