JPH10246150A - 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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- JPH10246150A JPH10246150A JP4938897A JP4938897A JPH10246150A JP H10246150 A JPH10246150 A JP H10246150A JP 4938897 A JP4938897 A JP 4938897A JP 4938897 A JP4938897 A JP 4938897A JP H10246150 A JPH10246150 A JP H10246150A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 相手材への攻撃性が小さく、高温，高負荷と
なるような厳しい条件下においても、自身の耐摩耗性を
確保することができ、基材と相手材との間の直接接触に
よる凝着発生およびそれに伴う基材および／またはと相
手材の著しい摩耗を長期間阻止することができる摺動部
用被覆材を提供する。 【解決手段】 耐熱性樹脂をベース材とする摺動部用被
覆材１ｂにおいて、その５０重量％以上がベース材とし
ての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子と
して粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上含
有するものとした。
なるような厳しい条件下においても、自身の耐摩耗性を
確保することができ、基材と相手材との間の直接接触に
よる凝着発生およびそれに伴う基材および／またはと相
手材の著しい摩耗を長期間阻止することができる摺動部
用被覆材を提供する。 【解決手段】 耐熱性樹脂をベース材とする摺動部用被
覆材１ｂにおいて、その５０重量％以上がベース材とし
ての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子と
して粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上含
有するものとした。
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による凝着，摩耗の発生
を防止するのに好適な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による凝着，摩耗の発生
を防止するのに好適な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】
【従来の技術】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。
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、これが原因となって燃焼室の気密
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、これが原因となって燃焼室の気密
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
上下面に耐熱性樹脂をバインダーとした固体潤滑被膜を
形成させている。
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
上下面に耐熱性樹脂をバインダーとした固体潤滑被膜を
形成させている。
【０００５】従来のこうした固体潤滑被膜としては、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，ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオルエチレン）等の固体潤滑剤を適宜
含有させたものが知られている。
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，ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオルエチレン）等の固体潤滑剤を適宜
含有させたものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の固体潤滑被膜は、摺動面の摩擦低減には効果
がある半面、特に、高出力エンジンのピストンリングな
ど、高温，高負荷となるような厳しい条件下で使用した
場合には、被膜自身の摩耗の進行が激しくなり、十分な
耐久性を得ることができず、その結果、早期にピストン
リング基材とピストンとの間の凝着，摩耗が発生してし
まうことがあるという問題があった。
うな従来の固体潤滑被膜は、摺動面の摩擦低減には効果
がある半面、特に、高出力エンジンのピストンリングな
ど、高温，高負荷となるような厳しい条件下で使用した
場合には、被膜自身の摩耗の進行が激しくなり、十分な
耐久性を得ることができず、その結果、早期にピストン
リング基材とピストンとの間の凝着，摩耗が発生してし
まうことがあるという問題があった。
【０００７】一方では、被膜の耐摩耗性改善のため、一
般的な樹脂複合材と同様に炭素繊維やガラス繊維等を配
合すると、相手材への攻撃性が大きくなり、これをピス
トンリングの被覆材として使用した場合には、相手材で
あるピストンを摩耗させてしまうことがあるという問題
があった。
般的な樹脂複合材と同様に炭素繊維やガラス繊維等を配
合すると、相手材への攻撃性が大きくなり、これをピス
トンリングの被覆材として使用した場合には、相手材で
あるピストンを摩耗させてしまうことがあるという問題
があった。
【０００８】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。
【０００９】
【発明の目的】本発明はこのような従来の課題にかんが
みてなされたもので、相手材への攻撃性が小さく、さら
に、高温，高負荷となるような厳しい摺動条件下におい
ても、自身の耐摩耗性を確保し、基材と相手材との間の
直接接触による凝着発生およびそれに伴う基材および／
または相手材の著しい摩耗を長期間阻止できる摺動部用
被覆材を提供することにより、これまでにない耐凝着，
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。
みてなされたもので、相手材への攻撃性が小さく、さら
に、高温，高負荷となるような厳しい摺動条件下におい
ても、自身の耐摩耗性を確保し、基材と相手材との間の
直接接触による凝着発生およびそれに伴う基材および／
または相手材の著しい摩耗を長期間阻止できる摺動部用
被覆材を提供することにより、これまでにない耐凝着，
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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
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する摺動部用被覆材であ
って、その５０重量％以上がベース材としての耐熱性樹
脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子として粒径１〜
５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上含有するものと
したことを特徴としている。
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する摺動部用被覆材であ
って、その５０重量％以上がベース材としての耐熱性樹
脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子として粒径１〜
５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上含有するものと
したことを特徴としている。
【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、ベース材としての耐熱
性樹脂が、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種であ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、ベース材としての耐熱
性樹脂が、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種であるものとすることができ
る。
【００１２】さらに、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、潤滑性向上成分として
固体潤滑剤を含有するものとすることができ、その場合
に、請求項４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る。
請求項３に記載しているように、潤滑性向上成分として
固体潤滑剤を含有するものとすることができ、その場合
に、請求項４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る。
【００１３】さらにまた、本発明に係る摺動部用被覆材
は、請求項５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、その場合に、請求項
