JP6420272B2 - Sliding member - Google Patents

Sliding member

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Description

本発明は、先行待機運転ポンプに好適に利用できる摺動部材に関する。   The present invention relates to a sliding member that can be suitably used for a prior standby operation pump.

排水ポンプの一種として、先行待機運転ポンプが知られている。先行待機運転ポンプは、例えばゲリラ豪雨のような急激な水量の増加に対応すべく、予め無水状態で全速運転(先行待機運転)することや、気水混合状態での排水を行うことが可能となっている。このような先行待機運転ポンプに適用できる軸・軸受構造が特許文献1〜3に開示されている。   A prior standby operation pump is known as a kind of drainage pump. The advance standby operation pump can be operated in advance at full speed (advance standby operation) in an anhydrous state, or can be discharged in a gas-water mixed state, in order to cope with a sudden increase in water volume such as guerrilla heavy rain. It has become. Patent Documents 1 to 3 disclose shaft / bearing structures applicable to such a preceding standby operation pump.

特許文献1には、超硬合金からなる基体と、この基体上に形成されたダイヤモンド焼結体層とからなるセグメントを備え、複数の該セグメントで軸受を構成しているポンプ用軸・軸受構造が開示されている。そして、上記ダイヤモンド焼結体層の内面(表面)が摺動面となっている。   Patent Document 1 discloses a shaft / bearing structure for a pump, which includes a segment made of a cemented carbide base and a diamond sintered body layer formed on the substrate, and a plurality of the segments constitute a bearing. Is disclosed. The inner surface (surface) of the diamond sintered body layer is a sliding surface.

特許文献2には、粒子径が200Å(20nm)以下のダイヤモンド粒子クラスタ(CD)を、焼結体の表面部に付着又は埋め込むことによって構成されている焼結製品が開示されている。   Patent Document 2 discloses a sintered product configured by adhering or embedding diamond particle clusters (CD) having a particle size of 200 mm (20 nm) or less in the surface portion of a sintered body.

特開2005−344878号公報(2005年12月15日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-344878 (released on December 15, 2005) 特開2002−363616号公報(2002年12月18日公開)JP 2002-363616 A (published on December 18, 2002) 特開平5−52222号公報(1993年3月2日公開)Japanese Patent Laid-Open No. 5-52222 (published March 2, 1993)

従来の特許文献1及び特許文献2に記載された軸・軸受構造は、次のような問題点を有している。図8は、特許文献1に記載されたポンプ用軸・軸受構造における、摺動面の概略断面図である。ダイヤモンド焼結体層102Bには、ダイヤモンド部130と、ダイヤモンド部130よりも摩擦係数の高い非ダイヤモンド部とが存在する。そのため、ダイヤモンド焼結体層102Bの表面には非ダイヤモンド部が露出することになる。それゆえ、ダイヤモンド焼結体層102Bの表面全面が摺動するに際して、ダイヤモンド部130以外の部分が相手材と摺動し得る。したがって、摩擦係数をあまり低くできない。同様に、従来の特許文献2に記載された焼結製品においても、その表面には、摩擦係数の低いCDと、それ以外の焼結体の部分が存在する。そして、摺動する相手材とは、CDだけでなく上記焼結体自体も摺動する。このため、摩擦係数の改善は限定的となってしまう。   The conventional shaft / bearing structure described in Patent Document 1 and Patent Document 2 has the following problems. FIG. 8 is a schematic sectional view of a sliding surface in the shaft / bearing structure for a pump described in Patent Document 1. The diamond sintered body layer 102 </ b> B includes a diamond portion 130 and a non-diamond portion having a higher friction coefficient than the diamond portion 130. Therefore, the non-diamond portion is exposed on the surface of the diamond sintered body layer 102B. Therefore, when the entire surface of the diamond sintered body layer 102B slides, a portion other than the diamond portion 130 can slide with the counterpart material. Therefore, the coefficient of friction cannot be made very low. Similarly, also in the sintered product described in the conventional patent document 2, a CD having a low friction coefficient and other sintered body portions exist on the surface. The sliding counterpart material slides not only the CD but also the sintered body itself. For this reason, the improvement of the friction coefficient is limited.

また、ポンプ内部に硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が通過し、何らかの要因でスラリー液が摺動面に侵入したときには、摺動面の硬度が比較的低い非ダイヤモンド部に、固体物が食い込む、又は傷をつけてしまうことがある。その結果、摩擦係数の上昇や傷による振動等が発生し、軸受の寿命を縮めてしまうことがあった。   In addition, when a slurry liquid in which a solid material with high hardness and water are mixed inside the pump and the slurry liquid enters the sliding surface for some reason, the non-diamond portion has a relatively low hardness on the sliding surface. Solid objects may bite or scratch. As a result, an increase in the coefficient of friction, vibration due to scratches, and the like may occur, shortening the life of the bearing.

そこで、特許文献3に開示されているように、スリーブ又は軸受の一方に、ダイヤモンド等の摺動性の良い硬質被膜を数μm被覆し、該硬質皮膜を摺動面とする技術が開発されている。これにより、基体表面全体を硬質皮膜で覆っているため硬質皮膜のみが相手材と摺動し、摺動性が向上する。しかしながら、硬質皮膜は、基体との互いの熱膨張係数が異なることが多い。そのため、摺動時の熱応力が大きくなり、硬質皮膜にクラックや剥離が生じることがある。したがって、硬質皮膜と熱膨張係数を合わせるために、基体の材料選択が制約されるという問題があった。   Therefore, as disclosed in Patent Document 3, a technique has been developed in which one of a sleeve or a bearing is coated with a hard coating having a good sliding property such as diamond of several μm, and the hard coating is used as a sliding surface. Yes. Thereby, since the whole base | substrate surface is covered with the hard film, only a hard film slides with the other party material, and slidability improves. However, hard coatings often have different coefficients of thermal expansion from the substrate. Therefore, the thermal stress at the time of sliding becomes large, and cracks and peeling may occur in the hard film. Therefore, in order to match the thermal expansion coefficient with the hard coating, there is a problem that the material selection of the substrate is restricted.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、摺動性が良く、かつ、基体の材料選択の幅が広い摺動部材を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a sliding member having good sliding properties and a wide range of material selection for a substrate.

本発明の摺動部材は、上記の課題を解決するために、被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、摺動部材基部と、上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出していることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the sliding member of the present invention is a sliding member that slides relative to the sliding member, and includes a sliding member base and a surface of the sliding member base. And slidable contact particles that are slidably contacted with the sliding member, and the sliding contact particles protrude from the surface of the sliding member base.

上記構成によれば、摺接粒子は、摺動部材基部の表面に散在して固定され、摺動部材基部の表面から突出している。したがって、被摺動部材は、摺接粒子の先端部と摺接し、摺動部材基部の表面とは摺接しない。これにより、摺動部材は、摩擦係数が低く、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。   According to the above configuration, the sliding contact particles are scattered and fixed on the surface of the sliding member base, and protrude from the surface of the sliding member base. Therefore, the sliding member is in sliding contact with the tip portion of the sliding contact particle, and is not in sliding contact with the surface of the sliding member base. Thereby, the sliding member has a low friction coefficient, heat generation due to friction is suppressed, and durability of the material is improved.

また、摺接粒子が摺動部材基部の外表面上に散在しているため、摺接粒子間に摺接粒子が存在しない領域(粒子間領域)が形成される。そのため、摺動部材基部が温度の上昇によって熱膨張するとき、摺動部材基部の外表面上に固定されている摺接粒子は、該熱膨張に付随して移動することができる。換言すれば、摺接粒子は、摺動部材基部の熱膨張に付随して移動する。したがって、摺動部材基部と摺接粒子との熱膨張係数を合わせる必要が無く、摺動部材基部の材料の選択性が広い。   Further, since the sliding contact particles are scattered on the outer surface of the sliding member base, a region where no sliding contact particles exist (interparticle region) is formed between the sliding contact particles. Therefore, when the sliding member base is thermally expanded due to an increase in temperature, the sliding contact particles fixed on the outer surface of the sliding member base can move accompanying the thermal expansion. In other words, the sliding contact particles move in association with the thermal expansion of the sliding member base. Therefore, it is not necessary to match the thermal expansion coefficients of the sliding member base and the sliding contact particles, and the selectivity of the material of the sliding member base is wide.

また、当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合、摺動部材の回転時に、粒子間領域から摺接粒子と被摺動部材との間に適度に水が潤滑剤として供給され、潤滑性が向上する。これは、摺接粒子が固定されると、機械加工では得ることのできない逆テーパ等を含む様々な形状の凹凸で囲まれる粒子間領域が形成されることで、容易に水を貯えられたり、排出したりすることが可能となるからである。   In addition, when the sliding member is used, for example, in a shaft / bearing structure having a pump shaft and a bearing, when the sliding member rotates, a moderate amount of water is slid between the sliding particles and the sliding member from the interparticle region. Is supplied as a lubricant to improve lubricity. This is because when the sliding contact particles are fixed, water is easily stored by forming an interparticle region surrounded by irregularities of various shapes including reverse taper etc. that can not be obtained by machining, This is because it can be discharged.

本発明の摺動部材において、上記摺動部材基部の表面から上記摺接粒子の先端までの平均高さは、0.8μm以上である構成としてもよい。   In the sliding member of the present invention, the average height from the surface of the sliding member base to the tip of the sliding contact particle may be 0.8 μm or more.

摺動部材において、摺接粒子が摺動部材基部の表面から突出し、被摺動部材が摺接粒子の先端部と摺接し、摺動部材基部の表面とは摺接しない状態を維持する上では、摺動部材基部の表面から摺接粒子の先端までの平均高さを0.8μm以上とすることが好ましい。   In the sliding member, the sliding contact particle protrudes from the surface of the sliding member base, the sliding member is in sliding contact with the tip of the sliding contact particle, and is not in sliding contact with the surface of the sliding member base. The average height from the surface of the sliding member base to the tip of the sliding contact particles is preferably 0.8 μm or more.

また、摺動部材基部の表面から摺接粒子の先端までの平均高さは、前述のように、当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合に、水が潤滑剤として供給され、潤滑性が向上する機能を確実にする上では、1.0μm以上とするのがさらに好ましい。さらに、摺動部材基部の表面から摺接粒子の先端までの平均高さは、摺動部材基部が熱膨張したときでもより適度な水を貯えることが可能なように50μm以上が好ましく、水がより適度に潤滑剤として供給されるために150μm以下とすることが好ましい。   Further, as described above, the average height from the surface of the sliding member base to the tip of the sliding contact particle is, as described above, when the sliding member is used in, for example, a shaft / bearing structure having a pump shaft and a bearing. Is more preferably 1.0 μm or more for ensuring the function of improving the lubricity. Furthermore, the average height from the surface of the sliding member base to the tip of the sliding contact particles is preferably 50 μm or more so that more appropriate water can be stored even when the sliding member base is thermally expanded. In order to be supplied as a lubricant more appropriately, the thickness is preferably 150 μm or less.

本発明の摺動部材は、複数の上記摺接粒子により上記被摺動部材を荷重支持する構成である。   The sliding member of the present invention has a configuration in which the sliding member is load-supported by a plurality of the sliding particles.

上記の構成によれば、摺動部材は、複数の摺接粒子により被摺動部材を荷重支持することにより、被摺動部材が摺接粒子の先端部と摺接し、摺動部材基部の表面とは摺接しない状態を維持することができる。   According to the above configuration, the sliding member supports the sliding member by a plurality of sliding contact particles so that the sliding member comes into sliding contact with the tip of the sliding contact particle, and the surface of the sliding member base The state which does not slidably contact can be maintained.

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、硬さが珪砂の硬さ以上であることが好ましい。上記の構成によれば、摺接粒子は、硬さが珪砂の硬さ以上であるので、珪砂を主成分とするスラリー粒子等により、摺接粒子が摩耗する事態を防止することができる。   In the sliding member of the present invention, the sliding contact particles preferably have a hardness equal to or higher than that of silica sand. According to the above configuration, since the sliding contact particles have a hardness equal to or higher than that of silica sand, it is possible to prevent the sliding contact particles from being worn by slurry particles having silica sand as a main component.

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素、ガラス状カーボン粒子、アルミナ粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、炭化タングステン粒子、窒化ケイ素粒子及び炭化モリブデン粒子のうちの少なくとも1種以上を含む構成としてもよい。   In the sliding member of the present invention, the sliding contact particles are diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride, glassy carbon particles, alumina particles, boron carbide particles, silicon carbide particles, tungsten carbide particles, silicon nitride particles. And it is good also as a structure containing at least 1 or more types among molybdenum carbide particles.

上記の構成によれば、上記の各粒子は摩擦係数が低いので、それら粒子のうちの少なくとも1種以上を摺接粒子として含む摺動部材は、被摺動部材との間に水等の潤滑剤が存在しない無潤滑条件下においても円滑に摺動することができる。さらに、摩擦係数が低いことにより、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。   According to the above configuration, since each of the particles has a low coefficient of friction, a sliding member including at least one of the particles as a sliding contact particle is lubricated with water or the like between the sliding member and the sliding member. It can slide smoothly even under non-lubricated conditions where no agent is present. Furthermore, since the friction coefficient is low, the generation of heat due to friction is suppressed, and the durability of the material is improved.

本発明の摺動部材において、上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の外面に固定され、上記摺接粒子よりも粒径が小さい非摺接粒子とを備えている構成としてもよい。   In the sliding member of the present invention, the sliding member base may include a base and non-sliding contact particles fixed to the outer surface of the base and having a particle size smaller than the sliding contact particles.

上記の構成によれば、摺動部材基部は、基体と、基体の外面に固定され、摺接粒子よりも粒径が小さい非摺接粒子とを備えているので、基体の素材が柔らかい場合であっても、摺接粒子間に入り込んだ粒子により基体が摩耗する事態を防止することができる。例えば、当該摺動部材をポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合に、水に含まれるスラリー粒子が摺接粒子間に入り込む。この場合に、スラリー粒子により基体が摩耗する事態を防止し、基体を保護することができる。   According to the above configuration, the sliding member base includes the base and the non-sliding contact particles fixed to the outer surface of the base and having a particle size smaller than the sliding contact particles. Even if it exists, the situation where a base | substrate wears out by the particle | grains which entered between the sliding contact particles can be prevented. For example, when the sliding member is used in a shaft / bearing structure having a pump shaft and a bearing, slurry particles contained in water enter between the sliding contact particles. In this case, it is possible to prevent the substrate from being worn by the slurry particles and protect the substrate.

