JPH09157885A

JPH09157885A - メッキ皮膜およびその形成方法

Info

Publication number: JPH09157885A
Application number: JP33811195A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Gunji; 貴浩郡司; Kenji Dousaka; 健児堂坂; Tatsuya Suzuki; 達也鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-06-17
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: JP2813972B2

Abstract

(57)【要約】【課題】摺動面構成体として最適なメッキ皮膜を提供
する。【解決手段】メッキ皮膜７₁は金属結晶の集合体より
なる。皮膜表面８には多数の六角錐状金属結晶９が存在
し、それら六角錐状金属結晶９の皮膜表面８における面
積率ＡはＡ≧６０％である。皮膜表面８を、それと直交
する方向から見て六角錐状金属結晶９の頂点１１両側の
２本の稜線１２₁，１２₂を１本の基準直線１３と見做
したとき、六角錐状金属結晶９には、基準直線１３が互
に平行関係にある少なくとも一群の規則性結晶１４₁が
含まれている。例えば、基準直線１３が摺動方向Ｄと交
差するように規則性結晶１４₁を配列させると、オイル
の流動抵抗を増大させて、メッキ皮膜７₁のオイル保持
効果を増進させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメッキ皮膜およびそ
の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用ドライブシャフトのポー
トジョイントにおいて、スライダとスパイダとの微小摺
動時に発生する振動の遮断性向上を図るべく、スライダ
の摺動面にメッキ皮膜である摺動面構成体を設ける、と
いった手段が採用されている。

【０００３】本発明者等は、先に、この種摺動面構成体
として、その摺動面に多数の六角錐状金属結晶が存在す
るものを開発した（例えば、特開平６−３１６７８５号
公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は前記摺動
面構成体について種々検討を加えた結果、その摺動面構
成体においては六角錐状金属結晶の配列が不規則である
ため、オイル等の液体潤滑剤およびエア、窒素ガス、ア
ルゴンガス等の気体潤滑剤といったように粘性の低い潤
滑剤を用いた場合と、ＭｏＳ₂、カーボン等の固体潤滑
剤およびグリースといったように粘性の高い潤滑剤を用
いた場合とでは、その摺動特性が異なる、ということを
究明した。

【０００５】この問題を解決するためには、六角錐状金
属結晶が、摺動方向および潤滑剤の粘性に対して最適な
規則的配列をなすことが必要である。

【０００６】また前記構成のメッキ皮膜を太陽電池の反
射防止膜やレーザ光の受光膜として用いる場合、太陽
光、レーザ光の吸収率を向上させ、且つ安定化させるた
めには六角錐状金属結晶の配列が規則的であることが望
ましいと言える。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、六角錐状金属
結晶の規則的配列を実現させた前記メッキ皮膜およびそ
の形成方法を提供することを目的とする。

【０００８】前記目的を達成するため本発明によれば、
金属結晶の集合体よりなるメッキ皮膜であって、皮膜表
面には多数の六角錐状金属結晶が存在し、それら六角錐
状金属結晶の前記皮膜表面における面積率ＡがＡ≧６０
％であり、前記皮膜表面を、それと直交する方向から見
て前記六角錐状金属結晶の頂点両側の２本の稜線を１本
の基準直線と見做したとき、前記六角錐状金属結晶に
は、前記基準直線が互に平行関係にある少なくとも一群
の規則性結晶が含まれているメッキ皮膜が提供される。

【０００９】このようなメッキ皮膜を、例えば摺動面構
成体として用いると、多数の六角錐状金属結晶先端部側
の優先的摩耗により摺動面構成体の初期なじみ性を良好
にすることができる。またそれら六角錐状金属結晶間に
形成される微細で、且つ複雑な溝により潤滑剤保持効果
を得ることができる。

【００１０】そして、粘性の低い潤滑剤を用いる場合に
は、摺動面構成体を、その規則性結晶の基準直線が摺動
方向と交差するように配置すれば、潤滑剤の摺動抵抗が
増大するので、前記潤滑剤保持効果が増進され、これに
より固体接触を回避して良好な摺動特性を得ることがで
きる。

【００１１】一方、粘性の高い潤滑剤を用いる場合に
は、摺動面構成体を、その規則性結晶の基準直線が摺動
方向と平行するように配置すれば、潤滑剤の流動抵抗が
減少するので、その潤滑剤の流れが円滑に行われると共
に前記潤滑剤保持効果が得られ、これにより固体接触を
回避して良好な摺動特性を得ることができる。

【００１２】ただし、六角錐状金属結晶の面積率ＡがＡ
＜６０％では、摺動面構成体の初期なじみ性および潤滑
剤保持効果が減退する。

【００１３】前記メッキ皮膜を、例えば太陽電池の反射
防止膜として用いると、六角錐状金属結晶により受光面
積が拡張されるので、太陽光の吸収率を高レベル化し、
またその高レベルの吸収率を規則性結晶の存在下で安定
化させることができる。ただし、六角錐状金属結晶の面
積率ＡがＡ＜６０％では前記吸収率が低下する。

