JP5170592B2 - クラッチサポート構造 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【0001】
本発明はクラッチサポート構造に関し、詳しくは車両のエンジンとトランスミッションとの間に配設されるクラッチにおいて、互いに摺動するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートと、それらの摺動面間に介在するグリースとを備えたクラッチサポート構造に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車において、クラッチ、トランスミッションやエンジン等には種々の摺動部材が用いられている。例えば、クラッチを構成するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートは、両者間にグリースを介在させつつ高面圧で互いに摺動する。
【0003】
一方、近年における自動車の燃費規制に対応するためには、摺動部材における摺動特性を向上させるための技術開発が重要である。
【0004】
そこで、摺動部材における摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上を図るべく、摺動面にダイヤモンドライクカーボン膜(以下、適宜「DLC膜」という)を形成することが行われている。DLC膜は炭素を主成分とする非晶質の硬質膜である。また、DLC膜中の炭素は、摺動時にグラファイト化して固体潤滑剤として作用する。このため、DLC膜を摺動面に形成すれば、摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを両立できる。
【0005】
例えば、基材の表面にDLC膜が形成されている第1部材と、このDLC膜を接触面として第1部材と摺動する第2部材と、第1部材及び第2部材の間にモリブデン系添加剤を含むグリースを介在させた摺動構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。この摺動構造によれば、DLC膜により摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを図ることができる。また、有機モリブデン系添加剤は、摺動時に、二硫化モリブデンとなって固体潤滑剤として作用する。このため、有機モリブデン系添加剤を含むグリースによっても、摩擦係数の低減化を図ることができる。
【0006】
なお、エンジンのピストン機構において、シリンダボア表面及びピストン外周面の一方/又は双方に深さ0.5〜30μmの微細な凹凸が形成されるとともに、シリンダボア表面及びピストン外周面の一方/又は双方にDLC皮膜が形成された摺動構造も知られている(例えば、特許文献2参照)。この摺動構造では、液状の潤滑油が摺動面間に介在されている。
[0007]
特許文献1:特開2008−255160号公報
特許文献2:特開2005−69008号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0008]
しかし、グリースは摺動時に摺動面から脱落し易いため、グリースによる摩擦係数の低減化を長期にわたって実現することが困難であった。
[0009]
また、DLC膜は硬質であるため、DLC膜の相手攻撃性は大きい。このため、DLC膜と摺動する相手材の摩耗を抑えることが困難であった。
[0010]
さらに、グリースに有機モリブデン系添加剤が含まれていると、摺動時に、DLC膜と有機モリブデン系添加剤とが化学反応し、DLC膜の摩耗が進行することがある。DLC膜は、立方晶のダイヤモンドと六方晶のグラファイトとの中間的な結晶構造を有する。すなわち、DLC膜は、若干の水素を含み、ダイヤモンド結合とグラファイト結合とが混在しているアモルファス構造を有する。このようなアモルファス構造を有するDLC膜の大部分が有機モリブデン系添加剤と化学反応し、これによりDLC膜の摩耗が促進される。このため、DLC膜による摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上を長期にわたって実現することが困難であった。
[0011]
特に、クラッチサポート構造においては、摺動面間に介在させるグリースの種類を変えたり、グリース量を増加させたりしても、摩擦係数の低減化及び低摩擦特性の長期維持を図ることが困難であった。
[0012]
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、クラッチサポート構造の摺動部において、摩擦係数の低減化と低摩擦特性の長期維持を図るとともに、耐摩耗性の向上を図ることを解決すべき技術課題とする。
課題を解決するための手段
[0013]
(1)上記課題を解決する本発明のクラッチサポート構造は、互いに摺動するフォーク摺動面及びサポート摺動面をそれぞれが有するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートと、両摺動面間に介在するグリースと、を備えたクラッチサポート構造であって、前記フォーク摺動面の表面粗さ(十点平均粗さ)がRz2〜30μmであり、前記サポート摺動面の表面粗さ(十点平均粗さ)がRz5μm以下で、かつ該サポート摺動面にダイヤモンドライクカーボン膜が形成され、前記グリースが固体潤滑剤と増ちょう剤とを含み、かつ該固体潤滑剤が非有機モリブデン系固体潤滑剤で、該増ちょう剤が非石けん系増ちょう剤であることを特徴とする。
[0014]
ここに、非有機モリブデン系固体潤滑剤とは、有機モリブデン系固体潤滑剤以外の固体潤滑剤のことをいう。
[0015]
本発明のクラッチサポート構造では、DLC膜と摺動する相手摺動面としてのフォーク摺動面の表面粗さがRz2〜30μmとされているので、フォーク摺動面からグリースが離脱することを抑えることができる。また、DLC膜が形成されるサポート摺動面の表面粗さがRz5μm以下とされているので、DLC膜の相手攻撃性を抑えることができる。さらに、サポート摺動面に形成されたDLC膜自体により、摺動部における摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上を図ることができる。加えて、グリースが有機モリブデン系固体潤滑剤を実質的に含まないため、摺動時に、固体潤滑剤とDLC膜との化学反応によりDLC膜の摩耗が促進されるようなことがない。さらに、グリースが耐熱性の高い非石けん系増ちょう剤を含むため、摺動時に摺動部からグリースが脱離することを抑えることができる。
[0016]
したがって、本発明のクラッチサポート構造によれば、これらの総合的効果により、グリース及びDLC膜を確実に機能させることができるとともに、その機能を長期にわたって維持することができる。このため、サポート摺動面に形成されたDLC膜とフォーク摺動面とが摺動する摺動部において、摩擦係数の低減化を図るとともに、摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現させることができる。さらに、DLC膜の相手攻撃性を低減させることができるので、これによってもDLC膜の相手摺動面としてのフォーク摺動面における耐摩耗性を向上させることが可能になる。
