JP2704799B2 - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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- JP2704799B2 JP2704799B2 JP18704791A JP18704791A JP2704799B2 JP 2704799 B2 JP2704799 B2 JP 2704799B2 JP 18704791 A JP18704791 A JP 18704791A JP 18704791 A JP18704791 A JP 18704791A JP 2704799 B2 JP2704799 B2 JP 2704799B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は摺動部材、特に、相手部
材との摺動面を持つ表面層を備えた摺動部材に関する。
材との摺動面を持つ表面層を備えた摺動部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種摺動部材として、前記表面
層をＰｂ−Ｓｎ系合金より構成したすべり軸受が知られ
ている（特開昭５６−９６０８８号公報参照）。
層をＰｂ−Ｓｎ系合金より構成したすべり軸受が知られ
ている（特開昭５６−９６０８８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種すべり軸受は、
エンジンにおけるクランクシャフトのジャーナル部、コ
ンロッドの大端部等に適用されているが、エンジンが高
速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下では、従来
のすべり軸受は、その表面層のオイル保持性、つまり保
油性が十分でなく、また初期なじみ性も悪く、その上硬
度Ｈｍｖも７≦Ｈｍｖ≦１３といったように低いため耐
焼付き性および耐摩耗性が乏しいという問題がある。
エンジンにおけるクランクシャフトのジャーナル部、コ
ンロッドの大端部等に適用されているが、エンジンが高
速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下では、従来
のすべり軸受は、その表面層のオイル保持性、つまり保
油性が十分でなく、また初期なじみ性も悪く、その上硬
度Ｈｍｖも７≦Ｈｍｖ≦１３といったように低いため耐
焼付き性および耐摩耗性が乏しいという問題がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、表面層の構造を特定
することにより、その表面層に十分な保油性を持たせ、
また表面層の初期なじみ性を良好にし、さらに硬度Ｈｍ
ｖを向上させ、これにより表面層の耐焼付き性および耐
摩耗性を向上させた前記摺動部材を提供することを目的
とする。
することにより、その表面層に十分な保油性を持たせ、
また表面層の初期なじみ性を良好にし、さらに硬度Ｈｍ
ｖを向上させ、これにより表面層の耐焼付き性および耐
摩耗性を向上させた前記摺動部材を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、相手部材との
摺動面を持つ表面層を備えた摺動部材において、前記表
面層はＰｂ合金より構成され、また前記摺動面に沿う仮
想面より突出して前記摺動面を形成する複数の角錐体状
結晶を有し、それら角錐体状結晶は配向方向（ｈ００）
を持ち、前記摺動面における前記角錐体状結晶の面積率
ＡはＡ≧５０％であり、また前記角錐体状結晶の頂点と
底面中央部を通る直線が、前記仮想面に垂直な基準線に
対してなす傾き角をθとしたとき、前記角錐体状結晶の
傾き角θは、０°≦θ≦３０°であり、さらに前記角錐
体状結晶の硬度Ｈｍｖが１５≦Ｈｍｖ≦３０であること
を特徴とする。
摺動面を持つ表面層を備えた摺動部材において、前記表
面層はＰｂ合金より構成され、また前記摺動面に沿う仮
想面より突出して前記摺動面を形成する複数の角錐体状
結晶を有し、それら角錐体状結晶は配向方向（ｈ００）
を持ち、前記摺動面における前記角錐体状結晶の面積率
ＡはＡ≧５０％であり、また前記角錐体状結晶の頂点と
底面中央部を通る直線が、前記仮想面に垂直な基準線に
対してなす傾き角をθとしたとき、前記角錐体状結晶の
傾き角θは、０°≦θ≦３０°であり、さらに前記角錐
体状結晶の硬度Ｈｍｖが１５≦Ｈｍｖ≦３０であること
を特徴とする。
【０００６】
【実施例】図１，図２において、摺動部材としてのすべ
り軸受１は、エンジンにおけるクランクシャフトのジャ
ーナル部、コンロッドの大端部等に適用されるもので、
第１および第２半体１1 ，１2 よりなる。両半体１1 ，
１2 は同一構造を有し、基板２と、その基板２の内周面
