JP3629300B2

JP3629300B2 - 転動・摺動部品、ならびに、カムフォロワ用ローラ

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Publication number: JP3629300B2
Application number: JP14569295A
Authority: JP
Inventors: 和久北村; 一徳林田; 博明竹林; 健久気田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: JPH08100189A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、転動・摺動部品、ならびに、カムフォロワ用ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ロッカアーム等のカムフォロワのローラおよび各種のすべり軸受などのような転動・摺動部品を、いわゆるセラミックスで形成することが種々試みられている。
【０００３】
このようなセラミックスからなる転動・摺動部品としては、一般的に、高密度かつ高強度な高品位なものとなるように製作される。そのためには、不純物濃度を低くするとともに気孔率を小さくすることが重要となる。
【０００４】
ここで、本願出願人が現在実施しているセラミックス製の転動・摺動部品の製造方法を簡単に説明する。
【０００５】
まず、平均粒径０．２μｍのα型の窒化けい素の粉末（高グレード品例えば株式会社宇部興産の品種番号Ｅ−１０）に対してイットリア（Ｙ_２Ｏ_３），アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），窒化アルミ（ＡｌＮ），チタニア（ＴｉＯ_２）などの焼結助剤を１０重量％以下添加する。これにバインダーを混入して金型に充填した状態で単軸圧縮することにより成形する。この成形品を最終形状に近い状態に加工するとともにバインダーなどの有機物を除去してから、いわゆるＨＰ（ホット・プレス）、ＨＩＰ（ホット・アイソスタティック・プレス）と称する手法により焼結する。この焼結体の転動面や摺動面に対して超仕上げ加工を施す。ＨＰ、ＨＩＰでは、焼結時に１０００気圧もの高い圧力をかける。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来例では、原料コストや製造コストが高くつくことが原因で、製品価格が非常に高くなる。
【０００７】
したがって、前述の高品位セラミックスでカムフォロワのローラやすべり軸受などを形成することができるけれども、それではコストが見合わないので実施できない。
【０００８】
このように従来では、高品位のセラミックスを形成しようとするあまり、価格が高価になっており、そのために、使用対象が制限されることになっていた。
【０００９】
したがって、本発明は、安価なセラミックス製の転動・摺動部品、ならびにカムフォロワ用ローラを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の転動・摺動部品は、平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に９〜２０重量％の焼結助剤を添加した材料を１〜１０気圧下で焼結したセラミックスにおいて、該セラミックスの表面には潤滑剤の貯留用のポアが開口している。
また、本発明の転動・摺動部品は、平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に９〜２０重量％の焼結助剤を添加した材料を１〜１０気圧下で焼結したセラミックスと、転動・摺動面に固体潤滑剤の潤滑膜を形成した部品とから構成され、該セラミックスの表面には固体潤滑剤貯留用のポアが開口している。
また、前記ポアの大きさが１〜１５μｍまたは２０〜３０μｍであることが好ましい。
また、前記セラミックスの転動面もしくは摺動面に超仕上げ加工が施されていることが好ましい。
【００１３】
