JP4333794B2

JP4333794B2 - 摺動構造

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Publication number: JP4333794B2
Application number: JP2007288565A
Authority: JP
Inventors: 秀幸鈴木; 隆利新吉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: EP2216388A4; JP2009114311A; EP2216388A1; US20100247004A1; CN101848980B; WO2009060879A1; CN101848980A; EP2216388B1

Description

本発明は、相互に摺動する一対の摺動部材のうち、一方の摺動部材の摺動面に非晶質炭素被膜が形成された一対の摺動部材を含む摺動構造に係り、特に、該一対の摺動部材間に有機モリブデン化合物を含有した潤滑剤を含む摺動構造に関する。

近年、資源保護、環境汚染の低減、および地球の温暖化防止は、各国で注目されており、特に、自動車業界においても排ガス規制の向上が課題となっている。該課題を解決するための一手段として、低燃費化への対応技術の開発が取り組まれている。なかでも、エンジンを構成する摺動部材、または動弁系の摺動部材の摺動特性を向上させることは、エネルギ損失を減らし、自動車の低燃費化に直接的に繋がるものである。

例えば、このような摺動部材の耐摩耗性を向上させると共に低摩擦特性を得るために、摺動部材の摺動面にコーティングを行う技術があり、該コーティング材料として、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの非晶質炭素材料が使用されつつある。該非晶質炭素材料により形成された被膜（非晶質炭素被膜）は、炭素を主成分とする硬質の被膜であり、低い摺動抵抗と高い耐摩耗性とを両立できる被膜である。

従来技術の摺動構造の一例として、互いに摺動する一対の摺動部材のうち、一方の摺動部材に基材の表面にＤＬＣ被膜（非晶質炭素被膜）を形成した一対の摺動部材と、該一対の摺動部材の間に有機モリブデン化合物としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）を含有した潤滑剤と、を備えた摺動構造であって、前記他方の摺動部材の摺動面がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜が形成された摺動構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６５８８１号公報

ところで、発明者らの研究の結果から、摺動部材に形成された前記非晶質炭素被膜の非晶質炭素材料と、例えば製品化された有機モリブデン化合物を含有したエンジンオイルなどの潤滑剤とは、相性が悪いことが判明した。これは、後述するように、エンジン部品等の厳しい潤滑環境下では、摺動時の摩擦熱などにより摺動面は高温となり、この高温条件下では、有機モリブデン化合物から三酸化モリブデンが生成されることによると発明者らは解明した。

具体的には、図５に示すように、生成された三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）は、非晶質炭素材料（ＤＬＣ）と反応し、二酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）となり、二酸化炭素（ＣＯ_２）または一酸化炭素（ＣＯ）を発生しながら、非晶質炭素材料を分解促進する。このようにして、三酸化モリブデンにより分解促進された非晶質炭素被膜は、強度低下及び摩耗の増加を招くため、Ｍｏ−ＤＴＣを含まない潤滑剤を用いた場合よりも、非晶質炭素被膜の摩耗が大きくなってしまう。

例えば、前記特許文献１の如き摺動構造では、アルミニウムの表面に酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）が含まれている。エンジン部品などの厳しい潤滑条件下でこのような摺動構造を用いた場合には、Ｍｏ−ＤＴＣと酸化アルミニウムが反応して、三酸化モリブデンが生成することにより、非晶質炭素被膜を高温条件下で分解してしまう。このため、エンジン部品の摺動面に被覆した非晶質炭素被膜の耐摩耗性が不十分となってしまう。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、非晶質炭素被膜に有機モリブデン化合物を含む潤滑剤を使用した場合であっても、有機モリブデン化合物による摩擦係数の低減効果を発揮しつつも、非晶質炭素被膜と有機モリブデン化合物との化学的な反応による非晶質炭素被膜の摩耗を確実に抑制することができる摺動構造を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく多くの実験と研究を行うことにより、上述したように、非晶質炭素材料の摩耗を促進する三酸化モリブデンは、非晶質炭素被膜が形成された摺動部材に摺動する相手側の摺動部材の摺動面に含まれる酸素元素と、有機モリブデン化合物のモリブデン元素との反応により、生成されることを解明した。