側に形成されて相手部材ｘとの摺動面３ａを持つ表面層
３とを備えている。基板２は裏金２1 と、その裏金２1
に形成されて表面層３を支持するライニング層２2 とを
有する。裏金２1 およびライニング層２2 間にはＣｕメ
ッキ層が、またライニング層２2 および表面層３間には
Ｎｉメッキバリヤ層がそれぞれ必要に応じて設けられ
る。
り軸受１は、エンジンにおけるクランクシャフトのジャ
ーナル部、コンロッドの大端部等に適用されるもので、
第１および第２半体１1 ，１2 よりなる。両半体１1 ，
１2 は同一構造を有し、基板２と、その基板２の内周面
側に形成されて相手部材ｘとの摺動面３ａを持つ表面層
３とを備えている。基板２は裏金２1 と、その裏金２1
に形成されて表面層３を支持するライニング層２2 とを
有する。裏金２1 およびライニング層２2 間にはＣｕメ
ッキ層が、またライニング層２2 および表面層３間には
Ｎｉメッキバリヤ層がそれぞれ必要に応じて設けられ
る。
【０００７】裏金２1 は圧延鋼板より構成され、その厚
さはすべり軸受１の設定厚さにより決められる。ライニ
ング層２2 はＣｕ、Ｃｕ系合金、Ａｌ、Ａｌ系合金等よ
り構成され、その厚さは５０〜５００μｍ、通常は３０
０μｍ程度である。表面層３はＰｂ合金より構成され、
その厚さは５〜５０μｍ、通常は２０μｍ程度である。
さはすべり軸受１の設定厚さにより決められる。ライニ
ング層２2 はＣｕ、Ｃｕ系合金、Ａｌ、Ａｌ系合金等よ
り構成され、その厚さは５０〜５００μｍ、通常は３０
０μｍ程度である。表面層３はＰｂ合金より構成され、
その厚さは５〜５０μｍ、通常は２０μｍ程度である。
【０００８】表面層３を構成するＰｂ合金は、８０〜９
０重量％のＰｂと３〜２０重量％のＳｎとを含有し、必
要に応じてＣｕ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｌ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｎ
ｉ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｂａから選択され
る少なくとも一種を１０重量％以下含有する。
０重量％のＰｂと３〜２０重量％のＳｎとを含有し、必
要に応じてＣｕ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｌ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｎ
ｉ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｂａから選択され
る少なくとも一種を１０重量％以下含有する。
【０００９】Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎは表面層３の硬度を向上
させる機能を有するが、その含有量が１０重量％を上回
ると、硬度が高くなり過ぎて初期なじみ性が低下する。
この表面層３の硬度は、Ｃｕ等の含有量にのみ依存する
ものでなく、後述するようにＰｂ合金結晶の結晶面の配
向状態によっても影響される。
させる機能を有するが、その含有量が１０重量％を上回
ると、硬度が高くなり過ぎて初期なじみ性が低下する。
この表面層３の硬度は、Ｃｕ等の含有量にのみ依存する
ものでなく、後述するようにＰｂ合金結晶の結晶面の配
向状態によっても影響される。
【００１０】Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｌ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｃｄ、Ｔ
ｅ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｂａは、表面層３を軟化して初期なじ
み性を改善する機能を有するが、その含有量が１０重量
％を上回ると、表面層３の強度が低下する。
ｅ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｂａは、表面層３を軟化して初期なじ
み性を改善する機能を有するが、その含有量が１０重量
％を上回ると、表面層３の強度が低下する。
【００１１】表面層３は、電気メッキ法により形成され
るもので、メッキ液としては、１リットル当り４０〜１
８０ｇのＰｂ2+、１リットル当り１．５〜３５ｇのＳｎ
2+、必要に応じて１リットル当り１５ｇ以下のＣｕ2+を
含むホウフッ化系メッキ液が用いられる。またメッキ液
の温度は１０〜３５℃、陰極電流密度は３〜１５Ａ／ｄ
ｍ2 にそれぞれ設定される。
るもので、メッキ液としては、１リットル当り４０〜１
８０ｇのＰｂ2+、１リットル当り１．５〜３５ｇのＳｎ
2+、必要に応じて１リットル当り１５ｇ以下のＣｕ2+を
