WO2016143741A1 - 摺動部材、摺動機構、及び摺動部材の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a sliding member, a sliding mechanism, and a manufacturing method of the sliding member.
  • Patent Document 1 discloses a sliding bearing applied to joint parts such as an excavator boom, an arm, and a bucket.
  • a pivot pin is rotatably supported by the slide bearing.
  • the plain bearing is formed of a porous sintered metal. This sintered metal is impregnated with a lubricant.
  • Patent Document 2 discloses a sliding pin in which an annular groove is provided on a side surface and a resin lubricant is embedded in the groove. By embedding a resin lubricant in the groove, seizure of the sliding surface can be prevented.
  • Patent Document 1 does not give a detailed description of the structure of the pivot pin. Since the sliding pin described in Patent Document 2 needs to form an annular groove on the side surface, the processing time of the sliding pin becomes long.
  • An object of the present invention is to provide a sliding member capable of suppressing seizure of the sliding surface and suppressing an increase in processing time.
  • Another object of the present invention is to provide a sliding mechanism having this sliding member.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the sliding member.
  • a sliding member including a sliding surface that slides with respect to an opposing surface, the sliding surface having recesses that are irregularly distributed two-dimensionally.
  • a sliding member having a negative skewness obtained from the roughness curve of the sliding surface is provided.
  • a first member having a first sliding surface;
  • a second member that includes a second sliding surface facing the first sliding surface, the first sliding surface and the second sliding surface sliding;
  • the second sliding surface has concave portions that are irregularly distributed two-dimensionally, and a sliding mechanism is provided in which the skewness obtained from the roughness curve of the second sliding surface is negative.
  • a method for manufacturing a sliding member which includes a step of making the skewness obtained from the roughness curve of the sliding surface negative by leveling the convex portion of the sliding surface on which the unevenness is formed.
  • the processing time to scrape the convex part of irregularities distributed irregularly two-dimensionally by the first blast treatment Is short. Since the concave portion remains on the side surface after leveling the convex portion formed by the first blast treatment, it is not necessary to newly form a concave portion for oil sump. For this reason, processing time can be shortened compared with the method of forming the recessed part for oil sump after mirror finishing.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a rotation mechanism including a slide bearing pin and a bush according to an embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 1B-1B in FIG. 1A
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing a slide bearing pin for a slide bearing according to an embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the sliding bearing pin during polishing.
  • FIG. 4A is a graph showing an example of the roughness curve of the sliding surface after the first blasting process (step S2)
  • FIG. 4B shows the sliding surface after the leveling process of the convex part (step S3). It is a graph which shows an example of a roughness curve.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a rotation mechanism including a slide bearing pin and a bush according to an embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 1B-1B in FIG. 1
  • FIG. 5A is a graph showing the results of evaluating the relationship between the sliding speed and the coefficient of friction using a journal bearing type sliding test device
  • FIGS. 5B and 5C show the sliding after step S1 (FIG. 2), respectively. It is the figure which sketched the shading pattern obtained by measuring the surface and the sliding surface after step S3 (FIG. 2) with a surface roughness measuring instrument.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for manufacturing a slide bearing pin for a slide bearing according to another embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of evaluating the relationship between the sliding speed and the coefficient of friction using a journal bearing type sliding test apparatus.
  • FIG. 8 is a schematic side view of an excavator to which the slide bearing pin according to the embodiment is applied.
  • FIG. 9 is a schematic view of a mold clamping device of a molding machine according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view of an injection molding machine according to still another embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view of a forging press according to still another embodiment.
  • FIG. 1A shows a sectional view of a rotating mechanism including a sliding bearing pin (sliding member) and a bush according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 1B-1B in FIG. 1A.
  • a cross-sectional view taken along one-dot chain line 1A-1A in FIG. 1B corresponds to FIG. 1A.
  • the cross-sectional view shown in FIG. 1A includes the center of rotation, and the cross-sectional view shown in FIG. 1B is perpendicular to the center of rotation.
  • a sliding bearing pin 12 is inserted into the bush 11 and is supported rotatably with respect to the bush 11.
  • the sliding bearing pin 12 includes a sliding surface (side surface) that slides with respect to the inner surface of the bush 11.
  • the bush 11 is fixed to the first member 10.
  • FIG. 1A shows an example in which two bushes 11 having the same shape are attached to the first member 10, the number of the bushes 11 may be one or three or more.
  • the slide bearing pin 12 is supported by the second member 13 at both ends thereof. Further, the sliding bearing pin 12 is fixed to the second member 13 so as not to rotate at one end portion 14 thereof.
  • the first member 10 rotates with respect to the second member 13 with the central axis of the sliding bearing pin 12 as the rotation axis.
  • the first member 10, the second member 13, the bush 11, and the slide bearing pin 12 constitute a rotation mechanism.
  • FIG. 2 shows a flowchart of a processing method of the sliding surface of the slide bearing pin 12 according to the embodiment.
  • step S1 a cylindrical slide bearing pin 12 having a linear grinding mark remaining on the sliding surface is prepared.
  • step S2 the sliding surface of the sliding bearing pin 12 is subjected to a first blasting process to form irregularities that are two-dimensionally irregularly distributed on the sliding surface.
  • the particles used in the first blast treatment are polygonal or spherical hard particles having a particle size of 0.1 mm or more and 1 mm or less.
  • the first blasting process is performed under a condition where the coverage is 100% or more.
  • step S3 the convex portions formed in step S2 are leveled.
  • a method for leveling the convex portions there are polishing, burnishing and the like.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the slide bearing pin 12 during polishing.
