JPS63167124A - 摺動装置 - Google Patents

摺動装置

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JPS63167124A
JPS63167124A JP31306086A JP31306086A JPS63167124A JP S63167124 A JPS63167124 A JP S63167124A JP 31306086 A JP31306086 A JP 31306086A JP 31306086 A JP31306086 A JP 31306086A JP S63167124 A JPS63167124 A JP S63167124A
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JP
Japan
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solid lubricant
ceramic
sliding
sliding device
composite
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Application number
JP31306086A
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English (en)
Inventor
Atsuhiro Takagi
高木 淳宏
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、セラミックス−固体潤滑剤複合材を用いた摺
動装置に関する。
[従来技術] 従来、無rA滑状態で使用される摺動装置としては、金
属をベースに固体潤滑剤複合材を埋設したり複合分散し
たものが用いられてきた。しかし、これらの摺動装置は
、高荷重にはかなりの耐力があるものの、高速での使用
には向かず、また、高温になれば金属ベース故にサビな
どの変質の恐れがあり、摺動部材間の低摩擦係数の維持
が難しいという欠点があった。
そこで、その欠点を解消すべく特開昭58−10406
2号公報および特開昭59−2O8219号公報には、
金属よりも耐摩耗性・耐食性などの点で優れたセラミッ
クスをベースに用いた装置が提案されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、特開昭59−2O8219号公報に提案された
装置においては、セラミック焼結体中にあらかじめ開け
られた穴に、後からカーボンおよびテフロン樹脂系の固
体潤滑剤粉末を埋設するため、セラミックスと固体潤滑
剤との結合強度に問題があり、製造工程も煩雑であった
。また、特開昭58−104062号公報に提案された
装置においては、セラミックス−固体潤滑剤複合材が用
いられているが、そのセラミックマトリクス相と固体潤
滑耐相との親和性を考慮に入れていないため、摺動中に
境界層近傍のマトリクス粒子の脱落や固体潤滑耐相のマ
クロ的脱落を起こす可能性が高いといった欠点を有して
いた。
[発明の目的] 本発明は、このような従来の欠点を解消するために成さ
れたものであって、その目的は、高速・高荷重・無潤滑
状態で使用可能な摺動装置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 前述の目的を達成するために、本発明は、一方が他方に
対して相対的に移動可能に摺接された一対の摺動部材か
ら成る摺動装置において、少なくとも一方の摺動部材を
、共通の元素を含むセラミックマトリクス相と固体潤滑
耐相とから成るセラミックス−固体潤滑剤複合材で形成
することを特徴とする。
し作用コ 共通の元素を含むマトリクス形成セラミックスと固体潤
滑剤とを組合わせることにより、セラミックマトリクス
相と固体潤滑耐相との親和性を高くでき、摺動中に境界
層近傍のマトリクス粒子の脱落や固体潤滑耐相のマクロ
的脱落を起こすことがなくなる。
[実施例] 本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明す
る。
第1図は、本発明の第1の実施例を示す回転軸受装置の
断面図である。ハウジング11の内部には、軸受メタル
10が圧入、焼きばめ、接着、ロー付けなどの方法によ
り嵌合されており、軸受メタル10の内面には軸12が
回転可能に支持されている。軸受メタル10は、マトリ
クス形成セラミックスとして炭化珪素(S i C) 
、固体潤滑剤として同じ炭素系のグラファイト(C)を
用いた炭化珪素(Sin)−グラファイト(C)複合材
により形成されている。このように構成することにより
、グラファイト(C)による潤滑作用のため無潤滑状態
での運転が可能であり、また、セラミックスをベースに
用いているため耐熱性・耐摩耗性に優れている。
第1表は、マトリクス形成セラミックスと固体潤滑剤と
の組合わせに対する、人感式摩耗試験機による摩耗実験
の結果を示している。第1表から明らかなように、炭化
珪素(SiC)マトリクスに対する固体潤滑剤としては
