JPH0726088B2 - 高摩擦摺動材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高摩擦であり、かつ、耐摩耗性に優れてい
ることを要求されるトラクション機構部の高摩擦摺動材
に関するものである。

〔従来の技術〕

第12図は例えば特開昭61−171964号公報に示された従来
の耐摩耗性に優れて摺動部材を示す断面図であり、図に
おいて、１は基材、４はこの基材１に分散された黒鉛、
５は上記基材１の表面に形成された凹部、６はこの凹部
５に充填された硬質耐摩材である。

次に動作について説明する。基材１の中に分散された黒
鉛４は自己潤滑性を有するため、基材１のみの場合に比
べて、低摩擦にしようとする性質を有する。また、凹部
５に充填された硬質耐摩材６により、耐摩耗性を向上さ
せる働きがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の耐摩耗性に優れた摺接部材は以上のように構成さ
れているので、低摩擦であること、凹部に充填した硬質
耐摩材が脱落しやすいこと、また、充填が難しいことな
どの問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高摩擦であり、耐摩材などの脱落がなく、簡
単に形成できる高摩擦摺動材を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る高摩擦摺動材は、第一の材料の表面をサ
ンドプラストなどにより凹凸部を設け、さらに、この凹
凸部上に、第一の材料より高硬度な第二の材料で皮膜層
を形成したものである。

〔作 用〕

この発明における高摩擦摺動材は、表面の凹凸および第
二の材料による高硬度の皮膜層により高摩擦および低摩
耗の度合いが変化する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例として耐摩耗性に富んだ高摩
擦摺動材について説明する。第１図において、１は比較
的硬度な材料からなる基材（第一の材料）、２はサンド
プラストにより形成された凹凸部、３はこの凹凸部２の
上に形成されたTiCやTiNなどの高硬度皮膜（第二の材
料）である。

次に動作について説明する。比較的低硬度な材料の表面
をサンドプラストにより凹凸部２を形成し、さらに、そ
の上に、TiCやTiNなどの高硬度皮膜３を形成すると、サ
ンドプラストにより形成された凹凸部２の表面形状が高
硬度皮膜に形成され、高硬度皮膜は凹凸部を持つことに
なる。そのため、アプレシプ性が高くなり、摩擦が大き
くなる。

また、TiCやTiNなどの高硬度皮膜３により、耐摩耗性を
向上させる働きがある。

さらに、比較的低硬度な材料である基材１の表面全体に
高硬度皮膜３を形成するため、小さな硬質材を充填する
場合に比べて、高硬度皮膜は脱落しにくくなる。

第２図は、第１図の改良例であり、第１図が基材１の表
面全体に高硬度皮膜３を形成したが、第２図のように基
材１の表面の一部であってもよい。また、表面の一部に
皮膜を形成するとき、その皮膜の模様は第２図に限られ
るものではなくどのようなものであってもよい。

また、上記実施例において皮膜の形成方法は、基材より
高硬度な材料を基材の凹凸部に接着剤により接着しても
よいし、化学反応や物理反応を利用して膜を形成しても
よい。

化学反応を用いた場合は、第二の材料が第一の材料と化
学的に結合するため、その接合は強力である。

化学反応による場合の一例としては、CVD（Chemical Va
par Deposition）処理があげられる。また物理反応によ
る場合の一例としては、PVD（physical Vapar Depositi
on）処理があげられる。CVD処理は、膜を形成する材料
を気化し、これを加熱した基材上に流し、加水分解、自
己分解、光分解、酸化還元、置換などの化学反応による
生成物を基材上に蒸着させる処理方法である。

これに対し、PVD処理は、膜とする材料を物理的に基材
に堆積するものであり、真空内で加熱により、気化され
た膜とする材料の蒸気圧を上げ基材上に堆積する真空蒸
着法が代表的なものである。

次に、この発明に係る耐摩耗性に富んだ高摩擦摺動材の
他の実施例を図について説明する。第３図及び第４図に
おいて、１は相対的に低硬度な材料の基材、２は縞状に
形成された相対的に高硬度な高硬度皮膜である。第３図
は断面図、第４図は上面図である。

