JP2813942B2 - 摺動面構成体 - Google Patents
摺動面構成体Info
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- JP2813942B2 JP2813942B2 JP5132986A JP13298693A JP2813942B2 JP 2813942 B2 JP2813942 B2 JP 2813942B2 JP 5132986 A JP5132986 A JP 5132986A JP 13298693 A JP13298693 A JP 13298693A JP 2813942 B2 JP2813942 B2 JP 2813942B2
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- sliding surface
- metal
- pressure region
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、相手部材との摺動面を
持ち、その摺動面には摺動条件を異にする複数の領域が
連続して存在する摺動面構成体に関する。
持ち、その摺動面には摺動条件を異にする複数の領域が
連続して存在する摺動面構成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種摺動面構成体としては、例
えば内燃機関用鋳鉄製カムシャフトにおいて、そのカム
外周面に、耐焼付き性の向上を狙って設けられる窒化層
が知られている。この場合、ノーズ部側に高面圧領域
が、またベース円部側に低面圧領域がそれぞれ存する。
えば内燃機関用鋳鉄製カムシャフトにおいて、そのカム
外周面に、耐焼付き性の向上を狙って設けられる窒化層
が知られている。この場合、ノーズ部側に高面圧領域
が、またベース円部側に低面圧領域がそれぞれ存する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関が高速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下で
は、従来の摺動面構成体は初期なじみ性が悪く、またオ
イル保持性、つまり保油性が十分でないため、特に、ノ
ーズ部側の高面圧領域において耐焼付き性が乏しいとい
う問題がある。
関が高速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下で
は、従来の摺動面構成体は初期なじみ性が悪く、またオ
イル保持性、つまり保油性が十分でないため、特に、ノ
ーズ部側の高面圧領域において耐焼付き性が乏しいとい
う問題がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、摺動条件を異にする
各領域に良好な初期なじみ性と十分な保油性とを持た
せ、これにより耐焼付き性を向上させることができるよ
うにした前記摺動面構成体を提供することを目的とす
る。
各領域に良好な初期なじみ性と十分な保油性とを持た
せ、これにより耐焼付き性を向上させることができるよ
うにした前記摺動面構成体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
摺動面を持ち、その摺動面には摺動条件を異にする複数
の領域が連続して存在する摺動面構成体において、各領
域を、多数の角錐状金属結晶および多数の角錐台状金属
結晶の少なくとも一方を有する金属結晶集合体より形成
し、前記角錐状および角錐台状金属結晶は、単一の結晶
面、つまり１つのミラー指数を持つ結晶面を摺動面側に
向けることによって構成された配向性金属結晶であり、
１つの領域に含まれる前記角錐状および角錐台状金属結
晶の前記 単一の結晶面と、別の領域に含まれる前記角錐
状および角錐台状金属結晶の前記単一の結晶面とを異な
らせることにより、摺動開始初期において、各領域の前
記角錐状および角錐台状金属結晶の先端部側がその領域
の前記摺動条件に応じて優先的に摩耗するようにしたこ
とを特徴とする。
摺動面を持ち、その摺動面には摺動条件を異にする複数
の領域が連続して存在する摺動面構成体において、各領
域を、多数の角錐状金属結晶および多数の角錐台状金属
結晶の少なくとも一方を有する金属結晶集合体より形成
し、前記角錐状および角錐台状金属結晶は、単一の結晶
面、つまり１つのミラー指数を持つ結晶面を摺動面側に
向けることによって構成された配向性金属結晶であり、
１つの領域に含まれる前記角錐状および角錐台状金属結
晶の前記 単一の結晶面と、別の領域に含まれる前記角錐
状および角錐台状金属結晶の前記単一の結晶面とを異な
らせることにより、摺動開始初期において、各領域の前
記角錐状および角錐台状金属結晶の先端部側がその領域
の前記摺動条件に応じて優先的に摩耗するようにしたこ
とを特徴とする。
【０００６】
【作用】前記のように構成すると、摺動開始初期におい
ては、角錐状金属結晶等の先端部側が摺動条件、例えば
面圧に応じて優先的に摩耗するので、各領域の初期なじ
み性が良好となる。各領域には、相隣る両角錐状金属結
晶間等の谷部による油溜りが存し、したがって各領域の
保油性が良好となり、また前記谷部を通路とする油流れ
により相隣る両領域間には一方から他方への給油が現出
する。これにより、初期摩耗後は、各領域の摩耗が抑制
