JP2897428B2 - セラミック摺動部品 - Google Patents

セラミック摺動部品

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JP2897428B2 JP9500318A JP50031897A JP2897428B2 JP 2897428 B2 JP2897428 B2 JP 2897428B2 JP 9500318 A JP9500318 A JP 9500318A JP 50031897 A JP50031897 A JP 50031897A JP 2897428 B2 JP2897428 B2 JP 2897428B2
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正道 山際
隆夫 西岡
久雄 竹内
晃 山川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は自動車エンジンの動弁系部品、カムフォロワ
ーやロッカーアーム等の摺動部材、およびエンジン内の
油圧回路と駆動部品間に配される摺動部材、とりわけ金
属母材セラミック摺動部材を接合した構造よりなるタペ
ットやエンジンの駆動系を利用した油圧回路のピストン
に用いた場合にその効用を発現する。
背景技術 自動車エンジン部品に代表される機械摺動部品は、偏
摩耗、片当りを防止するために摺動部品の組み合わせの
一方に凸形のクラウニング形状を設ける場合が多い。例
えば特開昭63−225728には摺動面に接合母材よりも熱膨
張率の小さい耐摩耗性部材を加熱接合し、熱膨張差によ
り摺動面にクラウニング形状を設けることを開示してい
る。これは研磨等の機械加工によらずクラウニング形状
を設け、摺動時の片当りを防止できる摺動部品を低コス
トで提供できる製法を開示したものである。又、当該特
許には耐摩耗性部材として窒化ケイ素、炭化ケイ素、サ
イアロン等のセラミック材料を用いることも開示してい
る。
一方、近年地球環境問題から自動車の排ガスに関する
規制強化が急務となっており、特にディーゼルエンジン
においてはNOX（窒素酸化物）およびP/M（パティキュレ
ートマター）の排出低減が検討されている。その対応策
としてEGR（排ガス循環）機構をエンジン排気系に付属
させNOX低減が検討されているが、排ガス成分の循環か
らエンジンオイルの化学的劣化やP/M混入によりオイル
が汚染され、これがエンジン摺動部品の異常摩耗を生じ
させる問題となっている。
これらの問題を解消するために、穏やかなクラウニン
グを設けることが提案されたが、十分ではなかった。例
えば耐摩耗性の高い窒化ケイ素セラミック材料等を摺動
面材料として用いた場合、相手摺動部品である金属材料
より硬度が高いため、クラウニング形状がその中心線に
対して変形した場合、摺動時の接触面や接触面圧が変動
し、特に相手摺動金属部品の偏摩耗やピッチング、フレ
ッティング等の疲労摩耗が生じる。
ここで中心線とは、該摺動部品が使用時に回転する場
合には回転軸となる。
本発明は、上記偏摩耗や疲労摩耗を生じないようなク
ラウニング形状を有するセラミック摺動部品を提供しよ
うとするものである。
発明の開示 上記課題を解決するための本発明の構成は、特許請求
の範囲に記載のとおりの摺動部品である。摺動面に窒化
ケイ素系材料と、摺動面材料よりも熱膨張率の大きい金
属製本体とを接合し、摺動面材料の摺動面にクラウニン
グ形状を設けた摺動部品において、該クラウニング形状
の中心線に対し軸対称の任意の２点におけるクラウニン
グ量の差異が２点のクラウニング量の平均値に対して10
％以上、50％以下である。これを図１に示すディーゼル
OHV方式エンジンのタペット部品で説明をする。
図１では窒化ケイ素系材料よりなる摺動面材１は所定
のシフト量をもって摺動する相手カム２により回転力が
加わり、摺動面材のクラウニング形状の中心線を軸とし
て回転運動することにより偏摩耗や偏当りを防止するタ
ペット部品の基本構造を示している。更に図２にはこの
摺動面の拡大図を示す。本発明では図２中に示すクラウ
ニング形状の中心線に対し軸対称の任意の２点A,Bにお
けるクラウニング量da及びdbの差異（da−db）の絶対値
が、２点のクラウニング量の平均値（da＋db）/2に対し
