JP3319276B2 - 摺動部材の表面処理方法 - Google Patents
摺動部材の表面処理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摺動部材の表面処理
方法に関し、詳しくは摺動面の初期摩擦係数を効果的に
低減させることのできる表面処理方法に関する。
方法に関し、詳しくは摺動面の初期摩擦係数を効果的に
低減させることのできる表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−２０１０５号公報には、鋼
管圧延用のマンドレルレバー表面を微細なショットでシ
ョットブラスト処理して、該表面に適当な凹凸を形成し
て５〜３０μｍ程度の表面粗さにし、これにより被圧延
材との摩擦係数を低減させるとともに、表面スケール層
の密着性を向上させて、マンドレルレバーの耐用寿命を
改善する技術が開示されている。
管圧延用のマンドレルレバー表面を微細なショットでシ
ョットブラスト処理して、該表面に適当な凹凸を形成し
て５〜３０μｍ程度の表面粗さにし、これにより被圧延
材との摩擦係数を低減させるとともに、表面スケール層
の密着性を向上させて、マンドレルレバーの耐用寿命を
改善する技術が開示されている。
【０００３】また、特公平１−３３５２９号公報には、
ボルト表面を粒径３０〜８５μｍのショットでショット
ブラスト処理して、該表面に微細な凹凸を形成するとと
もに、表面硬さをＨｖ３１０以上にし、これにより締付
けトルクを小さくするとともに過度な摩擦の発生を抑制
して、焼付き現象の発生を防止する技術が開示されてい
る。
ボルト表面を粒径３０〜８５μｍのショットでショット
ブラスト処理して、該表面に微細な凹凸を形成するとと
もに、表面硬さをＨｖ３１０以上にし、これにより締付
けトルクを小さくするとともに過度な摩擦の発生を抑制
して、焼付き現象の発生を防止する技術が開示されてい
る。
【０００４】さらに、上記両公報には、潤滑材を摩擦面
に塗布することにより、摩擦面における摩擦係数を低減
させる技術も開示されている。
に塗布することにより、摩擦面における摩擦係数を低減
させる技術も開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プロペラシ
ャフト用の等速ジョイント等の摩擦材においても、摺動
面における摩擦係数を低減するために、潤滑グリスを該
摺動面に塗布することが行われているが、摩擦発熱によ
る潤滑グリスの劣化が問題となる場合がある。そこで本
発明者は、摩擦発熱による潤滑グリスの劣化問題を解決
すべく、摺動面をショットピーニング処理して、摺動面
における摩擦係数を低減させることにより、摺動面にお
ける温度上昇を抑える試験を種々試みた。例えば、摺動
面を粒径４５μｍのショット粒でショットピーニング処
理したところ、摺動面のなじみ後では無処理品と比較し
て摺動面の温度を５℃低くすることができたが、なじみ
前の初期状態では摺動面の温度が１３０℃以上に上昇
し、潤滑グリスの使用限界を超えてしまった。そして、
この原因を明らかにするために、上記粒径４５μｍのシ
ョット粒でショットピーニング処理した摺動面につい
て、ＳＲＶ（Schwingungs Reibung und Verschleiss te
ster）摺動摩擦摩耗試験機にて摩擦係数の時間変化を測
定した。その結果、図２に示すように、摺動初期に著し
い摩擦係数のピークが存在しており、これが摺動面にお
ける初期昇温の原因になっていることがわかった。
ャフト用の等速ジョイント等の摩擦材においても、摺動
面における摩擦係数を低減するために、潤滑グリスを該
摺動面に塗布することが行われているが、摩擦発熱によ
る潤滑グリスの劣化が問題となる場合がある。そこで本
発明者は、摩擦発熱による潤滑グリスの劣化問題を解決
すべく、摺動面をショットピーニング処理して、摺動面
における摩擦係数を低減させることにより、摺動面にお
ける温度上昇を抑える試験を種々試みた。例えば、摺動
面を粒径４５μｍのショット粒でショットピーニング処
理したところ、摺動面のなじみ後では無処理品と比較し
て摺動面の温度を５℃低くすることができたが、なじみ
前の初期状態では摺動面の温度が１３０℃以上に上昇
し、潤滑グリスの使用限界を超えてしまった。そして、
この原因を明らかにするために、上記粒径４５μｍのシ
ョット粒でショットピーニング処理した摺動面につい
て、ＳＲＶ（Schwingungs Reibung und Verschleiss te
ster）摺動摩擦摩耗試験機にて摩擦係数の時間変化を測
定した。その結果、図２に示すように、摺動初期に著し
い摩擦係数のピークが存在しており、これが摺動面にお
ける初期昇温の原因になっていることがわかった。
【０００６】なお、前述の両公報に開示された技術の利
用目的を考えると、耐用寿命を延長させることや、焼付
きを防止することを狙いとしており、またその使用状態
