JP2921024B2 - 滑り又は転がり部材、この部材を用いた滑り軸受,転がり軸受、及びローラロッカアーム用滑り軸受 - Google Patents

滑り又は転がり部材、この部材を用いた滑り軸受,転がり軸受、及びローラロッカアーム用滑り軸受

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一方がセラミックス,他方が金属からな
る滑り又は転がり運動する二つの部材相互の表面間にお
いて、初期潤滑性能を向上するための表面処理をした滑
り又は転がり部材と、その部材を利用した滑り,転がり
軸受、及びローラロッカアーム用滑り軸受に関する。
〔従来の技術〕
従来から高速内燃機関,例えば自動車用エンジンはエ
ンジン回転数が比較的高いため、ロッカアームにおいて
カムとの当接部(タペット部)を滑り又は転がり軸受化
することにより耐久性の向上を図ることが行われてい
る。
一方で、高速回転するエンジンに連動する動弁系は、
往復質量をできるだけ小さくすることがそれに加わる慣
性力を低減することに役立ち、耐久性の向上を図り易い
ことが知られている。
そこで、例えば、実開昭62−203911号に記載されるよ
うに、動弁系内のローラロッカアームにおいて、このロ
ーラをセラミックス材により形成することにより耐久性
を向上した第1の従来例が知られている。
この第1の従来例ではローラ(「リング」とも称す
る)をセラミックス材で形成し、ローラピン(「軸」と
も称する)を金属(アルミ合金)で形成している。しか
しながら、セラミックスと金属では硬度差が存在するた
め、潤滑不足時には軸に損傷が発生し易い、という問題
がある。
そこで、セラミックスリングと金属リングを一体に結
合したロッカアーム用ローラの第2の従来例が存在する
(実開昭63−42805号)。
この第2の従来例によれば、金属リングをローラピン
側に配置することにより、前記第1の従来例の摩耗の問
題を解決しつつ軽量化による耐久性の向上を達成するこ
とができる。
しかしながら、第2の従来例において、セラミックス
リングと金属リングとを一体に結合することとは困難で
あり、コスト増を来すなど量産化には馴染まないという
問題があった。
そこで、ロッカアーム部に見られるようなセラミック
ス−金属の滑り又は転がり部材において、例えば第2の
従来例のように金属リングを設けることなく、セラミッ
クス−金属接触のままで第1の従来例で問題となった摩
耗,摩擦の低減が達成できれば望ましいことは勿論であ
る。
そこで、日本潤滑学会第31期全国大会(名古屋)予稿
集(1986)第433〜436頁の「潤滑下におけるセラミック
ス−鋼間の摩擦摩耗特性」に記載のように、基油中にリ
ン系添加剤を添加することによりセラミックス−鋼間の
摩擦摩耗の低減を達成した第3の従来例が存在する。
〔発明が解決しようとする課題〕
第3の従来例では境界潤滑領域において摩擦熱により
摩擦表面に化合物膜を形成して摩擦,摩耗の低減を図る
ものである。
しかしこの従来例では、潤滑開始から二つの部材の接
触面と前記添加剤との反応開始までにはかなりの時間を
必要とするために、即効性に欠けるという欠点があっ
た。従って、化合物膜形成まで時間がかかり初期の摩
耗,摩擦,初期の焼付きを避けることができない、とい
う課題があった。
そこで、この発明はこのような課題を解決するため
に、セラミックス−金属からなる滑り又は転がり部材か
らなる滑り又は転がり部材において、潤滑開始の初期に
おける低摩擦性,耐摩耗性,耐焼付き性等の初期潤滑性
能を向上することにより、良好な潤滑性能を潤滑の全期
間に渡って維持できる滑り又は転がり部材の提供、及
び、これらを用いた滑り又は転がり軸受の提供、さらに
