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JP2005161419A - Manufacturing method of sliding member and sliding member manufactured thereby - Google Patents

Manufacturing method of sliding member and sliding member manufactured thereby Download PDF

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JP2005161419A
JP2005161419A JP2003400044A JP2003400044A JP2005161419A JP 2005161419 A JP2005161419 A JP 2005161419A JP 2003400044 A JP2003400044 A JP 2003400044A JP 2003400044 A JP2003400044 A JP 2003400044A JP 2005161419 A JP2005161419 A JP 2005161419A
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Japan
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sliding member
sliding
manufacturing
spherical particles
concave portion
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JP2003400044A
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Japanese (ja)
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Manabu Wakuta
学 和久田
Minoru Ota
稔 太田
Tatsuomi Nakayama
達臣 中山
和彦 ▲高▼嶋
Kazuhiko Takashima
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】 製造効率が良好で、製造コストを低減し得る、摺動部材の製造方法およびこれにより製造される摺動部材を提供する。
【解決手段】 相手材と潤滑剤を介して互いに摺動し合う際にオイル溜まりとなるべき凹部が分布し、かつ、前記凹部を除いた部位が平滑である摺動表面を有する摺動部材の製造方法であって、摺動表面に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部形成工程により凹部周辺に生成する微小凸部を、マイクロブラスト加工により除去する凸部除去工程と、を有している。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sliding member manufacturing method and a sliding member manufactured thereby, which have good manufacturing efficiency and can reduce manufacturing costs.
Disclosed is a sliding member having a sliding surface in which concave portions to be oil pools are distributed when sliding against each other via a mating member and a lubricant, and a portion excluding the concave portions is smooth. A manufacturing method, comprising: a concave portion forming step for forming a concave portion on a sliding surface; and a convex portion removing step for removing micro convex portions generated around the concave portion by the concave portion forming step by microblasting. .
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、潤滑剤を介して互いに摺動し合う摺動部材の製造方法に係わり、特に、オイル溜まりとして作用する凹部を摺動表面に分布させた摺動部材の製造方法およびそれにより製造される摺動部材に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a sliding member that slides on each other via a lubricant, and in particular, a manufacturing method of a sliding member in which concave portions that act as oil reservoirs are distributed on a sliding surface and the manufacturing method thereof. The present invention relates to a sliding member.

軸受や自動車部品の摺動部材にあっては、相手材と潤滑剤を介して互いに摺動し合う際にオイル溜まりとなる凹部が形成されることがある。このように摺動表面に凹部を形成する製造方法として、例えばレーザ光を照射する方法(レーザ加工)が公知である(例えば、特許文献1を参照)。   In a sliding member of a bearing or an automobile part, a concave portion that becomes an oil reservoir may be formed when the counterpart material and the lubricant slide with each other. As a manufacturing method for forming the concave portion on the sliding surface in this manner, for example, a method of irradiating laser light (laser processing) is known (for example, see Patent Document 1).

また、レーザ加工による凹部の形成に際して、例えば工作物である摺動部材が金属材料である場合、レーザ光が照射された個所には凹部が形成されるものの、レーザ光の照射によって溶融した金属は昇華して分離除去されるわけではなく、凹部の周辺で冷却されて再び固まってしまうため、凹部周辺に微小凸部として残留する。このため、この凸部除去を目的として、特許文献2では、超仕上研磨を施し、凹部を除いた部位を平滑に仕上げるようにしている。   In addition, when forming the recess by laser processing, for example, when the sliding member, which is a workpiece, is a metal material, the metal melted by the irradiation of the laser beam is formed although the recess is formed at the portion irradiated with the laser beam. It is not separated and removed by sublimation, but is cooled around the recess and solidifies again, so that it remains as a minute projection around the recess. For this reason, for the purpose of removing this convex part, in patent document 2, super finishing polishing is performed and the site | part except the recessed part is finished smoothly.

しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載された摺動部材の製造方法にあっては、超仕上研磨が比較的加工能率の低い工法であるため、最終的に得られる摺動部材の製造コストが高価になってしまうという問題点があった。   However, in the manufacturing method of the sliding member described in Patent Document 1 and Patent Document 2, super finishing polishing is a method with a relatively low processing efficiency, and thus the manufacturing cost of the sliding member finally obtained is low. There was a problem that would become expensive.