されて各領域では十分な保油性と相互的な給油とが維持
されるので、摺動面構成体の耐焼付き性が向上する。
ては、角錐状金属結晶等の先端部側が摺動条件、例えば
面圧に応じて優先的に摩耗するので、各領域の初期なじ
み性が良好となる。各領域には、相隣る両角錐状金属結
晶間等の谷部による油溜りが存し、したがって各領域の
保油性が良好となり、また前記谷部を通路とする油流れ
により相隣る両領域間には一方から他方への給油が現出
する。これにより、初期摩耗後は、各領域の摩耗が抑制
されて各領域では十分な保油性と相互的な給油とが維持
されるので、摺動面構成体の耐焼付き性が向上する。
【０００７】
【実施例】図１において、内燃機関用カムシャフト１は
鋳鉄製母材２を有し、その母材２のカム３、したがって
ノーズ部４およびベース円部５外周面に、相手部材であ
るロッカアームスリッパ６との摺動面７を持つ層状摺動
面構成体８がメッキ処理により形成される。摺動面構成
体８の摺動面７には摺動条件を異にする複数の領域、図
示例ではノーズ部４側の高面圧領域Ａとベース円部５側
の低面圧領域Ｂとが連続して存在する。その高面圧領域
Ａおよび低面圧領域Ｂは、図２，図３に示すように、多
数の角錐状金属結晶および多数の角錐台状金属結晶の少
なくとも一方、図示例では多数の角錐状金属結晶９，１
０を有する金属結晶集合体により形成される。高面圧領
域Ａにおける硬さＨｖは、低面圧領域Ｂにおける硬さＨ
ｖよりも高く設定される。例えば、高面圧領域Ａでは、
面圧Ｐ1 がＰ1 ≧４００ＭＰａになるので、その硬さＨ
ｖはＨｖ≧４００であることが望ましく、一方、低面圧
領域Ｂでは、面圧Ｐ2 がＰ2 ＜４００ＭＰａになるの
で、その硬さＨｖはＨｖ＜４００であることが望まし
い。
鋳鉄製母材２を有し、その母材２のカム３、したがって
ノーズ部４およびベース円部５外周面に、相手部材であ
るロッカアームスリッパ６との摺動面７を持つ層状摺動
面構成体８がメッキ処理により形成される。摺動面構成
体８の摺動面７には摺動条件を異にする複数の領域、図
示例ではノーズ部４側の高面圧領域Ａとベース円部５側
の低面圧領域Ｂとが連続して存在する。その高面圧領域
Ａおよび低面圧領域Ｂは、図２，図３に示すように、多
数の角錐状金属結晶および多数の角錐台状金属結晶の少
なくとも一方、図示例では多数の角錐状金属結晶９，１
０を有する金属結晶集合体により形成される。高面圧領
域Ａにおける硬さＨｖは、低面圧領域Ｂにおける硬さＨ
ｖよりも高く設定される。例えば、高面圧領域Ａでは、
面圧Ｐ1 がＰ1 ≧４００ＭＰａになるので、その硬さＨ
ｖはＨｖ≧４００であることが望ましく、一方、低面圧
領域Ｂでは、面圧Ｐ2 がＰ2 ＜４００ＭＰａになるの
で、その硬さＨｖはＨｖ＜４００であることが望まし
い。
【０００８】前記のように構成すると、摺動開始初期に
おいては、角錐状金属結晶９，１０の先端部側が面圧に
応じて優先的に摩耗するので、各領域Ａ，Ｂの初期なじ
み性が良好となる。各領域Ａ，Ｂには、相隣る両角錐状
金属結晶９または１０間の谷部１１による油溜りが存
し、したがって各領域Ａ，Ｂの保油性が良好となり、ま
た各谷部１１を通路とする油流れにより両領域Ａ，Ｂ間
には一方から他方への給油が現出する。これにより、初
期摩耗後は、各領域Ａ，Ｂの摩耗が抑制されて各領域
Ａ，Ｂでは十分な保油性と相互的な給油とが維持される
ので、摺動面構成体８の耐焼付き性が向上する。
おいては、角錐状金属結晶９，１０の先端部側が面圧に
応じて優先的に摩耗するので、各領域Ａ，Ｂの初期なじ
み性が良好となる。各領域Ａ，Ｂには、相隣る両角錐状
金属結晶９または１０間の谷部１１による油溜りが存
し、したがって各領域Ａ，Ｂの保油性が良好となり、ま
た各谷部１１を通路とする油流れにより両領域Ａ，Ｂ間
には一方から他方への給油が現出する。これにより、初
期摩耗後は、各領域Ａ，Ｂの摩耗が抑制されて各領域
Ａ，Ｂでは十分な保油性と相互的な給油とが維持される
ので、摺動面構成体８の耐焼付き性が向上する。
【０００９】角錐状金属結晶９，１０は柱状晶の先端部
を構成し、その傾きは摺動面構成体８の保油性に影響を
与える。そこで、図４に示すように、角錐状金属結晶
９，１０の底面側に、摺動面７に沿う仮想面１３を規定
し、また角錐状金属結晶９，１０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１３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、そ
の傾き角θは０°≦θ≦３０°に設定される。傾き角θ
がθ＞３０°では、摺動面構成体８の保油性が低下す
る。
を構成し、その傾きは摺動面構成体８の保油性に影響を
与える。そこで、図４に示すように、角錐状金属結晶
９，１０の底面側に、摺動面７に沿う仮想面１３を規定
し、また角錐状金属結晶９，１０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１３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、そ
の傾き角θは０°≦θ≦３０°に設定される。傾き角θ
がθ＞３０°では、摺動面構成体８の保油性が低下す
る。
【００１０】図５に示すように、両角錐状金属結晶９，
１０が体心立方構造（ｂｃｃ構造）を持つ場合には、高
面圧領域Ａにおける角錐状金属結晶９は、単一の結晶
