JPH10246149A - 摺動部用被覆材およびピストンリング - Google Patents
摺動部用被覆材およびピストンリングInfo
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- JPH10246149A JPH10246149A JP4936197A JP4936197A JPH10246149A JP H10246149 A JPH10246149 A JP H10246149A JP 4936197 A JP4936197 A JP 4936197A JP 4936197 A JP4936197 A JP 4936197A JP H10246149 A JPH10246149 A JP H10246149A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性に優れ、部分的に下地と相手材との直
接接触が起きた場合の相手面との潤滑性にも優れた摺動
部用被覆材を提供する。 【解決手段】 耐熱性樹脂をベース材とし、添加成分と
して少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被覆材に
おいて、表面層１ｂは添加成分の配合比が３〜３５体積
％の範囲内であると共に、表面下層１ｃは表面層１ｂよ
り添加成分の配合比が高くかつその値が２０〜７０体積
％の範囲内である２層構造を有しているものとした。
接接触が起きた場合の相手面との潤滑性にも優れた摺動
部用被覆材を提供する。 【解決手段】 耐熱性樹脂をベース材とし、添加成分と
して少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被覆材に
おいて、表面層１ｂは添加成分の配合比が３〜３５体積
％の範囲内であると共に、表面下層１ｃは表面層１ｂよ
り添加成分の配合比が高くかつその値が２０〜７０体積
％の範囲内である２層構造を有しているものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動部用被覆材に
係り、特に、内燃機関用ピストンリング等に被覆して、
下地金属と相手材との直接接触および潤滑状態の悪化に
よる凝着，摩耗の発生を防止するために好適に利用する
ことができる摺動部用被覆材およびその被覆材を表面に
形成したピストンリングに関するものである。
係り、特に、内燃機関用ピストンリング等に被覆して、
下地金属と相手材との直接接触および潤滑状態の悪化に
よる凝着，摩耗の発生を防止するために好適に利用する
ことができる摺動部用被覆材およびその被覆材を表面に
形成したピストンリングに関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、内燃機関の高性
能化に伴って、その運転環境は年々苛酷になってきてい
る。
能化に伴って、その運転環境は年々苛酷になってきてい
る。
【０００３】一般に、これら内燃機関のピストンには、
燃焼室の気密性の確保およびシリンダー内の適切な潤滑
油コントロールのため、ピストンリングが装着されてい
るが、特に、高温，高負荷の状態においては、ピストン
材として用いられているアルミニウム合金がピストンリ
ングの表面に凝着し、ピストン材が摩耗するという現象
が起こる場合があり、これにより燃焼室の気密性の低
下、オイル消費量の増大といった問題を生じることがあ
る。
燃焼室の気密性の確保およびシリンダー内の適切な潤滑
油コントロールのため、ピストンリングが装着されてい
るが、特に、高温，高負荷の状態においては、ピストン
材として用いられているアルミニウム合金がピストンリ
ングの表面に凝着し、ピストン材が摩耗するという現象
が起こる場合があり、これにより燃焼室の気密性の低
下、オイル消費量の増大といった問題を生じることがあ
る。
【０００４】これを防止するため、一部のエンジンにお
いては、ピストンリング基材とピストンとの直接接触の
防止と共に潤滑状態の改善を狙って、ピストンリングの
上下面に固体潤滑剤等を含有する被覆を施している。
いては、ピストンリング基材とピストンとの直接接触の
防止と共に潤滑状態の改善を狙って、ピストンリングの
上下面に固体潤滑剤等を含有する被覆を施している。
【０００５】従来のこうした摺動部用被覆材としては、
例えば、エポキシ樹脂やポリアミドイミド樹脂等をバイ
ンダーとし、二硫化モリブデンやグラファイト，ＰＴＦ
Ｅ（ポリテトラフルオルエチレン）等の固体潤滑剤を適
宜含有させた固体潤滑被膜が知られている。
例えば、エポキシ樹脂やポリアミドイミド樹脂等をバイ
ンダーとし、二硫化モリブデンやグラファイト，ＰＴＦ
Ｅ（ポリテトラフルオルエチレン）等の固体潤滑剤を適
宜含有させた固体潤滑被膜が知られている。
【０００６】しかしながら、このような従来の固体潤滑
被膜は、特に部分的に下地が露出し、露出した下地と下
地凹部に残存した被膜成分との共存面での摺動となった
場合の潤滑性確保の必要性から、固体潤滑剤成分を多く
含有させているため結合性に劣り、より厳しい摺動条件
においては、下地が露出する前、すなわち被膜のみでの
摺動時の自身の摩耗が激しくなり、十分な耐久性が得ら
れないという問題があった。
被膜は、特に部分的に下地が露出し、露出した下地と下
地凹部に残存した被膜成分との共存面での摺動となった
