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JP2001158689A - Diamond coated sliding parts - Google Patents

Diamond coated sliding parts

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Publication number
JP2001158689A
JP2001158689A JP34220699A JP34220699A JP2001158689A JP 2001158689 A JP2001158689 A JP 2001158689A JP 34220699 A JP34220699 A JP 34220699A JP 34220699 A JP34220699 A JP 34220699A JP 2001158689 A JP2001158689 A JP 2001158689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diamond
coated
coating layer
diamond coating
sliding part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34220699A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Mochida
恭志 餅田
Takao Nishioka
隆夫 西岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP34220699A priority Critical patent/JP2001158689A/en
Priority to KR1020000071792A priority patent/KR20010061997A/en
Priority to US09/725,854 priority patent/US6534170B2/en
Priority to DE60004956T priority patent/DE60004956T2/en
Priority to EP00310704A priority patent/EP1111201B1/en
Publication of JP2001158689A publication Critical patent/JP2001158689A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5001Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with carbon or carbonisable materials
    • C04B41/5002Diamond

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 軽量で且つ耐摩耗性に優れ、相手材の摩耗防止と共に、
動力損失の低減に有効なダイヤモンド被覆摺動部品を提
供する。 【解決手段】 自動車エンジン等の内燃機関の動弁機構
に使用されるアジャスティングシム4のような摺動部品
であって、窒化ケイ素又はサイアロンを基材とし、その
基材表面にダイヤモンドを被覆してある。そのダイヤモ
ンド被覆層表面は研磨等の加工が施されておらず、成膜
条件等の制御によりダイヤモンド被覆層の摺動面におけ
る表面負荷長さ率(t)が、切断レベル0.1μmにお
いて60%以上となっている。
(57) [Summary] Lightweight and excellent wear resistance, along with prevention of wear of mating material,
Provided is a diamond-coated sliding part that is effective in reducing power loss. A sliding part such as an adjusting shim (4) used for a valve mechanism of an internal combustion engine such as an automobile engine. The sliding part is made of silicon nitride or sialon, and its surface is coated with diamond. It is. The surface of the diamond coating layer is not subjected to processing such as polishing, and the surface load length ratio (t p ) on the sliding surface of the diamond coating layer is controlled to 60 at a cutting level of 0.1 μm by controlling the film forming conditions and the like. % Or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁機
構において用いられるアジャスティングシム等の摺動部
品に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sliding part such as an adjusting shim used in a valve train of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車分野においては、省エネル
ギーの観点から、燃費の改善が急務となってきている。
この対策として、車体重量の軽減やエンジンの熱効率の
改善と平行して、エンジン等の動力損失の低減が大きな
課題となってきている。特に、エンジンの動力損失のう
ち、動弁系における損失低減対策としては、主として慣
性重量低減を目的とした部品の軽量化、及び摺動部での
摩擦仕事の低減が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of automobiles, there is an urgent need to improve fuel efficiency from the viewpoint of energy saving.
As a countermeasure, reducing power loss of the engine and the like has become a major issue in parallel with reducing the weight of the vehicle body and improving the thermal efficiency of the engine. In particular, among the power loss of the engine, as measures to reduce the loss in the valve train, reduction of the weight of parts mainly for the purpose of reducing the inertial weight and reduction of the friction work in the sliding portion are being studied.

【0003】自動車エンジンの動弁機構の一具体例を図
3に示す。図3において、1はエンジンのシリンダヘッ
ド、2はカム、3はバルブリフタ、4はアジャスティン
グシム、5は吸排気弁、6はバルブシート、7は弁バネ
である。図3に示されている動弁機構においては、カム
2によってバルブリフタ3を駆動することにより、その
カム2の変位を吸排気弁5に伝えるようになっている。
FIG. 3 shows a specific example of a valve mechanism of an automobile engine. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes an engine cylinder head, 2 denotes a cam, 3 denotes a valve lifter, 4 denotes an adjusting shim, 5 denotes an intake / exhaust valve, 6 denotes a valve seat, and 7 denotes a valve spring. In the valve operating mechanism shown in FIG. 3, the displacement of the cam 2 is transmitted to the intake / exhaust valve 5 by driving the valve lifter 3 by the cam 2.