【００１４】また本発明によれば、基体上にメッキ処理
を施して、皮膜表面に多数の六角錐状金属結晶が存在す
るメッキ皮膜を形成するに当り、前記基体として、その
被メッキ面に、同一方向に延びる多数の帯状結晶が存在
するものを用いるメッキ皮膜形成方法が提供される。

【００１５】前記六角錐状金属結晶は、基体の被メッキ
面より成長した柱状晶の先端部を構成する。その成長に
際し、被メッキ面に前記のような帯状結晶が存在する
と、柱状晶は、その六角錐状金属結晶の前記基準直線が
帯状結晶の長手方向に沿うように成長し易くなる。これ
により六角錐状金属結晶には、前記のような少なくとも
一群の規則性結晶が含まれる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１において、内燃機関用シリン
ダブロック１の軸受孔２にブシュ３を介してバランサシ
ャフト４のジャーナル５が支持されている。この場合、
ブシュ３はＡｌ合金（ＪＩＳＡＣ８Ｂ）より構成さ
れ、またバランサシャフト４は炭素鋼（ＪＩＳＳ４５
Ｃ）より構成される。

【００１７】図２に示すように、バランサシャフト（基
体）４におけるジャーナル５の外周面（被メッキ面）６
に、Ａｌ合金製ブシュ３の耐摩耗性向上を狙って摺動面
構成体７₁が形成される。摺動面構成体７₁は金属結晶
としてのＦｅ結晶の集合体よりなる。図３にも示すよう
に、摺動面（皮膜表面）８には多数の六角錐状Ｆｅ結晶
９が存在し、それら六角錐状Ｆｅ結晶９はジャーナル５
の外周面６から成長した多数の柱状晶１０の先端部を構
成する。それら六角錐状Ｆｅ結晶９の摺動面８における
面積率ＡはＡ≧６０％に設定される。この面積率Ａの測
定は走査電子顕微鏡を用いて行われ、この面積率測定法
は以下同じである。

【００１８】また摺動面８を、それと直交する方向から
見て六角錐状Ｆｅ結晶９の頂点１１両側の２本の稜線１
２₁，１２₂を１本の基準直線１３と見做したとき、六
角錐状Ｆｅ結晶９には、基準直線１３が互に平行関係
（略平行関係を含む。以下同じ）にある少なくとも一
群、実施例では二群の規則性結晶が含まれている。

【００１９】一群は、基準直線１３が互に平行関係にあ
る複数の第１規則性結晶１４₁であり、二群は基準直線
１３が互に平行関係にあり、且つその基準直線１３が第
１規則性結晶１４₁の前記基準直線１３とは交差関係
（略交差関係を含む。以下同じ）にある複数の第２規則
性結晶１４₂である。

【００２０】摺動面構成体７₁の摺動面８には液体潤滑
剤であるオイルが供給される。これに伴い、第１規則性
結晶１４₁の基準直線１３は摺動方向Ｄと交差関係（略
交差関係を含む）にあり、また摺動面８における第１規
則性結晶１４₁の面積率をＡ₁とし、一方、第２規則性
結晶１４₂の面積率をＡ₂としたとき、両面積率Ａ₁，
Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂はＡ₁／Ａ₂≧２に設定される。

【００２１】このような摺動面構成体７₁においては、
多数の六角錐状Ｆｅ結晶９先端部側の優先的摩耗により
初期なじみ性が良好となる。またそれら六角錐状Ｆｅ結
晶９間に形成される微細で、且つ複雑な溝１５によりオ
イル保持効果を得ることができる。

【００２２】オイルは粘性の低い潤滑剤であるが、摺動
面構成体７₁は、その第１規則性結晶１４₁の基準直線
１３が摺動方向Ｄと交差するように配置されているの
で、オイルの流動抵抗が増大して前記オイル保持効果が
増進され、これにより固体接触を回避して良好な摺動特
性を得ることができる。

【００２３】以上述べた作用効果は、気体潤滑剤を用い
た場合にも得られる。

【００２４】前記両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂が
Ａ₁／Ａ₂＜２である場合には、基準直線１３が摺動方
向Ｄと平行関係にある第２規則性結晶１４₂の存在量が
増加するため摺動特性が悪化する。

【００２５】第１規則性結晶１４₁における基準直線１
３が摺動方向Ｄに対してなす許容傾き角αはα≧±７５
°に設定される。傾き角αがα＜±７５°ではオイル等
の流動抵抗が小となり、α＝±６０°で最小となる。

【００２６】摺動面構成体７₁の形成に当っては、その
摺動面８に多数の六角錐状Ｆｅ結晶９が存在するような
条件で、ジャーナル５の被メッキ面である外周面６にメ
ッキ処理を施す。

