JPH08269768A

JPH08269768A - 摺動面構成体

Info

Publication number: JPH08269768A
Application number: JP9975495A
Authority: JP
Inventors: Kenji Dousaka; 健児堂坂; Yusuke Toyoda; 裕介豊田; Katsumune Tabata; 勝宗田畑
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2720014B2

Abstract

(57)【要約】【目的】摺動条件を異にする２つの領域にそれぞれ優
れた摺動特性を発揮させることのできる摺動面構成体を
提供する。【構成】すべり軸受５の摺動面構成体９は金属結晶の
集合体より構成される。第１領域Ｒ₁の摺動条件は第２
領域Ｒ₂のそれよりも厳しい。第１領域Ｒ₁に、体心立
方構造を持ち、ミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面側
に向けた（２ｈｈｈ）配向性金属結晶１３を存在させ、
その存在率Ｓ_2hhhをＳ_2hhh≧２０％に設定する。この結
晶１３は高い硬さを有し、また摺動面１２において魚形
金属結晶１５の形態をなすので、その集合により良好な
保油性を有する。第２領域Ｒ₂に、体心立方構造を持
ち、ミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面側に向けた（ｈ
ｈｈ）配向性金属結晶１４を存在させ、その存在率Ｓ
_hhhをＳ_hhh≧４０％に設定する。この結晶１４は摺動
面１２において六角錐状金属結晶１６の形態をなすの
で、その集合により良好な保油性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は摺動面構成体、特に、金
属結晶の集合体より構成される摺動面構成体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種摺動面構成体としては、例
えば内燃機関用すべり軸受において、圧延鋼板製裏金
の、回転軸と対向する内周面に、耐焼付き性の向上を狙
って設けられるＰｂ合金メッキ層が知られている。

【０００３】しかしながら、内燃機関が高速、且つ高出
力化の傾向にある現在の状況下では、従来の摺動面構成
体はその摺動面が比較的平滑であることに起因してオイ
ル保持性、つまり保油性が十分でなく、耐焼付き性が乏
しいという問題があった。

【０００４】そこで、本出願人は先に、摺動面構成体と
してその摺動面に多数の角錐状金属結晶を有するものを
開発した（例えば、特開平６−１７４０８９号公報参
照）。

【０００５】このように構成すると、相隣る両角錐状金
属結晶は相互に食込んだ状態を呈し、したがって摺動面
は、多数の微細な山部と、それら山部の間に形成された
多数の微細な谷部と、山部相互の食込みに因る多数の微
細な沢部とからなる入組んだ様相を呈するので、摺動面
構成体の保油性が良好となる。これにより摺動面構成体
の耐焼付き性の向上が図られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記摺動面
構成体はその摺動特性が全体に亘り略一定であることか
ら、より苛酷な摺動環境において、その摺動面構成体に
摺動条件を異にする２つの領域が現出した場合、一方の
領域が良好な摺動特性を発揮しても、他方の領域にはそ
れを望むことができない、といった事態が発生する。

【０００７】本発明は前記に鑑み、摺動条件を異にする
２つの領域にそれぞれ優れた摺動特性を発揮させること
ができるようにした前記摺動面構成体を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属結晶の集
合体より構成される摺動面構成体において、摺動条件を
異にする第１および第２領域を有し、前記第１領域に
は、体心立方構造を持ち、且つミラー指数で（２ｈｈ
ｈ）面を摺動面側に向けた（２ｈｈｈ）配向性金属結晶
を存在させると共にその存在率Ｓ_2hhhを２０％≦Ｓ_2hhh
≦１００％に設定し、また前記第２領域には、体心立方
構造を持ち、且つミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面側
に向けた（ｈｈｈ）配向性金属結晶を存在させると共に
その存在率Ｓ _hhhを４０％≦Ｓ_hhh≦１００％に設定す
ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】第１領域において、（２ｈｈｈ）配向性金属結
晶は柱状に成長し、その先端部は、摺動面において鰯の
ような魚形金属結晶となる。また（２ｈｈｈ）配向性金
属結晶の存在率Ｓ_2hhhを前記のように設定すると、摺動
面は、そこに多数の魚形金属結晶が存在することから非
常に入組んだ様相を呈し、したがって良好な保油性を有
する。その上、（２ｈｈｈ）配向性金属結晶の（２ｈｈ
ｈ）面は２次すべり面であることから、その結晶は高い
硬さを有し、強度も高い。

