JPH03166292A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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- JPH03166292A JPH03166292A JP1305851A JP30585189A JPH03166292A JP H03166292 A JPH03166292 A JP H03166292A JP 1305851 A JP1305851 A JP 1305851A JP 30585189 A JP30585189 A JP 30585189A JP H03166292 A JPH03166292 A JP H03166292A
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、タベットや、ロッカーアーム、ポンプのシー
ル部材など、摺動部分に用いられるセラミック製の摺動
部材に関する． ［従来の技術］ 近年、エンジンの長寿命化、メンテナンスフリー化など
によって、エンジンの弁駆動系、ウ才一タボンプのシー
ル部材などの摺動部分における耐摩耗性の要求が非常に
高くなっている．そこで、摺動部分に耐摩耗性に優れた
セラミック製の摺動部材を用いた摺動部品が知られてい
る．［発明が解決しようとする課題］ しかるに、セラミックの材料にコストの比較的低いアル
ミナを用いた場合で、かつセラミック製摺動部材と摺動
する相手材の材料が、金属やカーボンなどセラミック以
外の材料によって設けられている場合、相手材の摺動面
に摩耗による凹みが発生したり、摺動面にスカツフィン
グが発生したりする問題点を有していた． なお、セラミックの材料にＳＩＣ，Ｓｉ３Ｎ４、Ｚｒ０
２などを用いることによって、上記の問題点を緩和でき
るが、セラミックのコスト、つまり摺動部材のコストが
高くなってしまう問題点を有していた． 本発明の目的は、摺動部材の相手材の耐摩耗性および摺
動性が優れ、コストの安価な摺動部材の提供にある． ［課題を解決するための手段１ 上記の目的を達戒するために、本発明の摺動部材は、ア
ルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均が３μ
ｍ以下で、Ｃ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の多結晶体
セラミックよりなる技術的手段を採用する． なお、Ｃ軸方向とは、焼結時にセラミックが最も戒長ず
る方向を示す。
ル部材など、摺動部分に用いられるセラミック製の摺動
部材に関する． ［従来の技術］ 近年、エンジンの長寿命化、メンテナンスフリー化など
によって、エンジンの弁駆動系、ウ才一タボンプのシー
ル部材などの摺動部分における耐摩耗性の要求が非常に
高くなっている．そこで、摺動部分に耐摩耗性に優れた
セラミック製の摺動部材を用いた摺動部品が知られてい
る．［発明が解決しようとする課題］ しかるに、セラミックの材料にコストの比較的低いアル
ミナを用いた場合で、かつセラミック製摺動部材と摺動
する相手材の材料が、金属やカーボンなどセラミック以
外の材料によって設けられている場合、相手材の摺動面
に摩耗による凹みが発生したり、摺動面にスカツフィン
グが発生したりする問題点を有していた． なお、セラミックの材料にＳＩＣ，Ｓｉ３Ｎ４、Ｚｒ０
２などを用いることによって、上記の問題点を緩和でき
るが、セラミックのコスト、つまり摺動部材のコストが
高くなってしまう問題点を有していた． 本発明の目的は、摺動部材の相手材の耐摩耗性および摺
動性が優れ、コストの安価な摺動部材の提供にある． ［課題を解決するための手段１ 上記の目的を達戒するために、本発明の摺動部材は、ア
ルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均が３μ
ｍ以下で、Ｃ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の多結晶体
セラミックよりなる技術的手段を採用する． なお、Ｃ軸方向とは、焼結時にセラミックが最も戒長ず
る方向を示す。
［作用］
アルミナ結晶は、戒長ずるに従い、方向性を備えた六方
晶が発達する．しかるに、発達してなる六方晶の粒径の
Ｃ軸方向の最大粒径を５μｍ以下、平均粒径を３μｍ以
下とすることにより、摺動部材の表面（摺動面）が従来
に比較して滑らかになる．また、アルミナの含有率を９
８重量％以上と高純度にすることにより、セラミックに
