JPH11315705A - 摺動装置の摺動部品 - Google Patents
摺動装置の摺動部品Info
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- JPH11315705A JPH11315705A JP10120935A JP12093598A JPH11315705A JP H11315705 A JPH11315705 A JP H11315705A JP 10120935 A JP10120935 A JP 10120935A JP 12093598 A JP12093598 A JP 12093598A JP H11315705 A JPH11315705 A JP H11315705A
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- sliding component
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
- F01L1/205—Adjusting or compensating clearance by means of shims or the like
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/14—Tappets; Push rods
- F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
-
- 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
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、金属から成る保持部にセラミック
スから成る摺動部品を保持する際、摺動部品に応力集中
の発生し難い形態を提案する。 【解決手段】 相対的に摺動する摺動装置の一方の摺動
部品５を金属から成る保持部４にて保持した摺動装置に
おいて、前記摺動部品５は、前記凹所４ａの内壁４ｂの
開放端４ｃから離間していて、開放端４ｃのエッジ４ｄ
に接触しないように構成する。
スから成る摺動部品を保持する際、摺動部品に応力集中
の発生し難い形態を提案する。 【解決手段】 相対的に摺動する摺動装置の一方の摺動
部品５を金属から成る保持部４にて保持した摺動装置に
おいて、前記摺動部品５は、前記凹所４ａの内壁４ｂの
開放端４ｃから離間していて、開放端４ｃのエッジ４ｄ
に接触しないように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の内燃機関
の動弁機構に用いられるシムを始めとする耐摩耗性が要
求される摺動面を有する摺動部品とその摺動装置に関す
る。
の動弁機構に用いられるシムを始めとする耐摩耗性が要
求される摺動面を有する摺動部品とその摺動装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジン部品に代表される機械
摺動部品は、摩耗を極力少なくするため耐摩耗性の良い
材料が用いられてきた。従来より摺動部材として用いら
れてきた鋼材よりも耐摩耗性の優れた材料としては、超
硬合金、セラミックス等の硬質摺動部材があるが、一般
に難加工性材料であり、且つ、高価なため部品全体をこ
れらの材料で構成するのではなく、耐摩耗性が必要な摺
動部分のみに、これらの材料を用いるのが常套手段であ
る。
摺動部品は、摩耗を極力少なくするため耐摩耗性の良い
材料が用いられてきた。従来より摺動部材として用いら
れてきた鋼材よりも耐摩耗性の優れた材料としては、超
硬合金、セラミックス等の硬質摺動部材があるが、一般
に難加工性材料であり、且つ、高価なため部品全体をこ
れらの材料で構成するのではなく、耐摩耗性が必要な摺
動部分のみに、これらの材料を用いるのが常套手段であ
る。
【０００３】代表的な例として、内燃機関の動弁機構の
タペット弁を駆動するバルブリフターの端面には、硬質
部材から成るシムが載置され優れた耐摩耗性を発揮して
いる。
タペット弁を駆動するバルブリフターの端面には、硬質
部材から成るシムが載置され優れた耐摩耗性を発揮して
いる。
【０００４】これより重負荷の摺動装置としては、自動
車のリダクション装置のリングギアの倒れを防止するス
ラストボルトの先端に硬質部材が用いられている例があ
る。例えば、特開平８−１０９９５６号公報には、バ
ス、トラック、トラクタ等の大型車両のリダクション装
置に、リングギアの倒れを防止する耐久性と整備性に優
れた手段が提案されている。
車のリダクション装置のリングギアの倒れを防止するス
ラストボルトの先端に硬質部材が用いられている例があ
る。例えば、特開平８−１０９９５６号公報には、バ
ス、トラック、トラクタ等の大型車両のリダクション装
置に、リングギアの倒れを防止する耐久性と整備性に優
れた手段が提案されている。
【０００５】図１０（ａ）に、リダクション装置全体の
概要を説明する断面図を、図１０（ｂ）に、スラストボ
ルトとリングギアの関係位置を説明する断面図を、図１
０（ｃ）に、スラストボルトの端面の凹所に摺動部品が
固定されている断面図を示す。図１０（ａ）において、
リダクション装置１００は、デファレンシャルキャリヤ
１０１内にピニオンを含むプロペラシャフト１０２とデ
フギアを含むアクスルシャフト１０３を軸受（図示せ
ず）を介して収納している。デフケース１０４には、リ
