JPS6358287B2 - - Google Patents
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- JPS6358287B2 JPS6358287B2 JP57194559A JP19455982A JPS6358287B2 JP S6358287 B2 JPS6358287 B2 JP S6358287B2 JP 57194559 A JP57194559 A JP 57194559A JP 19455982 A JP19455982 A JP 19455982A JP S6358287 B2 JPS6358287 B2 JP S6358287B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/20—Alloys based on aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S384/00—Bearings
- Y10S384/90—Cooling or heating
- Y10S384/902—Porous member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明は摺動部材に関するものであり、さらに
詳しく述べるならば摺動表面にミクロな孔部を有
する摺動部材において該孔部に新規な構造を与え
ることによつて、高速摺動、高面圧及び潤滑油が
少ないかあるいは無い苛酷な摺動条件下で摩擦特
性を向上させ且つ耐焼付性、シール性を大巾に高
めた摺動部材に関するものである。 摺動部材開発の従来の主流は材質及び構造面か
ら進展してきたが、近年表面処理によつて摩擦特
性を改良しようとする提案が二三発表されてい
る。 特開昭51−74153号はスラストワツシヤー用ベ
アリング材に粗面化後陽極酸化処理を施こすこと
によつて凹凸面を形成し、凹面を潤滑油溜りとし
て活用することを提案している。 特開昭48−100541号はシヨトプラスト処理によ
つてすべり軸受の潤滑特性を改良することを提案
している。 特開昭56−131861号はメカニカルシールの固定
片及び回転片の少なくとも一方にポーラスクロム
メツキを施こし、シール性能を改良することを提
案している。 本発明者等は従来の摺動部材の表面処理法を詳
しく検討したところ、従来法は表面処理程度乃至
ミクロな孔部の構造を主として最大高さRmax又
は十点平均粗さRzで表わし、場合によりミクロ
な孔部の直径又は単位面積当り個数により表わし
ていることに着目した。また、これらの測定法は
従来の一般的粗さ計によつて為されていたと判断
される。よつて、ミクロな孔部を有する従来の摺
動部材は所定の表面処理種類に応じてミクロな孔
部がないものに比較して何らかの効果は生じてい
るものの、ミクロな孔部の構造をさらに精査する
必要性が認められる。近年、粒子カウンタ又は粒
子アナライザと称する測定器が実用化されるに至
り、この原理は、LUZEX社のカタログによる
と、テレビカメラによつて、ビデオ信号に変換さ
れた画像は、まずシユーデイング補正回路に送ら
れ、顕微鏡の照明ムラやテレビカメラの感度むら
から生じる、不均一な明るさが修正され、均一な
明るさに修正された画像は、次にスレシホールド
回路に送られ、ここで測定したい範囲の画像が抽
出され、２値化画像に変換される。すなわち、測
定対象と測定対象外の濃度を完全に分離した画像
が作成される。そして、この２値化画像は計数回
路に送られ、計数回路では、２値化画像の中か
ら、測定視野範囲をきめるフレーム内に含まれる
粒子だけが選択され、個数、面積、インタセクシ
ヨンおよびフレーム面積が測定される。 この粒子カウンターによると、粒子個数、総面
積、平均面積、面積率、インタセクシヨン、粒度
分布などが従来の粗さ計では測定対象外となる粒
子についても測定される。 さらに、粗さ解析装置つき万能表面形状測定器
と称する機器が開発され、Rmax、Rz、Ra（中心
線平均粗さ）のみでなく相対負荷曲線が求められ
るようになつた。ここで、相対負荷曲線とは、カ
ツテイング深さCVの定義を、 粗さの平均線に対して平行線を材料内に引いた
ときの、最大深さから該平行線までの距離、相対
負荷長さtpの定義を カツテイング深さがCVnのとき、前記平行線
が粗さの実体部分を切断してなる線分を負荷長さ
ｌと称し、該平行線上に存在するｎ個の負荷長さ
総和を測定長さＬに対する百分率で表す tp＝l1＋l2＋…ln／Ｌ×100（％） としたとき、 このカツテイング深さCVに対応する相対負荷
長さtpの変化をグラフ化したものである。なお、
lnは最も高い山からカツテイング深さCVoだけ下
つた位置において、平均線に平行な線により切断
された粗さ実体部分の負荷長さをｎ回目の山につ
いて求めたものである。 本発明者等は粒子カウンタおよび粗さ解析装置
つき万能表面形状測定器を駆使して、ミクロな孔
部の構造を研究した結果、粒子カウンタで測定し
た孔部の面積率、個数および直径ならびに負荷曲
線がある特定の組合せになる時に、摺動部材の耐
焼付性、シール性が一段と向上することを見出し
て本発明を完成した。 すなわち、本発明は、摺動表面にミクロな孔部
を有する摺動部材であり、該摺動表面の硬さが
HRC50以上、前記孔部の面積率が５〜40％、前
記孔部の直径が0.5μｍ以上で１mm2当りの個数が
2000〜150000個であつて、 カツテイング深さCVの定義を、 粗さの平均線に対して平行線を材料内に引いた
ときの、最大深さから該平行線までの距離、相対
負荷長さtpの定義を カツテイング深さがCVnのとき、前記平行線
が粗さの実体部分を切断してなる線分を負荷長さ
ｌと称し、該平行線上に存在するｎ個の負荷長さ
の総和を測定長さＬに対する百分率で表す tp＝l1＋l2＋…ln／Ｌ×100（％） としたとき、 前記摺動表面の粗さの形状が、 相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイン
グ深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカツ
テイング深さとの差を0.5μｍ未満とし、 相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイン
グ深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツテ
イング深さとの差を1μｍ未満とした、高い平坦
度を有する形状であることを特徴とする。 以下、本発明の構成要件を説明する。本発明に
おいて、粒子カウンターにより面積率、個数及び
直径を定義しているのは、従来の粗さ計では測定
針が測定精度を低く制限しており、真に摩擦性能
に支配的なミクロ構造を決定できないからであ
る。孔部の面積を５〜40％としたのは、５％未満
では孔の効果がなく従来の粗さの考えに従つた摩
擦特性を示すものであり、40％を越えると孔の効
果が逆になり耐焼付性が低下するからである。次
に孔部の個数を１mm2当り2000〜150000個としたの
は、2000個未満では上記と同様の孔の効果が不十
分であり、150000個を越えると面積率の制限によ
り個々の孔が小さくなりすぎて粗さの中に隠れて
しまい孔の効果を発揮できないためであるためで
ある。さらに孔部の直径を0.5μｍ以上としたのは
これより小さいと個々の孔部の油の保持量が小さ
くなり十分な効果が得られないためである。 摺動表面の粗さの形状を、高い平坦度を有する
形状とし、その具体的な設定項目として、第１に
相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイング
深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカツテ
イング深さとの差において、0.5μｍ未満とし、第