【0004】上記の動弁機構においては、カム2とバル
ブリフタ3の間にアジャスティングシム4が配置されて
おり、従ってアジャスティングシム4はカム2及びバル
ブリフタ3と摺動する。このアジャスティングシム4は
バルブクリアランスを調整するためのものであり、従来
から一般に金属で作られている。かかるアジャスティン
グシム4においても、動力損失の低減のために、軽量化
及び耐摩耗性の向上が求められている。
In the valve operating mechanism described above, the adjusting shim 4 is disposed between the cam 2 and the valve lifter 3, so that the adjusting shim 4 slides on the cam 2 and the valve lifter 3. The adjusting shim 4 is for adjusting the valve clearance, and is conventionally generally made of metal. In the adjusting shim 4 as well, a reduction in weight and an improvement in wear resistance are required to reduce power loss.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記した動弁系におけ
る動力損失の低減対策として、例えば特開平6−294
307号公報には、摺動部品であるアジャスティングシ
ムをダイヤモンドとするか、又は基材上にダイヤモンド
を析出させたものとすることにより、摩擦仕事を低減す
ること、即ち摩擦係数μを低減できることが開示されて
いる。
As measures to reduce the power loss in the valve train described above, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-294.
No. 307 discloses that the friction shim can be reduced, that is, the friction coefficient μ can be reduced by using an adjusting shim, which is a sliding component, as diamond or by depositing diamond on a substrate. Is disclosed.

【0006】しかしながら、このアジャスティングシム
では、ダイヤモンドの表面を平滑な鏡面に加工する必要
があるうえ、ダイヤモンドが非常に難削材であるため、
加工コストが非常に高くなり、しかもダイヤモンドが高
コスト材料であるために、全体のコストが極めて高くな
る。また、基材が金属である場合、金属とその上に被覆
されたダイヤモンドとの縦弾性率の差が大きいため、両
者の境界面に内部応力が発生し、ダイヤモンドが金属基
材から剥がれるという問題があった。
However, in this adjusting shim, it is necessary to machine the surface of the diamond to a smooth mirror surface, and since diamond is a very difficult-to-cut material,
Processing costs are very high, and the overall cost is very high because diamond is a high cost material. Further, when the base material is a metal, there is a large difference in longitudinal elastic modulus between the metal and the diamond coated thereon, so that an internal stress is generated at an interface between the two and the diamond is peeled off from the metal base material. was there.

【0007】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
軽量であって且つ耐摩耗性に優れ、相手材の摩耗を防止
すると共に、動力損失の低減に有効なダイヤモンド被覆
摺動部品を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional situation,
It is an object of the present invention to provide a diamond-coated sliding part that is lightweight, has excellent wear resistance, prevents wear of a mating material, and is effective in reducing power loss.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供するダイヤモンド被覆摺動部品は、窒
化ケイ素又はサイアロンを基材とし、その基材表面にダ
イヤモンドを被覆した摺動部品であって、そのダイヤモ
ンド被覆層が加工されておらず、該ダイヤモンド被覆層
の摺動面において、JIS B 0601に準拠する負荷
長さ率(t)が切断レベル0.1μmにおいて60%以
上であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a diamond-coated sliding component provided by the present invention is a sliding component comprising silicon nitride or sialon as a base material and the base material surface coated with diamond. there, in its diamond coating layer has not been processed, the sliding surface of the diamond coating layer, the load length ratio conforming to JIS B 0601 (t p) is 60% or more at the cutting level 0.1μm It is characterized by the following.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明におけるダイヤモンド被覆
摺動部品は、基材が窒化ケイ素(Si)又はサイ
アロン(Si−Al−O−N)からなる。窒化ケイ素及
びサイアロンは共にセラミックス材料であって、金属に
比べて非常に軽量であると同時に、硬度が高く、耐摩耗
性、耐熱性に優れている。特に、基材となる窒化ケイ素
及びサイアロンの強度は、摺動部品として用いるため、
3点曲げ強度(σ3)で1000MPa以上であるこ
とが好ましい。
Diamond-coated sliding part according to the present invention DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION, the substrate is made of silicon nitride (Si 3 N 4) or sialon (Si-Al-O-N ). Silicon nitride and Sialon are both ceramic materials, and are extremely lightweight, have high hardness, and are excellent in wear resistance and heat resistance as compared with metals. In particular, the strength of silicon nitride and sialon as base materials is used as sliding parts,
The three-point bending strength (σ3 b ) is preferably 1000 MPa or more.