本発明の摺動部材は、上記摺動部材基部の表面の垂直方向から見たときの、上記摺接粒子が占める面積の割合である面密度が20〜70%であることが好ましい。面密度を20〜70%とすることにより、当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合、ポンプの排出対象となる水に含まれる土砂等のスラリー粒子を粒子間領域へと逃がしやすくなる。面密度が20%より小さい場合には、摺接粒子間隔が広くなりすぎるため、各摺接粒子に加わる負荷が大きくなり耐久性に問題が生じてしまう。そのため、30%以上とすることがより好ましい。また、面密度が70%を越える場合には、摺接粒子間隔が狭くなり、摺接粒子間に水が貯えにくくなる、もしくは貯えられた水が排出されにくくなる。そのため、より好ましくは60%以下、さらにより好ましくは55%以下とする。これにより、摺接粒子と被摺動部材との間へのスラリー粒子の噛み込みによる、相手材である被摺動部材の摩耗を抑制することができる。   The sliding member of the present invention preferably has a surface density of 20 to 70%, which is a ratio of the area occupied by the sliding contact particles when viewed from the vertical direction of the surface of the sliding member base. By setting the surface density to 20 to 70%, when the sliding member is used, for example, in a shaft / bearing structure having a pump shaft and a bearing, slurry particles such as earth and sand contained in water to be discharged from the pump are removed. Easier escape to the interparticle region. When the areal density is less than 20%, the interval between the sliding contact particles becomes too wide, so that the load applied to each sliding contact particle becomes large, resulting in a problem in durability. Therefore, it is more preferable to set it as 30% or more. In addition, when the surface density exceeds 70%, the sliding contact particle interval becomes narrow, and it becomes difficult to store water between the sliding contact particles, or the stored water is difficult to be discharged. Therefore, it is more preferably 60% or less, and still more preferably 55% or less. As a result, it is possible to suppress wear of the member to be slid, which is the counterpart material, due to the entrainment of the slurry particles between the sliding particles and the member to be slid.

本発明の摺動部材は、摺接粒子の平均粒子径が10μm〜500μmであることが好ましい。平均粒子径が10μmより小さい場合には、摺接粒子を保持する力が小さいので、摺動部材基部上から脱落しやすくなる。そのため、40μm以上が好ましく、80μm以上とすることがより好ましい。また、平均粒子径が500μmより大きい場合には、製造時に加わる圧力等の条件が大きくなり、設備等で多大な費用を要するため、500μmを上限とする。また、摺接粒子先端の加工をより効率よく行うため、平均粒子径は200μm以下が好ましく、150μm以下がより好ましい。   In the sliding member of the present invention, the average particle diameter of the sliding contact particles is preferably 10 μm to 500 μm. When the average particle diameter is smaller than 10 μm, the force for holding the sliding contact particles is small, so that the particles easily fall off from the sliding member base. Therefore, it is preferably 40 μm or more, and more preferably 80 μm or more. On the other hand, when the average particle size is larger than 500 μm, conditions such as pressure applied at the time of production are increased, and a large amount of cost is required for equipment, so 500 μm is the upper limit. Further, in order to more efficiently process the tip of the sliding contact particle, the average particle diameter is preferably 200 μm or less, and more preferably 150 μm or less.

本発明の摺動部材において、上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の表面に形成された金属膜とを備えていてもよい。金属膜は、摺接粒子を固定するための固定部材として機能するとともに、基体が他の粒子と接触することにより摩耗する事態を防止することができる。例えば、当該摺動部材をポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合に、金属膜として、水に含まれるスラリー粒子よりも高硬度な材料を用いれば、基体の素材が柔らかい場合であっても、粒子間領域を通過するスラリー粒子による基体の摩耗を防止できる。すなわち、金属膜によって基体を保護することができる。   In the sliding member of the present invention, the sliding member base may include a base and a metal film formed on the surface of the base. The metal film functions as a fixing member for fixing the slidable contact particles, and can prevent a situation in which the substrate is worn due to contact with other particles. For example, when the sliding member is used for a shaft / bearing structure having a pump shaft and a bearing, if the material of the substrate is softer if a material harder than slurry particles contained in water is used as the metal film, Even so, it is possible to prevent the substrate from being worn by the slurry particles passing through the interparticle region. That is, the substrate can be protected by the metal film.

本発明の摺動部材は、上記摺動部材基部の表面の硬さがHv600kg/mm以上とすることが好ましく、Hv800kg/mm以上であることがより好ましい。当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合、排出される水に含まれるスラリー粒子の硬さがHv1000kg/mm程度であるので、その値に近い硬度を有することにより、スラリー粒子による基体の損傷を軽減することができる。 The sliding member of the present invention preferably has the hardness of the surface of the sliding member base portion and Hv600kg / mm 2 or more, and more preferably Hv800kg / mm 2 or more. When the sliding member is used, for example, in a shaft / bearing structure having a pump shaft and a bearing, the hardness of the slurry particles contained in the discharged water is about Hv 1000 kg / mm 2. By having it, damage to the substrate due to the slurry particles can be reduced.

本発明の摺動部材に対する、被摺動部材としてはセラミックス又はサーメットが好ましい。これにより、被摺動部材として耐久性が向上する。   The sliding member for the sliding member of the present invention is preferably ceramics or cermet. Thereby, durability as a to-be-slidable member improves.

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、上記摺動部材基部上へ電着固定されていることが好ましい。これにより、大気圧条件下で摺動部材基部上に摺接粒子を固定することができる。   In the sliding member of the present invention, the sliding contact particles are preferably electrodeposited and fixed onto the sliding member base. Thereby, the sliding contact particles can be fixed on the sliding member base under atmospheric pressure conditions.

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、少なくとも一部が被膜にて被覆されていることが好ましい。上記の構成によれば、摺接粒子の先端の角部を被膜によって表面が円滑な面となるように覆うことができ、摺動部材の摺接面を円滑な面にすることができる。   In the sliding member of the present invention, it is preferable that at least a part of the sliding contact particle is covered with a coating. According to said structure, the corner | angular part of the front-end | tip of sliding contact particle | grains can be covered so that the surface may become a smooth surface with a film, and the sliding contact surface of a sliding member can be made into a smooth surface.

本発明の摺動部材において、上記被膜は、少なくとも上記摺接粒子の先端を覆い、ダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなる構成としてもよい。   In the sliding member of the present invention, the coating film may cover at least the tips of the sliding particles and be made of a diamond-like carbon film or a glassy carbon film.

上記の構成によれば、摺接粒子の先端の角部をダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜によって表面が円滑な面となるように覆うことができ、軸部材の摺接面をさらに円滑な面にすることができる。   According to the above configuration, the corner of the tip of the slidable contact particle can be covered with the coating made of the diamond-like carbon film or the glassy carbon film so that the surface becomes a smooth surface, and the slidable contact surface of the shaft member can be covered. Furthermore, a smooth surface can be obtained.

本発明の摺動部材において、上記被膜は、先端面の周りを覆うダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなり、上記先端面から側面に至る角部に対応する部分の上記被膜の外面が曲面になっている構成としてもよい。   In the sliding member of the present invention, the coating film is formed of a diamond-like carbon film or a glassy carbon film covering the periphery of the tip surface, and the outer surface of the coating film corresponding to the corner from the tip surface to the side surface is a curved surface. It is good also as composition which becomes.

上記の構成によれば、ダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜は、摺接粒子の先端面の周りを覆い、かつ摺接粒子の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっている。したがって、摺動部材の摺接面の円滑性をさらに向上し、角部による被摺動面への攻撃性を緩和することができる。   According to the above configuration, the coating made of the diamond-like carbon film or the glassy carbon film covers the periphery of the tip surface of the slidable contact particle and corresponds to the corner corresponding to the corner from the tip surface to the side surface of the slidable contact particle. The outer surface is curved. Therefore, the smoothness of the sliding contact surface of the sliding member can be further improved, and the aggressiveness to the sliding surface by the corner portion can be reduced.

本発明の摺動部材は、軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いられ、上記摺接粒子の先端は、上記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上にある構成としてもよい。   The sliding member of the present invention may be used in a shaft / bearing structure having a shaft and a bearing, and the tip of the sliding contact particle may be on the same circumference centering on the shaft of the shaft / bearing structure. .

上記の構成によれば、当該摺動部材を当該摺動部材と被摺動部材とからなるポンプ用軸・軸受構造に用いた場合、摺動部材が回転する際に、被摺動部材と摺接するのは摺接粒子のみとなる。したがって、摺動部材は、摩擦係数が低く、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。   According to the above configuration, when the sliding member is used in a pump shaft / bearing structure including the sliding member and the slidable member, the sliding member and the slidable member are slid when the sliding member rotates. Only the sliding particles are in contact. Therefore, the sliding member has a low coefficient of friction, suppresses the generation of heat due to friction, and improves the durability of the material.

本発明のポンプは、上記いずれかの摺動部材を備えている構成である。上記の構成によれば、摺動部材は、摩擦係数が低く、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上するので、ポンプの耐久性を向上することができる。   The pump according to the present invention has any one of the sliding members described above. According to said structure, since a sliding member has a low friction coefficient, generation | occurrence | production of the heat by friction is suppressed and durability of material improves, Therefore The durability of a pump can be improved.

本発明の一態様によれば、摺動性が良く、かつ、基体の材料選択の幅が広い摺動部材を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a sliding member that has good slidability and a wide range of material selection for a substrate.

本発明の実施形態1における軸・軸受構造及び摺動部材としての軸部材の、軸方向に垂直な断面を示す断面概略図である。It is a section schematic diagram showing a section perpendicular to the direction of an axis of a shaft member as a shaft and bearing structure and a sliding member in Embodiment 1 of the present invention. 上記軸部材の、外面側からみた構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure seen from the outer surface side of the said shaft member. 上記軸部材の摺接粒子が、基体上へ電着された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the sliding contact particle of the said shaft member was electrodeposited on the base | substrate. (a)はSPSを用いて摺接粒子を基体上に固定するときの流れを示す図であり、(b)は摺接粒子が基体上にSPSにより固定された状態を示す断面図である。(A) is a figure which shows the flow when a sliding contact particle is fixed on a base | substrate using SPS, (b) is sectional drawing which shows the state by which the sliding contact particle was fixed by SPS on the base | substrate. 上記軸部材の、摺接粒子及び硬質金属粉末の混合粉末を基体上に載置後、SPS装置を用いて加圧成形し、その後、加工を行って摺接粒子の粒子間に硬質金属膜を形成する場合の流れを示す図である。After the mixed powder of the sliding contact particles and the hard metal powder of the shaft member is placed on the substrate, it is pressure-molded using an SPS device, and then processed to form a hard metal film between the particles of the sliding contact particles. It is a figure which shows the flow in the case of forming. 上記軸部材の、基体上に硬質金属粉末層を載置後、その上に摺接粒子粉末をのせた場合の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state at the time of mounting a sliding-contact particle powder on it, after mounting a hard metal powder layer on the base | substrate of the said shaft member. 本発明の実施形態2における軸部材の、摺接粒子及び硬質粒子が基体上に固定された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state in which the sliding contact particle and the hard particle | grain of the shaft member in Embodiment 2 of this invention were fixed on the base | substrate. 従来のポンプ用軸・軸受構造の摺動面の断面を示す断面概略図である。It is the cross-sectional schematic which shows the cross section of the sliding surface of the conventional shaft and bearing structure for pumps. 図9の(a)は、本発明の実施形態3における軸部材の横断面図であり、図9の(b)は、図9の(a)に示した軸部材の一部の拡大図である。9A is a cross-sectional view of the shaft member according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 9B is an enlarged view of a part of the shaft member shown in FIG. 9A. is there. 図10の(a)は、図9に示した被膜を有する摺接粒子の摺接面の第1の形成方法を示す、軸部材の横断面を示す模式図であり、図10の(b)は、図9に示した被膜を有する摺接粒子の摺接面の第2の形成方法を示す、軸部材の横断面を示す模式図である。(A) of FIG. 10 is a schematic diagram showing a cross section of the shaft member, showing a first method of forming the sliding contact surface of the sliding contact particle having the coating film shown in FIG. 9, and (b) of FIG. These are the schematic diagrams which show the cross section of the shaft member which shows the 2nd formation method of the sliding contact surface of the sliding contact particle which has a film shown in FIG. 図11の(a)は、本発明の本実施形態4における軸部材の横断面図である。図11の(b)は、図11の(a)に示した摺接粒子の拡大図である。FIG. 11A is a cross-sectional view of the shaft member according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11B is an enlarged view of the slidable contact particle shown in FIG. 本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体のみからなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a sliding contact member according to still another embodiment of the present invention, in which a sliding member base portion is composed only of a base. 本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体および基体の外表面上に設けられた表面形成物からなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。It is a slidable contact member of further another embodiment of this invention, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the slidable contact member which a sliding member base consists of a surface formation thing provided on the outer surface of the base | substrate and the base | substrate. .

〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について、図1〜6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材として、土砂(スラリー粒子)を含む水を排出するためのポンプに用いられる回転機構における軸・軸受構造の軸部材について説明する。尚、本実施の形態では、摺動部材としての軸部材について説明するが、本発明の摺動部材は必ずしもこれに限らない。例えば、軸部材に対して相対的に摺動する軸・軸受構造における軸受け部材にも適用することができる。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, as a sliding member that slides relative to the sliding member, a shaft of a rotation mechanism used in a pump for discharging water containing earth and sand (slurry particles) and a shaft of a bearing structure The member will be described. In the present embodiment, a shaft member as a sliding member will be described, but the sliding member of the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the present invention can be applied to a bearing member in a shaft / bearing structure that slides relative to the shaft member.

<摺動部材の構成>
軸・軸受構造1Aにおける、本実施の形態の摺動部材としての軸部材10の構成について、図1及び図2に基づいて説明する。図1は、本実施の形態における軸・軸受構造1Aの、軸方向に垂直な断面を示す断面概略図である。図2は、軸・軸受構造1Aが備える軸部材10の、外面側からみた構成を示す上面図である。
<Configuration of sliding member>
The configuration of the shaft member 10 as the sliding member of the present embodiment in the shaft / bearing structure 1A will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the axial direction of the shaft / bearing structure 1A in the present embodiment. FIG. 2 is a top view showing a configuration of the shaft member 10 provided in the shaft / bearing structure 1A as viewed from the outer surface side.

図1に示すように、軸・軸受構造1Aは、摺動部材としての軸部材10と、被摺動部材としての軸受け部材11とからなっている。軸部材10は、円筒形状の軸スリーブである。尚、軸部材10は、軸スリーブに限定されるものではなく、軸であってもよい。一方、軸受け部材11は、内部に軸部材10が収容される円筒形状を有しており、軸部材10を軸支する。   As shown in FIG. 1, the shaft / bearing structure 1 </ b> A includes a shaft member 10 as a sliding member and a bearing member 11 as a sliding member. The shaft member 10 is a cylindrical shaft sleeve. The shaft member 10 is not limited to the shaft sleeve, and may be a shaft. On the other hand, the bearing member 11 has a cylindrical shape in which the shaft member 10 is accommodated, and supports the shaft member 10.