【００１０】このような第１領域は優れた耐焼付き性と
耐摩耗性を要求される、摺動条件の厳しい部位に最適で
ある。

【００１１】なお、前記存在率Ｓ_2hhhがＳ_2hhh＜２０％
では前記作用効果を得ることができない。

【００１２】一方、第２領域において、（ｈｈｈ）配向
性金属結晶は柱状に成長し、その先端部は、摺動面にお
いて六角錐状または三角錐状金属結晶となる。また（ｈ
ｈｈ）配向性金属結晶の存在率Ｓ_hhhを前記のように設
定すると、摺動面は、そこに多数の六角錐状および／ま
たは三角錐状金属結晶が存在することから非常に入組ん
だ様相を呈し、したがって良好な保油性を有する。ただ
し、（ｈｈｈ）配向性金属結晶は（２ｈｈｈ）配向性金
属結晶に比べて硬さは低い。

【００１３】このような第２領域は、耐焼付き性を優先
的に要求される、第１領域よりも摺動条件を緩和された
部位に最適である。

【００１４】なお、前記存在率Ｓ_hhhがＳ_hhh＜４０％
では前記作用効果を得ることができない。

【００１５】

【実施例】図１において、内燃機関用コンロッド１の大
端孔２とクランクシャフト３のクランクピン４との間に
すべり軸受５が配設される。すべり軸受５は一対の半環
状体６よりなり、それら半環状体６は同一構造を有す
る。

【００１６】図２に示すように、各半環状体６の裏金７
において、クランクピン４に対向する内周面８に層状摺
動面構成体９がメッキ処理により形成される。

【００１７】図３は半環状体６を展開したものである。
摺動面構成体９は、クランクピン軸線方向ａの両端部全
長に亘ってそれぞれ幅の狭い帯状をなす第１領域Ｒ₁を
有し、また両第１領域Ｒ₁間には幅の広い帯状をなす第
２領域Ｒ₂を有する。両第１領域Ｒ₁はクランクピン４
の振れに起因して第２領域Ｒ₂よりも厳しい摺動条件下
に置かれる。図２，３において、半環状体６の中央部に
油孔１０が形成され、その油孔１０の摺動面構成体９側
には面取り１１が施されている。

【００１８】図３，４に明示するように、摺動面構成体
９は金属結晶の集合体より構成される。第１領域Ｒ₁に
は、図５に示すように体心立方構造（ｂｃｃ構造）を持
ち、且つミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面１２側に
向けた（２ｈｈｈ）配向性金属結晶１３が存在し、その
存在率Ｓ_2hhhは２０％≦Ｓ_2hhh≦１００％に設定され
る。存在率Ｓ_2hhhの下限値は、好ましくはＳ_2hhh＝２５
％である。

【００１９】第２領域Ｒ₂には、図５に示すようにｂｃ
ｃ構造を持ち、且つミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面
１２側に向けた（ｈｈｈ）配向性金属結晶１４が存在
し、その存在率Ｓ_hhhは４０％≦Ｓ_hhh≦１００％に設
定される。

【００２０】第１領域Ｒ₁において、（２ｈｈｈ）配向
性金属結晶１３は裏金７の内周面８から柱状に成長し、
その先端部は、摺動面１２において鰯のような魚形金属
結晶１５となる。また（２ｈｈｈ）配向性金属結晶１３
の存在率Ｓ_2hhhを前記のように設定すると、摺動面１２
は、そこに多数の魚形金属結晶１５が存在することから
非常に入組んだ様相を呈し、したがって良好な保油性を
有する。その上、（２ｈｈｈ）配向性金属結晶１３の
（２ｈｈｈ）面は２次すべり面であることから、その結
晶１３は高い硬さを有し、強度も高い。