本発明者らは、更なる実験と研究を行うことにより、非晶質炭素被膜が形成された摺動部材に摺動する相手側の摺動部材が、単に鉄またはアルミニウム等の合金材料からなる場合には、該摺動部材の摺動面に酸素元素を含んだ被膜が形成されているので、前記反応による前記三酸化モリブデンの生成を回避することはできないものであり、三酸化モリブデンの生成を回避するには、全く酸素元素を含まない摺動面を形成することが重要であるとの新たな知見を得た。この結果、図４に示すように、Ｍｏ−ＤＴＣなどの有機モリブデン系化合物は、摺動時の熱によって、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）に変化することはあっても、三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）が生成することは無くなり、三酸化モリブデンによる非晶質炭素被膜の摩耗を防止できるとの知見を得た。

本発明は、本発明者らが得た上記の新たな知見に基づくものであり、本発明は、相互に摺動する一対の摺動部材のうち、一方の摺動部材の摺動面に非晶質炭素被膜が形成された一対の摺動部材と、該一対の摺動部材の間に存在し、有機モリブデン化合物を少なくとも含む潤滑剤と、を少なくとも備えた摺動構造であって、前記他方の摺動部材の摺動面には、酸素元素を含まない硬質被膜が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、非晶質炭素被膜が形成された一方の摺動部材に摺動する他方の摺動部材の摺動面に、酸素元素を含まない硬質被膜が形成されているので、これら摺動部材が相互に摺動する際に、有機モリブデン化合物に含まれるモリブデン元素により、三酸化モリブデンが生成され難い。この結果、三酸化モリブデンによる非晶質炭素材料の分解が抑制され、非晶質炭素被膜の摩耗は低減され、摺動構造の長寿命化を図ることができる。

本発明にいう「相互に摺動する一対の摺動部材」とは、少なくとも一方の摺動部材が他方の摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材をいい、相対的な摺動とは、直線運動、回転運動、またはこれらの運動の組み合わせにより摺動することをいう。

また、本発明に係る硬質被膜は、該硬質被膜が形成される基材と同等またはそれ以上の表面硬さを有する被膜であり、このような表面硬さにすることにより、他方の摺動部材の摩耗を低減することができる。

一方の摺動部材の摺動面に形成された非晶質炭素被膜は、いわゆるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）からなる被膜（ＤＬＣ被膜）であり、前記非晶質炭素被膜は、スパッタリング、真空蒸着、イオン化蒸着、イオンプレーティング、などを利用した物理気相成長法（ＰＶＤ）により成膜してもよく、プラズマ処理などを利用した化学気相成長法（ＣＶＤ）により成膜してもよく、これらの方法を組み合わせた方法により成膜してもよい。また、前記非晶質炭素被膜には、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｗなどの添加元素を含有させてもよく、このような元素を添加することにより、被膜の表面硬さを調整することもできる。

また、摺動部材の非晶質炭素被膜の表面硬さは、Ｈｖ１０００からＨｖ４０００の範囲内にあることが好ましく、Ｈｖ１０００未満の場合には、非晶質炭素被膜は摩耗し易く、Ｈｖ４０００よりも大きい場合には、非晶質炭素被膜と摺動部材の基材との密着力が低下する。また、摺動部材の被膜の膜厚は、０．１μｍ以上の厚みであることが好ましく、この膜厚よりも小さい場合には、摺動時にこの被膜がすぐに摩滅してしまい、所望の効果を得ることができない。さらに、基材と非晶質炭素被膜との間には、非晶質炭素被膜の密着性を向上させるために、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏから選択される一種以上の金属元素からなる中間層を形成してもよい。