また、加工能率を高めようとして番手が粗めの超仕上砥石を選定すると、凹部を除いた平坦部の表面粗さを良好に仕上げることが困難である。このため、超仕上砥石の番手を少なくとも2段階に設定して、凸部除去を目的とした粗めの番手による超仕上研磨工程と、平坦部の平滑化を目的とした細かめの番手による超仕上研磨工程とを別々に行わなければならず、やはり摺動部材の製造コストが高価になってしまう。   In addition, when a super-finishing grindstone with a coarse count is selected in order to increase the processing efficiency, it is difficult to satisfactorily finish the surface roughness of the flat portion excluding the concave portion. For this reason, the super finishing grindstone count is set to at least two stages, the super finishing polishing process with a coarse count for the purpose of removing the convex portion, and the super finishing grind with the aim of smoothing the flat portion. The finish polishing step must be performed separately, which again increases the manufacturing cost of the sliding member.

さらに、レーザ加工によって凹部を形成する場合、形成された凹部の底面は荒れた状態になり、潤滑剤の流れに乱れが生じてしまうために、摺動摩擦特性を向上させる効果が得られにくいという問題点があった。
特開平7−133704号公報 特開2001−254808号公報
Further, when forming the recess by laser processing, the bottom surface of the formed recess becomes rough, and the flow of the lubricant is disturbed, so that the effect of improving the sliding friction characteristics is difficult to obtain. There was a point.
JP 7-133704 A JP 2001-254808 A

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、製造効率が良好で、製造コストを低減し得る、摺動部材の製造方法およびこれにより製造される摺動部材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the problems associated with the prior art described above, and provides a manufacturing method of a sliding member and a sliding member manufactured thereby, which have good manufacturing efficiency and can reduce manufacturing costs. The purpose is to provide.

本発明の目的は、下記する手段により達成される。   The object of the present invention is achieved by the following means.

本発明は、相手材と潤滑剤を介して互いに摺動し合う際にオイル溜まりとなるべき凹部が分布し、かつ、前記凹部を除いた部位が平滑である摺動表面を有する摺動部材の製造方法において、
前記摺動表面に前記凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程により凹部周辺に生成する微小凸部を、マイクロブラスト加工により除去する凸部除去工程と、を有していることを特徴とする摺動部材の製造方法である。
The present invention provides a sliding member having a sliding surface in which concave portions to be oil reservoirs are distributed when sliding against each other via a counterpart material and a lubricant, and a portion excluding the concave portions is smooth. In the manufacturing method,
A recess forming step of forming the recess on the sliding surface;
A method of manufacturing a sliding member, comprising: a convex portion removing step of removing micro convex portions generated around the concave portion by the concave portion forming step by microblasting.

また、本発明は、前記摺動表面に前記凹部を形成する前記凹部形成工程と、前記凹部形成工程により凹部周辺に生成する微小凸部をマイクロブラスト加工により除去する前記凸部除去工程とにより製造される摺動部材である。   Further, the present invention is manufactured by the concave portion forming step of forming the concave portion on the sliding surface and the convex portion removing step of removing micro convex portions generated around the concave portion by the concave portion forming step by microblasting. This is a sliding member.

本発明に係る摺動部材の製造方法およびそれにより製造される摺動部材によれば、摺動部材の表面に、凹部を分布させ、かつ凹部周辺に生成する微小凸部を除去して凹部を除いた部位を平滑に仕上げることにより、相手材と潤滑材を介して互いに摺動し合う際にオイル溜まりとして機能させる場合にあっては、摩擦し合う摺動面同士の接触部に十分に潤滑油を行き届かせ、潤滑性能が向上し得る摺動部材を安価な製造コストで提供することができる。   According to the manufacturing method of the sliding member and the sliding member manufactured thereby according to the present invention, the concave portions are distributed on the surface of the sliding member and the minute convex portions generated around the concave portions are removed to form the concave portions. By smoothing the removed part, if it functions as an oil reservoir when sliding against each other through the mating material and lubricant, the contact part between the frictional sliding surfaces should be sufficiently lubricated It is possible to provide a sliding member that can improve the lubrication performance by distributing the oil at a low manufacturing cost.

以下、本発明に係る摺動部材の製造方法およびそれにより製造される摺動部材について、詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the sliding member which concerns on this invention, and the sliding member manufactured by it are demonstrated in detail.

本発明の摺動部材の製造方法に関しては、摺動部材とすべきワークの被処理面である表面に、凹部形成処理と、それに続く凸部除去処理とを施すことによって、分布した凹部と平坦部とで構成される摺動表面を形成することができる。   Regarding the manufacturing method of the sliding member according to the present invention, the surface of the workpiece, which is the surface to be processed as the sliding member, is subjected to the concave forming process and the subsequent convex removing process so that the distributed concave and flat surfaces are obtained. A sliding surface constituted by the portion can be formed.