  • the abrasive cloth 17 contains abrasive particles.
  • a polishing cloth 17 is wound around and contacted with an area of 50% or more of the side surface of the sliding bearing pin 12 in the circumferential direction, and the polishing cloth 17 is applied to the polishing cloth 17 by applying tension in the direction of the arrow. Press against pin 12. In this state, the sliding surface is polished by rotating the sliding bearing pin 12.
  • the contact area between the sliding surface of the sliding bearing pin 12 and the polishing pad 17 is larger than buffing, polishing can be performed efficiently and uniformly.
  • the sliding surface of the sliding bearing pin 12 may be polished using general buffing, or the sliding surface may be polished using other polishing methods.
  • FIG. 4A shows an example of the roughness curve of the sliding surface after the first blasting process (step S2).
  • the probability density of height when centered on the average line of height is almost symmetrical. In other words, the skewness Rsk obtained from the roughness curve is almost zero.
  • FIG. 4B shows an example of the roughness curve of the sliding surface after the convexity leveling process (step S3).
  • the convex portion is leveled and flattened, the concave portion substantially retains the shape after the first blast treatment.
  • the skewness Rsk obtained from the roughness curve is negative.
  • the skewness Rsk is preferably set to ⁇ 1 or less.
  • FIG. 5A shows the result of evaluating the relationship between the sliding speed and the coefficient of friction using a journal bearing type sliding test device.
  • the horizontal axis represents the sliding speed in the unit “cm / s”, and the vertical axis represents the friction coefficient.
  • the surface pressure was about 100 MPa.
  • the square symbol in FIG. 5A indicates the friction coefficient of the sliding surface where the linear grinding marks remain, and the circle symbol indicates the first blasting process (step S2) and the convexity leveling process (step S3). The friction coefficient of the sliding surface performed is shown.
  • FIG. 5B and FIG. 5C show sketches of shading patterns obtained by measuring the sliding surface after step S1 and the sliding surface after step S3 with a surface roughness measuring instrument, respectively.
  • FIG. 5B it can be seen that linear grinding marks remain before the first blasting process (step S2).
  • the recesses are irregularly distributed two-dimensionally.
  • the friction coefficient is relatively small in the high speed region with the sliding speed of about 0.7 cm / s as a boundary, and the friction surface in the low speed region.
  • the coefficient is relatively large. That is, a mixed lubrication region between the fluid lubrication region and the boundary lubrication region exists in the vicinity of the sliding speed of 0.7 cm / s.
  • the friction coefficient is significantly reduced, particularly in the range where the sliding speed is 0.7 cm / s or less.
  • the decrease in the coefficient of friction is due to the fact that the convex portions are leveled, so that an oil film interposed between the sliding surfaces makes it difficult for the sliding surfaces to directly contact each other.
  • the mixed lubrication region between the fluid lubrication region and the boundary lubrication region has shifted to the low speed side (left side of the graph). Since the fluid lubrication region is expanded, not only the friction characteristics but also the wear characteristics are improved.
  • the recesses that are irregularly distributed two-dimensionally on the sliding surface form an oil reservoir. Thereby, the image sticking by oil shortage can be suppressed.
  • the convex portion height Rpk obtained from the roughness curve of the sliding surface after step S3 is set to 0.03 ⁇ m or less, and the concave portion
  • the depth Rvk is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • step S3 convex portions that are two-dimensionally irregularly distributed may be removed. For this reason, polishing time can be shortened compared with the method of mirror-finishing the sliding surface where the linear grinding trace remained. Furthermore, since the recesses that are irregularly distributed two-dimensionally are formed in the first blasting process (step S2), it is not necessary to newly form a recess that becomes an oil reservoir after step S3.
  • step S2 compressive residual stress can be applied to the sliding bearing pin 12 in the first blasting process. For this reason, the fatigue strength of the slide bearing pin 12 can be increased.
  • the particle size of the particles used in the first blast treatment (step S2) is 0.2 mm or more.
  • FIG. 6 shows a flowchart of a method for processing a sliding surface of a sliding bearing pin according to another embodiment.
  • the processing from step S1 to step S3 is the same as the processing from step S1 to step S3 in the flowchart shown in FIG.
  • step S4 the second blast process is performed using particles smaller than the particles used in the first blast process (step S2).
  • step S2 finer irregularities are formed on the upper surface of the convex part leveled in step S3.
  • the convex portion height Rpk obtained from the roughness curve of the sliding surface after step S3 is preferably 0.03 ⁇ m or less.
  • step S4 the convex part height Rpk obtained from the roughness curve of the sliding surface is made larger than the convex part height Rpk before the second blasting process, and It is preferable to make it 0.08 ⁇ m or less.
  • FIG. 7 shows the results of evaluating the relationship between the sliding speed and the coefficient of friction using a journal bearing type sliding test apparatus.
  • the horizontal axis represents the sliding speed in the unit “cm / s”, and the vertical axis represents the friction coefficient.
  • the surface pressure was about 100 MPa.
  • the square symbol indicates the friction coefficient of the sliding surface on which linear grinding marks remain, and the circle symbol indicates the sliding surface that has undergone the first blasting process and the convexity leveling process. Indicates the friction coefficient of the moving surface.
  • the triangle symbol indicates the friction coefficient of the sliding surface that has been subjected to the second blasting process under the condition that the coverage is 100% or more with respect to a mirror surface having an arithmetic average roughness Ra of 0.01 ⁇ m.
  • FIG. 8 shows a schematic side view of an excavator to which the slide bearing pin according to the above embodiment is applied.
  • An upper turning body 21 is mounted on the lower traveling body 20 so as to be turnable.