ングギア１０５が固定され、プロペラシャフト１０２の
トルクをアクスルシャフト１０３に伝達する。伝達トル
クが増大した際にリングギア１０の撓みを防止するた
め、スラストボルト１０６の先端がリングギア１０５の
背面１０７に当接している。
概要を説明する断面図を、図１０（ｂ）に、スラストボ
ルトとリングギアの関係位置を説明する断面図を、図１
０（ｃ）に、スラストボルトの端面の凹所に摺動部品が
固定されている断面図を示す。図１０（ａ）において、
リダクション装置１００は、デファレンシャルキャリヤ
１０１内にピニオンを含むプロペラシャフト１０２とデ
フギアを含むアクスルシャフト１０３を軸受（図示せ
ず）を介して収納している。デフケース１０４には、リ
ングギア１０５が固定され、プロペラシャフト１０２の
トルクをアクスルシャフト１０３に伝達する。伝達トル
クが増大した際にリングギア１０の撓みを防止するた
め、スラストボルト１０６の先端がリングギア１０５の
背面１０７に当接している。
【０００６】図１０（ｂ）は、スラストボルト１０６と
リングギア１０５の背面１０７の周辺を拡大したもので
ある。デファレンシャルキャリヤ１０１の一部にボス１
０８を設け、スラストボルト１０６を螺着してロックナ
ット１０９にて位置決めする。スラストボルト１０６の
先端には、摺動部品１１０が装着されている。
リングギア１０５の背面１０７の周辺を拡大したもので
ある。デファレンシャルキャリヤ１０１の一部にボス１
０８を設け、スラストボルト１０６を螺着してロックナ
ット１０９にて位置決めする。スラストボルト１０６の
先端には、摺動部品１１０が装着されている。
【０００７】図１０（ｃ）は、摺動部品１１０の周辺を
さらに拡大したものである。窒化珪素等から成る摺動面
が凸状にクラウニングされた摺動部品１１０は、スラス
トボルト１０６の凹所１０６ａに装着されている。摺動
部品１１０の摺動面とリングギア１０５の背面１０７に
は通常δの間隙が存在し、車両が発進又は急坂を登攀す
る際等に過大なトルクが伝達されてリングギア１０５が
δ以上撓むと、スラストボルト１０６でその倒れを矯正
する。従って、通常走行時には、摺動部品１１０とリン
グギア１０５の背面１０７は接触しない。
さらに拡大したものである。窒化珪素等から成る摺動面
が凸状にクラウニングされた摺動部品１１０は、スラス
トボルト１０６の凹所１０６ａに装着されている。摺動
部品１１０の摺動面とリングギア１０５の背面１０７に
は通常δの間隙が存在し、車両が発進又は急坂を登攀す
る際等に過大なトルクが伝達されてリングギア１０５が
δ以上撓むと、スラストボルト１０６でその倒れを矯正
する。従って、通常走行時には、摺動部品１１０とリン
グギア１０５の背面１０７は接触しない。
【０００８】この様に構成することにより該リダクショ
ン装置は、リングギアの倒れが防止され、リングギアと
ピニオンの歯面の異常摩耗や歯の折損が回避される。ま
た、摺動部品１１０の摺動面が凸状にクラウニングされ
ているので、リングギア１０５の背面１０７と滑らかに
接触し、摺動部品１１０の損傷や凹所１０６ａからの離
脱を招くような力が発生し難いと説明している。
ン装置は、リングギアの倒れが防止され、リングギアと
ピニオンの歯面の異常摩耗や歯の折損が回避される。ま
た、摺動部品１１０の摺動面が凸状にクラウニングされ
ているので、リングギア１０５の背面１０７と滑らかに
接触し、摺動部品１１０の損傷や凹所１０６ａからの離
脱を招くような力が発生し難いと説明している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属から成
る保持部にセラミックスから成る摺動部品を保持する
際、摺動部品に応力集中の発生し難い形態を提案する。
る保持部にセラミックスから成る摺動部品を保持する
際、摺動部品に応力集中の発生し難い形態を提案する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】相対的に摺動する摺動装
置の一方の摺動部品を金属から成る保持部にて保持した
摺動装置において、前記摺動部品は前記保持部に設けた
凹所から突出して配置させ、且つ、前記摺動部品の側面
は、前記凹所の内壁の開放端から離間していて、開放端
のエッジに接触しないように構成する。
置の一方の摺動部品を金属から成る保持部にて保持した
摺動装置において、前記摺動部品は前記保持部に設けた
凹所から突出して配置させ、且つ、前記摺動部品の側面
は、前記凹所の内壁の開放端から離間していて、開放端
のエッジに接触しないように構成する。
【００１１】保持部における摺動部品の保持方法は、前
記摺動部品が前記保持部の凹所にルーズに挿入される
か、好ましくは焼き嵌めまたは圧入されて保持されるの
が望ましい。
記摺動部品が前記保持部の凹所にルーズに挿入される
か、好ましくは焼き嵌めまたは圧入されて保持されるの
が望ましい。
【００１２】保持部の凹所の内壁の開放端のエッジに接
触しない摺動部品の側面が、直線または曲線にて構成す
れば、保持部との当接個所の応力集中が緩和できる。
触しない摺動部品の側面が、直線または曲線にて構成す
れば、保持部との当接個所の応力集中が緩和できる。
【００１３】セラミックスから成る摺動部材は、好まし
くは窒化珪素系のセラミックスであり、より好ましくは
曲げ強度が１０００ＭＰａ〜２０００ＭＰａに強化され
たものを選択すれば衝撃的な負荷にも耐えることができ
る。
くは窒化珪素系のセラミックスであり、より好ましくは
