JPH059478B2

JPH059478B2 -

Info

Publication number: JPH059478B2
Application number: JP4223089A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Michioka; Yoshio Fuwa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1993-02-05
Also published as: JPH02219894A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、互いに摺動する部材の組み合わせに
関する。（従来の技術）摺動部材の摩擦摩耗特性を改良するために、
種々の処理が提案されている。例えば、デフアレ
ンシヤル装置内のすべり摺動部材においては、ギ
ア側の部材としてスチール製部材に浸炭処理を施
してなるものを使用し、その相手材（スラストワ
ツシヤー）として、タフトライド法またはガス軟
窒化法等の方法により窒化処理を施したものが使
用されている。（発明が解決しようとする課題）しかしながら、摺動部材においては、摩擦面間
の微視的な付着、滑りにより引き起こされるブレ
ーキの鳴き、クラツチのビビリ等の原因となるス
テイツクスリツプ現象が問題となることがある。
特に、上記のデフアレンシヤル装置のギアとスラ
ストワツシヤーにおいては、潤滑条件等使用環境
が厳しくなると、該部材間で油膜切れを生じ、そ
の結果、ステイツクスリツプ現象が生じ、異音を
発生する等の問題となる。また、そのような摺動
部材においては、焼付きが生じやすいという問題
もあつた。従つて、本発明は、異音等の原因となるステイ
ツクスリツプ現象が防止され、耐焼付き性に優れ
た摺動部材を提供することを目的とする。（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明の摺動部
材は、互いに摺動する二つの鉄系部材であつて、
第一の部材の摺動面に、浸炭焼入処理及びリユー
ブライト処理が施され、第二の部材の摺動面に、
15〜35容量％のポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）分散されたNi−２〜13重量％Ｐめつき
層が形成されていることを特徴とする。好ましくは、第二の部材に前記めつき層を形成
した後、熱処理を行うことにより、該めつき層の
Ni₂Pを変化させてNi₃Pの結晶を析出させ、該め
つき層の硬さをHv450以上とする。 PTFEの分散量は、15容量％未満ではステイツ
クスリツプ現象の防止効果が充分でなく、また、
耐焼付き性の点でも充分でなく、逆に35容量％を
超えると、めつき層の耐摩耗性が大幅に低下する
ため、15〜35容量％とするのが好ましい。 PTFEの粒径は、好ましくは0.2〜0.6μｍであ
る。めつき層中のＰの含有量は、２重量％未満では
熱処理を行つても充分な硬さが得られず、めつき
層の耐摩耗性が悪く、逆に13重量％を超えるとめ
つき層の靭性が低下して、めつき層の剥離が発生
しやすくなるため、２〜13重量％とするのが好ま
しい。めつき層の硬さは、耐摩耗性、耐焼付性の面か
ら、上述の各要因、即ち、PTFE分散量、Ｐ量、
及び熱処理条件を組み合わせることにより、
Hv450以上とするのが好ましい。（作用）本発明の摺動部材は、第一の部材の摺動面に浸
炭処理及びリユーブライト処理が施され、第二の
部材の摺動面にPTFE分散めつき層が形成されて
いるため、摺動によるステイツクスリツプ現象が
起こりにくい。これは、ステイツクスリツプ現象
は、摩擦係数がすべり速度の増加に伴つて減少す
る場合に起こりやすいが、上記の処理が施された
摺動部材では、摩擦係数が、すべり速度の増加に
伴つて増加するか、または一定であるためと考え
られる。また、本発明の摺動部材は耐焼付き性の
点でも優れている。（実施例）以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。実施例１：長さ70mm×幅15mm×厚さ10mmのスチール（JIS
規格：SPCC）製平板を、粒径0.2〜0.3μｍの
PTFE、硝酸ニツケル、次亜リン酸ソーダ、アル
キルヒドロキシカルボン酸（錯化剤）、アルキル
ジカルボン酸（反応促進剤）、安定剤及びPH調整
剤を含む、浴温85〜90℃のめつき液に約90分程度
浸漬することにより、PTFEが25容量％分散され
たNi−８％Ｐ合金めつき層を約15μｍの厚さで形
成した。その後、300℃×１時間の熱処理を行う
ことにより、上記合金めつき層の硬さをHv550と
した。このようにして、平板試験片を作成した。
該平板試験片は、70×15mmの面を試験面（摺動
面）とする。一方、鋼製（JIS：SCM415H）５／32インチ
ボールに、浸炭焼入処理及びリユーブライト処理
を施して、ボール試験片を作成した。なお、浸炭
焼入後のボール試験片の硬さはHv750である。比較例１：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボ
ールを用い、ボールには浸炭焼入を行い、平板に
は実施例１と同様の処理を施すことにより、ボー
ル試験片及び平板試験片を作成した。なお、浸炭
焼入により達成されるボール試験片の硬さは
Hv750である。比較例２：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボ
ールを用い、ボールには比較例１と同様の浸炭焼
入を行い、平板にはタフトライド処理を施すこと
により、ボール試験片及び平板試験片を作成し
た。なお、タフトライド処理により達成される平
板試験片の硬さはHv650である。比較例３：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボ
ールを用い、ボールには実施例１と同様の浸炭焼
入及びリユーブライト処理を施し、平板には比較
例２と同様のタフトライド処理を施すことによ
り、ボール試験片及び平板試験片を作成した。比較例４：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボ
ールを用い、ボールには実施例１と同様の浸炭焼
入及びリユーブライト処理を施し、また平版には
めつき液がPTFEを含まないこと以外は実施例１
と同様の処理を施し、ボール試験片及び平板試験
片を作成した。