  • a boom 22, an arm 23, and a bucket 24 are connected to the upper swing body 21.
  • Hydraulic cylinders 25, 26, and 27 drive the boom 22, the arm 23, and the bucket 24, respectively.
  • the hydraulic cylinder 27 and the bucket 24 are connected via a link mechanism 28.
  • the sliding bearing pin 12 according to the above embodiment is used for the joint portion 34 and the joint portion of the link mechanism 28.
  • a plain bearing used for a joint portion of a shovel has a feature that a surface pressure is as high as about 70 MPa and a sliding speed is low.
  • the sliding bearing pin 12 according to the above-described embodiment the Stribeck showing the lubrication state between the inner surface of the bush 11 (FIG. 1A) and the sliding surface (side surface) of the sliding bearing pin 12 (FIG. 1A). The curve shifts to the low speed side.
  • FIG. 9 shows a schematic view of a mold clamping device of a molding machine according to another embodiment.
  • the stationary platen 40 and the toggle support 41 are fixed to the frame at a distance from each other.
  • a plurality of tie bars 42 are installed between the fixed platen 40 and the toggle support 41.
  • the movable platen 43 is guided by the tie bar 42 and supported so as to be able to advance and retreat with respect to the fixed platen 40.
  • the mold mounting surface of the fixed platen 40 and the mold mounting surface of the movable platen 43 are opposed to each other.
  • a fixed mold 45 is mounted on the mold mounting surface of the fixed platen 40, and a movable mold 46 is mounted on the mold mounting surface of the movable platen 43.
  • a toggle mechanism 50 is disposed between the movable platen 43 and the toggle support 41.
  • a driving device 47 is attached to the back surface of the toggle support 41 (the surface facing the side opposite to the movable platen 43).
  • a connecting rod 51 extends from the driving device 47 through the toggle support 41 toward the movable platen 43. The drive device 47 moves the connecting rod 51 in the axial direction.
  • a crosshead 52 is attached to the tip of the connecting rod 51.
  • One end of each of the pair of small toggle levers 53 is attached to the cross head 52 via a slide bearing pin 61.
  • One end of the pair of large toggle levers 54 is attached to the toggle support 41 via a slide bearing pin 62.
  • the other end of the small toggle lever 53 is attached to an intermediate position of the large toggle lever 54 via a slide bearing pin 63.
  • the other end of the large toggle lever 54 is attached to one end of the toggle arm 55 via a slide bearing pin 64.
  • the other end of the toggle arm 55 is attached to the movable platen 43 via a sliding bearing pin 65.
  • the toggle mechanism 50 can be operated by the driving device 47 moving the connecting rod 51 in the axial direction.
  • the processing method of the sliding surface shown in FIG. 2 or 6 can be applied to the processing of the sliding surface (side surface) of the slide bearing pins 61, 62, 63, 64, 65.
  • the sliding surface was cylindrical.
  • the sliding surface processing method shown in FIGS. 2 and 6 can also be applied to a planar sliding surface.
  • the sliding mechanism of the embodiment described below has a flat sliding surface.
  • FIG. 10 shows a schematic diagram of an injection molding machine according to another embodiment.
  • a toggle mechanism 72 is disposed between the fixed platen 70 and the toggle support 71.
  • the toggle support 71 moves up and down with respect to the fixed platen 70 by the toggle mechanism 72.
  • Three tie bars 73 extending upward from the toggle support 71 extend through the fixed platen 70 and further upward.
  • FIG. 10 shows two tie bars 73.
  • a movable platen 75 is fixed to the upper end of the tie bar 73 using a fixing nut 76. When the toggle mechanism 72 is operated to move the toggle support 71 downward, the movable platen 75 approaches the fixed platen 70.
  • the two sliding plates 80a and 80b are fixed on the fixed platen 70.
  • a rotary table 77 is rotatably supported with respect to one tie bar 73 via a rotary bearing 78, and is supported from below by sliding plates 80a and 80b.
  • the two sliding plates 80 a and 80 b are arranged at point-symmetrical positions with respect to the rotation center of the rotary table 77.
  • a rotation drive mechanism 79 rotates the rotary table 77.
  • FIG. 10 shows a state in which the lower mold 82a is positioned directly above the sliding plate 80a.
  • the upper mold 83 is attached to the surface facing the lower side of the movable platen 75.
  • the upper mold 83 is disposed immediately above one sliding plate 80a.
  • one of the lower molds 82a and 82b can be arranged under the upper mold 83 to produce a molded product, and the produced molded product can be taken out from the other.
  • the interval between the fixed platen 70 and the movable platen 75 is narrowed, and a downward load is applied to a part of the rotary table 77, specifically, a position directly above the sliding plate 80a.
  • the sliding plate 80 a supports a load applied to the rotary table 77.
  • the upper surfaces of the sliding plates 80a and 80b and the lower surface of the rotary table 77 constitute a pair of sliding surfaces.
  • the lower surface (sliding surface) of the rotary table 77 and the upper surfaces (sliding surfaces) of the sliding plates 80a and 80b slide.
  • the processing method of the sliding surface shown in FIG. 2 or 6 can be applied to the processing of the upper surfaces of the sliding plates 80a and 80b.
  • FIG. 11 shows a schematic view of a forging press according to still another embodiment.
  • a column 92 extends upward from the four corners of the bed 90, and a crown 91 is fixed to the upper end of the column 92.
  • An eccentric shaft 95 spanned in the horizontal direction is rotatably supported on the crown 91.
  • a drive source 96 rotates the eccentric shaft 95.