【００２７】この場合、バランサシャフト４は押出し加
工および鍛造加工を経て製造された塑性加工部材であっ
て、そのジャーナル５の外周面６には、押出し加工に起
因して図４に示すように母線方向Ｅ、したがって摺動方
向Ｄと交差する方向に延びる多数の帯状結晶１６が存在
する。

【００２８】前記のように六角錐状Ｆｅ結晶９は、ジャ
ーナル５の外周面６より成長した柱状晶１０の先端部を
構成する。その成長に際し、外周面６に前記のような帯
状結晶１６が存在すると、柱状晶１０は、その六角錐状
Ｆｅ結晶９の前記基準直線１３が帯状結晶１６の長手方
向Ｆに沿うように成長し易くなる。これにより六角錐状
Ｆｅ結晶９において一群の第１規則性結晶１４₁を含ま
せることができる。

【００２９】第１，第２規則性結晶１４₁，１４₂の両
面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂≧２の関係を成立させ
るためには、帯状結晶１６において、その長手方向Ｆの
最大長さをａとし、また長手方向Ｆと交差する方向の最
大長さをｂとしたとき、両最大長さａ，ｂの比ａ／ｂが
ａ／ｂ≧１．５であることが望ましい。

【００３０】また帯状結晶１６のオーステナイト結晶粒
度（ＪＩＳＧ０５５１）における粒度番号は５以上
であることが望ましい。粒度番号５未満では、帯状結晶
１６が柱状晶１０に比べて大きくなりすぎるため、その
六角錐状Ｆｅ結晶９の方向制御が困難となる。粒度番号
の上限値は、好ましくは１２（平均粒子径５．５μｍ）
である。

【００３１】帯状結晶１６の比ａ／ｂは、バランサシャ
フト素材に対する塑性加工率、したがって押出し加工で
は押出し比、圧延加工では圧下率、鍛造加工では鍛造比
等により制御され、また帯状結晶１６の大きさはバラン
サシャフト４に対する熱処理温度および／または熱処理
時間によって制御される。

【００３２】例えば、バランサシャフト素材の粒度番号
１０において、比ａ／ｂ＝１．５で、且つ粒度番号９の
帯状結晶１６を得るためには、押出し比を３０に設定
し、熱処理温度を８５０〜９５０℃に、また熱処理時間
を３０〜１２０分間にそれぞれ設定する。

【００３３】図５において、自動車用ポートジョイント
１７のスパイダ１８にドライブシャフト１９がスプライ
ンを介して連結され、またケーシング２０と一体にドリ
ブンシャフト２１が設けられる。スパイダ１８の各軸部
２２に筒状スライダ２３が所定のクリアランスをもって
嵌合され、そのスライダ２３の外周面にニードルベアリ
ング２４を介してローラ２５が装着される。この場合、
スパイダ１８はクロムモリブデン鋼（ＪＩＳＳＣＭ４
２０、浸炭処理）より構成され、またスライダ２３は炭
素鋼（ＪＩＳＳ４５Ｃ）より構成されている。

【００３４】図６に示すように、スライダ（基体）２３
の内周面（被メッキ面）２６にメッキ皮膜としての摺動
面構成体７₂が形成される。摺動面構成体７₂はＦｅ結
晶の集合体よりなる。図７にも示すように、摺動面８に
は多数の六角錐状Ｆｅ結晶９が存在し、それら六角錐状
Ｆｅ結晶９はスライダ２３の内周面２６から成長した多
数の柱状晶１０の先端部を構成する。それら六角錐状Ｆ
ｅ結晶９の摺動面８における面積率ＡはＡ≧６０％に設
定される。

【００３５】また摺動面８を、それと直交する方向から
見て六角錐状Ｆｅ結晶９の頂点１１両側の２本の稜線１
２₁，１２₂を１本の基準直線１３と見做したとき、六
角錐状Ｆｅ結晶９には、基準直線１３が互に平行関係に
ある少なくとも一群、実施例では二群の規則性結晶が含
まれている。

【００３６】一群は、基準直線１３が互に平行関係にあ
る複数の第１規則性結晶１４₁であり、二群は基準直線
１３が互に平行関係にあり、且つその基準直線１３が第
１規則性結晶１４₁の前記基準直線１３とは交差関係に
ある複数の第２規則性結晶１４₂である。

【００３７】摺動面構成体７₂の摺動面８には固体潤滑
剤であるＭｏＳ₂が塗布される。これに伴い、第２規則
性結晶１４₂の基準直線１３は摺動方向Ｄと平行関係
（略平行関係を含む）にあり、また摺動面８における第
１規則性結晶１４₁の面積率をＡ₁とし、一方、第２規
則性結晶１４₂の面積率をＡ₂としたとき、両面積率Ａ
₁，Ａ₂の比Ａ₂／Ａ₁はＡ₂／Ａ₁≧２に設定され
る。

【００３８】このような摺動面構成体７₂においては、
多数の六角錐状Ｆｅ結晶９先端部側の優先的摩耗により
初期なじみ性が良好となる。またそれら六角錐状Ｆｅ結
晶９間に形成される微細で、且つ複雑な溝１５によりＭ
ｏＳ₂保持効果を得ることができる。