面、つまり１つのミラー指数を持つ結晶面としての（２
ｈｈｈ）面を摺動面７側に向けることによって構成され
た（２ｈｈｈ）配向性金属結晶であり、その（２ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶の存在率ＳはＳ≧４０％（Ｓ≒１０
０％を含む。以下同じ）である。また低面圧領域Ｂにお
ける角錐状金属結晶１０は、単一の結晶面、つまり（ｈ
ｈｈ）面を摺動面７側に向けることによって構成された
（ｈｈｈ）配向性金属結晶であって、その（ｈｈｈ）配
向性金属結晶の存在率ＳはＳ≧４０％である。したがっ
て、（２ｈｈｈ）配向性金属結晶と（ｈｈｈ）配向性金
属結晶とは摺動面７に向かう単一の結晶面を異にする。
この場合、（２ｈｈｈ）面が２次すべり面であることか
ら（２ｈｈｈ）配向性金属結晶は（ｈｈｈ）配向性金属
結晶よりも高い硬さを有し、これにより高、低面圧領域
Ａ，Ｂの硬さに差をつけることができる。
１０が体心立方構造（ｂｃｃ構造）を持つ場合には、高
面圧領域Ａにおける角錐状金属結晶９は、単一の結晶
面、つまり１つのミラー指数を持つ結晶面としての（２
ｈｈｈ）面を摺動面７側に向けることによって構成され
た（２ｈｈｈ）配向性金属結晶であり、その（２ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶の存在率ＳはＳ≧４０％（Ｓ≒１０
０％を含む。以下同じ）である。また低面圧領域Ｂにお
ける角錐状金属結晶１０は、単一の結晶面、つまり（ｈ
ｈｈ）面を摺動面７側に向けることによって構成された
（ｈｈｈ）配向性金属結晶であって、その（ｈｈｈ）配
向性金属結晶の存在率ＳはＳ≧４０％である。したがっ
て、（２ｈｈｈ）配向性金属結晶と（ｈｈｈ）配向性金
属結晶とは摺動面７に向かう単一の結晶面を異にする。
この場合、（２ｈｈｈ）面が２次すべり面であることか
ら（２ｈｈｈ）配向性金属結晶は（ｈｈｈ）配向性金属
結晶よりも高い硬さを有し、これにより高、低面圧領域
Ａ，Ｂの硬さに差をつけることができる。
【００１１】また図６に示すように、両角錐状金属結晶
９，１０が面心立方構造（ｆｃｃ構造）を持つ場合に
は、高面圧領域Ａにおける角錐状金属結晶９は、単一の
結晶面、つまり（ｈ００）面を摺動面７側に向けること
によって構成された（ｈ００）配向性金属結晶であり、
その（ｈ００）配向性金属結晶の存在率ＳはＳ≧４０％
である。また低面圧領域Ｂにおける角錐状金属結晶１０
は、単一の結晶面、つまり（３ｈｈｈ）面を摺動面７側
に向けることによって構成された（３ｈｈｈ）配向性金
属結晶であって、その（３ｈｈｈ）配向性金属結晶の存
在率ＳはＳ≧４０％である。したがって、両配向性金属
結晶は摺動面７に向かう単一の結晶面を異にする。この
場合、（ｈ００）面が原子密度の高い結晶面であること
から（ｈ００）配向性金属結晶は（３ｈｈｈ）配向性金
属結晶よりも高い硬さを有し、これにより、高、低面圧
領域Ａ，Ｂの硬さに差をつけることができる。
９，１０が面心立方構造（ｆｃｃ構造）を持つ場合に
は、高面圧領域Ａにおける角錐状金属結晶９は、単一の
結晶面、つまり（ｈ００）面を摺動面７側に向けること
によって構成された（ｈ００）配向性金属結晶であり、
その（ｈ００）配向性金属結晶の存在率ＳはＳ≧４０％
である。また低面圧領域Ｂにおける角錐状金属結晶１０
は、単一の結晶面、つまり（３ｈｈｈ）面を摺動面７側
に向けることによって構成された（３ｈｈｈ）配向性金
属結晶であって、その（３ｈｈｈ）配向性金属結晶の存
在率ＳはＳ≧４０％である。したがって、両配向性金属
結晶は摺動面７に向かう単一の結晶面を異にする。この
場合、（ｈ００）面が原子密度の高い結晶面であること
から（ｈ００）配向性金属結晶は（３ｈｈｈ）配向性金
属結晶よりも高い硬さを有し、これにより、高、低面圧
領域Ａ，Ｂの硬さに差をつけることができる。
【００１２】ｂｃｃ構造を持つ金属結晶としては、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。またｆｃｃ構造
を持つ金属結晶としては、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ａｕ等の単体または合金の結晶を挙げること
ができる。
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。またｆｃｃ構造
を持つ金属結晶としては、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ａｕ等の単体または合金の結晶を挙げること
ができる。
【００１３】摺動面構成体８を形成する場合のメッキ処
理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場合の基本的条
件は、表１，表２の通りである。
理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場合の基本的条
件は、表１，表２の通りである。
【００１４】
【表１】
【００１５】有機系添加剤としては、尿素、サッカリン
等が用いられる。
等が用いられる。
【００１６】
【表２】
【００１７】表３，表４は電気Ｎｉメッキ処理の場合を
示す。
示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】前記条件下で行われる電気Ｆｅ、Ｎｉメッ