場合の潤滑性確保の必要性から、固体潤滑剤成分を多く
含有させているため結合性に劣り、より厳しい摺動条件
においては、下地が露出する前、すなわち被膜のみでの
摺動時の自身の摩耗が激しくなり、十分な耐久性が得ら
れないという問題があった。
【０００７】このため、アルミニウム合金製ピストンの
場合、こうした厳しい条件下では、ピストンのピストン
リングとの摺動面に陽極酸化処理を施す等、より高コス
トの対策を採用せざるを得ないというのが実情であっ
た。
場合、こうした厳しい条件下では、ピストンのピストン
リングとの摺動面に陽極酸化処理を施す等、より高コス
トの対策を採用せざるを得ないというのが実情であっ
た。
【０００８】
【発明の目的】本発明は従来のこうした課題に着目して
なされたもので、耐久性に優れ、同時に部分的に下地と
相手材との直接接触が起きた場合の相手面との潤滑性に
も優れた摺動部用被覆材を提供することにより、これま
でにない優れた耐凝着，摩耗性能を複雑な機構を用いず
低コストで実現することを目的としている。
なされたもので、耐久性に優れ、同時に部分的に下地と
相手材との直接接触が起きた場合の相手面との潤滑性に
も優れた摺動部用被覆材を提供することにより、これま
でにない優れた耐凝着，摩耗性能を複雑な機構を用いず
低コストで実現することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明者らはこのような樹脂結合被覆材の摩擦，摩
耗挙動を詳細に調査した結果、こうした樹脂結合被覆材
の形成による凝着，摩耗防止性能のより一層の向上のた
めには、被覆材単相で摺動している領域での被覆材自身
の耐摩耗性向上、および摩耗が進行して下地が露出した
後の潤滑性向上の両面からの検討が必要であり、それぞ
れの領域で要求される被膜特性は明確に異なっているこ
とを見いだした。
め、本発明者らはこのような樹脂結合被覆材の摩擦，摩
耗挙動を詳細に調査した結果、こうした樹脂結合被覆材
の形成による凝着，摩耗防止性能のより一層の向上のた
めには、被覆材単相で摺動している領域での被覆材自身
の耐摩耗性向上、および摩耗が進行して下地が露出した
後の潤滑性向上の両面からの検討が必要であり、それぞ
れの領域で要求される被膜特性は明確に異なっているこ
とを見いだした。
【００１０】本発明の摺動部用被覆材は、請求項１に記
載しているように、耐熱性樹脂をベース材とし、添加成
分として少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被覆
材であって、表面層は固体潤滑剤等の添加成分の配合比
が３〜３５体積％の範囲内であると共に、表面下層は表
面層より添加成分の配合比が高くかつその値が２０〜７
０体積％の範囲内である複層構造を有していることを特
徴としており、ベース材としての耐熱性樹脂には、ポリ
アミドイミドおよびポリイミドのうちから選ばれる少な
くとも１種を用いることができる。
載しているように、耐熱性樹脂をベース材とし、添加成
分として少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被覆
材であって、表面層は固体潤滑剤等の添加成分の配合比
が３〜３５体積％の範囲内であると共に、表面下層は表
面層より添加成分の配合比が高くかつその値が２０〜７
０体積％の範囲内である複層構造を有していることを特
徴としており、ベース材としての耐熱性樹脂には、ポリ
アミドイミドおよびポリイミドのうちから選ばれる少な
くとも１種を用いることができる。
【００１１】そして、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項２に記載しているように、表面層の膜厚が表面下
層よりも厚く形成され、全体の厚さが５〜２５μｍであ
るものとすることができ、さらに、請求項３に記載して
いるように、固体潤滑剤が、グラファイト，ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオルエチレン），ＭｏＳ２，ＷＳ２の
うちから選ばれる少なくとも１種を含むものとすること
ができ、さらにまた、請求項４に記載しているように、
下地処理として基材に表面粗さＲｍａｘ１〜１０μｍの
リン酸塩処理が施されているものとすることができ、こ
の場合に、リン酸塩処理としてはリン酸マンガン処理が
施されているものとすることができる。
請求項２に記載しているように、表面層の膜厚が表面下
層よりも厚く形成され、全体の厚さが５〜２５μｍであ
るものとすることができ、さらに、請求項３に記載して
いるように、固体潤滑剤が、グラファイト，ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオルエチレン），ＭｏＳ２，ＷＳ２の
うちから選ばれる少なくとも１種を含むものとすること
ができ、さらにまた、請求項４に記載しているように、
下地処理として基材に表面粗さＲｍａｘ１〜１０μｍの
リン酸塩処理が施されているものとすることができ、こ
の場合に、リン酸塩処理としてはリン酸マンガン処理が
施されているものとすることができる。
【００１２】そしてまた、本発明に係るピストンリング
は、請求項５に記載しているように、請求項１ないし４
のいずれかに記載の摺動部用被覆材がピストンの往復動
方向と直交する表裏面のうち少なくとも一方の面に形成