２に相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイ
ング深さと、粗さの平均線に対し最も高い山のカ
ツテイング深さとの差において、1μｍ未満とし
たのは、摺動表面にミクロな孔部を有する前提に
おいて、ミクロな孔部の縁の部分あるいはミクロ
な孔部のまわり山の部分が、平坦であり又は丸味
を帯びていることが耐焼付性、優れたシール性上
重要だからである。 本発明の摺動部材の材質は、炭素鋼、構造用
鋼、軸受鋼、普通鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄などの鉄系
材料であつてよい。また、Al−Si、Al−Cu、Al
−Mg、Al−Sn、Al−Pb、Al−Znなどのアルミ
ニウム合金、あるいは、炭化物（例えばSiC、
TiC、WC、VC）、窒化物（Si3N4、TiN）、酸化
物（SiO2、Al2O3）、ホウ化物（TiB）、ムライト
などのセラミツク材料であつてもよい。 本発明のミクロな孔部を形成するための方法は
特に限定されないが、鋳造、鍛造、圧延等で製造
された材料に要すれば研削又は研摩を施した後、
ミクロな孔部を形成しその縁部に円味又は平坦形
状を僅かに形成する処理を行うことが好ましい。
具体的一例としては粒径30μｍのアルミナ粒子を
砥粒として用いラツピングを行ない、次いで粒径
0.3μｍのアルミナ粒子を用いてポリシングを行な
う方法がある。セラミツク材料に本発明のミクロ
の孔部を形成するためには、例えばアルミナ系で
は焼結体の空孔率を比較的高くする条件で焼結し
次いで所望の表面状態となるよう表面をラツプ仕
上することが望ましい。 相手部材に対して摺動される摺動部材では
10000〜100000／mm2の孔個数が好ましい。またシ
ール部材では100μｍ以下、好ましくは30μｍ以下
の孔径、1000〜100000個の孔数とするとともに、
摺動表面の粗さの形状が、相対負荷長さtpが80％
であるときのカツテイング深さと粗さの平均線に
対し最も高い山のカツテイング深さとの差を0.5μ
ｍ以下とした、より高い平坦度を有する形状とす
るのが好ましい。 なお、本発明において、摺動表面の硬さを
HRC50以上とすることは、前記に規定する本発
明のミクロな孔部の構造を長期に亘つて保持する
上でも必要である。 以下、本発明の摺動部材の用途及びこの場合の
効果を説明する。 先ず、ロータリーコンプレツサのローターには
従来SCM41などの鉄系材料及びサイドプレート
には炭素鋼又はアルジル合金が用いられていた
が、ローター及びサイドプレートはブレードに対
して回転摺動せしめられる時、6000〜7000rpmの
高速且つ200〜400Kg／cm2の高面圧で回転摺動する
と焼付の発生が起こる。ところが、本発明の摺動
部材を用いるとこのような苛酷の条件でも十分の
耐焼付性と寿命が確保される。 次に、コンプレツサーのベーン材料としては従
来主としてSUJ2、SKH9、Al2O3などのHV700
以上の硬い材質が用いられて来た。また一部に、
アルジル合金、黒鉛、耐熱樹脂（ポリイミド）も
用いられている。しかしながら、従来の材料はシ
リンダーとの境界摩擦特性が不足しているためコ
ンプレツサーの動力損失が大きく且つローターと
の摺動中に焼付を起こす問題があつた。本発明に
よるとミクロな孔部の効果により、摩擦係数が低
下し且つ焼付の問題も解消できる。 第三に、斜板式コンプレツサは近年益々潤滑油
が少ない条件下で設計されるようになり、また寒
冷地での使用時又は運転初期にはシユーと斜板が
油切れ状態で摺動されるので、シユー焼付の危険
が高まつている。本発明によつてAl−Si合金、
高力黄銅、SUJ2、SKH鋼、炭素鋼、その他の合
金の表面にミクロな孔部を形成すると、SUJ2、
SPCC、S45C、S55C、Al−Si合金、FC20、DCI
等の斜板に対する耐焼付性が著しく改善される。
なお、本発明の効果はシユーの材質改良と両立す
るものであるために、改良されたシユー材料に発
明を適用すると尚一層の耐焼付性改良が達成され
る。また斜板とシユーの両方に適用することによ
りより一層の効果がある。 第四に、シヤフトシールのシールプレートその
他のメカニカルシールには従来黒鉛と炭素鋼又は
軸受鋼の組合わせが用いられていたが、高速・高
面圧回転条件下では油漏れ又は焼付発生が起こつ
ていた。本発明によると相手材のシール特性及び
耐焼付性、摩擦抵抗が著しく改良されるので、コ
ンプレツサー等の性能向上が図られる。 最後に、スラストワツシヤ、滑り軸受、バルブ
ガイド、ターボチヤージヤー用フローテイング又
はセミフローテイング軸受、ターボチヤージヤー
用メカニカルシール、ローターポンプ用メカニカ
ルシール、その他のシール及び／又は摺動特性を
要求されている部材に本発明のミクロな孔部を形
成すると、従来材料の材質特性に耐焼付性及び優
れたシール性が附加される効果がある。 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 本実施例及び以下の実施例において供試材のミ
クロな孔部の構造は、LUZEX社製粒子アナライ
ザー「ルーゼツクス450」、及び株式会社小坂研究
所製SE−3F型粗さ解析装置付万能表面形状測定
器を使用して解析した。粗さ解析装置付万能表面
形状測定器の検出器は、DA5型（内径８mm、奥
行24mm、触針R5μｍダイアモンド、スキツドR40
mmのサフアイヤ）を用いた。 本実施例は、特に本発明の範囲中、孔部の個数
を変化させ、摺動部材の焼付荷重を調べたもので
ある。 すなわち、孔部の直径が0.5μｍ以上で、孔部の
個数の異なる９群の供試材について焼付荷重試験
を行なつた。 その内、摺動表面に有するミクロな孔部の個数
が本発明の範囲内である（１mm2当り2000〜150000
個の中から選定）７群の供試材を、本発明の供試
材として用いた。具体的な孔部の個数は、2000
個、5000個、10000個、30000個、70000個、
100000個、150000個である。また、ミクロな孔部
の個数が１mm2当り1000個存在する供試材と、孔部
が１mm2当り300000個存在する供試材の２群を比較
材として用いた。但し、この１mm2当り300000個存
在する供試材については、下記の面積率の制約か
ら、孔部の直径が0.5μｍより小さくなつている。 なお、各供試材の群において、上記孔部の個数
と直径を除いた構成は、本発明の条件の範囲内に
設定し、かつ一部の条件はその範囲内で変化させ
てある。 すなわち、供試材の表面硬さはHRC50以上の
材料（SUJ−２）を用いた。 また、孔部の面積率は、同一の群の中で、10〜
30％の範囲について変化させた。 摺動表面の粗さの形状については、次のよう
に、相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイ
ング深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカ
ツテイング深さとの差を、0.5μｍ未満とし、一
方、相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイ
ング深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツ
テイング深さとの差を、0.5μｍ以下となるように
各供試材を作成した。 試験条件は、以下の条件Ａにより行ない、その
測定結果を第１図に示す。 条件Ａ (1) 滑り速度：15ｍ／secで一定。 (2) 荷重：20Kg／cm2より10Kg／cm2づつ漸増。各荷
重段階は15分間継続 (3) 潤滑オイル：冷凍機油１容量に対し軽油９容
量の混合オイル (4) 潤滑方法：フエルト塗布約0.8c.c.／分 (5) 相手材試験片：Al−16％Si−４％Cu、真直
度１ミクロン以下、あらさ0.4〜0.6Sのデイス
ク 第１図で、横軸は１mm2当りのミクロな孔部の個
数（孔数）、縦軸は焼付荷重を表わす。そして、