含むホウフッ化系メッキ液が用いられる。またメッキ液
の温度は１０〜３５℃、陰極電流密度は３〜１５Ａ／ｄ
ｍ2 にそれぞれ設定される。
【００１２】図３は、摺動面３ａを真上から見たときの
Ｐｂ合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真（10,000倍）
であり、本図より表面層３は、摺動面３ａを形成する複
数の角錐体状結晶、図示例では四角錐体状結晶を有する
ことが判る。この場合、摺動面３ａにおける四角錐体状
結晶の面積率Ａは、Ａ＝１００％である。表面層３は８
重量％のＳｎと、２重量％のＣｕとを含有するＰｂ合金
よりなる。その表面層３は銅合金製ライニング層２2 上
に形成され、表面層３を形成する際の電気メッキ処理に
おける陰極電流密度は６Ａ／ｄｍ2 に設定された。
Ｐｂ合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真（10,000倍）
であり、本図より表面層３は、摺動面３ａを形成する複
数の角錐体状結晶、図示例では四角錐体状結晶を有する
ことが判る。この場合、摺動面３ａにおける四角錐体状
結晶の面積率Ａは、Ａ＝１００％である。表面層３は８
重量％のＳｎと、２重量％のＣｕとを含有するＰｂ合金
よりなる。その表面層３は銅合金製ライニング層２2 上
に形成され、表面層３を形成する際の電気メッキ処理に
おける陰極電流密度は６Ａ／ｄｍ2 に設定された。
【００１３】図４は、表面層３におけるＰｂ合金結晶の
Ｘ線回折図であり、ミラー指数で（２００）面および
（４００）面の回折ピークのみが認められる。
Ｘ線回折図であり、ミラー指数で（２００）面および
（４００）面の回折ピークのみが認められる。
【００１４】ここで、ミラー指数で（ｈｋｌ）面と直交
する方向へ配向した結晶面の存在量を表わす配向指数Ｏ
ｅを、 （ただし、ｈｋｌはミラー指数、Ｉｈｋｌは（ｈｋｌ）
面の積分強度、ΣＩｈｋｌはＩｈｋｌの総和）と定義す
ると、或（ｈｋｌ）面において、その配向指数Ｏｅが１
００％に近ければ近い程、その（ｈｋｌ）面と直交する
方向へ配向した結晶面の存在量が多いことになる。
する方向へ配向した結晶面の存在量を表わす配向指数Ｏ
ｅを、 （ただし、ｈｋｌはミラー指数、Ｉｈｋｌは（ｈｋｌ）
面の積分強度、ΣＩｈｋｌはＩｈｋｌの総和）と定義す
ると、或（ｈｋｌ）面において、その配向指数Ｏｅが１
００％に近ければ近い程、その（ｈｋｌ）面と直交する
方向へ配向した結晶面の存在量が多いことになる。
【００１５】Ｐｂ合金結晶の（２００）面および（４０
０）面における積分強度Ｉｈｋｌおよび配向指数Ｏｅは
表１の通りである。
０）面における積分強度Ｉｈｋｌおよび配向指数Ｏｅは
表１の通りである。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１より、Ｐｂ合金結晶の（ｈ００）面に
おける配向指数Ｏｅは１００％であり、したがってＰｂ
合金結晶は結晶軸ａ，ｂ，ｃにおいて各軸方向に配向し
た結晶面、即ち（ｈ００）面を持つことになる。
おける配向指数Ｏｅは１００％であり、したがってＰｂ
合金結晶は結晶軸ａ，ｂ，ｃにおいて各軸方向に配向し
た結晶面、即ち（ｈ００）面を持つことになる。
【００１８】このように、結晶面を（ｈ００）面と直交
する方向に配向させると、Ｐｂ合金の結晶構造が面心立
方構造であることから、配向方向における原子密度が高
くなるので、表面層３の硬度が増してその耐焼付き性が
向上する。
する方向に配向させると、Ｐｂ合金の結晶構造が面心立
方構造であることから、配向方向における原子密度が高
くなるので、表面層３の硬度が増してその耐焼付き性が
向上する。
【００１９】図５は、表面層３を縦断した場合の結晶構
造を示す電子顕微鏡写真（5,000 倍）であり、図６は、
図５の部分拡大電子顕微鏡写真に相当する。図５，図６
より、表面層３はライニング層２2 から延出する柱状晶
の集合体より構成されていることが判る。
造を示す電子顕微鏡写真（5,000 倍）であり、図６は、
図５の部分拡大電子顕微鏡写真に相当する。図５，図６
より、表面層３はライニング層２2 から延出する柱状晶
の集合体より構成されていることが判る。
【００２０】図７は、摺動面３ａを斜め上方から見たと
きのＰｂ合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真（10,000
倍）である。
きのＰｂ合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真（10,000
倍）である。
【００２１】図３、図５〜図８から明らかなように、前
記四角錐体状結晶５は、頂点ａを摺動面３ａ側に向けて
柱状晶４の先端部を形成し、それら四角錐体状結晶５の