【００３９】ＭｏＳ₂は粘性の高い潤滑剤であるが、摺
動面構成体７₂は、その第２規則性結晶１４₂の基準直
線１３が摺動方向Ｄと平行するように配置されているの
で、ＭｏＳ₂の流動抵抗が減少し、そのＭｏＳ₂の流れ
が円滑に行われると共に前記ＭｏＳ₂保持効果が得ら
れ、これにより固体接触を回避して良好な摺動特性を得
ることができる。

【００４０】前記両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₂／Ａ₁が
Ａ₂／Ａ₁＜２である場合には、基準直線１３が摺動方
向Ｄと交差関係にある第１規則性結晶１４₁の存在量が
増加するため摺動特性が悪化する。

【００４１】第２規則性結晶１４₂における基準直線１
３が摺動方向Ｄに対してなす許容傾きβはβ≦±１５°
に設定される。傾き角βがβ＞±１５°ではＭｏＳ₂の
流動抵抗が増大し、β＝±３０°で最大となる。

【００４２】摺動面構成体７₂の形成に当っては、その
摺動面８に多数の六角錐状Ｆｅ結晶９が存在するような
条件で、スライダ２３の被メッキ面である内周面２６に
メッキ処理を施す。

【００４３】この場合、スライダ２３は押出し加工を経
て製造された塑性加工部材であって、その内周面２６に
は、図８に示すように母線方向Ｅ、したがって摺動方向
Ｄと平行する方向に延びる多数の帯状結晶１６が存在す
る。

【００４４】前記のように六角錐状Ｆｅ結晶９は、スラ
イダ２３の内周面２６より成長した柱状晶１０の先端部
を構成する。その成長に際し、内周面２６に前記のよう
な帯状結晶１６が存在すると、柱状晶１０は、その六角
錐状Ｆｅ結晶９の前記基準直線１３が帯状結晶１６の長
手方向Ｆに沿うように成長し易くなる。これにより六角
錐状Ｆｅ結晶９において一群の第２規則性結晶１４₂を
含ませることができる。

【００４５】前記のように第１，第２規則性結晶１
４₁，１４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₂／Ａ₁≧２
を成立させるために、帯状結晶１６の両最大長さａ，ｂ
の比ａ／ｂがａ／ｂ≧１．５であることが望ましく、ま
た帯状結晶１６のオーステナイト結晶粒度（ＪＩＳＧ
０５５１）における粒度番号は５以上であることが望
ましい、という点については前記と同じである。さらに
帯状結晶１６の大きさ制御も前記と同様の方法で行われ
る。

【００４６】Ｆｅ結晶は、図９に示すように体心立方構
造（ｂｃｃ構造）を持つ。摺動面構成体７₁，７₂を構
成する金属結晶としては、Ｆｅ結晶およびその合金の結
晶の外に、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。

【００４７】この場合、六角錐状金属結晶はミラー指数
で（ｈｈｈ）面を摺動面８側に向けた（ｈｈｈ）配向性
金属結晶である。図３に示すように、第１規則性結晶１
４₁は基準直線１３と交差する＜ｈｈ０＞軸を有し、一
方、図７に示すように、第２規則性結晶１４₂は基準直
線１３と平行な＜２ｈｈｈ＞軸を有する。

【００４８】＜ｈｈ０＞軸の同定に当っては、図３にお
いて、第１規則性結晶１４₁の基準直線１３の両端に存
する両角部２７および基準直線１３の２等分位置である
頂点１１を含む切断面をフオーカスイオンビーム（ＦＩ
Ｂ）を用いて作製し、その切断面の結晶面を、透過電子
顕微鏡による電子線回折により特定する、という方法を
採用した。その結果、前記結晶面は（ｈｈ０）面である
ことが判明した。

【００４９】＜２ｈｈｈ＞軸の同定に当っては、図７に
おいて、第２規則性結晶１４₂の基準直線１３を挟む対
向二底辺２７の２等分位置ｃおよび頂点１１を含む切断
面をフオーカスイオンビーム（ＦＩＢ）を用いて作製
し、その切断面の結晶面を前記同様に透過電子顕微鏡に
よる電子線回折により特定する、という方法を採用し
た。その結果、前記結晶面は（２ｈｈｈ）面であること
が判明した。

【００５０】図１０に示すように、摺動面８に沿う仮想
面２９に対する（ｈｈｈ）面の傾きは六角錐状金属結晶
９の傾きとなって現われるので、摺動面構成体７₁，７
₂の摺動特性に影響を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が
仮想面２９に対してなす傾き角θは０°≦θ≦１５°に
設定される。この場合、（ｈｈｈ）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、摺
動面構成体７₁，７₂の摺動特性が低下する。

【００５１】摺動面構成体７₁，７₂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。

【００５２】

【表１】

【００５３】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１１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
Ｉmin 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。