本発明のカムフォロワ用ローラは、平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に９〜２０重量％の焼結助剤を添加した材料を１〜１０気圧下で焼結したセラミックスからなり、外周面に超仕上げ加工が施され、表面には潤滑剤貯留用のポアが開口している。
【００１４】
本発明の転がり軸受は、平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に対して少なくともＹ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３などの焼結助剤が５〜２０重量％添加された材料を、１〜１０気圧の圧力下で焼結した焼結体からなる転動体を有する。
【００１５】
【作用】
本発明の転動・摺動部品、カムフォロワ用ローラならびに転がり軸受は、窒化けい素の粉末の焼結時に従来例で引用したＨＰ、ＨＩＰなどのように１０００気圧もの高い圧力をかけずに１〜１０気圧の比較的低い圧力をかけるだけと簡易に済ませることにより、形成されている。その密度や強度については、従来の高品位セラミックスに比べると若干低くなるものの、実用上十分な強度を有する。なお、焼結助剤の量が５重量％未満の場合には、焼結不良となり、また２０重量％を超えると母材の窒化けい素の量が相対的に少なくなり、十分な強度が得られない。さらには、９〜１４重量％の範囲のものが、焼結性と強度上から好適に用いられる。焼結圧としては１〜１０気圧程度であれば、比較的安価な圧力容器で達成されるので、従来のように大掛かりで高価な装置が必要でなくなる。
【００１６】
このように、本発明では、製造コストを削減することにより、従来の高品位セラミックスよりも製品価格を低く抑えるようにしている。
【００１７】
また、焼結体には、表面に開口するポアが存在するから、それが潤滑剤を貯留するようになる。これにより、潤滑性の長期継続が期待できるようになる。なお、潤滑剤として固体潤滑剤を用いる場合には、前記ポアが固体潤滑剤の摩耗粉をトラップするから、発塵要素が低減される。しかも、焼結後に焼結体の転動面や摺動面となる外周面に超仕上げ加工を施すと、表面に開口するポアがより多くなるので、潤滑剤貯留量が増すようになる。
【００１８】
さらに、本発明では、従来の高品位セラミックスのような高品質な原料（窒化けい素の粉末の平均粒径の細かいもの）を用いたり、あるいは比較的低品質な原料（窒化けい素の粉末の平均粒径の粗いもの）を用いることができる。低品質な原料は、高品質な原料に比べて安価（約半値）であるから、製品価格の一層の低減に貢献できる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の詳細を図１ないし図１５に示す実施例に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施例にかかり、転動・摺動部品としてのローラを有するロッカアームの側面図である。図例のロッカアーム１は、プレス製フレーム２にローラ３を軸４を介して回転自在に取り付けた構造である。なお、ローラ３と軸４との間にニードルローラ軸受を介在してもよい。
【００２１】
フレーム２は、ほぼ平行に対向配置される一対の壁部５，５の長手方向一端側下端および長手方向他端側下端をそれぞれ架橋状に連接したものであり、長手方向一端側の連接部には半球状のピボット係合部６が上向きに突出するように設けられ、長手方向他端側の連接部は長手方向に沿って湾曲成形されてバルブ係合部７とされている。ピボット係合部６には、ローラ３側へ潤滑油を噴出させる油穴（符号省略）が設けられている。このフレーム２の材料としては、例えばＪＩＳ規格ＳＣＭ４１５、４２０などのクロムモリブデン鋼、ＪＩＳ規格ＳＣｒ４２０やＳＡＥ規格５１２０などの肌焼鋼、あるいはＪＩＳ規格ＳＰＣ系の冷間圧延鋼板などが好適に用いられる。
【００２２】
ローラ３は、一対の壁部５，５の孔８，８間に架け渡される軸４を介して回転自在に支持されて、フレーム２の貫通孔９内に配置されている。このローラ３は、下記詳述する窒化けい素を主体とする焼結体からなる。