うち大部分のものは、真直ぐに成長しているが、残りの
僅かなものは若干傾いている。
記四角錐体状結晶５は、頂点ａを摺動面３ａ側に向けて
柱状晶４の先端部を形成し、それら四角錐体状結晶５の
うち大部分のものは、真直ぐに成長しているが、残りの
僅かなものは若干傾いている。
【００２２】ここで、図８，図９に示すように、四角錐
体状結晶５の底面側に、摺動面３ａに沿う仮想面Ｂを規
定し、また四角錐体状結晶５の頂点ａと底面中央部ｂを
通る直線ｃが、底面中央部ｂを通り仮想面Ｂに垂直な基
準線ｄに対してなす傾き角をθと規定すると、図３，図
５，図６に示した四角錐体状結晶５の全部（１００％）
が傾き角θ≒０°、したがって各四角錐体状結晶５が略
真直ぐであることが判明した。
体状結晶５の底面側に、摺動面３ａに沿う仮想面Ｂを規
定し、また四角錐体状結晶５の頂点ａと底面中央部ｂを
通る直線ｃが、底面中央部ｂを通り仮想面Ｂに垂直な基
準線ｄに対してなす傾き角をθと規定すると、図３，図
５，図６に示した四角錐体状結晶５の全部（１００％）
が傾き角θ≒０°、したがって各四角錐体状結晶５が略
真直ぐであることが判明した。
【００２３】前記のように摺動面３ａを四角錐体状結晶
５より形成する理由は、摺動面３ａの表面積を拡大して
表面層３に十分な保油性を持たせ、また四角錐体状結晶
５の頂点ａ側を優先的に摩耗させて表面層３の初期なじ
み性を向上させることにある。
５より形成する理由は、摺動面３ａの表面積を拡大して
表面層３に十分な保油性を持たせ、また四角錐体状結晶
５の頂点ａ側を優先的に摩耗させて表面層３の初期なじ
み性を向上させることにある。
【００２４】このような効果を得るためには、四角錐体
状結晶５の傾き角θの範囲が問題となる。そこで、全部
の四角錐体状結晶５の傾き角θが、θ≒０°，１０°、
２０°，３０°，４０°，５０°，６０°，７０°であ
り、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが１００％であ
るすべり軸受と、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが
５０〜５５％であるすべり軸受とを製作し、それらすべ
り軸受について焼付きテストを行ったところ、図１０の
結果が得られた。図中、線ｅは前記配向指数Ｏｅが１０
０％の場合に、また線ｆは前記配向指数Ｏｅが５０〜５
５％の場合にそれぞれ該当する。この場合、摺動面３ａ
における四角錐体状結晶５の面積率Ａは、Ａ＝１００％
である。なお、傾き角θの変化は、基本的には陽極に対
する基板２の傾きを変化させることによって達成され
る。
状結晶５の傾き角θの範囲が問題となる。そこで、全部
の四角錐体状結晶５の傾き角θが、θ≒０°，１０°、
２０°，３０°，４０°，５０°，６０°，７０°であ
り、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが１００％であ
るすべり軸受と、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが
５０〜５５％であるすべり軸受とを製作し、それらすべ
り軸受について焼付きテストを行ったところ、図１０の
結果が得られた。図中、線ｅは前記配向指数Ｏｅが１０
０％の場合に、また線ｆは前記配向指数Ｏｅが５０〜５
５％の場合にそれぞれ該当する。この場合、摺動面３ａ
における四角錐体状結晶５の面積率Ａは、Ａ＝１００％
である。なお、傾き角θの変化は、基本的には陽極に対
する基板２の傾きを変化させることによって達成され
る。
【００２５】焼付きテストは、回転軸に各すべり軸受を
摺擦させ、そのすべり軸受に対する負荷荷重を漸次増加
させることにより行われた。図１０は各すべり軸受の表
面層が焼付きを発生したときの面圧を求めたものであ
る。
摺擦させ、そのすべり軸受に対する負荷荷重を漸次増加
させることにより行われた。図１０は各すべり軸受の表
面層が焼付きを発生したときの面圧を求めたものであ
る。
【００２６】テスト条件は次の通りである。回転軸の材
質ＪＩＳ Ｓ４８Ｃ材に窒化処理を施したもの、回転軸
の回転数 ６０００rpm 、給油温度 １２０℃、給油圧
力３kg／cm2 、負荷荷重 １kg／sec 。
質ＪＩＳ Ｓ４８Ｃ材に窒化処理を施したもの、回転軸
の回転数 ６０００rpm 、給油温度 １２０℃、給油圧
力３kg／cm2 、負荷荷重 １kg／sec 。
【００２７】図１０、線ｅから全部の四角錐体状結晶５
の（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが１００％で、且
つ傾き角θが０°≦θ≦３０°であることによって、焼
付き発生面圧が高くなり、耐焼付き性が向上することが
判る。線ｆの場合は、前記配向指数Ｏｅが低いことに起
