JP4736684B2

JP4736684B2 - 組合せ摺動部材

Info

Publication number: JP4736684B2
Application number: JP2005293420A
Authority: JP
Inventors: 正顕小川; 良雄不破
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-10-06
Also published as: JP2007099965A

Description

本発明は、少なくとも一方の表面に非晶質炭素膜を形成した部材を組合せた組合せ摺動部材に係り、特に、耐摩耗性を向上させ、低摩擦係数を維持することができる組合せ摺動部材に関する。

従来から、自動車において、エンジン、トランスミッション、クラッチなど様々な機器に摺動部材が用いられており、この摺動部材の摺動特性を向上させることにより、機器の動作不良を防止し、信頼性を高めるための様々な開発がなされている。

例えば、自動車には、エンジン２０とトランスミッション３０間に、変速時や停止時における動力を切断し、かつ、車両の発進及び加減速時においてエンジンに大きな負担をかけずに確実にその動力を伝達するために、図２に示すようなクラッチ１０が設けられている。このようなクラッチ１０は、運転者がクラッチペダル１１を踏むと、クラッチペダル１１とリンク機構により接続されたレリーズフォーク１２がサポート１２ａを回転中心として回動し、その他端がフライングホイール１３内に配設されたクラッチシャフト１４を介してレリーズレバー１５を揺動させる。この結果、レリーズレバー１５がエンジン２０側にプレッシャプレート１６を移動させてクラッチスプリング１８によるクラッチディスク１９への押圧を解除し、エンジン２０からトランスミッション３０への動力が切断される。このように、運転者５０がクラッチ１０を操作したときに、レリーズフォーク１２はサポート１２ａに高面圧を付与しながら摺動するので、長期間の使用によりフォーク摺動部分が摩耗し、クラッチ１０の作動不良の原因となる虞があった。このような問題を鑑みて、クラッチフォークの摺動面に低摩擦材料を形成した自動車用乾式クラッチが提案されている（特許文献１参照）。

一方、近年では、摩擦係数の低減化、耐摩耗性の向上を図るべく、自動車機器の摺動部材の表面のコーティング技術として、摺動部材の摺動面に非晶質炭素膜（ＤＬＣ膜）を被覆する技術が注目されている。たとえば、エンジンのピストン機構に適用した一例として、ピストンリングの摺動面に面粗度がＲｚ１ミクロン以下の非晶質硬質炭素膜（ＤＬＣ膜）が被覆され、該ピストンリングと摺動するシリンダーライナの摺動面に面粗度がＲｚ１ミクロン以下の鉄系材料を用いたエンジンのピストン機構が提案されている（特許文献２参照）。

実開平２−９３５２８号公報特開２００４−１７６８４８号公報

ところで、上述したようなＤＬＣ膜を被覆した摺動部材は、このＤＬＣ膜を被覆する基材として、表面硬さが相手摺動部材の表面硬さよりも高い材料（例えば、ＪＩＳ規格：ＳＵＳ４４０，ＳＣＭ４２０浸炭焼入れなど）が用いられ、この場合、基材の表面粗さを小さくしてからＤＬＣ膜を被覆されることが一般的である。

これは、基材の表面粗さを小さくすることによってＤＬＣ膜の摺動面の表面粗さを小さくし、摺動時に相手摺動部材の摺動面を硬質のＤＬＣ膜が形成された摺動面に馴染ませて、ＤＬＣ膜が相手摺動部材を削るようなアブレシブ摩耗を抑制し、膜表面のグラファイト化を発現させることを目的としたものである。さらに、このような摺動面に対して潤滑油を供給すると摺動面に油膜が形成されて境界潤滑に近づくので、更なる摺動性の向上を図ることができる。

しかし、図２に示すようなクラッチのレリーズフォークの摺動面にこのようなＤＬＣ膜をコーティングするような技術を適用する場合には、レリーズフォークの形状は複雑であるために、サポートと摺動するレリーズフォークの摺動面の表面粗さを小さくすることは難しい。さらに、ＤＬＣ膜を被覆前のレリーズフォークの表面硬さを向上させるために窒化などの表面処理がなされた場合には、この焼入れによりレリーズフォークの摺動面の表面がさらに粗くなる虞もあり、このような摺動面を研磨することはさらに難しくなってしまう。この結果、たとえこのような摺動面に対して潤滑油を供給したとしても、表面粗さが大きいため、接触面圧が高い場合には境界潤滑となってしまい、安定した油膜は形成さず、ＤＬＣ膜により相手摺動部材の摺動面が削られてしまう。

