JP2007303622A - 摺動部材 - Google Patents

Abstract

【課題】低温から高温にわたって摺動部材の摩擦係数を低下させることができる摺動部材を提供する。
【解決手段】潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材１は、前記相手部材と摺接する摺接面５に前記潤滑油を溜める油溜用凹部１０を備え、該油溜用凹部は、温度の上昇に伴って前記油溜用凹部の容積が小さくなるように構成されている。前記油溜用凹部は、前記摺動部材を構成する母材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料３０を前記摺接面に設けられた下穴２０に前記摺接面から凹状に窪んだ状態で埋設することにより形成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材に関する。

例えば自動車用エンジンに用いられるピストンリング及びシリンダライナなど多くの機械部品の摺動部に使用される摺動部材は、潤滑油を介して相手部材と摺接されることが多い。例えばシリンダライナなどの摺動部材では、摺動抵抗の低下、焼付きの防止あるいは摺動部に発生する熱の除去等のために、摺動部材と相手部材との間に潤滑油が供給されている。

このように、潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材においては、相手部材と摺接する摺接面に潤滑油を溜める油溜用凹部を形成し該油溜用凹部に潤滑油を保持して摩擦抵抗を低下させることが知られている。例えば特許文献１には、摺接面に形成された微小くぼみの面積割合を規定する機械部品の摺接面構造が開示され、例えば特許文献２には、摺接面に設けられた微細な凹部の断面形状が摺動方向前端のみ略直角な壁面を有する略直角三角形状である摺動部材が開示されている。
特開２００５ー２４０５０号公報 特開２００５ー２４９１９４号公報

しかし、前記特許文献１及び特許文献２では、摺動部材の摺接面に形成された油溜用凹部について潤滑油の特性を充分に考慮して形成されているものではない。すなわち、潤滑油は、温度の上昇に伴ってその粘度が一般に低下するが、この潤滑油の粘度−温度特性を考慮して形成されているものではない。

本願発明者等は、種々の試験研究を重ねた結果、摺動部材の摺接面に設けられた油溜用凹部について、潤滑油の温度が低い場合には油溜用凹部の容積が大きいほうが摺動部材の摩擦抵抗を下げる効果があり、潤滑油の温度が高い場合には油溜用凹部の容積が小さいほうが摺動部材の摩擦抵抗を下げる効果があることを見出した。

かかる知見に基づいて、潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材において、該摺動部材が低温から高温にわたって使用される際に、摺接面に形成された油溜用凹部の容積を温度に応じて変化させることができれば、低温から高温にわたって摺動部材の摩擦抵抗を低下させることができると考えられる。

そこで、この発明は、潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材において、摺接面に形成された油溜用凹部の容積を温度に応じて変化させ、低温から高温にわたって摺動部材の摩擦係数を低下させることができる摺動部材を提供することを目的とする。

このため、本願の請求項１に係る摺動部材は、潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材であって、前記相手部材と摺接する摺接面に前記潤滑油を溜める油溜用凹部を備え、該油溜用凹部は、温度の上昇に伴って前記油溜用凹部の容積が小さくなるように構成されていることを特徴としたものである。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記油溜用凹部は、前記摺動部材を構成する母材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料を前記摺接面に設けられた下穴に前記摺接面から凹状に窪んだ状態で埋設することにより形成されていることを特徴としたものである。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記摺接面に設けられた下穴に埋設される材料の線膨張係数が、前記摺動部材を構成する母材の線膨張係数の２倍以上であることを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明において、前記摺動部材を構成する母材が、鋼材、鋳鉄材又はアルミニウム合金材であり、前記摺接面に設けられた下穴に埋設される材料が、樹脂材であることを特徴としたものである。

潤滑油の粘度に応じた油溜用凹部の容積の最適値が存在する理由は必ずしも明らかになっていないが、以下のメカニズムを推察している。
本願の請求項１に係る摺動部材によれば、油溜用凹部は、温度の上昇に伴って油溜用凹部の容積が小さくなるように構成されることにより、温度の上昇に伴って粘度が低下する潤滑油を、温度の上昇に伴って油溜用凹部から摺接面に流出させることができ、低温から高温にわたって摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。
すなわち、高温時には、低温時に比して油溜用凹部の容積を小さくすることで、低温時に比して粘度の小さい潤滑油を油溜用凹部から摺接面に流出させ、摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。一方、低温時には、高温時に比して油溜用凹部の容積を大きくすることで、高温時に比して粘度の大きい潤滑油が油溜用凹部から摺接面に流出することを抑制し、潤滑油が高粘度であるが故の抵抗を下げ、摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。

