(57)【要約】【課題】潤滑下雰囲気で摺動部材のフリクションを低減する。【解決手段】ドライアイス粒子によるブラスト加工を摺動面に施し、摺動面に凹部を形成する。前記ブラストの圧力が０．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａであることが好ましい。前記ドライアイス粒子の大きさが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。例えば、摺動部材は鋳鉄材からなるシリンダライナ１であり、摺動面２の凹部３は鋳鉄材の黒鉛が除去された部分であり、摺動面２の凹部３以外の部分は粗さＲｐＫ０．２μｍ以下の鏡面である。鋳鉄材は例えば片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄からなる。【選択図】図１
2011189455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライアイス粒子によるブラスト加工を摺動面に施し、摺動面に凹部を形成することを特徴とする摺動部材の製造方法。
【請求項２】
前記ブラストの圧力が０．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａであることを特徴とする請求項１記載の摺動部材の製造方法。
【請求項３】
前記ドライアイス粒子の大きさが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の摺動部材の製造方法。
【請求項４】
前記摺動部材が片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄からなることを特徴とする請求項１、２又は３記載の摺動部材の製造方法。
【請求項５】
ドライアイス粒子によるブラスト加工により凹部が形成された摺動面を有することを特徴とする摺動部材。
【請求項６】
前記摺動面の凹部以外の部分はドライアイス粒子によるブラスト加工前の粗さを保持していることを特徴とする請求項５記載の摺動部材。
【請求項７】
前記摺動部材が鋳鉄材からなり、摺動面の凹部は鋳鉄材の黒鉛が除去された部分であり、摺動面の凹部以外の部分は粗さＲｐＫ０．２μｍ以下の鏡面であることを特徴とする請求項５又は６記載の摺動部材。
【請求項８】
前記摺動部材が鋳鉄材からなり、鋳鉄材が片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄であることを特徴とする請求項５、６又は７記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリクションを低減した摺動面を有する摺動部材の製造方法及び摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に使用されるシリンダライナやシリンダブロックの内周面には保油性を高めるためにホーニング加工が施されている。一方、低フリクションを実現するためには粗さを低減する必要がある。そのためには、溝深さを小さくし、シリンダボアを鏡面化することが必要となる。その場合、潤滑油保持能力が低下するため、別の加工方法によって潤滑油保持溝を形成することが必要となる。そのため、鋳鉄材の黒鉛部分を除去し、潤滑油保持部を作製する方法が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１では、ノジュラー鋳鉄製のライナーに陽極酸化処理を行うことにより、ノジュラー鋳鉄製ライナーの摺動面の黒鉛を除去して空孔を形成する方法が記載されている。特許文献２では、弱体部と該弱体部より相対的に高強度な高強度部とで構成された表層部をもつ部材を得る部材調整工程と、前記部材の表面に高圧流体を噴射して少なくとも前記弱体部の一部を除去してピットを形成する噴射工程とを備えることを特徴とする技術が記載されている。更に、前記表層部は片状黒鉛鋳鉄からなることが好ましく、片状黒鉛鋳鉄はシリンダライナ等の摺動面に使用される材料であり、片状の黒鉛粒がその表面部分に存在し、この黒鉛粒が弱体部として高圧流体の噴射により除去されてピットを形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−８９８３８号公報
【特許文献２】特許第３７６５４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、ノジュラー鋳鉄製ライナーを陽極として電解液中に浸漬して処理を行うため、処理を必要とする摺動面（内周面）以外の黒鉛も除去してしまう問題がある。特許文献２の方法では、高圧流体を噴射するため、鋳鉄母材が高圧流体の影響を受けて変質及び表面荒れが発生してしまう問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題を有さず、潤滑下雰囲気で摺動部材のフリクションを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明の摺動部材の製造方法は、ドライアイス粒子によるブラスト加工を摺動面に施し、摺動面に凹部を形成することを特徴とする。
【０００８】
前記ブラストの圧力が０．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａであることが好ましい。また、前記ドライアイス粒子の大きさが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。前記摺動部材は例えば片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄からなる。
【０００９】
本発明の摺動部材は、ドライアイス粒子によるブラスト加工により凹部が形成された摺動面を有することを特徴とする。前記摺動部材は例えば片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄からなる。片状黒鉛鋳鉄は耐焼付性、球状黒鉛鋳鉄は高強度、ＣＶ黒鉛鋳鉄は耐焼付性及び高強度に優れている。
【００１０】
前記摺動面の凹部以外の部分はドライアイス粒子によるブラスト加工前の粗さを保持する。例えば、前記摺動部材は鋳鉄材からなり、摺動面の凹部は鋳鉄材の黒鉛が除去された部分であり、摺動面の凹部以外の部分は粗さＲｐＫ（初期摩耗高さ）０．２μｍ以下の鏡面を保持する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、摺動面に油溜まりとなる凹部が形成されることで摺動面のフリクションを低減する。また、ドライアイス粒子によるブラスト加工により、摺動面の凹部以外の部分の表面性状は加工前と変化がなく、加工前の粗さが保持される。そのため、予め鏡面に仕上げた摺動面は、ブラスト加工を行った後、鏡面化させるための後加工を必要としない。したがって、摺動面を鏡面（粗さＲｐＫ０．２μｍ以下）に仕上げた鋳鉄材からなる摺動部材に本発明を適用することにより、硬度の低い黒鉛部分を除去して油溜まりとなる凹部を摺動面に形成できるとともに、鋳鉄材の基地であるパーライト、マルテンサイト又はベイナイトに傷を付けないため、凹部以外の部分は粗さＲｐＫ０．２μｍ以下の鏡面を保持できる。ブラスト加工後、ドライアイスは昇華するため、後処理が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態であるシリンダライナを示す縦断面図である。
【図２】ブラスト加工の実施方法を示す図である。
【図３】ブラスト加工の別の実施方法を示す図である。
【図４】往復動摩擦試験機の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１において、シリンダライナ１は鋳鉄材例えば片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄からなる。シリンダライナ１の内周摺動面２に油溜まりとなる凹部３が多数形成されている。凹部３は、内周摺動面２にドライアイス粒子によるブラスト加工を施して、黒鉛部分が除去されて形成されたものである。内周摺動面２の凹部以外の部分は粗さＲｐＫ０．２μｍ以下の鏡面を保持している。
【００１５】
図２及び図３は、ドライアイス粒子によるブラスト加工をシリンダライナ１の内周摺動面２に実施する方法を示している。図２に示すブラスト加工では、シリンダライナ１の内部にノズル４Ａが配置される。ノズル４Ａは、シリンダライナ１又はノズル４Ａが周方向に回転しながら、ドライアイス粒子５をシリンダライナ１の内周摺動面２に吹き付ける。シリンダライナ１又はノズル４Ａを軸方向に移動させて内周摺動面全体の処理が行われる。図３に示すブラスト加工では、シリンダライナ１の内周摺動面２に対して斜めにノズル４Ｂが配置される。ノズル４Ｂは、回転するシリンダライナ１の内周摺動面２に斜め方向からドライアイス粒子５を吹き付ける。シリンダライナ１を軸方向に移動させて内周摺動面全体の処理が行われる。
【００１６】
図１のシリンダライナ１は次のようにして製造されたものである。すなわち、シリンダライナ１の内周摺動面２を鏡面（粗さＲｐＫ０．２μｍ以下）に仕上げる。このシリンダライナ１の内周摺動面に、図２又は図３に示す方法で、ドライアイス粒子によるブラスト加工を行う。ブラスト加工において使用される粒子の大きさは０．０１ｍｍ〜１０ｍｍである。１０ｍｍ〜３０ｍｍと大きな塊での処理も可能ではあるが、ブラスト時に粉砕され、１０ｍｍ以下になる。０．０１ｍｍ未満では広い範囲での処理を効率的に行うことができない。また、ＣＯ２ガスをベースとして粉体でのブラスト加工も可能であるが、微粉であるため広い範囲での処理を効率的に行うことができない。ブラストの圧力は０．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａである。内周摺動面２にドライアイス粒子によるブラスト加工を施すことにより、内周摺動面２の黒鉛部分が除去されて凹部３が形成される。ブラスト加工後、内周摺動面２の凹部以外の部分は粗さＲｐＫ０．２μｍ以下の鏡面を保持している。
【００１７】
次に、表１に示す比較例及び実施例について、ブラスト加工後の粗さと、往復動摩擦試験機を使用して摩擦係数を測定した試験結果を説明する。
【００１８】
図４に往復動摩擦試験機の概略構成を示す。ピン状の上試験片１０は固定ブロック（図示せず）により保持され、上方から油圧シリンダにより下向きの荷重Ｐが加えられて、下試験片１１に押接される。平盤形状の下試験片１１は可動ブロック１２により保持され、クランク機構１３により往復動させられる。上試験片１０と下試験片１１の間には潤滑油供給管１４から潤滑油が供給される。試験条件は潤滑油５Ｗ−３０、荷重１０Ｎ、速度２００ｃｐｍである。
【００１９】
下試験片１１は表１に示す鋳鉄材からなり、鏡面（ＲｐＫ０．２μｍ以下）に仕上げた摺動面にブラスト加工が施されている。比較例はアルミナ粒子によるブラスト加工である。実施例はドライアイス粒子によるブラスト加工である。上試験片１０は先端の球面状の表面にＣｒＮ皮膜が被覆されている。ドライアイス粒子によるブラスト加工において、使用した粒子の大きさは０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであり、ブラストの圧力は０．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａである。
【００２０】
表１に比較例及び実施例について測定された摩擦係数と粗さを示す。摩擦係数は、アルミナ粒子によるブラスト加工では０．１１〜０．１２であり、ドライアイス粒子によるブラスト加工では０．０５〜０．０６である。これにより、ドライアイス粒子によるブラスト加工は、アルミナ粒子によるブラスト加工に比べて、約２倍摩擦係数が低減することがわかる。また、粗さは、アルミナ粒子によるブラスト加工ではＲｐＫ０．３０μｍとなったが、ドライアイス粒子によるブラスト加工ではＲｐＫ０．０３μｍ〜０．０５μｍの粗さが保持された。
【００２１】
【表１】
2011189455.tif 000003
【符号の説明】
【００２２】
１・・シリンダライナ
２・・内周摺動面
３・・凹部
４Ａ，４Ｂ・・ノズル
５・・ドライアイス粒子
【図１】
2011189455.tif 000004
【図２】
2011189455.tif 000005
【図３】
2011189455.tif 000006
【図４】
2011189455.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月24日(2010.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011189455.tif 000008
【図２】
2011189455.tif 000009
【図３】
2011189455.tif 000010
【図４】
2011189455.tif 000011