供試材の同一群における性能の範囲を、２個の丸
と矢印で示してある。 第１図より、孔数が１mm2当り2000〜150000個、
好ましくは１mm2当り10000〜100000個の範囲で、
高い焼付荷重が得られることが分かる。 これに対し、孔数が１mm2当り1000個では180Kg
程度で焼き付いてしまう。また、孔数が１mm2当り
300000個では個々の孔が小さくなりすぎて粗さの
中に隠れてしまい孔の効果を発揮できず、性能が
低くなつていることが分かる。 このように、本実施例の結果から、他の条件が
本発明の範囲内であつても、ミクロな孔部の個数
を制御しないと高い焼付荷重が得られないことが
分かる。 実施例 ２ この実施例では、特に本発明の範囲中、孔部の
面積率を変化させ、摺動部材の焼付荷重を調べた
ものである。 すなわち、孔部の直径が0.5μｍ以上で、孔部の
面積率の異なる７群の供試材について実施例１と
同様の焼付荷重試験を行なつた。 その内、摺動表面に有するミクロな孔部の面積
率が本発明の範囲内である（５〜40％の中から選
定）５群の供試材を、本発明の供試材として用い
た。具体的な孔部の面積率は、５％、15％、20
％、30％、40％である。 本実施例では、この面積率の測定のため、孔部
の直径の最大値を測定した。すなわち孔部の直径
の範囲は0.5〜100μｍである。 また、ミクロな孔部の面積率が実質的に０％で
ある供試材と、孔部の面積率が45％である供試材
の２群を比較材として用いた。但し、この面積率
が０％である供試材については、孔が実質的に存
在せず、下記の他の条件を満足させると、単に粗
さが小さいだけの鏡面の形状にほぼ相当するた
め、孔部の直径は当然計測できないものとなる。 なお、各供試材の群において、上記孔部の面積
率と直径を除いた構成は、本発明の条件の範囲内
に設定し、かつ一部の条件はその範囲内で変化さ
せてある。 ここで、実施例１と異なる条件についてのみ、
記載する。 すなわち、摺動表面に有するミクロな孔部の個
数は、同一の群の中で、１mm2当り10000〜100000
個の範囲について変化させた。 摺動表面の粗さの形状については、次のよう
に、相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイ
ング深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツ
テイング深さとの差を、1μｍ未満となるように
各供試材を作成した。 試験結果を第２図に示す。 第２図で、横軸はミクロな孔部の面積率（孔の
面積率）、縦軸は焼付荷重を表わす。そして、供
試材の同一群における性能の範囲を、２個の丸と
矢印で示してある。 第２図よりミクロな孔部の面積率が５〜40％、
好ましくは15〜30％の範囲において高い焼付荷重
が得られることが分かる。 これに対し、面積率が45％と多くなりすぎた場
合や実質的に面積率が０％の供試材では焼付荷重
が低いことが分かる。 このように、本実施例の結果から、他の条件が
本発明の範囲内であつても、ミクロな孔部の面積
率を制御しないと高い焼付荷重が得られないこと
が分かる。 実施例 ３ 本実施例では、特に本発明の範囲中、摺動表面
の粗さの形状として平坦度を変化させ、摺動部材
の焼付荷重を調べたものである。 すなわち、摺動表面にミクロな孔部を有する摺
動部材のうち、摺動表面の粗さの形状が本発明の
範囲内である高い平坦度を有する供試材を本発明
の供試材として用い、粗さの形状が山の部分にお
いて鋭い尖頭部となつている供試材を比較材とし
て用い、それぞれ実施例１と同様の焼付荷重試験
を行なつた。 本実施例の各供試材は、孔部の直径が0.5〜30μ
ｍで、ミクロな孔部の個数が１mm2当り30000個、
孔部の面積率20％と設定した。 そして、本発明の供試材については、摺動表面
の粗さの形状を第３図に示すように設定した。す
なわち、相対負荷長さtpが40％であるときのカツ
テイング深さと相対負荷長さtpが５％であるとき
のカツテイング深さとの差を0.25μｍとし、相対
負荷長さtpが５％であるときのカツテイング深さ
と粗さの平均線に対し最も高い山のカツテイング
深さとの差を0μｍとした。なお、Rzは約10μｍで
あつた。 比較材としての供試材については、摺動表面の
粗さの形状を第４図に示すように設定した。 そして焼付荷重を測定した結果、本発明の供試
材は340Kgとなり、比較材としての供試材は100Kg
であつた。 ここで、一般的技術手法に従い、比較材の性能
改善を試みるため、単純にRzを約2μｍと粗さを
小さくしてみたが、焼付荷重は100Kgと実質的に
変わらなかつた。 また、各供試材とも摺動表面の粗さの形状は変
化させず、ミクロな孔部の個数を１mm2当り20000
〜100000個、孔部の面積率を11〜30％と変えて設
定し、焼付荷重を測定してみたが、本発明の供試
材は340Kgとなり、比較材としての供試材は100Kg
であつた。 このように、本実施例の結果から、他の条件が
本発明の範囲内であつても、摺動表面の粗さの形
状が高い平坦度を有しないと高い焼付荷重が得ら
れず、また単純な粗さの改善だけでも高い焼付荷
重が得られないことが分かる。 実施例 ４ 本実施例では、特に本発明の範囲中、摺動表面
の粗さの形状として、平坦度の具体的設定項目で
ある特定の相対負荷長さtpに対応する２種のカツ
テイング深さの差について変化させ、摺動部材の
焼付荷重を調べたものである。 第１の設定項目は、相対負荷長さtpが40％であ
るときのカツテイング深さと、相対負荷長さtpが
５％であるときのカツテイング深さとの差であつ
て、本発明ではこれを0.5μｍ未満と規定してい
る。 第２の設定項目は、相対負荷長さtpが５％であ
るときのカツテイング深さと、粗さの平均線に対
し最も高い山のカツテイング深さとの差であつ
て、本発明ではこれを1μｍ未満と規定している。 本実施例では、このうち、特に第１の設定項目
について、本発明の供試材と、比較材としての供
試材を比較して焼付荷重試験を行なつた。 本発明の供試材は、第１表に示すようにミクロ
な孔部を有し、かつ摺動表面の粗さの形状とし
て、高い平坦度を持つよう上記設定項目を定め
た。
詳しく述べるならば摺動表面にミクロな孔部を有
する摺動部材において該孔部に新規な構造を与え
ることによつて、高速摺動、高面圧及び潤滑油が
少ないかあるいは無い苛酷な摺動条件下で摩擦特
性を向上させ且つ耐焼付性、シール性を大巾に高
めた摺動部材に関するものである。 摺動部材開発の従来の主流は材質及び構造面か
ら進展してきたが、近年表面処理によつて摩擦特
性を改良しようとする提案が二三発表されてい
る。 特開昭51−74153号はスラストワツシヤー用ベ
アリング材に粗面化後陽極酸化処理を施こすこと
によつて凹凸面を形成し、凹面を潤滑油溜りとし
て活用することを提案している。 特開昭48−100541号はシヨトプラスト処理によ
つてすべり軸受の潤滑特性を改良することを提案
している。 特開昭56−131861号はメカニカルシールの固定
片及び回転片の少なくとも一方にポーラスクロム
メツキを施こし、シール性能を改良することを提
案している。 本発明者等は従来の摺動部材の表面処理法を詳
しく検討したところ、従来法は表面処理程度乃至
ミクロな孔部の構造を主として最大高さRmax又
は十点平均粗さRzで表わし、場合によりミクロ
な孔部の直径又は単位面積当り個数により表わし
ていることに着目した。また、これらの測定法は
従来の一般的粗さ計によつて為されていたと判断
される。よつて、ミクロな孔部を有する従来の摺
動部材は所定の表面処理種類に応じてミクロな孔
部がないものに比較して何らかの効果は生じてい
るものの、ミクロな孔部の構造をさらに精査する
必要性が認められる。近年、粒子カウンタ又は粒
子アナライザと称する測定器が実用化されるに至
り、この原理は、LUZEX社のカタログによる
と、テレビカメラによつて、ビデオ信号に変換さ
れた画像は、まずシユーデイング補正回路に送ら