この耐摩耗性に富んだ高摩擦摺動材において、上記相対
的に低硬度な材料はS45C,S55Cなどの高炭素鋼で、上記
相対的に高硬度な皮膜の形成は上記高炭素鋼にレーザー
や電子ビームで焼入れたものである。あるいは、上記相
対的に低硬度な材料はFC25,FCD45などの鋳鉄で、上記相
対的に高硬度な皮膜の形成は上記鋳鉄にレーザーや電子
ビームで焼入れたものであってもよい。さらに、上記相
対的に低硬度な材料は炭素鋼、鋳鉄などの鉄鋼材料で、
上記相対的に高硬度な皮膜の形成は上記鉄鋼材料にTiC
やTiNをCVD（Chemical Vapar Deposition）処理したも
のでもよい。

次に、動作について説明する。相対的に高硬度な縞状の
高硬度皮膜３により、耐摩耗性を向上させる働きがあ
る。また、高硬度皮膜３はレーザーや電子ビームで焼入
れた場合には、脱落せず、CVD処理した時には相対的に
低硬度な材料による基材１との密着性が高いため脱落し
にくくなる。

相対的に低硬度な材料部分では、他の物体と摺動すると
き接触時の変形量は大きくなるが、相対的に高硬度な材
料部分では、接触時の変形量は小さくなる。この相対的
に高硬度な部分を縞状に配置したため、接触時には変形
量の大なる部分と小なる部分が交互に存在するようにな
る。そのため、縞を横ぎるように摺動がおこると摺動時
の抵抗、すなわち、摩擦が大きくなる。

なお、上記実施例では、相対的に高硬度な材料部分を縞
状に配置したが、第５図及び第６図のように、相対的に
高硬度な材料部分を斑点状に配置してもよい。第５図及
び第６図において、１は相対的に低硬度な材料による基
材、３は相対的に高硬度な斑点状の高硬度皮膜である。
第５図は断面図、第６図は上面図である。

さらに、第７図〜第11図はその他の実施例を示す図であ
り、金属材料の表面に形成される模様は摺動方向に異な
る硬度の表面が現れるものであればどのようなものであ
ってもよい。

なお、上記実施例で述べた材料は具体的な例でありその
他の材料、あるいは、その他の金属材料であってもよ
い。また、硬度が異なる部分を形成する方法として焼入
れとCVD処理をあげたが、焼なましやPVD処理などその他
の熱処理、化学処理、物理処理であってもよい。

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明の高摩擦摺動材によれ
ば、凹凸部を表面に多数形成した第一の材料と、この凹
凸部に対応して凹凸部を持つように、第一の材料の上層
に形成した第二の材料より高硬度な第二の材料とから構
成し、また摺動方向の摺動面に基材に比べて相対的に高
硬度な材料が断続的に現れるように形成し、また基材に
相対的に高硬度な材料を縞状、もしくは斑点状に配置構
成したので、高品質でかつ安価で耐摩耗性に優れた高摩
擦摺動材が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による耐摩耗性に富んだ高
摩擦摺動材を示す断面図、第２図はその改良例を示す
図、第３図はこの発明の一実施例による耐摩耗性に富ん
だ高摩擦摺動材を示す断面図、第４図はその上面図、第
５図はこの発明の他の実施例による耐摩耗性に富んだ高
摩擦摺動材を示す断面図、第６図はその上面図である。 第７図、第８図、第９図、第10図、第11図は他の実施例
を示す図、第12図は従来の耐摩耗性に優れた摺接部材を
示す断面図である。 １は基材、２は凹凸部、３は高硬度皮膜である。 図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凹凸部を表面に多数形成した第一の材料
   と、この凹凸部に対応して凹凸部を持つように、第一の
   材料の上層に形成した第一の材料より高硬度な第二の材
   料とから構成されたことを特徴とする高摩擦摺動材。
2. 【請求項２】摺動方向の摺動面に基材に比べて相対的に
   高硬度な材料が断続的に現れるように形成したことを特
   徴とする高摩擦摺動材。
3. 【請求項３】相対的に低硬度な材料の基材に相対的に高
   硬度な材料を縞状、もしくは、斑点状に配置構成したこ
   とを特徴とする高摩擦摺動材。