JPH10267033A - 摺動構造 - Google Patents

摺動構造

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JPH10267033A
JPH10267033A JP7164997A JP7164997A JPH10267033A JP H10267033 A JPH10267033 A JP H10267033A JP 7164997 A JP7164997 A JP 7164997A JP 7164997 A JP7164997 A JP 7164997A JP H10267033 A JPH10267033 A JP H10267033A
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JP
Japan
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metal member
sliding
roughness
resin member
resin
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JP7164997A
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English (en)
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Tetsuya Oda
徹也 小田
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】摺動構造において、摩擦係数を可及的に低減で
きるようにし、摺動動作の円滑化を図ること。 【解決手段】金属部材80と樹脂部材90との摺動構造
であって、金属部材80の摺接面の粗さが、十点平均粗
さ〔Rz〕で10〜20μmの範囲に設定されている。
つまり、金属部材80の摺接面を平滑でなく適度の粗さ
に特定することにより、その摺接面の凹凸に樹脂部材9
0の摩耗粉が適度に堆積されることになり、両部材8
0,90間の摩擦抵抗を軽減するのに役立つことにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属部材と樹脂部
材との摺動構造に関する。この摺動構造としては、例え
ばオートテンショナにおいてプーリ支持アームに摩擦抵
抗を付与する部分やクラッチレリーズ軸受において樹脂
スリーブと中心軸との摺動部分が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】従来から、可動要素を有する装置におい
て金属部材と樹脂部材との摺動部分にグリースやオイル
などの潤滑剤を用いない場合、一般的に、必要に応じて
摺動部分の摩擦抵抗を軽減させるために、樹脂部材に固
体潤滑剤を含有させたり、樹脂部材そのものを潤滑性に
優れたもので形成したりすることがある。また、樹脂部
材の耐久性を向上させるために、樹脂部材に強化繊維な
どを含有させることもある。
【0003】一方、金属部材について、例えばアルミニ
ウム合金をダイカスト成形したものとする場合、樹脂部
材との摺接面についてできるだけ平滑、例えば十点平均
粗さ〔Rz〕で10μm未満に形成するようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記金属部
材と樹脂部材との摺動動作時において、平滑な面どうし
の摺動になると摩擦係数があまり低くならないことが分
かった。しかも、いわゆるスティックスリップと呼ばれ
る摩擦振動現象が周期的に発生しやすくなり、摺動動作
が円滑に行えなくなることがある。この現象は、樹脂部
材に強化繊維を含有させている場合に顕著に発生する傾
向にある。
【0005】したがって、本発明は、摺動構造におい
て、摩擦係数を可及的に低減できるようにし、摺動動作
の円滑化を図ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の摺動構造は、金
属部材と樹脂部材との摺動構造であって、金属部材の摺
接面の粗さが、十点平均粗さ〔Rz〕で10〜20μm
の範囲に設定されている。
【0007】なお、前述の金属部材は、アルミニウム合
金を用いたダイカスト成形品からなり、前記樹脂部材
は、ポリエーテルサルフォン(PES)からなり、前記
金属部材の摺接面が、十点平均粗さ〔Rz〕で10〜2
0μmの範囲に設定されている。
【0008】要するに、本発明では、樹脂部材の相手で
ある金属部材の摺接面の表面粗さを平滑ではなく適度の
粗さに特定することにより、樹脂部材の摩耗粉が適度に
発生されることになって、この摩耗粉が金属部材の摺接
面の凹凸に適度に堆積されやすくなる。これにより、金
属部材と樹脂部材との静摩擦係数および動摩擦係数が小
さくなるとともに、樹脂部材の摩耗のし過ぎを抑制でき
るようになる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図1ないし