れ、顕微鏡の照明ムラやテレビカメラの感度むら
から生じる、不均一な明るさが修正され、均一な
明るさに修正された画像は、次にスレシホールド
回路に送られ、ここで測定したい範囲の画像が抽
出され、２値化画像に変換される。すなわち、測
定対象と測定対象外の濃度を完全に分離した画像
が作成される。そして、この２値化画像は計数回
路に送られ、計数回路では、２値化画像の中か
ら、測定視野範囲をきめるフレーム内に含まれる
粒子だけが選択され、個数、面積、インタセクシ
ヨンおよびフレーム面積が測定される。 この粒子カウンターによると、粒子個数、総面
積、平均面積、面積率、インタセクシヨン、粒度
分布などが従来の粗さ計では測定対象外となる粒
子についても測定される。 さらに、粗さ解析装置つき万能表面形状測定器
と称する機器が開発され、Rmax、Rz、Ra（中心
線平均粗さ）のみでなく相対負荷曲線が求められ
るようになつた。ここで、相対負荷曲線とは、カ
ツテイング深さCVの定義を、 粗さの平均線に対して平行線を材料内に引いた
ときの、最大深さから該平行線までの距離、相対
負荷長さtpの定義を カツテイング深さがCVnのとき、前記平行線
が粗さの実体部分を切断してなる線分を負荷長さ
ｌと称し、該平行線上に存在するｎ個の負荷長さ
総和を測定長さＬに対する百分率で表す tp＝l1＋l2＋…ln／Ｌ×100（％） としたとき、 このカツテイング深さCVに対応する相対負荷
長さtpの変化をグラフ化したものである。なお、
lnは最も高い山からカツテイング深さCVoだけ下
つた位置において、平均線に平行な線により切断
された粗さ実体部分の負荷長さをｎ回目の山につ
いて求めたものである。 本発明者等は粒子カウンタおよび粗さ解析装置
つき万能表面形状測定器を駆使して、ミクロな孔
部の構造を研究した結果、粒子カウンタで測定し
た孔部の面積率、個数および直径ならびに負荷曲
線がある特定の組合せになる時に、摺動部材の耐
焼付性、シール性が一段と向上することを見出し
て本発明を完成した。 すなわち、本発明は、摺動表面にミクロな孔部
を有する摺動部材であり、該摺動表面の硬さが
HRC50以上、前記孔部の面積率が５〜40％、前
記孔部の直径が0.5μｍ以上で１mm2当りの個数が
2000〜150000個であつて、 カツテイング深さCVの定義を、 粗さの平均線に対して平行線を材料内に引いた
ときの、最大深さから該平行線までの距離、相対
負荷長さtpの定義を カツテイング深さがCVnのとき、前記平行線
が粗さの実体部分を切断してなる線分を負荷長さ
ｌと称し、該平行線上に存在するｎ個の負荷長さ
の総和を測定長さＬに対する百分率で表す tp＝l1＋l2＋…ln／Ｌ×100（％） としたとき、 前記摺動表面の粗さの形状が、 相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイン
グ深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカツ
テイング深さとの差を0.5μｍ未満とし、 相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイン
グ深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツテ
イング深さとの差を1μｍ未満とした、高い平坦
度を有する形状であることを特徴とする。 以下、本発明の構成要件を説明する。本発明に
おいて、粒子カウンターにより面積率、個数及び
直径を定義しているのは、従来の粗さ計では測定
針が測定精度を低く制限しており、真に摩擦性能
に支配的なミクロ構造を決定できないからであ
る。孔部の面積を５〜40％としたのは、５％未満
では孔の効果がなく従来の粗さの考えに従つた摩
擦特性を示すものであり、40％を越えると孔の効
果が逆になり耐焼付性が低下するからである。次
に孔部の個数を１mm2当り2000〜150000個としたの
は、2000個未満では上記と同様の孔の効果が不十
分であり、150000個を越えると面積率の制限によ
り個々の孔が小さくなりすぎて粗さの中に隠れて
しまい孔の効果を発揮できないためであるためで
ある。さらに孔部の直径を0.5μｍ以上としたのは
これより小さいと個々の孔部の油の保持量が小さ
くなり十分な効果が得られないためである。 摺動表面の粗さの形状を、高い平坦度を有する
形状とし、その具体的な設定項目として、第１に
相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイング
深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカツテ
イング深さとの差において、0.5μｍ未満とし、第
２に相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイ
ング深さと、粗さの平均線に対し最も高い山のカ
ツテイング深さとの差において、1μｍ未満とし
たのは、摺動表面にミクロな孔部を有する前提に
おいて、ミクロな孔部の縁の部分あるいはミクロ
な孔部のまわり山の部分が、平坦であり又は丸味
を帯びていることが耐焼付性、優れたシール性上
重要だからである。 本発明の摺動部材の材質は、炭素鋼、構造用
鋼、軸受鋼、普通鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄などの鉄系
材料であつてよい。また、Al−Si、Al−Cu、Al
−Mg、Al−Sn、Al−Pb、Al−Znなどのアルミ
ニウム合金、あるいは、炭化物（例えばSiC、
TiC、WC、VC）、窒化物（Si3N4、TiN）、酸化
物（SiO2、Al2O3）、ホウ化物（TiB）、ムライト
などのセラミツク材料であつてもよい。 本発明のミクロな孔部を形成するための方法は
特に限定されないが、鋳造、鍛造、圧延等で製造
された材料に要すれば研削又は研摩を施した後、
ミクロな孔部を形成しその縁部に円味又は平坦形
状を僅かに形成する処理を行うことが好ましい。
具体的一例としては粒径30μｍのアルミナ粒子を
砥粒として用いラツピングを行ない、次いで粒径
0.3μｍのアルミナ粒子を用いてポリシングを行な
う方法がある。セラミツク材料に本発明のミクロ
の孔部を形成するためには、例えばアルミナ系で
は焼結体の空孔率を比較的高くする条件で焼結し
次いで所望の表面状態となるよう表面をラツプ仕
上することが望ましい。 相手部材に対して摺動される摺動部材では
10000〜100000／mm2の孔個数が好ましい。またシ
ール部材では100μｍ以下、好ましくは30μｍ以下
の孔径、1000〜100000個の孔数とするとともに、
摺動表面の粗さの形状が、相対負荷長さtpが80％
であるときのカツテイング深さと粗さの平均線に
対し最も高い山のカツテイング深さとの差を0.5μ
ｍ以下とした、より高い平坦度を有する形状とす
るのが好ましい。 なお、本発明において、摺動表面の硬さを
HRC50以上とすることは、前記に規定する本発
明のミクロな孔部の構造を長期に亘つて保持する
上でも必要である。 以下、本発明の摺動部材の用途及びこの場合の
効果を説明する。 先ず、ロータリーコンプレツサのローターには
従来SCM41などの鉄系材料及びサイドプレート
には炭素鋼又はアルジル合金が用いられていた
が、ローター及びサイドプレートはブレードに対
して回転摺動せしめられる時、6000〜7000rpmの
高速且つ200〜400Kg／cm2の高面圧で回転摺動する
と焼付の発生が起こる。ところが、本発明の摺動
部材を用いるとこのような苛酷の条件でも十分の
耐焼付性と寿命が確保される。 次に、コンプレツサーのベーン材料としては従
来主としてSUJ2、SKH9、Al2O3などのHV700
以上の硬い材質が用いられて来た。また一部に、
アルジル合金、黒鉛、耐熱樹脂（ポリイミド）も
用いられている。しかしながら、従来の材料はシ
リンダーとの境界摩擦特性が不足しているためコ