からしても、両公報に開示された技術における摩擦係数
の低減は、なじみ後のものを指していると考えられる。
したがって、摺動面のなじみ後のみならず、摺動面がな
じむ前の初期状態においても摩擦係数を低減させること
を目的として、ショットピーニング処理することは従来
なされていなかった。
用目的を考えると、耐用寿命を延長させることや、焼付
きを防止することを狙いとしており、またその使用状態
からしても、両公報に開示された技術における摩擦係数
の低減は、なじみ後のものを指していると考えられる。
したがって、摺動面のなじみ後のみならず、摺動面がな
じむ前の初期状態においても摩擦係数を低減させること
を目的として、ショットピーニング処理することは従来
なされていなかった。
【０００７】また潤滑グリスの劣化対策としては、摩擦
発熱により劣化するおそれの少ない固体潤滑剤を摺動面
にコーティングしたり、あるいは初期昇温を抑えるため
に大型フィンを設置したりすることも考えられる。しか
し、上記固体潤滑剤は高価であり、また大型フィンの設
置は大幅な設計変更を伴うため、このような対応ではコ
ストアップを避けることができない。
発熱により劣化するおそれの少ない固体潤滑剤を摺動面
にコーティングしたり、あるいは初期昇温を抑えるため
に大型フィンを設置したりすることも考えられる。しか
し、上記固体潤滑剤は高価であり、また大型フィンの設
置は大幅な設計変更を伴うため、このような対応ではコ
ストアップを避けることができない。
【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、摺動面における初期摩擦係数を効果的に低減させ
ることのできる摺動部材の表面処理方法を提供すること
を解決すべき技術課題とするものである。
あり、摺動面における初期摩擦係数を効果的に低減させ
ることのできる摺動部材の表面処理方法を提供すること
を解決すべき技術課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】摺動面における摩擦係数
は、摺動面の表面形態の違いにより大きく左右される。
そしてショットピーニングにおいて、異なる表面形態を
得るにはショット径を変えることが最も有効である。そ
こで本発明者は、ショット粒径を変えて様々な表面形態
のテストピースを作成し、ＳＲＶ試験機にてそれぞれの
摩擦係数を測定した。その結果、特定範囲の粒径のショ
ットを用いることにより、著しく初期摩擦係数を低減さ
せることができることを発見し、本発明を完成した。
は、摺動面の表面形態の違いにより大きく左右される。
そしてショットピーニングにおいて、異なる表面形態を
得るにはショット径を変えることが最も有効である。そ
こで本発明者は、ショット粒径を変えて様々な表面形態
のテストピースを作成し、ＳＲＶ試験機にてそれぞれの
摩擦係数を測定した。その結果、特定範囲の粒径のショ
ットを用いることにより、著しく初期摩擦係数を低減さ
せることができることを発見し、本発明を完成した。
【００１０】すなわち、上記課題を解決する本発明の摺
動部材の表面処理方法は、摺動部材の摺動面に粒径０．
６〜１．０ｍｍのショットを用いてショットピーニング
処理を施すことにより、処理後の該摺動面のＨｐ（１０
％）／Ｒ max の値を０．３以下とすることを特徴とする
ものである。このように粒径０．６〜１．０ｍｍのショ
ットを用いて処理後の摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ max
の値が０．３以下となるように該摺動面をショットピー
ニング処理すれば、摺動面のなじみ後のみならず、摺動
面がなじむ前の初期状態においても摩擦係数を効果的に
低減させることができる。したがって、摺動初期及びな
じみ後の双方において、摺動面における温度上昇を効果
的に抑制することができる。
動部材の表面処理方法は、摺動部材の摺動面に粒径０．
６〜１．０ｍｍのショットを用いてショットピーニング
処理を施すことにより、処理後の該摺動面のＨｐ（１０
％）／Ｒ max の値を０．３以下とすることを特徴とする
ものである。このように粒径０．６〜１．０ｍｍのショ
ットを用いて処理後の摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ max
の値が０．３以下となるように該摺動面をショットピー
ニング処理すれば、摺動面のなじみ後のみならず、摺動
面がなじむ前の初期状態においても摩擦係数を効果的に
低減させることができる。したがって、摺動初期及びな
じみ後の双方において、摺動面における温度上昇を効果
的に抑制することができる。
【００１１】ショットの粒径が０．６ｍｍより小さい
と、摺動面における初期摩擦係数を効果的に低減させる
ことができない。一方、ショットの粒径が１．０ｍｍよ
り大きいと、表面粗さが著しく悪化するため、摺動面の
なじみ後の摩擦係数が増大する傾向にある。