【００２１】このような第１領域Ｒ₁は優れた耐焼付き
性と耐摩耗性を有するので、摺動条件が厳しくてもそれ
に十分に耐えることができる。

【００２２】一方、第２領域Ｒ₂において、（ｈｈｈ）
配向性金属結晶１４は裏金７の内周面８から柱状に成長
し、その先端部は、摺動面１２において六角錐状金属結
晶１６、または図６に明示するように三角錐状金属結晶
１７となる。また（ｈｈｈ）配向性金属結晶１４の存在
率Ｓ_hhhを前記のように設定すると、摺動面１２は、そ
こに多数の六角錐状および／または三角錐状金属結晶１
６，１７が存在することから非常に入組んだ様相を呈
し、したがって良好な保油性を有する。ただし、（ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶１４は（２ｈｈｈ）配向性金属結晶
１３に比べて硬さは低い。

【００２３】このような第２領域Ｒ₂は優れた耐焼付き
性を有するので、その領域Ｒ₂が耐焼付き性を優先的に
要求されることから最適である。

【００２４】図７に示すように、摺動面４ａに沿う仮想
面１８に対する（２ｈｈｈ）面の傾きは魚形金属結晶１
５の傾きとなって現われるので、第１領域Ｒ₁の保油性
および耐摩耗性に影響を与える。そこで、（２ｈｈｈ）
面が仮想面１８に対してなす傾き角θは０°≦θ≦１５
°に設定される。この場合、（２ｈｈｈ）面の傾き方向
については限定されない。傾き角θがθ＞１５°になる
と、第１領域Ｒ₁の保油性および耐摩耗性が低下する。
この傾き角θは、図８に示すように（ｈｈｈ）面につい
ても同じである。

【００２５】ｂｃｃ構造を持つ金属結晶としては、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。

【００２６】摺動面構成体４の第１および第２領域
Ｒ₁，Ｒ₂を形成するためのメッキ処理において、電気
Ｆｅメッキ処理を行う場合のメッキ浴条件は、表１の通
りである。この場合、一方の領域を形成するときには、
他方の対応領域または他方の領域はマスキングされる。

【００２７】

【表１】

【００２８】ｐＨの調節はアンモニア水を用いて行われ
る。

【００２９】通電法としては、主としてパルス電流法が
適用される。パルス電流法においては、図９に示すよう
に、メッキ用電源の電流Ｉは、その電流Ｉが最小電流Ｉ
minから立上って最大電流Ｉmax に至り、次いで最小電
流Ｉmin へ下降するごとく、時間Ｔの経過に伴いパルス
波形を描くように制御される。図中、Ｔ_ONは電流Ｉの立
上り開始時から下降開始時までの通電時間、またＴ_Cは
先の立上り開始時から次の立上り開始時までを１サイク
ルとしたとき、そのサイクル時間をそれぞれ示す。

【００３０】表２はパルス電流法の実施条件を示し、表
中、ＣＤｍａｘは最大陰極電流密度に、またＣＤｍは平
均陰極電流密度に、さらにＴ_ON／Ｔ_Cは通電時間Ｔ_ONと
サイクル時間Ｔ_Cとの比、即ち、時間比にそれぞれ該当
する。

【００３１】

【表２】

【００３２】パルス電流法を適用すると、メッキ浴内に
おいて電流が流れたり、流れなかったりすることに起因
して陰極近傍のイオン濃度が均一化され、これにより第
１および第２領域Ｒ₁，Ｒ₂の組成を安定化させること
ができる。

【００３３】前記電気Ｆｅメッキ処理において、メッキ
浴条件および通電条件を変えることによって（２ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶または（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の
析出、その存在量等を制御する。この制御は、パルス電
流法の適用下では容易であり、したがって摺動面１２を
狙い通りの形態に形成し易くなる。

【００３４】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ス
パッタ法、イオンプレーティング等を挙げることができ
る。〔実施例１〕（ａ）第１領域Ｒ₁の摺動特性について鋼板（ＪＩＳＳＰＣＣ）よりなり、外径５１mm（自由
状態では５２．３mm）、幅１９．５mm、厚さ１．４８５
mm、油孔径３mmの裏金７を用意した。その裏金７の内周
面８における２つの第１領域Ｒ₁対応部に、電気Ｆｅメ
ッキ処理を施すことによりＦｅ結晶の集合体より構成さ
れた幅２mm、厚さ１５μｍの第１領域Ｒ₁を形成した。
その際、裏金７の第２領域Ｒ₂対応部には、導電性治具
としての鋼板を用いてマスキングを施した。