ンプレツサーの動力損失が大きく且つローターと
の摺動中に焼付を起こす問題があつた。本発明に
よるとミクロな孔部の効果により、摩擦係数が低
下し且つ焼付の問題も解消できる。 第三に、斜板式コンプレツサは近年益々潤滑油
が少ない条件下で設計されるようになり、また寒
冷地での使用時又は運転初期にはシユーと斜板が
油切れ状態で摺動されるので、シユー焼付の危険
が高まつている。本発明によつてAl−Si合金、
高力黄銅、SUJ2、SKH鋼、炭素鋼、その他の合
金の表面にミクロな孔部を形成すると、SUJ2、
SPCC、S45C、S55C、Al−Si合金、FC20、DCI
等の斜板に対する耐焼付性が著しく改善される。
なお、本発明の効果はシユーの材質改良と両立す
るものであるために、改良されたシユー材料に発
明を適用すると尚一層の耐焼付性改良が達成され
る。また斜板とシユーの両方に適用することによ
りより一層の効果がある。 第四に、シヤフトシールのシールプレートその
他のメカニカルシールには従来黒鉛と炭素鋼又は
軸受鋼の組合わせが用いられていたが、高速・高
面圧回転条件下では油漏れ又は焼付発生が起こつ
ていた。本発明によると相手材のシール特性及び
耐焼付性、摩擦抵抗が著しく改良されるので、コ
ンプレツサー等の性能向上が図られる。 最後に、スラストワツシヤ、滑り軸受、バルブ
ガイド、ターボチヤージヤー用フローテイング又
はセミフローテイング軸受、ターボチヤージヤー
用メカニカルシール、ローターポンプ用メカニカ
ルシール、その他のシール及び／又は摺動特性を
要求されている部材に本発明のミクロな孔部を形
成すると、従来材料の材質特性に耐焼付性及び優
れたシール性が附加される効果がある。 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 本実施例及び以下の実施例において供試材のミ
クロな孔部の構造は、LUZEX社製粒子アナライ
ザー「ルーゼツクス450」、及び株式会社小坂研究
所製SE−3F型粗さ解析装置付万能表面形状測定
器を使用して解析した。粗さ解析装置付万能表面
形状測定器の検出器は、DA5型（内径８mm、奥
行24mm、触針R5μｍダイアモンド、スキツドR40
mmのサフアイヤ）を用いた。 本実施例は、特に本発明の範囲中、孔部の個数
を変化させ、摺動部材の焼付荷重を調べたもので
ある。 すなわち、孔部の直径が0.5μｍ以上で、孔部の
個数の異なる９群の供試材について焼付荷重試験
を行なつた。 その内、摺動表面に有するミクロな孔部の個数
が本発明の範囲内である（１mm2当り2000〜150000
個の中から選定）７群の供試材を、本発明の供試
材として用いた。具体的な孔部の個数は、2000
個、5000個、10000個、30000個、70000個、
100000個、150000個である。また、ミクロな孔部
の個数が１mm2当り1000個存在する供試材と、孔部
が１mm2当り300000個存在する供試材の２群を比較
材として用いた。但し、この１mm2当り300000個存
在する供試材については、下記の面積率の制約か
ら、孔部の直径が0.5μｍより小さくなつている。 なお、各供試材の群において、上記孔部の個数
と直径を除いた構成は、本発明の条件の範囲内に
設定し、かつ一部の条件はその範囲内で変化させ
てある。 すなわち、供試材の表面硬さはHRC50以上の
材料（SUJ−２）を用いた。 また、孔部の面積率は、同一の群の中で、10〜
30％の範囲について変化させた。 摺動表面の粗さの形状については、次のよう
に、相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイ
ング深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカ
ツテイング深さとの差を、0.5μｍ未満とし、一
方、相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイ
ング深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツ
テイング深さとの差を、0.5μｍ以下となるように
各供試材を作成した。 試験条件は、以下の条件Ａにより行ない、その
測定結果を第１図に示す。 条件Ａ (1) 滑り速度：15ｍ／secで一定。 (2) 荷重：20Kg／cm2より10Kg／cm2づつ漸増。各荷
重段階は15分間継続 (3) 潤滑オイル：冷凍機油１容量に対し軽油９容
量の混合オイル (4) 潤滑方法：フエルト塗布約0.8c.c.／分 (5) 相手材試験片：Al−16％Si−４％Cu、真直
度１ミクロン以下、あらさ0.4〜0.6Sのデイス
ク 第１図で、横軸は１mm2当りのミクロな孔部の個
数（孔数）、縦軸は焼付荷重を表わす。そして、
供試材の同一群における性能の範囲を、２個の丸
と矢印で示してある。 第１図より、孔数が１mm2当り2000〜150000個、
好ましくは１mm2当り10000〜100000個の範囲で、
高い焼付荷重が得られることが分かる。 これに対し、孔数が１mm2当り1000個では180Kg
程度で焼き付いてしまう。また、孔数が１mm2当り
300000個では個々の孔が小さくなりすぎて粗さの
中に隠れてしまい孔の効果を発揮できず、性能が
低くなつていることが分かる。 このように、本実施例の結果から、他の条件が
本発明の範囲内であつても、ミクロな孔部の個数
を制御しないと高い焼付荷重が得られないことが
分かる。 実施例 ２ この実施例では、特に本発明の範囲中、孔部の
面積率を変化させ、摺動部材の焼付荷重を調べた
ものである。 すなわち、孔部の直径が0.5μｍ以上で、孔部の
面積率の異なる７群の供試材について実施例１と
同様の焼付荷重試験を行なつた。 その内、摺動表面に有するミクロな孔部の面積
率が本発明の範囲内である（５〜40％の中から選
定）５群の供試材を、本発明の供試材として用い
た。具体的な孔部の面積率は、５％、15％、20
％、30％、40％である。 本実施例では、この面積率の測定のため、孔部
の直径の最大値を測定した。すなわち孔部の直径
の範囲は0.5〜100μｍである。 また、ミクロな孔部の面積率が実質的に０％で
ある供試材と、孔部の面積率が45％である供試材
の２群を比較材として用いた。但し、この面積率
が０％である供試材については、孔が実質的に存
在せず、下記の他の条件を満足させると、単に粗
さが小さいだけの鏡面の形状にほぼ相当するた
め、孔部の直径は当然計測できないものとなる。 なお、各供試材の群において、上記孔部の面積
率と直径を除いた構成は、本発明の条件の範囲内
に設定し、かつ一部の条件はその範囲内で変化さ
せてある。 ここで、実施例１と異なる条件についてのみ、
記載する。 すなわち、摺動表面に有するミクロな孔部の個
数は、同一の群の中で、１mm2当り10000〜100000
個の範囲について変化させた。 摺動表面の粗さの形状については、次のよう
に、相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイ
ング深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツ
テイング深さとの差を、1μｍ未満となるように
各供試材を作成した。 試験結果を第２図に示す。 第２図で、横軸はミクロな孔部の面積率（孔の
面積率）、縦軸は焼付荷重を表わす。そして、供
試材の同一群における性能の範囲を、２個の丸と
矢印で示してある。 第２図よりミクロな孔部の面積率が５〜40％、
好ましくは15〜30％の範囲において高い焼付荷重
が得られることが分かる。 これに対し、面積率が45％と多くなりすぎた場
合や実質的に面積率が０％の供試材では焼付荷重
が低いことが分かる。 このように、本実施例の結果から、他の条件が
本発明の範囲内であつても、ミクロな孔部の面積
率を制御しないと高い焼付荷重が得られないこと
が分かる。 実施例 ３ 本実施例では、特に本発明の範囲中、摺動表面