【0010】基材上に設けるダイヤモンド被覆層は、公
知のPVD法やCVD法によって形成される気相合成ダ
イヤモンドが好ましい。中でもCVD法によれば、炭化
水素系ガスと水素ガス等の原料ガスを分解して基材上に
気相からダイヤモンドを析出させることができ、原料ガ
スの分解手段によって熱フィラメント法、マクロ波プラ
ズマ法、高周波プラズマ法等が知られている。
The diamond coating layer provided on the substrate is preferably a vapor-phase synthetic diamond formed by a known PVD method or CVD method. Above all, according to the CVD method, it is possible to decompose a raw material gas such as a hydrocarbon-based gas and a hydrogen gas to deposit diamond from a gas phase on a base material. A method, a high frequency plasma method and the like are known.

【0011】また、ダイヤモンドは高硬度であると共に
優れた熱伝導率を有するため、耐摩耗性の摺動被膜とし
て好適である。また、ダイヤモンドは基材である窒化ケ
イ素やサイアロンと熱膨張率や縦弾性率の差が小さく、
ダイヤモンド被覆層が基材から剥離することもない。ダ
イヤモンド被覆層の厚さは、0.5〜20μmの範囲が
好ましい。0.5μm未満ではダイヤモンドとしての十
分な強度が得られず、20μmを越えるとコストの上昇
が大きくなるためである。しかし、コストに応じた利点
があれば、20μmを越えて厚く形成しても良い。
[0011] In addition, diamond has high hardness and excellent thermal conductivity, and thus is suitable as a wear-resistant sliding coating. In addition, diamond has a small difference in thermal expansion coefficient and longitudinal elastic modulus from silicon nitride or sialon as the base material,
The diamond coating layer does not peel off from the substrate. The thickness of the diamond coating layer is preferably in the range of 0.5 to 20 μm. If the thickness is less than 0.5 μm, sufficient strength as a diamond cannot be obtained, and if it exceeds 20 μm, the cost increases. However, if there is an advantage corresponding to the cost, it may be formed thicker than 20 μm.

【0012】基材上に形成されたダイヤモンド被覆層の
表面状態は、基材の表面状態や、気相合成法等による成
膜条件によって変化する。従って、本発明においては、
これらの諸条件を制御することにより、ダイヤモンド被
覆層の摺動面において、表面負荷長さ率(t)を切断レ
ベル0.1μmにおいて60%以上に調整し、表面が平
滑若しくは表面のプロファイルに山部分がない表面状態
とする。
The surface condition of the diamond coating layer formed on the substrate varies depending on the surface condition of the substrate and film forming conditions by a vapor phase synthesis method or the like. Therefore, in the present invention,
By controlling these conditions, on the sliding surface of the diamond coating layer, the surface load length ratio (t p ) is adjusted to 60% or more at a cutting level of 0.1 μm, and the surface becomes smooth or has a surface profile. The surface should be free of peaks.

【0013】この切断レベル0.1μmでの負荷長さ率
(t)を60%以上にすることによって、損失トルクが
従来の金属製摺動部品よりも小さくなり、損失トルク自
体も上記負荷長さ率の増加に伴い小さくなり、相手材の
摩耗量が減少する。しかし、負荷長さ率(t)を切断レ
ベル0.1μmにおいて85%を越えて大きくしても、
それ以上の損失トルクの低減は得られず、相手材の摩耗
量もほぼ一定となる。
The load length ratio at the cutting level of 0.1 μm
By setting (t p ) to 60% or more, the loss torque becomes smaller than that of the conventional metal sliding part, and the loss torque itself becomes smaller with the increase in the load length ratio, and the wear amount of the mating material is reduced. Decrease. However, even if the load length ratio (t p ) is increased beyond 85% at a cutting level of 0.1 μm,
No further reduction in loss torque can be obtained, and the amount of wear of the mating material becomes substantially constant.