キ処理において、陰極電流密度、メッキ浴ｐＨ、有機系
添加剤の配合量等によって（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶お
よび（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶、または（ｈ００）配
向性Ｎｉ結晶および（３ｈｈｈ）配向性Ｎｉ結晶の析
出、その存在量等を制御して、両領域Ａ，Ｂの硬さを決
定する。
キ処理において、陰極電流密度、メッキ浴ｐＨ、有機系
添加剤の配合量等によって（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶お
よび（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶、または（ｈ００）配
向性Ｎｉ結晶および（３ｈｈｈ）配向性Ｎｉ結晶の析
出、その存在量等を制御して、両領域Ａ，Ｂの硬さを決
定する。
【００２１】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
に、真空メッキ処理、例えば気相メッキ法、ＰＶＤ法、
ＣＶＤ法、スパッタ法、イオンプレーティング等を挙げ
ることができる。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行
う場合の条件は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１．０Ｐ
ａ、Ａｒ加速電力 直流 ０．５〜１．５ｋＷ、母材温
度 ８０〜３００℃である。またスパッタ法によりＰ
ｔ、Ａｌメッキを行う場合の条件は、例えばＡｒ圧力
０．８〜１．０Ｐａ、Ａｒ加速電力 直流 ２００〜１
０００Ｗ、母材温度 ８０〜３００℃である。ＣＶＤ法
によりＷメッキを行う場合の条件は、例えば原材料 Ｗ
Ｆ6 、ガス流量 ２〜１５ｃｃ／min 、チャンバ内圧力
５０〜３００Ｐａ、母材温度 ３００〜６００℃であ
る。またＣＶＤ法によりＡｌメッキを行う場合の条件
は、例えば原材料 Ａｌ（ＣＨ3 ）3 、ガス流量 １．
０〜１０ｃｃ／min 、チャンバ内圧力 ５０〜３００Ｐ
ａ、母材温度 ３００〜６００℃である。
に、真空メッキ処理、例えば気相メッキ法、ＰＶＤ法、
ＣＶＤ法、スパッタ法、イオンプレーティング等を挙げ
ることができる。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行
う場合の条件は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１．０Ｐ
ａ、Ａｒ加速電力 直流 ０．５〜１．５ｋＷ、母材温
度 ８０〜３００℃である。またスパッタ法によりＰ
ｔ、Ａｌメッキを行う場合の条件は、例えばＡｒ圧力
０．８〜１．０Ｐａ、Ａｒ加速電力 直流 ２００〜１
０００Ｗ、母材温度 ８０〜３００℃である。ＣＶＤ法
によりＷメッキを行う場合の条件は、例えば原材料 Ｗ
Ｆ6 、ガス流量 ２〜１５ｃｃ／min 、チャンバ内圧力
５０〜３００Ｐａ、母材温度 ３００〜６００℃であ
る。またＣＶＤ法によりＡｌメッキを行う場合の条件
は、例えば原材料 Ａｌ（ＣＨ3 ）3 、ガス流量 １．
０〜１０ｃｃ／min 、チャンバ内圧力 ５０〜３００Ｐ
ａ、母材温度 ３００〜６００℃である。
【００２２】以下、具体例について説明する。
【００２３】ＪＩＳ ＦＣ２５よりなる鋳鉄製母材２に
おいて、チル層を有するカム３のノーズ部４およびベー
ス円部５外周面に、電気Ｆｅメッキ処理を施すことによ
り、Ｆｅ結晶の集合体より構成され、且つノーズ部４側
の高面圧領域Ａとベース円部５側の低面圧領域Ｂとを有
する摺動面７を備えた摺動面構成体８を形成して複数の
内燃機関用カムシャフト１を製造した。
おいて、チル層を有するカム３のノーズ部４およびベー
ス円部５外周面に、電気Ｆｅメッキ処理を施すことによ
り、Ｆｅ結晶の集合体より構成され、且つノーズ部４側
の高面圧領域Ａとベース円部５側の低面圧領域Ｂとを有
する摺動面７を備えた摺動面構成体８を形成して複数の
内燃機関用カムシャフト１を製造した。
【００２４】表５〜表８は摺動面構成体８の例１〜１２
における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。
における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。
【００２５】
【表５】
【００２６】
【表６】
【００２７】
【表７】
【００２８】
【表８】
【００２９】表９，表１０は、例１〜１２における摺動
面７の結晶形態、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓおよび各
領域Ａ，Ｂの硬さをそれぞれ示す。
面７の結晶形態、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓおよび各
領域Ａ，Ｂの硬さをそれぞれ示す。
【００３０】
【表９】
【００３１】
【表１０】
【００３２】存在率Ｓは、例１〜１２のＸ線回折図（Ｘ
線照射方向は摺動面７に対して直角方向）に基づいて次
のような方法で求められたものである。一例として、例
１について説明すると、図７は例１における高面圧領域