ピンホールが形成されることを防ぐことができる．［発
明の効果］ 本発明は、表面にピンホールを有しない滑らかな摺動面
が形戒されるため、相手材が摩耗するのを防ぐことがで
きる．また、相手材との摺動抵抗が小さくなるため、ス
カツフイングの発生を従来に比較して抑えることができ
る． また、アルミナによって摺動部材が形成されるため、摺
動部材のコストを低く抑えることができる。
晶が発達する．しかるに、発達してなる六方晶の粒径の
Ｃ軸方向の最大粒径を５μｍ以下、平均粒径を３μｍ以
下とすることにより、摺動部材の表面（摺動面）が従来
に比較して滑らかになる．また、アルミナの含有率を９
８重量％以上と高純度にすることにより、セラミックに
ピンホールが形成されることを防ぐことができる．［発
明の効果］ 本発明は、表面にピンホールを有しない滑らかな摺動面
が形戒されるため、相手材が摩耗するのを防ぐことがで
きる．また、相手材との摺動抵抗が小さくなるため、ス
カツフイングの発生を従来に比較して抑えることができ
る． また、アルミナによって摺動部材が形成されるため、摺
動部材のコストを低く抑えることができる。
［実施例］
次に、本発明の摺動部材を、図に示す一実施例に基づき
説明する． （実施例の楕或〉 第１図は本発明の摺動部材を適用したポンプの断面図を
示す． ボンプ１は、ウ才一タボンブなどに用いられるもので、
回転軸２と、この回転軸２によって駆動されるインペラ
３と、このインベラ３を覆い、流体の通路を形成するケ
ース４とからなる。インペラ３は、ケース４内に配され
ている．そして、回転軸２はケース４内のインベラ３を
ケース４の外部より駆動する構造で、回転軸２がケース
４を貫通して設けられている．このため、回転軸２とケ
ース４との間から、ケース４内の流体が漏れないように
、ボンプ１には、シールｌｌｌｔｌｌ５が設けられてい
る． 本実施例に示すシール機構５は、インベラ３と回転軸２
の周囲との間で、シールするものである．シール機横５
は、インペラ３にガスケット６を介して固着されたシー
ルリング（本発明の摺動部材）７と、回転軸２の周囲に
保持された摺動リング《相手材〉８とを備える．この摺
動リング８は、スプリング９によって常にシールリング
７に向けて付勢されている．なお、スプリング９は、ケ
ース４に固着された枠体１０の内部に配されている．摺
動リング８は、焼結カーボンよりなる．また、シールリ
ング７は、アルミナを主戒分としたセラミックよりなる
．シールリング７に用いられるセラミックは、アルミナ
の含有率が９８重量％以上の多結晶体セラミックで、焼
結後の各粒径の平均が３μｍ以下で、Ｃ軸方向の最大粒
径が５μＩｎ以下に設けられている． 次に、シールリング７を、アルミナのが含有率が９８重
量％以上で、粒径の平均が３μｍ以下で、Ｃ軸方向の最
大粒径が５μｍ以下の多結晶体セラミックとした理由を
、次の表１を用いて説明する．表１ 上記の表１は、アルミナよりなる摺動部材と相手部材（
ステンレス、カーボン）とを、面圧１．０〜３．０ ｋ
ｇ／ｃｍ２−無潤滑、１００時間で行った実験結果を示
す．なお、Ｏは、ｐＩ粍量が１μｍ未満で、かつスカッ
フィングの発生を起こらなかったものを示す．×は、摩
耗量が１μｍ以上、あるいはスカツフィングが発生した
ものを示す．また、力一ボンは、焼結カーボンで、ショ
ア硬度７０のものを用いた． また、上記の実験に用いたアルミナセラミックの製造方
法を簡単に説明する． まず、水酸化アルミナを１５００℃で焼成し、０．５〜
１。５μｍの細かい１次粒子のα−アルミナを析出する
。次いで、このα−アルミナに、Ｃａ−Ｍｇ−Ｓｔ系の
フラックス原料−を加えて混合した後、有機バインダー
としてポリビニルアルコールを加え、噴霧乾燥装置で造
粒する．そして、プレス成形を行って形を整えた後、約
１６００℃で本焼成を行い、試験体となる摺動部材を形
戒した．なお、焼戒体の平均粒径、Ｃ軸方向の最大粒径
は、焼成温度および焼戒時間を変えて形戒した． この実験結果に示すように、資料Ｎｏ．１− ３に示す
、アルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均が
３μｍ以下で、かつＣ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の
多結晶体セラミックでは、相手材の摩耗量を抑えるとと
もに、スカツフィングの発生が起こらなかった．逆に、
資料ＮＯ．４〜７に示す、アルミナの含有率が９８重量
％未満、粒径の平均が３μｍより大きい、あるいはＣ軸
方向の最大粒径が５μｍより大きい多結晶体セラミック