因して耐焼付き性が乏しい。
の（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが１００％で、且
つ傾き角θが０°≦θ≦３０°であることによって、焼
付き発生面圧が高くなり、耐焼付き性が向上することが
判る。線ｆの場合は、前記配向指数Ｏｅが低いことに起
因して耐焼付き性が乏しい。
【００２８】四角錐体状結晶５において、摺動開始初期
に頂点ａ側の優先的摩耗が終了して平坦面（四角錐台の
上底面に相当する）が形成されると、その平坦面と回転
軸との間には常時油膜が存在するので、それ以後の摺動
面３ａの摩耗は極めて緩慢に行われる。
に頂点ａ側の優先的摩耗が終了して平坦面（四角錐台の
上底面に相当する）が形成されると、その平坦面と回転
軸との間には常時油膜が存在するので、それ以後の摺動
面３ａの摩耗は極めて緩慢に行われる。
【００２９】表２〜表４は、すべり軸受（１）〜（８）
における四角錐体状結晶５の傾き角θ、配向方向、摺動
面３ａにおける面積率Ａ、および硬度Ｈｍｖの関係を示
す。
における四角錐体状結晶５の傾き角θ、配向方向、摺動
面３ａにおける面積率Ａ、および硬度Ｈｍｖの関係を示
す。
【００３０】各表２〜４において、配向方向（ｈ００）
は、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが１００％であ
ることを意味し、また配向方向（１１１）には、（１１
１）面のみでなく、（２２２）面、（２２０）面、（３
１１）面等も含まれる。Ｐｂ合金結晶においては、（ｈ
００）面における配向指数Ｏｅが減少すると、（１１
１）面における配向指数が増加する傾向にあり、また
（１１１）面における配向指数Ｏｅの増加程度に比べれ
ば極めて増加程度は低いが、（２２０）面、（３１１）
面等における配向指数Ｏｅも増加する。
は、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅが１００％であ
ることを意味し、また配向方向（１１１）には、（１１
１）面のみでなく、（２２２）面、（２２０）面、（３
１１）面等も含まれる。Ｐｂ合金結晶においては、（ｈ
００）面における配向指数Ｏｅが減少すると、（１１
１）面における配向指数が増加する傾向にあり、また
（１１１）面における配向指数Ｏｅの増加程度に比べれ
ば極めて増加程度は低いが、（２２０）面、（３１１）
面等における配向指数Ｏｅも増加する。
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】図１１は、表４のすべり軸受（６）におけ
る摺動面３ａを斜め上方から見たときのＰｂ合金の結晶
構造を示す電子顕微鏡写真（10,000倍）であり、図１２
は、図１１における四角錐体状結晶の傾きを示すもので
ある。四角錐体状結晶５1 ，５2 ，５3 の傾き角θは、
それぞれθ≒０°、１５°、３０°である。
る摺動面３ａを斜め上方から見たときのＰｂ合金の結晶
構造を示す電子顕微鏡写真（10,000倍）であり、図１２
は、図１１における四角錐体状結晶の傾きを示すもので
ある。四角錐体状結晶５1 ，５2 ，５3 の傾き角θは、
それぞれθ≒０°、１５°、３０°である。
【００３５】図１３は、傾き角θが０°≦θ≦３０°で
ある四角錐体状結晶の面積率と焼付き発生面圧との関係
を示す。焼付きテストは前記と同一方法および同一条件
にて行われた。図中、線ｇは、傾き角θが０°≦θ≦１
０°の四角錐体状結晶の場合に該当し、これには表２の
すべり軸受（１）〜（４）が含まれ、それらは点（１）
〜（４）で示されている。線ｈは、傾き角θが０°≦θ
≦２０°の四角錐体状結晶の場合に該当し、これには表
３のすべり軸受（５）が含まれ、それは点（５）で示さ
れている。線ｋは、傾き角θが０°≦θ≦３０°の四角
錐体状結晶の場合に該当し、これには表４のすべり軸受
（６）〜（８）が含まれ、それらは点（６）〜（８）で
示されている。
ある四角錐体状結晶の面積率と焼付き発生面圧との関係
を示す。焼付きテストは前記と同一方法および同一条件
にて行われた。図中、線ｇは、傾き角θが０°≦θ≦１
０°の四角錐体状結晶の場合に該当し、これには表２の
すべり軸受（１）〜（４）が含まれ、それらは点（１）
〜（４）で示されている。線ｈは、傾き角θが０°≦θ
≦２０°の四角錐体状結晶の場合に該当し、これには表
３のすべり軸受（５）が含まれ、それは点（５）で示さ
れている。線ｋは、傾き角θが０°≦θ≦３０°の四角
錐体状結晶の場合に該当し、これには表４のすべり軸受
（６）〜（８）が含まれ、それらは点（６）〜（８）で
示されている。
【００３６】線ｍは、摺動面がＰｂ合金の粒状晶より形
成されている比較例を示す。図１４は、比較例の摺動面
を真上から見たときのＰｂ合金の結晶構造を示す電子顕