ＡのＸ線回折図、また図８は例１における低面圧領域Ｂ
のＸ線回折図であり、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、
次式から求められた。なお、例えば、｛１１０｝配向性
Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を摺動面４ａ側に向けた配
向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
線照射方向は摺動面７に対して直角方向）に基づいて次
のような方法で求められたものである。一例として、例
１について説明すると、図７は例１における高面圧領域
ＡのＸ線回折図、また図８は例１における低面圧領域Ｂ
のＸ線回折図であり、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、
次式から求められた。なお、例えば、｛１１０｝配向性
Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を摺動面４ａ側に向けた配
向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
【００３３】図９は、例１の高面圧領域Ａにおける結晶
構造を示す顕微鏡写真（５０００倍）、また図１０は、
例１の低面圧領域Ｂにおける結晶構造を示す顕微鏡写真
（５０００倍）である。図９に示す高面圧領域Ａにおい
て、多数の角錐状（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この角錐状（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は｛２１
１｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２１１｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓは、図７、表９に示すように８４．３％
である。図１０に示す低面圧領域Ｂにおいて、多数の比
較的小さな角錐状（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶が観察され
る。この角錐状（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓは、図８、表９に示すように６９．５％
である。
構造を示す顕微鏡写真（５０００倍）、また図１０は、
例１の低面圧領域Ｂにおける結晶構造を示す顕微鏡写真
（５０００倍）である。図９に示す高面圧領域Ａにおい
て、多数の角錐状（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この角錐状（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は｛２１
１｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２１１｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓは、図７、表９に示すように８４．３％
である。図１０に示す低面圧領域Ｂにおいて、多数の比
較的小さな角錐状（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶が観察され
る。この角錐状（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓは、図８、表９に示すように６９．５％
である。
【００３４】次に、例１〜１２のカムシャフトを機関に
組込んで焼付きテストを行い、高面圧領域Ａおよび低面
圧領域Ｂにおける硬さと焼付き発生面圧との関係を求め
たところ、図１１の結果を得た。テスト条件は次の通り
である。カムシャフトの回転数 ２０００rpm 、給油量
１０ml／min 、油温 １００℃、ロッカアームのスリ
ッパの材質 Ｆｅ系焼結材。図中、点（１）〜（１２）
は例１〜１２にそれぞれ該当する。また各線は、それぞ
れ低面圧領域Ｂにおける硬さが異なる場合である。点
（１３）はカム３外周面に窒化処理を施した場合を示
し、したがってノーズ部４およびベース円部５には電気
Ｆｅメッキ処理は施されていない。
組込んで焼付きテストを行い、高面圧領域Ａおよび低面
圧領域Ｂにおける硬さと焼付き発生面圧との関係を求め
たところ、図１１の結果を得た。テスト条件は次の通り
である。カムシャフトの回転数 ２０００rpm 、給油量
１０ml／min 、油温 １００℃、ロッカアームのスリ
ッパの材質 Ｆｅ系焼結材。図中、点（１）〜（１２）
は例１〜１２にそれぞれ該当する。また各線は、それぞ
れ低面圧領域Ｂにおける硬さが異なる場合である。点
（１３）はカム３外周面に窒化処理を施した場合を示
し、したがってノーズ部４およびベース円部５には電気
Ｆｅメッキ処理は施されていない。
【００３５】図１１から、例１，２のように、高、低面
圧領域Ａ，Ｂを角錐状Ｆｅ結晶を有するＦｅ結晶集合体
より形成すると共に、ノーズ部４側の高面圧領域Ａにお
ける硬さＨｖをＨｖ＝６００、または４００に設定し、
またベース円部５側の低面圧領域Ｂにおける硬さＨｖを
Ｈｖ＝３００に設定すると、良好な初期なじみ性、十分