されているものとしたことを特徴としている。
は、請求項５に記載しているように、請求項１ないし４
のいずれかに記載の摺動部用被覆材がピストンの往復動
方向と直交する表裏面のうち少なくとも一方の面に形成
されているものとしたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の作用】本発明の摺動部用被覆材は、請求項１に
記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とし、添加
成分として少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被
覆材であって、表面層は固体潤滑剤等の添加成分の配合
比が３〜３５体積％の範囲内であると共に表面下層（第
２層）は表面層より添加成分の配合比が高くかつその値
が２０〜７０体積％の範囲内である複層構造を有する構
成としたものであるが、このように、表面層の添加成分
の配合比を表面下層のそれよりも低く抑えることによっ
て、被膜の結合性に優れかつまた自身の耐摩耗性に優れ
たものとすることができ、表面下層の添加成分の配合比
を高くして固体潤滑剤等をより多く含有させることによ
って、一部下地露出時の潤滑性能も同時に確保されるこ
ととなる。
記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とし、添加
成分として少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被
覆材であって、表面層は固体潤滑剤等の添加成分の配合
比が３〜３５体積％の範囲内であると共に表面下層（第
２層）は表面層より添加成分の配合比が高くかつその値
が２０〜７０体積％の範囲内である複層構造を有する構
成としたものであるが、このように、表面層の添加成分
の配合比を表面下層のそれよりも低く抑えることによっ
て、被膜の結合性に優れかつまた自身の耐摩耗性に優れ
たものとすることができ、表面下層の添加成分の配合比
を高くして固体潤滑剤等をより多く含有させることによ
って、一部下地露出時の潤滑性能も同時に確保されるこ
ととなる。
【００１４】しかし、表面層の添加成分の配合比が３体
積％未満では添加成分の効果がほとんど得られず、摺動
時の摩擦損失が大きくなりすぎることによりかえって自
身の摩耗が促進され、他方、３５体積％を超えると、被
膜の結合力低下により摩耗量が増大する。
積％未満では添加成分の効果がほとんど得られず、摺動
時の摩擦損失が大きくなりすぎることによりかえって自
身の摩耗が促進され、他方、３５体積％を超えると、被
膜の結合力低下により摩耗量が増大する。
【００１５】また、表面下層の添加成分が２０体積％未
満では一部下地露出時の潤滑作用が十分に得られず、７
０体積％を超えると添加成分の保持性が著しく低下し、
下地から容易に脱落してしまうため、凝着，摩耗防止性
能を長期間維持できないこととなる。
満では一部下地露出時の潤滑作用が十分に得られず、７
０体積％を超えると添加成分の保持性が著しく低下し、
下地から容易に脱落してしまうため、凝着，摩耗防止性
能を長期間維持できないこととなる。
【００１６】本発明の摺動部用被覆材は、ベース材とな
る耐熱性樹脂として、ポリアミドイミドおよびポリイミ
ドのうちから選ばれる少なくとも１種を用いることがで
きるが、これらの樹脂は耐熱性に特に優れ、かつまた摺
動特性にも優れたものであるので、これらをベース材と
して用いることで、より高温の摺動部にも好適に使用で
きるものとなる。
る耐熱性樹脂として、ポリアミドイミドおよびポリイミ
ドのうちから選ばれる少なくとも１種を用いることがで
きるが、これらの樹脂は耐熱性に特に優れ、かつまた摺
動特性にも優れたものであるので、これらをベース材と
して用いることで、より高温の摺動部にも好適に使用で
きるものとなる。
【００１７】本発明の摺動部用被覆材は、請求項２に記
載しているように、表面層の膜厚が表面下層の膜厚より
も厚く形成され、全体の厚さが５〜２５μｍであるもの
とすることができるが、この場合に、表面層の膜厚を表
面下層の膜厚よりも厚くし、下地露出直前までは主とし
て自身の耐摩耗性に優れた表面層での摺動とすることに
より、耐久性が大きく向上するものとなる。
載しているように、表面層の膜厚が表面下層の膜厚より
も厚く形成され、全体の厚さが５〜２５μｍであるもの
とすることができるが、この場合に、表面層の膜厚を表
面下層の膜厚よりも厚くし、下地露出直前までは主とし
て自身の耐摩耗性に優れた表面層での摺動とすることに
より、耐久性が大きく向上するものとなる。
【００１８】そして、全体の膜厚については、厚さ５μ
ｍ未満では均一な被膜の形成が難しくなると同時に、配
合した添加成分の作用が十分に得られず、２５μｍを超
えると被膜全体としての強度が低下して下地からの早期
脱落が起こりやすくなる。
ｍ未満では均一な被膜の形成が難しくなると同時に、配
合した添加成分の作用が十分に得られず、２５μｍを超
えると被膜全体としての強度が低下して下地からの早期
脱落が起こりやすくなる。
【００１９】また、本発明の摺動部用被覆材は、請求項
３に記載しているように、固体潤滑剤が、グラファイ
ト，ＰＴＦＥ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうちから選ばれる少