と、摺動面における初期摩擦係数を効果的に低減させる
ことができない。一方、ショットの粒径が１．０ｍｍよ
り大きいと、表面粗さが著しく悪化するため、摺動面の
なじみ後の摩擦係数が増大する傾向にある。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
具体的に説明する。 （ショット粒径と摩擦係数との関係）ショットとして粒
径０．０４５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍ
ｍ、０．８ｍｍ及び１．０ｍｍのＲＣＷ（Ｒｏｕｎｄ
Ｃｕｔ Ｗｉｒｅ、東洋精鋼社製）を準備し、それぞれ
のショットを用いて、カバレージ：２００％、エアー
圧：２９．４ＭＰａのショット条件で、材質：高炭素ク
ロム鋼（ＤＩＮ５１８３４）よりなるテストピースの表
面をショットピーニング処理した。なお、テストピース
の表面粗さは、ショットピーニング処理前がＲｚ（十点
平均粗さ）０．５４μｍであり、ショットピーニング処
理後についてはそれぞれ表１に示すとおりであった。
具体的に説明する。 （ショット粒径と摩擦係数との関係）ショットとして粒
径０．０４５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍ
ｍ、０．８ｍｍ及び１．０ｍｍのＲＣＷ（Ｒｏｕｎｄ
Ｃｕｔ Ｗｉｒｅ、東洋精鋼社製）を準備し、それぞれ
のショットを用いて、カバレージ：２００％、エアー
圧：２９．４ＭＰａのショット条件で、材質：高炭素ク
ロム鋼（ＤＩＮ５１８３４）よりなるテストピースの表
面をショットピーニング処理した。なお、テストピース
の表面粗さは、ショットピーニング処理前がＲｚ（十点
平均粗さ）０．５４μｍであり、ショットピーニング処
理後についてはそれぞれ表１に示すとおりであった。
【００１３】
【表１】 そして、各処理面について、ＳＲＶ試験機にて摩擦試験
を行い、摩擦係数をそれぞれ測定した。
を行い、摩擦係数をそれぞれ測定した。
【００１４】粒径０．８ｍｍのショットを用いた場合の
測定結果、粒径０．０４５ｍｍのショットを用いた場合
の測定結果をそれぞれ図１、図２に示す。また、各粒径
でショットピーニング処理した処理面について、摩擦係
数のピーク値、及び試験開始から６０分経過したなじみ
後の摩擦係数の値を図３に示す。なお、図３において、
●印が摩擦係数のピーク値を示し、▲印がなじみ後の摩
擦係数の値を示す。また、図３の左端の●印及び▲印
は、ショットピーニングを施していない無処理のテスト
ピースについての測定結果である。
測定結果、粒径０．０４５ｍｍのショットを用いた場合
の測定結果をそれぞれ図１、図２に示す。また、各粒径
でショットピーニング処理した処理面について、摩擦係
数のピーク値、及び試験開始から６０分経過したなじみ
後の摩擦係数の値を図３に示す。なお、図３において、
●印が摩擦係数のピーク値を示し、▲印がなじみ後の摩
擦係数の値を示す。また、図３の左端の●印及び▲印
は、ショットピーニングを施していない無処理のテスト
ピースについての測定結果である。
【００１５】これらの図から明らかなように、粒径が
０．０４５ｍｍ、０．２ｍｍ及び０．４ｍｍのショット
を用いたショットピーニングでは、いずれも高い初期ピ
ークがみられた。一方、粒径が０．６ｍｍ、０．８ｍｍ
及び１．０ｍｍのショットを用いたショットピーニング
では、いずれも摩擦係数の初期ピークが現れず、ピーク
値自体も０．０７０〜０．０７５程度と低かった。そし
て、粒径が０．６ｍｍ、０．８ｍｍ及び１．０ｍｍのシ
ョットを用いたショットピーニングにおけるピーク値
は、なじみ後の摩擦係数の値と同程度であった。したが
って、粒径が０．６〜１．０ｍｍのショットを用いてシ
ョットピーニング処理することにより、摺動初期及びな
じみ後の双方において、摩擦係数を効果的に低減できる
ことが確認された。
０．０４５ｍｍ、０．２ｍｍ及び０．４ｍｍのショット
を用いたショットピーニングでは、いずれも高い初期ピ
ークがみられた。一方、粒径が０．６ｍｍ、０．８ｍｍ
及び１．０ｍｍのショットを用いたショットピーニング
では、いずれも摩擦係数の初期ピークが現れず、ピーク
値自体も０．０７０〜０．０７５程度と低かった。そし
て、粒径が０．６ｍｍ、０．８ｍｍ及び１．０ｍｍのシ
ョットを用いたショットピーニングにおけるピーク値
は、なじみ後の摩擦係数の値と同程度であった。したが
って、粒径が０．６〜１．０ｍｍのショットを用いてシ
ョットピーニング処理することにより、摺動初期及びな
じみ後の双方において、摩擦係数を効果的に低減できる
ことが確認された。
【００１６】（処理後の表面形状について）粒径０．８
ｍｍのショットを用いてショットピーニングしたテスト
ピースの処理面について、ショット後の表面形状、及び
上記摩擦試験後の表面形状を表面粗さ形状測定機（サー
フコム５７０Ａ、東京精密社製）により測定した。ショ
ット後の表面形状の測定結果を図４に、摩擦試験後の表