な保油性および円滑な給油性を得て焼付き発生面圧が向
上することが判る。例３のように高面圧領域Ａにおける
硬さＨｖをＨｖ＝３００に設定すると、初期摩耗の段階
で、高面圧であることに起因して角錐状Ｆｅ結晶の摩耗
量が増し、その結果、谷部が浅くなって油溜りの容量が
極めて小さくなるため、高面圧下での摺動に対処し得る
だけの保油性を確保することができない。例４〜６のよ
うに、低面圧領域Ｂにおける硬さＨｖをＨｖ＝６００に
設定すると、低面圧であることに起因して角錐状Ｆｅ結
晶の摩耗量が少なく、その結果、低面圧領域Ｂの初期な
じみ性が低下する。
圧領域Ａ，Ｂを角錐状Ｆｅ結晶を有するＦｅ結晶集合体
より形成すると共に、ノーズ部４側の高面圧領域Ａにお
ける硬さＨｖをＨｖ＝６００、または４００に設定し、
またベース円部５側の低面圧領域Ｂにおける硬さＨｖを
Ｈｖ＝３００に設定すると、良好な初期なじみ性、十分
な保油性および円滑な給油性を得て焼付き発生面圧が向
上することが判る。例３のように高面圧領域Ａにおける
硬さＨｖをＨｖ＝３００に設定すると、初期摩耗の段階
で、高面圧であることに起因して角錐状Ｆｅ結晶の摩耗
量が増し、その結果、谷部が浅くなって油溜りの容量が
極めて小さくなるため、高面圧下での摺動に対処し得る
だけの保油性を確保することができない。例４〜６のよ
うに、低面圧領域Ｂにおける硬さＨｖをＨｖ＝６００に
設定すると、低面圧であることに起因して角錐状Ｆｅ結
晶の摩耗量が少なく、その結果、低面圧領域Ｂの初期な
じみ性が低下する。
【００３６】摺動面構成体８を、電気Ｎｉメッキ処理に
より前記条件下で形成した場合において、（３ｈｈ
ｈ）、したがって｛３１１｝配向性Ｎｉ結晶、（ｈ０
０）、したがって｛２００｝配向性Ｎｉ結晶等の存在率
Ｓは前記同様にＸ線回折図に基づいて次式から求められ
る。なお、例えば｛１１１｝配向性Ｎｉ結晶とは、｛１
１１｝面を摺動面７側に向けた配向性Ｎｉ結晶を意味す
る。 ｛１１１｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ111 ＝｛（Ｉ111 ／ＩＡ111 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２０｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ220 ＝｛（Ｉ220 ／ＩＡ220 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１１｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ311 ＝｛（Ｉ311 ／ＩＡ311 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ111 、Ｉ200 、Ｉ220 、Ｉ311 は各結晶面の
Ｘ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、またＩ
Ａ111 、ＩＡ200 、ＩＡ220 、ＩＡ311 はＡＳＴＭカー
ドにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、ＩＡ111 ＝１
００、ＩＡ200 ＝４２、ＩＡ220 ＝２１、ＩＡ311 ＝２
０である。さらにＴは、Ｔ＝（Ｉ111 ／ＩＡ111 ）＋
（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ220 ／ＩＡ220 ）＋（Ｉ
311 ／ＩＡ311 ）である。
より前記条件下で形成した場合において、（３ｈｈ
ｈ）、したがって｛３１１｝配向性Ｎｉ結晶、（ｈ０
０）、したがって｛２００｝配向性Ｎｉ結晶等の存在率
Ｓは前記同様にＸ線回折図に基づいて次式から求められ
る。なお、例えば｛１１１｝配向性Ｎｉ結晶とは、｛１
１１｝面を摺動面７側に向けた配向性Ｎｉ結晶を意味す
る。 ｛１１１｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ111 ＝｛（Ｉ111 ／ＩＡ111 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２０｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ220 ＝｛（Ｉ220 ／ＩＡ220 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１１｝配向性Ｎｉ結晶：Ｓ311 ＝｛（Ｉ311 ／ＩＡ311 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ111 、Ｉ200 、Ｉ220 、Ｉ311 は各結晶面の
Ｘ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、またＩ
Ａ111 、ＩＡ200 、ＩＡ220 、ＩＡ311 はＡＳＴＭカー
ドにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、ＩＡ111 ＝１
００、ＩＡ200 ＝４２、ＩＡ220 ＝２１、ＩＡ311 ＝２
０である。さらにＴは、Ｔ＝（Ｉ111 ／ＩＡ111 ）＋