一方、本発明に係る摺動構造の他方の摺動部材に形成された硬質被膜は、酸素元素を含まない材料をその摺動面にめっき、溶射、蒸着等により成膜する方法が挙げられ、酸素元素を含まない硬質被膜を得ることができるのであれば、硬質被膜の成膜方法は特に限定されるものではない。また、酸素元素を含まず経時的に大気等により酸化し難いものであれば、金属、非金属等その材質は限定さえるものではないが、より好ましくは、前記硬質被膜は、セラミック被膜である。

本発明によれば、酸素元素を含まないセラミック被膜にすることにより、他方の摺動部材の耐摩耗性の向上をさらに図ることができる。また、セラミック被膜は、耐熱性にも優れ、化学的にも安定し、一般的な摺動条件では経時的に大気と反応して酸化し難いので、安定した摺動状態を確保することができる。さらに、該硬質被膜の基材として鉄系材料またはアルミニウム系材料を選定した場合であっても、セラミック被膜は、摺動時に基材から剥離することなく密着強度を確保し易い。

このようなセラミック被膜は、溶射等によっても成膜することができるが、より好ましい成膜方法としては、スパッタリング、真空蒸着、イオン化蒸着、イオンプレーティング、などを利用した物理気相成長法（ＰＶＤ）、プラズマ処理などを利用した化学気相成長法（ＣＶＤ）、または、これらの方法を組み合わせた方法などが挙げられる。

このようなセラミック被膜としては、例えば、ＴｉＮ，ＴｉＡｌＮ，ＣｒＮ，ＴｉＣＮ，ＷＣなどを挙げることができ、無機の非金属物質から構成される固体材料であれば、特に限定されるものではないが、より好ましくは、前記硬質被膜は、窒化系化合物または炭化系化合物からなる。

本発明によれば、硬質被膜を窒化系化合物または炭化系化合物にすることにより、酸素を含まない被膜とすることができ、これらの化合物からなる被膜は鋼系材料からなる基材に成膜し易い。また、前記窒化系化合物としては、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ，Ｃｒ_２Ｎ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）等を挙げることができ、炭化系化合物としては、たとえば、炭化アルミニウム（Ａｌ_４Ｃ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、炭化チタン（ＴｉＣ）等を挙げることができ、酸素元素を含まず窒素元素または炭素元素を含み、被覆される基材の表面硬さと同等またはそれ以上の表面硬さであれば、特にその種類は限定されるものではない。

さらに、本発明に係る摺動構造の前記硬質被膜は、炭化チタンからなることがより好ましい。本発明によれば、炭化チタンからなる硬質被膜は、非晶質炭素被膜に対しても相性がよく、耐摩耗性にも優れているので、摺動構造の摺動特性をさらに向上させることができる。

また、前記非晶質炭素被膜が形成される基材および前記硬質被膜が形成される基材は、いずれも、鋼系材料であることが好ましい。該鋼系材料は汎用性のある材料であるばかりでなく、前記いずれの被膜も密着性を確保し易く、基材の表面硬さも所望の硬さに調整し易い。

潤滑剤に含有する前記有機モリブデン化合物としては、モリブデン−アミン錯体、モリブデン−コハク酸イミド錯体、有機酸のモリブデン塩、アルコールのモリブデン塩、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）などを挙げることができ、より好ましい態様としては、本発明に係る有機モリブデン化合物は、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）である。

本発明によれば、有機モリブデン化合物として、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）を用いることにより、摺動条件により摺動部材の摺動面には二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）が生成され、該二硫化モリブデンは、摺動面に固体潤滑剤の膜として形成されることになる。この結果、前記摺動部材の摺動面に形成された非晶質炭素被膜の化学的な摩耗をより抑制することに加えて、摺動面同士の機械的な接触による摺動部材の摩耗もさらに抑制することができる。

特に、汎用性、コスト面等を考慮すると、潤滑剤に含有させる有機モリブデン化合物は、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）がより好ましく、生成方法により分子中のアルキル基の構造は異なる。ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの具体例としては、ジブチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジペンチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジヘキシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジヘプチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジオクチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジノニルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジデシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジウンデシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジドデシルジチオカルバミン酸モリブデン、またはジトリデシルジチオカルバミン酸モリブデン等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を混合して使用することができる。