軸受け部材11は、例えば、硬質のセラミックスや超硬合金等から成り、セラミックスやサーメットであることが好ましい。セラミックスやサーメットを用いることにより、軸受け部材11の耐久性が向上する。軸受け部材11の内側表面は、表面の凹凸が、摺動部材である軸部材10における後述する摺接粒子間の領域深さに達しないことが好ましいが、表面粗さRaが1.0μm以下であれば摩擦等にそれほど影響ないため問題ない。なお、軸受け部材11の表面に、摩擦係数を低く、又は耐摩耗性を向上するための焼結体や膜を形成するような加工がされていても良い。   The bearing member 11 is made of, for example, hard ceramic or cemented carbide, and is preferably ceramic or cermet. By using ceramics or cermet, the durability of the bearing member 11 is improved. The inner surface of the bearing member 11 is preferably such that the unevenness of the surface does not reach the region depth between sliding contact particles described later in the shaft member 10 that is a sliding member, but the surface roughness Ra is 1.0 μm or less. If there is no problem, it will not affect the friction so much. In addition, the surface of the bearing member 11 may be processed so as to form a sintered body or a film for reducing the friction coefficient or improving the wear resistance.

軸部材10は、図1に示すように、少なくとも、円筒形状の基体10aと、基体10aの外表面上に散在して固定された摺接粒子10bとを備える。また、摺接粒子10bが基体10aの外表面上に散在しているため、摺接粒子10b間に摺接粒子10bが存在しない領域(以下、粒子間領域)12が形成される。尚、図1においては、基体10aの外表面全体に散在する摺接粒子10bのうち、一部のみを図示している。   As shown in FIG. 1, the shaft member 10 includes at least a cylindrical base body 10a and sliding contact particles 10b scattered and fixed on the outer surface of the base body 10a. Further, since the sliding contact particles 10b are scattered on the outer surface of the substrate 10a, a region 12 (hereinafter referred to as an interparticle region) 12 where the sliding contact particles 10b do not exist is formed between the sliding contact particles 10b. In FIG. 1, only a part of the sliding contact particles 10b scattered on the entire outer surface of the substrate 10a is illustrated.

また、軸部材10は、基体10aの外表面上に、摺接粒子10bを固定するための固定部材(図1では図示せず)を備えていてもよい。   Further, the shaft member 10 may include a fixing member (not shown in FIG. 1) for fixing the sliding contact particles 10b on the outer surface of the base body 10a.

さらに、軸部材10は、粒子間領域12に、摺接粒子10bと同一材料の粒子であって、摺接粒子10bよりも粒子径の小さい粒子を備えていてもよい。該粒子は、軸部材10を製造する際に、摺接粒子10bの原材料となる粉体の粒度分布に起因して不可避的に備えられる粒子である。   Further, the shaft member 10 may include particles in the interparticle region 12 that are made of the same material as the sliding contact particle 10b and have a smaller particle diameter than the sliding contact particle 10b. The particles are particles inevitably provided due to the particle size distribution of the powder that is the raw material of the sliding contact particles 10b when the shaft member 10 is manufactured.

基体10aは、一般的に用いられる材質によって形成されており、例えば、Co系、Ni系の硬質合金等から成る。基体10aの硬さはHv600kg/mm以上であることが好ましい。排出される水に含まれるスラリー粒子の硬さがHv1000kg/mm程度であるので、その値に近い硬度を有することにより、スラリー粒子による基体10aの損傷を軽減することができる。また、基体10aの表面粗さRaは、1.0μm以下であることが好ましい。 The base 10a is made of a generally used material, and is made of, for example, a Co-based or Ni-based hard alloy. The hardness of the substrate 10a is preferably Hv 600 kg / mm 2 or more. Since the hardness of the slurry particles contained in the discharged water is about Hv 1000 kg / mm 2 , the hardness of the slurry particles close to that value can reduce damage to the substrate 10a due to the slurry particles. Further, the surface roughness Ra of the substrate 10a is preferably 1.0 μm or less.

摺接粒子10bは、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-like Carbon)粒子(以下、DLC粒子という)、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも1種以上を含む。ここで、上記ダイヤモンド粒子には、ダイヤモンドの単結晶粒子、ダイヤモンド焼結体を粉砕した粒子も含まれる。また、上記DLC粒子には、バインダーを使用してDLC粉末を造粒したものや、DLC粉末の焼結体を粉砕した粒子も含まれる。   The sliding contact particle 10b includes at least one or more of diamond particles, diamond-like carbon particles (hereinafter referred to as DLC particles), cubic boron nitride, and glassy carbon particles. Here, the diamond particles include diamond single crystal particles and particles obtained by pulverizing a diamond sintered body. The DLC particles include particles obtained by granulating DLC powder using a binder and particles obtained by pulverizing a sintered body of DLC powder.

摺接粒子10bは、基体10aの外表面上に、後述の方法により固定されている。摺接粒子10bは、基体10aの外表面上に1粒子の厚さで散在している。すなわち、基体10a上に固定された摺接粒子10bの粒子の上に、別の摺接粒子10bが固定されていることはほとんど無い。また、軸部材10は、摺接粒子10bが存在しない粒子間領域12を有している。したがって、摺接粒子10bとして高価なダイヤモンド粒子を用いたとしても、基体10aの表面上に固定される摺接粒子10bの合計量は、特許文献1のように摺接面としてダイヤモンド焼結体を用いる場合に比べて、大幅に少なくすることができ、製造コストを低くできる。尚、基体10aの外表面上において、2つ以上の異なる摺接粒子10bが隣接している箇所があってもよい。ただし、隣接する異なる摺接粒子10b間は接合されていない。   The slidable contact particle 10b is fixed on the outer surface of the substrate 10a by a method described later. The sliding contact particles 10b are scattered with a thickness of one particle on the outer surface of the substrate 10a. That is, another sliding contact particle 10b is hardly fixed on the particle of the sliding contact particle 10b fixed on the base body 10a. Moreover, the shaft member 10 has the inter-particle area | region 12 in which the sliding contact particle | grains 10b do not exist. Therefore, even if expensive diamond particles are used as the sliding contact particles 10b, the total amount of the sliding contact particles 10b fixed on the surface of the substrate 10a is the same as that of Patent Document 1, in which the diamond sintered body is used as the sliding contact surface. Compared with the case of using, it can reduce significantly and can reduce manufacturing cost. It should be noted that there may be a location where two or more different sliding contact particles 10b are adjacent on the outer surface of the substrate 10a. However, the adjacent sliding contact particles 10b are not joined.

また、各摺接粒子10bの先端、つまり、軸受け部材11側の端部は、軸部材10の軸方向から見たときに、軸部材10の軸を中心とした同一円周上にある。すなわち、各摺接粒子10bの先端によって、図1に示すように、軸部材10の軸を中心とした円周面である摺接面13が形成される。該摺接面13は、軸部材10が回転するときに、被摺動部材であるところの軸受け部材11と摺接する。   Further, the tip of each sliding contact particle 10 b, that is, the end on the side of the bearing member 11 is on the same circumference centered on the axis of the shaft member 10 when viewed from the axial direction of the shaft member 10. That is, as shown in FIG. 1, a sliding contact surface 13 that is a circumferential surface around the axis of the shaft member 10 is formed by the tip of each sliding contact particle 10 b. When the shaft member 10 rotates, the sliding contact surface 13 comes into sliding contact with the bearing member 11 which is a sliding member.

さらに、摺接粒子10b間には、図1及び図2に示すように、粒子間領域12が形成されている。従来、特許文献1又は特許文献3に記載されているように、基体の上に焼結体や硬質皮膜を形成する場合には、それらの温度が上昇した場合において、基体と、焼結体又は硬質皮膜との互いの熱膨張の差に起因する剥離が生じうる。そのため、基体と、焼結体又は硬質皮膜との互いの熱膨張係数を合わせる必要があった。それゆえ、基体として高価なWCを含む超硬合金を用いる必要があり、基体の材料の選択の幅が狭いという問題があった。このことは特許文献1のようにセグメント方式とした場合でさえも同様であった。これに対して、本実施の形態における軸部材10では、摺接面13を形成する摺接粒子10b間に粒子間領域12が形成されているため、当該問題を解決できる。そのことについて以下に詳細に説明する。   Further, an interparticle region 12 is formed between the sliding contact particles 10b as shown in FIGS. Conventionally, as described in Patent Document 1 or Patent Document 3, in the case where a sintered body or a hard film is formed on a substrate, when the temperature rises, the substrate and the sintered body or Peeling due to the difference in thermal expansion from the hard coating can occur. Therefore, it is necessary to match the thermal expansion coefficients of the base and the sintered body or the hard coating. Therefore, it is necessary to use a cemented carbide containing expensive WC as the substrate, and there is a problem that the selection range of the material of the substrate is narrow. This was the same even when the segment system was used as in Patent Document 1. On the other hand, in the shaft member 10 in the present embodiment, the interparticle region 12 is formed between the sliding contact particles 10b forming the sliding contact surface 13, so that the problem can be solved. This will be described in detail below.

まず、上述のような熱膨張の差に起因する剥離は、相対的に熱膨張係数の大きい基体側の熱膨張によって、上記焼結体又は硬質皮膜を破断させる力を及ぼすことに起因している。本実施の形態においても、摺接粒子10bとしてのダイヤモンド粒子及びDLC粒子の熱膨張係数は小さく、基体10aに用いられる合金等の熱膨張係数は相対的に大きい。しかしながら、本実施の形態における軸部材10では、基体10aが温度の上昇によって熱膨張するとき、基体10aの外表面上に固定されている摺接粒子10bは、該熱膨張に付随して移動することができる。換言すれば、摺接粒子10bは、基体10aの熱膨張に付随して、基体10aの中心軸からの放射方向に、粒子間領域12を広くするように移動する。   First, the peeling due to the difference in thermal expansion as described above is caused by exerting a force to break the sintered body or the hard film by thermal expansion on the substrate side having a relatively large thermal expansion coefficient. . Also in the present embodiment, the thermal expansion coefficients of diamond particles and DLC particles as the sliding contact particles 10b are small, and the thermal expansion coefficient of an alloy or the like used for the base 10a is relatively large. However, in the shaft member 10 according to the present embodiment, when the base body 10a is thermally expanded due to an increase in temperature, the sliding contact particles 10b fixed on the outer surface of the base body 10a move in association with the thermal expansion. be able to. In other words, the slidable contact particle 10b moves so as to widen the interparticle region 12 in the radial direction from the central axis of the substrate 10a accompanying the thermal expansion of the substrate 10a.

他方、温度の上昇による摺接粒子10bの熱膨張は、そもそも摺接粒子10bの熱膨張係数が小さいことに加えて、粒子間領域12があるため、他の摺接粒子10bに対して影響を及ぼさない。   On the other hand, the thermal expansion of the sliding contact particle 10b due to an increase in temperature has an effect on other sliding contact particles 10b because there is an inter-particle region 12 in addition to the small thermal expansion coefficient of the sliding contact particle 10b. Does not reach.

したがって、基体10aと摺接粒子10bとの熱膨張係数を合わせる必要が無く、基体10aの材料の選択性が広くなっており、例えば、Co系、Ni系硬質合金のような熱膨張係数が鉄と同程度である材料を用いることができる。   Therefore, it is not necessary to match the thermal expansion coefficients of the base body 10a and the sliding contact particle 10b, and the material selectivity of the base body 10a is widened. For example, the thermal expansion coefficient such as Co-based and Ni-based hard alloys is iron. Can be used.

また、粒子間領域12は、その深さ、つまり、基体10aの表面と摺接粒子10bの粒子先端(つまり、摺接面13)との高さの差が0.8μm以上となっている。このため、本実施の形態における摺接面13には、基体10aの表面は含まれず、摺接面13は摺接粒子10bのみから形成されている。これにより、軸部材10と軸受け部材11とからなる軸・軸受構造1Aにおいて、軸部材10が回転する際に、軸受け部材11と摺接するのは摺接粒子10bのみとなる。ここで、摺接粒子10bを構成するダイヤモンド粒子、DLC粒子及び立方晶窒化ホウ素の摩擦係数は低いため、軸部材10は、軸受け部材11との間に水等の潤滑剤が存在しない無潤滑条件下においても円滑に回転することができる。さらに、摩擦係数が低いことにより、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。また、軸・軸受構造1Aに一旦水が通じた後には、粒子間領域12に水が貯えられることによって、軸部材10の回転時に、粒子間領域12から摺接粒子10bと軸受け部材11との間に適度に水が潤滑剤として供給され、潤滑性が向上する。   Further, the interparticle region 12 has a depth, that is, a difference in height between the surface of the base 10a and the particle tip of the sliding contact particle 10b (that is, the sliding contact surface 13) of 0.8 μm or more. For this reason, the slidable contact surface 13 in the present embodiment does not include the surface of the base 10a, and the slidable contact surface 13 is formed only from the slidable contact particles 10b. As a result, in the shaft / bearing structure 1 </ b> A including the shaft member 10 and the bearing member 11, when the shaft member 10 rotates, only the sliding particle 10 b comes into sliding contact with the bearing member 11. Here, since the friction coefficient of the diamond particles, the DLC particles, and the cubic boron nitride constituting the sliding contact particles 10b is low, the shaft member 10 is in a non-lubricating condition in which a lubricant such as water does not exist between the shaft member 10 and the bearing member 11. It can rotate smoothly even underneath. Furthermore, since the friction coefficient is low, the generation of heat due to friction is suppressed, and the durability of the material is improved. In addition, once water has passed through the shaft / bearing structure 1A, the water is stored in the interparticle region 12, so that when the shaft member 10 is rotated, the sliding particles 10b and the bearing member 11 are moved from the interparticle region 12 to each other. Water is appropriately supplied as a lubricant in the meantime, and lubricity is improved.