[0017]
本発明のクラッチサポート構造は、下記(2)〜(7)項に示される構成の少なくとも一つを有していることが好ましい。本発明のクラッチサポート構造は、下記(2)〜(7)の各項に示される構成をそれぞれ単独で有してもよいし、(2)〜(7)の各項に示される構成を二つ以上組み合わせて有してもよい。
【0018】
(2)前記非有機モリブデン系固体潤滑剤が、無機モリブデン系固体潤滑剤、グラファイト及びPTFEよりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
【0019】
(3)前記非石けん系増ちょう剤が、ウレア系増ちょう剤である。
【0020】
(4)前記グリースが、グリース全体を100質量%としたとき、1〜20質量%の前記非有機モリブデン系固体潤滑剤と、15〜35質量%の前記非石けん系増ちょう剤とを含む。
【0021】
(5)前記ダイヤモンドライクカーボン膜のビッカース硬さがHv1000〜5000である。
【0022】
(6)前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが1〜10μmである。
【0023】
(7)前記フォーク摺動面のビッカース硬さがHv400〜850である。
【発明の効果】
【0024】
したがって、本発明のクラッチサポート構造によれば、サポート摺動面に形成されたDLC膜とフォーク摺動面とが摺動する摺動部において、摩擦係数の低減化を図ることができるとともに、この摩擦係数の低減化とサポート摺動面及びフォーク摺動面の双方における耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施形態のクラッチサポート構造を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図2】実施例及び比較例1のクラッチサポート構造について、摺動抵抗を測定した結果を示すグラフである。
【図3】クラッチサポート構造において、サポート摺動面の表面粗さと相手材摩耗量との関係を示すグラフである。
【図4】クラッチサポート構造において、サポート摺動面の表面粗さとDLC膜の摩耗量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【0026】
1…クラッチフォーク 2…クラッチフォークサポート
3…グリース 4…DLC膜
11…フォーク摺動面 21…サポート摺動面
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、本発明のクラッチサポート構造の実施形態について詳しく説明する。なお、説明する実施形態は一実施形態にすぎず、本発明のクラッチサポート構造は、下記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【0028】
本実施形態のクラッチサポート構造は、自動車のエンジンとトランスミッションとの間に配設されるクラッチの構成部品としての、クラッチフォーク1及びクラッチフォークサポート2に係るものである。
【0029】
すなわち、このクラッチサポート構造は、図1の部分拡大図に模式的に示されるように、互いに摺動するフォーク摺動面11及びサポート摺動面21をそれぞれが有するクラッチフォーク1及びクラッチフォークサポート2と、両摺動面11及び21間に介在するグリース3と、を備えている。また、クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21にはDLC膜4が形成されている。
【0030】
クラッチフォーク1の材質は特に限定されず、従来と同様、ステンレス鋼、炭素鋼や鋳鉄等とすることができる。
【0031】
クラッチフォーク1のフォーク摺動面11の表面粗さはRz2〜30μmである。フォーク摺動面11の表面粗さを調整する手段は特に限定されず、ショットピーニングやショットブラスト等の仕上げ加工を利用することができる。
【0032】
フォーク摺動面11の表面粗さがRz2μm未満になると、フォーク摺動面11におけるグリース溜まり凹部としての機能が不十分になる。このため、グリース3がフォーク摺動面11から離脱しやすくなり、摺動部において摩擦係数の低減化を長期にわたって実現することが困難になる。一方、フォーク摺動面11の表面粗さがRz30μmを超えると、フォーク摺動面11がグリース3を介さずに直接DLC膜4と接触しやすくなるため、摺動部において摩擦係数の低減化を図ることが困難になる。
【0033】
クラッチフォーク1のフォーク摺動面11は、フォーク摺動面11の相手摺動部材たるDLC膜4の摩耗を抑えるべく、DLC膜4よりも軟らかいことが好ましい。フォーク摺動面11のビッカース硬さはHv250〜850であることが好ましく、Hv400〜850であることがより好ましい。フォーク摺動面11のビッカース硬さがHv250未満になると、クラッチフォーク1として必要な強度や剛性を確保することが困難になる。
【0034】
クラッチフォークサポート2の材質は特に限定されず、従来と同様、ステンレス鋼、炭素鋼や鋳鉄等とすることができる。
【0035】
クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21の表面粗さはRz5μm以下である。サポート摺動面21の表面粗さは低ければ低いほどDLC膜4の相手攻撃性を小さくすることができるので好ましいが、その下限は加工限界からRz0.1μm程度とされる。サポート摺動面21の表面粗さを調整する手段は特に限定されず、ショットピーニングやショットブラスト等の仕上げ加工を利用することができる。
【0036】
このサポート摺動面21には、DLC膜4が形成されている。すなわち、本実施形態のクラッチサポート構造では、サポート摺動面21に形成されたDLC膜4と、フォーク摺動面11とが摺動する。
【0037】
DLC膜4のビッカース硬さはHv1000〜5000であることが好ましい。DLC膜4のビッカース硬さがHv1000未満になると、クラッチフォークサポート2の摩耗量が増大する。一方、DLC膜4のビッカース硬さがHv5000を超えると、相手摺動部材であるクラッチフォーク1の摩耗量が増大する。
【0038】
DLC膜4の厚さは0.1〜10μmであることが好ましい。DLC膜4が薄すぎると、クラッチフォークサポート2の摩耗量が増大する。一方、DLC膜4が厚すぎると、DLC膜4の表面にクラックが発生したり、DLC膜4が剥離しやすくなったりする。
【0039】
DLC膜4の表面粗さはRz5μm以下であることが好ましい。DLC膜4の表面粗さが高すぎると、摺動相手部材であるクラッチフォーク1の摩耗量が増大する。
【0040】
なお、クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21に対するDLC膜4の密着性を向上させる観点より、サポート摺動面21にCr、TiやW等よりなる中間層を形成し、この中間層上にDLC膜4を形成してもよい。