【００５４】電流Ｉの立上り開始時から下降開始時まで
の通電時間Ｔ_ONは０．１msec≦Ｔ_ON≦６msecに設定され
る。また先の立上り開始時から次の立上り開始時までを
１サイクルとして、そのサイクル時間をＴｃとした時、
通電時間Ｔ_ONとサイクル時間Ｔｃとの比、即ち、時間比
Ｔ_ON／Ｔｃは０．０４≦Ｔ_ON／Ｔｃ≦０．５に設定され
る。最大陰極電流密度ＣＤmax は１Ａ／dm²≦ＣＤmax
≦２００Ａ／dm²に、また平均陰極電流密度ＣＤｍは
０．１Ａ／dm²≦ＣＤｍ≦１０Ａ／dm²にそれぞれ設定
される。

【００５５】このような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、
これにより摺動面構成体７₁，７₂の組成を安定化させ
ることができる。

【００５６】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（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８を狙い通りの形態に形成し易くなる。

【００５７】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。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力０．２〜１Ｐａ、平均Ａｒ加速電
力直流１〜１．５ｋＷ、母材温度１５０〜３００℃
である。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、
例えば原材料ＷＦ₆、ガス流量２〜１５cc／min 、
チャンバ内圧力５０〜３００Ｐａ、母材温度４００〜
６００℃、ＡｒＦエキシマレーザの平均出力５〜４０
Ｗである。〔実施例１〕図１に示したバランサシャフト４のジャー
ナル５を想定して、炭素鋼（ＪＩＳＳ４５Ｃ）よりなる
複数のビレットに、押出し比を変えた押出し加工を施し
て各種押出し材を得た。次いで各押出し材より、ダイス
接触面を被メッキ面とする各種チップを作製した。各チ
ップの被メッキ面における面積は１cm²である。その後
各チップに熱処理を施した。

【００５８】表２は各チップの例１〜１７に関する、各
種データ、つまりビレットのオーステナイト結晶粒度に
おける粒度番号、押出し比、チップに対する熱処理条
件、帯状結晶における両最大長さの比ａ／ｂおよび前記
粒度番号を示す。

【００５９】

【表２】

【００６０】図１２は例１の、また図１３は例４の被メ
ッキ面における金属組織をそれぞれ示す顕微鏡写真であ
る。帯状結晶において、図１２では比ａ／ｂがａ／ｂ＝
１．１であり、一方、図１３では比ａ／ｂがａ／ｂ＝
２．８である。したがって、図１３の例４の方が図１２
の例１よりも結晶の帯状化が進行している。

【００６１】各チップの被メッキ面に、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
厚さ１５μｍの摺動面構成体７₁を形成した。

【００６２】表３は摺動面構成体７₁の例１〜１７の電
気Ｆｅメッキ処理条件を示す。これらの例１〜１７はチ
ップの例１〜１７にそれぞれ対応する。メッキ処理時間
は、例１〜１７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。

【００６３】

【表３】

【００６４】表４は例１〜４、表５は例５〜８、表６は
例９〜１２、表７は例１３〜１７に関する摺動面の結晶
形態、摺動面における六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａおよ
び粒径、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓならびに摺動面構
成体断面における硬さをそれぞれ示す。

【００６５】

【表４】

【００６６】

【表５】

【００６７】

【表６】

【００６８】

【表７】

【００６９】六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａは、摺動面の
面積をＢ、その摺動面において全部の六角錐状Ｆｅ結晶
が占める面積をＣとしたとき、Ａ＝（Ｃ／Ｂ）×１００
（％）として求められた。また六角錐状Ｆｅ結晶の粒径
は、頂点を挟んで相対向する両角部間の距離、即ち、三
つの距離の平均値（これは以下同じ）である。

【００７０】各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、例１〜１
７のＸ線回折図（Ｘ線照射方向は摺動面に対して直角方
向）に基づいて次式から求められた（これは以下同
じ）。図１４は例１の、また図１５は例４のＸ線回折図
をそれぞれ示す。なお、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／ＩＡ
₁₁₀）／Ｔ｝×１００、｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₂₀₀＝｛（Ｉ₂₀₀／ＩＡ
₂₀₀）／Ｔ｝×１００、｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₂₁₁＝｛（Ｉ₂₁₁／ＩＡ
₂₁₁）／Ｔ｝×１００、｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₃₁₀＝｛（Ｉ₃₁₀／ＩＡ
₃₁₀）／Ｔ｝×１００、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ₂₂₂＝｛（Ｉ₂₂₂／ＩＡ
₂₂₂）／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。

【００７１】表８は、例１〜１７に関する第１，第２規
則性結晶１４₁，１４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂およびそ
れらの比Ａ₁／Ａ₂を示す。