また、本願の請求項２の発明によれば、油溜用凹部は、摺動部材を構成する母材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料を摺接面に設けられた下穴に摺接面から凹状に窪んだ状態で埋設して形成されることにより、複雑な機構を用いることなく、材料の特性、具体的には材料の線膨張係数を利用して、比較的簡便に前記効果を奏することができる。

更に、本願の請求項３の発明によれば、摺接面に設けられた下穴に埋設される材料の線膨張係数が、摺動部材を構成する母材の線膨張係数の２倍以上であることにより、温度の上昇に伴って油溜用凹部の容積を確実に小さくすることができ、前記効果を確実に奏することができる。

また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、摺動部材を構成する母材が、鋼材、鋳鉄材又はアルミニウム合金材であり、摺接面に設けられた下穴に埋設される材料が、樹脂材であることにより、前記効果を有効に実現し得る、摺動部材を構成する母材と該摺動部材の摺接面に設けられた下穴に埋設される材料との組み合わせを特定することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態では、ピンオンディスク式摩擦試験を用いて本実施形態に係る摺動部材の摩擦特性を評価した。図１は、ピンオンディスク式摩擦試験に用いるディスク及びピンを模式的に示す平面説明図である。図１に示すように、前記摩擦試験では、試験片として、円盤状に形成されたディスク１と、該ディスク１上に配置された３個の円柱状のピン２とが用いられる。該ピン２は、ディスク１の中心軸Ｘの周囲においてそれぞれ１２０度の等間隔で配置されている。なお、ディスク１及びピン２の材料としてはともに鋼材を用いた。

前記摩擦試験では、固定されたディスク１上に配置されたピン２がそれぞれ、ディスク１の表面５に所定の加圧力で加圧されながらディスク１の中心軸Ｘを中心として回転されることにより、ディスク１とピン２との間の摩擦特性を評価することができる。本実施形態では、ディスク１とピン２とが摺接するディスク１の表面５に潤滑油（不図示）を供給し、潤滑油を介してピン２と摺接するディスク１の摩擦特性を評価した。

前記摩擦試験に用いた試験片の形状及び材質を以下に示す。
Ａ）摩擦試験に用いた試験片の形状及び材質
・ピン ：φ１０ｍｍ円柱×３個
・ディスク：φ６０ｍｍ円盤
・ピン及びディスクの材質：Ｓ２５Ｃ（鋼）

図２は、図１におけるＡ部を拡大した拡大平面説明図である。図２に示すように、本実施形態に係る摺動部材としてのディスク１の表面５には、ディスク１とピン２とが摺接する際に潤滑油を溜める油溜用凹部１０が形成されている。該油溜用凹部１０は、後述するように、円状に形成されるとともにディスク１の表面５から凹状に窪んで形成されている。

前記油溜用凹部１０は、図２に示すように、ディスク１の表面５において横方向（図２におけるＹ方向）及び縦方向（図２におけるＺ方向）にそれぞれ互い違いに設けられており、横方向及び縦方向においてそれぞれ所定の間隔Ｌ_１を隔てて設けられている。なお、本実施形態では、油溜用凹部１０の直径が１ｍｍに設定され、間隔Ｌ_１が２ｍｍに設定されており、ディスク１の表面５における油溜用凹部１０の面積率が９．８％である。

次に、本実施形態に係る摺動部材としてのディスク１の表面５に設けられる油溜用凹部１０の作製方法について図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る摺動部材に設けられる油溜用凹部の作製工程を示す説明図である。なお、図３では、ディスク１に形成された１つの油溜用凹部１０についてのみ示す。

図３の（ａ）は、ディスク１の表面５に下穴２０が形成された状態を示す説明図である。図３の（ａ）に示すように、先ず、本実施形態に係る摺動部材としてのディスク１に、例えばＮＣボール盤等によって所定の下穴深さＤ_１までドリル加工を行ない、ディスク１の表面５に略円柱状の下穴２０を形成する。この下穴２０は、円柱状に形成されるとともにその先端側がドリル形状に応じて円錐状に形成されている。