の粗さの形状として平坦度を変化させ、摺動部材
の焼付荷重を調べたものである。 すなわち、摺動表面にミクロな孔部を有する摺
動部材のうち、摺動表面の粗さの形状が本発明の
範囲内である高い平坦度を有する供試材を本発明
の供試材として用い、粗さの形状が山の部分にお
いて鋭い尖頭部となつている供試材を比較材とし
て用い、それぞれ実施例１と同様の焼付荷重試験
を行なつた。 本実施例の各供試材は、孔部の直径が0.5〜30μ
ｍで、ミクロな孔部の個数が１mm2当り30000個、
孔部の面積率20％と設定した。 そして、本発明の供試材については、摺動表面
の粗さの形状を第３図に示すように設定した。す
なわち、相対負荷長さtpが40％であるときのカツ
テイング深さと相対負荷長さtpが５％であるとき
のカツテイング深さとの差を0.25μｍとし、相対
負荷長さtpが５％であるときのカツテイング深さ
と粗さの平均線に対し最も高い山のカツテイング
深さとの差を0μｍとした。なお、Rzは約10μｍで
あつた。 比較材としての供試材については、摺動表面の
粗さの形状を第４図に示すように設定した。 そして焼付荷重を測定した結果、本発明の供試
材は340Kgとなり、比較材としての供試材は100Kg
であつた。 ここで、一般的技術手法に従い、比較材の性能
改善を試みるため、単純にRzを約2μｍと粗さを
小さくしてみたが、焼付荷重は100Kgと実質的に
変わらなかつた。 また、各供試材とも摺動表面の粗さの形状は変
化させず、ミクロな孔部の個数を１mm2当り20000
〜100000個、孔部の面積率を11〜30％と変えて設
定し、焼付荷重を測定してみたが、本発明の供試
材は340Kgとなり、比較材としての供試材は100Kg
であつた。 このように、本実施例の結果から、他の条件が
本発明の範囲内であつても、摺動表面の粗さの形
状が高い平坦度を有しないと高い焼付荷重が得ら
れず、また単純な粗さの改善だけでも高い焼付荷
重が得られないことが分かる。 実施例 ４ 本実施例では、特に本発明の範囲中、摺動表面
の粗さの形状として、平坦度の具体的設定項目で
ある特定の相対負荷長さtpに対応する２種のカツ
テイング深さの差について変化させ、摺動部材の
焼付荷重を調べたものである。 第１の設定項目は、相対負荷長さtpが40％であ
るときのカツテイング深さと、相対負荷長さtpが
５％であるときのカツテイング深さとの差であつ
て、本発明ではこれを0.5μｍ未満と規定してい
る。 第２の設定項目は、相対負荷長さtpが５％であ
るときのカツテイング深さと、粗さの平均線に対
し最も高い山のカツテイング深さとの差であつ
て、本発明ではこれを1μｍ未満と規定している。 本実施例では、このうち、特に第１の設定項目
について、本発明の供試材と、比較材としての供
試材を比較して焼付荷重試験を行なつた。 本発明の供試材は、第１表に示すようにミクロ
な孔部を有し、かつ摺動表面の粗さの形状とし
て、高い平坦度を持つよう上記設定項目を定め
た。
【表】
一方、比較材としての供試材は、本発明で言う
孔部を実質的に有さない一般的表面粗さをもつ。 ここで、各供試材は、比較を容易にするため、
Rzを1.5μｍに統一した。 第１表の結果から、ミクロな孔部を実質的に有
さない比較例１は、相対負荷長さtpが５％である
ときのカツテイング深さと、粗さの平均線に対し
最も高い山のカツテイング深さとの差が0.8μｍ
で、本願の上記第２の設定項目を満たしてはいる
ものの、相対負荷長さtpが40％であるときのカツ
テイング深さと相対負荷長さtpが５％であるとき
のカツテイング深さとの差が、0.7μｍであり上記
第１の設定項目を満たしていない。そして、焼付
荷重は80Kgと性能が低い。 次に、ミクロな孔部を実質的に有さない比較例
２は、相対負荷長さtpが40％であるときのカツテ
イング深さと相対負荷長さtpが５％であるときの
カツテイング深さとの差を、0.55μｍと設定した
が、同様に上記第１の設定項目を満たしていな
い。そして、焼付荷重は120Kgであり、比較例１
よりは良いが、やはり性能が低い。 これに対し、ミクロな孔部を有する本発明１お
よび本発明２は、何れの設定項目も満足してお
り、焼付荷重も、200Kgおよび340Kgと高い。 このように、本実施例の結果から、上記第２の
設定項目である、相対負荷長さtpが５％であると
きのカツテイング深さと、粗さの平均線に対し最
も高い山のカツテイング深さとの差が本発明の範
囲内であつても、摺動表面がミクロな孔部を有さ
ず、上記第１の設定項目である、相対負荷長さtp
が40％であるときのカツテイング深さと相対負荷
長さtpが５％であるときのカツテイング深さとの
差が0.5μｍ未満の摺動表面の粗さの形状が高い平
坦度を有しないと、高い焼付荷重が得られないこ
とが分かる。 そして、同一のRzであつても、ミクロな孔部
の構造を本発明で規定される因子で定めることに
より、従来の一般的粗さに従つた比較例１に対し
最低２倍耐焼付性を改善することができる。 実施例 ５ 本実施例は、摺動部材のシール性を調べたもの
である。 本発明の供試材は、第２表に示すようにミクロ
な孔部を有し、かつ摺動表面の粗さの形状とし
て、高い平坦度を持つよう上記設定項目を定め
た。
孔部を実質的に有さない一般的表面粗さをもつ。 ここで、各供試材は、比較を容易にするため、
Rzを1.5μｍに統一した。 第１表の結果から、ミクロな孔部を実質的に有
さない比較例１は、相対負荷長さtpが５％である
ときのカツテイング深さと、粗さの平均線に対し
最も高い山のカツテイング深さとの差が0.8μｍ
で、本願の上記第２の設定項目を満たしてはいる
ものの、相対負荷長さtpが40％であるときのカツ
テイング深さと相対負荷長さtpが５％であるとき
のカツテイング深さとの差が、0.7μｍであり上記
第１の設定項目を満たしていない。そして、焼付
荷重は80Kgと性能が低い。 次に、ミクロな孔部を実質的に有さない比較例
２は、相対負荷長さtpが40％であるときのカツテ
イング深さと相対負荷長さtpが５％であるときの
カツテイング深さとの差を、0.55μｍと設定した
が、同様に上記第１の設定項目を満たしていな
い。そして、焼付荷重は120Kgであり、比較例１
よりは良いが、やはり性能が低い。 これに対し、ミクロな孔部を有する本発明１お
よび本発明２は、何れの設定項目も満足してお
り、焼付荷重も、200Kgおよび340Kgと高い。 このように、本実施例の結果から、上記第２の
設定項目である、相対負荷長さtpが５％であると
きのカツテイング深さと、粗さの平均線に対し最
も高い山のカツテイング深さとの差が本発明の範
囲内であつても、摺動表面がミクロな孔部を有さ
ず、上記第１の設定項目である、相対負荷長さtp
が40％であるときのカツテイング深さと相対負荷
長さtpが５％であるときのカツテイング深さとの
差が0.5μｍ未満の摺動表面の粗さの形状が高い平
坦度を有しないと、高い焼付荷重が得られないこ
とが分かる。 そして、同一のRzであつても、ミクロな孔部
の構造を本発明で規定される因子で定めることに
より、従来の一般的粗さに従つた比較例１に対し
最低２倍耐焼付性を改善することができる。 実施例 ５ 本実施例は、摺動部材のシール性を調べたもの
である。 本発明の供試材は、第２表に示すようにミクロ
な孔部を有し、かつ摺動表面の粗さの形状とし
て、高い平坦度を持つよう上記設定項目を定め
た。
【表】
一方、比較材としての供試材は、本発明で言う
孔部を実質的に有さない一般的表面粗さであり、
第２表に示す摺動表面構造をもつ。 ここで、各供試材は、材質としてSUJ−２の焼
入材を用いるとともに、比較を容易にするため、
Rzを0.2〜0.4μｍの範囲内に統一した。 なお、本実施例の試験は、排気量1488c.c.のアキ
シアルプランジヤ型コンプレツサにおいて、メカ
ニカルシールの一方に組み込まれる摺動部材とし
て供試材を用い、このメカニカルシールよりの油