【0014】本発明において、「負荷長さ率(t)」と
は、JIS B 0601に規定されるように、基準長さ
の粗さ曲線を山頂線に平行な切断レベルで切断したとき
に得られる切断長さの和(負荷長さ)の基準長さに対す
る比を百分率で表したものである。尚、負荷長さ率(t
)の測定は上記JISに準拠して行い、基準長さは0.
25mm、評価長さは1.25mmとした。
In the present invention, the “load length ratio (t p )” is defined as a value obtained by cutting a roughness curve of a reference length at a cutting level parallel to a peak line, as defined in JIS B0601. The ratio of the sum of the obtained cut lengths (load length) to the reference length is expressed as a percentage. The load length ratio (t
The measurement of p ) is carried out in accordance with the above JIS, and the reference length is set to 0.
25 mm, and the evaluation length was 1.25 mm.

【0015】本発明のダイヤモンド被覆摺動部品は、切
断レベル0.1μmでの負荷長さ率(t)を調整し、表
面が平滑若しくは表面のプロファイルに山部分がないダ
イヤモンド被覆層とすることによって、相手材との間で
発生する摩擦損失を低減し、動力損失を改善することが
できるため、自動車エンジン等の内燃機関の動弁機構に
用いる摺動部品として極めて優れている。また、基材に
窒化ケイ素又はサイアロンを用いることによって、金属
製のもの又は金属を基材とするものよりも軽量化でき、
しかも基材とダイヤモンドの縦弾性率や熱膨張率の差が
小さくなるため、ダイヤモンド被覆層の密着力が向上す
る。
The diamond-coated sliding part of the present invention has a diamond coating layer in which the load length ratio (t p ) at a cutting level of 0.1 μm is adjusted and the surface is smooth or has no peak portion in the surface profile. As a result, it is possible to reduce the friction loss generated with the counterpart material and improve the power loss, and therefore, it is extremely excellent as a sliding component used for a valve train of an internal combustion engine such as an automobile engine. Also, by using silicon nitride or sialon for the base material, it can be made lighter than those made of metal or metal.
In addition, since the difference between the modulus of longitudinal elasticity and the coefficient of thermal expansion between the substrate and the diamond is reduced, the adhesion of the diamond coating layer is improved.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。尚、以下の各実施例においては、摺動部品の例と
してアジャスティングシムを用いた。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. In each of the following embodiments, an adjusting shim was used as an example of a sliding component.

【0017】実施例1 公知のフィラメントCVD法により、3点曲げ強度の異
なるSi焼結体からなる各基材上に気相合成ダイ
ヤモンドを析出させ、それぞれアジャスティングシムを
作製した。アジャスティングシムの寸法は、全ての試料
について、直径30mm、厚さ5mmである。
[0017]Example 1  By the known filament CVD method, the three-point bending strength is different.
Become Si3N4Vapor phase synthesis die on each substrate consisting of sintered body
Precipitate the almonds and adjust each adjusting shim
Produced. Adjusting shim dimensions for all samples
Is 30 mm in diameter and 5 mm in thickness.

【0018】上記気相合成の際に、それぞれ成膜条件を
変化させ、図1に示すように、アジャスティングシム4
のカムとの接触面4aにおいて、切断レベル0.1μm
での負荷長さ率(下記表1にt0.1と表示)を、そ
れぞれ下記表1に示す値に調整した。尚、図1における
符号4b、4cは、バルブリフタとの接触面である。
At the time of the above-mentioned vapor phase synthesis, the film forming conditions were changed, and as shown in FIG.
At the contact surface 4a with the cam at a cutting level of 0.1 μm
The load length ratio in the (labeled t p 0.1 in Table 1), respectively adjusted to the values shown in Table 1 below. Reference numerals 4b and 4c in FIG. 1 indicate contact surfaces with the valve lifter.