【００２３】
このロッカアーム１は、クランク軸に連動するカムＣの回転に伴って、ローラ３が押され、ラッシュアジャスタのピボットＰが係合するピボット係合部６を支点として上下に揺動し、バルブ係合部７に係合するバルブステムＶを図示しないバルブガイドに沿って上下に昇降させる。
【００２４】
図２は、本発明の第２実施例にかかり、転動・摺動部品としてのローラを有するバルブリフター用カムフォロワの上半分の縦断面図である。図例のカムフォロワ１０は、フレームのヨーク１１，１２と、ヨーク１１，１２の貫通孔１３，１４に挿通される例えばＪＩＳ規格ＳＵＪ−２製の軸１５と、軸１５の外周に配置されるローラ１６とを備えている。ローラ１６は下記詳述する窒化けい素を主体とする焼結体で形成される。軸１５の外周面とローラ１６の内周面との間には、軸１５の膨張時にもローラ１６が適正に回転できるように適宜の隙間、いわゆるオイルクリアランスが設けられている。
【００２５】
そして、常温でのオイルクリアランスと金属製軸（４，１５）の摩耗量との関係を試験により調べたので、下記表１に示す。試験では、ローラの内径を８．３ｍｍで一定とし、軸の外径を可変してオイルクリアランスを変えるようにしている。結果は、表１に示すように、ローラの内径と軸の外径とで決まるオイルクリアランスが２０μｍ、４０μｍで、摩耗量が少ないことが確認された。そして、オイルクリアランス１００μｍでは、軸のとも回りが発生することから、過大なオイルクリアランスだと回転トルクの増加につながることがわかった。ちなみに、試験では、１００℃の昇温に対してオイルクリアランス減少量は約８μｍになる。要するに、オイルクリアランスとしては、油膜の形成や冷却、振動吸収などの面で重要であり、荷重条件によっても異なるが、使用温度条件で軸の外径の約０．１％が妥当と考えられる。
【００２６】
【表１】

【００２７】
次に、上述したロッカアーム１のローラ３やカムフォロワ１０のローラ１６に関する製造方法を具体的に説明する。
【００２８】
▲１▼ 原料としては比較的低品質なものを用いる。原料である平均粒径０．５〜１μｍのα型の窒化けい素の粉末（例えば電気化学工業株式会社の品種番号ＳＮ−９ＦＷ）に対してイットリア（Ｙ_２Ｏ_３），アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），窒化アルミ（ＡｌＮ），チタニア（ＴｉＯ_２）などの焼結助剤を５〜２０重量％添加し、これを適当な混合機（ボールミル）でもって有機溶剤または水を用いて均一に混合する（調合工程）。
【００２９】
▲２▼ 混合されたスラリーにバインダーを混入して、一定粒径の球状粒子を製造する（乾燥造粒工程）。
【００３０】
▲３▼ 造粒粉末を単純形状の金型に充填した状態で単軸圧縮する（成形工程）。なお、ここで成形品を所望形状とする金型を用いれば、下記▲４▼の一次加工工程を省略することができる。
【００３１】
▲４▼ この成形品をローラ３，１６に応じて最終形状に近い状態に加工する（一次加工工程）。
【００３２】
▲５▼ 加工したものを脱脂炉内で徐々に加熱し、脱脂対象品からバインダーなどの有機物を分解あるいは揮発させて除去する（脱脂工程）。
【００３３】
▲６▼ 脱脂したものを１〜１０気圧の圧力下で焼結する（焼結工程）。焼結温度や焼結時間は、１８００℃、２〜４時間である。なお、焼結によって、成形品が所定の割合で収縮するものの、この収縮量は、比重を計れば容易に把握でき、ベースとする素材や助剤の混合比によって適宜調整できる。
【００３４】
▲７▼ この焼結体の転動面や摺動面に対して超仕上げ加工を施し、最終製品の寸法、表面状態とする（二次加工工程）。この超仕上げ加工では、表面粗さをＲ_Ｚで約０．１〜０．８μｍにまでできるが、その代わりに研削仕上げ加工を施した場合では、Ｒ_Ｚで約１．５μｍが限界である。ここで、超仕上げ加工（Ｒ_Ｚ約０．５μｍ）した場合と、研削仕上げ（Ｒ_Ｚ約１．５μｍ）した場合とで、ロッカアーム１の実動試験を行った。結果としては、研削仕上げ加工では、１０時間と短時間のうちに金属製の軸が焼き付いて金属製カムの段摩耗が発生したが、超仕上げ加工では、３００時間について金属製の軸にわずかな摩耗がみられただけで金属製カムとのあたりは良好に保たれた。