はロッカアーム用滑り軸受を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために、この発明は、滑り又は転
がり運動する,一方がセラミックス,他方が金属からな
る滑り又は転がり部材の金属側の滑り又は転がり接触面
に予め耐摩耗性,低摩擦性及び耐焼付き性を有する化合
物反応膜層を形成したことを特徴とするものである。
尚、本発明において「滑り」とは『摺動』をも包含する
概念で用いる。
ここで化合物反応膜層とは、耐摩耗性、低摩擦性及び
耐焼付き性を有するものであって、化学的に活性な有機
化合物(例えば、有機イオウ化合物,有機リン化合物,
有機塩素化合物,有機金属化合物)と滑り又は転がり部
材との間の化学反応によって形成され、表面にバルクと
は異なった性質を持つ無機及び/又は有機の金属化合物
からなる層を意味する。滑り又は転がり部材をこの有機
化合物の少なくとも一種と反応させることにより、部材
表面に無機及び/又は有機の金属化合物、例えば、金属
リン化合物,金属イオウ化合物,金属塩素化合物の少な
くとも一種が形成される。この金属化合物が化合物反応
膜層に相当する。
即ち、滑り又は転がり部材と有機リン化合物との反応
によって、この反応に対応する有機リン化合物−反応膜
層が形成される。有機イオウ化合物との反応によって対
応する有機イオウ化合物−反応膜層、有機塩素化合物と
の反応によって対応する有機塩素化合物−反応膜層、及
び有機金属化合物との反応によって有機金属化合物−反
応膜層が滑り又は転がり部材表面に形成される。この化
合物反応膜層は、滑り又は転がり部材が有機リン化合
物,有機イオウ化合物,有機塩素化合物,有機金属化合
物の少なくとも一種以上と反応することにより形成され
た有機リン化合物−反応膜層,有機イオウ化合物−反応
膜層、有機塩素化合物−反応膜層、有機金属化合物−反
応膜層の少なくとも一種からなる。
有機リン化合物−反応膜層としては、亜リン酸エステ
ル類,正リン酸エステル類,酸性リン酸エステル類の少
なくとも一種と反応することにより形成された反応膜層
がある。
また、有機イオウ化合物−反応膜層としては、硫化油
脂類,硫化オレフィン類,メルカプタン類,サルファイ
ド類,スルホキシド類,スルホン類の少なくとも一種と
反応することにより形成された反応膜層がある。
さらに、有機塩素化合物−反応膜層としては、塩素化
パラフィン類及び/又は塩素化油脂類と反応することに
より形成された反応膜層がある。
またさらに、有機金属化合物−反応膜層としては、金
属ジヒドロカルルジチオフォスフェート類,金属ジヒド
ロカルビルジチオカーバメート類,ナフテン酸金属塩類
の少なくとも一種と反応することにより形成された反応
膜層がある。
この化合物反応膜層厚さとしては、0.05〜0.5μmで
あることが望ましい。
そして、本発明の滑り軸受は、その滑り面を前記化合
物反応膜層が形成された滑り部材により形成したもので
ある。また、本発明の転がり軸受は、その転がり面を前
記化合物反応膜層が形成された転がり部材により形成し
たものである。
さらに、本発明のローラロッカアーム用滑り軸受は、
カムにより駆動されるリングと、このリングを支持する
軸とからなり、当該リングをセラミックスで形成すると
共に前記軸を金属で形成し、前記軸の滑り接触表面に前
記化物反応膜層を形成したものである。
〔作用〕
一方がセラミックス,他方が金属からなる滑り又は転
がり接触する二部材の表面において、金属側の滑り又は
転がり接触面を表面処理して、耐摩耗性、低摩擦性及び
耐焼付き性を有する膜となる化合物反応膜層を予め形成
することにより、このような化合物反応膜層を予め形成
しない従来の潤滑条件下では潤滑初期に生ずるセラミッ
クス−金属の直接接触触を防止でき、初期潤滑性能を向
上することができる。
すなわち、滑り又は転がり接触する二部材が、セラミ