【0019】このようにして作製した各アジャスティン
グシム4を、直打式OHC動弁機構を再現した図4に示
すモータリング装置に組み込み、モータ8による一定回
転数下(機関回転数換算で2000rpm、4000r
pm)でのモータ消費電力を測定して、動力損失を評価
した。得られた結果を下記表1に示した。
Each of the adjusting shims 4 manufactured as described above is incorporated in a motoring apparatus shown in FIG. 4 which reproduces a direct-hitting OHC valve operating mechanism, and is driven under a certain rotation speed by a motor 8 (in terms of engine rotation speed, 2000 rpm). 4000r
pm) was measured to evaluate the power loss. The results obtained are shown in Table 1 below.

【0020】また、比較のために、従来のCr−Mo鋼
からなるアジャスティングシム、及びSi焼結体
のみからなるアジャスティングシムについても、上記と
同様の試験を行い、その結果を表1に併せて示した。
For comparison, an adjusting shim made of a conventional Cr-Mo steel and an adjusting shim made only of a Si 3 N 4 sintered body were subjected to the same test as above, and the results were obtained. The results are shown in Table 1.

【0021】[0021]

【表1】 t0.1 基材強度 ダイヤ層 モータ消費電力 試料 シ ム 材 質 (%) (MPa) 厚み(μm) 2000rpm 4000rpm 1 ダイヤ被覆 60 1200 5.0 0.71 0.81 2 ダイヤ被覆 65 1150 5.0 0.62 0.67 3 ダイヤ被覆 75 1200 15.0 0.55 0.59 4 ダイヤ被覆 80 1050 2.0 0.47 0.50 5 ダイヤ被覆 85 1300 5.0 0.35 0.40 6 ダイヤ被覆 90 1200 1.0 0.29 0.33 7 ダイヤ被覆 95 1200 2.0 0.27 0.31 8* ダイヤ被覆 50 1200 0.3 ダイヤ被覆層が剥離 9* ダイヤ被覆 55 800 3.0 シムが破損 10* Si 40 (1200) − 1.35 1.52 11* Cr−Mo鋼 90 − − 1.17 1.30 (注)表中の*を付した試料は比較例である。[Table 1] tp0.1 Base material strength Diamond layerMotor power consumption sample Shim material (%) (MPa) Thickness (μm) 2000rpm 4000rpm  1 Diamond coating 60 1200 5.0 0.71 0.81 2 Diamond coating 65 1150 5.0 0.62 0.67 3 Diamond coating 75 1200 15.0 0.55 0.59 4 Diamond coating 80 1050 2.0 0.47 0.50 5 Diamond coating 85 1300 5.0 0.35 0.40 6 Diamond coating 90 1200 1.0 0.29 0.33 7 Diamond Coating 95 1200 2.0 0.27 0.31 8 * Diamond coating 50 1200 0.3 Diamond coating layer peeled 9 * Diamond coating 55 800 3.0 Shim damaged 10 * Si3N4 40 (1200)-1.35 1.52 11 * Cr-Mo steel 90--1.17 1.30 (Note) Samples marked with * in the table are comparative examples.

【0022】上記表1の結果から分かるように、本発明
のダイヤモンド被覆層を設けた試料1〜7の各アジャス
ティングシムでは、表面平滑性に劣るSi焼結体
からなるアジャスティングシムに対しては勿論のこと、
従来のCr−Mo鋼からなる上記負荷長さ率t0.1
が90%のアジャスティングシムと比較しても、モータ
消費電力を飛躍的に低減することができる。
As can be seen from the results in Table 1 above, in each of the adjusting shims of Samples 1 to 7 provided with the diamond coating layer of the present invention, an adjusting shim made of a Si 3 N 4 sintered body having poor surface smoothness. Of course,
The load length ratio consists conventional Cr-Mo steel t p 0.1
However, even when compared with an adjusting shim of 90%, the power consumption of the motor can be drastically reduced.

【0023】また、Si基材の表面にダイヤモン
ド被覆層を設けたアジャスティングシムであっても、上
記負荷長さ率t0.1が60%未満ではモータ消費電
力の低減が得られず、特にダイヤモンド被覆層の厚さが
薄い試料8ではダイヤモンド被覆層が剥離し、またSi
基材の強度が弱い試料9ではアジャスティングシ
ムそのものが破壊された。
Further, even adjusting shim provided with a diamond coating layer on the surface of the Si 3 N 4 base material, said bearing length ratio t p 0.1 is a reduction in motor power consumption is less than 60% yield In particular, in Sample 8 having a small diamond coating layer, the diamond coating layer was peeled off,
3 strength N 4 substrate is weak sample 9, an adjusting shim itself was broken.