て、次の（１）式の関係を満足することが必要である。
ここで、（１）式において当該値が50％を越えると、
回転中にカム面との接触面や接触面積が変動すること
や、接触面圧の変動により、とくにカム面に偏摩耗やピ
ッチング、フレッティング摩耗等が発生し好ましくな
い。一方、当該値10％未満に規定するためには、当該ク
ラウニングの偏差の形状精度を確保するために、接合精
度の向上（例えば通常のロー接加工の場合には、ロー材
厚みの均一化による精度向上等が考えられる）や特殊な
機械加工（例えばクラウニング形状精度を転写した総型
ダイヤモンド砥石によるNC研削加工等が考えられる）が
必要となり、製造原価増大等、経済性の点で問題があ
る。またこの製造原価に比較して、相手金属摺動部材の
耐摩耗姓は顕著には変化しないため、いわゆるコストパ
フォーマンスの点で劣るため好ましくない。
特に、摺動部品では潤滑条件が厳しいため潤滑油を摺
動部に供給する必要があり接合面付近に図３のように油
穴４を設ける場合がある。この場合、金属製本体に油穴
があくとその部分で剛性が局所的に変化しクラウニング
が変形するので開けられた油穴は、油穴の直径ｄと油穴
の数ｎ（ｎ≧１）が以下の式および請求の範囲に記載の
長さの記号D,L,W,t,Aと同じく単位をmmで表わしたとき
に、 1.金属製本体直径Ｄとd2×n/D＝0.07〜1.4の範囲にある 2.金属製本体全長Ｌとd2×n/L＝0.05〜1.05の範囲にあ
る 3.油穴があけられている箇所の金属製本体の最小肉厚Ｗ
とd2×n/W＝1.3〜26の範囲にある 4.接合される摺動部材の厚みｔの関係がd2×n/A＝１〜2
0の範囲にある 5.金属製本体の接合面から油穴中心までの距離Ａの関係
がd2×n/A＝0.2〜4.2の範囲にある ことが好ましい。
範囲の下限を下回ると、油穴の直径が小さくなってし
まい、粘性を有する潤滑油が流れ難くなり潤滑に支障を
きたし、金属製本体や摺動部材の摩耗や焼きつきなどが
生じたり、穴あけ加工が難しくなり製造コスト上好まし
くない。範囲の上限を上回ると、油穴の直径が大きくな
り、金属製本体の剛性が部分的に変化するのでクラウニ
ングが変形し精度が保てなくなり、相手摺動金属部品の
偏摩耗などが生じてしまう。油穴の直径と個数は、本発
明で規定した範囲内で適時選択すれば良く、油穴を大き
くしたい場合には範囲の上限付近になるようにするか、
個数を少なくすることにより対応すればよい。ただし、
穴径を小さくして穴数を増やすことは、範囲内であって
も穴を加工する際の工程数の増加から製造コストの上昇
を招き好ましくない。
油穴をあけるのは、穴をあけたことによって得られる
クラウニングの軸対称精度が本発明の範囲内であれば、
摺動面材料を接合する前後どちらでもかまわないが、接
合後では接合によりバランスした接合体の剛性を局所的
に変化させてしまうので、接合工程前にあけるよりもク
ラウニングに対する影響が大きく、接合前にあける方が
好ましい。
また、油穴４が複数個ある場合は全て摺動面材１と金
属製本体３との接合面５から等距離にある方が好ましい
が、クラウニング精度に影響を与えなければ、必ずしも
等距離でなくてもよい。油穴径も、クラウニング精度に
影響を与えなければ同一径でなくてもよいが、製造上は
全て同じであることが好ましい。
また、本発明は金属製本体の製造が摺動面の直径方向
に対して２回対称以上であることにより達成される。ク
ラウニングは、接合された金属製本体と摺動部材の剛性
のバランスにより形成されるため、対称性が不十分であ
ると対称性を乱している部分でクラウニングが変形して
しまう。
したがって、油穴をあける場合には金属柱本体の対称
性を保つために２ケ以上の油穴を開けることがより好ま
しい。
穴径や個数は本発明の範囲であればよい。
一方、油圧回路のピストンやタペットなどのように図
４に示すようなキノコ状の場合は、金属製本体８のスラ
イダー部６の直径（D2）とカサ部７の直径（D1）との寸
法比D2/D1が0.5以上で、かつスライダー部の直径（D2）
とカサ部最大厚さ（A2）との寸法比D2/A2が6.5以上にす
るのがよい。D2/D1が0.5未満では、金属製本体のカサ部
の張り出しが大きくなるため、変形が大きくクラウニン
グが安定せず、軸対称精度が保てなくなる。この寸法比