【0041】
DLC膜4の形成方法は特に限定されず、スパッタリング法、CVD法やイオンプレーティング法等を採用することができる。
【0042】
サポート摺動面21に形成されたDLC膜4とフォーク摺動面11との間に介在するグリース3は、基油と、固体潤滑剤と、増ちょう剤とを含む。本実施形態では、この固体潤滑剤が非有機モリブデン系固体潤滑剤であり、また増ちょう剤が非石けん系増ちょう剤である。
【0043】
基油としては、特に限定されないが、鉱油と比べて耐熱性の高い合成油とすることが好ましい。合成油の中でも特に耐熱性の高いポリオールエステル系等のエステル系合成油、エーテル系合成油、シリコーン系合成油及びフッ素系合成油よりなる群から選ばれる少なくとも一種とすることが好ましい。
【0044】
非有機モリブデン系固体潤滑剤としては、有機モリブデン系固体潤滑剤以外の固体潤滑剤であれば特に限定されないが、無機モリブデン系固体潤滑剤、グラファイト及びPTFE(四フッ化エチレン樹脂)よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。無機モリブデン系固体潤滑剤の種類も特に限定されず、二硫化モリブデン(MoS2)等を挙げることができる。
【0045】
非石けん系増ちょう剤の種類も特に限定されず、ウレア系、ナトリウムテレフタラメート、有機化ベントナイト、シリカやPTFE等を用いることができる。これらの中では、コスト面で有利なウレア系増ちょう剤を用いることが好ましい。
【0046】
グリース3は、グリース全体を100質量%としたとき、1〜20質量%の非有機モリブデン系固体潤滑剤と、15〜35質量%の非石けん系増ちょう剤とを含むことが好ましい。非有機モリブデン系固体潤滑剤の含有量が少なすぎると摺動部における摩擦係数の低減化が不十分になり、多すぎると耐熱性が低下する。非石けん系増ちょう剤の含有量が少なすぎると摺動部からグリース3が流出しやすくなり、多すぎると摺動部における摺動抵抗が大きくなって摩擦係数の低減化が不十分になる。
【0047】
グリース3のちょう度(混和ちょう度、JIS K 220.5.3)は220〜385であることが好ましい。グリース3のちょう度の値が大きすぎると、摺動時に液化して摺動部からグリース3がなくなる可能性があり、小さすぎると摺動部における摺動抵抗が大きくなって摩擦係数が増加する。
【0048】
グリース3は、必要に応じて、酸化防止剤、錆止め剤、油性剤、耐摩耗剤や極圧剤等の他の添加剤を含んでいてもよい。非有機モリブデン系固体潤滑剤の他に、酸化防止剤、錆止め剤、油性剤、耐摩耗剤や極圧剤等の添加剤を含む場合、グリース3における基油の含有量は60〜84質量%であることが好ましい。
【0049】
本実施形態のクラッチサポート構造では、DLC膜4と摺動する相手摺動面としてのフォーク摺動面11の表面粗さがRz2〜30μmとされており、これによりフォーク摺動面11にはグリース溜まりの役割を果たす所定のグリース溜まり凹部(図示せず)が形成されている。したがって、このグリース溜まり凹部にグリースが溜まることで、フォーク摺動面11とDLC膜4とが摺動する摺動部からグリース3が脱離することを抑えることができる。
【0050】
また、本実施形態のクラッチサポート構造では、DLC膜4が形成されるサポート摺動面21の表面粗さがRz5μm以下とされている。このため、DLC膜4において、DLC膜4の相手摺動面としてのフォーク摺動面11に対する相手攻撃性が小さくなっている。したがって、DLC膜4によるフォーク摺動面11の摩耗を抑えることができる。また、摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上というDLC膜4自体の効果により、DLC膜4が形成されたサポート摺動面21において摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを図ることができる。
【0051】
さらに、本実施形態のクラッチサポート構造では、フォーク摺動面11とDLC膜4との間に介在するグリース3が、固体潤滑剤として、非有機モリブデン系固体潤滑剤を含む。すなわち、このグリースは、固体潤滑剤として、有機モリブデン系固体潤滑剤を実質的に含まない。このため、摺動時に、固体潤滑剤とDLC膜4との化学反応によりDLC膜4の摩耗が促進されるようなことがない。したがって、DLC膜4による摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現することができる。
【0052】
加えて、本実施形態のクラッチサポート構造では、グリース3が、増ちょう剤として、非石けん系増ちょう剤を含む。非石けん系増ちょう剤の分解温度や沸点は石けん系増ちょう剤のそれらと比べて高い。このため、非石けん系増ちょう剤を含むグリース3は、石けん系増ちょう剤を含むグリースと比べて、耐熱性が高く、使用限界温度が高い。すなわち、非石けん系増ちょう剤を含むグリース3は、石けん系増ちょう剤を含むグリースと比べて、高温時に液化しにくい。したがって、非石けん系増ちょう剤を含むグリース3は、高温になっても摺動部から脱離しにくい。
【0053】
よって、本実施形態のクラッチサポート構造によると、これらの総合的効果により、グリース3及びDLC膜4を確実に機能させることができるとともに、その機能を長期にわたって維持することができる。このため、サポート摺動面21に形成されたDLC膜4とフォーク摺動面11との摺動部において、摩擦係数の低減化を図るとともに、摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現させることができる。さらに、DLC膜4の相手攻撃性を低減させることができるので、これによってもDLC膜4の相手摺動面としてのフォーク摺動面11における耐摩耗性を向上させることが可能になる。
【実施例】
【0054】
(実施例)
前述した実施形態に準じて、実施例のクラッチサポート構造を作製した。
【0055】
鋳鉄(FCD400、Hv600)からクラッチフォーク1を作製した。そして、このクラッチフォーク1のフォーク摺動面11を仕上げ加工してフォーク摺動面11の表面粗さをRz12.5μmとした。
【0056】
また、炭素鋼(S45C、Hv600)からクラッチフォークサポート2を作製した。そして、このクラッチフォークサポート2のサポート摺動面21をショットピーニングにより仕上げ加工してサポート摺動面21の表面粗さをRz2μmとした。その後、CVD法により、サポート摺動面21にDLC膜4を形成した。このDLC膜4のビッカース硬さはHv1700とし、DLC膜4の厚さは5μmとし、DLC膜4の表面粗さはRz2μmとした。
【0057】
そして、クラッチフォーク1のフォーク摺動面11と、クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21に形成されたDLC膜4との間に、グリース3を介在させて、実施例のクラッチサポート構造とした。
【0058】