【0024】実施例2 上記実施例1と同様に作製した下記表2に示す各試料の
アジャスティングシムを、実施例1で用いた図4のモー
タリング装置に組み込み、一定回転数下(機関回転数換
算で6000rpm)で200時間の連続運転試験を行
った。
[0024]Example 2  Each sample shown in Table 2 below prepared in the same manner as in Example 1 above
The adjusting shim shown in FIG.
Built-in to a turbocharger, under a certain speed (engine speed conversion)
200 hours continuous operation test at 6000 rpm)
Was.

【0025】この連続運転試験後、アジャスティングシ
ム4と摺動するバルブリフタ3の摩耗量を評価した。こ
のバルブリフタ3の摩耗量は、図2に示すように、アジ
ャスティングシム4を装着する部分の内径寸法Rを試験
前後で測定し、その変化量によりバルブリフタ3の摩耗
を評価した。得られた結果を表2に示した。
After the continuous operation test, the wear amount of the valve lifter 3 sliding on the adjusting shim 4 was evaluated. As shown in FIG. 2, the amount of wear of the valve lifter 3 was measured by measuring the inner diameter R of the portion where the adjusting shim 4 was mounted before and after the test, and the amount of change was used to evaluate the wear of the valve lifter 3. Table 2 shows the obtained results.

【0026】また、比較のために、実施例1と同じく従
来のCr−Mo鋼からなるアジャスティングシム(試料
11)、及びSi焼結体のみからなるアジャステ
ィングシム(表面研磨加工した試料20と無加工の試料
19)についても、上記と同様の試験を行い、その結果
を表2に併せて示した。
For comparison, as in Example 1, an adjusting shim made of a conventional Cr-Mo steel (sample 11) and an adjusting shim made of only a Si 3 N 4 sintered body (surface polished) as in Example 1. The same test as described above was performed for the sample 20 and the unprocessed sample 19), and the results are shown in Table 2.

【0027】[0027]

【表2】 t0.1 基材強度 ダイヤ層 試験前後R試料 シ ム 材 質 (%) (MPa) 厚み(μm) 寸法差(μm) 12 ダイヤ被覆 60 1200 3.0 6.7 13 ダイヤ被覆 65 1250 10.0 6.2 14 ダイヤ被覆 75 1100 1.5 5.8 15 ダイヤ被覆 80 1150 2.5 5.1 16 ダイヤ被覆 85 1100 8.0 4.5 17 ダイヤ被覆 90 1030 2.0 4.3 18 ダイヤ被覆 95 1200 2.0 4.2 19*Si 50 (1200) − 18 20*Si(研磨) 60 (1200) − 12 11*Cr−Mo鋼 90 − − 20 (注)表中の*を付した試料は比較例である。[Table 2] tp0.1 Base material strength Diamond layer R before and after testsample Shim material (%) (MPa) Thickness (μm) Dimension difference (μm)  12 Diamond coating 60 1200 3.0 6.7 13 Diamond coating 65 1250 10.0 6.2 14 Diamond coating 75 1100 1.5 5.8 15 Diamond coating 80 1150 2.5 5.1 16 Diamond coating 85 1100 8.0 4.5 17 Diamond coating 90 1030 2.0 4.3 18 Diamond coating 95 1200 2.0 4.2 19 * Si3N4 50 (1200)-18 20 * Si3N4(Polishing) 60 (1200)-12 11 * Cr-Mo steel 90--20 (Note) The sample marked with * in the table is a comparative example.