摺接粒子間の領域の深さは、1.0μm以上とするのがさらに好ましい。さらに、粒子間領域12の深さは、基体が熱膨張したときでもより適度な水を貯えることが可能なように50μm以上が好ましく、水がより適度に潤滑剤として供給されるために150μm以下とすることが好ましい。   More preferably, the depth of the region between the sliding particles is 1.0 μm or more. Further, the depth of the interparticle region 12 is preferably 50 μm or more so that more appropriate water can be stored even when the substrate is thermally expanded, and 150 μm or less in order to supply water more appropriately as a lubricant. It is preferable that

また、基体10aの表面の垂直方向から見たときの、摺接粒子10bが占める面積の割合である面密度は、20〜70%であることが好ましい。ここで、面密度が大きいことは、摺接粒子10b間の間隔が狭いことを意味し、反対に面密度が小さいことは、摺接粒子10b間の間隔が広いことを意味する。上記面密度を20〜70%とすることにより、スラリー粒子を粒子間領域12へと逃がしやすくなる。すなわち、軸部材10と軸受け部材11との間に侵入したスラリー粒子は、摺接粒子10bと軸受け部材11との間に挟み込まれるよりも、粒子間領域12へと送り込まれやすくなる。そして、スラリー粒子は、基体10aの外表面全体に形成されている粒子間領域12を通過して、軸・軸受構造1Aの外部へと排出され得る。これにより、摺接粒子10bと軸受け部材11との間へのスラリー粒子の噛み込みによる、相手材である軸受け部材11の摩耗を抑制することができる。なお、面密度が20%未満においては、摺接面13を形成する摺接粒子10bが少ないため、軸受け部材11への面圧が高くなり、軸受け部材11を傷つけ易くなる。また、面密度が70%を超えると、粒子間領域12が狭くなり、比較的大きなスラリー粒子が通過できなくなるため、スラリー粒子の噛み込みが増え得る。また、面密度が70%を超える場合には、摺接粒子間に水が貯えにくくなる、もしくは貯えられた水が排出されにくくなる。そのため、より好ましくは面密度は60%、さらにより好ましくは55%以下である。   Moreover, it is preferable that the surface density which is a ratio of the area which the sliding contact particle | grains 10b occupy when it sees from the perpendicular | vertical direction of the surface of the base | substrate 10a is 20 to 70%. Here, a large surface density means that the interval between the sliding contact particles 10b is narrow, and conversely, a small surface density means that the interval between the sliding contact particles 10b is wide. By setting the surface density to 20 to 70%, the slurry particles can easily escape to the inter-particle region 12. That is, the slurry particles that have entered between the shaft member 10 and the bearing member 11 are more likely to be sent to the interparticle region 12 than to be sandwiched between the sliding contact particle 10 b and the bearing member 11. Then, the slurry particles can be discharged to the outside of the shaft / bearing structure 1A through the interparticle region 12 formed on the entire outer surface of the substrate 10a. As a result, it is possible to suppress wear of the bearing member 11, which is the counterpart material, due to the engagement of the slurry particles between the sliding contact particles 10 b and the bearing member 11. When the surface density is less than 20%, since the sliding contact particles 10b forming the sliding contact surface 13 are few, the surface pressure on the bearing member 11 is increased, and the bearing member 11 is easily damaged. Further, when the surface density exceeds 70%, the inter-particle region 12 becomes narrow, and relatively large slurry particles cannot pass through, so that the biting of the slurry particles may increase. Further, when the surface density exceeds 70%, it becomes difficult to store water between the sliding contact particles, or the stored water is difficult to be discharged. Therefore, the surface density is more preferably 60%, and still more preferably 55% or less.

また、摺接粒子10bの平均粒子径は10μm〜500μmであることが好ましい。平均粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置:株式会社島津製作所、SALD−2100により計測される値である。平均粒子径が10μmより小さい場合には、摺接粒子10bを保持する力が小さいので、基体10a上から脱落しやすい。そのため、基体10a上からの脱落をより一層防止するために、摺接粒子10bの平均粒子径は、40μm以上が好ましく、80μm以上とすることがより好ましい。平均粒子径が500μmより大きい場合、製造時に加わる圧力等の条件が大きくなり、設備等で多大な費用を要するため、摺接粒子10b先端の加工が難しくなる。また、摺接粒子先端の加工をより効率よく行うため、平均粒子径は200μm以下が好ましく、150μm以下がより好ましい。   Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the sliding contact particle | grains 10b is 10 micrometers-500 micrometers. The average particle size is a value measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer: Shimadzu Corporation, SALD-2100. When the average particle diameter is smaller than 10 μm, the force for holding the sliding contact particles 10b is small, so that the particles are easily dropped from the base 10a. Therefore, in order to further prevent dropping from the base 10a, the average particle diameter of the sliding contact particles 10b is preferably 40 μm or more, and more preferably 80 μm or more. When the average particle diameter is larger than 500 μm, conditions such as pressure applied at the time of manufacture increase, and a large amount of cost is required for equipment and the like, making it difficult to process the tip of the sliding contact particle 10b. Further, in order to more efficiently process the tip of the sliding contact particle, the average particle diameter is preferably 200 μm or less, and more preferably 150 μm or less.

<摺接粒子の固定方法>
本実施の形態における、基体10aの外表面上への摺接粒子10bの固定は、電着又はスパークプラズマ焼結(Spark Plasma Sintering)(以下、SPSという)を用いて行うことができる。各固定方法について、以下に説明する。
<Fixing method of sliding contact particles>
In this embodiment, the sliding contact particles 10b can be fixed onto the outer surface of the substrate 10a by using electrodeposition or spark plasma sintering (hereinafter referred to as SPS). Each fixing method will be described below.

(電着を用いた固定方法)
本実施の形態における、電着を用いた摺接粒子の固定方法について、図3を用いて説明する。図3は、軸部材10の摺接粒子10bが、基体10a上に電着された状態を示す断面図である。
(Fixing method using electrodeposition)
A method of fixing sliding contact particles using electrodeposition in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the sliding contact particles 10b of the shaft member 10 are electrodeposited on the substrate 10a.

基体10aの表面上への摺接粒子10bの固定は、周知の電着の方法で行うことができる。例えば、基体10aの表面上に、摺接粒子10bの粉末を配置することによって摺接粒子10bを付着させる。その後、ニッケル液中で通電することにより、基体10aの表面にニッケルメッキが施され、それに伴って、図3に示すように、摺接粒子10bがニッケルメッキ膜20にある程度埋め込まれ、基体10a上に固定される。または、例えば、外表面以外の面をマスキングした基体10aを、摺接粒子10bを含むニッケルメッキ液の中に配置する。このとき、摺接粒子10bがニッケルメッキ膜20に埋め込まれる深さを、平均粒子径の50%以上とすることが好ましい。その後、電解法によりニッケルメッキ液中で通電することにより、図3に示すように、基体10aの外表面にニッケルメッキ膜20が施されるとともに、ニッケルメッキ液中の摺接粒子10bがニッケルメッキ膜20にある程度埋め込まれ、基体10a上に固定される。すなわち、ニッケルメッキ膜20は、摺接粒子10bを固定するための固定部材として機能する。この方法によれば、特許文献1のように高圧条件下でダイヤモンド焼結を行う必要がなく、大気圧条件下で基体10a上に摺接粒子10bを固定することができる。尚、電着に用いるメッキ液としては、他の金属や合金によるメッキ液を用いてもよい。また、メッキ液中の摺接粒子10bの濃度を調整することにより、摺接粒子10b間の粒子間領域12の大きさや、摺接粒子10bの上記面密度を調整することができる。   The sliding contact particles 10b can be fixed on the surface of the substrate 10a by a known electrodeposition method. For example, the sliding contact particle 10b is adhered by disposing the powder of the sliding contact particle 10b on the surface of the base body 10a. Thereafter, the surface of the substrate 10a is nickel-plated by energizing in the nickel solution, and as a result, as shown in FIG. 3, the sliding contact particles 10b are embedded to some extent in the nickel-plated film 20, and on the substrate 10a. Fixed to. Alternatively, for example, the base body 10a whose surface other than the outer surface is masked is placed in a nickel plating solution containing the sliding contact particles 10b. At this time, the depth at which the sliding contact particles 10b are embedded in the nickel plating film 20 is preferably 50% or more of the average particle diameter. Thereafter, by supplying electricity in the nickel plating solution by an electrolytic method, as shown in FIG. 3, a nickel plating film 20 is applied to the outer surface of the substrate 10a, and the sliding contact particles 10b in the nickel plating solution are nickel-plated. It is embedded to some extent in the film 20 and fixed on the substrate 10a. That is, the nickel plating film 20 functions as a fixing member for fixing the sliding contact particles 10b. According to this method, it is not necessary to perform diamond sintering under high pressure conditions as in Patent Document 1, and the sliding contact particles 10b can be fixed on the substrate 10a under atmospheric pressure conditions. In addition, as a plating solution used for electrodeposition, a plating solution of another metal or alloy may be used. Further, by adjusting the concentration of the sliding contact particles 10b in the plating solution, the size of the inter-particle region 12 between the sliding contact particles 10b and the surface density of the sliding contact particles 10b can be adjusted.

(SPSを用いた固定方法1)
本実施の形態における、SPSを用いた摺接粒子10bの固定方法の一例について、図4を用いて説明する。図4の(a)は、SPSを用いて摺接粒子10bを基体10a上に固定するときの流れを示す図であり、(b)は、摺接粒子10bが基体10a上にSPSにより固定された状態を示す断面図である。
(Fixing method 1 using SPS)
An example of a method for fixing the sliding contact particle 10b using SPS in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a diagram showing a flow when the sliding contact particle 10b is fixed on the base body 10a using SPS, and FIG. 4B is a view showing that the sliding contact particle 10b is fixed on the base body 10a by SPS. It is sectional drawing which shows the state.

SPSは、粉体焼結等に通常用いられる方法として知られている。SPSは、簡単には、試料に対して高圧に加圧すること、プラズマ形成等によって粒子間の接合を促進すること、及び高温に迅速に加熱すること、を同時に行うという利点を有する方法である。   SPS is known as a method usually used for powder sintering and the like. SPS is a method that has the advantages of simultaneously pressing a sample to a high pressure, promoting bonding between particles by plasma formation or the like, and rapidly heating to a high temperature.

まず、基体10a上に摺接粒子粉末層30をのせ、その後SPS装置にて、例えば950℃、30MPaの条件下で加圧成形を行う。それにより、加圧成形後の基体10aに、摺接粒子10bが1粒子の厚みで散在する。基体10a上に保持されなかった他の摺接粒子10bは、除圧後に除去することができる。そのため、基体10aに保持されなかった、摺接粒子粉末層30の他の摺接粒子10bは、再利用することができる。   First, the sliding contact particle powder layer 30 is placed on the substrate 10a, and then pressure molding is performed using an SPS device under conditions of, for example, 950 ° C. and 30 MPa. As a result, the sliding contact particles 10b are scattered in a thickness of one particle on the base body 10a after pressure molding. Other sliding contact particles 10b that are not held on the substrate 10a can be removed after the pressure is removed. Therefore, the other sliding contact particles 10b that are not held by the base body 10a can be reused.

尚、特許文献1に記載のダイヤモンド焼結の際に印加される圧力よりも低い圧力で加圧成形するため、製造コストを特許文献1の技術に比べて低くすることができる。   In addition, since it press-molds with the pressure lower than the pressure applied in the case of the diamond sintering of patent document 1, a manufacturing cost can be made low compared with the technique of patent document 1. FIG.

(SPSを用いた固定方法2)
本実施の形態における、SPSを用いた摺接粒子10bの固定方法の他の例について、図5を用いて説明する。
(Fixing method 2 using SPS)
Another example of the method for fixing the sliding contact particle 10b using SPS in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図5に示されるように、まず、摺接粒子10b及び硬質金属粉末の混合粉末を基体10a上に載置後、SPS装置を用いて加圧成形する。SPS装置を用いた加圧成形によって、基体10a上に摺接粒子−金属複合体51が形成される。ここで、硬質金属粉末としては、例えばコバルト合金粉末が用いられるが、他の合金又は金属粉末を用いることもできる。   As shown in FIG. 5, first, a mixed powder of the sliding contact particles 10b and the hard metal powder is placed on the base 10a, and then pressure-molded using an SPS apparatus. The sliding contact particle-metal composite body 51 is formed on the substrate 10a by pressure molding using the SPS apparatus. Here, as the hard metal powder, for example, a cobalt alloy powder is used, but other alloys or metal powders can also be used.

上記摺接粒子−金属複合体51は、基体10aの外表面に少し突き刺さり固定された摺接粒子10bと、その周囲に形成された硬質金属膜50とによって形成されている。すなわち、硬質金属膜50は、摺接粒子10bの基体10aへの固定を補助するための固定部材として機能する。上記SPS装置による加圧成形においては、従来の特許文献1のような数GPaといった高圧は必要なく、高くとも100MPa程度の圧力で加圧すればよい。この加圧成形により、硬質金属膜50と摺接粒子10bとの間には結合が形成され、基体10a上における摺接粒子10bの固定が促進される。   The slidable contact particle-metal composite 51 is formed by a slidable contact particle 10b that is slightly stuck and fixed to the outer surface of the substrate 10a, and a hard metal film 50 formed around the slidable contact particle 10b. That is, the hard metal film 50 functions as a fixing member for assisting in fixing the sliding contact particles 10b to the base body 10a. In the pressure molding by the SPS apparatus, a high pressure of several GPa as in the conventional Patent Document 1 is not necessary, and the pressure may be increased at a pressure of about 100 MPa at the highest. By this pressure forming, a bond is formed between the hard metal film 50 and the sliding contact particle 10b, and fixing of the sliding contact particle 10b on the base body 10a is promoted.

本固定方法によれば、摺接粒子10b間の領域である粒子間領域12に、摺接粒子10bを基体10aに固定するための固定部材としての硬質金属膜50が形成される。また、硬質金属膜50としてスラリー粒子よりも高硬度な材料を用いれば、基体10aの素材が柔らかい場合であっても、粒子間領域12を通過するスラリー粒子による基体10aの摩耗が防止できる。すなわち、硬質金属膜50によって基体10aを保護することができる。このとき、摺接粒子10bの先端から硬質金属膜50の上端までの深さは、スラリー粒子の粒子径よりも大きいことが好ましい。特にスラリー粒子が多く混在すると推定される箇所でのポンプ使用時は、該深さを30μm以上、より好ましくは50μm以上、もしくは、摺接粒子10bの平均粒子径が100μmを超える場合には、摺接粒子10bの平均粒子径の40%以上とすることが好ましい。   According to this fixing method, the hard metal film 50 as a fixing member for fixing the sliding contact particle 10b to the base body 10a is formed in the interparticle region 12 which is a region between the sliding contact particles 10b. Further, if a material harder than the slurry particles is used as the hard metal film 50, even if the material of the base 10a is soft, the wear of the base 10a due to the slurry particles passing through the inter-particle region 12 can be prevented. That is, the base 10 a can be protected by the hard metal film 50. At this time, the depth from the tip of the sliding contact particle 10b to the upper end of the hard metal film 50 is preferably larger than the particle diameter of the slurry particles. In particular, when the pump is used at a place where a large amount of slurry particles are presumed to be mixed, if the depth is 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, or the average particle size of the sliding contact particles 10b exceeds 100 μm, The average particle diameter of the contact particles 10b is preferably 40% or more.

なお、このように、粒子間領域12に硬質金属膜50が形成される構成では、摺接粒子間の領域の深さは、硬質金属膜50の表面と摺接粒子10bの粒子先端(すなわち摺接面13)との高さの差である。この点は、以下に示す、SPSを用いた固定方法3の場合にも同様である。   In this way, in the configuration in which the hard metal film 50 is formed in the interparticle region 12, the depth of the region between the sliding contact particles is such that the surface of the hard metal film 50 and the particle tip of the sliding contact particle 10b (that is, the sliding contact). This is the difference in height from the contact surface 13). This also applies to the fixing method 3 using SPS, which will be described below.