なくとも１種を含むものとすることができる。そして、
特に、潤滑状態の厳しい環境で使用するような場合に
は、被覆材に固体潤滑剤を適宜含有させることで潤滑性
を付与し、摺動時の摩擦損失を低減させることができ
る。また、これに伴う摩擦発熱の低減によって、被覆材
の耐久性をより一層向上させることが可能となる。そし
て、固体潤滑剤としては、摺動条件に応じて、耐熱性に
特に優れるグラファイト，比較的低荷重での摩擦係数低
減に効果の高いＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂，広い温度域
でバランスの良い潤滑性を示すＭｏＳ２，ＷＳ２のうち
から選ばれる少なくとも１種を含むものとすることで、
こうした潤滑性の付与作用はより一段と優れたものとな
る。
３に記載しているように、固体潤滑剤が、グラファイ
ト，ＰＴＦＥ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうちから選ばれる少
なくとも１種を含むものとすることができる。そして、
特に、潤滑状態の厳しい環境で使用するような場合に
は、被覆材に固体潤滑剤を適宜含有させることで潤滑性
を付与し、摺動時の摩擦損失を低減させることができ
る。また、これに伴う摩擦発熱の低減によって、被覆材
の耐久性をより一層向上させることが可能となる。そし
て、固体潤滑剤としては、摺動条件に応じて、耐熱性に
特に優れるグラファイト，比較的低荷重での摩擦係数低
減に効果の高いＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂，広い温度域
でバランスの良い潤滑性を示すＭｏＳ２，ＷＳ２のうち
から選ばれる少なくとも１種を含むものとすることで、
こうした潤滑性の付与作用はより一段と優れたものとな
る。
【００２０】さらに、本発明の摺動部用被覆材は、請求
項４に記載しているように、下地処理として基材に表面
粗さＲｍａｘ１〜１０μｍのリン酸塩処理、例えばリン
酸マンガン処理が施されているものとすることによっ
て、被覆材の下地との密着強度および一部下地露出時の
添加成分の保持性がより一層向上するものとなるが、下
地処理層の粗さがＲｍａｘ１μｍ未満ではこれらの作用
が十分でなく、１０μｍを超えると均一な被膜形成が難
しくなり、被膜の早期剥離，脱落の原因となる。
項４に記載しているように、下地処理として基材に表面
粗さＲｍａｘ１〜１０μｍのリン酸塩処理、例えばリン
酸マンガン処理が施されているものとすることによっ
て、被覆材の下地との密着強度および一部下地露出時の
添加成分の保持性がより一層向上するものとなるが、下
地処理層の粗さがＲｍａｘ１μｍ未満ではこれらの作用
が十分でなく、１０μｍを超えると均一な被膜形成が難
しくなり、被膜の早期剥離，脱落の原因となる。
【００２１】そして、上述のような優れた特性を有する
本発明の摺動部用被覆材を適用するに際し、請求項５に
記載しているように、内燃機関用ピストンリングの上下
面（ピストンの往復動方向と直交する方向の表裏面）の
少なくとも一方の面に形成して用いることによって、耐
久性に優れ、同時に部分的に下地と相手材との直接接触
が起きた場合の相手面との潤滑性に優れたピストンリン
グとなり、高温，高負荷となるような厳しい条件下にお
いてもピストンリング基材とピストンとの間の凝着，摩
耗の発生が長期間にわたって防止されることとなる。
本発明の摺動部用被覆材を適用するに際し、請求項５に
記載しているように、内燃機関用ピストンリングの上下
面（ピストンの往復動方向と直交する方向の表裏面）の
少なくとも一方の面に形成して用いることによって、耐
久性に優れ、同時に部分的に下地と相手材との直接接触
が起きた場合の相手面との潤滑性に優れたピストンリン
グとなり、高温，高負荷となるような厳しい条件下にお
いてもピストンリング基材とピストンとの間の凝着，摩
耗の発生が長期間にわたって防止されることとなる。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係る摺動部用被覆材は、請求項
１に記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とし、
添加成分として少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部
用被覆材であって、表面層は添加成分の配合比が３〜３
５体積％の範囲内であると共に表面下層は表面層より添
加成分の配合比が高くかつその値が２０〜７０体積％の
範囲内である複層構造を有する構成としたものであるか
ら、被覆材自身の耐摩耗性能、および一部下地露出時の
潤滑性能を従来にない高い水準で両立させることがで
き、長期にわたって下地金属と相手材との凝着，摩耗を
防止することが可能になるという著しく優れた効果がも
たらされる。
１に記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とし、
添加成分として少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部
用被覆材であって、表面層は添加成分の配合比が３〜３
５体積％の範囲内であると共に表面下層は表面層より添
加成分の配合比が高くかつその値が２０〜７０体積％の