曲げ強度が１０００ＭＰａ〜２０００ＭＰａに強化され
たものを選択すれば衝撃的な負荷にも耐えることができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の摺動部品を接触力Ｑの比
較的軽い内燃機関の動弁機構に用いた実施例と、自動車
のリダクション装置のように比較的接触面圧の高いリン
グギアの倒れ防止に用いた実施例につき説明する。
較的軽い内燃機関の動弁機構に用いた実施例と、自動車
のリダクション装置のように比較的接触面圧の高いリン
グギアの倒れ防止に用いた実施例につき説明する。
【００１５】図１に、内燃機関の動弁機構に本発明の摺
動部品を用いた際のシムとカムの挙動を説明する部分断
面図を示す。バルブ２は、カム１の回転に伴いエンジン
の燃焼室に対し、カム１のプロフィールに沿って往復動
する。シリンダブロック３に摺動自在に支持されるバル
ブリフター４の端面には、摺動部品としてのシム５の着
座する凹所４ａが設けられている。シム５は、厚さを調
整することでカム１やバルブリフター４等の部品の集積
誤差を相殺して、バルブ２の開閉弁動作の精度を維持す
る部材である。通常は、シム５の交換を容易にするため
凹所４ａの内壁４ｂにルーズに挿入されている。スプリ
ングリティーナ６にコッター７にて固定されているバル
ブ２の端面は、スプリング８にて常時付勢され、バルブ
リフター４の内部に当接している。
動部品を用いた際のシムとカムの挙動を説明する部分断
面図を示す。バルブ２は、カム１の回転に伴いエンジン
の燃焼室に対し、カム１のプロフィールに沿って往復動
する。シリンダブロック３に摺動自在に支持されるバル
ブリフター４の端面には、摺動部品としてのシム５の着
座する凹所４ａが設けられている。シム５は、厚さを調
整することでカム１やバルブリフター４等の部品の集積
誤差を相殺して、バルブ２の開閉弁動作の精度を維持す
る部材である。通常は、シム５の交換を容易にするため
凹所４ａの内壁４ｂにルーズに挿入されている。スプリ
ングリティーナ６にコッター７にて固定されているバル
ブ２の端面は、スプリング８にて常時付勢され、バルブ
リフター４の内部に当接している。
【００１６】図１において、金属から成る保持部である
バルブリフター４の凹所４ａに摺動部品としてのシム５
を着座させる従来の形態を図２に示す。図２に示すよう
に、バルブリフター４の凹所４ａの内壁４ｂは、垂直に
立上がって開放端４ｃに至る。一方、シム５の側面５ａ
も垂直な円柱である。従って、カム１とシム５の摺動摩
擦による接線力Ｆが発生すれば、バルブリフター４の開
放端４ｃのエッジ４ｄのＰ点において、シム５の側面５
ａに集中応力が発生する。例え、エッジ４ｄの内側にＣ
面取りが設けられていても、Ｃ面取りの角こＰ点が移動
するだけである。このとき、金属から成るバルブリフタ
ー４は変形できるが、セラミックスから成るシム５は脆
くて欠け易い。
バルブリフター４の凹所４ａに摺動部品としてのシム５
を着座させる従来の形態を図２に示す。図２に示すよう
に、バルブリフター４の凹所４ａの内壁４ｂは、垂直に
立上がって開放端４ｃに至る。一方、シム５の側面５ａ
も垂直な円柱である。従って、カム１とシム５の摺動摩
擦による接線力Ｆが発生すれば、バルブリフター４の開
放端４ｃのエッジ４ｄのＰ点において、シム５の側面５
ａに集中応力が発生する。例え、エッジ４ｄの内側にＣ
面取りが設けられていても、Ｃ面取りの角こＰ点が移動
するだけである。このとき、金属から成るバルブリフタ
ー４は変形できるが、セラミックスから成るシム５は脆
くて欠け易い。
【００１７】この様な応力集中を避けるため本発明で
は、図３乃至４に示すように、保持部であるバルブリフ
ター４の凹所４ａの内壁４ｂより離間している摺動部品
であるシム５の側面５ａは、凹所４ａの開放端４ｃのエ
ッジ４ｄに接触しないよう構成した。つまり、Ｐ点を開
放端４ｃより下げ接線力Ｆが発生しても、開放端４ｃの
内壁４ｂのエッジ４ｄがシム５の側面５ａに直接接触し
ないようにしてＰ点におけるシム５の側面５ａの応力集
中を緩和した。図３は側面５ａが直線であり、図４は曲
線の実施例を示す。
は、図３乃至４に示すように、保持部であるバルブリフ
ター４の凹所４ａの内壁４ｂより離間している摺動部品
であるシム５の側面５ａは、凹所４ａの開放端４ｃのエ
ッジ４ｄに接触しないよう構成した。つまり、Ｐ点を開
放端４ｃより下げ接線力Ｆが発生しても、開放端４ｃの
内壁４ｂのエッジ４ｄがシム５の側面５ａに直接接触し
ないようにしてＰ点におけるシム５の側面５ａの応力集
中を緩和した。図３は側面５ａが直線であり、図４は曲
線の実施例を示す。
【００１８】
【実施例】次に、鋼材から成る純正部品のシム５と超硬
合金、及び窒化珪素、アルミナ、ジルコニア等の市販の
セラミックスを入手し、図２乃至４の形状の摺動部品と
してのシム５に加工して形状効果を評価した結果につき
説明する。
合金、及び窒化珪素、アルミナ、ジルコニア等の市販の
セラミックスを入手し、図２乃至４の形状の摺動部品と
してのシム５に加工して形状効果を評価した結果につき
説明する。
【００１９】図５に、その試験装置の概要図を示す。市
販の４気筒エンジン排気量１５００ｃｃの動弁機構に、
カムシャフト１０を駆動するモータ１１を取付け、別途
潤滑油を供給するポンプ（図示せず）を用意して、カム
シャフト回転数２２５０ｒｐｍにて、２００時間の耐久
試験を実施して、シム５の摩耗量を測定した。尚、シム
５の摺動面は平坦にＲa０．２μｍの表面粗さに仕上げ