(SPSを用いた固定方法3)
本実施の形態における、SPSを用いた摺接粒子10bの固定方法の他の例について、図6を用いて説明する。
(Fixing method 3 using SPS)
Another example of the method for fixing the sliding contact particles 10b using SPS in this embodiment will be described with reference to FIG.

図6は、基体10a上に硬質金属粉末層60を載置後、その上に摺接粒子粉末層30をのせた状態を示す断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the hard metal powder layer 60 is placed on the substrate 10a and the sliding contact particle powder layer 30 is placed thereon.

図6に示すように、まず基体10a上に、硬質金属粉末層60を載置し、その上に摺接粒子粉末層30をのせる。ここで、硬質金属粉末としては、例えばコバルト合金粉末が用いられ得るが、他の合金又は金属粉末を用いることもできる。   As shown in FIG. 6, first, the hard metal powder layer 60 is placed on the substrate 10a, and the sliding particle powder layer 30 is placed thereon. Here, as the hard metal powder, for example, a cobalt alloy powder can be used, but other alloys or metal powders can also be used.

その後、SPS装置を用いた加圧成形によって、硬質金属粉末層60は圧密化され、基体10aの表面上に硬質金属膜50を形成する。それとともに、摺接粒子粉末層30が、硬質金属膜50に押し付けられ、硬質金属膜50に摺接粒子10bが少し埋め込まれて固定される。すなわち、硬質金属膜50は、摺接粒子10bを基体10aに固定するための固定部材として機能する。このとき、硬質金属膜50上には、摺接粒子10bが1粒子の厚さで散在して固定される。   Thereafter, the hard metal powder layer 60 is consolidated by pressure molding using an SPS apparatus, and a hard metal film 50 is formed on the surface of the substrate 10a. At the same time, the sliding contact particle powder layer 30 is pressed against the hard metal film 50, and the sliding contact particles 10 b are slightly embedded in the hard metal film 50 and fixed. That is, the hard metal film 50 functions as a fixing member for fixing the sliding contact particle 10b to the base body 10a. At this time, the sliding contact particles 10b are scattered and fixed on the hard metal film 50 with a thickness of one particle.

上記SPSを用いた固定方法2においては、摺接粒子−金属複合体51を形成していたのに対して、本方法では、基体10a上において、硬質金属膜50と摺接粒子10bとが分離している。そのため、摺接粒子粉末層30を形成する摺接粒子10bの大部分は、上記SPS装置を用いた加圧成形後、回収することができ、再利用することができる。これにより、コストを安くすることができる。   In the fixing method 2 using the SPS, the sliding contact particle-metal composite body 51 is formed, whereas in this method, the hard metal film 50 and the sliding contact particle 10b are separated on the base 10a. doing. Therefore, most of the slidable contact particles 10b forming the slidable contact particle powder layer 30 can be recovered and reused after pressure molding using the SPS device. Thereby, cost can be reduced.

<摺接粒子の加工方法>
本実施の形態における、基体10a上に固定された摺接粒子10bの加工方法について以下に説明する。
<Processing of sliding contact particles>
A method for processing the sliding contact particles 10b fixed on the base body 10a in the present embodiment will be described below.

基体10a上に上述の方法により固定された摺接粒子10bの粒子先端が、同一円周上にあるように加工する。すなわち、基体10aの回転中心軸から、最外にある粒子先端までの距離を等しくして、摺接粒子10bの粒子先端が同一円周上にあるようにする。この加工方法としては、ダイヤモンドや、炭化珪素等の砥石で削る、放電加工する、といった方法を用いることができる。当業者においては、本実施の形態における摺接粒子10bのような高硬度な材料を研削する方法として、適当なものを選択すればよい。   Processing is performed so that the particle tips of the sliding contact particles 10b fixed on the substrate 10a by the above-described method are on the same circumference. That is, the distance from the rotation center axis of the base body 10a to the outermost particle tip is made equal so that the particle tip of the sliding contact particle 10b is on the same circumference. As this processing method, it is possible to use a method of shaving with a grindstone such as diamond or silicon carbide, or electrical discharge machining. A person skilled in the art may select an appropriate method for grinding a material having high hardness such as the sliding contact particle 10b in the present embodiment.

摺接粒子10bの粒子先端を加工するに際して、当該摺接粒子10bは、加工中に基体10a上から脱落し得る。このとき、摺接粒子10bが脱落した箇所は、新たな粒子間領域12となる。   When processing the particle tip of the sliding contact particle 10b, the sliding contact particle 10b can fall off from the base 10a during processing. At this time, the location where the sliding contact particle 10 b is dropped becomes a new interparticle region 12.

なお、上記の(SPSを用いた固定方法2)(SPSを用いた固定方法3)の場合、摺接粒子10bの先端が軸部材10の軸を中心とする同一円周上になるように加工すると共に、摺接粒子10b間の領域である粒子間領域12に存在する硬質金属膜50と摺接粒子10bの先端との高さの差が、0.8μm以上となるように、硬質金属膜50を研削する加工を行う。これにより摺接面13は摺接粒子10bのみから形成される。また、硬質金属膜50が基体10aを覆うため、硬質金属膜50として硬質な材料を用いれば、基体10aの素材をステンレス鋼のように柔らかい材質を用いても、スラリー粒子による基体10aの摩耗を防止できる。   In the case of (fixing method 2 using SPS) (fixing method 3 using SPS), the tip of the sliding contact particle 10b is processed so as to be on the same circumference with the axis of the shaft member 10 as the center. In addition, the hard metal film so that the difference in height between the hard metal film 50 existing in the interparticle region 12 which is the region between the sliding contact particles 10b and the tip of the sliding contact particle 10b is 0.8 μm or more. 50 is ground. Thereby, the sliding contact surface 13 is formed only from the sliding contact particle 10b. Further, since the hard metal film 50 covers the base 10a, if a hard material is used as the hard metal film 50, the base 10a may be worn by slurry particles even if a soft material such as stainless steel is used as the base 10a. Can be prevented.

〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について、図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

図7は、本実施の形態における軸部材10の断面図である。図7に示されるように、本実施の形態の軸部材10は、基体10aの外表面上に、摺接粒子10bと共に、摺接粒子10b間の粒子間領域12において、摺接粒子10bよりも粒子径の小さい硬質粒子40を固定している点で、上記実施の形態1と異なっている。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the shaft member 10 in the present embodiment. As shown in FIG. 7, the shaft member 10 of the present embodiment has a sliding contact particle 10b and an interparticle region 12 between the sliding contact particles 10b on the outer surface of the substrate 10a than the sliding contact particles 10b. This is different from the first embodiment in that the hard particles 40 having a small particle diameter are fixed.

硬質粒子40は、例えば、炭化ケイ素やその他の高硬度な粒子等である。硬質粒子40は、硬さがHv1000kg/mm以上のものが好ましい。また、硬質粒子40は、摺接粒子10b間の粒子間領域12に固定される。粒子間領域12に固定された硬質粒子40は、スラリー粒子等が基体10aを損傷することを防ぐことができる。 The hard particles 40 are, for example, silicon carbide or other highly hard particles. The hard particles 40 preferably have a hardness of Hv 1000 kg / mm 2 or more. Further, the hard particles 40 are fixed to the interparticle region 12 between the sliding contact particles 10b. The hard particles 40 fixed to the interparticle region 12 can prevent the slurry particles and the like from damaging the substrate 10a.

なお、本実施の形態2における、粒子間領域12の深さは、硬質粒子40の先端と摺接粒子10bの先端との高さの差であり、実施の形態1と同様に、0.8μm以上となっている。   Note that the depth of the interparticle region 12 in the second embodiment is a difference in height between the tip of the hard particle 40 and the tip of the sliding contact particle 10b, and is 0.8 μm as in the first embodiment. That's it.

このように摺接粒子10bと硬質粒子40とを混合し、その混合比又は硬質粒子40の粒子サイズを調節することで、基体10a上に固定される摺接粒子10bの面密度を容易に調節することが可能となる。   Thus, by mixing the sliding particles 10b and the hard particles 40 and adjusting the mixing ratio or the particle size of the hard particles 40, the surface density of the sliding particles 10b fixed on the substrate 10a can be easily adjusted. It becomes possible to do.

ここで、上記硬質粒子40の粒子間の距離は、50μm以下であることが好ましい。これによって、粒子サイズが50μm程度であるスラリー粒子(例えば、シリカ粒子)が、硬質粒子40の間を通り抜けて基体10aに当たることを防ぐことができる。   Here, the distance between the hard particles 40 is preferably 50 μm or less. Accordingly, it is possible to prevent slurry particles (for example, silica particles) having a particle size of about 50 μm from passing between the hard particles 40 and hitting the substrate 10a.

尚、摺接粒子10bよりもサイズの大きい硬質粒子40が基体10aの表面上に固定された場合には、その後に、硬質粒子40の先端が、摺接粒子10bよりも0.8μm以上低くなるように、硬質粒子40の先端を加工すればよい。それにより、摺接面13は摺接粒子10bのみによって構成され、硬質粒子40は、スラリー粒子から基体10aを保護することができる。   In addition, when the hard particle 40 larger in size than the sliding contact particle 10b is fixed on the surface of the base 10a, the tip of the hard particle 40 becomes lower than the sliding contact particle 10b by 0.8 μm or more thereafter. Thus, the tips of the hard particles 40 may be processed. Thereby, the sliding contact surface 13 is comprised only by the sliding contact particle 10b, and the hard particle 40 can protect the base | substrate 10a from a slurry particle.

〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について、図9の(a)及び(b)並びに図10の(a)及び(b)に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明する構成以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. 9A and 9B and FIGS. 10A and 10B. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

<摺動部材(軸部材)の構成>
図9の(a)は、本実施の形態における軸部材10の横断面図である。図9の(b)は、図9の(a)に示した軸部材10の一部の拡大図である。
<Configuration of sliding member (shaft member)>
FIG. 9A is a cross-sectional view of the shaft member 10 in the present embodiment. FIG. 9B is an enlarged view of a part of the shaft member 10 shown in FIG.

図9の(a)及び(b)に示すように、本実施の形態の軸部材10は、基体10aの外表面上に固定された摺接粒子10bが、少なくとも先端に被膜10b2を有している。被膜10b2は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン:Diamond-like Carbon)膜又はガラス状カーボン膜からなる。すなわち、摺接粒子10bは、被覆対象粒子10b1及び被膜10b2から構成され、少なくとも被覆対象粒子10b1の先端が被膜10b2にて覆われている。したがって、被膜10b2の上面は、軸部材10の摺接面13となっている。被覆対象粒子10b1は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも1種以上を含むものである。   As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the shaft member 10 of the present embodiment has a sliding contact particle 10b fixed on the outer surface of the substrate 10a, and a coating 10b2 at least at the tip. Yes. The coating 10b2 is made of a DLC (Diamond-like Carbon) film or a glassy carbon film. That is, the sliding contact particle 10b is composed of the coating target particle 10b1 and the coating 10b2, and at least the tip of the coating target particle 10b1 is covered with the coating 10b2. Therefore, the upper surface of the coating 10 b 2 is the sliding contact surface 13 of the shaft member 10. The coating target particle 10b1 includes at least one of diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride, and glassy carbon particles.

被膜10b2の膜厚は、5μm〜10μmとすることが好ましい。このように、本実施の形態の軸部材10は、摺接粒子10bが被覆対象粒子10b1及び被膜10b2から構成されている点において、上記実施の形態1の軸部材10と異なっている。   The film thickness of the coating 10b2 is preferably 5 μm to 10 μm. Thus, the shaft member 10 of the present embodiment is different from the shaft member 10 of the first embodiment in that the sliding contact particle 10b is composed of the coating target particle 10b1 and the coating film 10b2.

なお、図9の(a)及び(b)に示した例では、軸部材10は、基体10aの露出している面、及び被覆対象粒子10b1における基体10aから露出している面が被膜10b2により覆われている。したがって、この場合の粒子間領域12の深さは、被覆対象粒子10b1の先端を覆う被膜10b2の高さと基体10aの上面を覆う被膜10b2の上面の高さとの差となる。   In the example shown in FIGS. 9A and 9B, the shaft member 10 has a coating 10b2 on which the exposed surface of the substrate 10a and the surface of the coating target particle 10b1 exposed from the substrate 10a are covered. Covered. Accordingly, the depth of the interparticle region 12 in this case is the difference between the height of the coating 10b2 covering the tip of the coating target particle 10b1 and the height of the upper surface of the coating 10b2 covering the upper surface of the substrate 10a.

また、図9の(b)において符号10cにて示す粒子は、摺接粒子10bの製造後の摺接粒子10bの使用が開始された当初には、粒径が小さくて高さが不足するために、摺接粒子10bとはなり得ない非摺接粒子である。このような非摺接粒子10cは、基体10aに摺接粒子10bを設けた場合に、生じることがある。非摺接粒子10cは、硬質粒子40と同じ働きをすることができる。   Moreover, since the particle | grains shown with the code | symbol 10c in FIG.9 (b) start use of the sliding contact particle 10b after manufacture of the sliding contact particle 10b, since a particle size is small and height is insufficient. Furthermore, it is a non-sliding contact particle that cannot be the sliding contact particle 10b. Such non-sliding contact particles 10c may occur when the sliding contact particles 10b are provided on the substrate 10a. The non-sliding contact particle 10 c can perform the same function as the hard particle 40.

<被膜を有する摺接粒子の摺接面の形成方法>
(第1の形成方法)
図10の(a)は、被膜10b2を有する摺接粒子10bの摺接面13の第1の形成方法を示す、軸部材10の横断面を示す模式図である。
<Method for Forming Sliding Surface of Sliding Particles Having a Film>
(First forming method)
FIG. 10A is a schematic view showing a cross section of the shaft member 10 showing a first method of forming the sliding contact surface 13 of the sliding contact particle 10b having the coating 10b2.

第1の形成方法では、まず、各被覆対象粒子10b1の先端が、前述したように、軸部材10の軸方向から見たときに、軸部材10の軸を中心とした同一円周上に存在するように、被覆対象粒子10b1を加工する。次に、被覆対象粒子10b1の少なくとも先端面が覆われるように、被膜10b2を形成する。   In the first forming method, first, as described above, the tips of the respective particles to be coated 10b1 are present on the same circumference around the axis of the shaft member 10 when viewed from the axial direction of the shaft member 10. Thus, the coating target particles 10b1 are processed. Next, the coating film 10b2 is formed so that at least the tip surface of the coating target particle 10b1 is covered.