範囲内である複層構造を有する構成としたものであるか
ら、被覆材自身の耐摩耗性能、および一部下地露出時の
潤滑性能を従来にない高い水準で両立させることがで
き、長期にわたって下地金属と相手材との凝着，摩耗を
防止することが可能になるという著しく優れた効果がも
たらされる。
【００２３】そして、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項２に記載しているように、表面層の膜厚が表面下
層よりも厚く形成されているものとすることによって、
下地金属露出前の被覆材と相手材との間で摺動している
期間は自身の耐摩耗性能に優れた表面層での摺動が主と
なり、被覆材の耐久性をより一層向上させることが可能
であるのに加え、さらに、被覆材全体の厚さが５〜２５
μｍであるものとすることによって、配合した添加成分
の効果を十分に発揮させることができ、一段と摺動特性
が安定した被覆材を得ることが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
請求項２に記載しているように、表面層の膜厚が表面下
層よりも厚く形成されているものとすることによって、
下地金属露出前の被覆材と相手材との間で摺動している
期間は自身の耐摩耗性能に優れた表面層での摺動が主と
なり、被覆材の耐久性をより一層向上させることが可能
であるのに加え、さらに、被覆材全体の厚さが５〜２５
μｍであるものとすることによって、配合した添加成分
の効果を十分に発揮させることができ、一段と摺動特性
が安定した被覆材を得ることが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
【００２４】また、本発明に係る摺動部用被覆材は、請
求項３に記載しているように、固体潤滑剤が、グラファ
イト，ＰＴＦＥ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうちから選ばれる
少なくとも１種を含むものとすることによって、摺動時
の摩擦損失の低減と共に被覆材自身の耐久性をより一層
向上させることが可能になるという著しく優れた効果が
もたらされる。
求項３に記載しているように、固体潤滑剤が、グラファ
イト，ＰＴＦＥ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうちから選ばれる
少なくとも１種を含むものとすることによって、摺動時
の摩擦損失の低減と共に被覆材自身の耐久性をより一層
向上させることが可能になるという著しく優れた効果が
もたらされる。
【００２５】さらにまた、請求項４に記載しているよう
に、下地処理として基材に表面粗さＲｍａｘ１〜１０μ
ｍのリン酸塩処理が施されているものとすることによっ
て、下地金属との密着性をより一層向上させることがで
き、かつまた、一部下地露出時の添加成分の保持性にも
一段と優れたものとすることができるという顕著な効果
がもたらされる。
に、下地処理として基材に表面粗さＲｍａｘ１〜１０μ
ｍのリン酸塩処理が施されているものとすることによっ
て、下地金属との密着性をより一層向上させることがで
き、かつまた、一部下地露出時の添加成分の保持性にも
一段と優れたものとすることができるという顕著な効果
がもたらされる。
【００２６】そして、このような優れた特性を有する本
発明の摺動部用被覆材を適用するに際し、請求項５に記
載しているように、内燃機関用ピストンリングのピスト
ンの往復動方向と直交する方向の表裏面の少なくとも一
方の面に形成して用いることによって、高出力エンジン
等の高温，高負荷となるような厳しい条件下において
も、ピストンリング基材とピストンとの間の凝着，摩耗
の発生、およびその進行を従来にない水準で長期間にわ
たって防止することが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされる。
発明の摺動部用被覆材を適用するに際し、請求項５に記
載しているように、内燃機関用ピストンリングのピスト
ンの往復動方向と直交する方向の表裏面の少なくとも一
方の面に形成して用いることによって、高出力エンジン
等の高温，高負荷となるような厳しい条件下において
も、ピストンリング基材とピストンとの間の凝着，摩耗
の発生、およびその進行を従来にない水準で長期間にわ
たって防止することが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされる。
【００２７】
【実施例】次に、実施例について比較例と共に説明す
る。
る。
【００２８】実施例１〜５ まず、ベース材となる耐熱性樹脂としてＰＡＩ（ポリア
ミドイミド）樹脂を選択し、これをｎ−メチル−２−ピ
ロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、表１
の実施例１〜５の表面層，表面下層のそれぞれの欄に示
した組成となるように各成分を配合して、被覆材の溶液
を調整した。
ミドイミド）樹脂を選択し、これをｎ−メチル−２−ピ
ロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、表１
の実施例１〜５の表面層，表面下層のそれぞれの欄に示
した組成となるように各成分を配合して、被覆材の溶液
を調整した。
【００２９】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さＲ