は、0.625を越えるのがさらに好ましいが、金属製本体
がキノコ状であるため、上限は１未満となる。D2/A2が
6.5未満の場合でも、スライダー部の直径が小さくなる
ので、上の場合と同様にカサ部張り出しが大きくなって
しまい好ましくない。なお、カサ部最大厚さは摺動面材
料との接合面からスライダー部と同一の直径になる箇所
までの厚みを意味する。
さらに、スライダー部の長さ（L1）は、摺動箇所であ
るため機能上適当な長さを有することが必要であるが、
カサ部最大厚み（A2）の10倍未満では金属製本体の剛性
が小さく、変形が大きくなり好ましくない。
カサ部とスライダー部をつなぐ箇所の形状は、摺動部
品の使用状況により異なるが、図５（１），（２）のよ
うに平坦でもテーパーがついていても良い。カサ部をス
トッパーとして用いるピストン図５（１）などでは平坦
にする必要があり、タペット図５（２）のようにその必
要がなければ、テーパーを付けても良い。
また、摺動面材料の厚み（A1）が1mm未満であると摺
動中に発生する摺動面にかかる衝撃力が摺動面材料の衝
撃破壊強度を越えてしまい、破壊に至ってしまう。
剛性の局部的な変化を生じさせず安定な変形を得るに
は金属製本体８は単一材で、溶接や圧接などの接合も行
われていないほうが好ましい。
これは、金属製本体を分割した場合は、例えば、 a.摺動面材を接合する前に分割した金属製本体を接合す
る場合、金属製本体を接合する際に接合の不均一が生じ
ると、摺動面材と金属製本体をロウ付けした際、金属製
本体の熱膨張／収縮が部分的に不均一となるためクラウ
ニングが部分的に変形する。また、金属製本体の接合時
に発生したひずみがロウ付け時に解放されるが、そのひ
ずみも場所的に不均一があるのでクラウニングが部分的
に変形する。
b.摺動面材を接合した後に分割した金属製本体を接合す
る場合、金属製本体下半部14bを接合する際のひずみが
不均一となり、クラウニングが部分的に変形する。
c.異種材料を接合する場合は、特に金属製本体の接合後
に摺動面材を接合すると異種材料間で熱膨脹率が異なる
ためにロウ付け時の金属製本体の熱膨張／収縮が部分的
に不均一となるためクラウニングが変形する。
以上のことから、分割により金属製本体の加工が行い
やすくなり製造コストを低減できても摺動部材に必要な
特性が得られず好ましくない。
一方、摺動面材として窒化ケイ素系材料を選択したの
は、炭化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）及び酸
化ジルコニウム（ジルコニア）等の他の構造材用セラミ
ック材料に比較して、熱膨張係数が小さく、接合時に
比較的大きなクラウニング形状が安定して設けられるこ
と、強度が比較的高く、クラウニング形状を設けた際
に発生する引っ張り応力に対し、接合時及び接合後の使
用時にクラック等が発生せず、十分な耐久性が得られる
こと、硬度が比較的高く、耐摩耗性に優れることの、
３点を考慮したためである。中でも強度特性に対しては
重要であり、JIS R1601準拠の３点曲げ強度で980MPa以
上、好ましくは1274MPa以上の窒化ケイ素系材料を用い
ることにより、上述の問題点を防止し、またクラウニン
グ形状の設計（主にクラウニング量や摺動窒化ケイ素系
部材の厚み等が考えられる）の自由度が拡大する。
上記のクラウニング形状の軸対称精度を低コストで提
供するための一例としては、上記のように穴を開ける以
外に図１に示すように、摺動面１に窒化ケイ素系材料と
摺動面材料よりも熱膨張率の大きい金属製本体３とを接
合し、接合時の熱膨張差により摺動面に予めベースとな
るクラウニング形状を形成した後、該クラウニング形状
を研削加工若しくは遊離砥粒加工により仕上げ加工を行
い、（１）式に示すクラウニング精度に加工する方法等
がある。これらの方法を選択した場合、その加工量が該
クラウニング形状の中心線に対し最大のクラウニング量
（例えば図２中に示すdmaxに相当する）に対して20％以
下であることが好ましい。これは20％を越えると、当該
加工コストが大きくなり経済性の点で問題があるためで
あり、この場合には第１工程の接合工程でのクラウニン
グベース形状精度を所望近傍に設ける必要がある。な
お、金属製本体の材質は特に制限はないが、代表的なも