図7に示す実施形態に基づいて説明する。
【0010】図1は本発明の一実施形態にかかる摺動構
造の拡大断面図である。図中、80は金属部材、90は
樹脂部材である。金属部材80は、アルミニウム合金を
ダイカスト成形したもの(ADC12)とされ、その摺
接面の表面粗さは、十点平均粗さ〔Rz〕で10〜20
μmの範囲に設定されている。樹脂部材90は、ポリエ
ーテルサルフォン(PES)を射出成形したものとされ
ている。
【0011】前述の金属部材80の摺接面の粗さを設定
するために、ショットブラスト処理を施すようにしてい
る。このショットブラスト処理では、例えば、使用する
粒子としてアルミナやスチールなどを選定し、これら粒
子の平均粒子径を200〜600μmに設定し、さら
に、噴射圧力を350〜400KPaに設定する。これ
により、金属部材80の摺接面の粗さを、十点平均粗さ
〔Rz〕で10〜20μmの範囲に設定することができ
る。
【0012】次に、金属部材80の摺接面に対する樹脂
摩耗粉の付着状態を変化させることを目的として、金属
部材80の表面粗さをパラメータとして静摩擦係数、動
摩擦係数について調べたので、図2ないし図4を用いて
説明する。図2は、静摩擦係数、動摩擦係数を調べるバ
ウデン型往復摩擦試験機の外観を示す側面図、図3は、
金属部材の摺接面の表面粗さと静摩擦係数との関係を示
す図表、図4は、金属部材の摺接面の表面粗さと動摩擦
係数との関係を示す図表である。
【0013】金属部材80および樹脂部材90ともに、
適度な大きさの試験片とした。試験条件として、負荷荷
重を29.4N、負荷面圧を5.88MPa、摺動速度
を0.6mm/s、一往復摺動距離を9mm、金属試験
片の表面温度を100℃としている。
【0014】結果的に、静摩擦係数および動摩擦係数
は、図3ないし図4に示すように、いずれにしても、金
属部材80の摺接面の十点平均粗さ〔Rz〕が10〜2
0μmの範囲において小さくなることが分かる。これ
は、金属部材80の摺接面の凹凸に樹脂部材90の摩耗
粉が適度に堆積されることになるとともに、摺動動作時
において樹脂部材と樹脂摩耗粉との間に発生するせん断
力により樹脂摩耗粉がせん断流動しやすくなることで、
両部材80,90間の摩擦抵抗を軽減するのに役立った
ものと推定される。ところで、粗さが10μm未満であ
ると、樹脂摩耗粉の堆積が不十分となるために、摩擦抵
抗が大きくなったものと推定される。一方、粗さが20
μmを越えると、今度は樹脂部材90の摩耗が激しくな
るとともに、樹脂摩耗粉が大きくなって、島状に偏って
堆積するとともに、せん断流動しにくくなることで、摩
擦抵抗が大きくなったものと推定される。また、このよ
うに粗さを大きくすると、摩耗量が多くなり過ぎて耐久
性において問題が生ずることにもなる。
【0015】次に、これら静摩擦係数および動摩擦係数
を用いてスティックスリップ率を求め、図5に示してい
る。図5は、金属部材の摺接面の表面粗さとスティック
スリップ率との関係を示す図表である。
【0016】スティックスリップ率=(μdmax
μdmin)/μdave μdave=(μdmax+μdmin)/2 但し、μdmaxは最大動摩擦係数、μdminは最小動摩擦係
数である。
【0017】このスティックスリップ率は、本願出願人
が独自に定義したもので、μdave=の値に対する(μ
dmax−μdmin)の変動の大きさにより、スティックスリ
ップの程度を示すようにしている。
【0018】図5に示すように、金属部材80の摺接面
の粗さ、つまり十点平均粗さ〔Rz〕が10μm以上に
なると、スティックスリップの発生を抑えることができ
ると言える。
【0019】以上説明した試験の結果からして、金属部
材80の摺接面の粗さを限りなく平滑にする場合より
も、むしろ適度な粗さに特定することのほうが、摩擦係
数を低減することに効果を発揮することがわかった。
【0020】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。金
属部材80としては、アルミニウム合金のダイカスト成
形品に限らないし、樹脂部材90の種類についても、ポ
リエーテルサルフォン(PES)に限らず、例えばポリ
アミド66、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリフェ
ニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテル
ケトン(PEEK)などでもよい。
【0021】ところで、本発明の摺動構造は、例えば、
オートテンショナにおいてプーリ支持アームに摩擦抵抗
を付与する部分や、クラッチレリーズ軸受において樹脂
スリーブと中心軸との摺動部分が挙げられる。
【0022】前述のオートテンショナの一例について、
図6および図7に示して説明する。図例のオートテンシ
ョナAは、揺動支軸1においてアーム2の回転支持部の