ックス−金属の場合において、金属側の接触表面に前記
化合物反応膜を予め形成しておくことにより、潤滑初期
の摩耗,摩擦,焼付きを防止し、潤滑の全期間に渡って
良好な潤滑性能を維持することができる。
以下、本発明について詳説する。
前記化合物反応膜層は、滑り又は転がり部材と有機リ
ン化合物,有機イオウ化合物,有機塩素化合物,有機金
属化合物の少なくとも一種とを反応させることにより形
成することができる。有機リン化合物と反応することに
よって形成された化合物反応膜層を有機リン化合物−反
応膜層と称し、有機イオウ化合物と反応することによっ
て形成された反応膜層を有機イオウ化合物−反応膜層と
称し、有機塩素化合物と反応することによって形成され
た反応膜層を有機塩素化合物−反応膜層と称し、有機金
属化合物と反応することによって形成された反応膜層を
有機金属化合物−反応膜層と称する。
有機リン化合物−反応膜層を形成するのに用い得る有
機リン化合物としては、亜リン酸エステル類,正リン酸
エステル類,酸性リン酸エステル類等がある。
上記亜リン酸エステル類は、C1〜C18の炭化水素類
(例えば、アルキル,フェニル,ベンジル,クレジル,
シンナミル,アリル)の亜リン酸エステルで、例えばト
リオクチルフォスファイト,トリフェニルフォスファイ
ト,トリクレジルフォスファイト,ビス−2−エチルヘ
キシルフォスファイト,トリデシルフォスファイト,ジ
ブチルハイドロジェンフォスファイト,トリス(ノニル
フェニル)フォスファイト,ジラウリルハイドロジェン
フォスファイト,ジフェニルモノデシルフォスファイ
ト,トリラウリルトリチオフォスファイト,ジフェニル
ハイドロジェンフォスファイトなどが好ましい。
又、正リン酸エステル類は、C1〜C18の炭化水素類
(例えば、アルキル,フェニル,ベンジル,クレジル,
シンナミル,アリル)の正リン酸エステルで、例えばト
リフェニルフォスフェート,トリエチルフォスフェー
ト,トリブチルフォスフェート,トリス(2−エチルヘ
キシル)フォスフェート,トリデシルフォスフェート,
ジフェニルモノ(2−エチルヘキシル)フォスフェー
ト,トリクレジルフォスフェート,トリオクチルフォス
フェート,トリステアリルフォスフェートなどが好まし
い。
又、酸性リン酸エステル類は、C1〜C20のモノ又はジ
ヒドロカルビルアッシドフォスフェートであり、例えば
メチルアッシドフォスフェート,イソプロピルアッシド
フォスフェート,ブチルアッシドフォスフェート,2−エ
チルヘキシルアッシドフォスフェート,イソデシルアッ
シドフォスフェート,トリデシルアッシドフォスフェー
ト,ラウリルアッシドフォスフェートなどが好ましい。
有機イオウ化合物−反応膜層を形成するのに用い得る
有機イオウ化合物としては、例えば硫化鯨油などの硫化
油脂類、硫化オレフィン類,メルカプタン類,サルファ
イド類,スルホキシド類,スルホン類等がある。
上記の硫化オレフィン類は、C3〜C8のオレフィン又は
それから誘導される低分子量ポリオレフィンの硫化物
で、例えば硫化ペンテン,硫化ブチレン,硫化オクテン
などが好ましい。
メルカプタン類は、C4〜C20のアルキルメルカプタン
及びメルカプト脂肪酸エステルで、例えばn−ベチルメ
ルカプタン,イソブチルメルカプタン,第三ブチルメル
カプタン,n−オクチルメルカプタン,第三ノニルメルカ
プタン,第三ドデシルメルカプタン,チオグリコール酸
ブチル,チオロピオン酸エチル,3−メルカプトプロピオ
ン酸オクチルなどが好ましい。
サルファイド類は、C4〜C18の炭化水素類(例えば、
アルキル,フェニル,ベンジル,シンナミル,アリル)
のモノサルファイド(−S−),ジサルファイド(−S
−S−),ポリサルファイド(−S−S−S−)で、例
えばジブチルモノサルファイド,ジブチルジサルファイ