【００３５】
▲８▼ 最終製品の表面のクラックやピンホールなどの発生の有無を蛍光浸透探傷で検査する。
【００３６】
このような製造方法により得られるものを低品位セラミックスと称する。この低品位セラミックスと、従来例の製造方法により得られる高品位セラミックスとの物性を調べたので、下記表２に示す。
【００３７】
【表２】

【００３８】
密度は、アルキメデス方法により測定している。硬度、破壊靭性値は、ビッカース硬度計を用いて測定しており、硬度は図３に示すビッカース圧痕の対角線の長さから算出し、破壊靭性値ＫＩＣは、ＩＦ（ＩｎｄｅｎｔｉｏｎＦｒａｃｔｕｒｅ）法により下記する新原の式を用いて算出する。曲げ強度は、直接材料の強度を測定するもので、ＪＩＳＲ１６０１規格の３点曲げ強度試験方法を用いている。
【００３９】
新原の式＝０．０１１４Ｅ^０．４Ｐ^０．６ａ^−０．７（Ｃ／ａ−１）^−０．５
但し、Ｐは荷重（Ｋｇｆ）、ｄは圧痕の対角線長（ｍｍ）、Ｅはヤング率（Ｋｇｆ／ｍｍ^２）、Ｃは圧痕の中心点から亀裂の長さ（ｍｍ）、ａは圧痕の対角線長の１／２（ｍｍ）である。
【００４０】
また、ロッカアーム１のローラ３については、ローラ３を支持する軸４の摩耗試験をしているので、その結果を図４に示す。軸４は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ−２とされている。
【００４１】
試験は、ガソリンエンジンを用いており、試験条件として、カムシャフト回転数は２５００（ｒｐｍ）、潤滑油はモータオイル（１０Ｗ−３０）、油温は６０（℃）である。図４のグラフにおける比較例Ａは、軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ−２）製のローラを用いたロッカアームであり、比較例Ｂは、軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ−２）製のローラおよびローラと軸との間に銅合金製のブッシュを介在したロッカアームである。なお、比較例Ａ，Ｂともに、２つの試料を用いており、本実施例では、２〜６つの試料を用いている。本実施例および比較例Ａともに、オイルクリアランスは常温で２０μｍにし、ローラの表面粗さは超仕上げによりＲ_Ｚ約０．５μｍとしている。
【００４２】
結果としては、図４のグラフに示すように、３００時間での軸４の摩耗量が、本実施例の場合では、１．２〜１．９μｍとなるのに対して、比較例Ａ，Ｂの場合では、２．３〜３．０μｍとなり、本実施例のほうが摩耗量が少なくなる。ちなみに、摩耗量は本実施例の方が比較例Ａに比べて約４０％も低減できる。しかも、本実施例の場合、３００時間での摩耗量が最大ピークとなり、それ以降１０００時間までの間では摩耗量もほぼ飽和する。結果として、本実施例は、耐摩耗性、耐久性において優れていることが判る。
【００４３】
ところで、上記製造方法の▲１▼の工程において、従来の高品質な原料を用いてもよい。この高品質な原料とは、例えば平均粒径０．２μｍのα型の窒化けい素の粉末（高グレード品例えば株式会社宇部興産の品種番号Ｅ−１０）に対してイットリア（Ｙ_２Ｏ_３），アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），窒化アルミ（ＡｌＮ），チタニア（ＴｉＯ_２）などの焼結助剤を１０重量％以下添加したものである。この高品質な原料を用いて上記▲２▼〜▲８▼のような処理を施したものを、中品位セラミックスと称する。
【００４４】
そして、低品位、中品位セラミックスは、従来例で説明した製造方法で製造される高品位セラミックスに比べて密度が若干低下するため、その内部や表面にポアが点在するようになる。低品位セラミックスの場合、ポアの大きさが約２０〜３０μｍに、また、中品位セラミックスの場合、低品位セラミックスに比べてポアの大きさが約１〜１５μｍと小さくなり、その点在量が少なくなる。