【表】試験例１：摩擦試験上記実施例１及び比較例１〜４で作成した平板
試験片及びボール試験片の各組み合わせを、順次
バウンデン式摩擦試験機にセツトし、約80℃に加
熱した平板試験片の試験面に潤滑油（ATF：商
品名「デクスロン」）を塗布した後、ボール試
験片を接触させ、荷重２Kgを負荷しながら、0.06
〜２mm／秒のすべり速度にて平板試験片側を往復
摺動させることにより、摩擦試験を行つた。なお、平板試験片の表面粗さは、２〜3μｍRZ
である。該試験により求められた摩擦係数μとすべり速
度ｖとの関係（μ−ｖ特性）を第１図のグラフに
示す。第１図より明らかなように、実施例１の試験片
は、ｖ＝０の場合、比較例１〜４の試験片に比べ
て摩擦係数が一番低くなつており、しかもμ−ｖ
特性は、速度の増加とともに摩擦係数が高くなる
右上がり傾向を示している。これに対しその他の
比較例は、全てμ−ｖ特性が右下がりとなつてい
る。一般にステイツクスリツプ現象は、摩擦係数
が高く、しかもμ−ｖ特性が右下がりとなる場合
に発生することが知られている。このことから、
実施例１の材料組み合わせの場合には、ステイツ
クスリツプ現象による異音発生を良好に防止しう
ることがわかる。実施例２鋼板（JIS：SPCC）製の30mm×30mm×厚さ10
mmの平板に、実施例１と同様の方法により、
PTFEが25容量％分散されたNi−８％Ｐ合金め
つき層を約15μｍの厚さで形成した。その後、
300℃×１時間の熱処理を行うことにより、上記
合金めつき層の硬さをHv550とした。得られた平
板試験片の30×30mmの面を試験面（摺動面）とす
る。外径25.4mm×内径20mm×長さ10mmの円筒に、
浸炭焼入処理及びリユーブライト処理を施して、
円筒試験片を作成した。比較例５〜８上記実施例２と同様の平板及び円筒に、下記の
表２に示した組み合わせ記号Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対
応して、比較例１〜４において平板及びボールに
対して行われた処理を行い、比較例５〜８の平板
試験片及び円筒試験片を作成した。試験例２：焼付試験実施例２及び比較例５〜８の平板試験片及び円
筒試験片を組み合わせて焼付試験機にセツトし、
平板試験片（30mm×30mm）の摺動面に潤滑油
（ATF：商品名「デクスロン」）を塗布した後、
同試験片を回転数500rpmにて回転させ、それに
円筒試験片を押し付け、10Kgｆより500Kgｆまで
段階的に押付荷重を増加させて焼付限度荷重を測
定することにより焼付試験を行つた。結果を表２
に示す。