ド,ジフェニルサルファイド,ジベンジルサルファイド
などが好ましい。
スルホキシド類は、C4〜C20の炭化水素類(例えば、
アルキル,フェニル,ベンジル,シンナミル,アリル)
のスルホキシドで、例えばジブチルスルホキシド,ジベ
ンジルスルホキシドなどが好ましい。
スルホン類は、C4〜C20のアルキル,フェニル,ベン
ジル,シンナミル,アリルのスルホンで、例えばジブチ
ルスルホン,ジドデシルスルホン,フェニルスルホンな
どが好ましい。
有機塩素化合物−反応膜層を形成するのに用い得る有
機塩素化合物としては、塩素化パラフィン類,塩素化油
脂類等がある。
塩素化パラフィン類としては、例えば、n−オクチル
クロライド,塩化パラフィン,塩化オクタデシルが存在
し、塩素化油脂類としては、例えば、塩化鯨油が存在す
る。
更に又、有機金属化合物−反応膜層を形成するのに用
い得る有機金属化合物としては、金属ジヒドロカルビル
ジチオフォスフェート類,金属ジヒドロカルビルジチオ
カーバメート類,ナフテン酸塩類等がある。
上記金属ジヒドロカルビルジチオフォスフェート類
は、各ヒドロカルビル基がC4〜C20である金属ジヒドロ
カルビルジチオフォスフェートで、例えばZnジメチルジ
チオフォスフェート,Znブチルイソオクチルジチオフォ
スフェート,Znジ(4−メチル−2−ペンチル)ジチオ
フォスフェート,Znジ(テトラプロペニルフェニル)ジ
チオフォスフェート,Zn(2−エチル−1−ヘキシル)
ジチオフォスフェート,Zn(イソオクチル)ジチオフォ
スフェート,Zn(エチルフェニル)ジチオフォスフェー
ト,Zn(アミル)ジチオフォスフェート,Znジ(ヘキシ
ル)ジチオフォスフェート、或いは金属として上記亜鉛
(Zn)の他、鉛(Pb),カドミウム(Cd),アンチモン
(Sb),モリブデン(Mo)などのものが好ましい。
金属ジヒドロカルビルジチオカーバメート類は、各ヒ
ドロカルビル基がC4〜C20である金属ジヒドロカルビル
ジチオカーバメートで、例えばZnジメチルジチオカーバ
メート,Znブチルイソオクチルジチオカーバメート,Znジ
(4−メチル−2−ペンチル)ジチオカーバメート,Zn
ジ(テトラプロペニルフェニル)ジチオカーバメート,Z
n(2−エチル−1−ヘキシル)ジチオカーバメート,Zn
(イソオクチル)ジチオカーバメート,Zn(エチルフェ
ニル)ジチオカーバメート,Zn(アミル)ジチオカーバ
メート,Znジ(ヘキシル)ジチオカーバメート、或いは
金属として上記亜鉛(Zn)の他、鉛(Pb),カドミウム
(Cd),アンチモン(Sb),モリブデン(Mo)などのも
のが好ましい。
又、ナフテン酸塩類はナフテン酸の金属塩で、例えば
ナフテン酸塩などが好ましい。
前記のような化合物反応膜層を形成する種々の化合物
は、そのまま、或いは油や溶剤に溶解し希釈された状態
で、濃度0.1〜100wt%の範囲で使用することができる。
ここで油としては、例えば、精製パラフィン,ジフェニ
ル等の非極性のものを使用でき、溶剤としては、例え
ば、トルエン等の非極性溶媒を使用できる。その他の
油,溶媒を使用することができるが、非極性のものであ
ることが好ましい。
化合物反応膜を形成する際、所定濃度の前記有機リン
化合物,有機イオウ化合物,有機塩素化合物,有機金属
化合物の各々が単独で、或いは複数種類の混合物として
用いられる。特に、有機リン化合物と有機イオウ化合物
とを混合すると、両者の相互作用により化合物反応膜の
形成速度が大きくなることが検討の結果明らかとなっ
た。尚、同一種類の化合物内では、各具体的化合物が単
独或いは混合されて用いられる。
単独で或いは混合して用いられた前記各化合物の種類
とその含有量に応じて、滑り又は転がり部材の金属側表
面に、有機リン化合物−反応膜層,有機イオウ化合物−