凹部形成処理としては、ショットブラスト加工、マイクロロールフォーミング加工およびレーザ加工のうちのいずれか一つを選択することができる。つまり、例えば金属から成る高硬度の摺動部材の場合であっても、塑性変形あるいは熱による変形を生じさせることにより、有効な凹部を形成することができるからである。   As the recess forming process, any one of shot blasting, micro roll forming, and laser processing can be selected. That is, even in the case of a high-hardness sliding member made of metal, for example, an effective recess can be formed by causing plastic deformation or heat deformation.

ショットブラスト加工で用いる球状粒子の直径は、0.1mm〜0.5mmの範囲であることが好ましい。また、球状粒子は、セラミックあるいはセラミックコーティングされた球状粒子から成ることが好ましい。   The diameter of the spherical particles used for shot blasting is preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm. The spherical particles are preferably composed of ceramic or ceramic-coated spherical particles.

この理由は、球状粒子の直径が0.1mmに満たないときには、形成される微小凹部の開口部の直径が小さくなり、オイル溜まりとして機能する凹部が実質的に形成できなくなるからであり、一方、球状粒子の直径が0.5mmを超えるときには、形成される微小凹部の開口部の直径が大きくなってしまい、オイル溜まりとして十分に機能しなくなってしまうからである。また、球状粒子がセラミックよりも軟らかい材質であるときには、ワークである摺動部材に十分な塑性変形を生じさせることができず、有効な凹部が形成されない可能性があるからである。   The reason for this is that when the diameter of the spherical particles is less than 0.1 mm, the diameter of the opening of the micro-recess formed is reduced, and the recess functioning as an oil reservoir cannot be formed substantially, This is because when the diameter of the spherical particles exceeds 0.5 mm, the diameter of the opening of the minute recess formed is increased and the oil reservoir does not function sufficiently. In addition, when the spherical particles are made of a material softer than ceramic, sufficient sliding deformation cannot be generated in the sliding member that is a workpiece, and effective concave portions may not be formed.

凸部除去処理としては、直径が2μm〜50μmの範囲である球状粒子を、投射圧0.1MPa〜0.5MPaの範囲で投射するマイクロブラスト加工であることが好ましい。   The convex portion removal treatment is preferably a microblast process in which spherical particles having a diameter in the range of 2 μm to 50 μm are projected at a projection pressure in the range of 0.1 MPa to 0.5 MPa.

つまり、球状粒子の直径が2μmに満たないときには、十分な加工能力を有しないため、実質的に微小凸部を除去する能力が不足しているからであり、一方、球状粒子の直径が50μmを超えるときには、凹部を除いた平坦部の表面粗さを良好に仕上げることができなくなってしまうからである。また、上記投射圧が0.1MPaに満たないときには、微小凸部を除去する能力が不足しており、0.5MPaを超えるときには、凹部を除いた平坦部の表面粗さを良好に仕上げることができなくなってしまうからである。   That is, when the diameter of the spherical particles is less than 2 μm, it does not have sufficient processing capability, and therefore the ability to remove the minute convex portions is substantially insufficient, while the diameter of the spherical particles is 50 μm. This is because when it exceeds, the surface roughness of the flat portion excluding the concave portion cannot be satisfactorily finished. Further, when the projection pressure is less than 0.1 MPa, the ability to remove minute convex portions is insufficient, and when it exceeds 0.5 MPa, the surface roughness of the flat portion excluding the concave portions can be satisfactorily finished. It will be impossible.

また、球状粒子は、超硬あるいはセラミックから成ることが望ましい。   The spherical particles are preferably made of cemented carbide or ceramic.

つまり、球状粒子が超硬よりも軟らかい材質であるときには、摺動部材に塑性変形を生じさせることができず、凸部除去ができない可能性があるからである。   That is, when the spherical particles are made of a material softer than cemented carbide, the sliding member cannot be plastically deformed, and the convex portion may not be removed.

さらにまた、本発明に係る摺動部材は、凹部が分布し、かつ凹部を除いた部位が平滑である摺動表面を有してなる。摺動表面に分散している凹部が、相手材と潤滑剤を介して互いに摺動し合う際にオイル溜まりとして機能し、摩擦係数が大幅に低減することになる。   Furthermore, the sliding member according to the present invention has a sliding surface in which concave portions are distributed and a portion excluding the concave portions is smooth. The concave portions dispersed on the sliding surface function as an oil reservoir when sliding against each other via the counterpart material and the lubricant, and the friction coefficient is greatly reduced.