また、ジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）の具体例としては、ジイソプロピルジチオリン酸モリブデン、ジイソブチルジチオリン酸モリブデン、ジプロピルジチオリン酸モリブデン、ジブチルジチオリン酸モリブデン、ジペンチルジチオリン酸モリブデン、ジヘキシルジチオリン酸モリブデン、ジヘプチルジチオリン酸モリブデン、またはジフェニルジチオリン酸モリブデンなどを挙げることができ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を混合して使用することができる。

また、潤滑剤は、潤滑油であってもよく、ベース油は添加剤を鉱油、合成油などを挙げることができ、前記有機モリブデン化合物を含むのであれば特に限定されるものではない。また、このような潤滑剤は、酸化防止剤、摩耗防止剤、極圧剤、摩擦調整剤、金属不活性剤、清浄剤、分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、泡消剤などを適宜添加することができる。また、潤滑剤として、潤滑油の代わりに、有機モリブデン化合物を含む基油にさらに増稠剤を分散させたグリースであってもよい。

また、本発明に係る摺動構造は、前記潤滑剤を摺動面に供給する供給機構を設けることがより好ましく、該供給機構としては、塗布による潤滑機構、ミスト潤滑機構、オイルバスによる油浴潤滑機構など等が挙げることができ、摺動時に摺動部材間に、安定して潤滑剤を供給することができるのであれば、特に限定さるものではない。

本発明によれば、非晶質炭素被膜に有機モリブデン化合物を含む潤滑剤を使用した場合であっても、有機モリブデン化合物による摩擦係数の低減効果を発揮しつつ、非晶質炭素被膜と有機モリブデン化合物との化学的な反応による非晶質炭素被膜の摩耗を確実に抑制することができる。

以下に、図面を参照して、本発明に係る摺動構造の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る摺動構造の模式図である。

図１に示すように、本発明に係る摺動構造１は、相互に摺動する一対の摺動部材として、第一の摺動部材（一方の摺動部材）２０と、第二の摺動部材（他方の摺動部材）３０とを備えており、第一の摺動部材２０と第二の摺動部材３０との間には潤滑剤４０が供給されている。

第一の摺動部材２０は、鋼系材料等からなる基材２１の表面のうち第二の摺動部材３０と摺動する摺動面２３に、非晶質炭素被膜２２が形成されている。また、第一の摺動部材２０は、第二の摺動部材３０の摺動面３３に対して所定の荷重で押圧しながら、第二の摺動部材３０に対して相対的に摺動可能なように構成されている。なお、第一の摺動部材２０は、非晶質炭素被膜２２が形成される表面を所定の表面粗さに研磨後、該表面に非晶質炭素被膜を例えば化学気相成長法（ＣＶＤ）などにより成膜することにより製造することができる。

第二の摺動部材３０は、鋼系材料等からなる基材３１の表面のうち第一の摺動部材２０に摺動する摺動面３３に、酸素元素を含まない硬質被膜３２が形成されている。該硬質被膜３２は、基材３１の表面硬さと同等またはそれ以上の硬さを有した被膜であり、炭化チタン（ＴｉＣ）などの炭化系化合物からなるセラミック被膜が好ましい。また、第二の摺動部材３０も、第一の摺動部材２０と同様の方法で硬質被膜を成膜することにより製造することができる。

潤滑剤４０は、給油装置など所定の供給手段（図示せず）によって、第一の摺動部材２０と第二の摺動部材３０とが摺動する摺動面２３，３３に供給されるものであり、基油に少なくとも有機モリブデン化合物としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）４１を含有している。

前記の如く構成された摺動構造１によれば、これまでに、有機モリブデン化合物であるＭｏ−ＤＴＣが、第二の摺動部材の摺動面に含まれる酸素元素と反応し、三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）を生成していたところ、第二の摺動部材３０の摺動面３３に酸素元素を含まない硬質被膜３２を形成したことにより、たとえ、摺動面同士が摩擦熱等により発熱した場合であっても、摺動面の酸素元素を起因とした三酸化モリブデンは、生成されない。この結果、三酸化モリブデンが起因として、非晶質炭素被膜２２が化学的な反応により分解促進されることがないので、第一の摺動部材２０の摺動面２３に形成された非晶質炭素被膜２２の摩耗は抑制される。