のはJISのSCr、SCM、SNCM鋼等がある。
更に本発明の作用効果を満足するための好ましい付帯
条件として、摺動材料の摺動面の面粗度がJISで規定さ
れる十点平均高さ粗さで0.4μｍ以下であることが挙げ
られる。これは十点平均高さ粗さで0.4μｍを越える
と、相手摺動カム面を摩耗させる可能性があるため好ま
しくない。
以上により例えば本発明を摺動部品の内、OHV方式の
タペットに用いた場合、セラミック摺動面及びカム面の
偏摩耗が著しく防止でき、とくにEGR機構を設けたディ
ーゼルエンジンに応用した場合、顕著に部品寿命を延ば
すことが可能となる。
図面の簡単な説明 図1:本発明を適用したディーゼル商用車の動弁系OHV
方式のタペット及びカムの説明図である。
図2:本発明を適用したタペットの摺動部材の部分拡大
図である。
図3:本発明を適用したタペットの説明図（断面図）で
ある。
図4:本発明を適用したピストンの説明図（断面図）で
ある。
図5:本発明を適用した摺動部品の説明図（断面図）で
ある。
図6:本発明を適用したタペットの説明図（断面図）で
ある。
図7:実施例１及び２におけるタペットの摺動部材の部
分拡大図である。
図8:カムの摩耗状況の説明図［（１）は正面図、
（２）は側面図］である。
図9:本発明を適用したタペットの説明図（断面図）で
ある。
図10:本発明を適用したピストンの説明図（断面図）
である。
図11:ピストンの使用状況の説明図である。
図12:発明を適用したタペットの説明図（断面図）で
ある。
図13:実施例５における金属製本体の説明図である。
符号の説明 １ 摺動面材 ２ カム ３ 金属製本体 ４ 油穴 ５ 接合面 ６ スライダー部 ７ カサ部 ８ 金属製本体 ９ 金属製本体外周摺動部（タペット） 10 金属製本体内底球状凹み部摺動部（プッシュロッ
ド摺動部） 11 金属製本体外周摺動部（ピストン） 12 ピストン 13 エンジンブロック 14 金属製本体（タペット） 14a 金属製本体上半分 14b 金属製本体下半分 発明を実施するための最良の形態 実施例１ 市販の窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニ
ア各焼結体（JIS R1601準拠の３点曲げ強度を表１中に
示す）より、直径30mm、厚み1.5〜3mmの円盤状素材を切
り出し、カムと摺動する面については砥粒平均粒径７〜
11μｍのダイヤモンド砥石により、面粗度を十点平均高
さ粗さで0.3μｍ以下になるよう仕上げ研削加工を施し
た。図６に示すように得られた摺動面材１を同図に示す
形状のJIS規格鋼材、SCr420で作製した金属製本体３
に、Agを主成分とするロー材を用いて、種々の治具によ
り固定し、真空中、１時間、790〜880℃の範囲の温度に
て接合し、狙いの最大クラウニング量が15、40μｍの２
種類のタペット部品を作製した。金属製本体の全長は40
mmである。同本体はロウ付接合前に浸炭処理を施した。
また接合後レーザ焼入れにより金属製本体の外周部９と
内底球状凹部10を焼入れ処理した。この内一部について
は更に砥粒平均粒径７〜11μｍのダイヤモンド砥石を用
いたアンギュラ方式の研削加工によりクラウニング形状
の精度を向上させた。この部品を市販の商用車用のOHV
方式のディーゼルエンジンに組み込み、市内走行を10万
km実施後の回収エンジンオイルを用いて、機関回転数10
00rpmにて500時間の耐久試験を行い、カム面の摩耗量を
測定した。以上の結果を表１に示した。表１中でクラウ
ニングの形状精度については、図７に示すようにクラウ
ニングの中心線に対してφ25の同心円でのクラウニング
量ｄに対して上述した（１）式に代入して求めた値で示
した。
一方、摩耗の判定については図８に示したカムノーズ
の３点A,B,Cの高さHa,Hb,Hcの試験前後の平均摩耗量
（各点の摩耗量をそれぞれha,hb,hcとする）［（ha＋hb
＋hc）/3］と偏差（ha,hb,hcの内最大値と最小値の差）
で評価し、同表中に示した。図８の（１）はカムノーズ
の正面図、（２）はその側面図である。
注記）表中のクラウニング形状の軸対称精度の表示で
「割れ」と示したのは接合加工時に摺動部材に割れが発
生したことを示す。従って、当該試料についてはエンジ
ン評価は行なわなかった。