ｍａｘ約３μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、すでに調整した溶液を表面下層，表面層の順にスプ
レー塗布して乾燥した後、約１８０〜２２０℃で加熱焼
成して、図１に示すように、ピストンリング基材１ａの
上面に表面層１ｂの膜厚が約７μｍ，表面下層１ｃの膜
厚が約３μｍで合計約１０μｍの被覆材を形成させたピ
ストンリング１のテストピースを作成した。
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さＲ
ｍａｘ約３μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、すでに調整した溶液を表面下層，表面層の順にスプ
レー塗布して乾燥した後、約１８０〜２２０℃で加熱焼
成して、図１に示すように、ピストンリング基材１ａの
上面に表面層１ｂの膜厚が約７μｍ，表面下層１ｃの膜
厚が約３μｍで合計約１０μｍの被覆材を形成させたピ
ストンリング１のテストピースを作成した。
【００３０】比較例１〜５ 実施例で用いたと同じＰＡＩ樹脂をｎ−メチル−２−ピ
ロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、表１
の比較例１〜５の表面層，表面下層のそれぞれの欄に示
した組成となるように各成分を配合して、被覆材の溶液
を調整した。
ロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、表１
の比較例１〜５の表面層，表面下層のそれぞれの欄に示
した組成となるように各成分を配合して、被覆材の溶液
を調整した。
【００３１】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さＲ
ｍａｘ約３μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、すでに調整した溶液を表面下層，表面層の順にスプ
レー塗布して乾燥した後、約１８０〜２２０℃で加熱焼
成して、実施例と同様に、図１に示すごとく、ピストン
リング基材１ａの上面に表面層１ｂの膜厚が約７μｍ，
表面下層１ｃの膜厚が約３μｍで合計約１０μｍの被覆
材を形成させたピストンリング１のテストピースを得
た。
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さＲ
ｍａｘ約３μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、すでに調整した溶液を表面下層，表面層の順にスプ
レー塗布して乾燥した後、約１８０〜２２０℃で加熱焼
成して、実施例と同様に、図１に示すごとく、ピストン
リング基材１ａの上面に表面層１ｂの膜厚が約７μｍ，
表面下層１ｃの膜厚が約３μｍで合計約１０μｍの被覆
材を形成させたピストンリング１のテストピースを得
た。
【００３２】比較例６，７ 実施例で用いたと同じＰＡＩ樹脂をｎ−メチル−２−ピ
ロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、表１
の比較例６および７の表面層の欄に示した組成となるよ
うに各成分を配合して、被覆材の溶液を調整した。
ロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、表１
の比較例６および７の表面層の欄に示した組成となるよ
うに各成分を配合して、被覆材の溶液を調整した。
【００３３】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さＲ
ｍａｘ約３μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、すでに調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した
後、約１８０〜２２０℃で加熱焼成して、図２に示すよ
うに、ピストンリング基材１１ａの上面に膜厚が約１０
μｍの被覆材１１ｂを形成させたピストンリング１１の
テストピースを作成した。
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さＲ
ｍａｘ約３μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、すでに調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した
後、約１８０〜２２０℃で加熱焼成して、図２に示すよ
うに、ピストンリング基材１１ａの上面に膜厚が約１０
μｍの被覆材１１ｂを形成させたピストンリング１１の
テストピースを作成した。
【００３４】
【表１】
【００３５】（凝着摩耗試験）実施例１〜５，比較例１
〜７で得た各ピストンリング１，１１のテストピース
を、図３に示すように、実際のアルミニウム合金製ピス
トンからの切り出し材２を相手材として、表２に示す条
件（試験温度は加熱ヒーター３により設定）で単体凝着
摩耗試験を行い、摺動面１ｓ，１１ｓでの凝着発生まで
の時間を比較した。その結果を表３に示す。
〜７で得た各ピストンリング１，１１のテストピース
を、図３に示すように、実際のアルミニウム合金製ピス