前記ディスク１の表面５に下穴２０が形成されると、該下穴２０に対して樹脂材を擦り込ませる。図３の（ｂ）は、前記ディスク１に形成された下穴２０に樹脂材が擦り込まれる状態を示す説明図である。図３の（ｂ）に示すように、ディスク１の表面５に形成された下穴２０に対して、２５０℃に加熱溶融された樹脂材３０をディスク１の表面５から擦り込ませる。なお、下穴２０に樹脂材３０が擦り込まれる際には、下穴２０内に気体が残存する、あるいは樹脂材３０内に気泡が存在する場合がある。

そこで、ディスク１に形成された下穴２０に樹脂材３０が擦り込まれると、ディスク１に対して脱気処理を行う。図３の（ｃ）は、前記ディスク１に対して脱気処理が行われた状態を示す説明図である。下穴２０に樹脂材３０が擦り込まれた状態にあるディスク１を真空加熱炉において２５０℃に加熱して脱気処理を行う。この脱気処理によって、図３の（ｃ）に示すように下穴２０内に樹脂材３０が埋め込まれ、下穴２０内に残存する気体や樹脂材３０内に存在する気泡が取り除かれる。

ディスク１の下穴２０に樹脂材３０が埋め込まれると、次に、所定の加熱温度Ｔ_１にディスク１を加熱した状態で樹脂材３０を平坦に加工する。図３の（ｄ）は、前記ディスク１に埋め込まれた樹脂材３０が所定の加熱温度Ｔ_１で加工された状態を示す説明図である。脱気処理後のディスク１を所定の加熱温度Ｔ_１に加熱した状態で、下穴２０に埋め込まれた樹脂材３０を平坦に加工し、図３の（ｄ）に示すように、樹脂材３０の表面３５がディスク１の表面５と面一になるように加工する。

そして、加熱温度Ｔ_１で樹脂材３０の表面３５がディスク１の表面５と面一になるように加工されると、ディスク１を加熱温度Ｔ_１から冷却する。図３の（ｅ）は、前記ディスク１が加熱温度Ｔ_１から冷却された状態を示す説明図である。ディスク１を加熱温度Ｔ_１から冷却すると、ディスク１の表面５と面一になるように加工された樹脂材３０の表面３５が、図３の（ｅ）に示すようにディスク１の表面５から凹状に湾曲して窪み、深さＤ_２を有する油溜用凹部１０が形成される。

前記油溜用凹部１０は、加熱温度Ｔ_１から冷却される際に、ディスク１を構成する鋼材と樹脂材３０との線膨張係数の差に基づいて形成され、ディスク１を構成する鋼材の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する樹脂材３０を用いることにより形成される。また、油溜用凹部１０は、加熱温度Ｔ_１から温度が低下するにつれてその深さＤ_２が大きくなる。すなわち、油溜用凹部１０は、加熱温度Ｔ_１より低い温度では、温度の上昇に伴ってその深さＤ_２が小さくなるように形成されている。

このようにして、ディスク１の表面５に潤滑油を溜める油溜用凹部１０が設けられ、該油溜用凹部１０は、温度の上昇に伴って油溜用凹部１０の深さＤ_２が小さくなるように、すなわち油溜用凹部１０の容積が小さくなるように構成される。また、前記油溜用凹部１０は、ディスク１を構成する母材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材３０を下穴２０にディスク１の表面５から凹状に窪んだ状態で埋設することにより形成される。

本実施形態では、下穴２０に埋め込まれる樹脂材３０として、実施例１ではポリプロピレン（ＰＰ）を用い、実施例２ではフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）を用いた。また、ディスク１を構成する母材としては、上述したように実施例１及び実施例２ともに鋼材を用いた。実施例１及び実施例２について、ディスクを構成する母材と樹脂材の材質及びその線膨張係数並びにその成形条件等を以下の表１に示す。なお、樹脂材の加工温度とは、ディスク１の下穴２０に埋め込まれた樹脂材３０を加工する際の加熱温度Ｔ_１を表す。

また、比較例として、ディスク１に油溜用凹部を設けないもの（比較例１）と、ディスク１に所定の深さを有する油溜用凹部を設けたもの（比較例２及び比較例３）を作製した。図４は、比較例として用いたディスクの断面構造を示す断面説明図であり、図４の（ａ）は、比較例１のディスクの断面構造を示す断面説明図、図４の（ｂ）は、比較例２及び比較例３のディスクの断面構造を示す断面説明図である。

