(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄又は銅合金で構成され板状に形成される金属製のプレート本体の一方の面に、粒径が５．０ｍｍ以下のフェロシリコン粒を外部から目視できるように表面に露出して埋め込まれた状態に点在させてなることを特徴とするウエアプレート。
【請求項２】
鋳鉄又は銅合金で構成され板状に形成される金属製のプレート本体の一方の面に、５．０ｍｍ以下の粒径のフェロシリコン粒を寄せ集めて高圧を掛け、該フェロシリコン粒間に空間が介在するポーラスな状態の板状に形成するフェロシリコン層を設けたことを特徴とするウエアプレート。
【請求項３】
鋳鉄又は銅合金で構成され板状に形成される金属製のプレート本体の一方の面に、５．０ｍｍ以下の粒径のフェロシリコン粒とグラファイトを混合して高圧を掛けて、該フェロシリコン粒間にグラファイトが介在する状態の板状に形成するフェロシリコン層を設けたことを特徴とするウエアプレート。
【請求項４】
前記フェロシリコン層の厚さは，
５ｍｍ以下である請求項２又は３に記載のウエアプレート。
【請求項５】
前記フェロシリコンは，
フェロアロイの一種で、Ｓｉが５０〜１００％のＦｅ−Ｓｉ合金である請求項１，２，３又は４に記載のウエアプレート。
【請求項６】
ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き上部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体上部を形成する上鋳型と，
ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き下部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体下部を形成する下鋳型と，
を用い，
前記下部中空部を構成する下鋳型の底面部に、粒径が５．０ｍｍ以下のフェロシリコン粒をウエアプレートの一方の面の表面に外部から目視できるように露出して埋め込まれた状態に点在するように薄く敷き、前記下鋳型の底面部に敷設した前記フェロシリコン粒の上から前記中空部内に鋳鉄の熔湯を注入し、前記熔湯が冷却固化した後、鋳型を開いて板状に形成された金属製のプレート本体を取り出して成形することを特徴とするウエアプレートの製造方法。
【請求項７】
ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き上部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体上部を形成する上鋳型と，
ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き下部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体下部を形成する下鋳型と，
を用い，
前記下部中空部を構成する下鋳型の底面部に、５．０ｍｍ以下の粒径のフェロシリコン粒を寄せ集めて高圧を掛け、該フェロシリコン粒間に空間が介在するポーラスな状態の板状に形成するフェロシリコンプレートを挿入敷設し、前記下鋳型の底面部に挿入敷設した前記フェロシリコンプレートの上から前記中空部内に鋳鉄の熔湯を注入し、前記熔湯が冷却固化した後、鋳型を開いて板状に形成された金属製のプレート本体を取り出して成形することを特徴とするウエアプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動面に用いるウエアプレートに係り、特に使用中にオイルの供給をしなくても焼き付きが生じることがないウエアプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から上下方向から力が加えられることによって横方向に部材を滑らせて移動させる場合に、上下方向の力を横方向の力に変換するカムユニットが使われている。このカムユニットによって上下方向に加えられる力の作用によって部材を横方向に移動するような場合は、部材同士が摺動するため部材の摺動面が摩耗し、精度が悪くなったりする。
【０００３】
そこで、この滑りによって部材が摩耗するのを防止するために、部材間に金属製のプレートを介在させている。この金属製のプレートは、面接触しながら移動することになるため、このままでは、カムユニットの作動時に摩擦力によってスムーズにスライドしない。また、この金属製のプレートが部材上を摺動すると、金属プレートと部材との摩擦熱が生じ、金属製のプレートと部材とが焼き付くという所謂かじり現象が生じる。このかじり現象が生じて金属製のプレートと部材とが焼き付くと、金属製のプレートは部材上を摺動しなくなってしまう。
【０００４】