以上の結果より所定のクラウニング精度をもつ窒化ケ
イ素材料よりなる摺動部材を用いることにより、他のセ
ラミック部材を用いた場合に比較し、相手金属摺動部品
の摩耗量および偏摩耗を顕著に低減できることが明らか
となった。又、窒化ケイ素材料の中でも強度特性に優れ
た材料を用いることで、更に相手金属摺動部品の摩耗量
および偏摩耗を低減できることが明らかとなった。
実施例２ 実施例１の表１で示した試料の内、No.2,4,13,14,17,
19,21,23,26,27について、実施例１と同様のエンジンに
て6000rpm、100時間の耐久評価を実施した。評価につい
ても実施例１と同様に評価を行った結果を表２に示す。
ここで摺動部材に割れが生じるかどうかについては100
時間の間に10時間毎の割れの有無を確認し、割れが発生
するまでの時間について同表中に示した。又、割れが生
じた場合はその時間以前の摩耗量を同表中に示した。
注記）表中の割れの有無で、「初期割れ」の表示は最初
の10時間経過後に既に割れが発生したものについて表示
した。従って本試料の摩耗量の評価は行なわなかった。
以上の結果より、窒化ケイ素材料以外のセラミック材
料を摺動部材に用いた場合、エンジンの高回転領域で初
期に割れが発生し、実用に供しないものであることが明
らかとなった。又、窒化ケイ素材料の中でも強度特性に
優れた材料を用いることで、エンジンの高回転領域にお
いて割れが発生しない上、更に相手金属摺動部品の摩耗
量および偏摩耗を低減できることが明らかとなった。
実施例３ 図９に示す金属製本体３を用い、実施例１で用いた市
販の窒化珪素１を厚み0.05mmのAg−Cu−Tiロウにより、
870℃で真空ロウ付けを行い、タペットを作製した。金
属製本体３の主要寸法は、表３に示す。内底球状凹み10
はNo.29〜48では直径14mm、No.49〜57では直径9mmであ
る。材料はSCM435（JIS G4105）を用いた。
開口部と外周面をつなぐ油穴は金属製本体の接合面か
ら表３に示す同油穴の中心線までの距離Ａだけ離して穴
の直径、ならびに穴の個数を変化させて機械加工であけ
た。
窒化珪素は直径を金属製本体より0.5mm小さく、カム
摺動面は十点平均高さ粗さで0.3μｍ以下に加工したも
のを用いた。
接合後に、金属製本体の摺動部（外周部と内底球状凹
み部）に表面焼入を行った。具体的には外周部９には高
周波焼入を、内底球状凹み部10には電子ビーム焼入を行
った。
クラウニングの測定は実施例１と同様に行った。ただ
し、測定する同心円は、外径がφ31,25,17mmの場合で、
φ25.8,20.8,14.2mmとした。なお、クラウニング量はN
o.29〜49では21〜33μｍ、No.49〜57では18〜38μｍで
あった。結果を、表３に示す。
表中No.30、31,32,33,36,37を商用車用OHV方式のディ
ーゼルエンジンに組み込み、市内走行を20万km実施後の
回収エンジンオイルを用いて、機関回転数1500rpmにて2
00時間の耐久試験を行ったところ、No.31,36,37では金
属製本体外周部に50μｍを越える摩耗が見られた。No.3
0,32,33はいずれも摩耗５μｍ以下で実施例１で示した
カムノーズの摩耗量も平均および偏差が、No.30でそれ
ぞれ14,3μｍ、No.32でそれぞれ12,3μｍ、No.33でそれ
ぞれ10,2μｍであった。
No.36では、油穴の直径が極端に小さいため潤滑油が
油穴をスムーズに通過せず金属製本体のエンジンブロッ
クと摺動する箇所が摩耗した。しかしながら、No.36は
本発明に基づくタペットであるため実施例１で示したカ
ムノーズの摩耗量も平均および偏差が、それぞれ10,2μ
ｍと実施例１に示した発明範囲外のものに較べて優れた
特性を示していた。No.30,37はNo.36に較べて油穴径は
大きいものの穴数が少ないため、金属製本体に供給され
る潤滑油が十分でなく、同様に摩耗が生じた。
実施例４ 図10に示す金属製本体８を用い、実施例３で用いた市
販の窒化珪素１を厚み0.07mmのAg−Tiロウにより、950
℃で真空ロウ付けを行い、ピストンを作製した。金属製
本体８の主要寸法は、表４に示す。材料はSCr440（JIS
G4101）を用いた。
窒化珪素は直径を金属製本体カサ部と同一にし、カム