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、たとえ複雑な形状により、非晶質炭素膜を被覆する摺動面の表面粗さを小さくすることができない摺動部材であっても、摺動時において相手摺動部材の摺動表面と馴染み性を向上させて、アブレシブ摩耗を抑制し、膜表面のグラファイト化を効率よく発現し、その結果として、相手攻撃性を含めた耐摩耗性を向上させ、低摩擦係数を維持することができる組合せ摺動部材を提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、これまでのように非晶質炭素膜を用いて摺動特性を向上させるには、この硬質膜が被覆された部材に対して相手摺動部材を馴染ませるように双方の材料を選定し表面粗さを設定していたが、この膜を被覆する基材の表面粗さを小さくすることができないような場合、すなわち被覆した非晶質炭素膜の表面粗さを小さくすることができないような場合には、逆に相手摺動部材に対してこの被膜を形成した摺動部材の摺動面を馴染ませることにより、この組合せ摺動部材の摺動特性を向上させることができると考えた。

そこで、発明者らはこの考察に基づいて多くの実験と研究を行うことにより、高負荷における摺動時においても弾性変形可能な領域を被膜側の部材に確保させること、すなわち、被膜を形成する部材を相手摺動部材よりも表面硬さが低い材料を選定することで非晶質炭素膜が相手摺動部材の摺動面に馴染み、さらに、相手摺動部材の表面硬さも絶対的に高くなるので、この組合せ摺動部材の耐摩耗性が向上し、低摩擦特性を維持することが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、本発明の組合せ摺動部材は、基材表面に非晶質炭素膜を被覆して摺動面とした第一摺動部材と、該第一摺動部材の摺動面に摺動する面に鉄系材料を有した第二摺動部材と、を備えた組合せ摺動部材であって、第一摺動部材の基材の表面硬さが、第二摺動部材の摺動面の表面硬さよりも低いことを特徴としている。

本発明の如き組合せ摺動部材は、このような表面硬さの関係を満たすように、第一摺動部材と第二摺動部材の材質を選定したので、摺動時において第二摺動部材に対する第一摺動部材の摺動表面の馴染み性が向上するので、アブレシブ摩耗を抑制し、膜表面のグラファイト化を効率よく発現させることができる。この結果、摺動部材の耐摩耗性を向上させると共に、摺動面に生成されたグラファイトが固体潤滑剤として作用して、摺動部材の低摩擦係数を維持することができる。

さらに、この第一摺動部材の基材の表面硬さは、第二摺動部材の摺動面の表面硬さよりもＨｖ３００〜５００低いことが好ましい。この程度の表面硬さの差を設けることにより、非晶質炭素膜が形成された第一摺動部材の摺動面をより、第二摺動部材の摺動面に馴染ませることができる。このように、表面硬さ差がＨｖ３００よりも小さい場合には、第一摺動部材の摺動面が第二摺動部材の摺動面に対して馴染みにくくなり、第二摺動部材の摩耗が促進されてしまい、また、表面硬さ差がＨｖ５００よりも大きい場合には、第一摺動部材の摺動面の基材硬さが低すぎることになり、摺動時の面圧が高い場合には、摺動面に被覆された非晶質炭素膜が剥離する虞がある。

さらにこの関係を満たす、ある態様としては、第一摺動部材の基材の表面硬さはＨｖ１００〜２００、非晶質炭素膜の表面硬さはＨｖ１０００〜１５００であり、第二摺動部材の摺動面の表面硬さはＨｖ５００〜６００であることが好ましい。この関係において、第一摺動部材の表面硬さがＨｖ１００よりも低い、または第二摺動部材の表面硬さがＨｖ６００よりも高い場合には、第一摺動部材と第二摺動部材の表面硬さの差が大きくなり過ぎて、相対的に第一摺動部材の基材の表面硬さ低くなり、摺動時の面圧が高い場合には、摺動面に被覆された非晶質炭素膜が剥離する虞がある。一方、第一摺動部材の表面硬さがＨｖ２００よりも高い、または第二摺動部材の表面硬さがＨｖ５００よりも低い場合には、第一摺動部材と第二摺動部材の表面硬さの差が小さくなりすぎて、第一摺動部材に被覆した非晶質炭素膜が、第二摺動部材の表面に馴染みに難くなる。その結果、非晶質炭素膜が第二摺動部材の表面を攻撃してしまい（相手攻撃性が高まり）、第二摺動部材の摺動面の摩耗が促進されてしまう。さらに、非晶質炭素膜の表面硬さがＨｖ１０００よりも低い場合には、非晶質炭素膜そのもの摩耗が促進されてしまい、さらにＨｖ１５００よりも高い場合には、この膜が第二摺動部材の表面に馴染み難くなってしまい、第二摺動部材の摺動面の摩耗が促進されてしまう。