そこで、従来は、金属製のプレートと部材との間の摺動面に潤滑油を供給して金属製のプレートと部材との焼き付きを防止していた。しかし、プラスチック金型、プレス金型による成形を行っている場合、金属製のプレートと部材との間の摺動面にオイル（潤滑油）を供給するには、作業を一旦中止してオイルを供給しなければならない。そこで、近年、使用中に焼き付きを防止するためのオイルの供給を必要としないオイルレス金属製のプレートが開発されている。このオイルレス金属製のプレートは、金属で板状に形成し、一方の面に有底孔を形成し、この有底孔内に例えば、二硫化モリブデンの潤滑剤を圧入する方法、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を流し込む方法、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を接着剤で固定する方法等で取り付けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を埋め込んでない無垢の金属製のプレートを用いると金属製のプレートと部材との間に焼き付き（所謂、かじり現象）が生じることを確認すると共に、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を取り付けた金属製のプレートの場合は、金属製のプレートと部材との間に焼き付き（所謂、かじり現象）が生じないことを確認した。
【０００６】
しかしながら、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を取り付けた金属製のプレートにあっては、板状に形成される金属製のプレートの一方の面に二硫化モリブデンの固体潤滑剤を圧入したり、二硫化モリブデンの潤滑剤を流し込んだり、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を接着剤で固定しているため、この二硫化モリブデンの固体潤滑剤の固定作業を必要とし、この二硫化モリブデンの固体潤滑剤を取り付け作業が手間を要しコストアップを招いていた。
【０００７】
さらに、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を取り付けた金属製のプレートにあっては、部材と摺動するため、長時間使用することによって摩耗し、一般的には、多少の片減りはあるものの、摺動面全体がほぼ均一に摩耗すると考えられる。しかしながら、板状の金属製のプレートの一方の面に二硫化モリブデンの固体潤滑剤を取り付けた金属製のプレートの場合、長時間使用していると、金属製のプレートを使用し始めた最初の段階は摺動面が全体に渡って平らであるが、使用時間が長くなるに連れて二硫化モリブデンの固体潤滑剤を埋め込んだ箇所が凹面状に凹み、固体潤滑剤が減っていく現象があることを本願発明者らは発見した。
この固体潤滑剤を取り付けた金属製のプレートの摺動面で、使用時間が長くなるに連れて固体潤滑剤を埋め込んだ箇所が凹面状に凹んで摩耗する減少がどうして起きるのか未だ解明されていない。
【０００８】
ところが、長時間使用によって固体潤滑剤を埋め込んだ箇所が凹面状に凹んで摩耗した状態で更に使用を続行する場合には、板状の金属製のプレートの一方の面に埋め込まれた固体潤滑剤を取り除いた窪みの状態で運転しているのと同じ状態となっている。すなわち、本願発明者らは、従来の二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込んだ金属製のプレートにおいて、二硫化モリブデンの固体潤滑剤が金属製のプレートの摺動面で、潤滑剤としての役割を果たしていないことをつきとめた。
【０００９】
本発明の目的は、二硫化モリブデンの潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の滑りを滑らかにすると共に、焼き付け（かじり）を防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のウエアプレートは、鋳鉄又は銅合金で構成され板状に形成される金属製のプレート本体の一方の面に、粒径が５．０ｍｍ以下のフェロシリコン粒を外部から目視できるように表面に露出して埋め込まれた状態に点在させてなることを特徴とする。
したがって、請求項１に記載の発明によると、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載のウエアプレートは、鋳鉄又は銅合金で構成され板状に形成される金属製のプレート本体の一方の面に、５．０ｍｍ以下の粒径のフェロシリコン粒を寄せ集めて高圧を掛け、該フェロシリコン粒間に空間が介在するポーラスな状態の板状に形成するフェロシリコン層を設けたことを特徴とする。
したがって、請求項２に記載の発明によると、フェロシリコン層がポーラスな状態に形成されているため、ウエアプレートを潤滑油の中に浸漬（例えば、グリースを塗布することでも可能である）しておくことによってフェロシリコン層内に潤滑油を含浸させることができる。
【００１２】
請求項３に記載のウエアプレートは、鋳鉄又は銅合金で構成され板状に形成される金属製のプレート本体の一方の面に、５．０ｍｍ以下の粒径のフェロシリコン粒とグラファイトを混合して高圧を掛けて、該フェロシリコン粒間にグラファイトが介在する状態の板状に形成するフェロシリコン層を設けたことを特徴とする。
したがって、請求項３に記載の発明によると、表面に黒鉛が晶出しており潤滑性に優れ、表面硬度が非常に高く、鋳造時に素材が作れるため、加工工程が短縮され低コスト化を図ることができ、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００１３】
請求項４に記載のウエアプレートは、フェロシリコン層の厚さを，５ｍｍ以下にしたものである。
したがって、請求項４に記載の発明によると、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載のウエアプレートは、フェロシリコンをフェロアロイの一種で、Ｓｉが５０〜１００％のＦｅ−Ｓｉ合金で構成したものである。
したがって、請求項５に記載の発明によると、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載のウエアプレートの製造方法は、ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き上部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体上部を形成する上鋳型と，
ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き下部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体下部を形成する下鋳型と，
を用い，
前記下部中空部を構成する下鋳型の底面部に、粒径が５．０ｍｍ以下のフェロシリコン粒をウエアプレートの一方の面の表面に外部から目視できるように露出して埋め込まれた状態に点在するように薄く敷き、前記下鋳型の底面部に敷設した前記フェロシリコン粒の上から前記中空部内に鋳鉄の熔湯を注入し、前記熔湯が冷却固化した後、鋳型を開いて板状に形成された金属製のプレート本体を取り出して成形するようにしたものである。
【００１６】
したがって、請求項６に記載の発明によると、きわめて簡単に摺動面の焼き付け（かじり）起こさない板状の金属製のプレートを製造することができる。
【００１７】
請求項７に記載のウエアプレートの製造方法は、ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き上部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体上部を形成する上鋳型と，
ＣＯ２法などの固化方法で砂を板状にくり貫き下部中空部を形成して該砂を固化してプレート本体下部を形成する下鋳型と，
を用い，
前記下部中空部を構成する下鋳型の底面部に、５．０ｍｍ以下の粒径のフェロシリコン粒を寄せ集めて高圧を掛け、該フェロシリコン粒間に空間が介在するポーラスな状態の板状に形成するフェロシリコンプレートを挿入敷設し、前記下鋳型の底面部に挿入敷設した前記フェロシリコンプレートの上から前記中空部内に鋳鉄の熔湯を注入し、前記熔湯が冷却固化した後、鋳型を開いて板状に形成された金属製のプレート本体を取り出して成形するようにしたものである。
【００１８】
したがって、請求項７に記載の発明によると、きわめて簡単に摺動面の焼き付け（かじり）起こさない板状の金属製のプレートを製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１，図２には、本発明に係るウエアプレートの第１の実施の形態が示されている。
図において、１はウエアプレートで、例えば、カムユニットに用いられ、摺動する２つの部材の内一方の部材の摺動面に取り付けて他方の部材との滑りを良くするものである。このウエアプレート１は、鋳鉄又は銅合金で構成されており、板状に形成されるプレート本体２の一方の面（摺動面）３の表面には、フェロシリコン粒が露出点在されている。このプレート本体２の一方の面（摺動面）３の表面にフェロシリコン粒４が露出点在している状態というのは、図２に示す如く、プレート本体２の摺動面の表面にフェロシリコン粒４が外部から目視できるように表面に露出している埋め込まれた状態を指している。
【００２０】
フェロシリコンは、フェロアロイの一種でＳｉが５０〜１００％のＦｅ−Ｓｉ合金で、一般に鋼の脱酸用として用いられる。このフェロシリコンの生成は、強還元を必要とし高温で行われ、生成されたフェロシリコンは、製造直後あるいは貯蔵中しだいに微粉状に崩壊する性質を有している。このフェロシリコン粒４の粒径は、５．０mm以下が適しており、最適には、３．０mm以下の径である。
【００２１】
このようにフェロシリコン粒４がプレート本体２の摺動面の表面に露出点在してあるため、本実施の形態によれば、従来のように二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００２２】
図３，図４には、本発明に係るウエアプレートの第２の実施の形態が示されている。
図において、プレート本体２の一方の面（摺動面）３には、図３に示す如く、フェロシリコン層５が設けられている。このフェロシリコン層５は、適宜粒径（例えば、２mmφ）のフェロシリコンを寄せ集めた上から鋳鉄を流し込んで形成する方法、フェロシリコンを寄せ集めて高圧を掛けて板状に成形したものを鋳型に入れ上から鋳鉄を流し込んで形成する方法がある。このフェロシリコン層５の層厚Ｌ１は、５mm以下（最適には、１mm〜３mm）に形成されている。
【００２３】
また、このフェロシリコン層５は、図４に示す如く、フェロシリコンだけによって、フェロシリコン粒５Ａ間に空間５Ｂが介在したポーラスな状態に構成されるが、フェロシリコン粒の上から鋳鉄を流し込んむと、鋳鉄に含有しているグラファイト（黒鉛）が晶出して、実際には、フェロシリコン粒の間にグラファイト（黒鉛）が存在している状態となっている。
また、このフェロシリコン層５は、フェロシリコンだけによって構成することもできるが、フェロシリコンを主成分として他の成分を混合して構成することもできる。このフェロシリコンを主成分とする場合は、フェロシリコン粒５Ａにグラファイト（黒鉛）を混合することができる。このようにグラファイトを混合する場合は、フェロシリコン粒５Ａによって板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止し、グラファイトによって板状の金属製のプレートの滑り性を向上することができる。さらに、フェロシリコンを主成分とする場合は、フェロシリコン粒とグラファイト（黒鉛）に鋳鉄を混合された状態に構成することができる。この状態は、粒状のフェロシリコンを寄せ集めた上から鋳鉄を流し込んで形成したときにフェロシリコン粒間に鋳鉄が入り込んで形成される。この鋳鉄を流し込んで鋳鉄が凝固するときに鋳鉄に含有している炭素（Ｃ）が黒鉛の形で晶出し、フェロシリコン粒間に析出された状態となる。このフェロシリコン層５の層厚Ｌ１は、５mm以下（最適には、１mm〜３mm）に形成されている。
【００２４】
このようなウエアプレート１は、
▲１▼表面に黒鉛が晶出しており潤滑性に優れている
▲２▼表面硬度が非常に高い（ＨＲＣ１０〜５０）。
【００２５】
▲３▼鋳造時に素材が作れるため、加工工程が短縮され低コスト化が図れる（グラファイトを埋め込む従来品に比して６０〜５０％コストダウン）。
【００２６】
▲４▼表面硬度が高いので耐摩耗性に優れている。
【００２７】
▲５▼従来のグラファイトを埋め込むタイプではリサイクルに問題があるが、リサイクルが可能である。
【００２８】
という特徴を有している。
【００２９】
また、フェロシリコンを寄せ集めて高圧を掛けて板状に成形したものを鋳型に入れ上から鋳鉄を流し込んで形成した場合は、フェロシリコン層５が、図４に示す如く、フェロシリコンだけによって構成され、フェロシリコン粒５Ａ間に空間５Ｂが介在したポーラスな状態に形成されている。このようにフェロシリコン層５がポーラスな状態に形成されているため、ウエアプレート１を潤滑油の中に浸漬（例えば、グリースを塗布することでも可能である）しておくことによってフェロシリコン層５内に潤滑油を含浸させることができる。
このように構成することによって、さらにウエアプレート１の潤滑面に潤滑性を持たせることができる。
【００３０】
図５，図６には、本発明に係るウエアプレートの第３の実施の形態が示されている。本実施の形態が図３，図４に示す如き実施の形態と異なる点は、ウエアプレート１を取り付けるための取付け穴６がウエアプレート１を貫通して形成されている点である。その他は図３，図４に示す如き実施の形態と異なる点はない。この取付け穴６は、本実施の形態では、４個形成されているが、必要に応じて、２個の場合、３個の場合などがある。
【００３１】
図５，図６に図示の実施の形態に基づくウエアプレートを母材にＦＣ−２５０を用いて、一方の面（摺動面）に厚さ３mmのフェロシリコン層を形成して５０mm×５０mmの大きさの試料を製造し、この製造した試験片のウエアプレートについて図７に示す試験装置を用い、試験片のウエアプレートのフェロシリコン層と相手材とを摺動させて、ウエアプレートのフェロシリコン層表面（摺動面）の耐荷重特性と耐摩耗特性の試験を行った。
【００３２】
すなわち、試験装置７は、試験片載置台８を備えたＬ字状に形成される基台９の上部に支持アーム１０が矢印Ｂに示す如く移動自在に設けられている。この支持アーム１０の試験片載置台８側先端には、試験片取付部１１が設けられている。試験片取付部１１は、試験片１２を把持する把持部１３と、把持部１３に任意の値の荷重を加える荷重調整部１４とを備えている。また、試験片載置台８には、試験片１２と摺接させる相手材１５が取り付けられている。
なお、１６は、ウレタンラバーである。
【００３３】
このように構成される試験装置７を用いて母材にＦＣ−２５０を用いて、一方の面（摺動面）に厚さ３mmのフェロシリコン層を形成して５０mm×５０mmの大きさの製造した試験片について耐荷重性と耐摩耗性の試験を行った。この試験装置７を用いて試験を行うには、まず、試験片載置台８に相手材１５を取り付ける。この相手材１５は、この試験では機械構造用炭素鋼鋼材（Ｓ５０Ｃ・ＨＲＣ５５）を５８mm×１５０mmの大きさに製造したものである。次に、図５，図６に図示の実施の形態に基づいて製造した試験片１２をフェロシリコン層の表面が相手材１５に接するように把持部１３に取り付け、荷重調整部１４によってウレタンラバー１６を介して試験片１２に荷重を加える。
耐荷重特性は、このような状態で、支持アーム１０を矢印Ｂに示す如く所定の速度で、所定のストロークを連続して往復移動させて相手材１５の上を試験片１２を摺動させながら試験片１２に加える荷重を連続的に変化させて、そのときの相手材１５と試験片１２との摩擦係数を変化する荷重に対応して連続的に求めたもので、図８に示されている。この図８の耐荷重特性における試験では、荷重調整部１４によってウレタンラバー１６を介して試験片１２に１Ｎ／mm2 〜１０Ｎ／mm2 の荷重を連続的に変化させ掛け、支持アーム１０を矢印Ｂに示す如く、６．６３ｍ／分の速度で、１００mmのストロークで、３９回／分連続往復移動させて各荷重の変化毎に摩擦係数を求めてある。
図８に示される特性図から明らかなように、荷重が１Ｎ／mm2 のときの摩擦係数が約０．１５で、荷重１Ｎ／mm2 から摩擦係数は、荷重が３Ｎ／mm2 前後に向かって約０．１１まで低下し、荷重が３Ｎ／mm2 〜６Ｎ／mm2 では摩擦係数が約０．１１近傍を維持し、荷重が６Ｎ／mm2 を越えるとほぼ直線的に上昇し始め１０Ｎ／mm2 で摩擦係数が約０．１７に達している。すなわち、図８の荷重特性から、荷重が１Ｎ／mm2 〜１０Ｎ／mm2 と変化しても摩擦係数は、０．１１〜０．１７と低い値となっており、１０Ｎ／mm2 の荷重が掛かっても焼き付け（かじり）を起こさないことが明らかである。
【００３４】
耐摩耗特性は、図７に示すような状態で、支持アーム１０を矢印Ｂに示す如く所定の速度で、所定のストロークを連続して往復移動させて相手材１５の上を試験片１２を摺動させ、そのときの試験片１２の摩耗量を経過する摺動時間に対応して連続的求めたもので、図９に示されている。この図９の耐摩耗特性における試験では、荷重調整部１４によってウレタンラバー１６を介して試験片１２に３Ｎ／mm2 の荷重を掛け、支持アーム１０を矢印Ｂに示す如く、６．６３ｍ／分の速度で、１００mmのストロークで、３９回／分を連続往復移動させて摺動時間の経過に対応して試験片１２の摩耗量を求めてある。
図９に示される特性図から明らかなように、３Ｎ／mm2 の荷重を掛けて相手材１５の上で試験片１２を、１００mmのストロークを６．６３ｍ／分の速度で、往復摺動開始すると、摺動開始時に０×１０-2mmであった試験片１２の摩耗量が摺動時間の経過にしたがってほぼ直線的に増加し、５時間経過時に０．１×１０-2mm、１０時間経過時に０．２×１０-2mm、１５時間経過時に０．３×１０-2mmと変化し、２０時間経過した時に０．４×１０-2mmに変化している。すなわち、図９の摩耗特性から、２０時間試験片１２を相手材１５の上で摺動させた時の試験片１２の摩耗量が０．４×１０-2mmと摺動開始前の試験片１２に比しても殆ど摩耗していないことが明らかである。
【００３５】
したがって、図１に図示のウエアプレート１、図３に図示のウエアプレート１、図５に図示のウエアプレート１によれば、表面硬度が非常に高く耐摩耗性に優れ、ウエアプレート１の摺動面が焼き付け（かじり）を起こすのを防止することができるという効果を有している。
【００３６】
図１０には、本発明に係る図１に図示のウエアプレートの製造方法の実施の形態が示されている。
図において、１７は鋳型で、上下２つに分割した上鋳型１８と下鋳型１９とによって構成されている。
上鋳型１８は、砂をＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で固化して箱状に形成され、上部中空部２０が形成されている。下鋳型１９は、上鋳型１８と同様に砂をＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で固化して箱状に形成し、下部中空部２１が形成されている。この下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２には、フェロシリコン粒２３がウエアプレートの一方の面（摺動面）表面に露出点在するように薄く敷かれている。フェロシリコン粒２３の粒径は、５．０mm以下が適しており、最適には、３．０mm以下の径である。この下鋳型１９の底面部２２に敷設したフェロシリコン粒２３の上から鋳鉄を流し込んでウエアプレートを形成する。
この鋳型１７を構成する上鋳型１８は上枠体２４によって支持されており、下鋳型１９は下枠体２５によって支持されている。この上枠体２４と下枠体２５とによって枠体２６が構成されている。
【００３７】
図１１には、本発明に係る図３に図示のウエアプレートの製造方法の実施の形態が示されている。
図において、本実施の形態が図１０に図示の実施の形態と異なる点は、図１０に図示の実施の形態が、下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２にフェロシリコン粒２３をウエアプレートの一方の面（摺動面）表面に露出点在するように薄く敷いているのに対し、本実施の形態が下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２にフェロシリコン粒２３をウエアプレートの一方の面（摺動面）に図３に示す如きフェロシリコン層５を形成するように所定の厚さに敷設している点である。このフェロシリコン層５を形成するフェロシリコン粒２３の粒径は、５．０mm以下が適しており、最適には、３．０mm以下の径で、フェロシリコン層５を形成するフェロシリコン粒２３の厚さは、５．０mm以下が適しており、３．０mm以下の厚さがあればウエアプレートを使用する上で問題はない。この下鋳型１９の底面部２２に敷設したフェロシリコン粒２３の上から鋳鉄を流し込んでウエアプレートを形成する。
この鋳型１７を構成する上鋳型１８は上枠体２４によって支持されており、下鋳型１９は下枠体２５によって支持されている。この上枠体２４と下枠体２５とによって枠体２６が構成されている。
【００３８】
図１２には、本発明に係る図３に図示のウエアプレートの製造方法の別な実施の形態が示されている。
図において、本実施の形態が図１１に図示の実施の形態と異なる点は、図１１に図示の実施の形態が、下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２にフェロシリコン粒２３をウエアプレートの一方の面（摺動面）に図３に示す如きフェロシリコン層５を形成するように所定の厚さに敷設し、上から鋳鉄を流し込んでウエアプレートを形成しているのに対し、本実施の形態がフェロシリコンを寄せ集めて高圧を掛けて板状に成形したフェロシリコンプレート２７を下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２に入れ、上から鋳鉄を流し込んでウエアプレートを形成している点である。このフェロシリコン層５を形成するフェロシリコンプレート２７の板厚は、５．０mm以下が適しており、３．０mm以下の厚さがあればウエアプレートを使用する上で問題はない。この下鋳型１９の底面部２２に敷設したフェロシリコンプレート２７の上から鋳鉄を流し込んでウエアプレートを形成する。
この鋳型１７を構成する上鋳型１８は上枠体２４によって支持されており、下鋳型１９は下枠体２５によって支持されている。この上枠体２４と下枠体２５とによって枠体２６が構成されている。
【００３９】
図１２には、本発明に係る図３に図示のウエアプレートの製造方法の別な実施の形態が示されている。
図１３には、本発明に係る図５に図示のウエアプレートの製造方法の実施の形態が示されている。
図において、１７は鋳型で、上下２つに分割した上鋳型１８と下鋳型１９とによって構成されている。
上鋳型１８は、砂をＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で固化して箱状に形成され、上部中空部２０が形成されている。この上部中空部２０を構成する上鋳型１８の底面部２８には、４か所に円柱２９が立設されている。この円柱２９は、図５に図示のウエアプレート１の取付け穴６を形成するためのものである。
下鋳型１９は、上鋳型１８と同様に砂をＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で固化して箱状に形成し、下部中空部２１が形成されている。この下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２には、４か所に円柱３０が形成されている。この円柱３０は、上鋳型１８の円柱２９と合わせて図５に図示のウエアプレート１の取付け穴６を形成するためのものである。
この鋳型１７を構成する上鋳型１８は上枠体２４によって支持されており、下鋳型１９は下枠体２５によって支持されている。この上枠体２４と下枠体２５とによって枠体２６が構成されている。
【００４０】
図１３に図示の鋳型１７は、図１４に示す如き型枠３１によって製造される。この型枠３１は、上枠体２４と下枠体２５によって構成される枠体２６と、ウエアプレート１を鋳造するための中空部を形成するためのプレート型枠３２とによって構成されている。
図において、上枠体２４は、箱状に形成され、上枠中空部３３が形成されている。また、下枠体２５は、上枠体２４と同様に箱状に形成され、下枠中空部３４が形成されている。この上枠体２４と下枠体２５とを重ね合わせた枠体２６の枠体中空部３５内にプレート型枠３２を挿入して砂をＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で固化して箱状に形成して鋳型１７を製造する。
プレート型枠３２は、板状に形成される木製（取扱い上、木製が適しているのであって樹脂製であってもよい）の板材３６によって構成されており、この板材３６の全体形状がウエアプレート１のプレート本体２の形状を形作る。３７は取付け穴６形成用の貫通孔である。このプレート型枠３２の全体形状がウエアプレート１の全体形状となる。
【００４１】
また、鋳型１７は、前述のように箱型に形成される上鋳型１８と下鋳型１９を上下２つに分割できるように構成されている。この鋳型１７を製造する場合、図１５に示す如く、まず、上枠体２４の底面に砂を所定厚さに敷き詰め、プレート型枠３２が半分埋まるように、貫通孔３７内にも半分埋まるように、かつプレート型枠３２が中央に位置するように収納して、このプレート型枠３２の周囲に砂を詰める。しかる後、この砂をＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で固化する。このように上枠体２４にプレート型枠３２で型取りして上鋳型１８を形成する。
また、下枠体２５の底面に砂を所定厚さに敷き詰め、プレート型枠３２が半分埋まるように、貫通孔３７内にも半分埋まるように、かつプレート型枠３２が中央に位置するように収納して、このプレート型枠３２の周囲に砂を詰め、しかる後、ＣＯ2 法、シェルモールド法などの固化方法で砂を固化する。このように下枠体２５にプレート型枠３２で型取りして下鋳型１９を形成する。このように構成することにより、プレート型枠３２を取り除いた下鋳型１９の底面部２２には、貫通孔３７によって円柱３０が形成される。
【００４２】
このようにして、上鋳型１８、下鋳型１９からプレート型枠３２を取り除くと、上鋳型１８には、プレート型枠３２を型取った上部中空部２０が、下鋳型１９には、プレート型枠３２を型取った下部中空部２１がそれぞれ形成される。
そこで、下鋳型１９の底面部２２に、図１６に示す如く、フェロシリコン粒２３をウエアプレートの一方の面（摺動面）に図３に示す如きフェロシリコン層５を形成するように所定の厚さに敷設し、下鋳型１９に上鋳型１８を合わせて蓋をし、鋳型１７内にフェロシリコン粒２３の上から鋳鉄を流し込んでウエアプレート１を形成する。すると、熔湯は、下鋳型１９の底面部２２の隅々に行き渡り、底面部２２の円柱３０によって取付け穴６が形成される。
冷却固化した後、鋳型１７を壊して砂を排除し、鋳造品を取り出すと、平板状のウエアプレート１が取り出される。このウエアプレート１は、壁面が荒くなっているので、図５に示す如く、表面を磨き、取付け穴６の面取りをすると、鋳造によって図６に示す如きウエアプレート１が製造される。
【００４３】
３８，３９は下枠体２５の内側の端縁に設けられた嵌合凸部で、４０，４１は上枠体２４の内側の端縁に形成された嵌合凹部で、この嵌合凹部４０，４１に嵌合凸部３８，３９を嵌合することによって上枠体２４と下枠体２５を重ね合わせたときの位置決めを行っている。すなわち、嵌合凸部３８，３９と嵌合凹部４０，４１は、図１６に示す如く、下枠体２５と上枠体２４を重ね合わせたときに上枠体２４の上枠中空部３３と下枠体２５の上枠中空部３４とが一致するようにするもので、上枠体２４と下枠体２５とが、重ね合わせた後で、ずれてしまわないようにするためのものである。
【００４４】
図１７，図１８には、一方の面（摺動面）に図３に示す如きフェロシリコン層５を形成した後に、取付け穴６を形成する製造方法が示されている。図１３の鋳型１７を用いたウエアプレートの製造方法の場合は、先に取付け穴６を形成している。しかし、この取付け穴６は、取り付け用のもので、必ずしも必要とするものではない。そこでまず、図１７に示すように下部中空部２１を構成する下鋳型１９の底面部２２にフェロシリコン粒２３をウエアプレートの一方の面（摺動面）に図３に示す如きフェロシリコン層５を形成するように所定の厚さに敷設し、上から鋳鉄を流し込んでウエアプレート１を製造する。しかる後、このウエアプレート１の取付け穴６形成位置に取付け穴６をドリル等によって開け、ウエアプレート１のフェロシリコン層５形成側の周囲の面取りを行って、図１８に示す如き摺動面にフェロシリコン層５が形成され、取付け穴６の形成されたウエアプレート１を製造することができる。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、フェロシリコン層がポーラスな状態に形成されているため、ウエアプレートを潤滑油の中に浸漬（例えば、グリースを塗布することでも可能である）しておくことによってフェロシリコン層内に潤滑油を含浸させることができる。
【００４７】
請求項３に記載の発明によれば、表面に黒鉛が晶出しており潤滑性に優れ、表面硬度が非常に高く、鋳造時に素材が作れるため、加工工程が短縮され低コスト化を図ることができ、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００４８】
請求項４に記載の発明によれば、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００４９】
請求項５に記載の発明によれば、二硫化モリブデンの固体潤滑剤を摺動面に埋め込まなくても、板状の金属製のプレートの摺動面の焼き付け（かじり）を防止することができる。
【００５０】
請求項６に記載の発明によれば、きわめて簡単に摺動面の焼き付け（かじり）起こさない板状の金属製のプレートを製造することができる。
【００５１】
請求項７に記載の発明によれば、きわめて簡単に摺動面の焼き付け（かじり）起こさない板状の金属製のプレートを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るウエアプレートの第１の実施の形態を示す全体斜視図である。
【図２】図１に図示のウエアプレートの断面図である。
【図３】本願発明に係るウエアプレートの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図４】図３に図示のウエアプレートの一部拡大図である。
【図５】本願発明に係るウエアプレートの第３の実施の形態を示す全体斜視図である。
【図６】図５に図示のウエアプレートのＡ−Ａ断面図である。
【図７】図５に図示のウエアプレートの特性試験を行う試験装置の全体図である。
【図８】図７に図示の試験装置によって測定した耐荷重特性試験結果を示す図である。
【図９】図７に図示の試験装置によって測定した耐摩耗特性試験結果を示す図である。
【図１０】図１に図示のウエアプレートの製造方法を示す鋳型の全体斜視図である。
【図１１】図３に図示のウエアプレートの製造方法を示す鋳型の全体斜視図である。
【図１２】図３に図示のウエアプレートの別な製造方法を示す鋳型の全体斜視図である。
【図１３】図５に図示のウエアプレートの製造方法を示す鋳型の全体斜視図である。
【図１４】図１３に図示の鋳型を製造するための型枠の全体斜視図である。
【図１５】図１４に図示の型枠によって図１３に図示の鋳型を製造した状態を示す断面図である。
【図１６】図１５に図示の鋳型によって図５に図示のウエアプレートのフェロシリコン層を製造する方法を示す断面図である。
【図１７】図５に図示のウエアプレートを製造する別な方法を示す図である。
【図１８】図１５に図示の型枠によって製造したウエアプレートの全体斜視図である。
【符号の説明】
１…………………………………………………ウエアプレート
２…………………………………………………プレート本体
３…………………………………………………摺動面
４…………………………………………………フェロシリコン粒
５…………………………………………………フェロシリコン層
６…………………………………………………取付け穴
７…………………………………………………試験装置
８…………………………………………………試験片載置台
９…………………………………………………基台
１０………………………………………………支持アーム
１１………………………………………………試験片取付部
１２………………………………………………試験片
１３………………………………………………把持部
１４………………………………………………荷重調整部
１５………………………………………………相手材
１６………………………………………………ウレタンラバー
１７………………………………………………鋳型
１８………………………………………………上鋳型
１９………………………………………………下鋳型
２０………………………………………………上部中空部
２１………………………………………………下部中空部
２２，２８………………………………………底面部
２４………………………………………………上枠体
２５………………………………………………下枠体
２６，３１………………………………………枠体
２７………………………………………………フェロシリコンプレート
２９，３０………………………………………円柱
３２………………………………………………プレート型枠
３３………………………………………………上枠中空部
３４………………………………………………下枠中空部
３５………………………………………………枠体中空部
３６………………………………………………板材
３７………………………………………………貫通孔
３８，３９………………………………………嵌合凸部
４０，４１………………………………………嵌合凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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