摺動面は十点平均高さ粗さで0.3μｍ以下に加工したも
のを用いた。
接合後に、摺動部である金属製本体外周部11に高周波
で表面焼入を行った。
クラウニングの測定は実施例１と同様で、測定する同
心円はカサ部直径がφ30,37,12mmの場合で、φ25,22.5,
10mmとした。なお、クラウニング量はカサ部直径がφ3
0,27,12mmの場合でそれぞれ、79〜95μｍ、62〜83μ
ｍ、15〜28μｍであった。結果を表４に示す。
表中No.70〜82を市販の圧縮エンジンブレーキ付き直
列６気筒OHV型ディーゼルエンジン（排気量:11000cc、
尚エンジンオイルは市内走行50万kmを経たものを用い
た。）に組み込み機関回転数22000rpmにて試験を行っ
た。図11にピストンをエンジンに組み込んだ状態を示
す。試験の結果、セラミックス厚が1mmに満たないNo.7
0,71および77〜79では試験直後に窒化珪素に割れが生じ
た。一方No.72〜76および80〜82は試験後においても窒
化珪素に割れはなく、実施例１で示したカムノーズの摩
耗量も平均および偏差が、平均でそれぞれ8,2μｍであ
った。
実施例５ 図12に作製したタペットを示す。
摺動面材１は実施例３で用いた市販の窒化珪素１を直
径29.5mm、厚み2mmに加工し、カム摺動面は十点平均高
さ粗さで0.3μｍ以下に研磨加工で仕上げた。
金属製本体14は、 一旦、図13（１）に示すような形状に加工し、上半分
14aと下半分14bを接合したのちに摺動面材１を接合する 一旦、図13（１）に示すような形状に加工し、摺動面
材１を接合した後に上半分14aと下半分12bを接合する 図13（２）に示すように、一体物で作製する の３タイプを作製し、さらに材料もとの場合は上半
分14aと下半分14bで異なる場合、同一の場合の２タイプ
を種々の材料の組み合わせで作製した。金属製本体14
は、直径30mm、開口部半径26mm、全長39mmである。具体
的には表５に示すように作製した。
金属製本体の接合は、表５に示す方法により行った。
窒化珪素と鋼製本体上半分14aは、厚み0.06mmのAg−C
u−Tiロウにより、850℃下で真空ロウ付けにより行っ
た。
No.87〜89,91,93〜95,98,100については、タペット形
状になった時点で摺動部（9,10）に高周波焼入を施した
のち、商用車用OHV方式のディーゼルエンジンに組み込
み、市内走行を10万km実施後の回収エンジンオイルを用
いて、機関回転数3000rpmにて200時間の耐久試験を行っ
た。
No.90,97,99,101は用いた鋼がロウ付け時の冷却時に
焼きが入るため高周波焼入を行わなかった。
No.92,96は上半分14aはNo.90などと同一の鋼材を用
い、ロウ付け時に焼入を行っており、ロウ付け後に既に
焼入を行った下半分14bを接合した。
各サンプルのクラウニングの測定は実施例３と同様
で、測定する同心円をφ25とした。クラウニングの精度
は表５に示す。なお、クラウニング量は15〜32μｍであ
った。
耐久試験の結果、金属製本体を接合したNo.87〜97で
は実施例１で示したカムノーズの摩耗量の平均がすべて
実用上問題のある50μｍを越えた。一方、接合せず単一
の材料を用いたNo.98〜101では９〜18μｍと摩耗量は半
分以下であった。
以上の結果より、金属製本体を分割せず単一の材料で
作製した本発明のタペットは、優れた耐久性を示すこと
が確認できた。
なお、表中の浸炭とは、分割された形状で浸炭焼入を
施したことを示し、焼入材とは同様に分割した形状で、
油焼入を施したことを示す。
産業上の利用可能性 以上説明したように本発明は窒化ケイ素材料を摺動面
部材として用い、かつ特定のクラウニング形状精度を具
備することにより、排ガス成分により汚染されたオイル
を用いても、相手金属摺動部品の異常摩耗する現象を防