微鏡写真（10,000倍）であり、結晶形態がランダムであ
ることが判る。図１５は、比較例表面層を縦断した場合
のＰｂ合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真（10,000
倍）であり、柱状晶の生成は見られない。
成されている比較例を示す。図１４は、比較例の摺動面
を真上から見たときのＰｂ合金の結晶構造を示す電子顕
微鏡写真（10,000倍）であり、結晶形態がランダムであ
ることが判る。図１５は、比較例表面層を縦断した場合
のＰｂ合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真（10,000
倍）であり、柱状晶の生成は見られない。
【００３７】図１６は硬度と焼付き発生面圧との関係を
示す。同図において、各線（９）〜（１２）に対応する
すべり軸受（９）〜（１２）の四角錐体状結晶５の傾き
角θ、配向方向、摺動面３ａにおける面積率Ａは表５の
通りである。焼付きテストは前記と同一方法および同一
条件にて行われた。
示す。同図において、各線（９）〜（１２）に対応する
すべり軸受（９）〜（１２）の四角錐体状結晶５の傾き
角θ、配向方向、摺動面３ａにおける面積率Ａは表５の
通りである。焼付きテストは前記と同一方法および同一
条件にて行われた。
【００３８】
【表５】
【００３９】図１３，図１６および表２〜表５から明ら
かなように、四角錐体状結晶５において、配向方向（ｈ
００）、したがって（ｈ００）面における配向指数Ｏｅ
が１００％で、且つ摺動面３ａにおける四角錐体状結晶
５の面積率ＡがＡ≧５０％であり、また四角錐体状結晶
５の傾き角θが０°≦θ≦３０°であり、さらに四角錐
体状結晶５の硬度Ｈｍｖが１５≦Ｈｍｖ≦３０であれ
ば、表面層３の耐焼付き性を大幅に向上させることがで
きる。また、この高硬度化に伴い表面層３の耐摩耗性も
向上させることができる。ただし、硬度Ｈｍｖが、Ｈｍ
ｖ＜１５またはＨｍｖ＞３０になると、表面層３の耐焼
付き性および耐摩耗性が低下傾向になる。
かなように、四角錐体状結晶５において、配向方向（ｈ
００）、したがって（ｈ００）面における配向指数Ｏｅ
が１００％で、且つ摺動面３ａにおける四角錐体状結晶
５の面積率ＡがＡ≧５０％であり、また四角錐体状結晶
５の傾き角θが０°≦θ≦３０°であり、さらに四角錐
体状結晶５の硬度Ｈｍｖが１５≦Ｈｍｖ≦３０であれ
ば、表面層３の耐焼付き性を大幅に向上させることがで
きる。また、この高硬度化に伴い表面層３の耐摩耗性も
向上させることができる。ただし、硬度Ｈｍｖが、Ｈｍ
ｖ＜１５またはＨｍｖ＞３０になると、表面層３の耐焼
付き性および耐摩耗性が低下傾向になる。
【００４０】図１７（ａ），（ｂ）は、表面層３が、摺
動面３ａを形成する複数の角錐台状結晶、図示例ではＰ
ｂ合金の四角錐台状結晶６を有する場合を示し、その四
角錐台状結晶６が、上底面７を摺動面３ａ側に向けて柱
状晶４の先端部を形成している。同図（ｂ）は、10,000
倍の電子顕微鏡写真であり、同図（ａ）に対応する。こ
の場合の傾き角θは、図１８に示すように、上底面中央
部ｎおよび下底面中央部ｐを通る直線ｒと、下底面中央
部ｐを通り仮想面Ｂに垂直な基準線ｄとがなす角度とし
て規定される。
動面３ａを形成する複数の角錐台状結晶、図示例ではＰ
ｂ合金の四角錐台状結晶６を有する場合を示し、その四
角錐台状結晶６が、上底面７を摺動面３ａ側に向けて柱
状晶４の先端部を形成している。同図（ｂ）は、10,000
倍の電子顕微鏡写真であり、同図（ａ）に対応する。こ
の場合の傾き角θは、図１８に示すように、上底面中央
部ｎおよび下底面中央部ｐを通る直線ｒと、下底面中央
部ｐを通り仮想面Ｂに垂直な基準線ｄとがなす角度とし
て規定される。
【００４１】表面層３が、四角錐体状結晶５および四角
錐台状結晶６を有する場合にも、摺動面３ａにおける四
角錐台状結晶５等の面積率ＡはＡ≧５０％に、また傾き
角θは０°≦θ≦３０°に、さらに硬度Ｈｍｖは１５≦
Ｈｍｖ≦３０にそれぞれ設定され、これにより前記同様
の摺動特性を得ることができる。この場合、摺動面３ａ
の少なくとも一部が四角錐台状結晶６の上底面７より形
成されることから、摺動開始初期より相手部材と上底面
７との間に油膜を形成させて初期なじみ性を良好にする
と共に安定化させることができる。前記面積率Ａは両結
晶５，６の面積の和と摺動面３ａの面積とより求められ
る。
錐台状結晶６を有する場合にも、摺動面３ａにおける四
角錐台状結晶５等の面積率ＡはＡ≧５０％に、また傾き
角θは０°≦θ≦３０°に、さらに硬度Ｈｍｖは１５≦
Ｈｍｖ≦３０にそれぞれ設定され、これにより前記同様
の摺動特性を得ることができる。この場合、摺動面３ａ
の少なくとも一部が四角錐台状結晶６の上底面７より形
成されることから、摺動開始初期より相手部材と上底面