(第2の形成方法)
図10の(b)は、被膜10b2を有する摺接粒子10bの摺接面13の第2の形成方法を示す、軸部材10の横断面を示す模式図である。
(Second forming method)
FIG. 10B is a schematic diagram showing a cross section of the shaft member 10, showing a second method of forming the sliding contact surface 13 of the sliding contact particle 10 b having the coating 10 b 2.

第2の形成方法では、まず、各被覆対象粒子10b1の少なくとも先端面が覆われるように、被膜10b2を形成する。次に、摺接粒子10bの先端、すなわち被覆対象粒子10b1の先端面を覆う被膜10b2の上面が、前述したように、軸部材10の軸方向から見たときに、軸部材10の軸を中心とした同一円周上に存在するように、被膜10b2を加工する。   In the second forming method, first, the coating 10b2 is formed so that at least the tip surface of each of the particles to be coated 10b1 is covered. Next, the tip of the sliding contact particle 10b, that is, the upper surface of the coating 10b2 covering the tip surface of the coating target particle 10b1 is centered on the axis of the shaft member 10 when viewed from the axial direction of the shaft member 10 as described above. The coating 10b2 is processed so as to exist on the same circumference.

(DLC膜の形成方法)
DLC膜(被膜10b2)は、被覆対象粒子10b1にDLC膜をコーティングすることにより形成可能である。この手法では、真空あるいは大気圧におけるプラズマを用いた蒸着技術による手法、及び有機溶媒などの液中から炭素膜を電気的に析出させる手法などが知られている。現在は、真空装置を用いた蒸着法によるコーティング法が主流である。
(Method for forming DLC film)
The DLC film (coating 10b2) can be formed by coating the DLC film on the particles to be coated 10b1. In this technique, a technique using a vapor deposition technique using plasma in vacuum or atmospheric pressure, a technique of electrically depositing a carbon film from a liquid such as an organic solvent, and the like are known. At present, the coating method by vapor deposition using a vacuum apparatus is the mainstream.

真空装置を用いた蒸着法によるDLC膜のコーティング法は、炭素供給源として固体炭素を用いる手法と炭化水素系の原料を用いる手法とに大別される。固体炭素(グラファイト)を炭素供給源とする手法としては、アークイオンプレーティング、非平衡マグネトロンスパッタリング及びフィルタードアークイオンプレーティングが知られている。また、炭化水素系ガス(CH、C、C等)を炭素供給源とする手法としては、高周波プラズマCVD、パルス方式直流プラズマCVD、イオン化蒸着及びプラズマイオン注入・成膜が知られている。 The coating method of the DLC film by the vapor deposition method using a vacuum apparatus is roughly classified into a method using solid carbon as a carbon supply source and a method using a hydrocarbon-based raw material. As a method using solid carbon (graphite) as a carbon source, arc ion plating, non-equilibrium magnetron sputtering, and filtered arc ion plating are known. Further, as a method using a hydrocarbon gas (CH 4 , C 6 H 6 , C 2 H 2, etc.) as a carbon supply source, high-frequency plasma CVD, pulsed direct-current plasma CVD, ionization deposition, and plasma ion implantation / film formation It has been known.

上記の非平衡マグネトロンスパッタリング(アンバランスドマグネットスパッター法)により、被覆対象粒子10b1に5μm〜10μmの膜厚のDLC膜を形成したところ、被覆対象粒子10b1(摺接粒子10b)の角部が被膜に覆われて丸くなった。   When a DLC film having a thickness of 5 μm to 10 μm is formed on the coating target particle 10b1 by the above-described non-equilibrium magnetron sputtering (unbalanced magnet sputtering method), the corners of the coating target particle 10b1 (sliding contact particle 10b) are coated. It was covered and rounded.

以上のように、本実施の形態の軸部材10は、摺接粒子10bが、被覆対象粒子10b1及び被膜10b2からなり、少なくとも被覆対象粒子10b1の先端が被膜10b2にて覆われ、被膜10b2の上面が軸部材10の摺接面13となっている。   As described above, in the shaft member 10 of the present embodiment, the sliding contact particle 10b is composed of the coating target particle 10b1 and the coating 10b2, and at least the tip of the coating target particle 10b1 is covered with the coating 10b2, and the upper surface of the coating 10b2 Is the sliding contact surface 13 of the shaft member 10.

これにより、摺接粒子10bすなわち被覆対象粒子10b1の先端の角部を被膜10b2によって表面が円滑な面となるように覆うことができ、軸部材10の摺接面をさらに円滑な面にすることができる。
(ガラス状カーボン膜の形成)
ガラス状カーボン膜(被膜10b2)は、被覆対象粒子10b1に対して熱硬化性樹脂を主成分とするガラス状カーボン用樹脂組成物を塗布し、硬化した後、不活性雰囲気中又は真空下で焼成炭化することにより形成することができる。
Thereby, the corner | angular part of the front-end | tip of the slidable contact particle 10b, ie, the coating target particle 10b1, can be covered with the coating 10b2 so that the surface becomes a smooth surface, and the slidable contact surface of the shaft member 10 is made even smoother. Can do.
(Formation of glassy carbon film)
The glassy carbon film (coating 10b2) is obtained by applying a resin composition for glassy carbon containing a thermosetting resin as a main component to the coating target particles 10b1, curing, and then firing in an inert atmosphere or under vacuum. It can be formed by carbonization.

〔実施の形態4〕
本発明のさらに他の実施形態について、図11の(a)及び(b)並びに図10の(a)及び(b)に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明する構成以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 11A and 11B and FIGS. 10A and 10B. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

<摺動部材(軸部材)の構成>
図11の(a)は、本実施の形態における軸部材10の横断面図である。図11の(b)は、図11の(a)に示した摺接粒子10bの拡大図である。
<Configuration of sliding member (shaft member)>
FIG. 11A is a cross-sectional view of the shaft member 10 in the present embodiment. FIG. 11B is an enlarged view of the sliding contact particle 10b shown in FIG.

図11の(a)及び(b)に示すように、本実施の形態の軸部材10では、基体10aの外表面上に固定された摺接粒子10bは、被覆対象粒子10b1と、DLC膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜10b2とを有する。被覆対象粒子10b1は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも1種以上を含むものである。   As shown in FIGS. 11A and 11B, in the shaft member 10 of the present embodiment, the slidable contact particles 10b fixed on the outer surface of the base body 10a include the coating target particles 10b1, the DLC film, And a coating 10b2 made of a glassy carbon film. The coating target particle 10b1 includes at least one of diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride, and glassy carbon particles.

被覆対象粒子10b1は、記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上に存在する先端面(摺接面13)が露出し、被膜10b2は、被覆対象粒子10b1の先端面の周りを覆い、かつ被覆対象粒子10b1の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっている。   The coating target particle 10b1 is exposed at the tip surface (sliding contact surface 13) on the same circumference centered on the axis of the recording shaft / bearing structure, and the coating 10b2 is around the tip surface of the coating target particle 10b1. The outer surface of the portion that covers and corresponds to the corner from the front end surface to the side surface of the coating target particle 10b1 is a curved surface.

被膜10b2の膜厚は、5μm〜10μmとすることが好ましい。このように、本実施の形態の軸部材10は、摺接粒子10bが被覆対象粒子10b1及び被膜10b2から構成されている点において、上記実施の形態1の軸部材10と異なっている。   The film thickness of the coating 10b2 is preferably 5 μm to 10 μm. Thus, the shaft member 10 of the present embodiment is different from the shaft member 10 of the first embodiment in that the sliding contact particle 10b is composed of the coating target particle 10b1 and the coating film 10b2.

なお、図11の(a)に示した例では、軸部材10は、基体10aの露出している面、及び被覆対象粒子10b1の先端面を除く基体10aから露出している面が被膜10b2により覆われている。したがって、この場合の粒子間領域12の深さは、摺接粒子10b(すなわち被覆対象粒子10b1)の先端面の高さと基体10aの上面を覆う被膜10b2の上面の高さとの差となる。   In the example shown in FIG. 11A, the shaft member 10 has a coating 10b2 on the surface exposed from the substrate 10a excluding the exposed surface of the substrate 10a and the tip surface of the coating target particle 10b1. Covered. Therefore, the depth of the interparticle region 12 in this case is the difference between the height of the tip surface of the sliding contact particle 10b (that is, the coating target particle 10b1) and the height of the upper surface of the coating 10b2 that covers the upper surface of the substrate 10a.

<被膜を有する摺接粒子の摺接面の形成方法>
本実施の形態の軸部材10において、被膜10b2を有する摺接粒子10bは、次のようにして形成することができる。
<Method for Forming Sliding Surface of Sliding Particles Having a Film>
In the shaft member 10 of the present embodiment, the slidable contact particle 10b having the coating 10b2 can be formed as follows.

まず、図10の(a)に示した第1の形成方法、または図10の(b)に示した第2の形成方法により、先端面に被膜10b2を有する摺接粒子10bを形成する。次に、摺接粒子10bの先端面を被覆対象粒子10b1の先端面が露出するまで被膜10b2を除去するように加工する。   First, the slidable contact particle 10b having the coating 10b2 on the tip surface is formed by the first forming method shown in FIG. 10 (a) or the second forming method shown in FIG. 10 (b). Next, the tip surface of the sliding contact particle 10b is processed so as to remove the coating 10b2 until the tip surface of the coating target particle 10b1 is exposed.

第2の形成方法により先端面に被膜10b2を有する摺接粒子10bを形成した場合には、被覆対象粒子10b1の露出した先端面が平坦になるまで、被覆対象粒子10b1の先端面を加工する。   When the slidable contact particle 10b having the coating 10b2 on the tip surface is formed by the second forming method, the tip surface of the coating target particle 10b1 is processed until the exposed tip surface of the coating target particle 10b1 becomes flat.

以上のように、本実施の形態の軸部材10では、摺接粒子10bは、被覆対象粒子10b1と、DLC膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜10b2とを有し、被覆対象粒子10b1は、記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上に存在する先端面(摺接面13)が露出し、被膜10b2は、被覆対象粒子10b1の先端面の周りを覆い、かつ被覆対象粒子10b1の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっている。   As described above, in the shaft member 10 of the present embodiment, the sliding contact particle 10b includes the coating target particle 10b1 and the coating 10b2 made of a DLC film or a glassy carbon film. The tip surface (sliding contact surface 13) existing on the same circumference centering on the axis of the shaft / bearing structure is exposed, and the coating 10b2 covers the periphery of the tip surface of the coating target particle 10b1, and the coating target particle 10b1. The outer surface of the portion corresponding to the corner from the tip surface to the side surface is a curved surface.

これにより、軸部材10は、摩擦係数が低い、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも1種以上を含む摺接粒子を使用することによる、無潤滑条件下での円滑な回転、及び材料の耐久性向上等の効果を確実に発揮することができる。しかも、被膜10b2は、被覆対象粒子10b1の先端面の周りを覆い、かつ被覆対象粒子10b1の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっているので、軸部材10は摺接面の円滑性をさらに向上することができる。   Thereby, the shaft member 10 is non-lubricated by using a sliding contact particle containing at least one of diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride and glassy carbon particles having a low friction coefficient. Effects such as smooth rotation under conditions and improved material durability can be reliably exhibited. Moreover, since the coating 10b2 covers the periphery of the tip surface of the coating target particle 10b1 and the outer surface of the portion corresponding to the corner from the tip surface to the side surface of the coating target particle 10b1 is a curved surface, the shaft member 10 is The smoothness of the sliding surface can be further improved.

〔実施の形態5〕
本発明のさらに他の実施形態について、図12および図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明する構成以外の構成は、上記の実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. Note that configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

<摺動部材の構成>
以上の実施の形態では、摺動部材が軸・軸受構造の軸部材あるいは軸受け部材である場合について説明した。しかしながら、摺動部材は、軸部材あるいは軸受け部材に限定されることなく、すなわち形状を特に限定されることなく、被摺動部材に対して相対的に摺動する部材であればよい。そこで、本実施の形態では、一例として摺動部材が平板形状の部材である場合について説明する。本実施形態において説明する摺動部材の構成は、以上に説明した全ての他の実施の形態の摺動部材に対して適用可能である。
<Configuration of sliding member>
In the above embodiment, the case where the sliding member is a shaft member or a bearing member of a shaft / bearing structure has been described. However, the sliding member is not limited to the shaft member or the bearing member, that is, the shape is not particularly limited as long as it is a member that slides relative to the sliding member. Therefore, in this embodiment, a case where the sliding member is a flat plate member will be described as an example. The configuration of the sliding member described in the present embodiment is applicable to the sliding members of all other embodiments described above.

図12は、本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体のみからなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。   FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a sliding contact member according to still another embodiment of the present invention, in which the sliding member base portion includes only a base.

図12に示すように、摺動部材10は、摺動部材基部である平板形状の基体10aと、基体10aの外表面上に散在して固定された摺接粒子10bとを備える。   As shown in FIG. 12, the sliding member 10 includes a flat substrate 10a serving as a sliding member base, and sliding contact particles 10b scattered and fixed on the outer surface of the substrate 10a.

摺接粒子10bは、他の実施の形態でも明らかなように、基体10aから突出し、かつ被摺動部材に摺接し、被摺動部材を荷重支持する。基体(摺動部材基部)10aの表面から摺接粒子10bの先端までの平均高さは、0.8μm以上である。摺接粒子10bは、硬さが珪砂の硬さ以上である。珪砂は、先述した土砂(スラリー粒子)の主成分である。なお、上記平均高さは、2.0μm以上であってもよい。   As is clear in other embodiments, the sliding contact particle 10b protrudes from the base 10a, is in sliding contact with the sliding member, and supports the sliding member with a load. The average height from the surface of the base (sliding member base) 10a to the tip of the sliding contact particle 10b is 0.8 μm or more. The sliding contact particle 10b has a hardness equal to or higher than that of silica sand. Silica sand is the main component of the earth and sand (slurry particles) described above. The average height may be 2.0 μm or more.

摺接粒子10bは、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-like Carbon)粒子(以下、DLC粒子という)、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも1種以上を含む。ここで、上記ダイヤモンド粒子には、ダイヤモンドの単結晶粒子、ダイヤモンド焼結体を粉砕した粒子も含まれる。また、上記DLC粒子には、バインダーを使用してDLC粉末を造粒したものや、DLC粉末の焼結体を粉砕した粒子も含まれる。   The sliding contact particle 10b includes at least one or more of diamond particles, diamond-like carbon particles (hereinafter referred to as DLC particles), cubic boron nitride, and glassy carbon particles. Here, the diamond particles include diamond single crystal particles and particles obtained by pulverizing a diamond sintered body. The DLC particles include particles obtained by granulating DLC powder using a binder and particles obtained by pulverizing a sintered body of DLC powder.