６に記載しているように、リン酸塩処理が、リン酸マン
ガン処理であるものとすることができる。
は、請求項５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、その場合に、請求項
６に記載しているように、リン酸塩処理が、リン酸マン
ガン処理であるものとすることができる。
【００１４】そしてまた、本発明に係るピストンリング
は、請求項７に記載しているように、請求項１ないし６
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７に記載しているように、請求項１ないし６
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。
【００１５】
【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する摺動
部用被覆材であって、その５０重量％以上がベース材と
しての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子
として粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上
含有する構成を有するものであるが、本発明による摺動
部用被覆材では耐熱性樹脂をベース材として用いること
で、高温の摺動部にも使用できるものとなり、これに酸
化アンチモンを添加することにより、被膜を強化し、優
れた耐摩耗性を付与するものとなる。
記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とする摺動
部用被覆材であって、その５０重量％以上がベース材と
しての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子
として粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上
含有する構成を有するものであるが、本発明による摺動
部用被覆材では耐熱性樹脂をベース材として用いること
で、高温の摺動部にも使用できるものとなり、これに酸
化アンチモンを添加することにより、被膜を強化し、優
れた耐摩耗性を付与するものとなる。
【００１６】さらに、酸化アンチモンは一般的な樹脂複
合材に使用されている炭素繊維やガラス繊維などと比較
して硬度が高すぎず、粒子形状も球形に近く、エッジを
持たないため相手材への攻撃性が小さく、相手摺動部材
としてアルミニウム等の比較的軟質な金属を組み合わせ
た場合でも、その摩耗を促進してしまうようなことがな
い。
合材に使用されている炭素繊維やガラス繊維などと比較
して硬度が高すぎず、粒子形状も球形に近く、エッジを
持たないため相手材への攻撃性が小さく、相手摺動部材
としてアルミニウム等の比較的軟質な金属を組み合わせ
た場合でも、その摩耗を促進してしまうようなことがな
い。
【００１７】しかし、酸化アンチモンの添加量が５重量
％未満では、十分な耐摩耗性向上の作用を得ることがで
きず、また、ベース材として被膜を形成させている耐熱
性樹脂の量が５０重量％未満では、被膜の結合性が不足
し、かえって自身の摩耗量が増大してしまうおそれがで
てくる。
％未満では、十分な耐摩耗性向上の作用を得ることがで
きず、また、ベース材として被膜を形成させている耐熱
性樹脂の量が５０重量％未満では、被膜の結合性が不足
し、かえって自身の摩耗量が増大してしまうおそれがで
てくる。
【００１８】さらに、添加する酸化アンチモン粒子の粒
径が１μｍ未満では、耐摩耗性向上の作用が少なく、逆
に５μｍを超えると、被膜中に均一に分散させることが
難しくなり、安定した被覆材の形成が困難となる場合が
ある。
径が１μｍ未満では、耐摩耗性向上の作用が少なく、逆
に５μｍを超えると、被膜中に均一に分散させることが
難しくなり、安定した被覆材の形成が困難となる場合が
ある。
【００１９】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、ベース材となる耐熱性樹脂が、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種であるものとすることができるが、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。
載しているように、ベース材となる耐熱性樹脂が、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種であるものとすることができるが、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。
【００２０】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、潤滑性向上成分として固体潤
滑剤を含有するものとすることができ、この場合に、請
求項４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。
３に記載しているように、潤滑性向上成分として固体潤
滑剤を含有するものとすることができ、この場合に、請
求項４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。
【００２１】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、被覆材自身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Ｍｏ
Ｓ２，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。
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、被覆材自身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Ｍｏ
Ｓ２，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。
【００２２】さらに、本発明の摺動部用被覆材は、請求
項５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、請求項６に記載
しているように、リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理
であるものとすることができる。
項５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、請求項６に記載
しているように、リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理
であるものとすることができる。
【００２３】下地処理としてリン酸塩処理を施すことに
より、基材との密着強度がより一層向上し、一段と安定
性に優れた被覆材となる。また、このリン酸塩処理とし
て、緻密で強度が高く、耐熱性にも優れた処理層が得ら
れるリン酸マンガン処理を用いることで、より有効な下
地処理層が得られ、被覆材の安定性がさらに高まる。
より、基材との密着強度がより一層向上し、一段と安定
性に優れた被覆材となる。また、このリン酸塩処理とし
て、緻密で強度が高く、耐熱性にも優れた処理層が得ら
れるリン酸マンガン処理を用いることで、より有効な下
地処理層が得られ、被覆材の安定性がさらに高まる。
【００２４】しかし、リン酸塩処理層の粗さがＲｍａｘ
１μｍ未満では密着強度向上の作用が十分でなく、１０
μｍを超えると被覆材の形成時に均一な被膜形成が難し
くなり、摺動時の早期剥離，脱落の原因となる。
１μｍ未満では密着強度向上の作用が十分でなく、１０
μｍを超えると被覆材の形成時に均一な被膜形成が難し
くなり、摺動時の早期剥離，脱落の原因となる。
【００２５】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７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、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７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、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。
【００２６】
【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する
摺動部用被覆材であって、その５０重量％以上がベース
材としての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化
粒子として粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％
以上含有する構成を有するものであるから、高温の摺動
部に用いることができるだけでなく、相手材への攻撃性
を大きくすることなく優れた耐摩耗性が付与され、長期
にわたって基材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する
摺動部用被覆材であって、その５０重量％以上がベース
材としての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化