【００７２】

【表８】

【００７３】図１６は例１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。この六角錐状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は、表４に示すように、Ｓ＝９８％である。また第
１，第２規則性結晶１４₁，１４₂の両面積率Ａ₁，Ａ
₂の比Ａ₁／Ａ₂は表８に示すようにＡ₁／Ａ₂＝１で
ある。したがって、摺動面８において、基準直線１３が
摺動方向Ｄと交差関係にある第１規則性結晶１４₁の量
と、基準直線１３が摺動方向Ｄと平行関係にある第２規
則性結晶１４₂の量とが略同一であって、それらが混在
する。

【００７４】図１７は例４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。この六角錐状Ｆｅ結晶は前記同様に｛２２２｝
配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶
の存在率Ｓは、表４に示すように、Ｓ＝９８％である。
また第１，第２規則性結晶１４₁，１４₂の両面積率Ａ
₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂は表８に示すようにＡ₁／Ａ₂
＝４である。したがって、摺動面８において、基準直線
１３が摺動方向Ｄと交差関係にある第１規則性結晶１４
₁の量が、基準直線１３が摺動方向Ｄと平行関係にある
第２規則性結晶１４₂の量の略４倍であって、それらが
混在する。

【００７５】次に、例１〜１７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９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Ａｌ合金
（ＪＩＳＡＣ８Ｂ、ブシュ３を想定）、ディスクの周
速度１５ｍ／sec 、オイル１０Ｗ−３０、給油量
０．３ml／min 、摺動面構成体の摺動面の面積１c
m²、摺動面８を、第１規則性結晶１４₁の基準直線１
３がディスク回転方向と交差するように、ディスク表面
に押当てる。

【００７６】

【表９】

【００７７】図１８は第１，第２規則性結晶１４₁，１
４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂と焼付き発生
荷重との関係を示す。図中、点（１）〜（１７）は例１
〜１７にそれぞれ対応する。図１８から明らかなよう
に、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率ＡがＡ≧６０％で、且つ
両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂がＡ₁／Ａ₂≧２で
ある例３，４，７，８，１１，１２は他の例１等に比べ
て優れた耐焼付き性を有する。これは、主として例３等
が優れたオイル保持効果を発揮することに起因する。

【００７８】次に、例１〜４について、気体潤滑剤とし
て窒素ガスを用い、またその給気量を１０リットル／mi
n に設定し、さらにチップに対する押圧荷重を１００Ｎ
（一定）に設定した、ということ以外は前記焼付きテス
トと同一条件で摺動テストを行い、摩擦係数μを測定し
たところ、表１０の結果を得た。

【００７９】

【表１０】

【００８０】図１９は第１，第２規則性結晶１４₁，１
４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂と摩擦係数μ
との関係を示す。図中、（１）〜（４）は例１〜４にそ
れぞれ対応する。

【００８１】図１９から明らかなように、六角錐状Ｆｅ
結晶の面積率Ａ＝１００％において、両面積率Ａ₁，Ａ
₂の比Ａ₁／Ａ₂がＡ₁／Ａ₂≧２である例３，４は例
１，２に比べて摩擦係数μが低くなる。これは、主とし
て、例３等が優れた窒素ガス保持効果を発揮することに
起因する。

【００８２】表１１は各チップの例１８〜２６に関す
る、各種データ、つまりビレットのオーステナイト結晶
粒度における粒度番号、押出し比、チップに対する熱処
理条件、帯状結晶における両最大長さの比ａ／ｂおよび
前記粒度番号を示す。

【００８３】

【表１１】

【００８４】各チップの被メッキ面に、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
厚さ１５μｍの摺動面構成体７₁を形成した。

【００８５】表１２は摺動面構成体７₁の例１８〜２６
の電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。これらの例１８〜２
６はチップの例１８〜２６にそれぞれ対応する。メッキ
処理時間は例１８〜２６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。

【００８６】

【表１２】

【００８７】表１３は例１８〜２１、表１４は例２２〜
２６に関する摺動面の結晶形態、摺動面における六角錐
状Ｆｅ結晶の面積率Ａおよび粒径、各配向性Ｆｅ結晶の
存在率Ｓならびに摺動面構成体断面における硬さをそれ
ぞれ示す。

【００８８】

【表１３】

【００８９】

【表１４】

【００９０】表１５は、例１８〜２６に関する第１，第
２規則性結晶１４₁，１４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂およ
びそれらの比Ａ₁／Ａ₂を示す。

【００９１】

【表１５】

【００９２】図２０は、例１〜４、１８〜２６に関する
帯状結晶１６の両最大長さの比ａ／ｂと第１，第２規則
性結晶１４₁，１４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／
Ａ₂との関係を示す。