【００３５】次いで、両第１領域Ｒ₁を前記同様の方法
でマスキングし、裏金７の第２領域Ｒ₂対応部に電気Ｆ
ｅメッキ処理を施して厚さ１５μｍの第２領域Ｒ₂を形
成した。

【００３６】表３は第１領域の例１ａ〜５ａの、また表
４は第１領域の例６ａ〜９ａおよび第２領域の例１ｂの
電気Ｆｅメッキ処理条件をそれぞれ示す。なお、メッキ
処理条件は、例１ａ〜９ａ、１ｂの厚さを前記のように
１５μｍに設定すべく、５〜６０分間の範囲内で種々変
化させた。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】表５は例１ａ〜５ａ、表６は例６ａ〜９
ａ、１ｂに関する摺動面の結晶形態、各配向性Ｆｅ結晶
の存在率および例１ａ〜９ａ，１ｂの断面における硬さ
をそれぞれ示す。

【００４０】

【表５】

【００４１】

【表６】

【００４２】各配向性Ｆｅ結晶の存在率は、例１ａ〜９
ａ，１ｂのＸ線回折図に基づき下記の式を用いて求めら
れた。図１０に示すように、Ｘ線回折は魚形金属結晶等
の傾きを考慮して、Ｘ線を摺動面１２に直角に照射する
０°位置と、摺動面１２を傾斜角αだけ傾けた位置につ
いて行われた。この場合、αは５°，１０°，１５°に
設定されたが、０°位置の測定結果と、５°，１０°，
１５°位置の測定結果とは略同一であったので存在率の
算出には０°位置のＸ線回折図を用いた。図１１，１２
はそれぞれ０°位置における例１ａ，４ａのＸ線回折図
を示す。なお、下式において、例えば｛１１０｝配向性
Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を摺動面側に向けた配向性
Ｆｅ結晶を意味する。｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₁₁₀＝｛（Ｉ₁₁₀／ＩＡ₁₁₀）／Ｔ｝×１００、｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₂₀₀＝｛（Ｉ₂₀₀／ＩＡ₂₀₀）／Ｔ｝×１００、｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₂₁₁＝｛（Ｉ₂₁₁／ＩＡ₂₁₁）／Ｔ｝×１００、｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₃₁₀＝｛（Ｉ₃₁₀／ＩＡ₃₁₀）／Ｔ｝×１００、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₂₂₂＝｛（Ｉ₂₂₂／ＩＡ₂₂₂）／Ｔ｝×１００ここで、Ｉ₁₁₀、Ｉ₂₀₀、Ｉ₂₁₁、Ｉ₃₁₀、Ｉ₂₂₂は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ₁₁₀、ＩＡ₂₀₀、ＩＡ₂₁₁、ＩＡ₃₁₀、ＩＡ₂₂₂は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ₁₁₀＝１００、ＩＡ₂₀₀＝２０、ＩＡ₂₁₁＝３０、
ＩＡ₃₁₀＝１２、ＩＡ₂₂₂＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ₁₁₀／ＩＡ₁₁₀）＋（Ｉ₂₀₀／ＩＡ₂₀₀）＋（Ｉ
₂₁₁／ＩＡ₂₁₁）＋（Ｉ₃₁₀／ＩＡ₃₁₀）＋（Ｉ₂₂₂／
ＩＡ₂₂₂）である。

【００４３】図１３は例１ａにおける摺動面の結晶構造
を示す顕微鏡写真であり、多数の魚形Ｆｅ結晶が観察さ
れる。魚形Ｆｅ結晶は（２ｈｈｈ）面、したがって｛２
１１｝面を摺動面側に向けた｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶
であり、その｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁
（Ｓ_2hhh）は、表５、図１１に示すように、Ｓ₂₁₁＝９
１．３％である。