面形状の測定結果を図５にそれぞれ示す。
ｍｍのショットを用いてショットピーニングしたテスト
ピースの処理面について、ショット後の表面形状、及び
上記摩擦試験後の表面形状を表面粗さ形状測定機（サー
フコム５７０Ａ、東京精密社製）により測定した。ショ
ット後の表面形状の測定結果を図４に、摩擦試験後の表
面形状の測定結果を図５にそれぞれ示す。
【００１７】粒径０．４ｍｍのショットを用いてショッ
トピーニングしたテストピースの処理面についても、同
様に表面形状を測定した。ショット後の表面形状の測定
結果を図６に、上記摩擦試験後の表面形状の測定結果を
図７にそれぞれ示す。図６及び図７を比較するとわかる
ように、粒径０．４ｍｍのショットを用いたショットピ
ーニングの処理面については、ショット後においては鋭
利な凸形状を呈していたが、摩擦試験後においては円頂
形状になっていた。一方、図４及び図５を比較するとわ
かるように、粒径０．８ｍｍのショットを用いたショッ
トピーニングの処理面については、ショット後において
既に円頂形状となっており、摩擦試験前後での形状変化
が小さかった。
トピーニングしたテストピースの処理面についても、同
様に表面形状を測定した。ショット後の表面形状の測定
結果を図６に、上記摩擦試験後の表面形状の測定結果を
図７にそれぞれ示す。図６及び図７を比較するとわかる
ように、粒径０．４ｍｍのショットを用いたショットピ
ーニングの処理面については、ショット後においては鋭
利な凸形状を呈していたが、摩擦試験後においては円頂
形状になっていた。一方、図４及び図５を比較するとわ
かるように、粒径０．８ｍｍのショットを用いたショッ
トピーニングの処理面については、ショット後において
既に円頂形状となっており、摩擦試験前後での形状変化
が小さかった。
【００１８】これにより、初期摩擦係数のピークは、鋭
利な凸形状が摩耗によって円頂形状になることによって
発生していることがわかる。 （表面形態の特性の定量化）摩擦係数低減に有効な表面
形態の特性を定量的に明らかにするパラメータを導入す
るために、粒径０．０４５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍ
ｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ及び１．０ｍｍのショット
でショットピーニング処理した処理面について、上記表
面粗さ形状形状測定機で測定したＨｐ／Ｒmax の値と摩
擦係数のピーク値との相関係数をとった。その結果を図
８に示す。なお、このときのＲmax （最大高さ）の値は
表２に示すとおりであった。また、Ｈｐ（Ｈｅｉｇｈｔ
ｏｆＰｌａｔｅａｕの略）（１０％）とは、表面粗さ
曲線の負荷曲線において、最高の山頂の高さを０％、最
低の谷底を１００％としたとき、最高の山頂から相対負
荷長さｔｐ（％）が１０％となる切断レベルまでの長さ
の値をいう。ここで、負荷曲線とは、表面粗さ曲線にお
ける全ての切断レベルＣと、その切断レベルにおける相
対負荷長さｔｐ（％）との関係をグラフに表したもので
ある。また、相対負荷長さｔｐ（％）とは、表面粗さ曲
線から、ある測定長さＬを抜き取り、その平均線に平行
で、かつ、最高山頂から切断レベルＣだけ下側にある直
線で切断される表面の切断部分の長さを全長Ｌに対する
百分率で表したものである。
利な凸形状が摩耗によって円頂形状になることによって
発生していることがわかる。 （表面形態の特性の定量化）摩擦係数低減に有効な表面
形態の特性を定量的に明らかにするパラメータを導入す
るために、粒径０．０４５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍ
ｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ及び１．０ｍｍのショット
でショットピーニング処理した処理面について、上記表
面粗さ形状形状測定機で測定したＨｐ／Ｒmax の値と摩
擦係数のピーク値との相関係数をとった。その結果を図
８に示す。なお、このときのＲmax （最大高さ）の値は
表２に示すとおりであった。また、Ｈｐ（Ｈｅｉｇｈｔ
ｏｆＰｌａｔｅａｕの略）（１０％）とは、表面粗さ
曲線の負荷曲線において、最高の山頂の高さを０％、最
低の谷底を１００％としたとき、最高の山頂から相対負
荷長さｔｐ（％）が１０％となる切断レベルまでの長さ
の値をいう。ここで、負荷曲線とは、表面粗さ曲線にお
ける全ての切断レベルＣと、その切断レベルにおける相
対負荷長さｔｐ（％）との関係をグラフに表したもので
ある。また、相対負荷長さｔｐ（％）とは、表面粗さ曲
線から、ある測定長さＬを抜き取り、その平均線に平行
で、かつ、最高山頂から切断レベルＣだけ下側にある直
線で切断される表面の切断部分の長さを全長Ｌに対する
百分率で表したものである。
【００１９】図８から明らかなように、最高の山頂から