【００４５】
しかし、このような低品位セラミックスや中品位セラミックスでも、上述した評価により実用上あまり問題ないことがわかる。その上、低品位セラミックスや中品位セラミックスの場合、高品位セラミックスに比べて次のような点で優位であると言える。要するに、表面に開口するポアが、潤滑油などの溜まりとなるなど安定して良好な潤滑性を発揮できるようになる。これについて、上記製造方法の▲７▼のように超仕上げ加工を施していれば、焼結体の表面により多くのポアが開口するようになるので、より潤滑油貯溜量が増すことになる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。例えば、転動・摺動部品としてのローラの他、各種のすべり軸受、転がり軸受などとすることができる。
【００４７】
前述の転がり軸受としての玉軸受に本発明を適用する場合の例を図５に示す。図中、２０は内輪、２１は外輪、２２は玉、２３は波形保持器である。内・外輪２０，２１は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ、波形保持器２３は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、玉２２は、上述した低品位セラミックスまたは中品位セラミックスとされる。そして、内・外輪２０，２１の軌道溝および波形保持器２３の表面には、金、銀、鉛、ＭｏＳ_２、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイトなどの固体潤滑剤のいずれかからなる潤滑膜２４が形成される。なお、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＦ）などの潤滑油膜を用いることもできる。
【００４８】
このような玉軸受を構成するにあたり、玉２２について下記試験により評価する。試験は、玉のスラスト試験、ラジアル試験を行った。
【００４９】
スラスト試験では、図６に示すようなスラスト軸受において、玉を中品位セラミックスとし、玉サイズを３／８インチ、１／４インチの２種類とし、油浴潤滑とし、軸の回転数を１２００ｒｐｍとし、面圧を３／８インチのものは２９１ｋｇｆ／ｍｍ^２（２．８５ＧＰａ）、１／４インチのものは３１９ｋｇｆ／ｍｍ^２（３．１３ＧＰａ）とした。いずれのサイズの玉も、１０００時間で打ち切ったが剥離などの異常はなかった。
【００５０】
ラジアル試験では、図７に示すようなラジアル試験機を用いる。試験軸受は、呼び番号＃６２０６のラジアル玉軸受とし、油浴潤滑とし、回転数を６０００ｒｐｍとし、面圧を３３５ｋｇｆ／ｍｍ^２（３．２８ＧＰａ）とした。４００時間で打ち切ったが玉に剥離などの異常がなかった。
【００５１】
このように、玉などの転動体を低品位、中品位セラミックスとし、固体潤滑剤からなる潤滑膜を用いる場合には、セラミックスからなる転動体に対する潤滑膜の摩耗粉の移着性が良好となり、高品位セラミックスを用いる場合に比べて発塵要素が低減するものと考えられる。このことについて、下記するような試験を行ったので、説明する。
【００５２】
前述の固体潤滑剤の移着性について、下記試験により調査しているので、説明する。この試験では、固体潤滑剤をコーティングした金属製（ＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０）の平板試料を水平に置き、この平板試料の上面（潤滑膜形成面）に、超仕上げを施したセラミックス製の円柱試料の外周面を垂直方向に押し付けた状態で、水平方向に滑らせることにより、円柱試料に対する固体潤滑剤の移着状況を調べる。この垂直荷重は１０Ｋｇｆ、滑り距離を３０ｍｍ、摺動回数を１回としている。
【００５３】