粒子として粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％
以上含有する構成を有するものであるから、高温の摺動
部に用いることができるだけでなく、相手材への攻撃性
を大きくすることなく優れた耐摩耗性が付与され、長期
にわたって基材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。
【００２７】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、ベース材としての耐熱
性樹脂が、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種であるものとすることによっ
て、その耐熱性をより一層高めることができ、より高温
の摺動部にも好適に使用することが可能であるという顕
著な効果がもたらされる。
請求項２に記載しているように、ベース材としての耐熱
性樹脂が、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種であるものとすることによっ
て、その耐熱性をより一層高めることができ、より高温
の摺動部にも好適に使用することが可能であるという顕
著な効果がもたらされる。
【００２８】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、潤滑性向上成分として固
体潤滑剤を含有するものとなすことによって、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となり、さらに、請求項４に記載し
ているように、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
種を含むものとすることによって、上記の効果を一段と
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。
求項３に記載しているように、潤滑性向上成分として固
体潤滑剤を含有するものとなすことによって、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となり、さらに、請求項４に記載し
ているように、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
種を含むものとすることによって、上記の効果を一段と
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。
【００２９】さらに、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項５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によって、基材金属との密着性を
より一層高めることができ、一段と安定性に優れた被覆
材とすることが可能となり、請求項６に記載しているよ
うに、リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理であるもの
とすることによって、より緻密で強度が高く、耐熱性に
も優れた下地処理層を得ることができ、被覆材の安定性
をさらに高め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５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によって、基材金属との密着性を
より一層高めることができ、一段と安定性に優れた被覆
材とすることが可能となり、請求項６に記載しているよ
うに、リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理であるもの
とすることによって、より緻密で強度が高く、耐熱性に
も優れた下地処理層を得ることができ、被覆材の安定性
をさらに高め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。
【００３０】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７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７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。
【００３１】
【実施例】次に、実施例について比較例と共に説明す
る。
る。
【００３２】実施例１〜５ 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、強化粒子と
しての平均粒径３μｍの酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）
と、グラファイト，ＰＴＦＥ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうち
から選ばれる固体潤滑剤を表１の実施例１〜５に示す組
成となるように配合した溶液を作成した。
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、強化粒子と
しての平均粒径３μｍの酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）
と、グラファイト，ＰＴＦＥ，ＭｏＳ２，ＷＳ２のうち
から選ばれる固体潤滑剤を表１の実施例１〜５に示す組
成となるように配合した溶液を作成した。
【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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、図１に示すように、
ピストンリング基材１ａの上面に膜厚約１０μｍの被覆
材１ｂ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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、図１に示すように、
ピストンリング基材１ａの上面に膜厚約１０μｍの被覆
材１ｂを形成させたピストンリング１のテストピースを
得た。
【００３４】比較例１，２ 前記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、
グラファイト等の固体潤滑剤を表１の比較例１，２に示
す組成となるように配合した溶液を作成した。
−ピロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、
グラファイト等の固体潤滑剤を表１の比較例１，２に示
す組成となるように配合した溶液を作成した。
【００３５】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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂ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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂを形成させたピストンリング１の
テストピースを得た。
【００３６】比較例３〜５ 前記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、
強化粒子としての平均粒径３μｍの酸化アンチモン（Ｓ
ｂ２Ｏ３）と、グラファイト等の固体潤滑剤を表１の比
較例３〜５に示す組成となるように配合した溶液を作成
した。
−ピロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、
強化粒子としての平均粒径３μｍの酸化アンチモン（Ｓ
ｂ２Ｏ３）と、グラファイト等の固体潤滑剤を表１の比
較例３〜５に示す組成となるように配合した溶液を作成
した。
【００３７】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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂ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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂを形成させたピストンリング１の
テストピースを得た。
【００３８】比較例６ 前記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、
強化成分としての炭素繊維と、グラファイト等の固体潤
滑剤を表１の比較例６に示す組成となるように配合した
溶液を作成した。
−ピロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、
強化成分としての炭素繊維と、グラファイト等の固体潤
滑剤を表１の比較例６に示す組成となるように配合した
溶液を作成した。
【００３９】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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂ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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂを形成させたピストンリング１の