１０％下がった位置を切断レベルとした場合におけるＨ
ｐ（１０％）の値をＲmax の値で除したＨｐ（１０％）
／Ｒ max の値が、Ｈｐ／Ｒmax の値と摩擦係数のピーク
値との相関係数が最も高かったので、このＨｐ（１０
％）／Ｒmax の値を摩擦係数低減に有効な表面形態の特
性を定量的に明らかにするパラメータとする。
１０％下がった位置を切断レベルとした場合におけるＨ
ｐ（１０％）の値をＲmax の値で除したＨｐ（１０％）
／Ｒ max の値が、Ｈｐ／Ｒmax の値と摩擦係数のピーク
値との相関係数が最も高かったので、このＨｐ（１０
％）／Ｒmax の値を摩擦係数低減に有効な表面形態の特
性を定量的に明らかにするパラメータとする。
【００２０】なお、Ｒmax の値がほぼ一定であれば、Ｈ
ｐ（１０％）／Ｒmax の値が小さいほど、すなわちＨｐ
（１０％）の値が小さいほど先端が丸くなった凸形状を
有しており、一方Ｈｐ（１０％）の値が大きいほど鋭利
な凸形状を有していることを示す。但し、粒径０．６〜
１．０ｍｍのショットを用いたショットピーニング処理
により、処理面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値を小さく
することには限界があり、その下限は０．２程度と考え
られる。
ｐ（１０％）／Ｒmax の値が小さいほど、すなわちＨｐ
（１０％）の値が小さいほど先端が丸くなった凸形状を
有しており、一方Ｈｐ（１０％）の値が大きいほど鋭利
な凸形状を有していることを示す。但し、粒径０．６〜
１．０ｍｍのショットを用いたショットピーニング処理
により、処理面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値を小さく
することには限界があり、その下限は０．２程度と考え
られる。
【００２１】そして、ショット後（摩擦試験前）と摩擦
試験後とにおけるＨｐ（１０％）／Ｒmax の値の変化に
ついて、各ショット粒径で整理した結果を図９に示す。
図９から明らかなように、摩擦試験後においては、いず
れのショット粒径でもＨｐ（１０％）／Ｒmax の値は約
０．２であった、また、ショット後（摩擦試験前）にお
いては、粒径０．６〜１．０ｍｍのショットを用いたシ
ョットピーニングの処理面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の
値は０．２〜０．３程度の範囲内にあり、他と比較して
著しく小さく、摩擦試験後の値にほぼ近いものとなって
いた。このことは、粒径０．６〜１．０ｍｍのショット
を用いたショットピーニングの処理面は、摩擦試験前後
において表面形態の変化が小さいこと、すなわち摩耗に
よる摩擦係数の増加が小さいことを意味している。
試験後とにおけるＨｐ（１０％）／Ｒmax の値の変化に
ついて、各ショット粒径で整理した結果を図９に示す。
図９から明らかなように、摩擦試験後においては、いず
れのショット粒径でもＨｐ（１０％）／Ｒmax の値は約
０．２であった、また、ショット後（摩擦試験前）にお
いては、粒径０．６〜１．０ｍｍのショットを用いたシ
ョットピーニングの処理面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の
値は０．２〜０．３程度の範囲内にあり、他と比較して
著しく小さく、摩擦試験後の値にほぼ近いものとなって
いた。このことは、粒径０．６〜１．０ｍｍのショット
を用いたショットピーニングの処理面は、摩擦試験前後
において表面形態の変化が小さいこと、すなわち摩耗に
よる摩擦係数の増加が小さいことを意味している。
【００２２】したがって、ショットピーニング後の処理
面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値が０．３以下であれ
ば、この処理面は摺動初期及びなじみ後の双方において
低い摩擦係数を示し、このような処理面を摺動面として
有する摺動部材は潤滑グリスを塗布した場合でも、摩擦
発熱によるグリスの劣化を効果的に抑制できるといえ
る。
面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値が０．３以下であれ
ば、この処理面は摺動初期及びなじみ後の双方において
低い摩擦係数を示し、このような処理面を摺動面として
有する摺動部材は潤滑グリスを塗布した場合でも、摩擦
発熱によるグリスの劣化を効果的に抑制できるといえ
る。
【００２３】なお、各粒径のショットでショットピーニ
ングしたショット後の処理面について、Ｈｐ（１０％）
の値及びＲmax の値を表２に示す。
ングしたショット後の処理面について、Ｈｐ（１０％）
の値及びＲmax の値を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【実施例】ショットとして粒径０．８ｍｍのＲＣＷを用
いて、カバレージ：２００％、エアー圧：２９．４ＭＰ