【００４４】図１４は例４ａにおける摺動面の結晶構造
を示す顕微鏡写真であり、多数の魚形Ｆｅ結晶と六角錐
状Ｆｅ結晶が観察される。魚形Ｆｅ結晶は前記同様に
｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶であり、その存在率Ｓ
₂₁₁は、表５、図１２に示すようにＳ₂₁₁＝４７．９％
である。六角錐状Ｆｅ結晶は（ｈｈｈ）面、したがって
｛２２２｝面を摺動面側に向けた｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ
₂₂₂（Ｓ_hhh）は、表５、図１２に示すように、Ｓ₂₂₂
＝５１．１％である。

【００４５】図１５は例８ａにおける摺動面の結晶構造
を示す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶と粒
状Ｆｅ結晶が観察される。六角錐状Ｆｅ結晶は前記同様
に｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その存在率Ｓ₂₂₂
は、表６に示すように、Ｓ₂₂₂＝８０．５％である。

【００４６】表５，６において、例１ａ〜７ａは例８
ａ，９ａ，１ｂに比べて硬さが高い。これは、｛２１
１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁がＳ₂₁₁≧２０％で
あることに因る。この場合、Ｓ₂₁₁≧２５％において、
硬さの向上度合が顕著となる。

【００４７】焼付きテストを行うべく、炭素鋼（ＪＩＳ
Ｓ４８Ｃ、軟窒化処理材）よりなる直径４７．９４m
m、長さ１４０mmの回転軸を、例１ａおよび例１ｂを備
えた一対の半環状体よりなるすべり軸受により挟んで、
それらをメタルテスタのハウジング（クリアランス３０
μｍ）に設置した。そして、回転軸の回転数：６０００
rpm ；給油量：６００ml／min ；すべり軸受に対する荷
重付与方式：最初に２０００Ｎの荷重を付与して２分間
その状態に保持し、その後は荷重を２０００Ｎ宛増加さ
せると共にその増加毎にその状態に２分間保持；の条件
で焼付きテストを行った。その際、すべり軸受の裏金外
周面における両第１領域対応部の温度を測定し、その温
度が１８０℃を超えたときの荷重を焼付き発生荷重とし
た。同様の焼付きテストを、例２ａ〜９ａおよび例１ｂ
を備えた各一対の半環状体よりなるすべり軸受を用いて
行った。

【００４８】次に、例１ａ〜９ａを有するチップを作製
し、それらについて、潤滑下でチップオンディスク方式
による摩耗テストを行って摩耗量を測定した。テスト条
件は次の通りである。ディスクの材質：炭素鋼（ＪＩＳ
Ｓ４８Ｃ、軟窒化処理材）；ディスクの周速度：１
２．５ｍ／sec 、給油量：５ml／min ；チップの摺動面
の面積：１cm²；チップに対する押圧荷重：３００Ｎ；
摺動時間：３０分間；摩耗量：テスト前におけるチップ
の厚さとテスト後のチップの厚さとの差．表７は、例１
ａ〜９ａに関する焼付きテストおよび摩耗テスト結果
を、｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶と｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の両存在率Ｓ₂₁₁，Ｓ₂₂₂の比Ｓ₂₁₁／Ｓ₂₂₂と共
に示す。

【００４９】

【表７】

【００５０】図１６は、例１ａ〜９ａに関する｛２１
１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁と焼付き発生荷重と
の関係を示す。図中、点（１ａ）〜（９ａ）は例１ａ〜
９ａにそれぞれ対応し、この点と例の関係は後述する図
面において同じである。

【００５１】図１７は、例１ａ〜９ａに関する｛２１
１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁と摩耗量との関係を
示す。

【００５２】図１６，１７において、例７ａより耐焼付
き性および耐摩耗性の向上が明瞭となる。このことから
第１領域Ｒ₁においては、前記存在率Ｓ₂₁₁をＳ₂₁₁≧
２０％に設定すればよいことが判る。前記存在率Ｓ₂₁₁
は、好ましくは、Ｓ₂₁₁≧２５％である。