反応膜層,有機塩素化合物−反応膜層,有機金属化合物
−反応膜層、又はこれらが二種以上混在した化合物反応
膜を形成することができる。
被処理物である滑り部材又は転がり部材の金属側を、
予め前記した所定濃度に調整した化合物液中に浸漬し、
温度を室温から120℃の範囲内の所定温度に制御しつ
つ、0.5ないし8時間の範囲内の所定時間反応させるこ
とにより、被処理物の表面に厚さ0.05ないし0.5μmの
範囲の化合物反応膜層を形成することができる。要する
に、滑り又は軸受部材の金属側表面の化合物反応膜層厚
が0.05ないし0.5μmの範囲内になるように化合物液濃
度,反応温度,反応時間を制御することである。
その、化合物反応膜層の形成過程において、例えば、
超音波などを所定温度にした条件下で利用すると、反応
形成膜の均一性を改善したり、反応速度を増加させるこ
とができる。
このようにして表面処理し、種々の膜厚の化合物反応
膜層を形成した転がり部材について高速四球試験を行
い、膜厚が0.05μm未満の場合および0.5μmを越える
場合には、焼付きが発生したり、振動が発生するのに対
して、0.05〜0.5μmの範囲内、好ましくは0.05〜0.3μ
mであれば極めて良好な結果が得られることが実験的に
確認された。
本発明の表面処理は、滑り又は転がり部材の金属側の
滑り又は転がり接触面になされていれば足りる。もっと
も、これ以外の部分に表面処理がなされていても良い。
このように、滑り又は転がり接触する部材間において、
金属側の接触表面にこの表面処理がなされていれば低摩
擦,低摩耗,耐荷重,耐焼付き性を十分に向上させた滑
り又は転がり部材を提供することができる。
本発明において、滑り又は転がり接触を形成する部材
の一方はセラミックスである。このようなセラミックス
として、例えば、公知の窒化珪素の他、サイアロン(商
品名)、炭化珪素、アルミナ及びジルコニア等を使用す
ることができる。
一方相手側の部材は、金属である。金属部材としては
軸受鋼II種(SUJ2)等の高クロム軸受鋼の他SCR420Hの
ような肌焼鋼であっても良い。
本発明の滑り又は転がり部材は、滑り軸受又は転がり
軸受に用いることによって具現化される。例えば、内燃
機関の動弁系のローラロッカアームに用いられ、カムと
当接するリング及びこのリングとを当接する軸を前記滑
り部材を用いて構成することによりローラロッカアーム
用滑り軸受として具現化される。また、カムとこのリン
グとを前記転がり部材で形成しても良い。またさらに、
転動体と軌道輪とを前記転がり部材で形成することもで
きる。
本発明の滑り又は転がり部材は、油潤滑下での使用に
おいて効果があるは勿論であるが、カムとリングとの間
のように油を使用しない潤滑下でも効果を有することは
勿論である。
〔実施例〕 以下本発明の実施例について説明する。
第1図は、本発明に係る滑り部材をローラロッカアー
ム用滑り軸受に適用した状態の一実施例を示すもので、
内燃機関の動弁系タペット部(ローラロッカアームのカ
ム側端部)の端面図を示したものである。
第1図の構成について説明すると、ロッカアーム3の
カム1側にはセラミックス製のリング5とこのリングを
支持する軸受鋼II種製の軸4とからなる滑り軸受10が構
成されている。
偏心カム1はカムシャフト2によって支持され、図示
しないピストンの駆動によって回転駆動する。このカム
の駆動により、前記リングは当該カムと当接して駆動す
る。リング5はカム1の周上を転がるが、リング5の内
周面と軸4の外周面とは滑り運動する。
本実施例においては、軸受部の拡大図を示す第2図の
ように、前記化合物反応膜層6を前記軸4の外周面に予
め形成する。
このような構成により、初期の潤滑性能を向上して、
初期摩耗,摩擦,焼付き等を避けることが可能となる。