７との間に油膜を形成させて初期なじみ性を良好にする
と共に安定化させることができる。前記面積率Ａは両結
晶５，６の面積の和と摺動面３ａの面積とより求められ
る。
【００４２】四角錐体状結晶５および四角錐台状結晶６
が傾く場合には、図９，図１８に示すように相手部材の
摺動方向ｓ前側に頂点ａまたは上底面７が位置するよう
に傾くのが良い。これは相手部材と四角錐体状結晶５等
との摺動抵抗を小さくするためである。
が傾く場合には、図９，図１８に示すように相手部材の
摺動方向ｓ前側に頂点ａまたは上底面７が位置するよう
に傾くのが良い。これは相手部材と四角錐体状結晶５等
との摺動抵抗を小さくするためである。
【００４３】前記実施例では、表面層３を電気メッキ法
により形成したが、その他の表面層形成方法としては、
ＰＶＤ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、スパッタリン
グ等の気相を介する形成方法を挙げることができる。
により形成したが、その他の表面層形成方法としては、
ＰＶＤ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、スパッタリン
グ等の気相を介する形成方法を挙げることができる。
【００４４】本発明はすべり軸受以外の摺動部材にも当
然に適用される。
然に適用される。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、表面層の構造を前記の
ように特定することによって、その表面層の耐焼付き性
および耐摩耗性を大幅に向上させた摺動部材を提供する
ことができる。
ように特定することによって、その表面層の耐焼付き性
および耐摩耗性を大幅に向上させた摺動部材を提供する
ことができる。
【図１】すべり軸受の分解平面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】摺動面の第１例を真上から見たときのＰｂ合金
の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図４】表面層の第１例におけるＰｂ合金結晶のＸ線回
折図である。
折図である。
【図５】表面層の第１例を縦断した場合におけるＰｂ合
金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図６】図５の部分拡大顕微鏡写真である。
【図７】摺動面の第１例を斜め上方から見たときのＰｂ
合金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
合金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図８】表面層の第１例を示す要部概略斜視図である。
【図９】四角錐体状結晶の傾き角測定法を示す説明図で
ある。
ある。
【図１０】傾き角と焼付き発生面圧との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図１１】摺動面の第２例を斜め上方から見たときのＰ
ｂ合金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
ｂ合金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図１２】表面層の第２例を示す要部概略側面図であ
る。
る。
【図１３】傾き角θが０°≦θ≦３０°である四角錐体
状結晶の面積率と焼付き発生面圧との関係を示すグラフ
である。
状結晶の面積率と焼付き発生面圧との関係を示すグラフ
である。
【図１４】比較例摺動面を真上から見たときのＰｂ合金
の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図１５】比較例表面層を縦断した場合におけるＰｂ合
金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図１６】硬度と焼付き発生面圧との関係を示すグラフ
である。
である。
【図１７】（ａ）は、表面層の第３例を示す要部概略斜
視図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応するＰｂ合金の結
晶構造を示す顕微鏡写真である。
視図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応するＰｂ合金の結
晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図１８】四角錐台状結晶の傾き角測定法を示す説明図
である。
である。
３ 表面層 ３ａ 摺動面 ５ 四角錐体状結晶（角錐体状結晶） ６ 四角錐台状結晶（角錐台状結晶） ａ 頂点 ｂ 底面中央部 ｃ，ｒ 直線 ｄ 基準線 ｎ 上底面中央部 ｐ 下底面中央部