ａのショット条件で、材質：Ｃｒ鋼（ＳＣｒ４１５Ｈ）
及びＣｒＭｏ鋼（ＳＣＭ４１５Ｈ）よりなる自動車用フ
ロントアクスルジョイントの摺動面をショットピーニン
グ処理した。なお、ショットピーニング処理前の摺動面
の表面粗さはＲmax ＝２．０μｍであった。
いて、カバレージ：２００％、エアー圧：２９．４ＭＰ
ａのショット条件で、材質：Ｃｒ鋼（ＳＣｒ４１５Ｈ）
及びＣｒＭｏ鋼（ＳＣＭ４１５Ｈ）よりなる自動車用フ
ロントアクスルジョイントの摺動面をショットピーニン
グ処理した。なお、ショットピーニング処理前の摺動面
の表面粗さはＲmax ＝２．０μｍであった。
【００２６】この処理面の表面形状について、上記と同
様にＨｐ（１０％）の値、Ｒmax の値及びＨｐ（１０
％）／Ｒmax の値をそれぞれ求めたところ、それぞれＨ
ｐ（１０％）＝０．５８、Ｒmax ＝３．５４μｍ、Ｈｐ
（１０％）／Ｒmax ＝０．１６であった。この結果、こ
の摺動面は、ピーク摩擦係数との相関関係からみても、
初期摩擦係数を低く抑えることができるものと期待され
る。
様にＨｐ（１０％）の値、Ｒmax の値及びＨｐ（１０
％）／Ｒmax の値をそれぞれ求めたところ、それぞれＨ
ｐ（１０％）＝０．５８、Ｒmax ＝３．５４μｍ、Ｈｐ
（１０％）／Ｒmax ＝０．１６であった。この結果、こ
の摺動面は、ピーク摩擦係数との相関関係からみても、
初期摩擦係数を低く抑えることができるものと期待され
る。
【００２７】この摺動面をショットピーニング処理した
アクスルジョイントについて、実機にて摺動面の昇温差
を測定した。また、比較のため、上記ショットピーニン
グ処理を施していない無処理のアクスルジョイントにつ
いても、同様に摺動面の昇温差を測定した。その結果、
無処理の摺動面では初期昇温差が＋１０５℃以上になっ
たのに対し、上記ショットピーニング処理を施した摺動
面では初期昇温差を約＋７０℃に抑えることができた。
また、なじみ後についても、前者が＋６５℃であったの
に対し、後者は＋６０℃であった。
アクスルジョイントについて、実機にて摺動面の昇温差
を測定した。また、比較のため、上記ショットピーニン
グ処理を施していない無処理のアクスルジョイントにつ
いても、同様に摺動面の昇温差を測定した。その結果、
無処理の摺動面では初期昇温差が＋１０５℃以上になっ
たのに対し、上記ショットピーニング処理を施した摺動
面では初期昇温差を約＋７０℃に抑えることができた。
また、なじみ後についても、前者が＋６５℃であったの
に対し、後者は＋６０℃であった。
【００２８】したがって、従来、プロペラシャフト用等
速ジョイントは、その摺動面に塗布した潤滑グリスが摩
擦発熱により劣化することを理由に、車両に搭載するこ
とが困難であったが、該摺動面に本発明のショットピー
ニング処理を施せば、摺動面に塗布した潤滑グリスの熱
劣化を効果的に抑えることができるので、該プロペラシ
ャフト用等速ジョイントの車両への搭載を可能にするこ
とができる。
速ジョイントは、その摺動面に塗布した潤滑グリスが摩
擦発熱により劣化することを理由に、車両に搭載するこ
とが困難であったが、該摺動面に本発明のショットピー
ニング処理を施せば、摺動面に塗布した潤滑グリスの熱
劣化を効果的に抑えることができるので、該プロペラシ
ャフト用等速ジョイントの車両への搭載を可能にするこ
とができる。
【００２９】なお、本発明に係るショットピーニング処
理に用いるショットの種類としては、上記したＲＣＷの
他に、スチールボール（新東工業社製）等を採用するこ
とができる。また、本発明に係る摺動部材の材質として
は、上記したＳＣｒ４１５Ｈ、ＳＣＭ４１５Ｈの他に、
一般の炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等を採用
することができる。さらに、ショットピーニング条件も
操業性、処理能力等を勘案して適宜設定することが可能
である。
理に用いるショットの種類としては、上記したＲＣＷの
他に、スチールボール（新東工業社製）等を採用するこ
とができる。また、本発明に係る摺動部材の材質として
は、上記したＳＣｒ４１５Ｈ、ＳＣＭ４１５Ｈの他に、
一般の炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等を採用
することができる。さらに、ショットピーニング条件も
操業性、処理能力等を勘案して適宜設定することが可能
である。
【００３０】また、上述のとおり、本発明の摺動部材の
表面処理方法は、摺動部材の摺動面に粒径０．６〜１．
０ｍｍのショットを用いてショットピーニング処理を施
すことにより、処理後の該摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ
max の値を０．３以下とするものであるが、本明細書か
らは、以下に示す発明も抽出することが可能である。
表面処理方法は、摺動部材の摺動面に粒径０．６〜１．