本実施例において、軸4の外周面に化合物反応膜層を
形成するのにかえて、第3図のように、リング5の内周
面に同様の化合物反応膜層を形成しても良いことは当然
である。また、軸4の外周面及びリング5の内周面の双
方に同様の化合物反応膜層を形成しても同様の効果を達
成可能であることは勿論である。
尚、リング5の拡大図である第4図に示すように、リ
ング5のカム(金属製)側に相当する外周面にも前記化
合物反応膜層6を形成しても良い。この場合は、カムと
リングとの間の耐摩耗,低摩擦性が向上される。もっと
も、リング5の外周面に化合物反応膜層を形成するのに
かえて、カムのリング側面に当該化合物反応膜層を形成
しても良いし、この両方でも良い。
次に具体的な実施例について説明する。
〔実施例1〕 この実施例においては、1/2インチの軸受鋼(SUJ2)
製鋼球を供試球とし、この供試球について、ASTM D−27
83に準じた四球試験機(縦軸回転数の最高値は、20000r
pm)を用いて潤滑特性の試験を行った。
この試験に際し、前記鋼球を反応性の高い酸性リン酸
エステルであるトリデシルアッシドフォスフェート(ト
リデシルモノアッシドフォスフェートとトリデシルジア
ッシドフォスフェートとの混合物)を5重量%精製油に
希釈したものに浸して、反応温度40℃で2時間反応させ
て表面を改質し、膜厚約0.3μmの化合物反応膜層を形
成した。
なお、形成された反応膜の組成,物性(機械的強度,
付着性,均一性,潤滑性等)の各々は、酸性リン酸エス
テル中のヒドロカルビル基化学構造(R=C1〜C2、これ
は脂肪族であっても芳香族であっても、あるいはそれら
の混合物であっても良い)と油や溶剤への希釈濃度に依
存し、膜厚は処理温度と時間に依存する。それ故、これ
らを考慮して反応条件を定める。化合物反応膜層厚はX
線光電子分光分析機(XPS)で測定した。
このようにして表面に化合物反応膜層を形成した鋼球
と同じ面粗さを有する1/2インチ窒化珪素球を回転球と
して次の条件により初期の潤滑特性と相関する耐焼付き
性の評価を行った。
(1)油容器に試験用潤滑油(鉱油)を満たし、120℃
に温度調整し、pv値600kgf/mm2・m/sで一分間慣らし運
転する。
(2)一分経過後、瞬時に油浴の潤滑油を抜き取り焼付
き発生までの時間と、摩擦係数を測定した。
尚、この耐焼付き性の評価に際して、比較の為に、回
転球及び固定球とも非改質鋼球(SUJ2)としたものと、
回転球を非改質の窒化珪素球とし固定球を同様に非改質
の前記鋼球としたものについて同様の試験を行った。
以上の結果を第1表に示す。
第1表から分かるように、窒化珪素と改質SUJ−2製
鋼球との組合せがもっとも摩擦係数が低く、且つ耐焼付
き性にも優れていることが明らかとなった。
これにより、鋼球の表面に化合物膜となる化合物反応
膜層を形成することにより、セラミックス−金属の二表
面間の摩擦,摩耗の低減及び耐焼付き性の向上を達成で
きることが実証された。
本実施例では、鋼球に化合物反応膜層を形成した場合
について説明したが、窒化珪素球表面に化合物反応膜層
を形成しても同様の効果を達成できることは勿論であ
る。また、両方に化合物反応膜層を形成しても同様の効
果を達成できることも勿論である。さらに、セラミック
ス−セラミックスの二部材表面のいずれか又は両方に前
記化合物反応膜層を形成しても良好な結果が得られる。
〔実施例2〕 鋼球に形成される化合物反応膜層厚をかえて、同様の
耐焼付き性の評価を行った。この実施例では回転球を非
改質の前記窒化珪素球とし、固定球を改質された鋼球
(SUJ2)とした。
6種の厚みの化合物反応膜層を形成したものを作製
し、焼付き発生までの時間を測定した。その結果を第2
表に示す。
第2表から分かるように、化合物反応膜厚が0.05〜0.