また、このような表面硬さを維持できるのであれば、非晶質炭素膜中に、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｂなどの添加元素を添加してもよく、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。

非晶質炭素膜を成膜する方法としては、真空蒸着、スパッタリング、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い。

第二摺動部材は、上記表面硬さを得るために表面硬化処理を行ってもよく、この表面硬化処理としては、火炎焼入れ、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の表面焼入れ、浸炭、窒化、浸硫窒化等の拡散浸透処理、ショットピーニングなどの加工硬化処理などが挙げられる。

表面硬さがＨｖ１００〜２００を有する第一摺動部材の基材となる材料としては、コスト性及び汎用性の観点から鋼系の材料、アルミニウム合金材料が好ましく、例えば、鋼系の材料としては、一般構造用圧延鋼材（例えばＪＩＳ規格：ＳＳ４００），機械構造用炭素鋼（例えばＪＩＳ規格：Ｓ２５Ｃ），熱間圧延鋼板（例えばＪＩＳ規格：ＳＰＨ２７０）などの軟鋼材料やオーステナイト系ステンレス鋼（例えばＪＩＳ規格：ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６系ステンレス鋼）が挙げられ、アルミニウム合金材料としては、Ａｌ−Ｃｕ（−Ｍｇ）系合金（ＪＩＳ規格：２０００系合金）の展伸用アルミニウム合金材料、Ａｌ−Ｃｕ系合金（例えばＪＩＳ規格：ＡＣ１Ｂ系合金）の鋳物用アルミニウム合金材料などが挙げられる。

さらに、この組合せ摺動部材の第一摺動部材の非晶質炭素膜の厚みは、０．１μｍ以上であることが好ましい。この厚みが０．１μｍよりも小さい場合には、摺動時にこの膜はすぐに摩滅してしまう。

さらに上述したような組合せ摺動部材をクラッチに適用した場合には、当該クラッチを構成するレリーズフォークの摺動面には組合せ摺動部材の第一摺動部材が用いられ、該レリーズフォークを支持するサポートの摺動面には組合せ摺動部材の第二摺動部材が用いられていることが好ましい。

形状が複雑であるレリーズフォークの摺動表面は、表面粗さを低くするような研磨を行うことが難しいが、たとえこのような研磨を行わなくても、レリーズフォーク及びそのサポートの耐摩耗性を向上させ、摺動抵抗を低減することができるので、クラッチの作動不良等を回避し、装置の信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、たとえ非晶質炭素膜が形成された第一摺動部材の表面粗さが大きくとも、第一摺動部材の非晶質炭素膜が形成された摺動面を第二摺動部材の摺動面に対して、効果的に馴染ませることができるので、この硬質の被膜による第二摺動部材のアブレシブ摩耗を抑制し、膜表面のグラファイト化を効率よく発現することが可能となる。その結果として、相手攻撃性を含めた組合せ摺動部材の耐摩耗性を向上させ、低摩擦係数を維持することができる。

以下に、本発明を実施例により説明する。
（実施例１）
本発明に係る組合せ摺動部材の第一摺動部材としてサイコロ試験片を製作し、第二摺動部材として円筒試験片を製作した。

サイコロ試験片（第一摺動部材）：非晶質炭素膜を被覆する基材として、表面硬さＨｖ１００，表面粗さを十点平均粗さＲｚ６．３μｍにした１６×６×１０ｍｍの熱間圧延鋼板（ＪＩＳ規格：ＳＰＨ２７０Ｃ）を製作し、この基材の１６×６ｍｍの表面にスパッタリング装置（神戸製鋼所製）を用いて、硬質炭素膜を基材表面に被覆した。この成膜条件としては、炭素材料からなるターゲット（グラファイトターゲット）を装置内に配置し、ターゲットと基材との間に、アルゴン（Ａｒ）ガス（不活性ガス）と、メタン（ＣＨ_４）ガス（炭化水素系ガス）とからなる処理ガスを、処理ガス中のメタンガスの体積率が５％となるよう調整して流した。そして、この処理ガスを流した状態で、成膜温度（具体的には基材の温度）を１００℃に保持して、ターゲットと基材との間に１００Ｖに調整したバイアス電圧をかけながら、プラズマを発生させて、基板の表面にこれらターゲットのスパッタ粒子をスパッタリングすることにより、膜厚（層厚）が１．５μｍ、表面粗さが十点平均粗さＲｚ６．３μｍ、膜の表面硬さＨｖ１５００となるように非晶質炭素膜（ＤＬＣ膜）を成膜した。