【００９３】図２０から明らかなように、例３，４，２
０，２１のごとく、オーステナイト結晶粒度の粒度番号
５以上において、前記比ａ／ｂをａ／ｂ≧１．５に設定
すると、両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂をＡ₁／Ａ
₂≧２にすることができる。ただし、この関係は六角錐
状Ｆｅ結晶の粒径が５０μｍ以下において成立する。〔実施例２〕図５に示したポートジョイント１７のスラ
イダ２３を想定して、炭素鋼（ＪＩＳＳ４５Ｃ）より
なる複数のビレットに、押出し比を変えた押出し加工を
施して各種押出し材を得た。次いで各押出し材より、ダ
イス接触面を被メッキ面とする各種チップを作製した。
各チップの被メッキ面における面積は１cm²である。そ
の後各チップに熱処理を施した。

【００９４】表１６は各チップの例２７〜４３に関す
る、各種データ、つまりビレットのオーステナイト結晶
粒度における粒度番号、押出し比、チップに対する熱処
理条件、帯状結晶における両最大長さの比ａ／ｂおよび
前記粒度番号を示す。

【００９５】

【表１６】

【００９６】各チップの被メッキ面に、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
厚さ１５μｍの摺動面構成体７₂を形成した。

【００９７】表１７は摺動面構成体７₂の例２７〜４３
の電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。これらの例２７〜４
３はチップの例２７〜４３にそれぞれ対応する。メッキ
処理時間は、例２７〜４３の厚さを前記のように１５μ
ｍに設定すべく、５〜６０分間の範囲内で種々変化させ
た。

【００９８】

【表１７】

【００９９】表１８は例２７〜３０、表１９は例３１〜
３４、表２０は例３５〜３８、表２１は例３９〜４３に
関する摺動面の結晶形態、摺動面における六角錐状Ｆｅ
結晶の面積率Ａおよび粒径、各配向性Ｆｅ結晶の存在率
Ｓならびに摺動面構成体断面における硬さをそれぞれ示
す。

【０１００】

【表１８】

【０１０１】

【表１９】

【０１０２】

【表２０】

【０１０３】

【表２１】

【０１０４】表２２は、例２７〜４３に関する第１，第
２規則性結晶１４₁，１４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂およ
びそれらの比Ａ₂／Ａ₁を示す。

【０１０５】

【表２２】

【０１０６】次に、例２７〜４３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２３の結果を得た。
テスト条件は次の通りである。ディスクの材質クロム
モリブデン鋼（ＪＩＳＳＣＭ４２０、浸炭処理、スパ
イダ１８を想定）、ディスクの周速度１５ｍ／sec、
潤滑剤ＭｏＳ₂、ＭｏＳ₂を摺動面に厚さ約５mmに塗
布、摺動面構成体の摺動面の面積１cm²、摺動面８を
第２規則性結晶１４₂の基準直線１３がディスク回転方
向と平行するように、ディスク表面に押当てる。

【０１０７】

【表２３】

【０１０８】図２１は第１，第２規則性結晶１４₁，１
４₂の両面積率Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₂／Ａ₁と焼付き発生
荷重との関係を示す。図中、点（２７）〜（４３）は例
２７〜４３にそれぞれ対応する。

【０１０９】図２１から明らかなように、六角錐状Ｆｅ
結晶の面積率ＡがＡ≧６０％で、且つ両面積率Ａ₁，Ａ
₂の比Ａ₂／Ａ₁がＡ₂／Ａ₁≧２である例２９，３
０，３３，３４，３７，３８は他の例２７等に比べて優
れた耐焼付き性を有する。これは、主として例２９等に
おいてＭｏＳ₂の流動抵抗が低く、またそれら等が優れ
たＭｏＳ₂保持効果を発揮することに起因する。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことにより、摺動面構成体、太陽電池の反射防止膜、レ
ーザ光の受光膜等として有効な汎用性のあるメッキ皮膜
を提供することができる。

【０１１１】また本発明によれば、前記メッキ皮膜を容
易に量産することが可能な形成方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バランサシャフトの要部およびその支持構造を
示す斜視図である。

【図２】摺動面構成体の一例の断面図である。

【図３】摺動面構成体における摺動面の一例の説明図で
ある。

【図４】摺動方向、帯状結晶および六角錐状Ｆｅ結晶の
関係の一例を示す説明図である。

【図５】ポートジョイントの要部断面図である。

【図６】摺動面構成体の他例の断面図である。

【図７】摺動面構成体における摺動面の他例の説明図で
ある。

【図８】摺動方向、帯状結晶および六角錐状Ｆｅ結晶の
関係の他例を示す説明図である。

【図９】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面を示す斜
視図である。

【図１０】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１１】電気メッキ用電源の出力波形図である。

【図１２】被メッキ面の一例の結晶構造を示す顕微鏡写
真である。

【図１３】被メッキ面の他例の結晶構造を示す顕微鏡写
真である。

【図１４】摺動面構成体の一例のＸ線回折図である。

【図１５】摺動面構成体の他例のＸ線回折図である。

【図１６】摺動面の一例の結晶構造を示す顕微鏡写真で
ある。

【図１７】摺動面の他例の結晶構造を示す顕微鏡写真で
ある。

【図１８】第１，第２規則性結晶の両面積率の比Ａ₁／
Ａ₂と焼付き発生荷重との関係を示すグラフである。

【図１９】第１，第２規則性結晶の両面積率の比Ａ₁／
Ａ₂と摩擦係数μとの関係を示すグラフである。

【図２０】帯状結晶の両最大長さの比ａ／ｂと第１，第
２規則性結晶の両面積率の比Ａ₁／Ａ₂との関係を示す
グラフである。

【図２１】第１，第２規則性結晶の両面積率の比Ａ₂／
Ａ₁と焼付き発生荷重との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