では、相手材の摩耗が進んだり、スカツフィングが発生
した． 上記の実験結果から、本実施例のシールリング７を、ア
ルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均が３μ
ｍ以下で、かつＣ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の多結
晶体セラミックとした．（実施例の効果） 本実施例のシールリング７は、自身のシールリング７は
もちろん、相手材である摺動リング８の摩耗を抑える．
また、シールリング７と摺動リング８の摺動面でのスカ
ツフィングの発生をも抑えることができる．このため、
ボンプ１を長期に亘って使用しても、シール機構５の破
損、および漏れを防ぐことができる。
説明する． （実施例の楕或〉 第１図は本発明の摺動部材を適用したポンプの断面図を
示す． ボンプ１は、ウ才一タボンブなどに用いられるもので、
回転軸２と、この回転軸２によって駆動されるインペラ
３と、このインベラ３を覆い、流体の通路を形成するケ
ース４とからなる。インペラ３は、ケース４内に配され
ている．そして、回転軸２はケース４内のインベラ３を
ケース４の外部より駆動する構造で、回転軸２がケース
４を貫通して設けられている．このため、回転軸２とケ
ース４との間から、ケース４内の流体が漏れないように
、ボンプ１には、シールｌｌｌｔｌｌ５が設けられてい
る． 本実施例に示すシール機構５は、インベラ３と回転軸２
の周囲との間で、シールするものである．シール機横５
は、インペラ３にガスケット６を介して固着されたシー
ルリング（本発明の摺動部材）７と、回転軸２の周囲に
保持された摺動リング《相手材〉８とを備える．この摺
動リング８は、スプリング９によって常にシールリング
７に向けて付勢されている．なお、スプリング９は、ケ
ース４に固着された枠体１０の内部に配されている．摺
動リング８は、焼結カーボンよりなる．また、シールリ
ング７は、アルミナを主戒分としたセラミックよりなる
．シールリング７に用いられるセラミックは、アルミナ
の含有率が９８重量％以上の多結晶体セラミックで、焼
結後の各粒径の平均が３μｍ以下で、Ｃ軸方向の最大粒
径が５μＩｎ以下に設けられている． 次に、シールリング７を、アルミナのが含有率が９８重
量％以上で、粒径の平均が３μｍ以下で、Ｃ軸方向の最
大粒径が５μｍ以下の多結晶体セラミックとした理由を
、次の表１を用いて説明する．表１ 上記の表１は、アルミナよりなる摺動部材と相手部材（
ステンレス、カーボン）とを、面圧１．０〜３．０ ｋ
ｇ／ｃｍ２−無潤滑、１００時間で行った実験結果を示
す．なお、Ｏは、ｐＩ粍量が１μｍ未満で、かつスカッ
フィングの発生を起こらなかったものを示す．×は、摩
耗量が１μｍ以上、あるいはスカツフィングが発生した
ものを示す．また、力一ボンは、焼結カーボンで、ショ
ア硬度７０のものを用いた． また、上記の実験に用いたアルミナセラミックの製造方
法を簡単に説明する． まず、水酸化アルミナを１５００℃で焼成し、０．５〜
１。５μｍの細かい１次粒子のα−アルミナを析出する
。次いで、このα−アルミナに、Ｃａ−Ｍｇ−Ｓｔ系の
フラックス原料−を加えて混合した後、有機バインダー
としてポリビニルアルコールを加え、噴霧乾燥装置で造
粒する．そして、プレス成形を行って形を整えた後、約
１６００℃で本焼成を行い、試験体となる摺動部材を形
戒した．なお、焼戒体の平均粒径、Ｃ軸方向の最大粒径
は、焼成温度および焼戒時間を変えて形戒した． この実験結果に示すように、資料Ｎｏ．１− ３に示す
、アルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均が
３μｍ以下で、かつＣ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の
多結晶体セラミックでは、相手材の摩耗量を抑えるとと
もに、スカツフィングの発生が起こらなかった．逆に、
資料ＮＯ．４〜７に示す、アルミナの含有率が９８重量
％未満、粒径の平均が３μｍより大きい、あるいはＣ軸
方向の最大粒径が５μｍより大きい多結晶体セラミック
では、相手材の摩耗が進んだり、スカツフィングが発生
した． 上記の実験結果から、本実施例のシールリング７を、ア
ルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均が３μ
ｍ以下で、かつＣ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の多結