5μmのものは良好な潤滑性能が得られていることが分
かる。尚、化合物反応膜厚が0.8μmのものは運転中振
動が大きいと共に、摩擦も大きかった。また、化合物反
応膜厚が0.01μmのものも同様であった。
〔実施例3〕 実施例1の表面改質処理にかえて次の処理を固定球で
ある鋼球について行った。
分子中にイオウを20.7%含む亜鉛ジヒドロカルビルジ
チオフォスフェートが、精製油中に1wt%となる様に希
釈し、これに鋼球を浸して120℃×24時間反応させた。
これにより、膜厚0.1μmの化合物反応膜を形成した。
このような表面改質後の鋼球について、非改質の窒化
珪素球を回転球として実施例1と同様に焼付き発生迄の
時間を測定した。
この結果、焼付き発生時間1′50″を得た。
〔実施例4〕 実施例1の表面改質処理にかえて次の処理を固定球で
ある鋼球について行った。
分子中に2個のイオウを持つジサルファイドとして、
tert−オクチルジサルファイドを精製油中に50wt%とな
る様に希釈し、これに鋼球を浸して60℃×4時間反応さ
せ、膜厚0.1μmの化合物反応膜層を形成した。
このような表面改質後の鋼球について、非改質の窒化
珪素球を回転球として実施例1と同様に焼付き発生迄の
時間を測定した。
この結果、焼付き発生時間2′10″を得た。
〔実施例5〕 実施例1の表面改質処理にかえて次の処理を固定球で
ある鋼球について行った。
n−オクチルクロライドを精製油中で50wt%となる様
に希釈し、これに鋼球を浸して60℃×4時間反応させ、
膜厚0.1μmの化合物反応膜層を形成した。
このような表面改質後の鋼球について、非改質の窒化
珪素球を回転球として実施例1と同様に焼付き発生迄の
時間を測定した。
この結果、焼付き発生時間2′10″を得た。
〔実施例6〕 有機イオウ化合物からなる添加剤と有機リン化合物か
らなる添加剤とは、相互作用を持ち化合物反応膜層を形
成するための反応が進み易いと云う検討結果を得たた
め、リン酸エステルであるトリオクチルフォスフェート
に酸性リン酸エステルのトリデシルアッシドフォスフェ
ート及び有機イオウ化合物のジ−tert−オクチルジサル
ファイドを各5wt%混合したものに鋼球を浸して60℃×
2時間反応させ、膜厚0.1μmの化合物反応膜層を形成
した。
このような表面改質後の鋼球について、非改質の窒化
珪素球を回転球として実施例1と同様に焼付き発生迄の
時間を測定した。
この結果、焼付き発生時間3′00″を得た。
本実施例6は、異なる種類の化合物を混合して化合物
反応膜をセラミックス−金属からなる滑り又は転がり部
材表面に形成しても良好な耐焼付き性を発揮することを
明らかにしている。
なお、本発明の表面処理は、セラミックス−金属から
なる部材の金属側表面に化学反応膜層を形成した場合に
ついて説明したが、金属側表面及びセラミックス側表面
の両方に形成しても同等の効果を得ることができる。ま
た、セラミックス−セラミックスからなる部材,セラミ
ックス金属としてアルミ合金等の非鉄鋼材を使用した部
材に適用しても良好な効果を得ることができると考えら
れる。その他、例えば、セラミックス又は金属からなる
滑り軸受、転がり軸受等の外輪又は内輪の軌道面や保持
器面等にも適用すること、また、発明部材を歯車等に適
用することも可能である。そして、それらの要素部材を
少なくとも一つ以上使用して組立てた滑り軸受、転がり
軸受、歯車等は、耐荷重性,耐焼付き性が極めて良好
で、運転中に潤滑油の供給が中断されることがあるよう
な過酷条件下でも十分使用に耐え得るものになる。
また、本発明に係る滑り又は転がり部材について、セ
ラミックスとしてはセラミックス部材の他、金属部材の
表面に接合されたセラミックスであっても良い。そし
て、金属としては金属部材の他、セラミックス部材の表
面に接合された金属であっても良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明にかかる滑り又は転がり
部材、この部材を用いた滑り軸受,転がり軸受、及びロ
ーラロッカアーム用滑り軸受は、無機及び/又は有機の
金属リン化合物,金属イオウ化合物,金属塩素化合物の
少なくとも一種から形成した化合物反応膜層を金属側の
滑り又は転がり接触表面に予め形成したから、潤滑初期
における低摩擦性,耐摩耗性,耐焼付き性等の初期潤滑
性能を向上することより、良好な潤滑性能を潤滑の全期
間に渡って維持できるという効果を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は内燃機関の動弁系タペット部の構成を示す端面