凹部の分布については、相手材の表面と潤滑剤を介して互いに摺動し合う摺動表面に対する凹部の合計面積率を5%〜40%の範囲とすることが望ましい。   About distribution of a recessed part, it is desirable to make the total area ratio of a recessed part with respect to the sliding surface which mutually slides through the surface of a counterpart material and a lubricant into the range of 5%-40%.

つまり、上記合計面積率が5%に満たないときには、オイル溜まりとして実質的に機能しないので、摩擦の低減効果が十分に得られないからである。一方、上記合計面積率が40%を超えたときには、摺動時に発生するヘルツ接触面圧に十分に耐えることができずに、凹部を起点とした微細クラックの形成によるピッチングおよびこれに伴うスカッフィング生じてしまい、その結果、摺動面の粗さが悪化して摩擦の低減効果が減少する可能性があるからである。   That is, when the total area ratio is less than 5%, the oil does not substantially function as an oil reservoir, so that the effect of reducing friction cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the total area ratio exceeds 40%, it cannot sufficiently withstand the Hertz contact surface pressure generated during sliding, and pitching due to the formation of fine cracks starting from the recesses and scuffing associated therewith occurs. As a result, the roughness of the sliding surface is deteriorated, and the friction reducing effect may be reduced.

さらに、摺動表面における凹部を除いた平坦部の部位については、その表面粗さRaが0.3μmを超えると、摺動時に発生するヘルツ接触面圧に十分に耐えきれなくなってスカッフィングが生じてしまい、摺動面の粗さが悪化することによって、上記と同様に摩擦が急増してしまう傾向がある。したがって、摺動表面における、凹部を除いた平坦部の部位の表面粗さを中心線平均粗さRaで0.3μm以下とすることが望ましい。   Furthermore, with respect to the portion of the flat portion excluding the concave portion on the sliding surface, if the surface roughness Ra exceeds 0.3 μm, scuffing occurs due to insufficient resistance to the Hertz contact surface pressure generated during sliding. As a result, the roughness of the sliding surface deteriorates, so that the friction tends to increase rapidly as described above. Therefore, it is desirable that the surface roughness of the flat portion excluding the concave portion on the sliding surface is 0.3 μm or less in terms of the center line average roughness Ra.

本発明に係る摺動部材の製造方法を具現化した加工装置の実施形態およびその作用について、図面を参照しつつ説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a processing apparatus that embodies a manufacturing method of a sliding member according to the present invention and the operation thereof will be described with reference to the drawings.

(本発明の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る、摺動部材の被処理面に対して凹部形成処理を施す加工装置10aを示す概略構成図である。
(Embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a processing apparatus 10a that performs a recess forming process on a surface to be processed of a sliding member according to an embodiment of the present invention.

凹部形成処理を施す加工装置10aは、概説すれば、摺動部材とすべきワークとしての円筒部材Wを回転駆動する駆動手段20aと、円筒部材Wの外周面に向けて硬質の球状粒子(ショット)32aを投射するショットブラスト装置30aと、を有している。円筒部材Wは、例えば、カムシャフトやクランクシャフトの円筒部材であり、例えば焼入れ鋼または鋳鉄から成る。この円筒部材Wの外周表面が、凹部を形成すべき被処理面となる。   The processing apparatus 10a that performs the recess forming process generally includes a driving means 20a that rotationally drives a cylindrical member W as a work to be a sliding member, and hard spherical particles (shot) toward the outer peripheral surface of the cylindrical member W. ) A shot blasting device 30a for projecting 32a. The cylindrical member W is, for example, a cylindrical member of a camshaft or a crankshaft, and is made of, for example, hardened steel or cast iron. The outer peripheral surface of the cylindrical member W is a surface to be processed on which a recess is to be formed.

そして、円筒部材Wの外周面に対して、ショットブラスト装置30aから球状粒子32aを投射することにより、円筒部材Wの外周面に凹部を形成する凹部形成処理すなわちショットブラスト処理を施す。円筒部材Wに凹部形成処理を施すことにより、凹部が分布した摺動表面を有する摺動部材が製造される。図示例では、円筒部材Wの上部部分がショトブラスト処理により凹部が形成される加工部となる。加工部は、円筒部材Wの回転に伴って順次移動することになる。   Then, by projecting the spherical particles 32a from the shot blasting device 30a onto the outer peripheral surface of the cylindrical member W, a concave portion forming process for forming a concave portion on the outer peripheral surface of the cylindrical member W, that is, a shot blasting process is performed. By subjecting the cylindrical member W to the recess formation process, a sliding member having a sliding surface in which the recesses are distributed is manufactured. In the example of illustration, the upper part of the cylindrical member W becomes a process part in which a recessed part is formed by shot blasting. The processing portion sequentially moves as the cylindrical member W rotates.