摺接粒子10bに含まれる少なくとも1種以上の粒子としては、先述したダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子に加えて、アルミナ粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、炭化タングステン粒子、窒化ケイ素粒子及び炭化モリブデン粒子を挙げることができる。アルミナ粒子には、単結晶のものおよび多結晶のものが含まれる。   As the at least one kind of particles contained in the sliding contact particle 10b, in addition to the aforementioned diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride and glassy carbon particles, alumina particles, boron carbide particles, silicon carbide particles, Mention may be made of tungsten carbide particles, silicon nitride particles and molybdenum carbide particles. Alumina particles include single crystal and polycrystalline particles.

図13は、本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体および基体の外表面上に設けられた表面形成部からなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。   FIG. 13 is a longitudinal section showing a configuration of a sliding contact member according to still another embodiment of the present invention, in which the sliding member base portion is composed of a base and a surface forming portion provided on the outer surface of the base. FIG.

図13に示す摺動部材10では、摺動部材基部10eは、基体10aと基体10aの外表面上に設けられた表面形成部10dとを有する構成である。したがって、この摺動部材10では、摺動部材基部10eの表面から摺接粒子10bの先端までの平均高さは、表面形成部10dの表面から摺接粒子10bの先端までの平均高さとなる。   In the sliding member 10 shown in FIG. 13, the sliding member base portion 10e has a base 10a and a surface forming portion 10d provided on the outer surface of the base 10a. Therefore, in this sliding member 10, the average height from the surface of the sliding member base 10e to the tip of the sliding contact particle 10b is the average height from the surface of the surface forming portion 10d to the tip of the sliding contact particle 10b.

表面形成部10dは、図3に示したニッケルメッキ膜20、硬質金属膜50(図5参照)、摺接粒子10bよりも粒子径の小さい硬質粒子40の層(図7参照)、あるいはその他の何等かの膜や形成物である。したがって、この摺動部材10は、摺動部材基部10eと、摺動部材基部10eの外表面上に散在して固定された摺接粒子10bとを備える。   The surface forming portion 10d includes the nickel plating film 20, the hard metal film 50 (see FIG. 5) shown in FIG. 3, a layer of hard particles 40 having a particle diameter smaller than the sliding contact particle 10b (see FIG. 7), or other Any film or formation. Therefore, the sliding member 10 includes the sliding member base 10e and the sliding contact particles 10b scattered and fixed on the outer surface of the sliding member base 10e.

本実施の形態の摺動部材10のその他の構成、ならびに機能および利点等は、前述した他の実施の形態の摺動部材10と同様である。   Other configurations, functions, advantages, and the like of the sliding member 10 of the present embodiment are the same as those of the sliding member 10 of the other embodiments described above.

〔変形形態〕
摺接粒子10b間の領域の深さが0.8μm以上である他の形態として、ダイヤモンド粒子と結合材との焼結体であるダイヤモンド焼結体において、表面に露出している結合材の部分だけ研削加工する形態が考えられる。この場合、ダイヤモンド焼結体の表面において、結合材とダイヤモンド粒子との高さの差が、0.8μm以上となるように研削加工する。例えば、ダイヤモンド粒子よりも柔らかく、結合材よりも硬い研磨材を用いて表面加工すればよい。このようにして研削加工されたダイヤモンド焼結体のブロックを、被摺動部材に対向する摺動部材の面に貼り付ければよい。ブロックの形状としては、例えば、球状や、一面のみが被摺動部材に対応する曲面を有する角柱形状であってもよい。
[Deformation]
As another embodiment in which the depth of the region between the sliding contact particles 10b is 0.8 μm or more, the portion of the binder exposed on the surface in the diamond sintered body that is a sintered body of the diamond particles and the binder Only a form of grinding can be considered. In this case, the surface of the diamond sintered body is ground so that the difference in height between the binder and the diamond particles is 0.8 μm or more. For example, surface processing may be performed using an abrasive that is softer than diamond particles and harder than the binder. The block of the diamond sintered body thus ground may be attached to the surface of the sliding member facing the sliding member. The shape of the block may be, for example, a spherical shape or a prism shape having a curved surface corresponding to the sliding member only on one surface.

また、被摺動部材表面の凹凸が、摺動部材における摺接粒子10b間の領域深さに達していなければ、摺動部材の基体の摩耗を抑制するだけでなく、被摺動部材の摩耗をも抑制することになるため、本発明に、被摺動部材の表面の凹凸を摺動部材における摺接粒子10b間の領域深さよりも小さくすることで、より摺動性の高い摺動部材を得ることができる。上記では、ダイヤモンド焼結体の一例であるが、ダイヤモンドライクカーボン焼結体、立方晶窒化ホウ素焼結体及びガラス状カーボン焼結体も同様に用いることができる。   Further, if the unevenness on the surface of the sliding member does not reach the region depth between the sliding contact particles 10b in the sliding member, not only the wear of the base of the sliding member is suppressed, but also the wear of the sliding member Therefore, in the present invention, the sliding member with higher slidability can be obtained by making the unevenness of the surface of the sliding member smaller than the region depth between the sliding contact particles 10b in the sliding member. Can be obtained. In the above, although it is an example of a diamond sintered compact, a diamond-like carbon sintered compact, a cubic boron nitride sintered compact, and a glassy carbon sintered compact can be used similarly.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

〔実施例1〕
内径30mmの黒鉛型に、φ30×6.5mmtの硬質コバルト合金(例えば、Co-Cr-Mo-B-Si合金)の上に平均粒子径40μmのダイヤモンド粒子粉末を2g充填し、SPS装置により30MPa、900℃で5分間焼成した。脱型の際、ほとんどのダイヤモンド粒子粉末は粉状の状態であり、基体には1粒子の厚みのダイヤモンド粒子のみが接合された。基体(硬質コバルト合金)の表面の垂直方向から見たときの、ダイヤモンド粒子が占める面積の割合である面密度は、40%であった。
[Example 1]
A graphite mold having an inner diameter of 30 mm is filled with 2 g of diamond particle powder having an average particle diameter of 40 μm on a hard cobalt alloy (for example, Co—Cr—Mo—B—Si alloy) of φ30 × 6.5 mmt, and 30 MPa by an SPS apparatus. Baked at 900 ° C. for 5 minutes. At the time of demolding, most of the diamond particle powder was in a powdery state, and only diamond particles having a thickness of 1 particle were bonded to the substrate. When viewed from the direction perpendicular to the surface of the substrate (hard cobalt alloy), the surface density, which is the ratio of the area occupied by the diamond particles, was 40%.

次に、基体の表面に接合されたダイヤモンド粒子に対して研削加工を行い、ダイヤモンド粒子の先端を加工した。それにより、ダイヤモンド粒子の先端によって、基体の軸を中心とした円周面である摺接面を形成した。ダイヤモンド粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とダイヤモンド粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差は1.0μmであった。   Next, the diamond particles bonded to the surface of the substrate were ground to process the tips of the diamond particles. Thereby, a sliding contact surface, which is a circumferential surface around the axis of the substrate, was formed by the tips of the diamond particles. The depth of the region between the diamond particles, that is, the difference in height between the surface of the substrate and the tip of the diamond particle (that is, the sliding contact surface) was 1.0 μm.

その後、加工後の基体から、18×12×6mmt(試験面は18×12の面)のチップを作製した。該チップを、φ140/106×6mmtの窒化ケイ素リングと、面圧2kg/cm、周速2m/secの条件で1時間摩擦摩耗試験を実施した。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。 Thereafter, a chip of 18 × 12 × 6 mmt (the test surface was a surface of 18 × 12) was produced from the processed substrate. The chip was subjected to a frictional wear test for 1 hour under the conditions of a silicon nitride ring of φ140 / 106 × 6 mmt, a surface pressure of 2 kg / cm 2 , and a peripheral speed of 2 m / sec. At this time, the test was performed under the condition that there was no lubricant between the tip and the ring.

なお、摩擦摩耗試験は、チップまたはリングの重量変化により計測している。チップには基体と摺接粒子とが含まれるため、基体及び摺接粒子の両者の摩擦摩耗を計測することになる。   In addition, the friction and wear test is measured by the weight change of the tip or ring. Since the chip includes the base and sliding contact particles, the frictional wear of both the base and sliding contact particles is measured.

〔実施例2〕
12×12×53mmの鋼材の表面に、平均粒子径140μmの単結晶ダイヤをニッケル電着した。このとき、ニッケル電着に用いる電着液中には、あらかじめ粒子径0.5μmの微粒ダイヤを添加しており、上記鋼材の表面に形成されるニッケルメッキ膜中に、上記微粒ダイヤを混在させた。上記鋼材の表面の垂直方向から見たときの、上記単結晶ダイヤが占める面積の割合である面密度は、20%であった。
[Example 2]
A single crystal diamond having an average particle diameter of 140 μm was electrodeposited with nickel on the surface of a 12 × 12 × 53 mm steel material. At this time, a fine diamond having a particle diameter of 0.5 μm is added in advance to the electrodeposition liquid used for nickel electrodeposition, and the fine diamond is mixed in the nickel plating film formed on the surface of the steel material. It was. When viewed from the vertical direction of the surface of the steel material, the surface density, which is the proportion of the area occupied by the single crystal diamond, was 20%.

次に、鋼材表面に電着により固定された、平均粒子径140μmの単結晶ダイヤ粒子に対して研削加工を行い、該ダイヤ粒子の粒子先端の高さを揃えるように加工した。上記ダイヤ粒子間の領域の深さ、つまり、上記鋼材の表面と上記ダイヤ粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差は65μmであった。   Next, the single crystal diamond particles having an average particle diameter of 140 μm fixed to the steel material surface by electrodeposition were ground to process the diamond particles at the same height. The depth of the region between the diamond particles, that is, the height difference between the surface of the steel material and the tip of the diamond particle (that is, the sliding contact surface) was 65 μm.

その後、加工後の鋼材から、18×12×6mmt(試験面は18×12の面)のチップを作製した。該チップを、φ140/106×6mmtの炭化チタンリングと、面圧2kg/cm、周速2m/secの条件で1時間摩擦摩耗試験を実施した。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。 Thereafter, a chip of 18 × 12 × 6 mmt (the test surface is a surface of 18 × 12) was produced from the processed steel material. The chip was subjected to a frictional wear test for 1 hour under the conditions of a titanium carbide ring of φ140 / 106 × 6 mmt, a surface pressure of 2 kg / cm 2 , and a peripheral speed of 2 m / sec. At this time, the test was performed under the condition that there was no lubricant between the tip and the ring.

〔実施例3〕
摺接粒子として、ダイヤモンド粒子とDLC粒子とを重量比で1:1で混合した平均粒子径30μmのダイヤ−DLC粒子を用いたこと以外は、実施例2と同様の条件にて電着(単結晶ダイヤのニッケル電着)及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は30%であった。また、ダイヤ−DLC粒子間の領域の深さ、つまり、鋼材の表面とダイヤ−DLC粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差は2.0μmであった。
Example 3
Electrodeposition under the same conditions as in Example 2 except that diamond-DLC particles having an average particle diameter of 30 μm in which diamond particles and DLC particles were mixed at a weight ratio of 1: 1 were used as the sliding contact particles. Nickel electrodeposition of crystal diamond) and the surface of the sliding particles were processed. The surface density of the sliding contact particles was 30%. Moreover, the depth of the area | region between diamond-DLC particle | grains, ie, the difference of the height of the steel material surface, and the front-end | tip (namely, sliding contact surface) of diamond-DLC particle | grains was 2.0 micrometers.

そして、リングとして窒化ケイ素リングを用いたこと以外は、実施例2と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。   Then, a frictional wear test was performed under the same conditions as in Example 2 except that a silicon nitride ring was used as the ring. At this time, the test was performed under the condition that there was no lubricant between the tip and the ring.

〔実施例4〕
ダイヤモンド粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とダイヤモンド粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差が0.2μmであること以外は、実施例1と同様にして、摩擦摩耗試験用チップを作製し、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。
Example 4
Except that the depth of the region between the diamond particles, that is, the height difference between the surface of the substrate and the tip of the diamond particles (that is, the sliding contact surface) is 0.2 μm, the same as in Example 1, A tip for a frictional wear test was prepared and a frictional wear test was performed. At this time, the test was performed under the condition that there was no lubricant between the tip and the ring.

〔実施例5〜8〕
摺接粒子として、平均粒子径40μm〜180μmのダイヤモンド粒子を用いて、実施例2と同様の条件にて電着(単結晶ダイヤのニッケル電着)及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は10%〜80%であり、ダイヤ粒子間の領域の深さは2.0μm〜80μmであった。実施例4〜6は窒化ケイ素リング、実施例7は炭化チタンリングを用いて、実施例2と同様の条件にて摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。なお、スラリー濃度は後述する表2に示す濃度とした。
[Examples 5 to 8]
Diamond particles having an average particle diameter of 40 μm to 180 μm were used as the sliding contact particles, and electrodeposition (single crystal diamond nickel electrodeposition) and processing of the sliding contact particle surface were performed under the same conditions as in Example 2. The surface density of the sliding contact particles was 10% to 80%, and the depth of the region between the diamond particles was 2.0 μm to 80 μm. Examples 4 to 6 were subjected to a frictional wear test under the same conditions as in Example 2 using a silicon nitride ring and Example 7 using a titanium carbide ring. At this time, the test was performed under a condition in which a slurry liquid in which a solid material having high hardness and water were present was present between the tip and the ring. The slurry concentration was the concentration shown in Table 2 described later.

〔実施例9〕
摺接粒子として、平均粒子径80μmのDLC粒子を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件にて、SPS装置を用いた摺接粒子の接合、及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は60%、DLC粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とDLC粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差は50μmであった。
Example 9
Except that DLC particles having an average particle diameter of 80 μm were used as the sliding contact particles, the sliding contact particle bonding and the sliding contact particle surface processing were performed using the SPS device under the same conditions as in Example 1. . The surface density of the sliding contact particles was 60%, and the difference between the depth of the region between the DLC particles, that is, the height between the surface of the substrate and the tip of the DLC particles (that is, the sliding contact surface) was 50 μm.

そして、実施例1と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。   Then, a friction and wear test was performed under the same conditions as in Example 1. At this time, the test was performed under a condition in which a slurry liquid in which a solid material having high hardness and water were present was present between the tip and the ring.

〔実施例10〕
摺接粒子として、平均粒子径460μmの立方晶窒化ホウ素粒子(CBN)を用いたこと以外は、実施例2と同様の条件にて電着(単結晶ダイヤのニッケル電着)及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は30%であった。また、立方晶窒化ホウ素粒子間の領域の深さ、つまり、鋼材の表面とダイヤ−DLC粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差は100μmであった。
Example 10
Electrodeposition (nickel electrodeposition of single crystal diamond) and the surface of the sliding contact particles under the same conditions as in Example 2 except that cubic boron nitride particles (CBN) having an average particle diameter of 460 μm were used as the sliding contact particles. Was processed. The surface density of the sliding contact particles was 30%. The depth of the region between the cubic boron nitride particles, that is, the difference in height between the surface of the steel material and the tip of the diamond-DLC particle (that is, the sliding contact surface) was 100 μm.