漏れ量（ｇ）を測定するものである。 このコンプレツサによるシール性能の試験は、
以下の条件により行なつた。 (1) 回転速度：2000rpm (2) 内圧：２Kg／cm2（約19MPa） (3) 潤滑オイル：冷凍油、148c.c. (4) バネ荷重：４Kg (5) 相手材：次に示す黒鉛系材料 (a) 粒子の大きさ 100μｍ以下の黒鉛粉末60
％、 (b) 粒子の大きさ50μｍ以下の二酸化ケイ素粉
末８％、 (c) 残部フエノール樹脂 の３種の材料の混合物を、混練し、環状に成形
し、170℃において350Kg／cm2の圧力下で加圧
し、次に300℃で12時間樹脂をキユアしたもの。 (6) 試験時間：100時間 第２表の結果から、ミクロな孔部を実質的に有
さない比較例１は、Rzで0.4μｍとかなり小さな
粗さを有しているが、油洩れ量は0.38ｇと多い。 次に、ミクロな孔部を実質的に有さない比較例
２では、一般的な表面粗さの手法によつて粗さを
Rzで0.2μｍに改善したものであるが、この時の
油洩れ量は0.32ｇであり、比較例１より若干良い
が、やはり性能が低い。 これに対し、本発明でいうミクロな孔部の構造
を有する本発明１および本発明２は、油洩れ量が
0.01ｇおよび0.025ｇと極めて少ない。この時、
Rzのみを0.2〜0.4μｍに変化させたが油洩れ量は
0.01ｇおよび0.025ｇと変わらなかつた。 このように、単にRzを調節する手法のみでは
シール性の改善に限界があり、一方同じRzであ
つても本発明によりミクロな孔部の構造を前述の
因子から定めることにより油洩れ量が1/10以下に
低減できることが分かる。 以上の説明、特に実施例より、ミクロな孔部の
構造を本発明により定めることにより耐焼付性及
びシール性として把握される摺動部材の摩擦特性
が大巾に改善されることが明らかである。特に、
本発明は従来慣用的な粗さを指針としていた表面
処理技術とは全く別の観点から摺動部材のミクロ
な孔部構造を制御することが摩擦特性を一挙に向
上させることを見出したものであり、工業的意義
が深い。
孔部を実質的に有さない一般的表面粗さであり、
第２表に示す摺動表面構造をもつ。 ここで、各供試材は、材質としてSUJ−２の焼
入材を用いるとともに、比較を容易にするため、
Rzを0.2〜0.4μｍの範囲内に統一した。 なお、本実施例の試験は、排気量1488c.c.のアキ
シアルプランジヤ型コンプレツサにおいて、メカ
ニカルシールの一方に組み込まれる摺動部材とし
て供試材を用い、このメカニカルシールよりの油
漏れ量（ｇ）を測定するものである。 このコンプレツサによるシール性能の試験は、
以下の条件により行なつた。 (1) 回転速度：2000rpm (2) 内圧：２Kg／cm2（約19MPa） (3) 潤滑オイル：冷凍油、148c.c. (4) バネ荷重：４Kg (5) 相手材：次に示す黒鉛系材料 (a) 粒子の大きさ 100μｍ以下の黒鉛粉末60
％、 (b) 粒子の大きさ50μｍ以下の二酸化ケイ素粉
末８％、 (c) 残部フエノール樹脂 の３種の材料の混合物を、混練し、環状に成形
し、170℃において350Kg／cm2の圧力下で加圧
し、次に300℃で12時間樹脂をキユアしたもの。 (6) 試験時間：100時間 第２表の結果から、ミクロな孔部を実質的に有
さない比較例１は、Rzで0.4μｍとかなり小さな
粗さを有しているが、油洩れ量は0.38ｇと多い。 次に、ミクロな孔部を実質的に有さない比較例
２では、一般的な表面粗さの手法によつて粗さを
Rzで0.2μｍに改善したものであるが、この時の
油洩れ量は0.32ｇであり、比較例１より若干良い
が、やはり性能が低い。 これに対し、本発明でいうミクロな孔部の構造
を有する本発明１および本発明２は、油洩れ量が
0.01ｇおよび0.025ｇと極めて少ない。この時、
Rzのみを0.2〜0.4μｍに変化させたが油洩れ量は
0.01ｇおよび0.025ｇと変わらなかつた。 このように、単にRzを調節する手法のみでは
シール性の改善に限界があり、一方同じRzであ
つても本発明によりミクロな孔部の構造を前述の
因子から定めることにより油洩れ量が1/10以下に
低減できることが分かる。 以上の説明、特に実施例より、ミクロな孔部の
構造を本発明により定めることにより耐焼付性及
びシール性として把握される摺動部材の摩擦特性
が大巾に改善されることが明らかである。特に、
本発明は従来慣用的な粗さを指針としていた表面
処理技術とは全く別の観点から摺動部材のミクロ
な孔部構造を制御することが摩擦特性を一挙に向
上させることを見出したものであり、工業的意義
が深い。
第１図はミクロな孔部の孔数と焼付荷重の関係
を示す片対数グラフ、第２図はミクロな孔部の面
積率と焼付荷重の関係を示すグラフ、第３図は
2000倍の相対負荷曲線、第４図は10000倍の相対
負荷曲線である。
を示す片対数グラフ、第２図はミクロな孔部の面
積率と焼付荷重の関係を示すグラフ、第３図は
2000倍の相対負荷曲線、第４図は10000倍の相対
負荷曲線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 摺動表面にミクロな孔部を有する摺動部材で
あり、該摺動表面の硬さがHRC50以上、前記孔
部の面積率が５〜40％、前記孔部の直径が0.5μｍ
以上で１mm2当りの個数が2000〜150000個であつ
て、 カツテイング深さCVの定義を、 粗さの平均線に対して平行線を材料内に引いた
ときの、最大深さから該平行線までの距離、 相対負荷長さtpの定義を カツテイング深さがCVnのとき、前記平行線
が粗さの実体部分を切断してなる線分を負荷長さ
ｌと称し、該平行線上に存在するｎ個の負荷長さ
の総和を測定長さＬに対する百分率で表す tp＝l1＋l2＋…ln／Ｌ×100（％） としたとき、 前記摺動表面の粗さの形状が、 相対負荷長さtpが40％であるときのカツテイン
グ深さと相対負荷長さtpが５％であるときのカツ
テイング深さとの差を0.5μｍ未満とし、 相対負荷長さtpが５％であるときのカツテイン
グ深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツテ
イング深さとの差を1μｍ未満とした、高い平坦
度を有する形状であることを特徴とする摺動部
材。 ２ 前記摺動部材が相手部材に対して摺動せしめ
られることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の摺動部材。 ３ 斜板式コンプレツサーのシユーとして用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の摺
動部材。 ４ 内燃機関のすべり軸受として用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の摺動部材。 ５ ロータリー式コンプレツサーのローター又は
ベーンとして用いたことを特徴とする特許請求範
囲第２項記載の摺動部材。 ６ 固定部に取付けられる固定片と、前記固定部
に関し回転自在の回転軸に取付けられ、該回転軸
とともに回転せしめられて前記固定片の一面に摺
動自在に圧せしめられる回転片とを有するメカニ
カルシールにおいて、該固定片と該回転片の少な
くとも一方を構成することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の摺動部材。 ７ 前記摺動部材が鉄系材料からなることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の摺動部材。 ８ 前記摺動部材がアルミニウム系材料からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の摺
動部材。 ９ 前記摺動部材がセラミツク系材料からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の摺動