円筒試験片（第二摺動部材）：寸法が外径３５ｍｍ、内径３０ｍｍ、幅１０ｍｍ、表面粗さが十点平均粗さＲｚ９．０μｍとなるように機械構造用炭素鋼（ＪＩＳ規格：Ｓ４５Ｃ）を用いて円筒試験片を製作し、さらにこの試験片を高周波焼入れし、外周面の表面硬さをＨｖ５００にした。

摩耗試験：サイコロ試験片の非晶質炭素膜を形成した１６×６ｍｍの面と、円筒試験片の外周面とを接触させて、その接触面（摺動面）に、潤滑油（ＳＡＥ粘度グレード５Ｗ−３０の市販エンジン油）を供給しながら荷重３０ｋｇｆ、回転数１６０ｒｐｍの条件で円筒試験片を３０分間回転させた。そして、試験終了後のサイコロ試験片の摩耗痕深さ、円筒試験片の摩耗重量（試験前後の重量差）を測定し、これらを摩耗量とした。その結果を図１及び表１に示す。

（実施例２）
実施例１と同様のサイコロ試験片及び円筒試験片を製作した。実施例２の試験片が実施例１の試験片と異なる点は、サイコロ試験片に被覆するＤＬＣ膜の成膜時に、バイアス電圧、メタンガス濃度等を調整して、ＤＬＣ膜の表面硬さをＨｖ１５００とした点である。そして、これらのサイコロ試験片と円筒試験片とを用いて実施例１と同じ条件で摩耗試験を行った。その結果を図１および表１に示す。

（実施例３，４）
実施例１と同様のサイコロ試験片及び円筒試験片を製作した。実施例３，実施例４の試験片が実施例１の試験片と異なる点は、ＤＬＣ膜を被覆するサイコロ試験片の基材の表面硬さをＨｖ２００にした点であり、それに加えて、実施例４の試験片は実施例２と同じ条件でＤＣＬ膜を成膜し膜の表面硬さをＨｖ１５００にした点が更に異なる。そして、これらのサイコロ試験片と円筒試験片とを用いて実施例１と同じ条件で摩耗試験を行った。その結果を図１および表１に示す。

（実施例５，６）
実施例１と同様のサイコロ試験片及び円筒試験片を製作した。実施例５，実施例６の試験片が実施例１の試験片と異なる点は、ＤＬＣ膜を被覆するサイコロ試験片の基材の表面硬さをＨｖ４００にした点であり、それに加えて、実施例５の試験片は実施例２と同じ条件でＤＣＬ膜を成膜し膜の表面硬さをＨｖ１５００にした点が更に異なる。そして、これらのサイコロ試験片と円筒試験片とを用いて実施例１と同じ条件で摩耗試験を行った。その結果を図１および表１に示す。

（比較例１〜６）
実施例１と同様のサイコロ試験片及び円筒試験片を製作した。比較例１の試験片が実施例１の試験片と異なる点は、サイコロ試験片の表面に、非晶質炭素膜を形成しなかった点である。比較例２が実施例１と異なる点は、サイコロ試験片に被覆するＤＬＣ膜の成膜時に、バイアス電圧、メタンガス濃度等を調整して、ＤＬＣ膜の表面硬さをＨｖ２０００とした点である。そして、これらのサイコロ試験片と円筒試験片とを用いて実施例１と同じ条件で摩耗試験を行った。その結果を図１および表１に示す。

（比較例３，４）
実施例３と同様のサイコロ試験片及び円筒試験片を製作した。実施例３の試験片と異なる点は、比較例３は、サイコロ試験片の表面にＤＬＣ膜を被覆しなかった点、比較例４は、比較例２と同じ条件でＤＣＬ膜を成膜し膜の表面硬さをＨｖ２０００にした点である。そして、これらのサイコロ試験片と円筒試験片とを用いて実施例１と同じ条件で摩耗試験を行った。その結果を図１および表１に示す。