円柱試料は、▲１▼低品位セラミックス（表面粗さＲ_Ｚ約０．５μｍ）、▲２▼中品位セラミックス（表面粗さＲ_Ｚ約０．２μｍ）、▲３▼高品位セラミックス（表面粗さＲ_Ｚ約０．２μｍ）、▲４▼高品位セラミックス（表面粗さＲ_Ｚ約０．５μｍ）の４つを用意している。これらの円柱試料は、いずれも直径φ４０ｍｍ、長さ１５ｍｍとし、平板試料に形成する潤滑膜は、金、ＭｏＳ_２としている。金は、イオンプレーティングにて膜厚１μｍとし、ＭｏＳ_２は、樹脂バインダーを用いて、膜厚１０μｍとしている。
【００５４】
試験結果を、図８ないし図１１に添付する顕微鏡写真に示す。このうち、図８（ａ）〜（ｃ）は、前述の▲１▼に関するもの、図９（ａ）〜（ｃ）は前述の▲２▼に関するもの、図１０（ａ）〜（ｃ）は前述の▲３▼に関するもの、図１１（ａ）〜（ｃ）は前述の▲４▼に関するものである。また、図８ないし図１１の各（ａ）は試験前の円柱試料表面の状態を表し、図８ないし図１１の各（ｂ）は金をコーティング膜とした場合での試験後の円柱試料表面の状態を表し、図８ないし図１１の各（ｃ）はＭｏＳ_２をコーティング膜とした場合での試験後の円柱試料表面の状態を表している。
【００５５】
これらの写真結果から、低品位、中品位セラミックスだと、表面に開口するポアに対して潤滑剤が入り込むことがわかり、高品位セラミックスだと、表面に開口するポアがほとんどないかもしくはかなり小さいので、潤滑剤が入り込まないことが分かる。結果的には、高品位セラミックスに比べて低品位、中品位セラミックスは、移着性が良好となっている。
【００５６】
なお、前述と同様の試験を球体試料により行ったが、図１２および図１３に添付する顕微鏡写真に示すように、前述と同様の結果が得られた。図１２（ａ）、（ｂ）は中品位セラミックスの球体試料に関するもの、図１３（ａ）、（ｂ）は高品位セラミックスの球体試料に関するものであり、図１２および図１３の各（ａ）は試験前の球体試料表面の状態を表し、図１２および図１３の各（ｂ）は試験後の球体試料表面の状態を表している。球体試料は、直径３／８インチで、表面粗さはいずれもＲａで０．０１μｍである。平板試料に対するコーティング膜は樹脂バインダーを用いたＭｏＳ_２とし、膜厚１０μｍとしている。垂直荷重は５Ｋｇｆ、滑り距離を２０ｍｍ、摺動回数を５回往復とする。
【００５７】
このことをふまえ、図５に示す玉軸受の初期発塵試験、回転トルク寿命試験を行ったので、説明する。
【００５８】
初期発塵試験では、図１４に示すような発塵試験装置を用いる。試験軸受は、呼び番号＃６０８のラジアル玉軸受とし、各軸受構成要素の素材を前述したとおりとし、保持器に樹脂バインダーにＰＴＦＥを混合した潤滑膜をコーティングしている。回転数を２００ｒｐｍとし、面圧を１８０ｋｇｆ／ｍｍ^２（１．７６ＧＰａ）とした。発塵試験装置の雰囲気は、１０^−３Ｐａ以下、室温とし、計測粒子径を０．３８μｍ以上、計測タイミングを１０分間隔とし、試験時間を２０時間としている。玉は、実施例として中品位セラミックスに、比較例として高品位セラミックスにしている。結果は、比率で言うと、比較例：実施例＝１：０．８になり、実施例のほうが優れている。そもそも、回転初期では、コーティング膜からの摩耗粉や剥離粉が発塵成分となる。これらの発塵成分は、中品位セラミックスの場合、表面に開口するポアにトラップされるので、前述の結果が得られたものと考えられる。
【００５９】
回転トルク寿命試験では、図１５に示すような回転トルク寿命試験機を用いる。試験軸受は、呼び番号＃６０８のラジアル玉軸受とし、各軸受構成要素の素材を前述したとおりとし、保持器に樹脂バインダーにＰＴＦＥを混合した潤滑膜をコーティングしている。回転数を２００ｒｐｍとし、面圧を１８０ｋｇｆ／ｍｍ^２（１．７６ＧＰａ）とした。試験での寿命判定は、回転トルクが０．１Ｎ・ｍになった時点とする（初期トルクの３倍）。玉は、実施例として中品位セラミックスに、比較例として高品位セラミックスにしている。結果は、比率で言うと、比較例：実施例＝１：１．３になり、実施例のほうが優れている。これは、中品位セラミックスの場合、表面に開口するポアに回転初期においてトラップされた潤滑膜の発塵成分が継続的に潤滑作用を発揮するからと考えられる。
【００６０】