さらに、相対的に摺動する第一の摺動部材２０と第二の摺動部材３０との摺動面間には、摺動条件により、潤滑剤４０に含有するＭｏ−ＤＴＣから二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）が生成され、該二硫化モリブデンは固体潤滑剤として作用するので、これら摺動部材の摩擦係数の低減および安定化に有効である。

以下に、本発明に係る前記本実施形態を実施例により説明する。
［実施例］
（摺動構造）
一対の摺動部材のうち、第一の摺動部材（一方の摺動部材）として、図２に示すようなブロック試験片２０Ａを準備し、これに摺動する第二の摺動部材（他方の摺動部材）として、リング試験片３０Ａを準備し、ブロック試験片２０Ａとリング試験片３０Ａとの間に供給する潤滑剤４０として以下に示す潤滑剤を準備した。それぞれの詳細を以下に示す。

＜ブロック試験片＞
図２に示すように、非晶質炭素被膜２２Ａを形成する基材２１Ａとして、１５．７ｍｍ×１０．０ｍｍ×６．３ｍｍ、摺動面の表面粗さを中心線平均粗さＲａ０．０２μｍとしたステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ：ＪＩＳ規格）からなる基材を製作した。次に、この基材２１Ａの１５．７ｍｍ×６．３ｍｍの摺動面に、厚さ１μｍとなるように非晶質炭素材料からなる被膜（非晶質炭素被膜）２２ＡをＣＶＤにより成膜し、ブロック試験片２０Ａを製作した。

＜リング試験片＞
図２に示すように、硬質被膜３２Ａを形成する基材３１Ａとして、直径３５．０ｍｍ、厚さ８．７ｍｍ、外周面の表面粗さを中心線平均粗さＲａ０．０２μｍとした軸受鋼（材質ＳＡＥ４６２０）からなる基材を製作した。次に、この基材３１Ａの外周面に、厚さ２μｍとなるように炭化チタンからなる硬質被膜３２ＡをＣＶＤにより成膜し、リング試験片３０Ａを製作した。

＜潤滑剤＞
潤滑剤（潤滑油）４０として、ベース油（ＳＡＥ粘度グレード５Ｗ−３０）に、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）を少なくとも含有した市販のエンジンオイルを準備した。尚、このエンジンオイルには、添加剤として、さらに、極圧剤（Ｚｎ−ＤＴＰ等）、清浄剤（Ｃａスルフォネート等）、分散剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤等が添加されている。

＜摩擦摩耗試験＞
図２に示すように、上述したブロック試験片２０Ａ、リング試験片３０Ａ、および潤滑剤４０を組合せて、摩擦摩耗試験（ブロックオンリング試験：ＬＦＷ試験）を行った。具体的には、リング試験片３０Ａの一部に潤滑剤４０が浸かるように、湯浴槽５０に潤滑剤４０を投入し、油温を８０℃に保持した状態でリング試験片３０Ａを周速０．６ｍ／ｓとなるように回転させてリング試験片３０Ａの外周面（摺動面）に油膜を形成させ、油膜が形成されたリング試験片３０Ａの外周面にブロック試験片２０Ａを接触させて、荷重３００Ｎで負荷しながら、３０分間の連続試験を行った。

このときに、リング試験片３０Ａに作用する回転抵抗（摺動抵抗）を、装置に取り付けたロードセルにより検出し摩擦係数を測定し、試験終了後のブロック試験片の摩耗深さを測定した。この結果を図３に示す。

［比較例１］
実施例と同じように、ブロック試験片、リング試験片、および潤滑剤を準備した。実施例と異なる点は、潤滑剤にＭｏ−ＤＴＣ等の添加剤を添加していない基油を用いた点である。そして、実施例と同じ条件で、摩擦摩耗試験を行った。この結果を図３に示す。