０ｍｍのショットを用いてショットピーニング処理を施
すことにより、処理後の該摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ
max の値を０．３以下とするものであるが、本明細書か
らは、以下に示す発明も抽出することが可能である。
【００３１】（１）摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の
値が０．３以下であることを特徴とする摺動部材。 （２）摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値が０．３以
下であることを特徴とする等速ジョイント。
値が０．３以下であることを特徴とする摺動部材。 （２）摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値が０．３以
下であることを特徴とする等速ジョイント。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の摺動部材
の表面処理方法では、粒径０．６〜１．０ｍｍのショッ
トを用いて処理後の摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ max の
値が０．３以下となるように該摺動面をショットピーニ
ング処理することにより、摺動初期及びなじみ後の双方
において、摩擦係数を効果的に低減させて摺動面におけ
る温度上昇を効果的に抑えることができる。したがっ
て、摺動面に潤滑グリスを塗布する場合であっても、シ
ョットピーニング処理という極めて安価な方法により、
潤滑グリスの熱劣化を効果的に抑制することが可能とな
る。
の表面処理方法では、粒径０．６〜１．０ｍｍのショッ
トを用いて処理後の摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ max の
値が０．３以下となるように該摺動面をショットピーニ
ング処理することにより、摺動初期及びなじみ後の双方
において、摩擦係数を効果的に低減させて摺動面におけ
る温度上昇を効果的に抑えることができる。したがっ
て、摺動面に潤滑グリスを塗布する場合であっても、シ
ョットピーニング処理という極めて安価な方法により、
潤滑グリスの熱劣化を効果的に抑制することが可能とな
る。
【図１】 粒径０．８ｍｍのショットを用いてショット
ピーニングした処理面について、ＳＲＶ試験機にて摩擦
試験を行って摩擦係数を測定した結果を示す線図であ
る。
ピーニングした処理面について、ＳＲＶ試験機にて摩擦
試験を行って摩擦係数を測定した結果を示す線図であ
る。
【図２】 粒径０．０４５ｍｍのショットを用いてショ
ットピーニングした処理面について、ＳＲＶ試験機にて
摩擦試験を行って摩擦係数を測定した結果を示す線図で
ある。
ットピーニングした処理面について、ＳＲＶ試験機にて
摩擦試験を行って摩擦係数を測定した結果を示す線図で
ある。
【図３】 摩擦係数のピーク値及びなじみ後の摩擦係数
の値と、ショット粒径との関係を示す線図である。
の値と、ショット粒径との関係を示す線図である。
【図４】 粒径０．８ｍｍのショットを用いてショット
ピーニングした処理面について、ショット後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
ピーニングした処理面について、ショット後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
【図５】 粒径０．８ｍｍのショットを用いてショット
ピーニングした処理面について、摩擦試験後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
ピーニングした処理面について、摩擦試験後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
【図６】 粒径０．４ｍｍのショットを用いてショット
ピーニングした処理面について、ショット後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
ピーニングした処理面について、ショット後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
【図７】 粒径０．４ｍｍのショットを用いてショット
ピーニングした処理面について、摩擦試験後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
ピーニングした処理面について、摩擦試験後の表面形状
を表面粗さ形状測定機により測定した結果を示す線図で
ある。
【図８】 ショットピーニング処理した処理面につい
て、表面粗さ形状測定機で測定したＨｐ／Ｒmax の値と
摩擦係数のピーク値との相関係数を示す線図である。