図、第2図ないし第4図はロッカアーム用滑り軸受の構
成を示す拡大図である。 図中、1はカム、2はカムシャフト、3はロッカアー
ム、4は軸、5はセラミックスからなるリング、6は化
合物反応膜層、7はセラミックスからなるリングの内径
面、8は軸の外径面、9はセラミックスからなるリング
の外径面、10は滑り軸受を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10M 103:04 105:52 105:72 105:74) C10N 10:16 40:02 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 109/02 F16C 33/12 - 33/24 C10M 103/04 C10M 105/52 - 105/74 C10N 40:02 C10N 10:16 WPI/L(QUESTEL)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに滑り又は転がり接触する,一方がセ
    ラミックス,他方が金属からなる滑り又は転がり部材に
    おいて、前記金属側の滑り又は転がり接触面に化合物反
    応膜層を予め形成し、前記化合物反応膜層は、無機及び
    /又は有機の金属リン化合物,金属イオウ化合物,金属
    塩素化合物の少なくとも一種から形成されてなることを
    特徴とする滑り又は転がり部材。
  2. 【請求項2】前記化合物反応膜層は、有機リン化合物,
    有機イオウ化合物,有機塩素化合物,有機金属化合物の
    少なくとも一種以上と反応することにより形成された、
    有機リン化合物−反応膜層,有機イオウ化合物−反応膜
    層,有機塩素化合物−反応膜層,有機金属化合物−反応
    膜層の少なくとも一種であることを特徴とする請求項
    (1)記載の滑り又は転がり部材。
  3. 【請求項3】前記有機リン化合物−反応膜層は、亜リン
    酸エステル類,正リン酸エステル類,酸性リン酸エステ
    ル類の少なくとも一種と反応することにより形成された
    反応膜層であることを特徴とする請求項(2)記載の滑
    り又は転がり部材。
  4. 【請求項4】前記有機イオウ化合物−反応膜層は、硫化
    油脂類,硫化オレフィン類,メルカプタン類,サルファ
    イド類,スルホキシド類,スルホン類の少なくとも一種
    と反応することにより形成された反応膜層であることを
    特徴とする請求項(2)記載の滑り又は転がり部材。
  5. 【請求項5】前記有機塩素化合物−反応膜層は、塩素化
    パラフィン類及び/又は塩素化油脂類と反応することに
    より形成された反応膜層であることを特徴とする請求項
    (2)記載の滑り又は転がり部材。
  6. 【請求項6】前記有機金属化合物−反応膜層は、金属ジ
    ヒドロカルビルジチオフォスフェート類,金属ジヒドロ
    カルビルジチオカーバメート類,ナフテン酸金属塩類の
    少なくとも一種と反応することにより形成された反応膜
    層であることを特徴とする請求項(2)記載の滑り又は
    転がり部材。
  7. 【請求項7】前記化合物反応膜層は、滑り又は転がり部
    材が有機リン化合物と有機イオウ化合物の混合物と反応
    することにより形成された反応膜層であることを特徴と
    する請求項(2)記載の滑り又は転がり部材。
  8. 【請求項8】前記化合物反応膜層厚は、0.05〜0.5μm
    であることを特徴とする請求項(1)ないし(7)のい
    ずれか一項記載の滑り又は転がり部材。
  9. 【請求項9】請求項(1)ないし(8)のいずれか一項
    記載の前記化合物反応膜層が形成された滑り部材により
    滑り面が形成されてなる滑り軸受。
  10. 【請求項10】請求項(1)ないし(8)のいずれか一
    項記載の前記化合物反応膜層が形成された転がり部材に
    より転がり面が形成されてなる転がり軸受。
  11. 【請求項11】カムにより駆動されるリングと、このリ
    ングを支持する軸とからなり、当該リングをセラミック
    スで形成すると共に前記軸を金属で形成し、前記軸の滑
    り接触表面に請求項(1)ないし(8)のいずれか一項
    記載の前記化物反応膜層を形成したことを特徴とするロ
    ーラロッカアーム用滑り軸受。
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