た。
販の４気筒エンジン排気量１５００ｃｃの動弁機構に、
カムシャフト１０を駆動するモータ１１を取付け、別途
潤滑油を供給するポンプ（図示せず）を用意して、カム
シャフト回転数２２５０ｒｐｍにて、２００時間の耐久
試験を実施して、シム５の摩耗量を測定した。尚、シム
５の摺動面は平坦にＲa０．２μｍの表面粗さに仕上げ
た。
【００２０】図２におけるシム５の寸法は、Ｄ１φ＝２
８ｍｍ、ｈ１＝２．５ｍｍ、Ｈ１＝２．９〜３．４ｍｍ
（バルブ２の開閉精度を維持するため最適Ｈ１を選択）
の両面に０．２ｍｍの面取り、図３における寸法は、Ｄ
１φ＝２８ｍｍ、ｈ１＝２．０ｍｍ、Ｈ１＝２．９〜
３．４ｍｍ、図４におけるシム５の寸法は、図３と同等
に設定した。そして、図５に示す試験装置にて評価した
結果を表１に示す。
８ｍｍ、ｈ１＝２．５ｍｍ、Ｈ１＝２．９〜３．４ｍｍ
（バルブ２の開閉精度を維持するため最適Ｈ１を選択）
の両面に０．２ｍｍの面取り、図３における寸法は、Ｄ
１φ＝２８ｍｍ、ｈ１＝２．０ｍｍ、Ｈ１＝２．９〜
３．４ｍｍ、図４におけるシム５の寸法は、図３と同等
に設定した。そして、図５に示す試験装置にて評価した
結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１の結果を考察すると、本発明の図３
（試料６〜１０）乃至４図（試料１１〜１５）のシム５
の側面が開放端４ｃのエッジ４ｄに接触しない形状にす
ることの形状効果が明らかに存在することが判る。
（試料６〜１０）乃至４図（試料１１〜１５）のシム５
の側面が開放端４ｃのエッジ４ｄに接触しない形状にす
ることの形状効果が明らかに存在することが判る。
【００２３】窒化珪素の製造条件の１例を挙げると、窒
化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粉末に焼結助剤として５重量％の
Ｙ2Ｏ3、２重量％のＡｌ2Ｏ3を加え、エタノール中でボ
ールミルにて９６時間混合する。乾燥後、得られた混合
粉末をＣＩＰ処理して、２気圧の窒素ガス雰囲気中にお
いて１７１０℃、４時間の条件で焼結しその後１０００
気圧の窒素ガス雰囲気中で１６６０℃、１時間のＨＩＰ
処理を実施する。
化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粉末に焼結助剤として５重量％の
Ｙ2Ｏ3、２重量％のＡｌ2Ｏ3を加え、エタノール中でボ
ールミルにて９６時間混合する。乾燥後、得られた混合
粉末をＣＩＰ処理して、２気圧の窒素ガス雰囲気中にお
いて１７１０℃、４時間の条件で焼結しその後１０００
気圧の窒素ガス雰囲気中で１６６０℃、１時間のＨＩＰ
処理を実施する。
【００２４】得られた焼結体は、α率が５％、５０μｍ
長さに対する結晶粒の線密度が１５３であった。ここ
で、α率は、（α−窒化珪素、α′−サイアロン）、
（β−窒化珪素、β′−サイアロン）のそれぞれの（１
０２）＋（２１０）、（１０１）＋（２１０）の回折線
のピーク強度比；α［（１０２）＋（２１０）］／｛α
［（１０２）＋（２１０）］＋β［（１０１）＋（２１
０）］｝として求められる。
長さに対する結晶粒の線密度が１５３であった。ここ
で、α率は、（α−窒化珪素、α′−サイアロン）、
（β−窒化珪素、β′−サイアロン）のそれぞれの（１
０２）＋（２１０）、（１０１）＋（２１０）の回折線
のピーク強度比；α［（１０２）＋（２１０）］／｛α
［（１０２）＋（２１０）］＋β［（１０１）＋（２１
０）］｝として求められる。
【００２５】この様にして製造された窒化珪素を、ＪＩ
Ｓ Ｒ １６０１「ファインセラミックスの曲げ強さ試
験方法」に準拠した４点曲げ強度で測定すると、１４５
０ＭＰａであった。一方、表１の試料３、８、１３に使
用した市販の窒化珪素は、４点曲げ強度が１０５０ＭＰ
ａであった。
Ｓ Ｒ １６０１「ファインセラミックスの曲げ強さ試
験方法」に準拠した４点曲げ強度で測定すると、１４５
０ＭＰａであった。一方、表１の試料３、８、１３に使
用した市販の窒化珪素は、４点曲げ強度が１０５０ＭＰ
ａであった。
【００２６】前記製造条件の窒化珪素を図４の形状に形
成し、表１の試料１３に示す市販の窒化珪素から成るシ
ム５とを、図５の試験装置にセットしてバルブ２がバウ
ジングを誘発するカムシャフト回転数３５５０ｒｐｍ近
傍に到達すると、市販の窒化珪素から成るシム５は破損
したが、前記製造条件の窒化珪素から成るシム５は健全
であった。従って、窒化珪素の４点曲げ強度は１０００
ＭＰａ以上、好ましくは１３００ＭＰａ以上２０００Ｍ
Ｐａ以下であることが好ましい。曲げ強度を２０００Ｍ
Ｐａ以上に強化しても、原料粉末や焼結工程上のコスト
が増大し不経済である。
成し、表１の試料１３に示す市販の窒化珪素から成るシ
ム５とを、図５の試験装置にセットしてバルブ２がバウ
ジングを誘発するカムシャフト回転数３５５０ｒｐｍ近
傍に到達すると、市販の窒化珪素から成るシム５は破損
したが、前記製造条件の窒化珪素から成るシム５は健全
であった。従って、窒化珪素の４点曲げ強度は１０００
ＭＰａ以上、好ましくは１３００ＭＰａ以上２０００Ｍ
Ｐａ以下であることが好ましい。曲げ強度を２０００Ｍ
Ｐａ以上に強化しても、原料粉末や焼結工程上のコスト
が増大し不経済である。
【００２７】続いて、本発明の摺動部品を自動車のリダ
クション装置のリングギアの倒れ防止に用いた実施例に
つき説明する。市販の窒化珪素を用い、図１０（ｃ）の