用いたグリース3は、合成油としてのエステル系(ポリオールエステル系)基油と、非石けん系増ちょう剤としてのウレア系増ちょう剤と、非有機モリブデン系固体潤滑剤としての無機モリブデン系固体潤滑剤(MoS2)とを含む。このグリース3における各成分の配合割合は、グリース全体を100質量%としたとき、エステル系基油:70質量%、非石けん系増ちょう剤:25質量%、無機モリブデン系固体潤滑剤:5質量%である。なお、このグリース3のちょう度(混和ちょう度、JIS K 220.5.3)は360である。
【0059】
(比較例1)
クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21にDLC膜4を形成しないこと以外は、実施例と同様に、比較例1のクラッチサポート構造を作製した。
【0060】
(比較例2)
無機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリース3の代わりに、有機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリースを用いること以外は、実施例と同様に、比較例2のクラッチサポート構造を作製した。なお、有機モリブデン系固体潤滑剤としてモリブデンジチオカーバメイトを用いた。
【0061】
(摺動抵抗の評価)
実施例及び比較例1のクラッチサポート構造について、摺動抵抗を評価した。これは、クラッチペダルに踏力を伝えるシステムと、クラッチとをつないだユニットにおいて、摺動回数に対する摺動抵抗を測定することにより行った。
【0062】
その結果を図2に示す。なお、図2において、●印が実施例のクラッチサポート構造の測定結果を示し、□印が比較例1のクラッチサポート構造の測定結果を示す。また、図2において、横軸はストローク回数、縦軸はフォーク荷重(クラッチフォーク1とクラッチフォークサポート2との摺動抵抗)を示す。
【0063】
図2から明らかなように、サポート摺動面21にDLC膜4を形成することにより、摺動抵抗が低くなり、かつそれを長時間維持することができた。
【0064】
(サポート摺動面21の表面粗さと相手材摩耗量との関係についての評価)
サポート摺動面21の表面粗さを種種変更すること以外は、実施例のクラッチサポート構造と同様の構成にて、円筒試験片(クラッチフォーク1に相当)と、摺動面にDLC膜4が形成された平板試験片(クラッチフォークサポート2に相当)とを準備した。
【0065】
そして、往復摺動試験機を用いて、平板試験片の摺動面(サポート摺動面21に相当)の表面粗さと相手材摩耗量との関係を調べた。
【0066】
図3に示す結果からわかるように、DLC膜4を形成するサポート摺動面21の表面粗さがRz5μm以下になると、相手材摩耗量が極端に低下した。
【0067】
(サポート摺動面21の表面粗さとDLC膜4の摩耗量との関係についての評価)
サポート摺動面21の表面粗さを種種変更すること以外は、実施例のクラッチサポート構造と同様の構成にて、円筒試験片(クラッチフォーク1に相当)と、摺動面にDLC膜4が形成された平板試験片(クラッチフォークサポート2に相当)とを準備した。
【0068】
そして、往復摺動試験機を用いて、平板試験片の摺動面(サポート摺動面21に相当)の表面粗さとこの摺動面に形成されたDLC膜の摩耗量との関係を調べた。
[0069]
有機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリースを用いた比較例2のクラッチサポート構造についても、同様の評価を行った。
[0070]
それらの結果を図4に示す。なお、図4において、○印が実施例のクラッチサポート構造の測定結果を示し、□印が比較例2のクラッチサポート構造の測定結果を示す。図4からわかるように、非有機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリースを用いると、DLC膜4の耐摩耗性が極端に低下した。
[0071]
(フォーク摺動面11の表面粗さと低摩擦の長期維持との関係についての評価)
フォーク摺動面11の表面粗さを種種変更すること以外は、実施例のクラッチサポート構造と同様の構成にて、円筒試験片(クラッチフォーク1に相当)と、摺動面にDLC膜4が形成された平板試験片(クラッチフォークサポート2に相当)とを準備した。
[0072]
そして、往復摺動試験機を用いて、低摩擦を長時間実現するための円筒試験片の摺動面(フォーク摺動面11に相当)の表面粗さについて調べた。結果を表1に示す。
[0073]
[表1]
[0074]
表1からわかるように、フォーク摺動面11の表面粗さがRz2μm未満になると、60分後における摩擦係数が極端に増加した。これは、フォーク摺動面11の表面粗さがRz2μm未満になると、フォーク摺動面11からグリース3が流出しやすくなるためである。また、フォーク摺動面11の表面粗さがRz30μmを超えると、試験開始から摩擦係数が上昇した。これは、フォーク摺動面11の表面粗さがRz30μmを超えると、フォーク摺動面11とDLC膜4とが直接接触しやすくなるためである。
【0001】
本発明はクラッチサポート構造に関し、詳しくは車両のエンジンとトランスミッションとの間に配設されるクラッチにおいて、互いに摺動するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートと、それらの摺動面間に介在するグリースとを備えたクラッチサポート構造に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車において、クラッチ、トランスミッションやエンジン等には種々の摺動部材が用いられている。例えば、クラッチを構成するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートは、両者間にグリースを介在させつつ高面圧で互いに摺動する。
【0003】
一方、近年における自動車の燃費規制に対応するためには、摺動部材における摺動特性を向上させるための技術開発が重要である。
【0004】
そこで、摺動部材における摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上を図るべく、摺動面にダイヤモンドライクカーボン膜(以下、適宜「DLC膜」という)を形成することが行われている。DLC膜は炭素を主成分とする非晶質の硬質膜である。また、DLC膜中の炭素は、摺動時にグラファイト化して固体潤滑剤として作用する。このため、DLC膜を摺動面に形成すれば、摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを両立できる。
【0005】
例えば、基材の表面にDLC膜が形成されている第1部材と、このDLC膜を接触面として第1部材と摺動する第2部材と、第1部材及び第2部材の間にモリブデン系添加剤を含むグリースを介在させた摺動構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。この摺動構造によれば、DLC膜により摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを図ることができる。また、有機モリブデン系添加剤は、摺動時に、二硫化モリブデンとなって固体潤滑剤として作用する。このため、有機モリブデン系添加剤を含むグリースによっても、摩擦係数の低減化を図ることができる。