Claims (2)
- 【請求項１】 相手部材（ｘ）との摺動面（３ａ）を持
つ表面層（３）を備えた摺動部材において、前記表面層
（３）はＰｂ合金より構成され、また前記摺動面（３
ａ）に沿う仮想面（Ｂ）より突出して前記摺動面（３
ａ）を形成する複数の角錐体状結晶（５）を有し、それ
ら角錐体状結晶（５）は配向方向（ｈ００）を持ち、前
記摺動面（３ａ）における前記角錐体状結晶（５）の面
積率ＡはＡ≧５０％であり、また前記角錐体状結晶
（５）の頂点（ａ）と底面中央部（ｂ）を通る直線
（ｃ）が、前記仮想面（Ｂ）に垂直な基準線（ｄ）に対
してなす傾き角をθとしたとき、前記角錐体状結晶
（５）の傾き角θは、０°≦θ≦３０°であり、さらに
前記角錐体状結晶（５）の硬度Ｈｍｖが１５≦Ｈｍｖ≦
３０であることを特徴とする摺動部材。 - 【請求項２】 相手部材（ｘ）との摺動面（３ａ）を持
つ表面層（３）を備えた摺動部材において、前記表面層
（３）はＰｂ合金より構成され、また前記摺動面（３
ａ）に沿う仮想面（Ｂ）より突出して前記摺動面（３
ａ）を形成する複数の角錐体状結晶（５）および複数の
角錐台状結晶（６）を有し、それら角錐体状結晶（５）
および角錐台状結晶（６）は配向方向（ｈ００）を持
ち、前記摺動面（３ａ）における前記角錐体状結晶
（５）および前記角錐台状結晶（６）の面積率ＡはＡ≧
５０％であり、また前記角錐体状結晶（５）の頂点
（ａ）と底面中央部（ｂ）を通る直線（ｃ）および前記
角錐台状結晶（６）の上底面中央部（ｎ）と下底面中央
部（ｐ）を通る直線（ｒ）が、前記仮想面（Ｂ）に垂直
な基準線（ｄ）に対してなす傾き角をθとしたとき、前
記角錐体状結晶（５）および前記角錐台状結晶（６）の
傾き角θは、０°≦θ≦３０°であり、さらに前記角錐
体状結晶（５）および角錐台状結晶（６）の硬度Ｈｍｖ
が１５≦Ｈｍｖ≦３０であることを特徴とする摺動部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18704791A JP2704799B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18704791A JP2704799B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059789A JPH059789A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2704799B2 true JP2704799B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=16199246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18704791A Expired - Lifetime JP2704799B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704799B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2704800B2 (ja) * | 1991-07-12 | 1998-01-26 | 本田技研工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP2572000B2 (ja) * | 1992-12-03 | 1997-01-16 | 本田技研工業株式会社 | 摺動面構成体 |
| JPH07252693A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-10-03 | Daido Metal Co Ltd | 複合めっき皮膜を有するすべり軸受 |
| US5882804A (en) * | 1995-03-01 | 1999-03-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Slide surface construction |
| CN1295383C (zh) * | 2002-06-05 | 2007-01-17 | 江南机器厂 | 锡铅铋合金镀层 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP18704791A patent/JP2704799B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH059789A (ja) | 1993-01-19 |
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