図2は、本発明の一実施形態に係る、摺動部材の被処理面に対して凸部除去処理を施す加工装置10bを示す概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a processing apparatus 10b that performs a convex portion removing process on a surface to be processed of a sliding member according to an embodiment of the present invention.

凸部除去処理を施す加工装置10bの本体は、加工装置10aと共通とすることができるため、以下では、加工装置10aとの相違点のみについて概説する。   Since the main body of the processing apparatus 10b that performs the convex portion removal process can be made common to the processing apparatus 10a, only the differences from the processing apparatus 10a will be outlined below.

すなわち、円筒部材Wの外周面に向けて硬質の球状粒子32bを投射するマイクロブラスト装置30bを有している。   That is, the microblast device 30b that projects the hard spherical particles 32b toward the outer peripheral surface of the cylindrical member W is provided.

そして、円筒部材Wの外周面に対して、マイクロブラスト装置30bから球状粒子32bを投射することにより、円筒部材Wの外周面の凸部除去処理すなわちマイクロブラスト処理を施す。円筒部材Wに凸部除去処理を施すことにより、凹部周辺に生成した微小凸部が除去され、凹部を除いた平坦部が平滑化された摺動表面を有する摺動部材が製造される。   Then, by projecting the spherical particles 32b from the microblast device 30b onto the outer peripheral surface of the cylindrical member W, the convex portion removal processing of the outer peripheral surface of the cylindrical member W, that is, microblast processing is performed. By subjecting the cylindrical member W to the convex portion removal process, a minute convex portion generated around the concave portion is removed, and a sliding member having a sliding surface in which the flat portion excluding the concave portion is smoothed is manufactured.

以下、加工装置10aおよび加工装置10bを詳述する。   Hereinafter, the processing apparatus 10a and the processing apparatus 10b will be described in detail.

前記駆動手段20aは、円筒部材Wの回転軸Waを着脱自在に把持する図示しないチャック、当該チャックに連結され円筒部材Wを回転駆動するモータMなどから構成されている。円筒部材Wは、図中矢印で示される回転方向に回転する。円筒部材Wの回転速度は、モータMの回転速度を調整することにより、可変自在となっている。円筒部材Wは、例えば、30rpmで回転する。   The driving means 20a includes a chuck (not shown) that detachably holds the rotation shaft Wa of the cylindrical member W, a motor M that is connected to the chuck and rotationally drives the cylindrical member W, and the like. The cylindrical member W rotates in the rotation direction indicated by the arrow in the figure. The rotational speed of the cylindrical member W can be varied by adjusting the rotational speed of the motor M. The cylindrical member W rotates at 30 rpm, for example.

前記ショットブラスト装置30aは、円筒部材Wの上方に配置されている。粒子タンク33aに貯蔵された球状粒子32aは、粒子供給装置35aを経て、配管ホース36aに供給される。配管ホース36aの一端には、球状粒子32aを運搬する媒体である気体(例えば、エアー)を供給する供給源34aが接続され、配管ホース36aの他端には、ブラストノズル31aが接続されている。配管ホース36aに供給された球状粒子32aは、球状粒子運搬媒体に混合される。   The shot blasting device 30a is disposed above the cylindrical member W. The spherical particles 32a stored in the particle tank 33a are supplied to the pipe hose 36a via the particle supply device 35a. A supply source 34a for supplying a gas (for example, air) that is a medium for carrying the spherical particles 32a is connected to one end of the pipe hose 36a, and a blast nozzle 31a is connected to the other end of the pipe hose 36a. . The spherical particles 32a supplied to the pipe hose 36a are mixed with the spherical particle carrying medium.

ブラストノズル31aの先端は、加工部から所定距離離間した位置に配置されている。前記離間する距離は、例えば、100mmである。投射する球状粒子32aの直径は0.1mm〜0.5mmの範囲、投射圧は0.1MPa〜0.5MPaの範囲で適宜選択される。一例を挙げれば、直径0.3mmのジルコニアセラミックからなる球状粒子32aが、噴射圧力0.5MPaで投射される。   The tip of the blast nozzle 31a is disposed at a position spaced a predetermined distance from the processing portion. The separation distance is, for example, 100 mm. The diameter of the spherical particles 32a to be projected is appropriately selected within the range of 0.1 mm to 0.5 mm, and the projection pressure is appropriately selected within the range of 0.1 MPa to 0.5 MPa. As an example, spherical particles 32a made of zirconia ceramic having a diameter of 0.3 mm are projected at an injection pressure of 0.5 MPa.