、共通の炭素(C)を含んだグラファイト(C)が良好
である。なお、第1の実施例においては軸受メタル10
が第1表中のプレートに相当し、軸12がリングに相当
する。
第1表 実験条件:無潤滑、摺動速度4.3m/secリングに
は5GD3 (みがき棒鋼用 一般鋼材)が使用され、その表面に は耐摩耗性硬質被膜が形成されてい ない。
また、第1の実施例では、製造工程において、本出願人
が先に出願した特願昭61−153630号の明細書に
記載した独自の処理を施したセラミックス−固体潤滑剤
複合材を使用している。その独自の処理とは、固体潤滑
剤を適当な添加物とともに造粒し、別に造粒されたマト
リクス形成セラミック粉と均一混合したものを成形用粉
末として用いることである。この処理により、境界層近
傍のマトリクス相粒子と潤滑剤相粒子とが互いに強く結
合し、ミクロ的には、境界層は相互拡散により、マトリ
クス相から潤滑剤相に徐々に変化する状態となっており
、マトリクス相が潤滑剤相を強力に保持することとなる
第2図は、第1図と略同様に構成された第2の実施例を
示す回転軸受装置の断面図であり、軸受メタル10の内
面に対し摺動する軸12の摺接面には、酸化クロム(C
rz(h)系セラミック溶射被膜13が形成されている
第2表はセラミックス−固体潤滑剤複合材と耐摩耗性硬
質被膜との組合わせに対する、人感式摩耗試験機による
摩耗実験の結果を示している。第2表から明らかなよう
辷、炭化珪素(S i C) −グラファイト(C)複
合材に対しては、酸化クロム(CrtO3)系セラミツ
少溶射被膜が良好であり、被膜を形成しない場合に比べ
て低摩擦性・耐摩耗性が一層向上され、無潤滑状態にも
ががわらず、5m/SeG以上の高速運転が可能となる
なお、第2の実施例においては軸受メタル10が第2表
中のプレートに相当し、軸12が第2表中のリングに相
当する。
第2表 実験条件:無潤滑摺動部位 4.3m/sec第3図は
、第3の実施例を示すスラスト軸受装置の断面図である
。ハウジング21の内部に嵌合された軸受メタル2Oに
よって、軸22が軸受メタル2Qの内面に対し軸方向に
摺動可能に支持されている。軸受メタル2Oは、炭化珪
素(S i C)−グラファイト(C)複合材により形
成され、軸22の摺接面には酸化クロム(Cr2O3)
系セラミック溶射被膜23が形成されている。
第4図は、第4の実施例を示すテーブルスライド装置の
断面図である。ベッド32の上面にはテーブル31が摺
動可能に配置され、そのテーブル31のベッド32との
摺動部には摺動プレート30が取付けられている。その
摺動プレート30は、マトリクス形成セラミックスとし
て窒化珪素(S!31’La)、固体潤滑剤として同じ
窒素系の窒化硼素(BN)を用いた窒化珪素(Si3N
4)−窒化硼素(BN>複合材により形成されており、
ベッド32の1習接面にはタングステンカ−バイド(W
C)系超硬合金溶射被膜33が形成されている。
このように構成することにより、前記第1表から明らか
なように、窒化珪素(S!aNt>マトリクスに対する
固体rR潤滑剤しては、共通の窒素(N>を含んだ窒化
硼素(BN)が良好であり、また、前記第2表から明ら
かなように、窒化珪素(S!3N4)−窒化硼素(BN
)複合材に対しては、タングステンカ−バイド(WC)
系超硬合金溶射被膜が良好である。なお、第4の実施例
においては摺動プレート30が第1表および第2表中の
プレートに相当し、ベッド32が第2表中のリングに相
当する。
以上の実施例からもわかるように、本発明は、各種装置
のあらゆる無潤滑摺動部位に対して応用可能であること
は云うまでもない。
更に第5図は、前記第2および第3の実施例の軸受装置
が適用されたミシンの概略図である。上軸メタル50お
よび上軸51は、前記第2の実施例の回転軸受装置にお
ける軸受メタル10および軸12と略同様に構成され、
針棒メタル53a。
53bおよび針棒54は、前記第3の実施例のスラスト
軸受装置における軸受メタル2Oおよび軸22と略同様
に構成されている。より詳細に説明すると、上軸メタル
50の内面には上軸51が回転可能に支持されており、
上軸メタル50は炭化珪素(SiC)−グラファイト(
C)複合材により形成され、上軸メタル50の内面に対
し摺動する上軸51の摺接面には、酸化クロム(Cr2
O3)系セラミック溶射被膜52が形成されている。ま
た、針棒メタル53a、53bの内面には針棒54が軸
方向に摺動可能に支持されており、針棒メタル53a、
53bは炭化珪素(SiC)−グラファイト(C)複合
材により形成され、針棒メタル53a、53bの内面に
対し摺動する針棒54の摺接面には、酸化クロム(Cr
’2O3)系セラミック溶射被膜55a、55bが形成
されている。
このように、ミシンに本発明の実施例である軸受装置を
適用することにより、無潤滑状態での高速運転が可能と
なり、かつ給油機構を必要としないため構造を簡素化で
きるという利点を生ずる。
また、潤滑油を使用しないので、潤滑油の漏れ。
飛散による加工布の汚損を招く恐れがない。
[発明の効果] 本発明によれば以上詳述したように、摺動装置において
その摺動部材に、共通の元素を含むセラミックマトリマ