テストピースを得た。
【００４０】比較例７ 前記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、
強化成分としてのガラス繊維と、グラファイト等の固体
潤滑剤を表１の比較例７に示す組成となるように配合し
た溶液を作成した。
−ピロリドン，キシレンを溶剤として溶解したものに、
強化成分としてのガラス繊維と、グラファイト等の固体
潤滑剤を表１の比較例７に示す組成となるように配合し
た溶液を作成した。
【００４１】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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂ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５μｍのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先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、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の上面に膜厚約
１０μｍの被覆材１ｂを形成させたピストンリング１の
テストピースを得た。
【００４２】
【表１】
【００４３】（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のテストピースを、図２
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での凝着発生までの時間と、試験開
始から５時間経過時点での相手材摩耗量を比較した。そ
の結果を表３に示す。
〜７で得た各ピストンリング１のテストピースを、図２
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での凝着発生までの時間と、試験開
始から５時間経過時点での相手材摩耗量を比較した。そ
の結果を表３に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】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、強化粒子であるＳｂ２Ｏ３を添加し
ていない比較例１および比較例２、Ｓｂ２Ｏ３の添加量
が本発明の範囲から外れる比較例３、さらに、Ｓｂ２Ｏ
３を含めた添加成分全体の添加量が多く、ベースとなる
耐熱性樹脂の割合が本発明の範囲から外れる比較例４、
および比較例５に比べ、凝着発生までの耐久時間が大き
く向上していることがわかる。
〜５に係るものは、強化粒子であるＳｂ２Ｏ３を添加し
ていない比較例１および比較例２、Ｓｂ２Ｏ３の添加量
が本発明の範囲から外れる比較例３、さらに、Ｓｂ２Ｏ
３を含めた添加成分全体の添加量が多く、ベースとなる
耐熱性樹脂の割合が本発明の範囲から外れる比較例４、
および比較例５に比べ、凝着発生までの耐久時間が大き
く向上していることがわかる。
【００４７】また、比較例６および比較例７は、凝着発
生までの耐久時間は本発明実施例と同等であるが、相手
材の摩耗量が本発明実施例と比較して著しく増加してお
り、これらのことから、本発明の摺動部用被覆材は、従
来の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。
生までの耐久時間は本発明実施例と同等であるが、相手
材の摩耗量が本発明実施例と比較して著しく増加してお
り、これらのことから、本発明の摺動部用被覆材は、従
来の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】 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 １ｓ 摺動面 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 (72)発明者 岸 克 宏 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 (7)
- 【請求項１】 耐熱性樹脂をベース材とする摺動部用被
覆材であって、その５０重量％以上がベース材としての
耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子として
粒径１〜５μｍの酸化アンチモンを５重量％以上含有す
ることを特徴とする摺動部用被覆材。 - 【請求項２】 ベース材としての耐熱性樹脂が、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】 潤滑性向上成分として固体潤滑剤を含有
する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】 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３に記載の摺動部用被
覆材。 - 【請求項５】 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４のいずれかに記載の摺動部用被
覆材。 - 【請求項６】 リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理で
あることを特徴とする請求項５に記載の摺動部用被覆
材。 - 【請求項７】 請求項１ないし６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 |
|---|---|---|---|
| JP04938897A JP3613500B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | ピストンリング用被覆材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04938897A JP3613500B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | ピストンリング用被覆材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246150A true JPH10246150A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3613500B2 JP3613500B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=12829653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04938897A Expired - Fee Related JP3613500B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | ピストンリング用被覆材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3613500B2 (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
| JP2009052625A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | ピストンリング |
| WO2013065652A1 (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-10 | 株式会社リケン | ピストンリング |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP04938897A patent/JP3613500B2/ja not_active Expired - Fee Related
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 |
| JP2009052625A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | ピストンリング |
| WO2013065652A1 (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-10 | 株式会社リケン | ピストンリング |
| CN103492769A (zh) * | 2011-10-31 | 2014-01-01 | 株式会社理研 | 活塞环 |
| CN103492769B (zh) * | 2011-10-31 | 2016-05-18 | 株式会社理研 | 活塞环 |
| US9709169B2 (en) | 2011-10-31 | 2017-07-18 | Kabushiki Kaisha Riken | Piston ring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3613500B2 (ja) | 2005-01-26 |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040908 |
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