（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ220 ／ＩＡ220 ）＋（Ｉ
311 ／ＩＡ311 ）である。
【００３７】図１２に示すように、金属結晶集合体は多
数の角錐台状金属結晶９，１０を有することがあり、こ
の場合の傾き角θは、上底面中央部ｅおよび下底面中央
部ｆを通る直線ｇと、下底面中央部ｆを通り仮想面１３
に垂直な基準線ｄとがなす角度として規定される。傾き
角θの範囲は前記同様に０°≦θ≦３０°である。また
金属結晶集合体は、多数の角錐状および多数の角錐台状
金属結晶を有するものでもよい。
数の角錐台状金属結晶９，１０を有することがあり、こ
の場合の傾き角θは、上底面中央部ｅおよび下底面中央
部ｆを通る直線ｇと、下底面中央部ｆを通り仮想面１３
に垂直な基準線ｄとがなす角度として規定される。傾き
角θの範囲は前記同様に０°≦θ≦３０°である。また
金属結晶集合体は、多数の角錐状および多数の角錐台状
金属結晶を有するものでもよい。
【００３８】なお、本発明は、摺動条件を異にする領域
が二領域である場合に限らず、三領域以上ある場合にも
適用される。また本発明は、カムシャフトの外に、ピス
トンピン、ギヤ、クランク軸、ディファレンシャルピニ
オンシャフト、コンロッド、ピストン（スカート部、ラ
ンド部、リング溝）、ロッカアーム、バルブリフタ、軸
受メタル、ベアリングインナケース、ベアリングアウタ
ケース、金属ベルト、プーリ等にも適用される。
が二領域である場合に限らず、三領域以上ある場合にも
適用される。また本発明は、カムシャフトの外に、ピス
トンピン、ギヤ、クランク軸、ディファレンシャルピニ
オンシャフト、コンロッド、ピストン（スカート部、ラ
ンド部、リング溝）、ロッカアーム、バルブリフタ、軸
受メタル、ベアリングインナケース、ベアリングアウタ
ケース、金属ベルト、プーリ等にも適用される。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、摺動条件を異にする各
領域に良好な初期なじみ性と十分な保油性とを持たせる
と共に相隣る両領域間に相互的な給油を現出させること
によって、耐焼付き性の優れた摺動面構成体を提供する
ことができる。
領域に良好な初期なじみ性と十分な保油性とを持たせる
と共に相隣る両領域間に相互的な給油を現出させること
によって、耐焼付き性の優れた摺動面構成体を提供する
ことができる。
【図１】カムシャフトの断面図である。
【図２】図１の２矢示部の拡大図である。
【図３】図１の３矢示部の拡大図である。
【図４】角錐状金属結晶の傾きを示す説明図である。
【図５】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面、（２ｈ
ｈｈ）面を示す斜視図である。
ｈｈ）面を示す斜視図である。
【図６】面心立方構造およびその（ｈ００）面、（３ｈ
ｈｈ）面を示す説明図である。
ｈｈ）面を示す説明図である。
【図７】高面圧領域の一例におけるＸ線回折図である。
【図８】低面圧領域の一例におけるＸ線回折図である。
【図９】高面圧領域の一例における結晶構造を示す顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図１０】低面圧領域の一例における結晶構造を示す顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図１１】焼付きテスト結果を示すグラフである。
【図１２】角錐台状金属結晶の傾きを示す説明図であ
る。
る。
６ ロッカアームスリッパ（相手部材） ７ 摺動面 ８ 摺動面構成体 ９，１０ 角錐状、角錐台状金属結晶 Ａ 高面圧領域 Ｂ 低面圧領域
フロントページの続き (72)発明者 川人 康 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 広瀬 謙治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−309978（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25683（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25684（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25688（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26008（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 相手部材との摺動面を持ち、その摺動面
には摺動条件を異にする複数の領域が連続して存在する
摺動面構成体において、各領域を、多数の角錐状金属結
晶および多数の角錐台状金属結晶の少なくとも一方を有
する金属結晶集合体より形成し、前記角錐状および角錐
台状金属結晶は、単一の結晶面を摺動面側に向けること
によって構成された配向性金属結晶であり、１つの領域
に含まれる前記角錐状および角錐台状金属結晶の前記単
一の結晶面と、別の領域に含まれる前記角錐状および角
錐台状金属結晶の前記単一の結晶面とを異ならせること
により、摺動開始初期において、各領域の前記角錐状お
よび角錐台状金属結晶の先端部側がその領域の前記摺動