図４の（ａ）に示すように、ディスク４０の表面４５に油溜用凹部が形成されていないディスク４０を比較例１として用いた。また、図４の（ｂ）に示すように、ディスク５０の表面５５に円柱状に窪む油溜用凹部５２をフォトエッチングにより形成したディスク５０を比較例２及び比較例３として用いた。比較例２及び比較例３では、油溜用凹部５２の直径を１ｍｍに設定し、比較例２では油溜用凹部５２の深さＤ_３を６μｍに設定し、比較例３では油溜用凹部５２の深さＤ_３を１１μｍに設定した。なお、比較例として用いたディスク４０、５０の材料としては鋼材を用いた。

以上のようにして得られたディスクについて、ピンオンディスク式摩擦試験を用いて、潤滑油を介してピン２と摺接する前記ディスクの摩擦特性を評価する試験を行った。ピンオンディスク式摩擦試験に用いた試験条件等を以下に示す。なお、試験温度については、供給される潤滑油の温度を試験温度として試験温度２５℃及び９０℃で行った。
Ｂ）ピンオンディスク式摩擦試験に用いた試験条件等
・面圧 ：１０ＭＰａ （荷重 ２３５６Ｎ）
・摺速 ：０．５ｍ／ｓ（回転速度 ２３９ｒｐｍ）
・摩擦軌跡の中心直径：４０ｍｍ
・潤滑油 ：タービン油 （給油量 ５００ｍｌ／ｍｉｎ）
・試験温度：２５℃、９０℃

図５は、ピンオンディスク式摩擦試験の試験結果を示すグラフである。図５では、試験温度を横軸にとり、摩擦係数を縦軸にとって表示している。なお、図５では、比較例１を□印で表し、比較例２を×印で表し、比較例３を○印で表し、実施例１を◆印で表し、実施例２を▲印で表している。

図５に示すように、潤滑油を介してピンと摺接するディスクの摩擦特性について、ディスクに油溜用凹部を設けない比較例１が、試験温度２５℃及び９０℃においてともに最も摩擦係数が高くなっている。これに対し、ディスクに所定の大きさを有する油溜用凹部を設けた比較例２及び比較例３では、比較例１に比して試験温度２５℃及び９０℃においてともに摩擦係数が低くなっている。

また、比較例２及び比較例３に関して、試験温度２５℃では、比較例２に比してディスクに設けられる油溜用凹部の容積が大きい比較例３が、比較例２に比して摩擦係数が低くなっており、試験温度９０℃では、比較例３に比してディスクに設けられる油溜用凹部の容積が小さい比較例２が、比較例３に比して摩擦係数が低くなっている。

このことは、上述したように、摺動部材であるディスクの摺接面に設けられた油溜用凹部について、潤滑油の温度が低い場合には油溜用凹部の容積が大きいほうが摺動部材の摩擦抵抗を下げる効果があり、潤滑油の温度が高い場合には油溜用凹部の容積が小さいほうが摺動部材の摩擦抵抗を下げる効果があることを示している。

これに対し、実施例１は、比較例１、比較例２及び比較例３に比して試験温度２５℃及び９０℃においてともに摩擦係数が低くなっている。また、実施例２においても、比較例１、比較例２及び比較例３に比して試験温度２５℃及び９０℃においてともに摩擦係数が低くなっている。更に、実施例２は、実施例１よりも試験温度２５℃及び９０℃においてともに摩擦係数が低くなっている。

このように、潤滑油を介してピン２と摺接するディスク１において、該ディスク１に設けられる油溜用凹部１０を、温度の上昇に伴って油溜用凹部１０の容積が小さくなるように構成することにより、低温から高温にわたってディスク１の摩擦係数を低下させることができる。

また、本実施形態では、実施例１及び実施例２のディスク１に設けられた油溜用凹部１０について、試験温度２５℃及び９０℃における油溜用凹部１０の穴の深さを算出した。具体的には、試験温度２５℃又は９０℃において油溜用凹部１０の形状を測定し、測定された油溜用凹部１０の形状から算出される油溜用凹部の容積と同一容積を有する円柱に換算して、油溜用凹部１０の穴の深さを算出した。