【００５３】また前記存在率Ｓ₂₁₁≧２５％において、
比Ｓ₂₁₁／Ｓ₂₂₂≧１に設定すると、例１ａ〜３ａの如
く、耐焼付き性および耐摩耗性の向上が顕著となる。例
４ａの場合、前記存在率Ｓ₂₁₁は比較的高いが、比Ｓ
₂₁₁／Ｓ₂₂₂＜１であることから、耐焼付き性は前記存
在率Ｓ₂₁₁が比較的低い例３ａと同等となり、また耐摩
耗性は前記存在率Ｓ₂₁₁が比較的低い例５ａと同等とな
る。（ｂ）第２領域Ｒ₂の摺動特性について鋼板（ＪＩＳＳＰＣＣ）よりなり、外径５１mm（自由
状態では５２．３mm）、幅１９．５mm、厚さ１．４８５
mm、油孔径３mmの裏金７を用意した。その裏金７の内周
面８における第２領域Ｒ₂対応部に、電気Ｆｅメッキ処
理を施すことによりＦｅ結晶の集合体より構成された幅
１５．５mm、厚さ１５μｍの第２領域Ｒ₂を形成した。
その際、裏金７の両第１領域Ｒ₁対応部には、導電性治
具としての鋼板を用いてマスキングを施した。

【００５４】次いで、第２領域Ｒ₂を前記同様の方法で
マスキングし、裏金７の両第１領域Ｒ₁対応部に電気Ｆ
ｅメッキ処理を施して厚さ１５μｍの２つの第１領域Ｒ
₁を形成した。

【００５５】表８は第２領域Ｒ₂の例１ｂ〜５ｂおよび
第１領域Ｒ₁の例１ａの電気Ｆｅメッキ処理条件をそれ
ぞれ示す。なお、メッキ処理時間は、例１ｂ〜５ｂ，１
ａの厚さを前記のように１５μｍに設定すべく、５〜６
０分間の範囲内で種々変化させた。

【００５６】

【表８】

【００５７】表９は例１ｂ〜５ｂおよび１ａに関する摺
動面の結晶形態、各配向性Ｆｅ結晶の存在率および例１
ｂ〜５ｂおよび１ａの断面における硬さをそれぞれ示
す。

【００５８】

【表９】

【００５９】各配向性Ｆｅ結晶の存在率は、例１ｂ〜５
ｂ、例１ａのＸ線回折図に基づいて前記と同様の方法で
求められた。図１８は例１ｂの、図１９は例５ｂの０°
位置におけるＸ線回折図である。

【００６０】図２０は例１ｂにおける摺動面の結晶構造
を示す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶が観
察される。六角錐状Ｆｅ結晶は、前記同様に（ｈｈｈ）
面、したがって｛２２２｝面を摺動面側に向けた｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓ₂₂₂（Ｓ_hhh）は、表９、図１８に示す
ように、Ｓ₂₂₂＝９８．１％である。

【００６１】図２１は例５ｂにおける摺動面の結晶構造
を示す顕微鏡写真であり、多数の粒状Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この場合、表９、図１９に示すように、各配向性
Ｆｅ結晶の存在率は略平均化されている。

【００６２】次に、例１ｂおよび例１ａを備えた一対の
半環状体よりなるすべり軸受を用い、また前記メタルテ
スタを用いて、前記と同一条件にて焼付きテストを行っ
た。ただし、焼付き発生荷重に対応する温度測定は、す
べり軸受の裏金外周面における第２領域対応部について
行った。同様の焼付きテストを、例２ｂ〜５ｂおよび例
１ａを備えた各一対の半環状体よりなるすべり軸受を用
いて行った。表１０は焼付きテスト結果を示す。

【００６３】

【表１０】

【００６４】図２２は、例１ｂ〜５ｂに関する｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₂₂と焼付き発生荷重と
の関係を示す。

【００６５】図２２において、例３ｂより耐焼付き性の
向上が明瞭となる。このことから第２領域Ｒ₂において
は、前記存在率Ｓ₂₂₂をＳ₂₂₂≧４０％に設定すればよ
いことが判る。〔実施例２〕図２３に示す内燃機関用ピストン１９はＡ
ｌ合金（ＪＩＳＡＣ８Ａ、Ｔ７処理材）より構成さ
れ、そのランド部２０の全外周面およびスカート部２１
の一部外周面に層状摺動面構成体９が電気Ｆｅメッキ処
理により形成される。