［比較例２］
実施例と同じように、ブロック試験片、リング試験片、および潤滑剤を準備した。実施例と異なる点は、リング試験片の摺動面に炭化チタンからなる硬質被膜を形成しなかった点である。そして、実施例と同じ条件で、摩擦摩耗試験を行った。この結果を図３に示す。

［結果］
図３に示すように、実施例のブロック試験片の摩耗深さの値は比較例２（図中■）に比べて小さく、また、実施例の摺動構造の摩擦係数の値は比較例１（図中◆）に比べて小さかった。

［考察］
結果１に示すように、実施例のほうが比較例２よりも摩耗深さの値が小さかったのは、実施例のリング試験片の外周面（摺動面）に、炭化チタンの硬質被膜（酸素元素を含まない硬質被膜）を形成したことによると考えられる。

すなわち、比較例２の場合は、リング試験片の外周面には炭化チタンの硬質被膜は形成されていないので、リング試験片の外周面は、基材である鋼の素地からなり、この外周面には、ＥＰＭＡなどによる確認により、Ｆｅ_２Ｏ_３の酸化物が存在している。そして、この酸化物の酸素元素と、Ｍｏ−ＤＴＣのモリブデン元素とが摺動時の摩擦熱による高温条件で反応して、三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）を生成されたと考えられる。この結果、三酸化モリブデンが、ブロック試験片の摺動面に形成された非晶質炭素被膜の炭素を攻撃し、非晶質炭素被膜が分解促進され、ブロック試験片の摩耗深さが大きくなったと考えられる。

さらに、実施例の方が比較例１よりも摩擦係数が低かったのは、比較例１の潤滑剤には、Ｍｏ−ＤＴＣが含有されていなので、Ｍｏ−ＤＴＣ自体による低摩擦効果、また、摺動時に生成する二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）の潤滑効果がなかったことによると考えられる。

以上のことから、実施例に係る摺動構造は、Ｍｏ−ＤＴＣによる摩擦係数の低減効果を発揮しつつも、非晶質炭素被膜とＭｏ−ＤＴＣとの化学的な反応による非晶質炭素被膜の摩耗を確実に抑制できたと考えられる。

以上、本発明の実施形態およびその実施形態に係る実施例について詳述したが、本発明は前記実施形態および実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。

本発明に係る摺動構造は、ピストンリングとシリンダを組み合わせたエンジンの摺動部、カムとカムフォロアを組み合わせたカムリフタの摺動部など摺動する頻度が高く、耐摩耗、および低摩擦が要求されるような環境において適用されることが好ましい。

本実施形態に係る摺動構造の概念図。本実施例に係る摩擦摩耗試験の模式図。実施例、比較例１，２に係る摺動構造の摩耗深さと摩擦係数の関係を示した図。本発明に係る摺動構造の概念図。非晶質炭素被膜の分解を説明するための図。

符号の説明

１：摺動構造、２０：第一の摺動部材（一方の摺動部材）、２０Ａ：ブロック試験片、２１，２１Ａ：基材、２２，２２Ａ：非晶質炭素被膜、２３：摺動面、３０：第二の摺動部材（他方の摺動部材）、３０Ａ：リング試験片、３１，３１Ａ：基材、３２，３２Ａ：硬質被膜、３３：摺動面、４０：潤滑剤、４１：ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）

Claims

相互に摺動する一対の摺動部材のうち、一方の摺動部材の摺動面に非晶質炭素被膜が形成された一対の摺動部材と、該一対の摺動部材の間に存在し、有機モリブデン化合物を少なくとも含む潤滑剤と、を少なくとも備えた摺動構造であって、
前記他方の摺動部材の摺動面には、酸素元素を含まない、窒化系化合物または炭化系化合物からなるセラミックの硬質被膜が形成されていることを特徴とする摺動構造。
前記炭化系化合物は、炭化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の摺動構造。
前記有機モリブデン化合物は、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動構造。