（比較例５，６）
実施例５と同様のサイコロ試験片及び円筒試験片を製作した。実施例５の試験片と異なる点は、比較例５は、サイコロ試験片の表面にＤＬＣ膜を被覆しなかった点、比較例６は、比較例２と同じ条件でＤＣＬ膜を成膜し膜の表面硬さをＨｖ２０００にした点である。そして、これらのサイコロ試験片と円筒試験片とを用いて実施例１と同じ条件で摩耗試験を行った。その結果を図１および表１に示す。

（結果１）
実施例１〜６のサイコロ試験片の摩耗量及び円筒試験片の摩耗量は、第一摺動部材の表面の硬さを低くするに伴って少なくなり、実施例１〜４のサイコロ試験片の摩耗量及び円筒試験片の摩耗量は、サイコロ試験片の摩耗量は１μｍ程度、円筒試験片の摩耗量は０．０５５ｇ以下であり、双方の摩耗量は少なかった。

（結果２）
実施例１〜６のサイコロ試験片の摩耗量又は円筒試験片の摩耗量のいずれか一方の摩耗量は、比較例１〜６のものよりも少なかった。比較例１，３，５のサイコロ試験片は、他のものに比べて摩耗量が多く、比較例２，４，６の円筒試験片は、他のものに比べて摩耗量が多かった。

（評価１）
結果１から、実施例１〜６の如く、摺動面に非晶質炭素膜を被覆したサイコロ試験片と、このサイコロ試験片の摺動面に摺動する面に鉄系材料を有した円筒試験片と、摺動させた場合、サイコロ試験片のＤＬＣ膜を被覆した基材の表面硬さを円筒試験片の摺動面の表面硬さよりも低くするに伴い双方の試験片の耐摩耗性を向上したのは、摺動時において円筒試験片に対するサイコロ試験片の摺動表面の馴染み性が向上し、その結果、アブレシブ摩耗を抑制され、膜表面のグラファイト化を効率よく発現したものであると考えられる。また、円筒試験片の摺動面の表面硬さも、基材の表面硬さに比べて硬くしたので円筒試験片の耐摩耗性が向上したものと考えられる。

さらに結果１から、円筒試験片の表面硬さはＨｖ５００であるが、上記に示した関係を満たしていればよく、本実施例において使用した円筒試験片の材質（Ｓ４５Ｃ）を高周波焼入れした場合の一般的な表面硬さの範囲Ｈｖ５００〜６００であっても、同様の効果が得られ、この結果から、実施例１〜４の結果を考慮すると、サイコロ試験片の基材の表面硬さは、円筒試験片の摺動面の表面硬さよりもＨｖ３００〜５００低いことがより好ましいと考えられる。

（評価２）
結果２より、ＤＬＣ膜を摺動面に被覆していないサイコロ試験片（比較例１，３，５）は、低い表面硬さの摺動面となるので、このサイコロ試験片は、円筒試験片の相対的に硬い摺動面によって削られ、サイコロ試験片の摩耗量は多くなったものと考えられる。

また、結果２より、ＤＬＣ膜の表面硬さをＨｖ２０００とした場合には、（１）ＤＬＣ膜の表面硬さが高いのでＤＬＣ膜により相対的に表面硬さの低い円筒試験片が削られ易くなったこと（２）表面硬さが高すぎるため、サイコロ試験片の基材表面の表面硬さを低くしても、ＤＬＣ膜が円筒試験片の摺動表面に馴染みにくくなったことにより、この円筒試験片は、他のものに比べて摩耗量が多くなったものであると考えられる。

以上より、評価１の表面硬さの条件に加え、サイコロ試験片の摺動面にはＤＬＣ膜を被覆する必要があると考えられる。また、このようなＤＬＣ膜を被覆する場合には、相手摺動部材である円筒試験片の表面に馴染む表面硬さが好ましい。