トンからの切り出し材２を相手材として、表２に示す条
件（試験温度は加熱ヒーター３により設定）で単体凝着
摩耗試験を行い、摺動面１ｓ，１１ｓでの凝着発生まで
の時間を比較した。その結果を表３に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】表３より明らかなように、本発明実施例１
〜５に係るものは、表面層の添加成分の配合比が本発明
から外れる比較例１，２、および表面下層の添加成分の
配合比が本発明から外れる比較例３，４，さらに表面層
および表面下層両層の成分が本発明から外れる比較例
５，さらには２層構造を有せず摺動初期と一部下地露出
時とで被覆材の構成成分に変化のない比較例６，７に比
べて、凝着発生までの耐久時間が大きく向上しており、
従来の樹脂結合被覆材では得られない優れた性能を有し
ていることがわかった。
〜５に係るものは、表面層の添加成分の配合比が本発明
から外れる比較例１，２、および表面下層の添加成分の
配合比が本発明から外れる比較例３，４，さらに表面層
および表面下層両層の成分が本発明から外れる比較例
５，さらには２層構造を有せず摺動初期と一部下地露出
時とで被覆材の構成成分に変化のない比較例６，７に比
べて、凝着発生までの耐久時間が大きく向上しており、
従来の樹脂結合被覆材では得られない優れた性能を有し
ていることがわかった。
【図１】 本発明の実施例を示すピストンリングの一部
拡大断面説明図である。
拡大断面説明図である。
【図２】 従来の樹脂結合被覆処理を施した示すピスト
ンリングの一部拡大断面説明図である。
ンリングの一部拡大断面説明図である。
【図３】 単体凝着摩耗試験の概要を示す断面説明図で
ある。
ある。
１ ピストンリング １ａ ピストンリング基材 １ｂ 被覆材（表面層） １ｃ 被覆材（表面下層） ２ ピストンからの切り出し材 ３ 加熱ヒーター
フロントページの続き (72)発明者 塩 田 正 彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 耐熱性樹脂をベース材とし、添加成分と
して少なくとも固体潤滑剤を含有する摺動部用被覆材で
あって、表面層は添加成分の配合比が３〜３５体積％の
範囲内であると共に、表面下層は表面層より添加成分の
配合比が高くかつその値が２０〜７０体積％の範囲内で
ある複層構造を有していることを特徴とする摺動部用被
覆材。 - 【請求項２】 表面層の膜厚が表面下層よりも厚く形成
され、全体の厚さが５〜２５μｍであることを特徴とす
る請求項１に記載の摺動部用被覆材。 - 【請求項３】 固体潤滑剤が、グラファイト，ＰＴＦ
Ｅ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうちから選ばれる少なくとも１
種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の摺
動部用被覆材。 - 【請求項４】 下地処理として基材に表面粗さＲｍａｘ
１〜１０μｍのリン酸塩処理が施されていることを特徴
とする請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部用被
覆材。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の摺
動部用被覆材がピストンの往復動方向と直交する表裏面
のうち少なくとも一方の面に形成されていることを特徴
とするピストンリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4936197A JPH10246149A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 摺動部用被覆材およびピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4936197A JPH10246149A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 摺動部用被覆材およびピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246149A true JPH10246149A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12828890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4936197A Pending JPH10246149A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 摺動部用被覆材およびピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10246149A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001031906A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Riken Corp | 摺動部材用被覆組成物及び内燃機関用ピストンリング |