【００６６】この場合、摺動面構成体９の第１領域Ｒ₁
には、ランド部２０の全外周面に存する部分と、スカー
ト部２１の一部に存する部分が含まれる。スカート部２
１の一部とは、スカート部２１から、両ピストンピン孔
２２回りの両凹部２３を除くと共に両凹部２３間におい
て一点鎖線で囲まれる両中央部分２４を除いた部分が該
当する。摺動面構成体９の第２領域Ｒ₂にはスカート部
２１の前記両中央部分２４に存するものが該当する。

【００６７】具体例として、ピストン１９の第２領域Ｒ
₂対応部、したがって両中央部分２４と、両凹部２３を
前記同様の手段でマスキングし、第１領域Ｒ₁対応部
に、実施例１（ａ）で述べた第１領域Ｒ₁の例１ａ〜９
ａを前記と同一条件で電気Ｆｅメッキ処理により形成し
た。次いで、第１領域Ｒ₁を前記同様の手段でマスキン
グし、両中央部分２４および両凹部２３に実施例１
（ａ）で述べた第２領域Ｒ₂の例１ｂを前記と同一条件
で電気Ｆｅメッキ処理により形成した。この場合、両凹
部２３に形成されて表面に六角錐状Ｆｅ結晶を有する皮
膜はオイル溜め機能を有する。

【００６８】次に、例１ａ〜９ａを有するチップを作製
し、それらについて、潤滑下でチップオンディスク方式
による焼付きテストを行って、焼付き発生荷重を測定し
たところ、表１１の結果を得た。テスト条件は次の通り
である。ディスクの材質：鋳鉄（ＪＩＳＦＣ２５
０）；ディスクの周速度：１２．５ｍ／sec ；給油量：
４０ml／min ；チップの摺動面の面積：１cm²；チップ
に対する荷重付与方式：最初に２０Ｎの荷重を付与して
２分間その状態に保持し、その後は荷重を２０Ｎ宛増加
させると共にその増加毎にその状態に２分間保持．

【００６９】

【表１１】

【００７０】図２４は、例１ａ〜９ａに関する｛２１
１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁と焼付き発生荷重と
の関係を示す。

【００７１】図２４において、例７ａより耐焼付き性の
向上が明瞭となる。このことからも第１領域Ｒ₁におい
ては、前記存在率Ｓ₂₁₁をＳ₂₁₁≧２０％に設定すれば
よいことが判る。前記存在率Ｓ₂₁₁は、好ましくは、Ｓ
₂₁₁≧２５％である。

【００７２】また前記存在率Ｓ₂₁₁≧２５％において、
比Ｓ₂₁₁／Ｓ₂₂₂≧１に設定すると、例１ａ〜３ａの如
く、耐焼付き性の向上が顕著となる。例４ａの場合、前
記存在率Ｓ₂₁₁は比較的高いが、比Ｓ₂₁₁／Ｓ₂₂₂＜１
であることから、耐焼付き性は前記存在率Ｓ₂₁₁が比較
的低い例３ａ，５ａと同等となる。

【００７３】なお、本発明はすべり軸受およびピストン
に限らず、摺動条件を異にする２つの領域を持つ、バラ
ンサシャフト、カムシャフト、ピストンピン等の各種摺
動部材に適用される。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た構造を具備することによって、摺動条件を異にする２
つの領域にそれぞれ優れた摺動特性を発揮させることが
可能な摺動面構成体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】すべり軸受を備えたコンロッドの正面図であ
る。

【図２】図１の２矢示部の拡大図である。

【図３】すべり軸受用半環状体の展開図である。

【図４】図３の４−４線拡大断面図である。

【図５】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面、（２ｈ
ｈｈ）面を示す斜視図である。

【図６】三角錐状金属結晶の平面図である。

【図７】体心立方構造における（２ｈｈｈ）面の傾きを
示す説明図である。

【図８】体心立方構造における（ｈｈｈ）面の傾きを示
す説明図である。

【図９】電気メッキ用電源の出力波形図である。

【図１０】摺動面に対するＸ線照射方法を示す説明図で
ある。

【図１１】第１領域の例１ａのＸ線回折図である。

【図１２】第１領域の例４ａのＸ線回折図である。

【図１３】例１ａの摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真
である。

【図１４】例４ａの摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真
である。

【図１５】例８ａの摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真
である。

【図１６】｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁と
焼付き発生荷重の関係を示すグラフである。