４，２３バランサシャフト、スライダ（基体）６，２６外、内周面（被メッキ面）７₁，７₂ 摺動面構成体（メッキ皮膜）８摺動面（皮膜表面）９六角錐状Ｆｅ結晶（六角錐状金属結晶）１１頂点１２₁，１２₂ 稜線１３基準直線１４₁，１４₂ 第１，第２規則性結晶１６帯状結晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属結晶の集合体よりなるメッキ皮膜
（７₁，７₂）であって、皮膜表面（８）には多数の六
角錐状金属結晶（９）が存在し、それら六角錐状金属結
晶（９）の前記皮膜表面（８）における面積率ＡがＡ≧
６０％であり、前記皮膜表面（８）を、それと直交する
方向から見て前記六角錐状金属結晶（９）の頂点（１
１）両側の２本の稜線（１２₁，１２₂）を１本の基準
直線（１３）と見做したとき、前記六角錐状金属結晶
（９）には、前記基準直線（１３）が互に平行関係にあ
る少なくとも一群の規則性結晶（１４₁，１４₂）が含
まれていることを特徴とするメッキ皮膜。
【請求項２】前記六角錐状金属結晶（９）は、前記基
準直線（１３）が互に平行関係にある複数の第１規則性
結晶（１４₁）と、前記基準直線（１３）が互に平行関
係にあり、且つその基準直線（１３）が前記第１規則性
結晶（１４₁）の前記基準直線（１３）とは交差関係に
ある複数の第２規則性結晶（１４₂）とよりなる、請求
項１記載のメッキ皮膜。
【請求項３】前記メッキ皮膜は摺動面構成体（７₁）
であり、摺動面（８）に存する前記六角錐状金属結晶
（９）は、前記基準直線（１３）が互に平行関係にある
複数の第１規則性結晶（１４₁）と、前記基準直線（１
３）が互に平行関係にあり、且つその基準直線（１３）
が前記第１規則性結晶（１４₁）の前記基準直線（１
３）とは交差関係にある複数の第２規則性結晶（１
４₂）とよりなり、前記第１規則性結晶（１４₁）の前
記基準直線（１３）は摺動方向（Ｄ）と交差関係にあ
り、また前記摺動面（８）における前記第１規則性結晶
（１４₁）の面積率をＡ₁とし、一方、前記第２規則性
結晶（１４₂）の面積率をＡ₂としたとき、両面積率Ａ
₁，Ａ₂の比Ａ₁／Ａ₂がＡ₁／Ａ₂≧２である、請求
項１記載のメッキ皮膜。
【請求項４】前記メッキ皮膜は摺動面構成体（７₂）
であり、摺動面（８）に存する前記六角錐状金属結晶
（９）は、前記基準直線（１３）が互に平行関係にある
複数の第１規則性結晶（１４₁）と、前記基準直線（１
３）が互に平行関係にあり、且つその基準直線（１３）
が前記第１規則性結晶（１４₁）の前記基準直線（１
３）とは交差関係にある複数の第２規則性結晶（１
４₂）とよりなり、前記第２規則性結晶（１４₂）の前
記基準直線（１３）は摺動方向（Ｄ）と平行関係にあ
り、また前記摺動面（８）における前記第１規則性結晶
（１４）の面積率をＡ₁とし、一方、前記第２規則性結
晶（１４₂）の面積率をＡ₂としたとき、両面積率
Ａ₁，Ａ₂の比Ａ₂／Ａ₁がＡ₂／Ａ₁≧２である、請
求項１記載のメッキ皮膜。
【請求項５】基体（４，２３）上にメッキ処理を施し
て、皮膜表面（８）に多数の六角錐状金属結晶（９）が
存在するメッキ皮膜（７₁，７₂）を形成するに当り、
前記基体（４，２３）として、その被メッキ面（６，２
６）に、同一方向に延びる多数の帯状結晶（１６）が存
在するものを用いることを特徴とするメッキ皮膜形成方
法。
【請求項６】前記帯状結晶（１６）において、その長
手方向の最大長さをａとし、また前記長手方向と交差す
る方向の最大長さをｂとしたとき、両最大長さａ，ｂの
比ａ／ｂがａ／ｂ≧１．５である、請求項５記載のメッ
キ皮膜形成方法。
【請求項７】前記帯状結晶（１６）のオーステナイト
結晶粒度における粒度番号は５以上である、請求項５ま
たは６記載のメッキ皮膜形成方法。