そして、リングとして窒化ケイ素リングを用いたこと以外は、実施例2と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。   Then, a frictional wear test was performed under the same conditions as in Example 2 except that a silicon nitride ring was used as the ring. At this time, the test was performed under a condition in which a slurry liquid in which a solid material having high hardness and water were present was present between the tip and the ring.

〔実施例11〕
摺接粒子として、平均粒子径60μmのガラス状カーボン粒子を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件にて電着(単結晶ダイヤのニッケル電着)及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は50%であった。
Example 11
Electrodeposition (nickel electrodeposition of single crystal diamond) and processing of the surface of the sliding contact particles were performed under the same conditions as in Example 1 except that glassy carbon particles having an average particle diameter of 60 μm were used as the sliding contact particles. It was. The surface density of the sliding contact particles was 50%.

摺接粒子として、平均粒子径60μmのガラス状カーボン粒子を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件にて、SPS装置を用いた摺接粒子の接合、及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は50%、ガラス状カーボン粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とガラス状カーボン粒子の先端(すなわち、摺接面)との高さの差は20μmであった。   Except for using glassy carbon particles having an average particle diameter of 60 μm as the sliding contact particles, bonding of the sliding contact particles using the SPS device and processing of the surface of the sliding contact particles were performed under the same conditions as in Example 1. went. The surface density of the sliding contact particles was 50%, and the difference between the depth of the region between the glassy carbon particles, that is, the height between the surface of the substrate and the tip of the glassy carbon particles (that is, the sliding contact surface) was 20 μm. It was.

そして、実施例1と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。   Then, a friction and wear test was performed under the same conditions as in Example 1. At this time, the test was performed under a condition in which a slurry liquid in which a solid material having high hardness and water were present was present between the tip and the ring.

表1は、実施例1〜4において作製され、試験を行った摺動部材の、各種条件及び試験結果を示す表である。   Table 1 is a table showing various conditions and test results of the sliding members produced in Examples 1 to 4 and tested.

Figure 0006420272
Figure 0006420272

表1に示すように、実施例1〜3のように、摺接粒子の先端が基体の軸を中心とする同一円周上にあり、かつ摺接粒子間の領域の深さが0.8μm以上である場合には、摺動性が良く、耐摩耗性に優れる摺動部材が得られることが確認された。摺接粒子間の領域の深さが0.8μmよりも浅い0.2μmであった実施例4においては、摩擦係数は、実施例3よりも若干大きくなったものの、良好な結果が得られた。   As shown in Table 1, as in Examples 1 to 3, the tips of the sliding contact particles are on the same circumference around the axis of the substrate, and the depth of the region between the sliding contact particles is 0.8 μm. In the case described above, it was confirmed that a sliding member having good slidability and excellent wear resistance was obtained. In Example 4 in which the depth of the region between the sliding particles was 0.2 μm, which was shallower than 0.8 μm, the friction coefficient was slightly larger than in Example 3, but good results were obtained. .

表2は、実施例2〜3、5〜8において作製され、試験を行った摺動部材の、各種条件及び試験結果を示す表である。   Table 2 is a table showing various conditions and test results of the sliding members manufactured and tested in Examples 2-3 and 5-8.

Figure 0006420272
Figure 0006420272

表2に示すように、実施例2〜3、5〜8において作製された摺動部材は、スラリー液が存在する条件下においても、摺動性が良く、耐摩耗性に優れていた。しかしながら、基体表面に固定された摺接粒子の面密度が10%又は80%の場合には、面密度が20%〜70%の場合よりも、チップの摩耗量が約10倍大きかった。したがって、耐摩耗性をより一層向上させるためには、面密度が20%〜70%であることが好ましいことが確認された。   As shown in Table 2, the sliding members prepared in Examples 2 to 3 and 5 to 8 had good sliding properties and excellent wear resistance even under conditions where the slurry liquid was present. However, when the surface density of the slidable contact particles fixed to the substrate surface was 10% or 80%, the wear amount of the chip was about 10 times larger than when the surface density was 20% to 70%. Therefore, it was confirmed that the surface density is preferably 20% to 70% in order to further improve the wear resistance.

表3は、実施例9、実施例10及び実施例11において作製され、試験を行った摺動部材の、各種条件及び試験結果を示す表である。   Table 3 is a table showing various conditions and test results of the sliding members manufactured in Example 9, Example 10 and Example 11 and tested.

Figure 0006420272
Figure 0006420272

表3に示すように、摺接粒子としてDLC粒子、立方晶窒化ホウ素粒子(CBN)あるいはガラス状カーボン粒子を用いて作製した摺動部材においても、ダイヤモンド粒子を用いて作製した摺動部材と同様に、スラリー液が存在する条件下においても、摺動性が良く、耐摩耗性に優れるという特性を有していることが確認された。   As shown in Table 3, the sliding member produced using DLC particles, cubic boron nitride particles (CBN) or glassy carbon particles as the sliding contact particles is the same as the sliding member produced using diamond particles. In addition, it was confirmed that even under conditions where the slurry liquid is present, the material has good sliding properties and excellent wear resistance.

〔粒子の突出の有無による効果の確認〕
摺動部材10について、摺動部材基部10e(基体10a)の表面から摺接粒子10bが突出していることによる効果(摩擦係数)について確認した。その結果を表4に示す。
[Confirmation of effect by the presence or absence of particle protrusion]
About the sliding member 10, the effect (friction coefficient) by the sliding contact particle 10b protruding from the surface of the sliding member base 10e (base | substrate 10a) was confirmed. The results are shown in Table 4.

実施例Aおよび比較例の基体は、炭化タングステンの粒子を含むコバルト合金である。実施例A〜Cに示す摺動部材のチップおよびリングは、実施例1の場合と同様の方法にて製造した。また、試験は、実施例1と同様の条件にて行った。ただし、面圧4.2kg/cmとした。 The substrates of Example A and Comparative Example are cobalt alloys containing tungsten carbide particles. The tips and rings of the sliding members shown in Examples A to C were manufactured in the same manner as in Example 1. The test was performed under the same conditions as in Example 1. However, the contact pressure was 4.2 kg / cm 2 .

平均高さは、摺動部材基部10e(基体10a)の表面から摺接粒子10bの先端までの平均高さであり、比較例は0(突出無し)、実施例Aは1.4μm(突出有り)、実施例Bは1.2μm(突出有り)、実施例Cは1.2μm(突出有り)とした。この結果、摩擦係数は、比較例(突出無)では0.58であったのに対し、実施例Aでは0.2、実施例Bでは0.23、実施例Cでは0.25となった。   The average height is the average height from the surface of the sliding member base 10e (base 10a) to the tip of the sliding contact particle 10b. The comparative example is 0 (no protrusion), and Example A is 1.4 μm (with protrusion). ), Example B was 1.2 μm (with protrusions), and Example C was 1.2 μm (with protrusions). As a result, the friction coefficient was 0.58 in the comparative example (no protrusion), 0.2 in Example A, 0.23 in Example B, and 0.25 in Example C. .

Figure 0006420272
Figure 0006420272

表4に示すように、突出している摺接粒子10bを有する摺動部材10は、突出している摺接粒子10bを有していない摺動部材と比べて、摩擦係数が小さく、被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材として、良好な機能を有することが確認できた。   As shown in Table 4, the sliding member 10 having the protruding sliding contact particle 10b has a smaller coefficient of friction than the sliding member having no protruding sliding contact particle 10b, and the sliding member As a sliding member that slides relatively, it has been confirmed that it has a good function.

本発明は、無水状態での先行運転や、土砂等を含むスラリーの気液混合状態での排水といった、軸・軸受構造にとって過酷な条件での運転を行う先行待機運転ポンプに利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a prior standby operation pump that performs an operation under severe conditions for a shaft / bearing structure such as a prior operation in an anhydrous state and a drainage in a gas-liquid mixed state of slurry including earth and sand. .

1A 軸・軸受構造
10 軸部材
10a 基体
10b 摺接粒子
10b1 被覆対象粒子
10b2 被膜
10c 非摺接粒子
10d 表面形成部
10e 摺動部材基部
11 軸受け部材
12 粒子間領域
13 摺接面
20 ニッケルメッキ膜
30 摺接粒子粉末層
40 硬質粒子
50 硬質金属膜
51 摺接粒子−金属複合体
60 硬質金属粉末層
1A Shaft / bearing structure 10 Shaft member 10a Base body 10b Sliding contact particle 10b1 Coating target particle 10b2 Coating 10c Non-sliding contact particle 10d Surface forming portion 10e Sliding member base 11 Bearing member 12 Interparticle region 13 Sliding surface 20 Nickel plating film 30 Sliding contact particle powder layer 40 Hard particle 50 Hard metal film 51 Sliding contact particle-metal composite body 60 Hard metal powder layer

Claims (17)

被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出しており、
上記摺接粒子の先端部は、被摺動部材と摺接する摺接面を形成する面を有していることを特徴とする摺動部材。
A sliding member that slides relative to the sliding member,
A sliding member base;
Scattering particles fixed on the surface of the sliding member base and slidably contacting the sliding member,
The sliding particles protrude from the surface of the sliding member base ,
The sliding member characterized in that the tip of the sliding contact particle has a surface that forms a sliding contact surface in sliding contact with the sliding member.
被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出しており、
上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の外面に固定され、上記摺接粒子よりも粒径が小さい非摺接粒子とを備えていることを特徴とする摺動部材。
A sliding member that slides relative to the sliding member,
A sliding member base;
Scattering particles fixed on the surface of the sliding member base and slidably contacting the sliding member,
The sliding particles protrude from the surface of the sliding member base,
The sliding member base comprises a base and non-sliding contact particles fixed to the outer surface of the base and having a particle size smaller than the sliding contact particles .
被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出し、
上記摺動部材基部の表面の硬さがHv600kg/mm 以上であることを特徴とする摺動部材。
A sliding member that slides relative to the sliding member,
A sliding member base;
Scattering particles fixed on the surface of the sliding member base and slidably contacting the sliding member,
The sliding contact particles protrude from the surface of the sliding member base,
A sliding member characterized in that the surface of the sliding member base has a hardness of Hv 600 kg / mm 2 or more .
被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出しており、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部上へ電着固定されていることを特徴とする摺動部材。
A sliding member that slides relative to the sliding member,
A sliding member base;
Scattering particles fixed on the surface of the sliding member base and slidably contacting the sliding member,
The sliding particles protrude from the surface of the sliding member base,
The sliding member, wherein the sliding particles are electrodeposited and fixed on the sliding member base .
被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出しており、
上記摺接粒子は、被覆対象粒子及び被膜からなり、上記被覆対象粒子は、少なくとも一部が上記被膜にて被覆されており、
上記被膜は、上記被覆対象粒子の先端面の周りを覆うダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなり、
上記先端面から側面に至る角部に対応する部分の上記被膜の外面が曲面になっていることを特徴とする摺動部材。
A sliding member that slides relative to the sliding member,
A sliding member base;
Scattering particles fixed on the surface of the sliding member base and slidably contacting the sliding member,
The sliding particles protrude from the surface of the sliding member base,
The sliding contact particles are composed of particles to be coated and a coating, and the particles to be coated are at least partially coated with the coating,
The coating consists of a diamond-like carbon film or a glassy carbon film covering the periphery of the tip surface of the particles to be coated,
A sliding member, wherein an outer surface of the coating corresponding to a corner portion extending from the tip surface to a side surface is a curved surface .
被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出しており、
上記摺接粒子の平均粒子径が40μm〜200μmであることを特徴とする摺動部材。
A sliding member that slides relative to the sliding member,
A sliding member base;
Scattering particles fixed on the surface of the sliding member base and slidably contacting the sliding member,
The sliding particles protrude from the surface of the sliding member base,
A sliding member, wherein the sliding contact particles have an average particle diameter of 40 μm to 200 μm .
上記摺接粒子は、硬さが珪砂の硬さ以上であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の摺動部材。 The sliding member according to any one of claims 1 to 5 , wherein the sliding contact particles have a hardness equal to or higher than that of silica sand. 上記摺接粒子は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素、ガラス状カーボン粒子、アルミナ粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、炭化タングステン粒子、窒化ケイ素粒子及び炭化モリブデン粒子のうちの少なくとも1種以上を含むことを特徴とする請求項1〜5,7のいずれか1項に記載の摺動部材。 The slidable contact particles are diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride, glassy carbon particles, alumina particles, boron carbide particles, silicon carbide particles, tungsten carbide particles, silicon nitride particles, and molybdenum carbide particles. One or more types are included, The sliding member of any one of Claims 1-5, 7 characterized by the above-mentioned. 上記摺接粒子は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素、ガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも1種以上を含むことを特徴とする請求項6に記載の摺動部材。The sliding member according to claim 6, wherein the sliding particles include at least one of diamond particles, diamond-like carbon particles, cubic boron nitride, and glassy carbon particles. 上記摺動部材基部の表面から上記摺接粒子の先端までの平均高さは、0.8μm以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の摺動部材。 The sliding member according to any one of claims 1 to 9, wherein an average height from a surface of the sliding member base to a tip of the sliding contact particle is 0.8 µm or more. 複数の上記摺接粒子により上記被摺動部材を荷重支持することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の摺動部材。 The sliding member according to any one of claims 1 to 10, wherein the sliding member is load-supported by a plurality of the sliding contact particles. 上記摺動部材基部の表面の垂直方向から見たときの、上記摺接粒子が占める面積の割合である面密度が20〜70%であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の摺動部材。 When viewed from the vertical direction of the surface of the sliding member base, claim 1-11 in which the surface density is the ratio of the area in which the sliding contact grains account is characterized in that 20 to 70% 1 The sliding member according to item. 上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の表面に形成された金属膜とを備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の摺動部材。 The sliding member according to any one of claims 1 to 12 , wherein the sliding member base includes a base and a metal film formed on a surface of the base. 上記被摺動部材がセラミックス又はサーメットであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の摺動部材。 The sliding member according to any one of claims 1 to 13 , wherein the sliding member is ceramic or cermet. 上記被膜は、少なくとも上記被覆対象粒子の先端を覆い、ダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなることを特徴とする請求項に記載の摺動部材。 The sliding member according to claim 5 , wherein the coating film covers at least the tip of the particles to be coated and is made of a diamond-like carbon film or a glassy carbon film. 軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いられ、
上記摺接粒子の先端は、上記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上にあることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の摺動部材。
Used for shaft / bearing structure with shaft and bearing,
The sliding member according to any one of claims 1 to 15, wherein a tip of the sliding contact particle is on the same circumference centering on an axis of the shaft / bearing structure.
請求項1〜16のいずれか1項に記載の摺動部材を備えていることを特徴とするポンプ。   A pump comprising the sliding member according to claim 1.
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