【0006】
なお、エンジンのピストン機構において、シリンダボア表面及びピストン外周面の一方/又は双方に深さ0.5〜30μmの微細な凹凸が形成されるとともに、シリンダボア表面及びピストン外周面の一方/又は双方にDLC皮膜が形成された摺動構造も知られている(例えば、特許文献2参照)。この摺動構造では、液状の潤滑油が摺動面間に介在されている。
[0007]
特許文献1:特開2008−255160号公報
特許文献2:特開2005−69008号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0008]
しかし、グリースは摺動時に摺動面から脱落し易いため、グリースによる摩擦係数の低減化を長期にわたって実現することが困難であった。
[0009]
また、DLC膜は硬質であるため、DLC膜の相手攻撃性は大きい。このため、DLC膜と摺動する相手材の摩耗を抑えることが困難であった。
[0010]
さらに、グリースに有機モリブデン系添加剤が含まれていると、摺動時に、DLC膜と有機モリブデン系添加剤とが化学反応し、DLC膜の摩耗が進行することがある。DLC膜は、立方晶のダイヤモンドと六方晶のグラファイトとの中間的な結晶構造を有する。すなわち、DLC膜は、若干の水素を含み、ダイヤモンド結合とグラファイト結合とが混在しているアモルファス構造を有する。このようなアモルファス構造を有するDLC膜の大部分が有機モリブデン系添加剤と化学反応し、これによりDLC膜の摩耗が促進される。このため、DLC膜による摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上を長期にわたって実現することが困難であった。
[0011]
特に、クラッチサポート構造においては、摺動面間に介在させるグリースの種類を変えたり、グリース量を増加させたりしても、摩擦係数の低減化及び低摩擦特性の長期維持を図ることが困難であった。
[0012]
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、クラッチサポート構造の摺動部において、摩擦係数の低減化と低摩擦特性の長期維持を図るとともに、耐摩耗性の向上を図ることを解決すべき技術課題とする。
課題を解決するための手段
[0013]
(1)上記課題を解決する本発明のクラッチサポート構造は、互いに摺動するフォーク摺動面及びサポート摺動面をそれぞれが有するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートと、両摺動面間に介在するグリースと、を備えたクラッチサポート構造であって、前記フォーク摺動面の表面粗さ(十点平均粗さ)がRz2〜30μmであり、前記サポート摺動面の表面粗さ(十点平均粗さ)がRz5μm以下で、かつ該サポート摺動面にダイヤモンドライクカーボン膜が形成され、前記グリースが固体潤滑剤と増ちょう剤とを含み、かつ該固体潤滑剤が非有機モリブデン系固体潤滑剤で、該増ちょう剤が非石けん系増ちょう剤であることを特徴とする。
[0014]
ここに、非有機モリブデン系固体潤滑剤とは、有機モリブデン系固体潤滑剤以外の固体潤滑剤のことをいう。
[0015]
本発明のクラッチサポート構造では、DLC膜と摺動する相手摺動面としてのフォーク摺動面の表面粗さがRz2〜30μmとされているので、フォーク摺動面からグリースが離脱することを抑えることができる。また、DLC膜が形成されるサポート摺動面の表面粗さがRz5μm以下とされているので、DLC膜の相手攻撃性を抑えることができる。さらに、サポート摺動面に形成されたDLC膜自体により、摺動部における摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上を図ることができる。加えて、グリースが有機モリブデン系固体潤滑剤を実質的に含まないため、摺動時に、固体潤滑剤とDLC膜との化学反応によりDLC膜の摩耗が促進されるようなことがない。さらに、グリースが耐熱性の高い非石けん系増ちょう剤を含むため、摺動時に摺動部からグリースが脱離することを抑えることができる。
[0016]
したがって、本発明のクラッチサポート構造によれば、これらの総合的効果により、グリース及びDLC膜を確実に機能させることができるとともに、その機能を長期にわたって維持することができる。このため、サポート摺動面に形成されたDLC膜とフォーク摺動面とが摺動する摺動部において、摩擦係数の低減化を図るとともに、摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現させることができる。さらに、DLC膜の相手攻撃性を低減させることができるので、これによってもDLC膜の相手摺動面としてのフォーク摺動面における耐摩耗性を向上させることが可能になる。
[0017]
本発明のクラッチサポート構造は、下記(2)〜(7)項に示される構成の少なくとも一つを有していることが好ましい。本発明のクラッチサポート構造は、下記(2)〜(7)の各項に示される構成をそれぞれ単独で有してもよいし、(2)〜(7)の各項に示される構成を二つ以上組み合わせて有してもよい。
【0018】
(2)前記非有機モリブデン系固体潤滑剤が、無機モリブデン系固体潤滑剤、グラファイト及びPTFEよりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
【0019】
(3)前記非石けん系増ちょう剤が、ウレア系増ちょう剤である。
【0020】
(4)前記グリースが、グリース全体を100質量%としたとき、1〜20質量%の前記非有機モリブデン系固体潤滑剤と、15〜35質量%の前記非石けん系増ちょう剤とを含む。
【0021】
(5)前記ダイヤモンドライクカーボン膜のビッカース硬さがHv1000〜5000である。
【0022】
(6)前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが1〜10μmである。
【0023】
(7)前記フォーク摺動面のビッカース硬さがHv400〜850である。
【発明の効果】
【0024】
したがって、本発明のクラッチサポート構造によれば、サポート摺動面に形成されたDLC膜とフォーク摺動面とが摺動する摺動部において、摩擦係数の低減化を図ることができるとともに、この摩擦係数の低減化とサポート摺動面及びフォーク摺動面の双方における耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施形態のクラッチサポート構造を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図2】実施例及び比較例1のクラッチサポート構造について、摺動抵抗を測定した結果を示すグラフである。
【図3】クラッチサポート構造において、サポート摺動面の表面粗さと相手材摩耗量との関係を示すグラフである。
