JP6793218B2 - 摺動部材 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一形態に係る摺動部材が適用される内燃機関の動弁機構の一部を示している。図1(A)は、バルブリフタが上昇しバルブが閉じた状態の断面であり、図1(B)は、バルブリフタが降下してバルブが開いた状態の断面図である。
図2は、バルブリフタ10の断面図であり、図3は、バルブリフタ10の上面図である。これらの図に示すように、バルブリフタ10は、一方が開口した円筒形をしており、具体的には、円筒形のスカート部12と、スカート部12の中心軸線X方向の一端側である上端部にスカート部12に対して一体的に形成された冠部13と、冠部13の上面(スカート部12側とは逆側の端面)上に設けられた非晶質硬質炭素膜15とを有する。冠部13の下面(スカート部12側の主面)の中央付近に、円形状のボス部14が設けられている。ボス部14はバルブ26の上端(バルブステム)に対して当接する。スカート部12と摺動面11の境界には、テーパ状の面取り部が形成されている。
摺動面が中央領域及び第1の環状領域からなり、第2の環状領域を有しないことの他は、図3に示した構成と同様のバルブリフタを作製した。本実施例に係るバルブリフタの態様は以下のとおりである。
・摺動面の材質:非晶質硬質炭素膜(水素含有量:5原子%未満)
・摺動面の直径:29mm
・溝の態様:連続した渦巻き状
・溝の深さ:0.2μm
・溝のピッチL1:0.2mm(中央領域)、0.3mm(第1の環状領域)
・溝の幅L2:0.1mm
・中央領域:半径6mmまでの領域
・第1の環状領域:半径6mmから14.5mmまでの領域
・中央領域の比率RC(L2/L1):0.5
・第1の環状領域の比率RO1(L2/L1):0.33
・溝の加工法:レーザ加工
摺動面に等間隔のピッチで溝を形成したことの他は実施例と同様にしてバルブリフタを作製した。本比較例に係る溝の態様は以下のとおりである。
・溝の態様:連続した渦巻き状
・溝の深さ:0.2μm
・溝のピッチL1:0.2mm
・溝の幅L2:0.1mm
・比率(L2/L1):0.5
摺動面に溝を形成しなかったことの他は実施例と同様にしてバルブリフタを作製した。
比較例2に係るバルブリフタの摺動面に対してカムの外表面を摺動させ、カムシャフトのトルク(Nm)を測定した。カムシャフトの回転速度を200rpmから2500rpmまで段階的に変化させた。これと同様に、実施例及び比較例1に係るバルブリフタをそれぞれ使用してカムシャフトのトルクを測定した。図10は下記式で算出されるフリクション低減率(%)をグラフで示したものである。
フリクション低減率(%)=[(比較例2のトルク)−(実施例又は比較例1のトルク)]/(比較例2のトルク)×100
図10のグラフに示されたとおり、カムシャフトの回転速度を200rpmから2500rpmの全範囲にわたって、比較例1よりも実施例の方が優れたフリクション低減効果が得られた。
Claims (17)
- カムの外表面が当接する摺動面と、
前記摺動面に設けられている渦巻き状又は複数の円環状の溝と、
を備え、
前記摺動面は、当該摺動面の中心を含む円形の中央領域と、前記中央領域よりも外側に位置する第1の環状領域とを有し、
前記中央領域における前記溝のピッチL1に対する前記溝の幅L2の比率RCが前記第1の環状領域における前記溝のピッチL1に対する前記溝の幅L2の比率RO1よりも大きい、摺動部材。 - 前記溝は、前記摺動面の中心側から外側に向けて、ピッチL1に対する幅L2の比率が段階的又は連続的に小さくなるように形成されている、請求項1に記載の摺動部材。
- 前記溝は、前記摺動面の中心側から外側に向けて、ピッチL1が段階的又は連続的に大きくなるように形成されている、請求項1又は2に記載の摺動部材。
- 比率RCが0.2以上であり0.8以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 比率RO1が0.1以上であり0.6以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 比率RC/RO1が1を超え8以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記溝が渦巻き状であり、当該渦巻き状の溝は一方の端部から他方の端部まで連続的又は断続的に形成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記溝が複数の円環状であり、それぞれの当該円環状の溝は周方向に連続的又は断続的に形成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記溝の深さが100〜400nmである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記摺動面が硬質皮膜で構成されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記硬質皮膜が非晶質硬質炭素膜である、請求項10に記載の摺動部材。
- 前記摺動面は、前記第1の環状領域よりも外側に位置し且つ当該摺動面の周縁に沿った第2の環状領域を更に有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記第2の環状領域における前記溝のピッチL1に対する前記溝の幅L2の比率RO2が前記第1の環状領域における前記溝のピッチL1に対する前記溝の幅L2の比率RO1よりも小さい、請求項12に記載の摺動部材。
- 比率RO2が0.05以上であり0.4以下である、請求項13に記載の摺動部材。
- 比率RO1/RO2が1を超え12以下である、請求項13又は14に記載の摺動部材。
- 前記第2の環状領域には溝が形成されていない、請求項15に記載の摺動部材。
- バルブリフタ又はシムである、請求項1〜16のいずれか一項に記載の摺動部材。
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