部材。 １０ 前記孔部の直径が500μｍ以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第７項、８項又は９
項記載の摺動部材。 １１ 前記孔部の個数が１mm2当り10000〜100000
個であることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の摺動部材。 １２ 前記摺動部材が鉄系材料からなることを特
徴とする特許請求の範囲第６項記載の摺動部材。 １３ 前記摺動部材がアルミニウム系材料からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
摺動部材。 １４ 前記摺動部材がセラミツク系材料からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の摺
動部材。 １５ 前記孔部の直径が100μｍ以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第１２項、１３項又
は１４項記載の摺動部材。 １６ 前記孔部の直径が30μｍ以下であることを
特徴とする特許請求の範囲第６項記載の摺動部
材。 １７ 前記孔部の個数が10000〜100000個である
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の摺
動部材。 １８ 前記摺動表面の粗さの形状が、 相対負荷長さtpが80％であるときのカツテイン
グ深さと粗さの平均線に対し最も高い山のカツテ
イング深さとの差を0.5μｍ以下とした、高い平坦
度を有する形状であることを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載の摺動部材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57194559A JPS5986714A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 摺動部材 |
| US06/548,760 US4509803A (en) | 1982-11-08 | 1983-11-04 | Sliding member having a novel pore structure on the sliding surface thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57194559A JPS5986714A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986714A JPS5986714A (ja) | 1984-05-19 |
| JPS6358287B2 true JPS6358287B2 (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=16326541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57194559A Granted JPS5986714A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 摺動部材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4509803A (ja) |
| JP (1) | JPS5986714A (ja) |
Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2527161Y2 (ja) * | 1989-03-28 | 1997-02-26 | ジャトコ 株式会社 | 遊星歯車装置のキャリア組立体 |
| JP2615998B2 (ja) * | 1989-04-26 | 1997-06-04 | 日本精工株式会社 | 動圧形軸受及びスピンドルユニット |
| JP3003386B2 (ja) * | 1992-04-06 | 2000-01-24 | 日本精工株式会社 | 転がり摺動部品 |
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| EP0805291B1 (en) * | 1995-11-21 | 2001-08-08 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Mechanical part |
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| US7220098B2 (en) * | 2003-05-27 | 2007-05-22 | General Electric Company | Wear resistant variable stator vane assemblies |
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| JP5217078B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2013-06-19 | 株式会社ダイヤメット | 焼結含油軸受の製造方法 |
| ITTO20060147A1 (it) * | 2005-03-24 | 2006-09-25 | Honda Motor Co Ltd | Alzavalvola e procedimento per la sua produzione. |
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Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48100541A (ja) * | 1972-04-08 | 1973-12-19 | ||
| JPS5174153A (en) * | 1974-12-23 | 1976-06-26 | Taiho Kogyo Co Ltd | Yokyokusankashorio hodokoshita surasutowatsushaayobearinguzai |
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| US3985408A (en) * | 1975-10-10 | 1976-10-12 | General Motors Corporation | Bearing having iron sulfur matrix |
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| IT1105328B (it) * | 1978-06-06 | 1985-10-28 | Merisinter Spa | Perfezionamento nei cuscinetti auto lubrificanti sinterizzati |
| JPS56131861A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-15 | Taiho Kogyo Co Ltd | Mechanical seal |
-
1982
- 1982-11-08 JP JP57194559A patent/JPS5986714A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-04 US US06/548,760 patent/US4509803A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4509803A (en) | 1985-04-09 |
| JPS5986714A (ja) | 1984-05-19 |
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