軸方向中心O1に対してテンションプーリ3の回転支持
部の軸方向中心O2をオフセットした構造になってい
る。このオートテンショナAでは、ベルトCの張力が減
少すると、ねじりコイルバネ4のねじり復元力により弾
発付勢されているテンションプーリ3が図7の左側に動
いて、ベルトCの張力を一定に保ち、ベルトCの張力が
増加すると、テンションプーリ3がねじりコイルバネ4
のねじり復元力に抗して図7の右側に動いて、ベルトC
の張力を一定に保つ。そして、オートテンショナAに対
して振動や衝撃が加わった場合、摩擦板5によりアーム
2に対して揺動抵抗を付与しているので、ここで振動や
衝撃が減衰されることになってアーム2の不要な揺動を
防ぎ、ベルトCの張力が大きく変動するのを防止するよ
うになっている。
【0023】揺動支軸1は、図示しないベルト駆動機構
が設けられる取付対象Bに固定されるもので、円筒形の
揺動支点部11と、この揺動支点部11の外周を囲むカ
バー部12と、カバー部12の外周に形成されるボルト
取付片13とを備えている。アーム2は、揺動支軸1に
回動可能に支持されるもので、揺動支軸1の揺動支点部
11にメタルブッシュなどのすべり軸受6を介して外嵌
されるボス部21と、ボス部21と連接されるプーリ支
持部22とを備えている。
【0024】テンションプーリ3は、アーム2のプーリ
支持部22に転がり軸受7を介して回転可能に支持され
て外周にベルトCが巻き掛けられるものである。このテ
ンションプーリ3は、アーム2のプーリ支持部22の前
端に螺着されるボルト8aにより抜け止めされていると
ともに、このボルト8aにより、テンションプーリ3の
転がり軸受7に対して水分や異物がかからないようにす
るための軸受保護カバー9が取り付けられている。
【0025】ねじりコイルバネ4は、揺動支軸1の揺動
支点部11およびアーム2のボス部21の外周と、揺動
支軸1のカバー部12の内周との間の環状空間にそれぞ
れに対して非接触でねじり圧縮された状態で配設されて
いて、そのねじり復元力でアーム2を一揺動方向へ弾発
付勢するものである。
【0026】摩擦板5は、揺動支軸1とアーム2のボス
部21との間に介装されてアーム2に対して揺動抵抗を
与えるもので、アーム2のボス部21の前端面と、この
前端面に対向するように揺動支軸1の前端にボルト8b
により固定される摩擦板ガイド10との間に挟まれてお
り、ねじりコイルバネ4の伸張復元力によりボス部21
を摩擦板ガイド10側へ弾発付勢するようになってい
る。
【0027】このオートテンショナAにおいて、アーム
2を上記金属部材80に、摩擦板5を上記樹脂部材90
にする。この場合、アーム2と摩擦板5との間の摺動抵
抗が軽減されるために、上記オートテンショナAの動作
を適正に行えるように、コイルバネ4による押圧力との
関係で調整するように管理するのが好ましい。これによ
り、動作の安定化と耐久性の向上とに貢献できるように
なる。
【0028】
【発明の効果】本発明では、樹脂部材の相手である金属
部材の摺接面の表面粗さを平滑ではなく適度の粗さに特
定することにより、樹脂部材の摩耗粉が適度に発生し
て、この摩耗粉が金属部材の摺接面の凹凸に適度に堆積
されやすくなるから、金属部材と樹脂部材との静摩擦係
数および動摩擦係数を小さくできるとともに、樹脂部材
の摩耗のし過ぎを抑制できるようになる。
【0029】このように、本発明によれば、摺動動作が
安定かつ円滑でしかも耐摩耗性に優れた摺動構造を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の摺動構造の断面図
【図2】実施形態の試験に用いたバウデン型往復摩擦試
験機の外観を示す側面図
【図3】金属部材の摺接面の表面粗さと静摩擦係数との
関係を示す図表
【図4】金属部材の摺接面の表面粗さと動摩擦係数との
関係を示す図表
【図5】金属部材の摺接面の表面粗さとスティックスリ
ップ率との関係を示す図表
【図6】本発明の使用用途の一例のオートテンショナの
正面図
【図7】図6の(7)−(7)線断面の矢視図
【符号の説明】
80 金属部材 90 樹脂部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属部材と樹脂部材との摺動構造であっ
    て、金属部材の摺接面の粗さが、十点平均粗さ〔Rz〕
    で10〜20μmの範囲に設定されている、ことを特徴
    とする摺動構造。
  2. 【請求項2】 前記金属部材は、アルミニウム合金を用
    いたダイカスト成形品からなり、前記樹脂部材は、ポリ
    エーテルサルフォン(PES)からなり、前記金属部材
    の摺接面が、十点平均粗さ〔Rz〕で10〜20μmの
    範囲に設定されている、ことを特徴とする摺動構造。
JP7164997A 1997-03-25 1997-03-25 摺動構造 Pending JPH10267033A (ja)

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