【図4】クラッチサポート構造において、サポート摺動面の表面粗さとDLC膜の摩耗量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【0026】
1…クラッチフォーク 2…クラッチフォークサポート
3…グリース 4…DLC膜
11…フォーク摺動面 21…サポート摺動面
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、本発明のクラッチサポート構造の実施形態について詳しく説明する。なお、説明する実施形態は一実施形態にすぎず、本発明のクラッチサポート構造は、下記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【0028】
本実施形態のクラッチサポート構造は、自動車のエンジンとトランスミッションとの間に配設されるクラッチの構成部品としての、クラッチフォーク1及びクラッチフォークサポート2に係るものである。
【0029】
すなわち、このクラッチサポート構造は、図1の部分拡大図に模式的に示されるように、互いに摺動するフォーク摺動面11及びサポート摺動面21をそれぞれが有するクラッチフォーク1及びクラッチフォークサポート2と、両摺動面11及び21間に介在するグリース3と、を備えている。また、クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21にはDLC膜4が形成されている。
【0030】
クラッチフォーク1の材質は特に限定されず、従来と同様、ステンレス鋼、炭素鋼や鋳鉄等とすることができる。
【0031】
クラッチフォーク1のフォーク摺動面11の表面粗さはRz2〜30μmである。フォーク摺動面11の表面粗さを調整する手段は特に限定されず、ショットピーニングやショットブラスト等の仕上げ加工を利用することができる。
【0032】
フォーク摺動面11の表面粗さがRz2μm未満になると、フォーク摺動面11におけるグリース溜まり凹部としての機能が不十分になる。このため、グリース3がフォーク摺動面11から離脱しやすくなり、摺動部において摩擦係数の低減化を長期にわたって実現することが困難になる。一方、フォーク摺動面11の表面粗さがRz30μmを超えると、フォーク摺動面11がグリース3を介さずに直接DLC膜4と接触しやすくなるため、摺動部において摩擦係数の低減化を図ることが困難になる。
【0033】
クラッチフォーク1のフォーク摺動面11は、フォーク摺動面11の相手摺動部材たるDLC膜4の摩耗を抑えるべく、DLC膜4よりも軟らかいことが好ましい。フォーク摺動面11のビッカース硬さはHv250〜850であることが好ましく、Hv400〜850であることがより好ましい。フォーク摺動面11のビッカース硬さがHv250未満になると、クラッチフォーク1として必要な強度や剛性を確保することが困難になる。
【0034】
クラッチフォークサポート2の材質は特に限定されず、従来と同様、ステンレス鋼、炭素鋼や鋳鉄等とすることができる。
【0035】
クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21の表面粗さはRz5μm以下である。サポート摺動面21の表面粗さは低ければ低いほどDLC膜4の相手攻撃性を小さくすることができるので好ましいが、その下限は加工限界からRz0.1μm程度とされる。サポート摺動面21の表面粗さを調整する手段は特に限定されず、ショットピーニングやショットブラスト等の仕上げ加工を利用することができる。
【0036】
このサポート摺動面21には、DLC膜4が形成されている。すなわち、本実施形態のクラッチサポート構造では、サポート摺動面21に形成されたDLC膜4と、フォーク摺動面11とが摺動する。
【0037】
DLC膜4のビッカース硬さはHv1000〜5000であることが好ましい。DLC膜4のビッカース硬さがHv1000未満になると、クラッチフォークサポート2の摩耗量が増大する。一方、DLC膜4のビッカース硬さがHv5000を超えると、相手摺動部材であるクラッチフォーク1の摩耗量が増大する。
【0038】
DLC膜4の厚さは0.1〜10μmであることが好ましい。DLC膜4が薄すぎると、クラッチフォークサポート2の摩耗量が増大する。一方、DLC膜4が厚すぎると、DLC膜4の表面にクラックが発生したり、DLC膜4が剥離しやすくなったりする。
【0039】
DLC膜4の表面粗さはRz5μm以下であることが好ましい。DLC膜4の表面粗さが高すぎると、摺動相手部材であるクラッチフォーク1の摩耗量が増大する。
【0040】
なお、クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21に対するDLC膜4の密着性を向上させる観点より、サポート摺動面21にCr、TiやW等よりなる中間層を形成し、この中間層上にDLC膜4を形成してもよい。
【0041】
DLC膜4の形成方法は特に限定されず、スパッタリング法、CVD法やイオンプレーティング法等を採用することができる。
【0042】
サポート摺動面21に形成されたDLC膜4とフォーク摺動面11との間に介在するグリース3は、基油と、固体潤滑剤と、増ちょう剤とを含む。本実施形態では、この固体潤滑剤が非有機モリブデン系固体潤滑剤であり、また増ちょう剤が非石けん系増ちょう剤である。
【0043】
基油としては、特に限定されないが、鉱油と比べて耐熱性の高い合成油とすることが好ましい。合成油の中でも特に耐熱性の高いポリオールエステル系等のエステル系合成油、エーテル系合成油、シリコーン系合成油及びフッ素系合成油よりなる群から選ばれる少なくとも一種とすることが好ましい。
【0044】
非有機モリブデン系固体潤滑剤としては、有機モリブデン系固体潤滑剤以外の固体潤滑剤であれば特に限定されないが、無機モリブデン系固体潤滑剤、グラファイト及びPTFE(四フッ化エチレン樹脂)よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。無機モリブデン系固体潤滑剤の種類も特に限定されず、二硫化モリブデン(MoS2)等を挙げることができる。
【0045】
非石けん系増ちょう剤の種類も特に限定されず、ウレア系、ナトリウムテレフタラメート、有機化ベントナイト、シリカやPTFE等を用いることができる。これらの中では、コスト面で有利なウレア系増ちょう剤を用いることが好ましい。
【0046】
グリース3は、グリース全体を100質量%としたとき、1〜20質量%の非有機モリブデン系固体潤滑剤と、15〜35質量%の非石けん系増ちょう剤とを含むことが好ましい。非有機モリブデン系固体潤滑剤の含有量が少なすぎると摺動部における摩擦係数の低減化が不十分になり、多すぎると耐熱性が低下する。非石けん系増ちょう剤の含有量が少なすぎると摺動部からグリース3が流出しやすくなり、多すぎると摺動部における摺動抵抗が大きくなって摩擦係数の低減化が不十分になる。
【0047】
グリース3のちょう度(混和ちょう度、JIS K 220.5.3)は220〜385であることが好ましい。グリース3のちょう度の値が大きすぎると、摺動時に液化して摺動部からグリース3がなくなる可能性があり、小さすぎると摺動部における摺動抵抗が大きくなって摩擦係数が増加する。
【0048】
グリース3は、必要に応じて、酸化防止剤、錆止め剤、油性剤、耐摩耗剤や極圧剤等の他の添加剤を含んでいてもよい。非有機モリブデン系固体潤滑剤の他に、酸化防止剤、錆止め剤、油性剤、耐摩耗剤や極圧剤等の添加剤を含む場合、グリース3における基油の含有量は60〜84質量%であることが好ましい。
【0049】
本実施形態のクラッチサポート構造では、DLC膜4と摺動する相手摺動面としてのフォーク摺動面11の表面粗さがRz2〜30μmとされており、これによりフォーク摺動面11にはグリース溜まりの役割を果たす所定のグリース溜まり凹部(図示せず)が形成されている。したがって、このグリース溜まり凹部にグリースが溜まることで、フォーク摺動面11とDLC膜4とが摺動する摺動部からグリース3が脱離することを抑えることができる。
【0050】
また、本実施形態のクラッチサポート構造では、DLC膜4が形成されるサポート摺動面21の表面粗さがRz5μm以下とされている。このため、DLC膜4において、DLC膜4の相手摺動面としてのフォーク摺動面11に対する相手攻撃性が小さくなっている。したがって、DLC膜4によるフォーク摺動面11の摩耗を抑えることができる。また、摩擦係数の低減化及び耐摩耗性の向上というDLC膜4自体の効果により、DLC膜4が形成されたサポート摺動面21において摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを図ることができる。
【0051】
さらに、本実施形態のクラッチサポート構造では、フォーク摺動面11とDLC膜4との間に介在するグリース3が、固体潤滑剤として、非有機モリブデン系固体潤滑剤を含む。すなわち、このグリースは、固体潤滑剤として、有機モリブデン系固体潤滑剤を実質的に含まない。このため、摺動時に、固体潤滑剤とDLC膜4との化学反応によりDLC膜4の摩耗が促進されるようなことがない。したがって、DLC膜4による摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現することができる。
【0052】
加えて、本実施形態のクラッチサポート構造では、グリース3が、増ちょう剤として、非石けん系増ちょう剤を含む。非石けん系増ちょう剤の分解温度や沸点は石けん系増ちょう剤のそれらと比べて高い。このため、非石けん系増ちょう剤を含むグリース3は、石けん系増ちょう剤を含むグリースと比べて、耐熱性が高く、使用限界温度が高い。すなわち、非石けん系増ちょう剤を含むグリース3は、石けん系増ちょう剤を含むグリースと比べて、高温時に液化しにくい。したがって、非石けん系増ちょう剤を含むグリース3は、高温になっても摺動部から脱離しにくい。
【0053】
よって、本実施形態のクラッチサポート構造によると、これらの総合的効果により、グリース3及びDLC膜4を確実に機能させることができるとともに、その機能を長期にわたって維持することができる。このため、サポート摺動面21に形成されたDLC膜4とフォーク摺動面11との摺動部において、摩擦係数の低減化を図るとともに、摩擦係数の低減化と耐摩耗性の向上とを長期にわたって実現させることができる。さらに、DLC膜4の相手攻撃性を低減させることができるので、これによってもDLC膜4の相手摺動面としてのフォーク摺動面11における耐摩耗性を向上させることが可能になる。
【実施例】
【0054】
(実施例)
前述した実施形態に準じて、実施例のクラッチサポート構造を作製した。
【0055】
鋳鉄(FCD400、Hv600)からクラッチフォーク1を作製した。そして、このクラッチフォーク1のフォーク摺動面11を仕上げ加工してフォーク摺動面11の表面粗さをRz12.5μmとした。
【0056】
また、炭素鋼(S45C、Hv600)からクラッチフォークサポート2を作製した。そして、このクラッチフォークサポート2のサポート摺動面21をショットピーニングにより仕上げ加工してサポート摺動面21の表面粗さをRz2μmとした。その後、CVD法により、サポート摺動面21にDLC膜4を形成した。このDLC膜4のビッカース硬さはHv1700とし、DLC膜4の厚さは5μmとし、DLC膜4の表面粗さはRz2μmとした。
【0057】
そして、クラッチフォーク1のフォーク摺動面11と、クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21に形成されたDLC膜4との間に、グリース3を介在させて、実施例のクラッチサポート構造とした。
【0058】
用いたグリース3は、合成油としてのエステル系(ポリオールエステル系)基油と、非石けん系増ちょう剤としてのウレア系増ちょう剤と、非有機モリブデン系固体潤滑剤としての無機モリブデン系固体潤滑剤(MoS2)とを含む。このグリース3における各成分の配合割合は、グリース全体を100質量%としたとき、エステル系基油:70質量%、非石けん系増ちょう剤:25質量%、無機モリブデン系固体潤滑剤:5質量%である。なお、このグリース3のちょう度(混和ちょう度、JIS K 220.5.3)は360である。
【0059】
(比較例1)
クラッチフォークサポート2のサポート摺動面21にDLC膜4を形成しないこと以外は、実施例と同様に、比較例1のクラッチサポート構造を作製した。
【0060】
(比較例2)
無機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリース3の代わりに、有機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリースを用いること以外は、実施例と同様に、比較例2のクラッチサポート構造を作製した。なお、有機モリブデン系固体潤滑剤としてモリブデンジチオカーバメイトを用いた。
【0061】
(摺動抵抗の評価)
実施例及び比較例1のクラッチサポート構造について、摺動抵抗を評価した。これは、クラッチペダルに踏力を伝えるシステムと、クラッチとをつないだユニットにおいて、摺動回数に対する摺動抵抗を測定することにより行った。
【0062】
その結果を図2に示す。なお、図2において、●印が実施例のクラッチサポート構造の測定結果を示し、□印が比較例1のクラッチサポート構造の測定結果を示す。また、図2において、横軸はストローク回数、縦軸はフォーク荷重(クラッチフォーク1とクラッチフォークサポート2との摺動抵抗)を示す。
【0063】
図2から明らかなように、サポート摺動面21にDLC膜4を形成することにより、摺動抵抗が低くなり、かつそれを長時間維持することができた。
【0064】
(サポート摺動面21の表面粗さと相手材摩耗量との関係についての評価)
サポート摺動面21の表面粗さを種種変更すること以外は、実施例のクラッチサポート構造と同様の構成にて、円筒試験片(クラッチフォーク1に相当)と、摺動面にDLC膜4が形成された平板試験片(クラッチフォークサポート2に相当)とを準備した。
【0065】
そして、往復摺動試験機を用いて、平板試験片の摺動面(サポート摺動面21に相当)の表面粗さと相手材摩耗量との関係を調べた。
【0066】
図3に示す結果からわかるように、DLC膜4を形成するサポート摺動面21の表面粗さがRz5μm以下になると、相手材摩耗量が極端に低下した。
【0067】
(サポート摺動面21の表面粗さとDLC膜4の摩耗量との関係についての評価)
サポート摺動面21の表面粗さを種種変更すること以外は、実施例のクラッチサポート構造と同様の構成にて、円筒試験片(クラッチフォーク1に相当)と、摺動面にDLC膜4が形成された平板試験片(クラッチフォークサポート2に相当)とを準備した。
【0068】
そして、往復摺動試験機を用いて、平板試験片の摺動面(サポート摺動面21に相当)の表面粗さとこの摺動面に形成されたDLC膜の摩耗量との関係を調べた。
[0069]
有機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリースを用いた比較例2のクラッチサポート構造についても、同様の評価を行った。
[0070]
それらの結果を図4に示す。なお、図4において、○印が実施例のクラッチサポート構造の測定結果を示し、□印が比較例2のクラッチサポート構造の測定結果を示す。図4からわかるように、非有機モリブデン系固体潤滑剤を含むグリースを用いると、DLC膜4の耐摩耗性が極端に低下した。
[0071]
(フォーク摺動面11の表面粗さと低摩擦の長期維持との関係についての評価)
フォーク摺動面11の表面粗さを種種変更すること以外は、実施例のクラッチサポート構造と同様の構成にて、円筒試験片(クラッチフォーク1に相当)と、摺動面にDLC膜4が形成された平板試験片(クラッチフォークサポート2に相当)とを準備した。
[0072]
そして、往復摺動試験機を用いて、低摩擦を長時間実現するための円筒試験片の摺動面(フォーク摺動面11に相当)の表面粗さについて調べた。結果を表1に示す。
[0073]
[表1]
[0074]
表1からわかるように、フォーク摺動面11の表面粗さがRz2μm未満になると、60分後における摩擦係数が極端に増加した。これは、フォーク摺動面11の表面粗さがRz2μm未満になると、フォーク摺動面11からグリース3が流出しやすくなるためである。また、フォーク摺動面11の表面粗さがRz30μmを超えると、試験開始から摩擦係数が上昇した。これは、フォーク摺動面11の表面粗さがRz30μmを超えると、フォーク摺動面11とDLC膜4とが直接接触しやすくなるためである。
Claims (7)
- 互いに摺動するフォーク摺動面及びサポート摺動面をそれぞれが有するクラッチフォーク及びクラッチフォークサポートと、両摺動面間に介在するグリースと、を備えたクラッチサポート構造であって、
グリースが接触する前記フォーク摺動面の表面粗さがRz2〜30μmであり、かつ該フォーク摺動面がグリース溜まり凹部を有し、
前記サポート摺動面の表面粗さがRz5μm以下で、かつ該サポート摺動面にダイヤモンドライクカーボン膜が形成され、
前記グリースが固体潤滑剤と増ちょう剤とを含み、かつ該固体潤滑剤が非有機モリブデン系固体潤滑剤で、該増ちょう剤が非石けん系増ちょう剤であることを特徴とするクラッチサポート構造。 - 前記非有機モリブデン系固体潤滑剤が、無機モリブデン系固体潤滑剤、グラファイト及びPTFEよりなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項1に記載のクラッチサポート構造。
- 前記非石けん系増ちょう剤が、ウレア系増ちょう剤である請求項1又は2に記載のクラッチサポート構造。
- 前記グリースが、グリース全体を100質量%としたとき、1〜20質量%の前記非有機モリブデン系固体潤滑剤と、15〜35質量%の前記非石けん系増ちょう剤とを含む請求項1〜3のいずれか一つに記載のクラッチサポート構造。
- 前記ダイヤモンドライクカーボン膜のビッカース硬さがHv1000〜5000である請求項1〜4のいずれか一つに記載のクラッチサポート構造。
- 前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが1〜10μmである請求項1〜5のいずれか一つに記載のクラッチサポート構造。
- 前記フォーク摺動面のビッカース硬さがHv400〜850である請求項1〜6のいずれか一つに記載のクラッチサポート構造。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005097570A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | 低摩擦摺動部材及びこれを用いた低摩擦摺動機構 |
JP2005154755A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Kyodo Yushi Co Ltd | 半固体状潤滑剤組成物 |
JP2006194281A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Nissan Motor Co Ltd | 低摩擦摺動機構 |
JP2007100862A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Toyota Motor Corp | クラッチ用のレリーズフォークとそのサポートの組合せ |
JP2008031249A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Cosmo Sekiyu Lubricants Kk | 樹脂用グリース組成物 |
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---|---|---|---|---|
JP2005097570A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | 低摩擦摺動部材及びこれを用いた低摩擦摺動機構 |
JP2005154755A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Kyodo Yushi Co Ltd | 半固体状潤滑剤組成物 |
JP2006194281A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Nissan Motor Co Ltd | 低摩擦摺動機構 |
JP2007100862A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Toyota Motor Corp | クラッチ用のレリーズフォークとそのサポートの組合せ |
JP2008031249A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Cosmo Sekiyu Lubricants Kk | 樹脂用グリース組成物 |
JP2008195903A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Toyota Motor Corp | 摺動構造 |
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