摺動部品１１０に相当する摺動部品１５を従来の摺動部
品１５の形態である図６と本発明の図７乃至８の形状に
形成して形状効果を評価した。
クション装置のリングギアの倒れ防止に用いた実施例に
つき説明する。市販の窒化珪素を用い、図１０（ｃ）の
摺動部品１１０に相当する摺動部品１５を従来の摺動部
品１５の形態である図６と本発明の図７乃至８の形状に
形成して形状効果を評価した。
【００２８】図６における摺動部品１５の寸法は、Ｄ２
φ＝２１ｍｍ、ｈ２＝１８ｍｍ、Ｈ２＝２０ｍｍ、図７
における摺動部品１５の寸法は、Ｄ２φ＝２１ｍｍ、ｈ
２＝１５ｍｍ、Ｈ２＝２０ｍｍ、に設定した。図８にお
ける摺動部品１５の寸法は、図７と同等に設定した。そ
して、摺動面を平均砥粒径８〜１２μｍのダイヤモンド
砥石により平面度２μｍの平坦に仕上げたものと、アン
ギュラ方式の研削加工にて凸状のＲ８００とＲ１６００
のクラウニング形状に表面粗さＲａ０．２μｍ以下に仕
上げたものを用意した。尚、ＳＣＭ４２０Ｈから成るリ
ングギア１０５の背面１０７は、ロックウェル硬度ＨRC
４５に熱処理され、表面粗さＲａ５μｍに仕上げられて
いた。
φ＝２１ｍｍ、ｈ２＝１８ｍｍ、Ｈ２＝２０ｍｍ、図７
における摺動部品１５の寸法は、Ｄ２φ＝２１ｍｍ、ｈ
２＝１５ｍｍ、Ｈ２＝２０ｍｍ、に設定した。図８にお
ける摺動部品１５の寸法は、図７と同等に設定した。そ
して、摺動面を平均砥粒径８〜１２μｍのダイヤモンド
砥石により平面度２μｍの平坦に仕上げたものと、アン
ギュラ方式の研削加工にて凸状のＲ８００とＲ１６００
のクラウニング形状に表面粗さＲａ０．２μｍ以下に仕
上げたものを用意した。尚、ＳＣＭ４２０Ｈから成るリ
ングギア１０５の背面１０７は、ロックウェル硬度ＨRC
４５に熱処理され、表面粗さＲａ５μｍに仕上げられて
いた。
【００２９】以上の摺動部品１５を、積載荷重１５屯の
トラックのデフケース１０４内に、１５万ｋｍ走行後に
相当する潤滑油を注入して、間隙δを０．２ｍｍに調整
の上、急発進を１００回繰り返して、摺動部品１５に接
するリングギア１０５の背面１０７の摩耗量を評価した
結果を表２に示す。
トラックのデフケース１０４内に、１５万ｋｍ走行後に
相当する潤滑油を注入して、間隙δを０．２ｍｍに調整
の上、急発進を１００回繰り返して、摺動部品１５に接
するリングギア１０５の背面１０７の摩耗量を評価した
結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】表２の結果を考察すると、摺動部品１５を
本発明の図７（試料１９〜２１）乃至図８（試料２２〜
２４）の摺動部品１５の側面１５ａがスラストボルト１
０６の開放端１０６ｃのエッジ１０６ｄに接触しない形
状にすることによる形状効果が明らかに存在することが
判る。又、摺動部品１５の摺動面は平坦であるより、凸
状のクラウニング形状である方が耐摩耗性の向上するこ
とも判る。そして、摺動面の面粗さは、Ｒａ０．２μｍ
以下に設定するのが好ましいことが判る。
本発明の図７（試料１９〜２１）乃至図８（試料２２〜
２４）の摺動部品１５の側面１５ａがスラストボルト１
０６の開放端１０６ｃのエッジ１０６ｄに接触しない形
状にすることによる形状効果が明らかに存在することが
判る。又、摺動部品１５の摺動面は平坦であるより、凸
状のクラウニング形状である方が耐摩耗性の向上するこ
とも判る。そして、摺動面の面粗さは、Ｒａ０．２μｍ
以下に設定するのが好ましいことが判る。
【００３２】本発明の摺動部品を自動車のリダクション
装置に用いる場合は、通常走行時においては摺動部品１
５とリングギア１０５の背面１０７との間には、δの間
隙が存在するのでスラストボルト１０６の凹所１０６ａ
にルーズに保持させると、摺動部品１５がδの間遊動す
ることになる。不用の摩擦を避けるため、摺動部品１５
は焼き嵌めまたは圧入によりスラストボルト１０６に一
体的に固定されるのが好ましい。
装置に用いる場合は、通常走行時においては摺動部品１
５とリングギア１０５の背面１０７との間には、δの間
隙が存在するのでスラストボルト１０６の凹所１０６ａ
にルーズに保持させると、摺動部品１５がδの間遊動す
ることになる。不用の摩擦を避けるため、摺動部品１５
は焼き嵌めまたは圧入によりスラストボルト１０６に一
体的に固定されるのが好ましい。
【００３３】この固定方法と形状効果を評価するため、
次のような試料を用意した。従来の摺動部品１５の形態
である図６の表２の試料１８と、本発明の摺動部品１５
の形態である図７の表２の試料２１を焼き嵌め代６０μ
ｍと圧入代２０μｍにてそれぞれスラストボルト１０６
に固定した。
次のような試料を用意した。従来の摺動部品１５の形態
である図６の表２の試料１８と、本発明の摺動部品１５
の形態である図７の表２の試料２１を焼き嵌め代６０μ
ｍと圧入代２０μｍにてそれぞれスラストボルト１０６
に固定した。
【００３４】これ等の試料に対し、図９の評価装置とし
てのダイナモメータにて耐久試験を実施した。２０は、
エンジン排気量１６７５０ｃｃの８気筒ディーゼルエン
ジンである。出力軸の先端にはクラッチ２１が設けら
れ、カップリング２２を介してピニオンを含むプロペラ
シャフト１０２にトルクが伝達され、リングギア１０５
に伝達されたトルクは、アクスルシャフト１０３を介し
てタイヤ２３に駆動力を発生させる。タイヤ２３は、ト
ルク発生ドラム２４に載置され、ブレーキドラム２５に
てエンジン２０の負荷が制御される。リングギア１０５