  • a slide 98 is connected below the eccentric shaft 95 via a connecting rod 97.
  • the slide gibs 100 are attached to the columns 92, respectively.
  • the slide give 100 includes a guide surface extending in the vertical direction.
  • the slide 98 is guided in the vertical direction with the guided surface facing the guide surface of the slide give 100. By rotating the eccentric shaft 95, the slide 98 can be reciprocated in the vertical direction.
  • the lower die holder 105 is attached on the bed 90.
  • the lower die 106 is held by the lower die holder 105.
  • An upper die holder 107 is attached to the lower surface of the slide 98.
  • the upper die 108 is held by the upper die holder 107.
  • a copper alloy liner material can be used for the guide surface of the slide give 100.
  • the processing method of the sliding surface shown in FIG. 2 or 6 can be applied to processing of the guided surface of the slide 98.
  • a liner material made of, for example, copper alloy is used for the guided surface of the slide 98, and the sliding surface processing method shown in FIG. 2 or 6 is applied to the processing of the guiding surface of the slide give 100. Also good.

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Abstract

【課題】摺動面の焼き付きを抑制し、かつ加工時間の長大化を抑制することが可能な摺動部材を提供する。 【解決手段】摺動部材が、対向する面に対して摺動する摺動面を含む。この摺動面は、二次元的に不規則に分布する凹部を有し、摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが負である。

Description

摺動部材、摺動機構、及び摺動部材の製造方法
　本発明は、摺動部材、摺動機構、及び摺動部材の製造方法に関する。
　下記の特許文献１に、ショベルのブーム、アーム、バケット等の関節部に適用される滑り軸受が開示されている。滑り軸受に枢支ピンが回転可能に支持される。滑り軸受は、多孔質の焼結金属で形成される。この焼結金属に潤滑剤が含浸されている。
　下記の特許文献２に、側面に環状の溝を設け、溝に樹脂潤滑剤を埋め込んだ摺動ピンが開示されている。溝に樹脂潤滑剤を埋め込むことにより、摺動面の焼き付きを防止することができる。
特開２０１３－１１３３７１号公報 国際公開第２０１０／０６１９７６号
　特許文献１には、枢支ピンの構成について詳細な説明がされていない。特許文献２に記載された摺動ピンは、側面に環状の溝を形成する必要があるため、摺動ピンの加工時間が長くなる。本発明の目的は、摺動面の焼き付きを抑制し、かつ加工時間の長大化を抑制することが可能な摺動部材を提供することである。本発明の他の目的は、この摺動部材を有する摺動機構を提供することである。本発明のさらに他の目的は、この摺動部材の製造方法を提供することである。
　本発明の第１の観点によると、　対向する面に対して摺動する摺動面を含む摺動部材であって、前記摺動面は、二次元的に不規則に分布する凹部を有し、前記摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが負である摺動部材が提供される。
　本発明の第２の観点によると、
　第１の摺動面を有する第１の部材と、
　前記第１の摺動面に対向する第２の摺動面を含み、前記第１の摺動面と前記第２の摺動面とが摺動する第２の部材と
を有し、
　前記第２の摺動面は、二次元的に不規則に分布する凹部を有し、前記第２の摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが負である摺動機構が提供される。
　本発明の第３の観点によると、
　摺動面に線状の研削痕が残っている摺動部材の前記摺動面に第１のブラスト処理を施すことにより、二次元的に不規則に分布する凹凸を形成する工程と、
　凹凸が形成された前記摺動面の凸部を均すことにより、前記摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスを負にする工程と
を有する摺動部材の製造方法が提供される。