止して、偏摩耗を防止することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 晃 兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−225728（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−33708（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55809（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−20703（ＪＰ，Ｕ) 実公 平６−10095（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01L 1/14

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】摺動面の窒化ケイ素系材料と摺動面材料よ
    りも熱膨張率の大きい金属製本体とが接合され、かつ、
    摺動面材料の摺動面にクラウニング形状部が形成され、
    該クラウニング形状部の中心部に対し軸対称の任意の２
    点におけるクラウニング量の差異が２点のクラウニング
    量の平均値に対して10％以上、50％以下であることを特
    徴とするセラミック摺動部品。
  2. 【請求項２】潤滑油を循環させるために金属製本体にあ
    けられたボディ内部と外部をつなげる油穴の直径ｄと油
    穴の数ｎと金属製本体直径Ｄの関係がd2×n/D＝0.07〜
    1.4の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の摺
    動部品。
  3. 【請求項３】潤滑油を循環させるために金属製本体にあ
    けられたボディ内部と外部をつなげる油穴の直径ｄと油
    穴の数ｎと金属製本体全長Ｌの関係がd2×n/L＝0.05〜
    1.05の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の摺
    動部品。
  4. 【請求項４】潤滑油を循環させるために金属製本体にあ
    けられたボディ内部と外部をつなげる油穴の直径ｄの油
    穴の数ｎと油穴があけられている箇所の金属製本体の最
    小肉厚Ｗの関係がd2×n/W＝1.3〜26の範囲にあることを
    特徴とする請求項１に記載の摺動部品。
  5. 【請求項５】潤滑油を循環させるために金属製本体にあ
    けられたボディ内部と外部をつなげる油穴の直径ｄと油
    穴の数ｎと接合される摺動部材の厚みｔの関係がd2×n/
    t＝１〜20の範囲にあることを特徴とする請求項１に記
    載の摺動部品。
  6. 【請求項６】潤滑油を循環させるために金属製本体にあ
    けられたボディ内部と外部をつなげる油穴の直径ｄと油
    穴の数ｎと金属製本体の接合面から油穴中心までの距離
    Ａの関係がd2×n/A＝0.2〜4.2の範囲にあることを特徴
    とする請求項１に記載の摺動部品。
  7. 【請求項７】金属製本体の構造（剛性）が摺動面の直径
    方向に対して２回対称以上であることを特徴とする請求
    項１、２、３、４、５または６の何れかに記載の摺動部
    品。
  8. 【請求項８】潤滑油を循環させるために金属製本体にあ
    けられたボディ内部と外部をつなげる油穴を２つ以上を
    有する請求項７に記載の摺動部品。
  9. 【請求項９】金属製本体がエンジンブロックと摺動する
    スライダー部とその一方の端部にカサ部を有し、そのカ
    サ部に摺動面材料が接合され、金属製本体のスライダー
    部の直径（D2）とカサ部の直径（D1）との寸法比D2/D1
    が0.5以上で、かつスライダー部の直径（D2）とカサ部
    最大厚さ（A2）との寸法比D2/A2が6.5以上にしたことを
    特徴とする請求項１に記載の摺動部品。
  10. 【請求項１０】スライダー部の長さ（L1）がカサ部最大
    厚さ（A2）の10倍以上であることを特徴とする請求項９
    に記載の摺動部品。
  11. 【請求項１１】摺動面材料の厚み（A1）の厚みが1mm以
    上であることを特徴とする請求項９に記載の摺動部品。
  12. 【請求項１２】金属製本体全体が単一および接合が施さ
    れていない材料からなることを特徴とする請求項１に記
    載の摺動部品。
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