【表】表２より明らかなように、実施例２の試験片は
各比較例のものに比べて耐焼付性に優れている。試験例３：摩耗試験上記試験例２の焼付試験と同じ試験機を用い、
上記実施例２及び比較例５ないし８と同様の試験
片を用いて、摩耗試験を行つた。まず、平板試験
片の摺動面に潤滑油（ATF：商品名「デクスロ
ン」）を0.8c.c.／分で滴下しながら、同試験片を
回転数500rpmにて回転させ、それに円筒試験片
を200Kgｆで押付け、60分間摩耗試験を行つた。
平板試験片側の摺動痕の深さ（摩耗深さ）を測定
した。結果を表３に示す。

【表】表３より実施例２による試験片における摩耗深
さは比較例５、６、７に比べて浅いことがわか
る。比較例８は、平板試験片の摩耗深さに関して
は実施例２より浅くなつているが、相手側部材で
ある円筒試験片の摩耗が大きいため、全体として
は、実施例２が最も耐摩耗性に優れていた。試験例４：平板試験片にめつきするNi−8P＋PTFE層中
のPTFE量を、10容量％、15容量％、25容量％、
35容量％、40容量％としたこと以外は上記実施例
１または実施例２と同様の方法により作成した試
験片について、μ−ｖ特性、摩擦係数（μレベ
ル）、摩耗深さ及び耐焼付き性を試験した。結果
を表４に示す。

【表】表４に示すように、PTFE量は15〜35容量％と
するのが好ましい。実施例３第２図はデフアレンシヤル装置１を示す断面図
である。該デフアレンシヤル装置１においては、
本発明の第一の部材に相当するものとしてサイド
ギヤ２及びピニオンギヤ３を、鋼製（JIS：
SCM415H）で表面に浸炭焼入後、リユーブライ
ト処理を施してなるもので作成し、第二の部材と
して、スラストワツシヤー５及び球面ワツシヤー
６を、鋼板（JIS：SPCC）製で、表面にPTFE
分散（25容量％）Ni−8P合金めつき層（Hv550）
を形成してなるものとした。なお、図中、３はピ
ニオンギヤ、４はピニオンシヤフト、７はスプラ
インを示す。比較例９〜11：上記比較例において、組み合わせ記号Ｂ、Ｃ、
Ｅのボール試験片に相当する材料により、上記の
サイドギヤ２及びピニオンギヤ３を製造し、組み
合わせ記号Ｂ、Ｃ、Ｅの平板試験片に相当する材
料によりスラストワツシヤー５及び球面ワツシヤ
ー６を製造し、これらの部品を組み合わせて製造
されたデフアレンシヤル装置を車両に組み付け、
旋回走行試験を行つた。該試験において測定され
たステイツクスリツプ現象による異音発生の有無
を表５に示す。

【表】比較例９、10、11（組み合わせＢ、Ｃ、Ｅ）は
初期からステイツクスリツプによる異音の発生が
確認されたのに対し、実施例３の組み合わせでは
初期だけでなく、1000Km走行テスト後においても
ステイツクスリツプによる異音の発生はなく、良
好な成積を示した。（発明の効果）本発明の摺動部材においては、ステイツクスリ
ツプ現象の発生が良好に防止されるため、ブレー
キ鳴き、クラツチのビビリ等が防止される。耐焼
付性が約1.75倍高くなる。従つて、本発明の摺動
部材を使用して製造された製品の品質、耐久性は
著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例及び比較例で製造され
た摺動部材のμ−ｖ特性を示すグラフ、第２図は
本発明の一実施例の摺動部材が適用されたデフア
レンシヤル装置を示す断面図である。１…デフアレンシヤル装置、２…サイドギヤ、
３…ピニオンギヤ、５…スラストワツシヤー、６
…球面ワツシヤー。

Claims

【特許請求の範囲】

１互いに摺動する二つの鉄系部材であつて、第
一の部材の摺動面に、浸炭焼入処理及びリユーブ
ライト処理が施され、第二の部材の摺動面に、15
〜35容量％のポリテトラフルオロエチレンが分散
されたNi−２〜13重量％Ｐめつき層が形成され
ていることを特徴とする摺動部材。