| WO2008062863A1 (fr) * | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Kabushiki Kaisha Riken | Segment de piston |
| DE112007000435T5 (de) | 2006-02-28 | 2008-12-11 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| JP2009052625A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | ピストンリング |
| DE102008038636A1 (de) | 2007-08-24 | 2009-03-26 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| WO2015174292A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | Ｎｏｋクリューバー株式会社 | 塗膜付摺動部材及び塗膜形成方法 |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP4936197A patent/JPH10246149A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4507028B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2010-07-21 | 株式会社リケン | 摺動部材用被覆組成物及び内燃機関用ピストンリング |
| JP2001031906A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Riken Corp | 摺動部材用被覆組成物及び内燃機関用ピストンリング |
| DE112007000435T5 (de) | 2006-02-28 | 2008-12-11 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| DE112007000435B4 (de) * | 2006-02-28 | 2017-08-10 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| US8240676B2 (en) | 2006-02-28 | 2012-08-14 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Piston ring |
| WO2008062863A1 (fr) * | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Kabushiki Kaisha Riken | Segment de piston |
| US8181968B2 (en) | 2007-08-24 | 2012-05-22 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Piston ring |
| US8088496B2 (en) | 2007-08-24 | 2012-01-03 | Nippon Piston Co., Ltd | Piston ring |
| DE102008038635A1 (de) | 2007-08-24 | 2009-03-26 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| DE102008038636A1 (de) | 2007-08-24 | 2009-03-26 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| DE102008038636B4 (de) * | 2007-08-24 | 2012-10-25 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| DE102008038635B4 (de) * | 2007-08-24 | 2015-02-05 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
| JP2009052625A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | ピストンリング |
| WO2015174292A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | Ｎｏｋクリューバー株式会社 | 塗膜付摺動部材及び塗膜形成方法 |
| CN106457799A (zh) * | 2014-05-16 | 2017-02-22 | Nok克鲁勃株式会社 | 带涂膜的滑动部件和涂膜形成方法 |
| US10760027B2 (en) | 2014-05-16 | 2020-09-01 | Nok Klueber Co., Ltd. | Sliding member having coating film and method for forming coating film |
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