（評価３）
評価１，２より、実施例１〜４の如く、サイコロ試験片（第一摺動部材）の基材の表面硬さはＨｖ１００〜２００、非晶質炭素膜の表面硬さはＨｖ１０００〜１５００であり、円筒試験片（第二摺動部材）の摺動面の表面硬さはＨｖ５００〜Ｈｖ６００である場合には、より耐摩耗性が向上すると考えられる。この関係において、サイコロ試験片の表面硬さがＨｖ１００よりも低い、または円筒試験片の表面硬さがＨｖ６００よりも高い場合には、サイコロ試験片と円筒試験片の表面硬さの差が大きくなり過ぎて、相対的にサイコロ試験片の基材の表面硬さが低くなり、摺動時の面圧が高い場合には、摺動面に被覆されたＤＬＣ膜が剥離する虞がある。一方、サイコロ試験片の表面硬さがＨｖ２００よりも高い、または円筒試験片の表面硬さがＨｖ５００よりも低いである場合には、サイコロ試験片と円筒試験片の表面硬さの差が小さくなりすぎて、サイコロ試験片に被覆したＤＬＣ膜が、円筒試験片の表面に馴染みに難くなる。その結果、ＤＬＣ膜が円筒試験片の摺動面を攻撃してしまい（相手攻撃性が高まり）、円筒試験片の摺動面の摩耗が促進されてしまうと考えられる。さらに、ＤＬＣ膜の表面硬さがＨｖ１０００よりも低い場合には、非晶質炭素膜そのもの摩耗が促進されてしまい、さらにＨｖ１５００よりも高い場合には、この膜が円筒試験片の表面に馴染み難くなってしまい、円筒試験片の摺動面の摩耗が促進されてしまうと考えられる。

以上、本発明に係る組合せ摺動部材のいくつかの実施例について詳述したが、本発明は、前記の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しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

たとえば、本実施例では、第一摺動部材（サイコロ試験片）の基材の表面硬さはＨｖ１００〜２００、非晶質炭素膜の表面硬さはＨｖ１０００〜１５００であり、第二摺動部材（円筒試験片）の摺動面の表面硬さはＨｖ５００〜６００である場合には、耐摩耗性を向上させて、低摩擦係数を維持することができたが、このような条件に限定されるものではなく、原則的には、第一摺動部材の基材表面を第二摺動部材の摺動面の表面硬さよりも低くし、第一摺動部材に被覆する非晶質炭素膜が第二摺動部材に馴染むように非晶質炭素膜の表面硬さ及び膜厚をすれば良いといえる。

また、本実施形態では、表面粗さを大きい基材表面に非晶質炭素膜を被覆したが、基材表面の粗さが小さい場合であっても、基材表面にうねりがある場合であっても、同様の効果は期待できる。

また、実施例では、第一摺動部材の基材として熱間圧延鋼板を用いたが、第一摺動部材の基材は非晶質炭素膜が被膜されるので所定の表面硬さを有していればこの材料に限定さるものではなく、第一摺動部材の馴染み性を確保できるのであれば、例えば鋳鉄、アルミニウム合金材料等であってもよい。また、一方、第二摺動部材として機械構造用炭素鋼を用いたが、第二摺動部材は所定の表面硬さを有する鉄系材料であるならば、ステンレス鋼、鋳鉄等であってもよい。

本発明に係る組合せ摺動部材は、表面を研磨し難い複雑な形状の部材を高面圧条件下で摺動させるような場合には好適であり、例えば、自動車のクラッチのレリーズフォークとそのフォークを支承するサポートには特に好適である。

実施例１〜４の組合せ摺動部材と比較例１〜６の組合せ摺動部材の摩耗試験結果を示した図。従来のクラッチの全体構成図。

Claims

基材表面に非晶質炭素膜を被覆して摺動面とした第一摺動部材と、該第一摺動部材の摺動面に摺動する面に鉄系材料を有した第二摺動部材と、を備えた組合せ摺動部材であって、
第一摺動部材の基材の表面硬さが、第二摺動部材の摺動面の表面硬さよりも低く、前記第一摺動部材の基材の表面硬さはＨｖ１００〜２００、非晶質炭素膜の表面硬さはＨｖ１０００〜１５００であり、前記第二摺動部材の摺動面の表面硬さはＨｖ５００〜６００であること特徴とする組合せ摺動部材。
第一摺動部材の基材の表面硬さは、第二摺動部材の摺動面の表面硬さよりもＨｖ３００〜５００低いことを特徴とする請求項１に記載の組合せ摺動部材。
第一摺動部材の基材の被覆される表面は、少なくとも熱間圧延鋼板からなる軟鋼材料またはＡｌ−Ｃｕ系のアルミニウム合金材料を有することを特徴とする請求項１または２に記載の組合せ摺動部材。
前記第一摺動部材の非晶質炭素膜の厚みは、０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の組合せ摺動部材。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の組合せ摺動部材を用いたクラッチであって、当該クラッチを構成するレリーズフォークの摺動面には組合せ摺動部材の第一摺動部材が用いられ、該レリーズフォークを支承するサポートの摺動面には組合せ摺動部材の第二摺動部材が用いられていることを特徴とするクラッチ。