このような試験より、転がり軸受の転動体を中品位セラミックスとしても、優れた特性を発揮することがわかった。但し、その場合、最大接触応力を所要以下（安全を考慮して２５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下）に規制するのが好ましい。低品位セラミックスについても、前述の評価試験を行っていないが、前述の物性評価によりほぼ同様になるものと考えられる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明では、製造コストを削減するように工夫しているから、従来の高品位セラミックスよりも安価にでき、しかも、密度や強度については、従来の高品位セラミックスに比べると若干低くなるものの、実用上十分な強度を有している。しかも、原料についても低品質のものを用いれば、さらに原料コストを低減できるから、製品価格の一層の低減に貢献できる。
【００６２】
このように、本発明では、比較的安価なセラミックス製の転動・摺動部品を提供できるようになり、セラミックス部品の使用対象を拡大できるようになる。
【００６３】
また、焼結体には表面に開口するポアが存在するので、これが潤滑剤などの溜まりとなるなど安定して良好な潤滑性を発揮できるようになる。特に、焼結体の転動面や摺動面に超仕上げを施せば、表面に開口するポアがより多くなるので、潤滑剤貯溜量が増すようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転動・摺動部品としてのローラを用いたロッカアームの側面図
【図２】本発明の転動・摺動部品としてのローラを用いたカムフォロワの縦断面図
【図３】本発明の実施例での硬度、破壊靭性値測定に関する圧痕を示す模式図
【図４】本発明の実施例での摩耗試験結果を示すグラフ
【図５】本発明の玉軸受の上半分の縦断面図
【図６】図５の玉軸受の玉の寿命試験の様子を示す図
【図７】図５の玉軸受の玉の寿命試験に用いるラジアル試験機を示す図
【図８】低品位セラミックスの円柱試料に関する潤滑剤移着試験の前後の顕微鏡写真
【図９】中品位セラミックスの円柱試料に関する潤滑剤移着試験の前後の顕微鏡写真
【図１０】高品位セラミックスの円柱試料に関する潤滑剤移着試験の前後の顕微鏡写真
【図１１】他の高品位セラミックスの円柱試料に関する潤滑剤移着試験の前後の顕微鏡写真
【図１２】中品位セラミックスの球体試料に関する潤滑剤移着試験の前後の顕微鏡写真
【図１３】高品位セラミックスの球体試料に関する潤滑剤移着試験の前後の顕微鏡写真
【図１４】図５の玉軸受の初期発塵寿命試験に用いる発塵試験装置を示す図
【図１５】図５の玉軸受の回転トルク寿命試験に用いる回転トルク試験機を示す図
【符号の説明】
１ロッカアーム
３ロッカアームのローラ
１０カムフォロワ
１６カムフォロワのローラ

Claims

平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に９〜２０重量％の焼結助剤を添加した材料を１〜１０気圧下で焼結したセラミックスにおいて、該セラミックスの表面には潤滑剤の貯留用のポアが開口していることを特徴とする転動・摺動部品。
平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に９〜２０重量％の焼結助剤を添加した材料を１〜１０気圧下で焼結したセラミックスと、転動・摺動面に固体潤滑剤の潤滑膜を形成した部品とから構成され、該セラミックスの表面には固体潤滑剤貯留用のポアが開口していることを特徴とする転動・摺動部品。
請求項１または２に記載の転動・摺動部品において、
前記ポアの大きさが１〜１５μｍまたは２０〜３０μｍであることを特徴とする転動・摺動部品。
請求項１または２に記載の転動・摺動部品において、
前記セラミックスの転動面もしくは摺動面に超仕上げ加工が施されていることを特徴とする転動・摺動部品。
平均粒径０．２〜１μｍの窒化けい素の粉末に９〜２０重量％の焼結助剤を添加した材料を１〜１０気圧下で焼結したセラミックスからなり、外周面に超仕上げ加工が施され、表面には潤滑剤貯留用のポアが開口していることを特徴とするカムフォロワ用ローラ。