　摺動部材の摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが負であり、凸部の不揃いが小さな表面となるため、摺動面と相手面との間の油膜が保たれやすくなり、摺動面と相手面との直接接触が生じにくくなる。このため、摩擦係数を低減することができる。二次元的に不規則に分布する凹部が油溜りとして作用するため、油切れによる焼き付きが生じにくくなる。
　線状の研削痕が残っている側面の凸部を削り取って鏡面にする加工時間に比べて、第１のブラスト処理によって二次元的に不規則に分布する凹凸の凸部を削り取る加工時間の方が短い。第１のブラスト処理で形成された凸部を均した後の側面に凹部が残っているため、油溜り用の凹部を新たに形成する必要がない。このため、鏡面仕上げした後に油溜り用の凹部を形成する方法に比べて、加工時間を短くすることができる。
図１Ａは、実施例による滑り軸受用ピン及びブッシュを含む回転機構の断面図であり、図１Ｂは、図１Ａの一点鎖線１Ｂ－１Ｂにおける断面図である。 図２は、実施例による滑り軸受用の滑り軸受用ピンの製造方法のフローチャートである。 図３は、研磨時における滑り軸受用ピンの断面図である。 図４Ａは、第１のブラスト処理（ステップＳ２）後の摺動面の粗さ曲線の一例を示すグラフであり、図４Ｂは、凸部の均し処理（ステップＳ３）後の摺動面の粗さ曲線の一例を示すグラフである。 図５Ａは、ジャーナル軸受型摺動試験装置を用いて滑り速度と摩擦係数との関係を評価した結果を示すグラフであり、図５Ｂ及び図５Ｃは、それぞれステップＳ１（図２）後の摺動面及びステップＳ３（図２）後の摺動面を表面粗さ測定器で測定して得られた濃淡パターンをスケッチした図である。 図６は、他の実施例による滑り軸受用の滑り軸受用ピンの製造方法のフローチャートである。 図７は、ジャーナル軸受型摺動試験装置を用いて滑り速度と摩擦係数との関係を評価した結果を示すグラフである。 図８は、上記実施例による滑り軸受用ピンが適用されるショベルの概略側面図である。 図９は、他の実施例による成形機の型締装置の概略図である。 図１０は、さらに他の実施例による射出成形機の概略断面図である。 図１１は、さらに他の実施例による鍛造プレス機の概略図である。
　図１Ａに実施例による滑り軸受用ピン（摺動部材）及びブッシュを含む回転機構の断面図を示す。図１Ｂに、図１Ａの一点鎖線１Ｂ－１Ｂにおける断面図を示す。図１Ｂの一点鎖線１Ａ－１Ａにおける断面図が図１Ａに相当する。図１Ａに示した断面図は、回転中心を含み、図１Ｂに示した断面図は回転中心に対して垂直である。
　滑り軸受用ピン１２がブッシュ１１に挿入されており、ブッシュ１１に対して回転可能に支持されている。滑り軸受用ピン１２は、ブッシュ１１の内面に対して摺動する摺動面（側面）を含む。ブッシュ１１は第１の部材１０に固定されている。図１Ａでは、２個の同一形状のブッシュ１１が第１の部材１０に取り付けられている例を示しているが、ブッシュ１１の個数は１個でもよいし、３個以上でもよい。滑り軸受用ピン１２は、その両端において第２の部材１３に支持されている。また、滑り軸受用ピン１２は、その一方の端部１４において第２の部材１３に対して回転不能に固定されている。
　第１の部材１０が第２の部材１３に対して、滑り軸受用ピン１２の中心軸を回転軸として回転する。第１の部材１０、第２の部材１３、ブッシュ１１、及び滑り軸受用ピン１２により、回転機構が構成される。
　図２に、実施例による滑り軸受用ピン１２の摺動面の加工方法のフローチャートを示す。ステップＳ１において、摺動面に線状の研削痕が残っている円柱状の滑り軸受用ピン１２を準備する。ステップＳ２において、滑り軸受用ピン１２の摺動面に第１のブラスト処理を行うことにより、摺動面に二次元的に不規則に分布する凹凸を形成する。第１のブラスト処理で用いられる粒子は、粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の多角形または球形の硬質粒子である。第１のブラスト処理は、カバレージ１００％以上の条件で行われる。
　ステップＳ３において、ステップＳ２で形成された凸部を均す。凸部を均す手法として、研磨、バニシング等が挙げられる。
　図３に、研磨時における滑り軸受用ピン１２の断面図を示す。研磨布１７に研磨粒子が含まれている。滑り軸受用ピン１２の側面のうち、周方向に関して５０％以上の領域に、研磨布１７を巻き付けて接触させ、研磨布１７に矢印方向の張力を印加することにより、研磨布１７を滑り軸受用ピン１２に押し付ける。この状態で滑り軸受用ピン１２を回転させることにより、摺動面の研磨を行う。
　バフ研磨に比べて、滑り軸受用ピン１２の摺動面と、研磨布１７との接触面積が大きいため、効率よく、かつ均一に研磨を行うことができる。なお、一般的なバフ研磨を用いて、滑り軸受用ピン１２の摺動面を研磨してもよいし、その他の研磨方法を用いて摺動面を研磨してもよい。
　図４Ａに、第１のブラスト処理（ステップＳ２）後の摺動面の粗さ曲線の一例を示す。高さの平均線を中心としたときの高さの確率密度がほぼ対称である。言い換えると、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋがほぼ０である。
　図４Ｂに、凸部の均し処理（ステップＳ３）後の摺動面の粗さ曲線の一例を示す。凸部が均されて平坦化されているが、凹部はほぼ第１のブラスト処理後の形状を留めている。言い換えると、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋが負である。凸部が均されて平坦化される十分な効果を得るために、スキューネスＲｓｋは、－１以下にすることが好ましい。ステップＳ２及びステップＳ３により、スキューネスＲｓｋが－１．５以下の摺動面を得ることが可能であり、摺動面のスキューネスＲｓｋを－３程度まで小さくすることも可能である。