晶体セラミックとした．（実施例の効果） 本実施例のシールリング７は、自身のシールリング７は
もちろん、相手材である摺動リング８の摩耗を抑える．
また、シールリング７と摺動リング８の摺動面でのスカ
ツフィングの発生をも抑えることができる．このため、
ボンプ１を長期に亘って使用しても、シール機構５の破
損、および漏れを防ぐことができる。
また、シールリング７がコストの低いアルミナによって
形戒されるため、シール機構５のコストを低く抑えるこ
とができる． 〈変形例〉 相手材に焼結カーボンを用いた例を示したが、鉄、ステ
ンレスなどの金属素材や、セラミック素材など、他の材
質よりなる相手材に本発明を適用しても良い． また、セラミック製の摺動部材を金属部材に固着してな
る摺動部品の摺動部材に、本発明を適用しても良い． さらに、本発明をボンプ１のシール機構５に適用した例
を示したが、エンジンのタベット、ロッカーアーム、プ
ッシュロッドなど、セラミックよりなる全ての摺動部材
に適用できる．
形戒されるため、シール機構５のコストを低く抑えるこ
とができる． 〈変形例〉 相手材に焼結カーボンを用いた例を示したが、鉄、ステ
ンレスなどの金属素材や、セラミック素材など、他の材
質よりなる相手材に本発明を適用しても良い． また、セラミック製の摺動部材を金属部材に固着してな
る摺動部品の摺動部材に、本発明を適用しても良い． さらに、本発明をボンプ１のシール機構５に適用した例
を示したが、エンジンのタベット、ロッカーアーム、プ
ッシュロッドなど、セラミックよりなる全ての摺動部材
に適用できる．
第１図はポンプの断面図を示す．
図中
７・・・シールリング（摺動部材）
代
理
人
石
黒
健二
Claims (1)
- １）アルミナの含有率が９８重量％以上で、粒径の平均
が３μｍ以下で、Ｃ軸方向の最大粒径が５μｍ以下の多
結晶体セラミックよりなる摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305851A JPH03166292A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305851A JPH03166292A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166292A true JPH03166292A (ja) | 1991-07-18 |
Family
ID=17950129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1305851A Pending JPH03166292A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03166292A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265816B1 (en) * | 1998-04-30 | 2001-07-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug, insulator for spark plug and process for fabricating the insulator |
| JP2009091196A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Nitsukatoo:Kk | 耐摩耗性にすぐれたアルミナ質セラミックス及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1305851A patent/JPH03166292A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265816B1 (en) * | 1998-04-30 | 2001-07-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug, insulator for spark plug and process for fabricating the insulator |
| JP2009091196A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Nitsukatoo:Kk | 耐摩耗性にすぐれたアルミナ質セラミックス及びその製造方法 |
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