図６は、油溜用凹部１０の穴の深さの算出方法を模式的に示す説明図である。図６の（ａ）は、油溜用凹部１０の形状測定を示す説明図である。ディスク１に設けられた油溜用凹部１０の穴の深さの算出に際し、先ず、試験温度２５℃又は９０℃にディスク１を保持した状態で、形状測定手段６０を用いてディスク１の下穴２０に埋め込まれた樹脂材３０の表面３５を形状測定した。

図６の（ｂ）は、油溜用凹部１０の形状を示す説明図である。形状測定手段６０によって形状測定された樹脂材３０の表面３５とディスク１の表面５とから形作られる油溜用凹部１０は、図６の（ｂ）に示すように球の一部を切り取った形状をしており、その直径がＬ_２でありその深さがＤ_２である。なお、上記直径Ｌ_２は１ｍｍに設定されている。

図６の（ｃ）は、油溜用凹部１０の形状から算出される前記油溜用凹部１０の容積と同一容積を有する円柱を示す説明図である。形状測定手段６０によって形状測定された油溜用凹部１０についてその容積を算出し、図６の（ｃ）に示すように、油溜用凹部１０の容積と同一容積を有しその直径がＬ_２である円柱１５に置き換えることにより、円柱の高さ、すなわち油溜用凹部１０の穴の深さＤ_４を算出した。

図７は、油溜用凹部１０の穴の深さと温度との関係を示すグラフである。図７では、温度を横軸にとり、上記算出した油溜用凹部１０の穴の深さＤ_４を縦軸にとって表示しており、実施例１を◆印で表し、実施例２を□印で表している。なお、比較例２及び比較例３における油溜用凹部の深さＤ_３を二点鎖線により示している。

図７に示すように、実施例１においては、ディスク１に設けられた油溜用凹部１０の穴の深さＤ_４が、試験温度２５℃では約１１μｍであり、試験温度９０℃では約６μｍであり、温度の上昇に伴って小さくなっている。また、実施例２においては、油溜用凹部１０の穴の深さＤ_４が、試験温度２５℃では約１３μｍであり、試験温度９０℃では約４μｍであり、温度の上昇に伴って小さくなっている。即ち、実施例１及び実施例２では、温度上昇に伴って油溜用凹部１０の容積が小さくなっていることが分かる。

図７において、実施例１及び実施例２についてそれぞれ、温度２５℃及び９０℃における油溜用凹部の穴の深さＤ_４を結ぶ直線を横軸まで延長すると、実施例１では約１６０℃で横軸と交わり、実施例２では約１２０℃で横軸と交わる。このことは、加熱温度Ｔ_１、すなわち実施例１では１６０℃、実施例２では１２０℃に加熱した状態で樹脂材３０の表面３５がディスク１の表面５と面一になるように加工されたことを表している。

本実施形態では、摺動部材としてのディスク１を構成する母材として鋼材が用いられ、樹脂材３０としてポリプロピレン又はフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられているが、摺動部材を構成する母材として鋳鉄又はアルミニウム合金を用いるようにしてもよく、また、樹脂材としてその他のナイロン等を用いることも可能である。摺動部材を構成する母材及び樹脂材についてその材質及びその線膨張係数を以下の表２に示す。

表２に示すように、その他のナイロン等としては、線膨張係数が５０〜１００×１０^−６／℃の範囲のものが使用可能である。また、ディスク１を構成する母材の線膨張係数に対する樹脂材の線膨張係数としては、母材としてアルミニウム合金を用い樹脂材としてその他のナイロン等を用いた場合を含め少なくとも２倍以上として設定可能である。

また、本実施形態に係る摺動部材として、ピンオンディスク摩擦試験用のディスク１について記述しているが、例えばシリンダライナやカムなど、機械部品の摺動部に用いられるその他の摺動部材においても、温度の上昇に伴って油溜用凹部の容積が小さくなる油溜用凹部を前記摺動部材に設けることにより、低温から高温にわたって摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。なお、本実施形態では、ディスク１が摺動部材に相当し、ピン２が相手部材に相当し、ディスク１の表面５が、潤滑油を介して相手部材と摺接する摺接面に相当する。