て、表面粗さ形状測定機で測定したＨｐ／Ｒmax の値と
摩擦係数のピーク値との相関係数を示す線図である。
【図９】 ショットピーニング処理した処理面につい
て、ショット後のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値及び摩擦
試験後のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値と、ショット粒径
との関係を示す線図である。
て、ショット後のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値及び摩擦
試験後のＨｐ（１０％）／Ｒmax の値と、ショット粒径
との関係を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−190263（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−92069（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−145785（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−90379（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52420（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107418（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−144847（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 7/00 - 11/00 B24C 1/10
Claims (1)
- 【請求項１】 摺動部材の摺動面に、粒径０．６〜１．
０ｍｍのショットを用いてショットピーニング処理を施
すことにより、処理後の該摺動面のＨｐ（１０％）／Ｒ
max の値を０．３以下とすることを特徴とする摺動部材
の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07863296A JP3319276B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 摺動部材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07863296A JP3319276B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 摺動部材の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09268319A JPH09268319A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3319276B2 true JP3319276B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=13667258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07863296A Expired - Fee Related JP3319276B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 摺動部材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3319276B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005213933A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Kubota Corp | 旋回作業機のグリスガン配置構造 |
| DE112007000885T5 (de) | 2006-04-12 | 2009-03-19 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya | Gleitmaterial und Gleitelement, das dieses Gleitmaterial verwendet |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP07863296A patent/JP3319276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09268319A (ja) | 1997-10-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |