(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体である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製工程と、
その後に該部材の表面に、高圧流体を噴射して少なくとも該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表面ピットの形成方法。
【請求項２】
前記噴射工程は、さらに該弱体部に近接する前記高強度部の少なくとも一部をも除去する工程である請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項３】
前記噴射工程は、前記表層部の一部にのみ高圧流体を噴射する工程である請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項４】
前記弱体部の形成は、片状ないし板状、もしくは繊維状である請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項５】
前記表層部は、片状黒鉛鋳鉄からなる請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項６】
前記表層部は、アルミ合金粉、セラミックス粉とシリコン粒子とが混合・焼結されているＰＭＣアルミからなる請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項７】
前記表層部は、アルミ素地にムライト粒子およびアルミナ・シリカ繊維を分散させたＭＭＣアルミからなる請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項８】
前記部材調製工程は、複合溶射もしくは複合めっきを行う工程である請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項９】
前記部材調製工程の後に、さらに前記表層部の表面平滑工程を備える請求項１に記載の表面ピットの形成方法。
【請求項１０】
固体である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であって、
該表層部の該弱体部の一部が高圧流体の噴射により除去されたピットをもつことを特徴とする表面ピットをもつ部材。
【請求項１１】
ピット間の距離の平均値が、ピット深さの平均値の２０倍から２００倍の範囲である請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１２】
前記表層部は、前記高圧流体の噴射がされている部分と該高圧流体の噴射がされていない部分とをもち、
該高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値としては、高圧流体の噴射がされている部分の長さの平均値以上であって、ピット深さの平均値の２０倍から２００倍の範囲である請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１３】
片状黒鉛鋳鉄で構成されており、前記ピットは少なくとも除去された黒鉛粒で形成されている請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１４】
アルミ合金粉、セラミックス粉とシリコン粒子とが混合・焼結されているＰＭＣアルミから構成されている請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１５】
アルミ素地にムライト粒子およびアルミナ・シリカ繊維を分散させたＭＭＣアルミから構成されている請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１６】
前記ピットをもつ表面は平坦である請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１７】
前記ピットをもつ表面は、エンジンのシリンダボアもしくはシリンダライナの表面である請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【請求項１８】
前記ピットをもつ表面は、コンプレッサのシリンダボアもしくはシリンダライナの表面、または斜板式容量可変型コンプレッサの斜板もしくはシューの表面である請求項１０に記載の表面ピットをもつ部材。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、表面ピットの形成方法と表面ピットをもつ部材とに関する。
背景技術
近年の地球環境への関心が高まり省資源の観点から自動車のさらなる燃費向上等が急務となっている。自動車の燃費向上にはエンジンの機械的損失の低減が効果的である。そのなかでもピストンとエンジンシリンダライナとの摺動抵抗に起因するピストン駆動損失が大きな比重を占めている。
ピストン駆動損失を低減させる目的でエンジンシリンダライナ等の摺動面の潤滑は、一般的にその摺動面の表面に油膜を形成して行っている。表面に安定して油膜を形成するには、その表面に油溜まりとなるピットが形成されていることが好ましい。
このように、部材表面にピットを形成する方法として従来技術では、部材表面の切削・研磨と同時にクロスハッチを形成する方法や、ショットピーニングにより凹凸を形成する方法等が行われている。
しかしながら、従来技術の表面ピット形成方法では、以下の不都合が生じるおそれがあった。
すなわち、クロスハッチおよびショットピーニングによる方法の双方ともに形成されたピットの深さは浅く、そして、ピット形成時に非選択的にピットを形成するので全体的に表面が荒れてしまい、摺動面としての性能が低下する。また、ショットピーニングによる方法では、たとえば微細なアルミナ粉末を使用するのであるがそのアルミナ粉末は再利用し難い。
発明の開示
上記課題に鑑み、本発明は従来技術と比較して、よりすぐれた表面ピットの形成方法と表面ピットをもつ部材とを提供することを解決すべき課題とする。
すなわち、本発明の表面ピットの形成方法は、固体である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製工程と、その後に前記部材の表面に、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。
つまり、表面ピットを形成する部材の表層部に弱体部を存在させて、その表層部に高圧流体を噴射することによって、部材表層部の弱体部を高強度部から除去させ、その弱体部の除去した部分をピットとするものである。
したがって、弱体部は高圧流体によって除去可能なものであり、高強度部が部材表層部から除去されるよりも確率的に除去されやすいものである。高強度部は、弱体部が除去される最低の高圧流体の噴射圧力、噴射時間の組み合わせにおいて除去されないことが表面ピットの数、大きさ、深さ等の制御性の観点からは好ましい。したがって、部材表層部の弱体部以外の部分は、ほぼ本発明の表面ピットの形成方法を適用する前のままの形態が保存される。したがって、あらかじめ噴射工程前に部材表面に最終的に部材に要求される平滑化処理等を行っておいても、その部材表面の平滑度が本発明の表面ピットの形成方法の適用後においても保存される。
弱体部を除去するためには弱体部がそれぞれ個別に有する弱体部と高強度部との結合力に抗する必要があるので、高圧流体の噴射圧力を上げるにしたがってその噴射圧力により除去可能な弱体部が増加する。また、弱体部の除去は確率的に進行するので、高圧流体の噴射時間を長くすることにより弱体部の除去される確率が全体として高くなる。したがって、高圧流体の噴射圧力、噴射時間を適宜変動させることにより、部材表面に形成される表面ピットの数や、ピットの大きさ、深さ等を制御することができる。
高圧流体の噴射圧力、噴射時間としては、被加工体である部材表面の高強度部が弱体部よりも除去され難い範囲である必要がある。高強度部が弱体部と同様に除去されると部材の表層部が一様に除去されてしまうからである。
そして、表面ピットの数や、ピットの大きさ、深さ等を制御する目的で高圧流体を種々のものにすることができる。高圧流体としては、水、油等の液体のみから構成されるものばかりでなく、弱体部の除去性を向上する目的で液体にガーネット粉末、ガラスビーズ等の微細粉末を混合したものであってもよい。また、微細粉粒体のみから構成されていてもかまわない。さらに、高圧流体には防錆剤等の被加工体である部材の性質に応じた添加物を混合してもよい。
したがって、本方法によると所望の数、所望の形態のピットを形成可能であることに加えて、ショットピーニング等による表面ピットの形成方法と違って原料部材表面の弱体部のみを選択的に除去させることが可能であるのでピットが形成された部位以外の表面にはほとんど影響を与えないという利点を有する。
そして前記噴射工程を、さらに前記弱体部に近接する前記高強度部の少なくとも一部をも除去する工程とすることにより、弱体部のみを除去する場合と比べてピットの大きさ、深さを大きくすることができる。
部材表層部から弱体部だけでなく近接する高強度部をも除去する方法としては、前述のように高圧流体の噴射圧力等を上昇させたり、高圧流体中に微細粉末を混合させる方法により達成できる。特に高強度部を除去されやすくするには、高強度部の周辺を弱体部で囲ったりすることで弱体部で囲まれた高強度部は除去されやすくなる。また、高強度部を結晶性の材料で構成することで、結晶界面から剥離しやすくなる。
さらに前記噴射工程は、前記表層部の一部にのみ高圧流体を噴射する工程とすることができる。
表層部の必要な部分にだけ高圧流体を噴射することでピットの形成部位、形成密度、形成間隔等を制御でき、使用目的に応じた適正な表面をもつ部材とすることができるからである。
また、弱体部の形状は、片状ないし板状、もしくは繊維状であることが好ましい。弱体部の形状をアスペクト比が大きい形状とすることによって、部材表面の性質をほとんど変化させることなく部材に深い表面ピットを形成することができるからである。
そして、前記表層部は、片状黒鉛鋳鉄からなることが好ましい。
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。そして、片状黒鉛鋳鉄は、部材の表層部のみならず全体に使用してもよいことはいうまでもない。また、その片状黒鉛粒は鋳造の条件等によりその濃度を制御可能であり、必要とする表面ピットを得られるという利点がある。この場合に、部材調製工程において、片状黒鉛粒の析出を制御するものである。
また、前記表層部は、アルミ合金粉と硬質粒子とを混合して成形・焼結したＰＭＣアルミからなることが好ましい。硬質粒子としてはセラミックス粉とシリコン粒子との少なくとも１種であることが好ましい
そして、前記表層部は、アルミ素地にムライト粒子およびアルミナ・シリカ繊維を分散させたＭＭＣアルミからなることも好ましい。
前記の部材調製工程は、複合溶射もしくは複合めっきを行う工程とすることができる。２種以上の材質からなる表層部を溶着もしくは複合メッキによって形成することで弱体部と高強度部とを自由に形成することができる。
さらに、上記課題を解決する本発明の表面ピットをもつ部材は、固体である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であって、該表層部の該弱体部の一部が高圧流体の噴射により除去されたピットをもつことを特徴とする表面ピットをもつことを特徴とする。
すなわち、本発明の表面ピットをもつ部材は、固体である弱体部と高強度部とからなる部材であって、部材の表層部の一部が高圧流体の噴射によって選択的に除去されており、その他の部位の表面形態を保ったまま、表面にピットを有する。
そして、ピット間の距離の平均値としては、ピット深さの平均値の２０倍から２００倍の範囲であることが好ましい。ピット間の平均距離がこれより小さいと、部材の表面の面粗さが大きくなり、摩擦係数が急激に上昇するからである。また、ピット間の距離がこれより大きいと、ピットのオイル溜まりとしての効果が相対的に小さくなりオイル切れによるスカッフが生じやすくなるからである。
さらに前記表層部は、前記高圧流体の噴射がされている部材と該高圧流体の噴射がされていない部分とをもち、その高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値としては、高圧流体の噴射がされている部分の長さの平均値以上であって、ピット深さの平均値の２０倍から２００倍の範囲であることが好ましい。高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値が高圧流体の噴射がされている部分の長さの平均値よりも小さいと相対的に高圧流体の噴射がされている部分内のピット間距離の影響が大きくなるからである。そして高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値がピット深さの平均値に対して、これより小さいと、部材の表面の面粗さが大きくなり、摩擦係数が急激に上昇するからであり、これより大きいと、ピットのオイル溜まりとしての効果が相対的に小さくなりオイル切れによるスカッフが生じやすくなるからである。
そして、表面ピットをもつ部材は、片状黒鉛鋳鉄で構成されており、前記ピットは少なくとも除去された黒鉛粒で形成されているこのとが好ましい。片状黒鉛鋳鉄は、ピットの制御が容易だからである。
さらに、表面ピットをもつ部材のピットをもつ表面は平坦であることが好ましい。摺動部材として用いる場合に表面は、できるだけ平坦なことが好ましいからである。
表面ピットをもつ部材のピットをもつ表面は、エンジンのシリンダボアもしくはシリンダライナの表面、コンプレッサのシリンダボアもしくはシリンダライナの表面、または斜板式容量可変型コンプレッサの斜板もしくはシューの表面に用いることが可能である。この他にも本発明の表面ピットをもつ部材は摺動面を有する部材に用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本実施形態の形成方法の部材調製工程により調製された部材表面の１例を示した図である。
図２は、本実施形態の形成方法の部材調製工程により調製された部材表面の１例を示した図である。
図３は、噴射工程の進行につれて変化する図１で示した部材の断面を示した図である。
図４は、実施例で高圧水噴射を行った噴射装置を示した図である。
図５は、実施例１の噴射圧力と表面保油量との関係を示した図である。
図６は、実施例２のＲｖｋと表面保油量との関係を示した図である。
図７は、実施例２の断面曲線の１例を示した図である。
図８は、実施例２のＲｋとＲｖｋとの関係を示した図である。
図９は、実施例２の試験試料表面の顕微鏡写真である。
図１０は、実施例４のＲｖｋと表面摩擦係数の耐久性との関係を示した図である。
図１１は、実施例５の断面曲線の１例を示した図である。
図１２は、実施例５の試験試料表面の顕微鏡で観察した図である。
図１３は、実施例６の試験試料表面を顕微鏡で観察した図と断面曲線とを示した図である。
図１４は、実施例７の断面曲線の１例を示した図である。
図１５は、実施例８の断面曲線の１例を示した図である。
図１６は、実施例９、１０で使用した高圧水噴射ノズルを示した模式図である。
図１７は、実施例９の試験試料表面を顕微鏡で観察した図である。
図１８は、図１７で示した顕微鏡で観察した図の拡大図である。
図１９は、被加工部材に対する表面ピット（線状凹み）の例を示した図である。
図２０は、実施例１０の処理前の試験試料表面を顕微鏡で観察した図である。
図２１は、実施例１０の処理後の試験試料表面を顕微鏡で観察した図である。
図２２は、実施例１１の断面曲線の１例を示した図である。
図２３は、実施例５〜１１および比較例３〜６の試験試料について、それぞれピット間距離と摩擦係数との関係を示した図である。
図２４は、比較例３の断面曲線の１例を示した図である。
図２５は、比較例４の断面曲線の１例を示した図である。
図２６は、比較例５の断面曲線の１例を示した図である。
図２７は、比較例６の断面曲線の１例を示した図である。
図２８は、実施例５〜１１および比較例３〜６の試験試料について、それぞれ摩擦係数とスカッフ発生までの時間との関係を示した図である。
発明を実施するための最良の形態
<表面ピットの形成方法>
以下に本発明の表面ピットの形成方法の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態により限定されるものではない。また、図は模式図であり、寸法・形態等は正確なものではない。
本実施形態においては、自動車用エンジンにおいてピストンと摺動する摺動面を有するシリンダライナに表面ピットを形成する方法について説明を行う。なお、本形成方法が適用できる部材は、その他にも部材間で摺動をする摺動面をもつ部材に適用可能である。たとえば、シリンダボア、自動車用以外のエンジンのシリンダライナ、シリンダボア、コンプレッサのシリンダボア、シリンダライナ、そして斜板式容量可変型コンプレッサの斜板もしくはシューの表面等に用いることができる。また、その他、表面に継続的に潤滑剤等を保持する必要がある部材にも用いることができる。また、本発明の表面ピットの形成方法が適用できる材料は特に限定されるものではなく、鉄系材料等の金属材料、樹脂等に適用可能である。
本実施形態の表面ピットの形成方法は、弱体部とその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製工程と、その部材の表面に、高圧流体を噴射して少なくともその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。
すなわち、部材の弱体部を高圧流体の噴射により除去することで表面にピットを形成する。
部材調製工程は、弱体部とその弱体部より相対的に高強度な高強度部とから構成される表層部を部材に付加する工程である。
表層部は、特に厚さの限定はしないが、少なくとも必要とされるピットの深さが確保できるだけの厚さがあることが好ましい。また、表層部は部材の全面に設けられている必要はなく、少なくともピットの形成を行う場所に設ければよい。
弱体部と高強度部とについて特に材質・形状等を限定するものではないが、固体であり、高圧流体を噴射した際に弱体部の方が高強度部に比較して、より容易に除去されるものであることが必要である。
たとえば、材料的に弱体部が高強度部と比較して脆い、もしくは柔らかい材料で形成されている場合や、形状的に弱体部と高強度部とが海島構造をとっており弱体部が島を構成していることにより連続する高強度部から容易に離脱する場合等が挙げられる。ただし、物理的強度が高い物質から島部分が構成され、連続する海部分を構成する物質がその島部分より低強度であっても、海−島間の結合が海部分の強度より弱く、容易に脱落する場合には、物理的強度が高い島部分が本実施形態でいうところの弱体部となり、海部分が高強度部となる。また、反対に、連続する海部分であっても、島部分と比較して強度が著しく低い場合にはその海部分が弱体部として働き、島部分が高強度部として部材の表層部として残存することとなる。つまり、本実施形態の高強度部とは、高圧流体処理によって脱落せず、部材の表層部に一体的に残存する部分のことである。
弱体部の個々の形状は、特に限定されるものではない。たとえば、図１、図３ａに示すような片状ないしは板状、繊維状、そして図２に示すような球状、粒状等が挙げられる。そのなかでも、弱体部１の好ましい形状としては、片状ないしは板状、繊維状等のアスペクト比の大きい形状である。このような形状の弱体部１が除去されることにより部材に与える表面形態の変化を最小限にして深い表面ピットが形成できるからである。弱体部１は、図１に示すように、高強度部２の一部の周囲を囲うことによって高強度部２の一部に孤立部２１を形成するようにすることが好ましい。この孤立部２１は、周囲を囲っている弱体部１が後述する高圧流体の噴射によって除去されるときに、併せて孤立部２１も除去されやすくなるので、より大きなピットを形成することができる。このような孤立部２１を形成するためには、表層部に弱体部１を多数形成して孤立部２１が形成される確率を高めるか、弱体部１間の相互作用によって表層部を形成するときに弱体部１同士が近接するようにすることによって達成することができる。さらには、同様の性質をもつ粉末が焼結等によって分散結合された場合のように、界面部分の強度が相対的に弱くなっている（弱体部）等の場合には、弱体部が単独で脱離することは考え難く、高圧流体処理によってその弱体部に囲まれた孤立部のみが脱落する場合も考えられる。
弱体部１は、最終的に部材表層部に形成するピットの数、大きさ、深さによって、弱体部１の数、大きさを変化させる。たとえば、後述する噴射工程が同じである場合を想定すると、弱体部１の総数が多い部材の方が弱体部１の総数が少ない部材と比較すると最終的に形成される表面ピットの数は多くなる。また、弱体部１の大きさが大きい部材の方が弱体部１の大きさが小さい部材と比較すると最終的に形成される表面ピットの大きさ、深さは大きくなる。
弱体部１と高強度部２とを形成する方法としては、部材を片状黒鉛鋳鉄とすることによって行うことができる。片状黒鉛鋳鉄は、その表層部に片状の黒鉛粒が存在し、その間隙を高強度部２としてのパーライト等の一般的な鉄系金属で満たしている。片状黒鉛鋳鉄製の部材は、鋳鉄を用いた一般的な鋳造法により調製することが可能である。
そして、その他の弱体部１と高強度部２ともつ表層部の形成方法としては、複合溶射もしくは複合メッキによる方法を挙げることができる。すなわち、高強度部２となる材料とともに弱体部１となる材料を同時に溶射もしくはメッキすることにより表層部を形成することができる。たとえば、高強度部２としての鉄、ニッケル、銅等と弱体部１としてのポリエステル等の樹脂、グラファイト等とを用いて表層部を形成することができる。また、シリンダライナを形成するときに、溶融させた材料に弱体部１となるような材料を混合しておき材料を固化させると同時に表層部に弱体部１を形成する方法等もある。さらに弱体部１と高強度部２ともつ表層部の形成方法としては、金属粉末、セラミックス粉末等を混合して焼結する方法や、同じく金属粉末、セラミックス粉末等を混合・加熱し金属部分を溶解させて一体化する方法等が挙げられる。たとえば、アルミ合金粉、セラミックス粉とシリンダ粒子とが混合・焼結されているＰＭＣアルミや、アルミ素地にムライト粒子およびアルミナ・シリカ繊維を分散させたＭＭＣアルミ等である。
そして、部材調製工程と同時に、もしくは部材調製工程と噴射工程との間に、さらに表層部の表面平滑工程を設けることができる。表面平滑工程としては、たとえば、研磨を行ったり表層部の形成時に平滑化したりする方法がある。後述する噴射工程では弱体部１以外の表層部はほとんど高圧流体の噴射により影響を受けないので噴射工程の前に平面平滑化を行ってもその平滑度を保つことができる。また、噴射工程の後に表面平滑化を行うこともできるが噴射工程によりピットを形成した後に表面平滑化を行うと生成したピットと表面との角がとれ表面の平滑度が低下したり、研磨材等を用いる場合には研磨材がピット内に浸入したりするおそれがある。ただし、噴射工程より後で表面平滑化を行っても、本実施形態の表面ピットの形成方法で形成したピットは深いものであり、研磨等でもなくならない。
噴射工程は、高圧流体を噴射して少なくともその弱体部１の一部を除去してピットを形成する工程である。
噴射工程では、部材表層部のすべての表面部位を除去しない範囲で、弱体部１の他に高強度部２をも同時に除去することができる。
高圧流体の噴射は、部材のピットを形成したい部位に噴射する。部材のピットを形成したい部材としては表層部の一部のみとしても良い。高圧流体は、その部位全体を一度に噴射してもよいし、一部ずつ噴射して最終的に全体に噴射してもよい。
本実施形態では、円筒形のシリンダライナ内面に適用するので、回転するノズルボデーに高圧流体用ノズルを回転軸と異なる向きに設置し、ノズルボデーを回転させながら回転軸方向に移動させていくことによって行うことが好ましい。高圧流体用ノズルは、回転軸に対して軸対称に設置して回転軸が高圧流体の噴射によってぶれないようにすることが好ましい。その他の形状をした部材に適用する場合には、当該部材の表面ピットを形成する表面の形状にしたがって、表面にピットの形成にムラができないような高圧流体噴射装置で高圧流体の噴射を行うことが好ましい。
高圧流体の噴射圧力は、部材の材質および部材表層部を構成する弱体部１と高強度部２との材質により変化する。
弱体部１を除去するためには弱体部１がそれぞれ個別に有する弱体部１と高強度部２との結合力に抗する必要がある。したがって、弱体部１と高強度部２との結合力にうち勝つだけの高圧流体の噴射圧力が必要である。ただし、この噴射圧力は、部材表層部に存在する弱体部１をすべて除去するのに充分な噴射圧力とする必要は必ずしもなく、少なくとも弱体部１のうち一部を除去しうる噴射圧力であれば足りる。また反対に、噴射圧力を弱体部１の除去に必要な圧力よりも高くすることにより部材表層部の弱体部１のみならず弱体部１近傍の高強度部２をも除去することができる。高強度部２も除去することによって、より大きな表面ピットを部材表層部に形成することが可能である。
たとえば、前述の片状黒鉛鋳鉄を用いた部材にピットを形成する場合には、１７０Ｍｐａ程度の圧力で部材表層部の弱体部１（片状黒鉛）が除去され始め、２４０Ｍｐａ程度の圧力で弱体部１近傍の高強度部２も除去されるようになる。
また、本実施形態の表面ピットの形成方法では、部材表層部に存在する弱体部１等の高圧流体による除去が確率的に進行するので、高圧流体の噴射時間を長時間とすることで、ピットの形成総数は増加する。
したがって、高圧流体の噴射圧力、噴射時間を変化させることによって部材に形成される表面ピットの数、大きさの制御ができる。たとえば、同じ表層部からなる部材を用いることを想定すると、噴射時間を一定にして噴射圧力を変化させると、噴射圧力が高い方がより大きな弱体部１および近傍の高強度部２を除去することが可能となって、より大きさ、深さの大きいピットをより多く形成することができる。また、噴射圧力を一定として噴射時間を変化させると形成されるピットの大きさ、深さは噴射圧力が同じであるので除去できる弱体部１、高強度部２がほぼ同じであるので、大きく変化しないが噴射時間を長くした部材の方が最終的に形成されるピットの総数が多くなる。
小さく、浅いピットを多数部材表層部に形成する必要がある場合は、噴射圧力を比較的低くして噴射時間を長くすることによって達成できる。また、大きく、深いピットを少数部材表層部に形成する必要がある場合は、噴射圧力を高くして噴射時間を短くすることによって達成できる。
一例を挙げると、図１に示す部材に高圧流体を噴射することによって、図３（ａ）に示される表層部が、図３（ｂ）に示すように弱体部１が除去されピット１１を形成する。この場合にさらに噴射圧力を高くするか噴射時間を長くすると、図３（ｃ）に示すように弱体部１をすべて除去することができる。また、高圧流体の噴射圧力を高くしていくと図３（ｄ）に示すように、弱体部１で囲まれた孤立部２１の周囲がピット１１となって最終的には孤立部２１も除去されて大きなピット１１が形成される。
一般的には、弱体部１の除去に必要な噴射圧力の最大値よりも弱体部１近傍の高強度部２の除去に必要な噴射圧力の最小値が小さいことが多いので必要な数、大きさ、深さをもつピット１１を形成するには、高圧流体の噴射圧力、噴射時間を適正に制御する必要がある。
また、孤立部を除去しない程度の噴射圧力とするとグラファイト等の弱体部周辺にのみ作用するので、弱体部周りのバリ取りにも適用できる。
高圧流体は、形成する表面ピット１１の数や、大きさ、深さ等を制御する目的で種々の物質とすることができる。高圧流体としては、水、油等の液体のみから構成されるものばかりでなく、弱体部１の除去性を向上する目的で液体にガーネット粉末、ガラスビーズ等の微細粉末を混合したものであってもよい。また、微細粉流体のみから構成されていてもかまわない。さらに、高圧流体には防錆剤等の被加工体である部材の性質に応じた添加物を混合してもよい。
高圧流体は、常温で液体となる物質である必要はなく液体炭酸、液体窒素等の液化ガスを用いることも可能である。このような液化ガスは一般に低温であるので、高圧流体を噴射された部材が冷却されて脆くなりピット１１の生成効率が高くなる場合もある。
液化炭酸は、常圧雰囲気下に高圧で放出すると固体炭酸の微粉末を形成し、その固体炭酸微粉末が部材表層部の弱体部１に衝突するので、弱体部１の除去能力が高いという利点がある。その後、弱体部１に衝突した固体炭酸は、部材表面から気化・散逸するので、後処理が必要ないという利点がある。気化・散逸して後処理が必要ないという利点は、その他の液化ガスについても同様である。
<表面ピットをもつ部材>
以下に本発明の表面ピットをもつ部材の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態により限定されるものではない。
本実施形態の表面ピットをもつ部材においても、前述の形成方法とおおむね同様に、自動車用エンジンのシリンダライナについて説明を行う。なお、本発明が適用できる表面ピットをもつ部材は、その他にも部材間で摺動をする摺動面をもつ部材に適用可能である。たとえば、シリンダボア、自動車用以外のエンジンのシリンダライナ、シリンダボア、コンプレッサのシリンダボア、シリンダライナ、そして斜板式容量可変型コンプレッサの斜板もしくはシューの表面等に用いることができる。また、その他、表面に継続的に潤滑剤等を保持する必要がある部材にも用いることができる。また、本発明の表面ピットをもつ部材が適用できる材料は特に限定されるものではなく、鉄系材料等の金属材料、樹脂等に適用可能である。このような摺動面に本実施形態の表面ピットをもつ部材を適用する場合には、そのピット内に潤滑剤等を保持させることによって摺動面の油保持性が向上し、摺動面の焼き付き等を防止できる。
本実施形態の表面ピットをもつ部材は、固体である弱体部とその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であって、その表層部のその弱体部の一部が高圧流体の噴射により除去されたピットをもつ。
すなわち、本実施形態の表面ピットをもつ部材は、部材の表層部の一部が高圧流体の噴射によって選択的に除去されており、その他の部位の表面形態を保ったまま、表面にピットを有する。この場合に表層部に形成されているピットは、表層部の全部が除去されない範囲で形成することができる。
このような表面ピットをもつ部材を得るためには、表面ピットを形成したい部材に前述した表面ピットの形成方法を適用することによって達成できる。
そして、ピット間の距離の平均値としては、ピット深さの平均値の２０倍から２００倍の範囲であることが、さらにはピット深さの平均値の１００倍から２００倍の範囲であることが好ましい。ピット間の平均距離がこれより小さいと、部材の表面の面粗さが大きくなり、摩擦係数が急激に上昇するからである。また、ピット間の距離がこれより大きいと、ピットのオイル溜まりとしての効果が相対的に小さくなりオイル切れによるスカッフが生じやすくなるからである。なお、ピット間距離の平均値を求める方法としては、測定距離２０ｍｍで粗さ曲線を算出し、そのデータ中のピット間の平均距離を算出する。ただし、ここで計算に用いるピットの深さは、Ｒｚ表示の粗さの値の３０％以上のものとした（たとえば粗さ値が１０μｍＲｚならば３μｍ上の深さをもつピットのみを用いてピット間距離の平均値を求める。）。このように、ピット間の距離の平均値を変化させる方法としては、高圧流体処理によって脱落する部分（弱体部）の密度等を調節することで行うことができる。
また、高圧流体の噴射を部分的に行うことで高圧流体の噴射がされた部分（すなわちピットが形成された部分）を断続的にすることができる。高圧流体の噴射を部分的に行う方法としては、処理範囲を規定したマスクを使用したり、高圧流体を絞ることで細かく処理を行ったりすることで達成できる。この場合に、高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値としては、高圧流体の噴射がされている部分の長さの平均値以上であって、ピット深さの平均値の２０倍から２００倍の範囲であることが、さらにはピット深さの平均値の１００倍から２００倍の範囲であることが好ましい。高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値が高圧流体の噴射がされている部分の長さの平均値よりも小さいと相対的に高圧流体の噴射がされている部分内のピット間の距離の影響が大きくなるからである。そして高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値がピット深さの平均値に対して、これより小さいと、部材の表面の面粗さが大きくなり、摩擦係数が急激に上昇するからであり、これより大きいと、ピットのオイル溜まりとしての効果が相対的に小さくなりオイル切れによるスカッフが生じやすくなるからである。ここで、高圧流体の噴射がされていない部分の長さの平均値を求める方法としては、本実施形態の表面ピットをもつ部材が使用時に摺動する方向に測定距離２０ｍｍで粗さ曲線を算出し、そのデータ中のピットが形成されていない部分の平均距離を算出する。また、高圧流体の噴射がされている部分の長さの平均値を求める方法としては、測定距離２０ｍｍで粗さ曲線を算出し、そのデータ中のピットが形成されている部分の平均距離を算出する。また、ここで計算に用いるピットの深さは、Ｒｚ表示の粗さの値の３０％以上のものとした。
そして、表面ピットをもつ部材は、片状黒鉛鋳鉄で構成されており、ピットは少なくとも除去された黒鉛粒で形成されていることが好ましい。片状黒鉛鋳鉄は、ピットの制御が容易だからである。また、ピットは、黒鉛粒の除去された部位の他に黒鉛粒の間隙を埋めるパーライト等のマトリックス部分が除去されているものであってもよい。
また、表面ピットをもつ部材は、アルミ合金粉、セラミックス粉とシリコン粒子とが混合・焼結されているＰＭＣアルミ、またはアルミ素地にムライト粒子およびアルミナ・シリカ繊維を分散させたＭＭＣアルミから構成されていることも好ましい。ＰＭＣアルミおよびＭＭＣアルミは強度等の機械的性質に優れることに加えた、構成材料（ＰＭＣアルミ：アルミ合金粉末、セラミックス粉およびシリンダ粒子、ＭＭＣアルミ：アルミ素地、ムライト粒子、アルミナ・シリカ繊維）の配合割合を変化させることによって弱体部と高強度部との存在比の制御がより容易となるからである。
さらに、表面ピットをもつ部材のピットをもつ表面は平坦であることが好ましい。摺動部材として用いる場合に表面は、できるだけ平坦なことが好ましいからである。なお、表面ピットは、表面部分と比較して表面に現れる面積は小さく深さは大きいことが好ましい。
（実施例）
以下、実施例に基づいて、さらに本発明を具体的に説明する。
（実施例１〜４、比較例１、２）
本実施例および比較例は、片状黒鉛鋳鉄（ＦＣ２３０）製のシリンダボア（内径８６ｍｍφ）の内面に対して表面ピットの形成を行った。
<表面ピットの形成方法>
シリンダボア内面に高圧流体としての水を噴射する方法としては、図４に示す装置を用いて行った。すなわち、シリンダボア１０の内側に高圧水噴射ノズル２１をもつノズルボデー２０を配置し、種々の噴射圧力とした高圧水３０（水道水）をシリンダボア１０の内面に噴射しながら、ノズルボデー２０を回転させ、回転軸方向に移動させた。高圧水噴射ノズル２１とシリンダボア１０内面との間隔は、１０ｍｍとした。ノズルボデー２０の回転速度は、６５０回転／分であり、ノズルボデー２０の回転軸方向の移動速度は、５ｍｍ／秒として一回処理を行った。種々の圧力の高圧水噴射により得られたシリンダボア１０を実施例１の試験試料とした。
また、高圧水の噴射圧力を２７０ＭＰａとして、ノズルボデー２０の回転軸方向の移動速度を変化させた試料を実施例２の試験試料とした。
実施例１、２ともに試験試料の表面硬度は、ＨＶ２２０程度である。
単気筒のＦＣ２３０シリンダライナをもつアルミエンジン（排気量５００ｍｌ）のライナ内面に高圧水を噴射（２８０ＭＰａ、ノズルボデー移動速度５ｍｍ／秒）し、実施例３の試験試料とした。そして、未処理のアルミエンジンを比較例１の試験試料とした。
円盤状のＦＣ２３０の表面に高圧水噴射を行った試料を実施例４の試験試料とした。高圧水噴射は、３００ＭＰａで高圧水噴射ノズルの移動速度を変化させて行った。
<シリンダボア内面の表面保油量>
実施例１、２の試験試料それぞれに対して表面保油量を測定した。表面保油量は、シリンダボア１０内面に１５０℃としたエンジンオイル（５Ｗ−３０）に６０秒間浸漬させ、その後、表面を綿布にて拭き取り前後の重量変化から単位面積あたりの保油量を求めた。
<表面粗さの測定>
実施例２の各試験試料の表面粗さを測定した。
表面粗さを示す指標としてＲｋ、Ｒｖｋを使用した。Ｒｋは主にテラス部分の表面粗さを示す指標であり、Ｒｖｋは主に表面ピット部分の表面粗さを示す指標である。Ｒｋ、Ｒｖｋは、断面曲線から求められる特殊粗さ曲線からさらに求められる相対負荷曲線（ＢＣ）から求められる。
Ｒｋは、ＢＣ曲線の相対負荷長さ（ｔｐ）方向に４０％幅で囲ったときの両端の深さの差が最小となる両端の２点を求めて、この２点間の曲線から最小自乗法による近似曲線を求めその直線の延長線と０％限界線と１００％限界線とのそれぞれの交点をＡ点、Ｂ点としたときに、Ａ点とＢ点との深さの差として求められる値である。
Ｒｖｋは、Ｂ点からの水平線とＢＣ曲線との交点をＤ点としたときに、線分ＢＤとＢＣ曲線と１００％限界線とに囲まれる面積と等しい面積となる線分ＢＤを底辺とする直角三角形の高さとして求められる値である。
実施例２の各試験試料の断面曲線を小坂研究所製「ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ  ＳＥ−３４００」により測定した。
測定した断面曲線から特殊粗さ曲線を求めた。特殊粗さ曲線を求める方法を以下に述べる。まず、断面曲線を平滑化（ＩＳＯガウシャンフィルタ）しうねり曲線を求め、うねり曲線と断面曲線とを比較して断面曲線が第１うねり曲線より高い場合には断面曲線を、低い場合には第１うねり曲線を結んだ曲線を求めた。求めた曲線を平滑化し、第２うねり曲線を求めた。断面曲線から第２うねり曲線を引いた曲線である特殊粗さ曲線を求めた。
この特殊粗さ曲線を高い部分から低い部分に並べ替えた相対負荷曲線を求めた。
<表面観察>
実施例２の試験試料について表面を金属顕微鏡で観察を行った。
<モータリング試験>
実施例３のアルミエンジンと比較例１のアルミエンジンとを用いて、それぞれ以下の条件でモータリング試験を行った。
回転数  ：毎分８００〜３０００回転のなかで、いくつかの回転数
試験時間：各々の回転数あたり１５分間
油温    ：６０℃、８０℃、１００℃、１２０℃
水温    ：６０℃、８０℃、１００℃、１２０℃
<表面摩擦耐久試験>
実施例４の試験試料のピットを形成した表面上にオイル（５Ｗ−３０）を軽く塗布し、試験試料を３００回転／分で回転させ、その表面の回転中心から１０ｍｍの部位に窒化ピストンリングを５ｍｍに切り出した切片をヘルツ応力が３０ＭＰａとなるように加圧して行った。高圧水噴射処理を行っていない試料についても同様に試験を行い比較例２とした。試験後の実施例４および比較例２の試験試料について表面の摩擦係数を測定した。
<試験結果>
実施例１の試験試料について表面保油量の測定結果を図５に示す。これより明らかなように、１４０ＭＰａ以上の噴射圧力とすると表面保油量が増加し、２４０ＭＰａ以上の噴射圧力とするとさらに表面保油量が増加することがわかった。
さらに、実施例２の試験試料について表面保油量とＲｖｋとの関係を図６に示す。これより明らかなように、表面保油量とＲｖｋとはよい相関関係を示し、Ｒｖｋが高くなると、それについて表面保油量も増加することがわかる。なお、ここに示したＲｖｋの値は、大きくなってもピットの深さはほぼ同等である。これは高圧水の噴射圧力が同じであるのでピットの深さも同じになったものと考えられる。したがって、ここに示したＲｖｋの値は、ピットの深さが深くなっていくことを示すものではなく、ピットの総数が増加していることを示している。
また、実施例２について断面曲線の一例を図７に、ＲｋとＲｖｋとの関係を図８に示す。図７の（ａ）には高圧水噴射前の試験試料の断面曲線が、（ｂ）には高圧水噴射後の試験試料の断面曲線が示されている。これより明らかなように、Ｒｖｋの増加、すなわちピット総数が増加してもピット部分以外の表面粗さは増加していないことがわかった。
また、実施例２の試験試料について表面観察の結果、図９に示すように、黒鉛粒が除去されている様子が明らかとなった。
モータリング試験の結果、フィリクションが３．２％低減することが明らかとなった。これは燃費に換算すると１．５％の燃費低減に相当するものである。
表面摩擦耐久試験の結果を図１０に示す。これより明らかなように、高圧水処理を行った試料はいずれもＲｖｋの値に関わらず耐久試験後の摩擦係数が低いことがわかった。
（実施例５〜１１、比較例３〜６）
<面粗さの測定方法>
実施例５〜１１、比較例３〜６において、面粗さを表す指標としてはＲｚを用いる。Ｒｚは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さ（０．２５ｍｍ）だけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した。最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したものである。本明細書では、Ｒｚの許しうる最大値によって表面粗さを指示し、たとえば、０．５Ｒｚとは、指定された表面から任意に抜き取った数カ所のＲｚの値の平均が、０μｍＲｚ以上、０．５μｍＲｚ以下であることを意味する。
<高圧水処理方法>
シリンダボア内面に高圧流体としての水を噴射する方法としては、実施例１〜４と同様に、図４に示す装置を用いて行った。すなわち、シリンダボア１０の内側に高圧水噴射ノズル２１をもつノズルボデー２０を配置し、種々の噴射圧力とした高圧水３０（水道水）をシリンダボア１０の内面に噴射しながら、ノズルボデー２０を回転させ、回転軸方向に移動させた。高圧水噴射ノズル２１とシリンダボア１０内面との間隔は、１０ｍｍとした。ノズルボデー２０の回転速度、ノズルボデー２０の回転軸方向のノズル移動速度、高圧水の噴射圧力等の処理条件は各々の試験試料毎に変化させた。
<試験試料>
（実施例５）
（ピット形成）
１．鋳鉄ライナ（ＦＣ２３０）の内面をボーリング後、ホーニング加工を行った。ホーニング仕上げの面粗さは０．５Ｒｚ以下にした。
２．高圧水処理を上記ＦＣライナに行った。処理条件は高圧水の噴射圧力２８０ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度３０ｍｍ／秒であった。
（表面状態）
図１１に示すような断面性状（粗さ曲線）をもつ表面が得られる。この表面のテラス部分ａの面粗さは０．３μｍＲｚと非常に小さく、鏡面に近いが、ピット部分ｂは深さの平均が５μｍとなっている。すなわち、表面の面粗さに大きな影響を与えることなく、鋭いピークをもつピットが形成された。
本発明の表面ピット形成方法を適用すると、図１２に示すように、平滑なテラス部分とピット部分とが混在した表面が得られることが特徴である。このように表面粗さが異なる部分を混在させることが可能な理由としては、被処理材の比較的強度が強い部分（高強度部：主にセメンタイト＋パーライト部分）は高圧水の噴射によっても何ら影響が及ぼされることがないが、高圧水の衝撃力以下の強度しか有しない部分（弱体部：主に片状グラファイト部分）は脱落もしくは凹みとなりピットが形成されるからである。
本実施例５では、図１２から明らかなように、片状グラファイトに加え、さらには片状グラファイトに囲まれたパーライト＋セメンタイトからなるマトリックス（高強度部）の一部（孤立部）もが脱落してピットが形成されている。
（実施例６）
（ピット形成）
１．鋳鉄ライナ（ＦＣ２３０）の内面をボーリング後、ホーニング加工を行った。ホーニング仕上げの面粗さは０．５Ｒｚ以下にした。
２．高圧水処理を上記ＦＣライナに行った。処理条件は高圧水の噴射圧力１５０ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度２ｍｍ／秒（往路）、３０ｍｍ／秒（復路）とした。
（表面状態）
本実施例６では、実施例５と比較して高圧水の噴射圧力を下げることで、孤立部の脱落まではさせずに、グラファイト部分（弱体部）のみを脱落させるものである（図１３）。この表面の面粗さは、テラス部分で０．５μｍＲｚ程度であって鏡面に近いのに対して、ピット部分は深さが平均３μｍ程度と、実施例５と同様の傾向を示している。
なお、高圧水処理を復路で３０ｍｍ／秒として行った理由としては、往路の２ｍｍ／秒の加工において加工速度が遅いために処理中に被処理表面に赤錆が発生するので、その赤錆を除去する目的で行ったものである。
（実施例７）
（ピット形成）
１．ＰＭＣ（Ｐｏｗｄｅｒ  Ｍｅｔｅｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔ）アルミライナの内面をボーリング後、ホーニング加工を行った。ホーニング仕上げの面粗さは０．４Ｒｚ以下にした。なお、ＰＭＣアルミは、アルミ合金粉とセラミックス粉とシリコン粒子とが焼結体として分散状態で混在しており、低強度の弱体部としてのアルミ合金部分と、相対的に高強度な高強度部としてのセラミックス粉およびシリコン粒子の部分が存在する。
２．高圧水処理を上記ＰＭＣアルミライナに行った。処理条件は高圧水の噴射圧力２８０ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度５ｍｍ／秒とした。
（表面状態）
高圧水処理によって弱体部が除去され、図１４に示す断面図のように、表面の面粗さに大きな影響を与えることなく、鋭いピークを有するピットが形成された。
したがって、被加工部材の表層部は、特に鋳鉄に限られず、高強度の部分（高強度部）と低強度の部分（弱体部）とが混在する表面であればどんな材質であっても適用可能であることが明らかとなった。
（実施例８）
（ピット形成）
１．シリンダブロックのＭＭＣ（Ｍｅｔａｌ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔ）製ボアの内面をボーリング後、ホーニング加工を行った。ホーニング仕上げの面粗さは０．５Ｒｚ以下にした。なお、ＭＭＣはアルミ素地（弱体部）にムライト粒子およびアルミナ・シリカ繊維（高強度部）を分散させたものである。
２．高圧水処理を上記ＭＭＣ製ボアに行う。処理条件は高圧水の噴射圧力２００ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度２０ｍｍ／秒である。
（表面状態）
高圧水処理によって弱体部が除去され、図１５に示す断面図のように、表面の面粗さに大きな影響を与えることなく、鋭いピークを有するピットが形成された。
このピットは、アルミ素地の部分が脱落して形成されたものである。したがって、被加工部材の表層部の弱体部は、他の部分よりも脱落しやすければ、連続するマトリックスを形成する部分であっても良いことが明らかとなった。
（実施例９）
（ピット形成）
１．鋳鉄ライナ（ＦＣ２３０）の内面をボーリング後、ホーニング加工を行う。ホーニング仕上げの面粗さは０．５Ｒｚ以下にする。
２．他の実施例では図１６（ａ）に示すように高圧水を噴射するノズル２１を回転方向に対して斜めに保持し、被加工部材の表面に均一に高圧水３０を噴射していたが、本実施例では、図１６（ｂ）に示すように、細線化したノズル２１の出口を回転進行方向に合わせ、被加工部材の処理幅が０．１ｍｍ以下になるようにした。
３．高圧水処理を上記ＦＣライナに行う。処理条件は高圧水の噴射圧力２８０ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度３０ｍｍ／秒である。
（表面状態）
図１７から明らかなように、被加工部材の表面には線状の凹み（処理部分）が認められ、未処理部分との際がはっきりしたものであった。
本実施例で用いたノズルを使用すると、この処理部分の形状は、今回のようにらせん状とする他、図１９に示すように、種々の形状とすることもできた。これらの形状は基本的にノズルの送り速度と、水流のｏｎ／ｏｆｆの適正な組み合わせで実現可能であるが、被加工部材の表面にマスキングを行うことでも達成できる。また、図１９に示した形状以外の形状であっても必要に応じて実現可能である。
なお、本実施例の処理部分は、マクロ的には線状に見えるが、図１７の丸で示した部分の拡大図である図１８に示すように、微視的には他の実施例と同じく微細なピットが集合してできたものである。
（実施例１０）
（ピット形成）
１．ＰＭＣアルミライナの内面をボーリング後、ホーニング加工を行う。ホーニング仕上げの面粗さは０．５Ｒｚ以下にする。
２．実施例９と同様のノズルを使用した。
３．高圧水処理を上記ＰＭＣアルミライナに行う。処理条件は高圧水の噴射圧力３００ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度６０ｍｍ／秒である。
（表面状態）
ＰＭＣアルミであっても鋳鉄ライナと同様の表面状態となった。すなわち、処理前の状態（図２０）および処理後の状態（図２１）から明らかなように、実施例９と同様に被加工部材の表面には線状の凹み（処理部分）が認められ、未処理部分との際がはっきりしたものであった。
（実施例１１）
（ピット形成）
１．鋳鉄ライナ（ＦＣ２３０）の内面をボーリング後、ホーニング加工を行う。ホーニング仕上げの面粗さは１．０Ｒｚ以下にする。
２．高圧水処理を上記ＦＣライナに行う。処理条件は高圧水の噴射圧力３００ＭＰａ、ノズル回転速度６５０ｒｐｍ、ノズル移動速度４ｍｍ／秒である。
３．高圧処理を行った後に表面をホーニング加工し、テラス部分の面粗さを０．５Ｒｚ以下とする。このとき、ピットの深さを５μｍ以上残るようなホーニングの加工代とする。
（表面状態）
高圧水処理によって、図２２に示すように、表面の面粗さに大きな影響を与えることなく、鋭いピークをもつピットを形成することができた。
したがって、本方法によって形成されるピットはその後のホーニング等の機械加工によって破壊されることなく残存できることが明らかとなった。ここでは示さないが、鋳鉄に限らず、他の素材であってもピット形成後に機械加工を行うことができた。
（比較例３〜６）
（試料）
比較例の試験試料として、ホーニング加工によって表面にクロスハッチを形成したもの（比較例３）、微細粒ショットピーニング処理を行ったもの（比較例４）、ＦＣライナとアルミライナについてそれぞれ表面をホーニング加工によって鏡面（０．５Ｒｚ）としたもの（比較例５、６）を用意した。
（表面状態）
比較例３の試験試料の表面の面粗さは２．８μｍＲｚであった（図２４）。そして、比較例４の微細粒ショットピーニング処理を行ったもの（図２５）と、鏡面加工したもの（比較例５（ＦＣ２３０）：図２６、比較例６（アルミ）：図２７）とについて断面形状を示す。
<試験>
（摩擦係数の測定試験）
ピット深さとピット間距離（高圧流体の噴射がされていない部分の長さ）の平均値とが、摩擦係数に及ぼす影響について測定した。
ピット間距離の平均値は、ノーマルな孔状のピットでは、そのままピットの深さとピットとピットとの間の最短距離の平均値を、また実施例９、１０のような線状に形成したピット群では線状ピット群と隣り合う線状ピット群との平均距離を表す。
試験は、実施例３〜１１、比較例３〜６の試験試料であるφ８２〜φ８６の内径をもつ、ライナ、ボアの内面を高圧水処理した試験試料のそれぞれ一部を切り出した試験片と、窒化ピストンリングとを３００サイクル／秒で摺動幅４０ｍｍ、ヘルツ応力１６０ＭＰａで摺動させることにより行った。このときにＳＪ級５Ｗ−３０のオイルを１ｍｌ／ｍｉｎ（常に表面がオイルで潤滑される状態）で滴下、供給した。
（結果）
結果を図２３に示す。なお、ピット深さをｄとピット間距離の平均値をｐと表した。図より明らかなように、ピット深さ５μｍではピット間距離が０．１ｍｍ〜１．４ｍｍ程度が、ピット深さ１０μｍではピット間距離が０．２５ｍｍ〜２．８ｍｍ程度が、ピット深さ２０μｍではピット間距離が０．４ｍｍ〜４．５ｍｍ程度がそれぞれ従来のホーニング処理を行った表面よりも摩擦係数が低かった。したがって、ピット深さ（ｄ）とピット間距離（ｐ）との好ましい関係を一般化すると、２０ｄ≦ｐ≦２００ｄ程度が好ましい範囲といえる。ｐが、２０ｄより小さくなると摩擦係数が急激に上昇し、２００ｄより大きくなるとオイルが切れ始めスカッフが生じやすくなる。なお、特に結果を示さないが、ピット深さと高圧流体の噴射がされていない部分の長さとの関係においてもピット深さとピット間距離との関係と同様の傾向を示した。
（スカッフ発生試験）
摩擦係数と、スカッフ発生までの時間との関係を測定した。
試験は、実施例５〜１１、比較例３〜６の試験試料であるφ８２〜φ８６の内径をもつ、ライナ、ボアの内面を高圧水処理した試験試料のそれぞれ一部を切り出した試験片と、窒化ピストンリングとを３００サイクル／秒で摺動幅４０ｍｍ、で摺動させることにより行った。このときにヘルツ応力を摩擦係数の測定時では１６０ＭＰａとし、スカッフ発生までの時間の測定では４８ＭＰａとした。このときに摩擦面に対してＳＪ級５Ｗ−３０のオイルを試験開始前に０．３ｍｇ／ｃｍ2となるように供給した。
（結果）
結果を図２８に示す。図より明らかなように、従来のホーニングによるクロスハッチ加工（比較例３）の試験試料に対し、各実施例の高圧水処理を行った試験試料は摩擦係数が小さく、かつスカッフが発生するまでの時間も長くなっている。一方、ただの鏡面化しただけの比較例５、６の試験試料は初期の摩擦は小さいものの、スカッフが発生するまでの時間は比較例３の試験試料よりも短くなっている。実施例５〜１１の各試験試料が望ましい性質を有するのは小さな面粗さで摩擦を小さくでき、さらに適度な深さと数とをもつピットがオイル溜まりとなってスカッフを防止しているからだと考えられる。
また、微細粒ショットピーニング処理を行った比較例４の試験試料は、ディンプルがオイル溜まりとなって、耐スカッフ性は良好なものの、図２４のように、、満遍なく凹凸を有し、低μとするために必要なテラス部がないことから摩擦係数が大きくなっている。
以上述べてきたように、本発明は、簡便で安価に効果的な表面ピットの形成方法と表面ピットをもつ部材とを提供できるという効果がある。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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