　図５Ａに、ジャーナル軸受型摺動試験装置を用いて滑り速度と摩擦係数との関係を評価した結果を示す。横軸は摺動速度を単位「ｃｍ／ｓ」で表し、縦軸は摩擦係数を表す。面圧は約１００ＭＰａとした。図５Ａの四角記号は、線状の研削痕が残っている摺動面の摩擦係数を示し、丸記号は、第１のブラスト処理（ステップＳ２）及び凸部の均し処理（ステップＳ３）を行った摺動面の摩擦係数を示す。
　図５Ｂ及び図５Ｃに、それぞれステップＳ１後の摺動面及びステップＳ３後の摺動面を表面粗さ測定器で測定して得られた濃淡パターンをスケッチした図を示す。図５Ｂに示すように、第１のブラスト処理（ステップＳ２）を行う前は、線状の研削痕が残っていることがわかる。線状の研削痕が残っている摺動面の粗さ曲線で示される算術平均粗さＲａは約０．１μｍであった。ステップＳ２及びＳ３を実行した後は、図５Ｃに示すように、凹部が二次元的に不規則に分布している。
　図５Ａに示すように、第１のブラスト処理を行っていない摺動面においては、約０．７ｃｍ／ｓの滑り速度を境界として、高速領域では摩擦係数が相対的に小さく、低速領域では摩擦係数が相対的に大きい。すなわち、滑り速度０．７ｃｍ／ｓの近傍に、流体潤滑領域と境界潤滑領域との間の混合潤滑領域が存在する。
　第１のブラスト処理及び凸部の均し処理を行うことにより、特に滑り速度が０．７ｃｍ／ｓ以下の範囲で、摩擦係数が大幅に低下することがわかる。摩擦係数の低下は、凸部が均されていることにより、摺動面の間に介在する油膜によって、摺動面同士の直接接触が生じにくくなったためである。言い換えると、流体潤滑領域と境界潤滑領域との間の混合潤滑領域が低速側（グラフの左側）にシフトしたと考えることができる。流体潤滑領域が広がるため、摩擦特性のみならず、摩耗特性も向上する。
　摺動面に二次元的に不規則に分布する凹部は、油溜まりを形成する。これにより、油切れによる焼き付きを抑制することができる。
　混合潤滑領域を低速側にシフトさせる効果、及び油溜まりを形成する効果を得るために、ステップＳ３後の摺動面の粗さ曲線から求められる凸部高さＲｐｋを０．０３μｍ以下とし、凹部深さＲｖｋを０．１μｍ以上とすることが好ましい。
　線状の研削痕が残っている摺動面を鏡面仕上げした後に、油溜まり用の凹部を形成しても、上記実施例による摺動面に近い構造を有する摺動面を得ることが可能である。ところが、線状の研削痕が残っている摺動面を研磨して鏡面仕上げするには、線状に延びる凸部を削り取らなければならない。これに対し、ステップＳ３では、二次元的に不規則に分布する凸部を削り取ればよい。このため、線状の研削痕の残った摺動面を鏡面仕上げする方法に比べて、研磨時間を短縮することができる。さらに、第１のブラスト処理（ステップＳ２）で二次元的に不規則に分布する凹部が形成されているため、ステップＳ３の後に、油溜まりとなる凹部を新たに形成する必要はない。
　さらに、上記実施例による方法では、第１のブラスト処理（ステップＳ２）において、滑り軸受用ピン１２に圧縮残留応力を付与することができる。このため、滑り軸受用ピン１２の疲労強度を高めることができる。十分な深さまで圧縮残留応力を付与し、研磨痕を取り除くために、第１のブラスト処理（ステップＳ２）で用いる粒子の粒径を０．２ｍｍ以上にすることが好ましい。
　図６に、他の実施例による滑り軸受用ピンの摺動面の加工方法のフローチャートを示す。ステップＳ１からステップＳ３までの処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１からステップＳ３までの処理と同一である。
　ステップＳ３の後、ステップＳ４において、第１のブラスト処理（ステップＳ２）で用いた粒子より小さな粒子を用いて、第２のブラスト処理を行う。ステップＳ３で均された凸部の上面に、第２のブラスト処理によって、より微細な凹凸が形成される。ステップＳ３後の摺動面の粗さ曲線から求められる凸部高さＲｐｋは、０．０３μｍ以下とすることが好ましい。その後の第２のブラスト処理（ステップＳ４）を行うことにより、摺動面の粗さ曲線から求められる凸部高さＲｐｋを、第２のブラスト処理前の凸部高さＲｐｋより大きくし、かつ０．０８μｍ以下にすることが好ましい。
　図７を参照して、第２のブラスト処理（ステップＳ４）を行うことの優れた効果について説明する。図７は、ジャーナル軸受型摺動試験装置を用いて滑り速度と摩擦係数との関係を評価した結果を示す。横軸は滑り速度を単位「ｃｍ／ｓ」で表し、縦軸は摩擦係数を表す。面圧は約１００ＭＰａとした。図５Ａのグラフと同様に、四角記号は、線状の研削痕が残っている摺動面の摩擦係数を示し、丸記号は、第１のブラスト処理及び凸部の均し処理を行った摺動面の摩擦係数を示す。三角記号は、算術平均粗さＲａが０．０１μｍの鏡面に対して、カバレッジ１００％以上の条件で第２のブラスト処理を行なった摺動面の摩擦係数を示す。
　特に、滑り速度が０．２ｃｍ／ｓ～０．３ｃｍ／２の範囲において、第２のブラスト処理を行なった摺動面の摩擦係数が低くなっていることがわかる。これは、第２のブラスト処理で形成された摺動面の微小な凸部によって相手面の凸部が摩耗し、または変形することにより、なじみ性が向上したためと考えられる。図７に示した三角記号は、鏡面に対して第２のブラスト処理を行なった摺動面の摩擦係数を示しているが、ステップＳ３で均された凸部の上面に対して第２のブラスト処理を行なっても、なじみ性を高める効果が得られる。
　図８に、上記実施例による滑り軸受用ピンが適用されるショベルの概略側面図を示す。下部走行体２０に上部旋回体２１が旋回可能に搭載されている。上部旋回体２１に、ブーム２２、アーム２３、及びバケット２４が連結されている。油圧シリンダ２５、２６、２７が、それぞれブーム２２、アーム２３、及びバケット２４を駆動する。油圧シリンダ２７とバケット２４とは、リンク機構２８を介して接続されている。ブーム２２と上部旋回体２１との関節部３１、ブーム２２とアーム２３との関節部３２、アーム２３とバケット２４との関節部３３、各油圧シリンダ２５、２６、２７と、各作業要素との関節部３４、及びリンク機構２８の関節部に、上記実施例による滑り軸受用ピン１２が用いられる。