潤滑油の粘度に応じた油溜用凹部の容積の最適値が存在する理由は必ずしも明らかになっていないが、以下のメカニズムを推察している。
このように、本実施形態に係る摺動部材１によれば、油溜用凹部１０は、温度の上昇に伴って油溜用凹部１０の容積が小さくなるように構成されることにより、温度の上昇に伴って粘度が低下する潤滑油を、温度の上昇に伴って油溜用凹部から摺接面に流出させることができ、低温から高温にわたって摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。
すなわち、高温時には、低温時に比して油溜用凹部の容積を小さくすることで、低温時に比して粘度の小さい潤滑油を油溜用凹部から摺接面に流出させ、摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。一方、低温時には、高温時に比して油溜用凹部の容積を大きくすることで、高温時に比して粘度の大きい潤滑油が油溜用凹部から摺接面に流出することを抑制し、潤滑油が高粘度であるが故の抵抗を下げ、摺動部材の摩擦係数を低下させることができる。

また、油溜用凹部１０は、摺動部材１を構成する母材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料３０を摺接面５に設けられた下穴２０に摺接面５から凹状に窪んだ状態で埋設して形成されることにより、複雑な機構を用いることなく、材料の特性、具体的には材料の線膨張係数を利用して、比較的簡便に前記効果を奏することができる。

更に、摺接面５に設けられた下穴２０に埋設される材料３０の線膨張係数が、摺動部材１を構成する母材の線膨張係数の２倍以上であることにより、温度の上昇に伴って油溜用凹部の容積を確実に小さくすることができ、前記効果を確実に奏することができる。

また更に、摺動部材１を構成する母材が、鋼材、鋳鉄材又はアルミニウム合金材であり、摺接面５に設けられた下穴２０に埋設される材料が、樹脂材であることにより、前記効果を有効に実現し得る、摺動部材を構成する母材と該摺動部材の摺接面に設けられた下穴に埋設される材料との組み合わせを特定することができる。
なお、摺動部材の摺接面に設けられた下穴に埋設される材料として樹脂材を用いることにより、樹脂材の弾性を利用し、摺動部材が相手部材と摺動する際に油溜用凹部に流入される潤滑油を該油溜用凹部から動的に流出させる効果も得ることができると考えられる。

本実施形態では、ディスク１の表面５にドリル加工によって下穴２０が形成され、該下穴２０に樹脂材３０を埋設してディスク１に油溜用凹部１０が形成されているが、温度の上昇に伴ってその容積を小さくするように構成されるその他の油溜用凹部をディスク１に設けることも可能である。また、油溜用凹部１０は、略円状に形成されているが、これに限定されるものではなく、矩形状などその他の形状であってもよい。

以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、低温から高温にわたって摺動部材の摩擦係数を低下させることができる摺動部材であり、例えば内燃機関において低摩擦及び耐摩耗が要求されるシリンダライナの内周面あるいは動弁系部品等において有利に利用可能である。

ピンオンディスク式摩擦試験に用いるディスク及びピンを模式的に示す平面説明図である。 図１におけるＡ部を拡大した拡大平面説明図である。 前記ディスクに設けられる油溜用凹部の作製工程を示す説明図である。 比較例として用いたディスクの断面構造を示す断面説明図である。 ピンオンディスク式摩擦試験の試験結果を示すグラフである。 油溜用凹部の穴の深さの算出方法を模式的に示す説明図である。 油溜用凹部の穴の深さと温度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ディスク
２ ピン
５ ディスクの表面
１０ 油溜用凹部
２０ 下穴
３０ 樹脂材

Claims (4)

1. 潤滑油を介して相手部材と摺接する摺動部材であって、
   前記相手部材と摺接する摺接面に前記潤滑油を溜める油溜用凹部を備え、
   該油溜用凹部は、温度の上昇に伴って前記油溜用凹部の容積が小さくなるように構成されている、
   ことを特徴とする摺動部材。
2. 請求項１に記載の摺動部材において、
   前記油溜用凹部は、前記摺動部材を構成する母材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料を前記摺接面に設けられた下穴に前記摺接面から凹状に窪んだ状態で埋設することにより形成されていることを特徴とする摺動部材。
3. 請求項２に記載の摺動部材において、
   前記摺接面に設けられた下穴に埋設される材料の線膨張係数が、前記摺動部材を構成する母材の線膨張係数の２倍以上であることを特徴とする摺動部材。
4. 請求項２又は３に記載の摺動部材において、
   前記摺動部材を構成する母材が、鋼材、鋳鉄材又はアルミニウム合金材であり、
   前記摺接面に設けられた下穴に埋設される材料が、樹脂材である、
   ことを特徴とする摺動部材。

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