クス相と固体潤滑剤層とから成るセラミックス−固体潤
滑剤複合材を用いることにより、セラミックマトリクス
相との親和性が高く、摺動中に境界層近傍のマトリクス
粒子の脱落や固体潤滑剤層のマクロ的脱落を起こすこと
なく、高速・高荷重・無&l滑状態での使用が可能とな
る。
更に、本発明の実tM態様においては、一方の摺動部材
をセラミックス−固体潤滑剤複合材で形成し、他方の摺
動部材の摺接面に耐摩耗性硬質被膜を形成することによ
り、耐熱性・耐摩耗性・低摩擦性等の摺動特性を一層向
上させ、万一、摺動部の固体潤滑剤が消耗した場合にも
焼き付くことがない等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例である回転軸受装置の断
面図、第2図は第2の実施例である回転軸受装置の断面
図、第3図は第3の実施例であるスラスト軸受装置の断
面図、第4図は第4の実施例であるテーブルスライド装
置の断面図、第5図は第2および第3の実施例の軸受装
置が適用されたミシンの概略図である。 10.2O:軸受メタル 11.21:ハウジング 12.22:軸 13.23:溶射被膜 30;摺動プレート 31:テーブル 32:ベッド 33:溶射被膜 50:上軸メタル 51:上軸 52.55a、55b:溶射被膜 53a、53b:針棒メタル 54:針棒

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一方が他方に対して相対的に移動可能に摺接された
    一対の摺動部材から成る摺動装置であって、少なくとも
    一方の摺動部材を、共通の元素を含むセラミックマトリ
    クス相と固体潤滑剤相とから成るセラミックス−固体潤
    滑剤複合材で形成したことを特徴とする摺動装置。 2、前記セラミックス−固体潤滑剤複合材は、そのセラ
    ミックマトリクス相および固体潤滑剤相がともに窒化物
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の摺
    動装置。 3、前記セラミックス−固体潤滑剤複合材は、窒化珪素
    (Si_3N_4)−窒化硼素(BN)複合材であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の摺動装置。 4、前記セラミックス−固体潤滑剤複合材は、そのセラ
    ミックマトリクス相が炭化物であり、固体潤滑剤相がグ
    ラファイト又は、炭化物であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の摺動装置。 5、前記セラミックス−固体潤滑剤複合材は、炭化珪素
    (SiC)−グラファイト(C)複合材であることを特
    徴とする特許請求の範囲第4項記載の摺動装置。 6、一方の摺動部材をセラミックス−固体潤滑剤複合材
    で形成し、他方の摺動部材の摺接面には、耐摩耗性硬質
    被膜を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の摺動装置。 7、前記耐摩耗性硬質被膜は、タングステンカ−バイド
    (WC)系超硬合金溶射被膜であることを特徴とする特
    許請求の範囲第6項記載の摺動装置。 8、前記耐摩耗性硬質被膜は、酸化クロム (Cr_2O_3)系セラミック溶射被膜であることを
    特徴とする特許請求の範囲第6項記載の摺動装置。 9、前記セラミックス−固体潤滑剤複合材は、窒化珪素
    (Si_3N_4)−窒化硼素(BN)複合材であり、
    前記耐摩耗性硬質被膜は、タングステンカ−バイド(W
    C)系超硬合金溶射被膜であることを特徴とする特許請
    求の範囲第6項記載の摺動装置。 10、前記セラミックス−固体潤滑剤複合材は、炭化珪
    素(SiC)−グラファイト(C)複合材であり、前記
    耐摩耗性硬質被膜は、酸化クロム(Cr_2O_3)系
    セラミック溶射被膜であることを特徴とする特許請求の
    範囲第6項記載の摺動装置。
JP31306086A 1986-12-26 1986-12-26 摺動装置 Pending JPS63167124A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6469820A (en) * 1987-09-11 1989-03-15 Isuzu Motors Ltd Low friction structure
US5088427A (en) * 1989-04-26 1992-02-18 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Relatively sliding arrangement for use in sewing machine
US5102239A (en) * 1989-02-02 1992-04-07 Wing Highcera Co., Ltd. Ceramic bearing

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