図中符号21aは、加工装置10a全体の制御を司るコントローラを示し、当該コントローラ21aは、駆動手段20a、供給源34aおよび粒子供給装置35aの作動を制御する。   Reference numeral 21a in the drawing represents a controller that controls the entire processing apparatus 10a, and the controller 21a controls the operation of the driving means 20a, the supply source 34a, and the particle supply apparatus 35a.

上記の加工装置10aによる凹部形成処理に続き、加工装置10bによる凸部除去処理が施される。   Following the recess forming process by the processing apparatus 10a, a protrusion removing process by the processing apparatus 10b is performed.

前記駆動手段20bは、円筒部材Wの回転軸Waを着脱自在に把持する図示しないチャック、当該チャックに連結され円筒部材Wを回転駆動するモータMなどから構成されている。円筒部材Wは、図中矢印で示される回転方向に回転する。円筒部材Wの回転速度は、モータMの回転速度を調整することにより、可変自在となっている。円筒部材Wは、例えば、30rpmで回転する。   The driving means 20b includes a chuck (not shown) that detachably holds the rotation shaft Wa of the cylindrical member W, a motor M that is connected to the chuck and rotationally drives the cylindrical member W, and the like. The cylindrical member W rotates in the rotation direction indicated by the arrow in the figure. The rotational speed of the cylindrical member W can be varied by adjusting the rotational speed of the motor M. The cylindrical member W rotates at 30 rpm, for example.

前記マイクロブラスト装置30bは、円筒部材Wの上方に配置されている。粒子タンク33bに貯蔵された球状粒子32bは、粒子供給装置35bを経て、配管ホース36bに供給される。配管ホース36bの一端には、球状粒子32bを運搬する媒体である気体(例えば、エアー)を供給する供給源34bが接続され、配管ホース36bの他端には、ブラストノズル31bが接続されている。配管ホース36bに供給された球状粒子32bは、球状粒子運搬媒体に混合される。   The microblast device 30b is disposed above the cylindrical member W. The spherical particles 32b stored in the particle tank 33b are supplied to the pipe hose 36b via the particle supply device 35b. One end of the pipe hose 36b is connected to a supply source 34b that supplies a gas (for example, air) that is a medium for carrying the spherical particles 32b, and the other end of the pipe hose 36b is connected to a blast nozzle 31b. . The spherical particles 32b supplied to the pipe hose 36b are mixed with the spherical particle carrying medium.

ブラストノズル31bの先端は、加工部から所定距離離間した位置に配置されている。前記離間する距離は、例えば、100mmである。投射する球状粒子32bの直径は2μm〜50μmの範囲、投射圧は0.1MPa〜0.5MPaの範囲で適宜選択される。一例を挙げれば、直径20μmのアルミナセラミックからなる球状粒子32bが、噴射圧力0.5MPaで投射される。   The tip of the blast nozzle 31b is disposed at a position spaced a predetermined distance from the processing portion. The separation distance is, for example, 100 mm. The diameter of the spherical particles 32b to be projected is appropriately selected in the range of 2 to 50 μm, and the projection pressure is appropriately selected in the range of 0.1 to 0.5 MPa. As an example, spherical particles 32b made of alumina ceramic having a diameter of 20 μm are projected at an injection pressure of 0.5 MPa.

図中符号21bは、加工装置10b全体の制御を司るコントローラを示し、当該コントローラ21bは、駆動手段20b、供給源34bおよび粒子供給装置35bの作動を制御する。   Reference numeral 21b in the figure denotes a controller that controls the entire processing apparatus 10b, and the controller 21b controls the operation of the driving means 20b, the supply source 34b, and the particle supply apparatus 35b.

上述したように、本実施形態に係る加工装置10aおよび加工装置10bは、摺動部材を製造するに際して、摺動部材とすべきワークの被処理面に、直径が0.1mm〜0.5mmの範囲である球状粒子32aを、投射圧が0.1MPa〜0.5MPaの範囲で投射して、被処理面に凹部を形成する凹部形成処理を施した後、摺動部材とすべきワークの被処理面に、直径が2μm〜50μmの範囲である球状粒子32bを、投射圧が0.1MPa〜0.5MPaの範囲で投射して、被処理面の微小凸部を除去する凸部除去処理を施し、凹部が分布した摺動表面を形成する摺動部材の製造方法を具現化したものであり、相手材と潤滑剤を介して摺動し合う摺動部材の摺動表面に凹部を分布させることができ、相手材との間の摩擦を大幅に低減した摺動部材を得ることができる。   As described above, when manufacturing the sliding member, the processing apparatus 10a and the processing apparatus 10b according to the present embodiment have a diameter of 0.1 mm to 0.5 mm on the surface to be processed of the workpiece to be the sliding member. After projecting the spherical particles 32a in a range of a projection pressure in the range of 0.1 MPa to 0.5 MPa and performing a recess formation process for forming a recess on the surface to be processed, the coverage of the workpiece to be a sliding member Projection removal processing is performed by projecting spherical particles 32b having a diameter in the range of 2 μm to 50 μm on the processing surface in a range of projection pressure of 0.1 MPa to 0.5 MPa to remove the microprojections on the processing surface. And a method of manufacturing a sliding member that forms a sliding surface in which concave portions are distributed, and the concave portions are distributed on the sliding surface of the sliding member that slides with a counterpart material via a lubricant. Can significantly reduce friction with the mating material A sliding member can be obtained.

また、その製造に際して、凹部形成工程と凸部除去工程を1台の加工装置で処理できるようにしているので、製造工程の大幅な簡略化をも実現することができる。すなわち、凹部形成工程としてショットブラスト加工を選定したため、直径が0.1〜0.5mmの範囲である球状粒子(ショット)を噴射する投射ユニットと、直径が2〜50μmの範囲である球状粒子を噴射する投射ユニットとの2系統の噴射ユニットを設けることにより、凹部形成工程と凸部除去工程とを1台のブラスト加工機で行うことができるからである。   Further, since the concave portion forming step and the convex portion removing step can be processed by one processing apparatus during the manufacturing, the manufacturing process can be greatly simplified. That is, since shot blasting was selected as the recess forming step, a projection unit for injecting spherical particles (shots) having a diameter in the range of 0.1 to 0.5 mm and spherical particles having a diameter in the range of 2 to 50 μm This is because by providing two injection units including a projection unit for injection, the concave portion forming step and the convex portion removing step can be performed by a single blasting machine.

(対比例)
レーザ加工によって摺動部材の摺動表面に凹部を形成した後に、超仕上研磨によって凹部周辺の微小凸部を除去することにより、円筒部材の外周表面に凹部を形成した。この結果、円筒部材には、前記実施形態と同様の凹部が分布した表面が形成された。
(Comparison)
After forming concave portions on the sliding surface of the sliding member by laser processing, the concave portions were formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member by removing minute convex portions around the concave portions by superfinish polishing. As a result, the cylindrical member was formed with a surface in which concave portions similar to those in the above embodiment were distributed.

しかしながら、製造に要したトータルの時間は、前記実施形態の場合と比較して約2倍となった。   However, the total time required for manufacturing is about twice that of the above embodiment.

以上説明したように、本発明は、摺動特性に優れる摺動部材の製造方法において、ブラスト工法の開発を鋭意行ってきた結果、製造工程の簡略化に直結する大きな効果が得られる加工技術を見出したものであって、工業的に有益なものである。すなわち、本発明によれば、製造工程が簡便で製造コストを安くすることができる、摺動部材の製造方法を提供できた。   As described above, the present invention has developed a processing technique that has a great effect directly related to the simplification of the manufacturing process as a result of intensive development of the blasting method in the manufacturing method of the sliding member having excellent sliding characteristics. It has been found and is industrially useful. That is, according to this invention, the manufacturing method of the sliding member which can simplify a manufacturing process and can reduce manufacturing cost was able to be provided.

また、特に凹部形成工程としてショットブラスト加工を選定した場合、直径が0.1〜0.5mmの範囲である球状粒子(ショット)を噴射する投射ユニットと、直径が2〜50μmの範囲である球状粒子を噴射する投射ユニットとの2系統の噴射ユニットを設けることにより、凹部形成工程と凸部除去工程とを1台のブラスト加工機で行うことができるので、摺動部材の表面に凹部を形成し、かつ凹部周辺に生成する微小凸部を除去して凹部を除いた平坦部を平滑に仕上げるのに際し、製造効率を高め、引いては、製造コストを低減することが可能となる。   In particular, when shot blasting is selected as the recess forming step, a projection unit for injecting spherical particles (shots) having a diameter in the range of 0.1 to 0.5 mm and a spherical shape having a diameter in the range of 2 to 50 μm. By providing two injection units including a projection unit for injecting particles, the concave portion forming step and the convex portion removing step can be performed with one blasting machine, so the concave portion is formed on the surface of the sliding member. In addition, when removing the fine convex portions generated around the concave portions to finish the flat portions excluding the concave portions smoothly, it is possible to increase the production efficiency and to reduce the production costs.

さらに、凹部がレーザ加工によって形成される場合にあっては、凹部の底面の面荒れを改善する効果が得られ、より大きな摩擦特性の向上効果を実現可能である。   Furthermore, when the concave portion is formed by laser processing, an effect of improving the surface roughness of the bottom surface of the concave portion can be obtained, and a greater effect of improving friction characteristics can be realized.

本発明は、オイル溜まりとして作用する凹部を摺動表面に分布させた摺動部材を製造する技術に適用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a technique for manufacturing a sliding member in which concave portions that function as oil reservoirs are distributed on a sliding surface.

本発明の一実施形態に係る、摺動部材の被処理面に対して凹部形成処理を施す加工装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the processing apparatus which performs a recessed part formation process with respect to the to-be-processed surface of a sliding member based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る、摺動部材の被処理面に対して凸部除去処理を施す加工装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the processing apparatus which performs a convex part removal process with respect to the to-be-processed surface of a sliding member based on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10a 凹部形成処理を施す加工装置、
10b 凸部除去処理を施す加工装置、
20a、20b 駆動手段、
21a、21b コントローラ、
30a、30b ショットブラスト装置、
31a、31b ブラストノズル、
32a、32b 球状粒子、
35a、35b 粒子供給装置、
W 円筒部材。



10a A processing device for performing a recess forming process,
10b Processing device for performing convex part removal processing,
20a, 20b driving means,
21a, 21b controller,
30a, 30b Shot blasting device,
31a, 31b blast nozzle,
32a, 32b spherical particles,
35a, 35b particle supply device,
W Cylindrical member.



Claims (8)

相手材と潤滑剤を介して互いに摺動し合う際にオイル溜まりとなるべき凹部が分布し、かつ、前記凹部を除いた部位が平滑である摺動表面を有する摺動部材の製造方法において、
前記摺動表面に前記凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程により凹部周辺に生成する微小凸部を、マイクロブラスト加工により除去する凸部除去工程と、を有していることを特徴とする摺動部材の製造方法。
In the manufacturing method of the sliding member having a sliding surface in which the concave portions to be oil reservoirs are distributed when sliding against each other via the counterpart material and the lubricant, and the portion excluding the concave portions is smooth,
A recess forming step of forming the recess on the sliding surface;
A method of manufacturing a sliding member, comprising: a convex portion removing step of removing micro convex portions generated around the concave portion by the concave portion forming step by microblasting.
前記凹部形成工程が、ショットブラスト加工、マイクロロールフォーミング加工およびレーザ加工のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の摺動部材の製造方法。   2. The method for manufacturing a sliding member according to claim 1, wherein the recess forming step is one of shot blasting, micro roll forming, and laser processing. 前記凹部形成工程が、前記摺動表面に、直径が0.1mm〜0.5mmの範囲である、セラミックあるいはセラミックコーティングされた球状粒子を投射するショットブラスト加工であることを特徴とする請求項1に記載の摺動部材の製造方法。   2. The recess forming step is a shot blasting process in which ceramic or ceramic-coated spherical particles having a diameter in a range of 0.1 mm to 0.5 mm are projected onto the sliding surface. The manufacturing method of the sliding member as described in any one of. 前記凸部除去工程が、前記摺動表面に、直径が2μm〜50μmの範囲である球状粒子を、投射圧が0.1MPa〜0.5MPaの範囲で投射するマイクロブラスト加工であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一つに記載の摺動部材の製造方法。   The convex portion removing step is a microblast process in which spherical particles having a diameter in a range of 2 μm to 50 μm are projected onto the sliding surface in a range of a projection pressure of 0.1 MPa to 0.5 MPa. The manufacturing method of the sliding member as described in any one of Claims 1-3 which do. 請求項4において、球状粒子が、超硬あるいはセラミックから成ることを特徴とする摺動部材の製造方法。   5. The method for manufacturing a sliding member according to claim 4, wherein the spherical particles are made of cemented carbide or ceramic. 請求項1〜請求項5のいずれか一つの方法により製造される摺動部材。   The sliding member manufactured by the method of any one of Claims 1-5. 摺動表面に対する凹部の合計面積率が5%〜40%の範囲であることを特徴とする請求項6に記載の摺動部材。   The sliding member according to claim 6, wherein the total area ratio of the recesses relative to the sliding surface is in the range of 5% to 40%. 摺動表面における、凹部を除いた平坦部の表面粗さがRa0.3μm以下であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の摺動部材。




The sliding member according to claim 6 or 7, wherein the surface roughness of the flat portion excluding the concave portion on the sliding surface is Ra 0.3 µm or less.




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