が撓むと図９（ｂ）のサポートボルト１０６に貼付けた
ストレンゲージ２６から接触力Ｑが計測できる。
てのダイナモメータにて耐久試験を実施した。２０は、
エンジン排気量１６７５０ｃｃの８気筒ディーゼルエン
ジンである。出力軸の先端にはクラッチ２１が設けら
れ、カップリング２２を介してピニオンを含むプロペラ
シャフト１０２にトルクが伝達され、リングギア１０５
に伝達されたトルクは、アクスルシャフト１０３を介し
てタイヤ２３に駆動力を発生させる。タイヤ２３は、ト
ルク発生ドラム２４に載置され、ブレーキドラム２５に
てエンジン２０の負荷が制御される。リングギア１０５
が撓むと図９（ｂ）のサポートボルト１０６に貼付けた
ストレンゲージ２６から接触力Ｑが計測できる。
【００３５】図９のアクスルシャフト１０３に積載荷重
１５屯に相当する荷重Ｗを負荷し、クラッチ２１を断続
させながら１５００回の耐久試験を実施した。その結
果、従来の摺動部品１５の形態である図６の試料は、摺
動部品１５の側面１５ａとスラストボルト１０６の開放
端１０６ｃのエッジ１０６ｄと干渉する個所に亀裂乃至
該部を起点とする破壊が発生した。ところが本発明の摺
動部品１５の形態である図７の試料は、いずれも健全で
あった。
１５屯に相当する荷重Ｗを負荷し、クラッチ２１を断続
させながら１５００回の耐久試験を実施した。その結
果、従来の摺動部品１５の形態である図６の試料は、摺
動部品１５の側面１５ａとスラストボルト１０６の開放
端１０６ｃのエッジ１０６ｄと干渉する個所に亀裂乃至
該部を起点とする破壊が発生した。ところが本発明の摺
動部品１５の形態である図７の試料は、いずれも健全で
あった。
【００３６】さらに本耐久試験終了後、本発明の摺動部
品１５にストレンゲージ２６を監視して接触力Ｑを制御
し、ヘルツの接触面圧が１１００ＭＰａ〜２１００ＭＰ
ａとなるような負荷試験を実施した。その結果、ヘルツ
の接触面圧が２０００ＭＰａを超えると摺動部品１５の
破損もしくはリングギア１０５にピッチング摩耗の兆候
を認めた。従って、本発明の摺動部品１５の形態であっ
ても、ヘルツの接触面圧が２０００ＭＰａを超える使用
条件は好ましくないことが判った。
品１５にストレンゲージ２６を監視して接触力Ｑを制御
し、ヘルツの接触面圧が１１００ＭＰａ〜２１００ＭＰ
ａとなるような負荷試験を実施した。その結果、ヘルツ
の接触面圧が２０００ＭＰａを超えると摺動部品１５の
破損もしくはリングギア１０５にピッチング摩耗の兆候
を認めた。従って、本発明の摺動部品１５の形態であっ
ても、ヘルツの接触面圧が２０００ＭＰａを超える使用
条件は好ましくないことが判った。
【００３７】ここで、本発明にいう「ヘルツの接触面圧
σ」は、次の式により定量化できる。 σ＝３Ｑ／２πａｂ ここで、Ｑ：接触力、ａ：接触楕円長軸半径、ｂ：接触
楕円短軸半径、などの諸元である。
σ」は、次の式により定量化できる。 σ＝３Ｑ／２πａｂ ここで、Ｑ：接触力、ａ：接触楕円長軸半径、ｂ：接触
楕円短軸半径、などの諸元である。
【００３８】
【発明の効果】本発明では、金属から成る保持部に固定
するとき、前記保持部の開放端の内壁のエッジを、摺動
部品の側面に接触しない形状にしたので、該部の応力集
中が緩和され早期の破損が避けられると共に、耐摩耗性
の優れた摺動部品が提供できる。
するとき、前記保持部の開放端の内壁のエッジを、摺動
部品の側面に接触しない形状にしたので、該部の応力集
中が緩和され早期の破損が避けられると共に、耐摩耗性
の優れた摺動部品が提供できる。
【００３９】さらに、摺動部品の摺動面を凸状にクラウ
ニングして表面粗さをＲａ０．２μｍ以下にすると共
に、使用条件の適正値は、ヘルツの接触面圧を２０００
ＭＰａ以下に設定するのが好ましいことを見出した摺動
装置を提案した。
ニングして表面粗さをＲａ０．２μｍ以下にすると共
に、使用条件の適正値は、ヘルツの接触面圧を２０００
ＭＰａ以下に設定するのが好ましいことを見出した摺動
装置を提案した。
【図１】本発明の摺動部品を内燃機関の動弁機構に用い
た部分断面図である。
た部分断面図である。
【図２】内燃機関の動弁機構の従来の保持部の凹所に従
来の摺動部品を着座させた断面図である。
来の摺動部品を着座させた断面図である。
【図３】内燃機関の動弁機構の従来の保持部の凹所に本
発明の側面が直線斜面である摺動部品を着座させた断面
図である。
発明の側面が直線斜面である摺動部品を着座させた断面
図である。
【図４】内燃機関の動弁機構の従来の保持部の凹所に本
発明の側面が曲線円柱面である摺動部品を着座させた断
面図である。
発明の側面が曲線円柱面である摺動部品を着座させた断
面図である。
【図５】内燃機関の動弁機構に擬した摺動部品の試験装
置の概要図である。
置の概要図である。
【図６】リダクション装置のリングギア倒れ防止の従来
の保持部の凹所に従来の摺動部品を着座させた断面図で
ある。
の保持部の凹所に従来の摺動部品を着座させた断面図で
ある。
【図７】リダクション装置のリングギア倒れ防止の従来
の保持部の凹所に本発明の側面が直線斜面である摺動部
品を着座させた断面図である。
の保持部の凹所に本発明の側面が直線斜面である摺動部
品を着座させた断面図である。
【図８】リダクション装置のリングギア倒れ防止の従来
の保持部の凹所に本発明の側面が曲線円柱面である摺動
部品を着座させた断面図である。
の保持部の凹所に本発明の側面が曲線円柱面である摺動
部品を着座させた断面図である。
【図９】評価装置としてのダイナモメータの概要図であ
る。
る。
【図１０】（ａ）は、従来技術のリダクション装置全体
の断面図であり、（ｂ）は、スラストボルトとリングギ
アの位置関係を示す断面図であり、（ｃ）は、スラスト
ボルトの凹所に摺動部品が着座している断面図である。
の断面図であり、（ｂ）は、スラストボルトとリングギ
アの位置関係を示す断面図であり、（ｃ）は、スラスト
ボルトの凹所に摺動部品が着座している断面図である。
１：カム ２：バルブ ３：シリンダブロック ４、１０６：保持部（バルブリフター、スラストボル
ト） ４ａ、１０６ａ：保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）の凹所 ４ｂ、１０６ｂ：保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）の内壁 ４ｃ、１０６ｃ：保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）の開放端 ４ｄ、１０６ｄ；保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）のエッジ ５、１５：摺動部品 ５ａ、１５ａ；摺動部品の側面
ト） ４ａ、１０６ａ：保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）の凹所 ４ｂ、１０６ｂ：保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）の内壁 ４ｃ、１０６ｃ：保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）の開放端 ４ｄ、１０６ｄ；保持部（バルブリフター、スラストボ
ルト）のエッジ ５、１５：摺動部品 ５ａ、１５ａ；摺動部品の側面
Claims (6)
- 【請求項１】 相対的に摺動する摺動装置の一方の摺動
部品を金属から成る保持部にて保持した摺動装置におい
て、前記摺動部品は前記保持部に設けた凹所から突出し
て配置させ、且つ、前記摺動部品の側面は、前記凹所の
内壁の開放端から離間していて、開放端のエッジに接触
しないように構成されている特徴とする摺動部品。 - 【請求項２】 前記摺動部品は、前記保持部の凹所にル
ーズに挿入されていることを特徴とする請求項１に記載
の摺動部品。 - 【請求項３】 前記摺動部品は、前記保持部の凹所に焼
き嵌めまたは圧入により固定されていることを特徴とす
る請求項１に記載の摺動部品。 - 【請求項４】 前記保持部の凹所の内壁の開放端のエッ
ジに接触しない摺動部品の側面が、直線または曲線にて
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の摺動
部品。 - 【請求項５】 前記摺動部品がセラミックスにて構成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載の摺動部品。 - 【請求項６】 摺動部品が窒化珪素系セラミックスにて
構成されていることを特徴とする請求項５に記載の摺動
部品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120935A JPH11315705A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 摺動装置の摺動部品 |
| US09/300,354 US6220757B1 (en) | 1998-04-30 | 1999-04-27 | Sliding part for a sliding mechanism |
| EP99303405A EP0953733B1 (en) | 1998-04-30 | 1999-04-30 | Sliding part for a sliding mechanism |
| DE69930779T DE69930779T2 (de) | 1998-04-30 | 1999-04-30 | Gleitteil für eine Gleitvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120935A JPH11315705A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 摺動装置の摺動部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11315705A true JPH11315705A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14798618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10120935A Pending JPH11315705A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 摺動装置の摺動部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6220757B1 (ja) |
| EP (1) | EP0953733B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11315705A (ja) |
| DE (1) | DE69930779T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003522A1 (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 耐摩摺動部品およびそれを用いた摺動装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6534170B2 (en) | 1999-12-01 | 2003-03-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond-coated sliding part |
| US8714900B2 (en) * | 2010-03-16 | 2014-05-06 | Schwing Bioset, Inc. | Wear system for receptacle with sliding frame |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2609710A (en) | 1948-06-11 | 1952-09-09 | Timken Detroit Axie Company | Pin doweled bearing cap |
| JPS58210308A (ja) | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Yamaha Motor Co Ltd | 動弁用タペツトの軽量化構造 |
| GB8333933D0 (en) | 1983-12-20 | 1984-02-01 | Bl Tech Ltd | Bucket-type tappet |
| DE3522403A1 (de) | 1985-06-22 | 1987-01-02 | Stettner & Co | Ventileinstellplatte |
| US5342129A (en) * | 1992-03-30 | 1994-08-30 | Dennis Tool Company | Bearing assembly with sidewall-brazed PCD plugs |
| JP2562545Y2 (ja) | 1992-05-28 | 1998-02-10 | フジオーゼックス株式会社 | 内燃機関用タペットにおけるシムの脱着工具 |
| JPH07127402A (ja) | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アジャスティングシムとカムの組合せ |
| JPH08109956A (ja) | 1994-10-13 | 1996-04-30 | Mitsubishi Motors Corp | 車両用リダクション装置 |
| US5829881A (en) * | 1997-04-25 | 1998-11-03 | Eastman Kodak Company | Wear resistant apparatus and method for translating a printing element relative to a frame |
| US5927860A (en) * | 1997-10-31 | 1999-07-27 | Ingersoll-Dresser Pump Company | Buttons for product lubricated thrust bearings |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP10120935A patent/JPH11315705A/ja active Pending
-
1999
- 1999-04-27 US US09/300,354 patent/US6220757B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-30 DE DE69930779T patent/DE69930779T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-30 EP EP99303405A patent/EP0953733B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003522A1 (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 耐摩摺動部品およびそれを用いた摺動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0953733A3 (en) | 2000-08-02 |
| DE69930779T2 (de) | 2006-10-26 |
| EP0953733B1 (en) | 2006-04-12 |
| US6220757B1 (en) | 2001-04-24 |
| DE69930779D1 (de) | 2006-05-24 |
| EP0953733A2 (en) | 1999-11-03 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040921 |
|
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|
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