条件に応じて優先的に摩耗するようにしたことを特徴と
する摺動面構成体。 - 【請求項２】 前記摺動面には高面圧領域と低面圧領域
とが連続して存在し、また前記金属結晶集合体は体心立
方構造を有する金属結晶の集合体であり、前記高面圧領
域における前記角錐状金属結晶および角錐台状金属結晶
は、前記単一の結晶面である（２ｈｈｈ）面を摺動面側
に向けることによって構成された（２ｈｈｈ）配向性金
属結晶であり、前記低面圧領域における前記角錐状金属
結晶および角錐台状金属結晶は、前記単一の結晶面であ
る（ｈｈｈ）面を摺動面側に向けることによって構成さ
れた（ｈｈｈ）配向性金属結晶である、請求項１記載の
摺動面構成体。 - 【請求項３】 前記摺動面には高面圧領域と低面圧領域
とが連続して存在し、また前記金属結晶集合体は面心立
方構造を有する金属結晶の集合体であり、前記高面圧領
域における前記角錐状金属結晶および角錐台状金属結晶
は、前記単一の結晶面である（ｈ００）面を摺動面側に
向けることによって構成された（ｈ００）配向性金属結
晶であり、前記低面圧領域における前記角錐状金属結晶
および角錐台状金属結晶は、前記単一の結晶面である
（３ｈｈｈ）面を摺動面側に向けることによって構成さ
れた（３ｈｈｈ）配向性金属結晶である、請求項１記載
の摺動面構成体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132986A JP2813942B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 摺動面構成体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132986A JP2813942B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 摺動面構成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323110A JPH06323110A (ja) | 1994-11-22 |
| JP2813942B2 true JP2813942B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=15094115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5132986A Expired - Fee Related JP2813942B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 摺動面構成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813942B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2720014B2 (ja) * | 1995-03-31 | 1998-02-25 | 本田技研工業株式会社 | 摺動面構成体 |
| GB2299381B8 (en) * | 1995-03-31 | 2000-02-02 | Honda Motor Co Ltd | Slide surface member |
| TWI386591B (zh) | 2010-01-15 | 2013-02-21 | Young Lighting Technology Corp | 光源裝置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01309978A (ja) * | 1988-06-08 | 1989-12-14 | Mazda Motor Corp | カムシャフトの製造方法 |
| JP2753773B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1998-05-20 | 本田技研工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP2657335B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1997-09-24 | 本田技研工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP2657334B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1997-09-24 | 本田技研工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP2741438B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1998-04-15 | 本田技研工業株式会社 | 摺動部材 |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP5132986A patent/JP2813942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06323110A (ja) | 1994-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |