JP5560879B2 - 固体潤滑剤及び該固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材 - Google Patents
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Description
本発明は、固体潤滑剤及び摺動部材に関し、詳しくは、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込むための固体潤滑剤及び該固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材に関する。
例えば特許文献１においては、摺動部材基体の摺動面に形成された孔または溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、炭化水素系ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステルおよび高級脂肪酸アミドから選択される１種または２種以上のワックス類、四ふっ化エチレン樹脂等から成る固体潤滑剤が提案されている。また、例えば特許文献４及び５においては、摺動部材基体の摺動面に形成された孔または溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、ポリエチレン樹脂、炭化水素系ワックス、メラミンシアヌレート、ポリアミド樹脂、変性ポリエチレン樹脂等から成る固体潤滑剤が提案されている。
ところで、斯かる固体潤滑剤は、摺動部材基体の摺動面に形成された孔または溝に接着されることによって接合されるが、斯かる接合強度は、固体潤滑剤の摺動部材基体からの脱落防止の観点より更に高められることが望ましい。
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接合強度を高められて脱落の虞を低減させ得る固体潤滑剤及びこれが埋め込まれた摺動部材を提供することにある。
本発明の固体潤滑剤は、金属製の摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込むための固体潤滑剤であって、周面に凸部及び凹部のうちの一方を有した固体潤滑剤本体と、摺動部材基体の凹部、孔又は溝に対して圧接させて締まり嵌めさせるための外周面を有していると共に、内周面に固体潤滑剤本体の凸部及び凹部のうちの一方に係合する凸部及び凹部のうちの他方を有している金属製の環状部材とを具備している。
本発明の固体潤滑剤によれば、特に、周面に凸部及び凹部のうちの一方を有した固体潤滑剤本体と、摺動部材基体の凹部、孔又は溝に対して圧接する外周面を有していると共に、内周面に固体潤滑剤本体の凸部及び凹部のうちの一方に係合する凸部及び凹部の他方を有している金属製の環状部材とを具備しているために、環状部材の外周面が金属製の摺動部材基体の凹部、孔又は溝に対して圧接することによって環状部材を摺動部材基体に締まり嵌めさせて強固に接合させることができると共に、固体潤滑剤本体の凸部及び凹部のうちの一方が環状部材の凸部及び凹部のうちの他方に係合することによって固体潤滑剤本体を環状部材に強固に接合させることができ、而して、例えば接着剤を用いなくても、固体潤滑剤の摺動部材基体に対する接合強度を高められて当該固体潤滑剤の脱落の虞を低減させ得る。
本発明の固体潤滑剤は、難接着性材料を含んでいてもよく、斯かる場合においても、固体潤滑剤本体の凸部及び凹部のうちの一方が環状部材の凸部及び凹部のうちの他方に係合することによって固体潤滑剤本体が環状部材に強固に接合され、該環状部材が、摺動部材基体の凹部、孔又は溝に締り嵌めさせて強固に接合することができるため、難接着性材料を含んだ該固体潤滑剤も摺動部材基体の凹部、孔又は溝に強固に接合することが可能となる。
本発明の摺動部材は、摺動面に凹部、孔又は溝が形成されている金属製の摺動部材基体と、摺動部材基体の凹部、孔又は溝に埋め込まれた上述の本発明の固体潤滑剤とを具備している。
本発明の摺動部材によれば、上述したように、高い接合強度をもって固体潤滑剤が埋め込まれているために、摺動部材基体の凹部、孔又は溝から固体潤滑剤が脱落する虞をなくし得る。
本発明によれば、接合強度を高められて脱落の虞を低減させ得る固体潤滑剤及びこれが埋め込まれた摺動部材を提供し得る。
次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
図１から図６において、本例の摺動部材１は、高荷重条件下で使用されるものであり、摺動面２に凹部、孔又は溝、本例では孔３が形成されている金属製の摺動部材基体４と、摺動部材基体４の孔３に埋め込まれた複数個の固体潤滑剤５とを具備している。
摺動部材基体４は、鉄系又は銅合金系材料からなっていてもよい。摺動部材基体４は、例えば板状、円筒状に形成されるが、本例では、図１に示すように、内周面を摺動面２としてなる円筒状の形態からなる。摺動面２には、ドリル、バイト等により加工されて孔３が複数個形成されているが、他の手段によって孔３が形成されていてもよい。孔３は、摺動面２から摺動部材基体４の外周面に向かって伸びており、その周面１１において円柱状の空間を規定している。
固体潤滑剤５の夫々は、例えば図３及び４に示すように、周面１５に凹部１６を有した柱状の固体潤滑剤本体１７と、孔３に対して圧接する外周面１８を有していると共に、内周面１９に凹部１６に係合する凸部２０を有している金属製の環状部材２１とを具備している。摺動部材１の摺動面２側に位置する固体潤滑剤本体１７の端面１４は、図２に示すように前記摺動面２を形成している。ここで、図２に示す固体潤滑剤５は、円筒状の摺動部材基体４の外周面及び内周面と面一となるように仕上げ加工されているものである。
固体潤滑剤本体１７は、四ふっ化エチレン樹脂、インジウム、亜鉛、錫等の軟質金属及びワックス等を含んでなり、特に四ふっ化エチレン樹脂、ワックス等の難接着性材料を主成分としている。前記ワックスは、炭化水素系ワックス、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、アルキルベンゼン、マイクロクリスタリンワックス又はこれら２種以上の混合物である炭化水素系ワックスからなっていてもよい。斯かる固体潤滑剤本体１７は、例えば、炭化水素系ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステルおよび高級脂肪酸アミドから選択される１種または２種以上のワックス類１０〜３０重量％と、酸化スズ１０〜４０重量％と、残部の四ふっ化エチレン樹脂とから成っていてもよい。
固体潤滑剤本体１７の周面１５のうちの孔３の周面１１に接する部位２５は、周面１１に対して相補的な形状を有しており、周面１５のうちの環状部材２１の内周面１９に接する部位２６は、内周面１９に対して相補的な形状を有している。部位２６には、円環状の凹部１６が形成されている。周面１５の部位２５及び２６並びに周面１１は、本例では円周面からなり、部位２５はその外径が孔３の径と等しく形成されていてもよく、また、部位２５が周面１１に締まり嵌めされるように当該部位２５の外径が周面１１の内径よりも大きく形成されていてもよい。部位２６の外径は、部位２５の外径よりも小さい。部位２５は、環状部材２１の外周面１８と面一になるように形成されていてもよい。固体潤滑剤本体１７は、例えば、環状部材２１に対して圧縮若しくは射出によりインサート成形されてなるが、他の方法によって製作されてもよい。
環状部材２１は、例えば図５及び図６に示すように、円環状本体３１と、円環状本体３１の内周面１９に一体的に形成された円環状の凸部２０とを具備している。環状部材２１は、本例では摺動部材基体４と同一材料からなるが、例えばこれに代えて、摺動部材基体４の線膨張係数等の機械物性が近い材料からなっていてもよい。環状部材２１は焼結材からなっていてもよい。
円環状本体３１の外周面１８は、孔３の周面１１に対して相補的な形状の円周面からなる。外周面１８の外径は、環状部材２１が孔３に対して締め代をもって形成されるように周面１１の内径よりも大きくなっており、これにより、環状部材２１は孔３に締まり嵌めされるようになっている。円環状本体３１の内周面１９は、周面１５の部位２６に対して相補的な形状の円周面からなり、当該内周面１９において部位２６に接するようになっている。摺動部材基体４の外周面側に位置する円環状本体３１の端面３３から摺動面２側に位置する円環状本体３１の端面３４までの長さは、摺動部材基体４の外周面側に位置する固体潤滑剤本体１７の端面１３から摺動面２側に位置する固体潤滑剤本体１７の端面１４までの長さよりも短い。端面３３は端面１３と面一となるように形成されている。斯かる円環状本体３１は、固体潤滑剤本体１７の端面１３側に位置する部位２６を覆っている。
円環状の凸部２０は、端面３４側に位置する内周面１９の部位に形成されており、固体潤滑剤５の孔３に対する挿入方向Ａに関して円環状の凹部１６に係合している。斯かる凸部２０と凹部１６との係合により、固体潤滑剤本体１７は環状部材２１に強固に接合される。
斯かる固体潤滑剤５が摺動部材基体４の孔３に挿入された際に、環状部材２１の外周面１８が孔３の周面１１に締まり嵌めされ、これにより、環状部材２１は摺動部材基体４に強固に接合される。
本例の摺動部材１によれば、金属製の摺動部材基体４の摺動面２に形成された孔３に埋め込まれる固体潤滑剤５は、周面１５に凹部１６を有した固体潤滑剤本体１７と、摺動部材基体４の孔３に対して圧接する外周面１８を有していると共に、内周面１９に固体潤滑剤本体１７の凹部１６に係合する凸部２０を有している金属製の環状部材２１とを具備しているために、環状部材２１の外周面１８が金属製の摺動部材基体４の孔３に対して圧接することによって環状部材２１を摺動部材基体４に締まり嵌めさせて強固に接合させることができると共に、固体潤滑剤本体１７の凹部１６が環状部材２１の凸部２０に係合することによって固体潤滑剤本体１７を環状部材２１に強固に接合させることができ、而して、例えば接着剤を用いなくても、固体潤滑剤５の摺動部材基体４に対する接合強度を高められて当該固体潤滑剤５の脱落の虞を低減させ得る。また、固体潤滑剤５は、本例では難接着性材料を含んでいるが、斯かる場合においても、固体潤滑剤本体１７の凹部１６が環状部材２１の凸部２０に係合することによって固体潤滑剤本体１７が環状部材２１に強固に接合され、該環状部材２１が、摺動部材基体４の孔３に締り嵌めさせて強固に接合することができるため、難接着性材料を含んだ該固体潤滑剤も摺動部材基体４の孔３に強固に接合することが可能となる。
摺動部材１は、固体潤滑剤５に代えて、例えば図７に示す固体潤滑剤４１を具備していてもよい。
固体潤滑剤４１は固体潤滑剤５と略同様に構成されているが、固体潤滑剤４１の円環状本体３１は、端面３４が固体潤滑剤本体１７の端面１４と面一となるように、挿入方向Ａに伸びて形成されており、このように形成されている結果、固体潤滑剤４１の円環状の凸部２０が挿入方向Ａにおいて端面３３及び３４から離反し、環状部材２１の内周面１９は固体潤滑剤本体１７の周面１５全体を覆い、固体潤滑剤本体１７の周面１５の部位２５と孔３の周面１１との間には円環状本体３１が介在されることとなる。斯かる固体潤滑剤４１によれば、環状部材２１の外周面１８が孔３の周面１１に接触する面積が増大するために、環状部材２１を摺動部材基体４に更に強固に接合させ得る。
摺動部材１は、固体潤滑剤５に代えて、例えば図８に示す固体潤滑剤４５を具備していてもよい。
固体潤滑剤４５は固体潤滑剤５と略同様に構成されているが、固体潤滑剤４５の環状部材２１は、凸部２０に加えて、端面３３側に一体的に形成された円環状の凸部４６を更に有しており、固体潤滑剤本体１７は、凸部４６に係合する円環状の凹部４８を更に有している。この固体潤滑剤４５のように挿入方向Ａにおいて並設された複数個の凸部及び凹部を有する場合には、固体潤滑剤本体１７を環状部材２１に更に強固に接合させ得る。尚、凹部４８は、図８に示すように固体潤滑剤本体１７に段部として形成されているが、斯かる段部も凹部４８に含まれることとする。
摺動部材１は、固体潤滑剤５に代えて、例えば図９から図１２に示す固体潤滑剤５１を具備していてもよい。
固体潤滑剤５１は、周面１５に凸部５６を有した固体潤滑剤本体５７と、摺動部材基体４の孔３に対して圧接する外周面１８を有していると共に、内周面１９に固体潤滑剤本体５７の凸部５６に係合する凹部６０を有している金属製の環状部材６１とを具備している。
固体潤滑剤本体５７は、固体潤滑剤本体１７と略同様に構成されているが、凹部１６に代えて、凸部５６を有している。環状部材６１は、環状部材２１と略同様に構成されているが、凸部２０に代えて、凹部６０を有している。従って、固体潤滑剤本体５７及び環状部材６１のうち、固体潤滑剤本体１７及び環状部材２１と同様に構成されている部分については図に同符号を適宜付してそれらの詳細な説明を省略する。
固体潤滑剤本体５７の周面１５には、例えば図９及び図１０に示すように、複数個、本例では互いに同様に形成された二個の凸部５６が形成されている。二個の凸部５６は固体潤滑剤５の円周方向において等間隔をもって配されている。凸部５６の夫々は、摺動部材基体４の外周面側に位置する凸部５６の夫々の面６２が端面１３と面一となるように周面１５に形成されている。
環状部材６１の内周面１９には、例えば図１１及び１２に示すように、固体潤滑剤本体５７の凸部５６の夫々に対して相補的な形状を有する二個の凹部６０が形成されており、凹部６０の夫々は端面３３側に形成されている。
斯かる固体潤滑剤５１によれば、挿入方向Ａに関して凸部５６の夫々が凹部６０の夫々に係合するために固体潤滑剤本体５７を環状部材６１に強固に接合させることができると共に、環状部材６１の外周面１８が孔３の周面１１に締まり嵌めされるために環状部材６１を摺動部材基体４に強固に接合させることができ、而して、例えば接着剤を用いなくても、固体潤滑剤５１の摺動部材基体４に対する接合強度を高められて当該固体潤滑剤５１の脱落の虞を低減させ得る。
尚、固体潤滑剤本体５７の凸部５６の夫々の円周方向における端面６３及び６４の夫々は、図１０に示すように固体潤滑剤５の軸心Ｏから放射状に伸びるように形成され、且つ、環状部材６１の凹部６０の夫々の円周方向における端面６５及び６６の夫々は図１２に示すように軸心Ｏから放射状に伸びるように形成されていてもよい。また、端面６３及び６４は、例えば図１３に示すように互いに平行に形成され、且つ、端面６５及び６６は例えば図１３に示すように互いに平行に形成されていてもよい。
１ 摺動部材
２ 摺動面
３ 孔
４ 摺動部材基体
５、４１、４５、５１ 固体潤滑剤
１６、４８、６０ 凹部
１８ 外周面
１９ 内周面
２０、４６、５６ 凸部
２１、６１ 環状部材
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Claims (2)
- 金属製の摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込むための固体潤滑剤であって、周面に凸部及び凹部のうちの一方を有した固体潤滑剤本体と、摺動部材基体の凹部、孔又は溝に対して圧接させて締まり嵌めさせるための外周面を有していると共に、内周面に固体潤滑剤本体の凸部及び凹部のうちの一方に係合する凸部及び凹部のうちの他方を有している金属製の環状部材とを具備している固体潤滑剤。
- 摺動面に凹部、孔又は溝が形成されている金属製の摺動部材基体と、摺動部材基体の凹部、孔又は溝に埋め込まれた請求項１に記載の固体潤滑剤とを具備している摺動部材。
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