　一般的に、ショベルの関節部に用いられる滑り軸受は、面圧が７０ＭＰａ程度と高く、かつ摺動速度が低速であるという特徴を有する。上記実施例による滑り軸受用ピン１２を採用することにより、ブッシュ１１（図１Ａ）の内面と滑り軸受用ピン１２（図１Ａ）の摺動面（側面）との間の潤滑状態を示すストライベック曲線が低速側にシフトする。上記実施例による滑り軸受用ピン１２を、滑り速度が低速であるショベルの関節部に適用することにより、摩擦係数低減という顕著な効果が得られる。
　次に、上述の実施例による摺動面の加工方法が適用される他の複数の実施例について説明する。
　図９に、他の実施例による成形機の型締装置の概略図を示す。固定プラテン４０及びトグルサポート４１が、相互に距離をおいてフレームに固定されている。固定プラテン４０とトグルサポート４１との間に複数のタイバー４２が架設されている。
　可動プラテン４３が、タイバー４２に案内されて、固定プラテン４０に対して進退可能に支持されている。固定プラテン４０の金型取付面と可動プラテン４３の金型取付面とが対向している。固定プラテン４０の金型取付面に固定金型４５が取り付けられており、可動プラテン４３の金型取付面に可動金型４６が取り付けられている。
　可動プラテン４３とトグルサポート４１との間にトグル機構５０が配置されている。トグルサポート４１の背面（可動プラテン４３とは反対側を向く面）に、駆動装置４７が取り付けられている。駆動装置４７から、トグルサポート４１を貫通して可動プラテン４３に向かって連結ロッド５１が延びる。駆動装置４７は、連結ロッド５１を軸方向に移動させる。
　連結ロッド５１の先端にクロスヘッド５２が取り付けられている。クロスヘッド５２に、一対の小トグルレバー５３の各々の一端が、滑り軸受用ピン６１を介して取り付けられている。一対の大トグルレバー５４の一端が、滑り軸受用ピン６２を介してトグルサポート４１に取り付けられている。小トグルレバー５３の他端が、滑り軸受用ピン６３を介して大トグルレバー５４の中間位置に取り付けられている。大トグルレバー５４の他端が、滑り軸受用ピン６４を介してトグルアーム５５の一端に取り付けられている。トグルアーム５５の他端は、滑り軸受用ピン６５を介して可動プラテン４３に取り付けられている。
　駆動装置４７が連結ロッド５１を軸方向に移動させることによって、トグル機構５０を動作させることができる。滑り軸受用ピン６１、６２、６３、６４、６５の摺動面（側面）の加工に、図２または図６に示した摺動面の加工方法を適用することができる。
　図１～図８に示した実施例、及び図９に示した実施例では、摺動面が円筒形状であった。図２及び図６に示した摺動面の加工方法は、平面状の摺動面にも適用することが可能である。以下に説明する実施例の摺動機構は、平面状の摺動面を有する。
　図１０に、さらに他の実施例による射出成形機の概略図を示す。固定プラテン７０とトグルサポート７１との間にトグル機構７２が配置されている。トグル機構７２により、固定プラテン７０に対してトグルサポート７１が上下に移動する。トグルサポート７１から上方に向かって延びる３本のタイバー７３が、固定プラテン７０を貫通して、さらに上方に延びる。図１０には、２本のタイバー７３が示されている。タイバー７３の上端に、固定用ナット７６を用いて可動プラテン７５が固定されている。トグル機構７２を動作させてトグルサポート７１を下方に移動させると、可動プラテン７５が固定プラテン７０に近づく。
　固定プラテン７０の上に、２枚の滑りプレート８０ａ、８０ｂが固定されている。ロータリテーブル７７が、回転軸受７８を介して１本のタイバー７３に対して回転可能に支持されるとともに、滑りプレート８０ａ、８０ｂにより下方から支持されている。２枚の滑りプレート８０ａ、８０ｂは、ロータリテーブル７７の回転中心に関して点対称の位置に配置される。回転駆動機構７９がロータリテーブル７７を回転させる。
　ロータリテーブル７７の上に、２つの下側金型８２ａ、８２ｂが支持されている。一方の下側金型８２ａが一方の滑りプレート８０ａの真上に位置するとき、他方の下側金型８２ｂは他方の滑りプレート８０ｂの真上に位置する。図１０は、下側金型８２ａが滑りプレート８０ａの真上に位置する状態を示している。
　可動プラテン７５の下方を向く面に上側金型８３が取り付けられている。上側金型８３は、一方の滑りプレート８０ａの真上に配置されている。ロータリテーブル７７を回転させることにより、下側金型８２ａ及び８２ｂの一方を上側金型８３の下に配置して成形品を作製し、他方から、作製された成形品を取り出すことができる。
　射出成型を行うときには、固定プラテン７０と可動プラテン７５との間隔が狭まり、ロータリテーブル７７の一部、具体的には滑りプレート８０ａの真上の位置に、下方を向く荷重が加わる。滑りプレート８０ａは、ロータリテーブル７７に加わる荷重を支える。
　滑りプレート８０ａ、８０ｂの上面と、ロータリテーブル７７の下面とが、一対の摺動面を構成する。ロータリテーブル７７が回転すると、ロータリテーブル７７の下面（摺動面）と、滑りプレート８０ａ、８０ｂの上面（摺動面）とが摺動する。滑りプレート８０ａ、８０ｂの上面の加工に、図２または図６に示した摺動面の加工方法を適用することができる。
　図１１に、さらに他の実施例による鍛造プレス機の概略図を示す。ベッド９０の四隅から上方に向かってコラム９２が延び、コラム９２の上端にクラウン９１が固定されている。クラウン９１に、水平方向に架け渡された偏心軸９５が回転可能に支持されている。駆動源９６が偏心軸９５を回転させる。偏心軸９５の下方に、スライド９８がコンロッド９７を介して連結されている。
　コラム９２に、それぞれスライドギブ１００が取り付けられている。スライドギブ１００は鉛直方向に延びる案内面を含む。スライド９８は、被案内面をスライドギブ１００の案内面に対向させて、上下方向に案内される。偏心軸９５を回転させることにより、スライド９８を上下方向に往復運動させることができる。