【図１７】｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁と
摩耗量との関係を示すグラフである。

【図１８】第２領域の例１ｂのＸ線回折図である。

【図１９】第２領域の例５ｂのＸ線回折図である。

【図２０】例１ｂの摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真
である。

【図２１】例５ｂの摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真
である。

【図２２】｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₂₂と
焼付き発生荷重の関係を示すグラフである。

【図２３】（ａ）はピストンの正面図、（ｂ）は（ａ）
の（ｂ）矢視図である。

【図２４】｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ₂₁₁と
焼付き発生荷重の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

９摺動面構成体１３（２ｈｈｈ）配向性金属結晶１４（ｈｈｈ）配向性金属結晶Ｒ₁，Ｒ₂ 第１，第２領域

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【手続補正書】

【提出日】平成８年５月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】図３は半環状体６を展開したものである。
摺動面構成体９は、クランクピン軸線方向ａの両端部全
長に亘って延びる一対の幅狭の帯状第１領域Ｒ ₁と、両
第１領域Ｒ₁間に存する幅広の帯状第２領域Ｒ ₂とを有
する。両第１領域Ｒ₁はクランクピン４の振れに起因し
て第２領域Ｒ₂よりも厳しい摺動条件下に置かれる。図
２，３において、半環状体６の中央部に油孔１０が形成
され、その油孔１０の摺動面構成体９側には面取り１１
が施されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図７に示すように、摺動面１２に沿う仮想
面１８に対する（２ｈｈｈ）面の傾きは魚形金属結晶１
５の傾きとなって現われるので、第１領域Ｒ₁の保油性
および耐摩耗性に影響を与える。そこで、（２ｈｈｈ）
面が仮想面１８に対してなす傾き角θは０°≦θ≦１５
°に設定される。この場合、（２ｈｈｈ）面の傾き方向
については限定されない。傾き角θがθ＞１５°になる
と、第１領域Ｒ₁の保油性および耐摩耗性が低下する。
この傾き角θは、図８に示すように（ｈｈｈ）面につい
ても同じである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】摺動面構成体９の第１および第２領域
Ｒ₁，Ｒ₂を形成するためのメッキ処理において、電気
Ｆｅメッキ処理を行う場合のメッキ浴条件は、表１の通
りである。この場合、一方の領域を形成するときには、
他方の領域対応部または他方の領域はマスキングされ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属結晶の集合体より構成される摺動面
構成体において、摺動条件を異にする第１および第２領
域を有し、前記第１領域には、体心立方構造を持ち、且
つミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面側に向けた（２
ｈｈｈ）配向性金属結晶を存在させると共にその存在率
Ｓ_2hhhを２０％≦Ｓ_2hhh≦１００％に設定し、また前記
第２領域には、体心立方構造を持ち、且つミラー指数で
（ｈｈｈ）面を摺動面側に向けた（ｈｈｈ）配向性金属
結晶を存在させると共にその存在率Ｓ_hhhを４０％≦Ｓ
_hhh≦１００％に設定することを特徴とする摺動面構成
体。
【請求項２】前記第１領域における（２ｈｈｈ）配向
性金属結晶の存在率Ｓ_2hhhの下限値がＳ_2hhh＝２５％で
ある、請求項１記載の摺動面構成体。
【請求項３】前記第１領域には、前記（ｈｈｈ）配向
性金属結晶も存在し、その（ｈｈｈ）配向性金属結晶と
（２ｈｈｈ）配向性金属結晶の両存在率Ｓ_hhh、Ｓ_2hhh
の比Ｓ_2hhh／Ｓ_hhhがＳ_2hhh／Ｓ_hhh＞１である、請求
項１または２記載の摺動面構成体。