【0028】表2の結果から分かるように、本発明の各
試料12〜18のダイヤモンド被覆層を設けたアジャス
ティングシムを用いることにより、Si焼結体か
らなるアジャスティングシム及び従来のCr−Mo鋼か
らなるアジャスティングシムの場合に比べて、相手材で
あるバルブリフタの摩耗を飛躍的に低減することができ
る。また、ダイヤモンド被覆層の上記負荷長さ率t
0.1が大いほど、相手材であるバルブリフタの摩耗
がより一層低減されることが分かる。
As can be seen from the results in Table 2, by using the adjusting shim provided with the diamond coating layer of each of the samples 12 to 18 of the present invention, the adjusting shim made of the Si 3 N 4 sintered body and the conventional shim were used. Compared with the case of the adjusting shim made of Cr-Mo steel, the wear of the valve lifter, which is the mating material, can be drastically reduced. Further, the load length ratio t of the diamond coating layer
p 0.1 is more Daii, it can be seen that the wear of the valve lifter is mating member is further reduced.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、軽量であって且つ耐摩
耗性に優れ、相手材の摩耗防止と、動力損失の飛躍的な
低減が可能で、信頼性に優れたダイヤモンド被覆摺動部
品を提供することができる。このダイヤモンド被覆摺動
部品を用いることにより、相手材とダイヤモンド被覆層
との間で発生する摩擦損失及び耐摩耗性を改善し、内燃
機関の動弁機構としての動力損失を低減させて、燃費や
耐久性を向上させることができる。
According to the present invention, a diamond-coated sliding part which is lightweight, has excellent wear resistance, is capable of preventing abrasion of a mating material and dramatically reducing power loss, and has excellent reliability. Can be provided. By using this diamond-coated sliding component, the friction loss and wear resistance generated between the mating material and the diamond coating layer are improved, the power loss as a valve train of the internal combustion engine is reduced, and fuel consumption and Durability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】アジャスティングシムの縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an adjusting shim.

【図2】バルブリフタに装着したアジャスティングシム
の縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an adjusting shim mounted on a valve lifter.

【図3】自動車エンジンの動弁機構を示す縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a valve mechanism of an automobile engine.

【図4】実施例の試験で用いたモータリング装置を示す
縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a motoring device used in a test of an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダヘッド 2 カム 3 バルブリフタ 4 アジャスティングシム 5 吸排気弁 6 バルブシート 7 弁バネ 8 モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 2 Cam 3 Valve lifter 4 Adjusting shim 5 Intake / exhaust valve 6 Valve seat 7 Valve spring 8 Motor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化ケイ素又はサイアロンを基材とし、
その基材表面にダイヤモンドを被覆した摺動部品であっ
て、そのダイヤモンド被覆層が加工されておらず、該ダ
イヤモンド被覆層の摺動面において、JIS B 060
1に準拠する負荷長さ率(t)が切断レベル0.1μm
において60%以上であることを特徴とするダイヤモン
ド被覆摺動部品。
Claims: 1. A silicon nitride or sialon base material,
A sliding component having the base material surface coated with diamond, wherein the diamond coating layer is not processed, and the sliding surface of the diamond coating layer is JIS B 060
Load length ratio that conforms to the 1 (t p) is cut level 0.1μm
The diamond-coated sliding component is 60% or more.
【請求項2】 基材である窒化ケイ素又はサイアロンの
3点曲げ強度が1000MPa以上であることを特徴と
する、請求項1に記載のダイヤモンド被覆摺動部品。
2. The diamond-coated sliding part according to claim 1, wherein the three-point bending strength of silicon nitride or sialon as a base material is 1000 MPa or more.
【請求項3】 ダイヤモンド被覆層が気相合成ダイヤモ
ンドであることを特徴とする、請求項1に記載のダイヤ
モンド被覆摺動部品。
3. The diamond-coated sliding component according to claim 1, wherein the diamond-coated layer is a vapor-phase synthetic diamond.
【請求項4】 ダイヤモンド被覆層の厚さが0.5〜2
0μmであることを特徴とする、請求項1又は3に記載
のダイヤモンド被覆摺動部品。
4. The diamond coating layer has a thickness of 0.5 to 2
The diamond-coated sliding part according to claim 1, wherein the diameter is 0 μm.
【請求項5】 内燃機関の動弁機構に用いられることを
特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のダイヤモ
ンド被覆摺動部品。
5. The diamond-coated sliding part according to claim 1, which is used for a valve train of an internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2246533A4 (en) * 2008-01-31 2012-03-14 Honda Motor Co Ltd Sliding member, and method for treating surface of the sliding member

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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