　ベッド９０の上に、下側ダイホルダ１０５が取り付けられている。下側ダイホルダ１０５に下側金型１０６が保持される。スライド９８の下面に上側ダイホルダ１０７が取り付けられている。上側ダイホルダ１０７に上側金型１０８が保持される。
　スライドギブ１００の案内面には、例えば銅合金製のライナー材を用いることができる。スライド９８の被案内面の加工に、図２または図６に示した摺動面の加工方法を適用することができる。その逆に、スライド９８の被案内面に、例えば銅合金製のライナー材を用い、スライドギブ１００の案内面の加工に、図２または図６に示した摺動面の加工方法を適用してもよい。
　以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
１０　第１の部材
１１　ブッシュ
１２　ピン
１３　第２の部材
１４　一方の端部
１７　研磨布
２０　下部走行体
２１　上部旋回体
２２　ブーム
２３　アーム
２４　バケット
２５、２６、２７　油圧シリンダ
２８　リンク機構
３１、３２、３３、３４　関節部
４０　固定プラテン
４１　トグルサポート
４２　タイバー
４３　可動プラテン
４５　固定金型
４６　可動金型
４７　駆動装置
５０　トグル機構
５１　連結ロッド
５２　クロスヘッド
５３　小トグルレバー
５４　大トグルレバー
５５　トグルアーム
６１、６２、６３、６４、６５　滑り軸受用ピン
７０　固定プラテン
７１　トグルサポート
７２　トグル機構
７３　タイバー
７５　可動プラテン
７６　固定用ナット
７７　ロータリテーブル
７８　回転軸受
７９　回転駆動装置
８０ａ、８０ｂ　滑りプレート
８２ａ、８２ｂ　下側金型
８３　上側金型
９０　ベッド
９１　クラウン
９２　コラム
９５　偏心軸
９６　駆動源
９７　コンロッド
９８　スライド
１００　スライドギブ
１０５　下側ダイホルダ
１０６　下側金型
１０７　上側ダイホルダ
１０８　上側金型

Claims (12)

  1. 　対向する面に対して摺動する摺動面を含む摺動部材であって、前記摺動面は、二次元的に不規則に分布する凹部を有し、前記摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが負である摺動部材。
  2. 　前記摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが－１以下である請求項１に記載の摺動部材。
  3. 　前記摺動面の粗さ曲線から求まる凸部高さＲｐｋが０．０８μｍ以下であり、凹部深さＲｖｋが０．１μｍ以上である請求項１または２に記載の摺動部材。
  4. 　摺動面を有する第１の部材と、
    　前記第１の部材の摺動面に対向する摺動面を含み、前記第１の部材に対して相対的に摺動する第２の部材と
    を有し、
    　前記第２の部材の摺動面は、二次元的に不規則に分布する凹部を有し、前記第２の部材の摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが負である摺動機構。
  5. 　前記第２の部材の摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスが－１以下である請求項４に記載の摺動機構。
  6. 　前記第１の部材がブッシュであり、
    　前記第２の部材が、前記ブッシュに挿入されて回転する滑り軸受用ピンである請求項４または５に記載の摺動機構。
  7. 　前記第１の部材が、垂直な回転軸に対して回転可能に支持され、下方を向く摺動面を持つロータリテーブルであり、
    　前記第２の部材が、前記ロータリテーブルの下に配置され、前記ロータリテーブルの摺動面に対向する摺動面を持つ滑りプレートであり、
    　前記ロータリテーブルが回転することにより、前記滑りプレートの摺動面に対して前記ロータリテーブルの摺動面が摺動し、
    　前記滑りプレートは、前記ロータリテーブルに加わる荷重を支える請求項４または５に記載の摺動機構。
  8. 　前記第１の部材及び前記第２の部材の一方が、鉛直方向に延びる案内面を含むスライドギブであり、
    　前記第１の部材及び前記第２の部材の他方が、前記スライドギブの前記案内面に被案内面を対向させて上下方向に移動するスライドであり、
    　前記スライドが上下に移動することにより、前記スライドの前記被案内面が、前記スライドギブの前記案内面に対して摺動する請求項４または５に記載の摺動機構。
  9. 　摺動面に線状の研削痕が残っている摺動部材の前記摺動面に第１のブラスト処理を施すことにより、二次元的に不規則に分布する凹凸を形成する工程と、
    　凹凸が形成された前記摺動面の凸部を均すことにより、前記摺動面の粗さ曲線から求められるスキューネスを負にする工程と
    を有する摺動部材の製造方法。
  10. 　前記第１のブラスト処理において、粒径０．１ｍｍ以上の粒子を用いて、前記摺動部材に圧縮残留応力を付与する請求項９に記載の摺動部材の製造方法。
  11. 　前記第１のブラスト処理の後、さらに、前記第１のブラスト処理で用いられた粒子よりも粒径の小さな粒子を用いて、前記摺動面に第２のブラスト処理を施す工程を有する請求項９または１０に記載の摺動部材の製造方法。
  12. 　前記凸部を均した後の前記摺動面の粗さ曲線から求まる凸部高さＲｐｋが０．０３μｍ以下であり、凹部深さＲｖｋが０．１μｍ以上であり、
    　前記第２のブラスト処理の後の前記摺動面の粗さ曲線から求まる凸部高さＲｐｋが０．０８μｍ以下である請求項１１に記載の摺動部材の製造方法。
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