JP4745604B2 - Sliding part manufacturing method and sliding part - Google Patents
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Description
本発明は摺動部品の製造方法及び摺動部品に関し、特に、焼き付き寿命を長くするための油溜を容易に形成することができる摺動部品の製造方法及び摺動部品に関するものである。 The present invention relates to a sliding part manufacturing method and a sliding part, and more particularly to a sliding part manufacturing method and a sliding part capable of easily forming an oil reservoir for extending the seizure life.
従来、ミシンなどの種々の装置には、複数の摺動部品が摺動自在に組み付けられていることが多く、これらの摺動部品においては、その摺動部の焼付けを防止したり摩耗を軽減したりするために、摺動部に潤滑剤を供給したり、摺動部の表面に耐摩耗性の高い被膜を形成するのが一般的である。 Conventionally, various devices such as a sewing machine have been slidably assembled with a plurality of sliding parts. In these sliding parts, seizure of the sliding parts is prevented and wear is reduced. Therefore, it is common to supply a lubricant to the sliding part or to form a coating with high wear resistance on the surface of the sliding part.
例えば、特許文献1では、針棒の摺動部分に耐摩耗性被膜として、摩擦係数が低く且つ高硬度のDLC被膜(ダイヤモンドライクカーボン被膜)が形成されている。この耐摩耗性被膜は、UBMスパッタリング(アンバランスドマグネトロンスパッタリング)などの物理蒸着法や、CVD(化学気相成長)などの化学蒸着法によって摺動部の表面に形成される。 For example, in Patent Document 1, a DLC film (diamond-like carbon film) having a low friction coefficient and a high hardness is formed as a wear-resistant film on the sliding portion of the needle bar. This wear-resistant film is formed on the surface of the sliding portion by physical vapor deposition such as UBM sputtering (unbalanced magnetron sputtering) or chemical vapor deposition such as CVD (chemical vapor deposition).
更に、特許文献1では、耐摩耗性を向上させるために、針棒を摺動可能に支持する針棒支持部材の被摺動部分にDLC被膜と相性の良いアルミ合金材料などが形成されている。このアルミ合金材料は、DLC被膜のダングリングボンドとその終端の水素との結合の切断を防ぎ、DLC被膜のグラファイト化の進行を防ぐことで、DLC被膜の耐摩耗性を向上させている。
しかし、特許文献1のように摺動部をDLC被膜により構成しても、摺動部に供給する潤滑油は必要不可欠であるが、摺動部及び被摺動部の表面が滑らかであるため、潤滑油を摺動部に保持することができず、潤滑油供給から短時間(例えば、1000時間未満)で摺動部が焼付けを起こしてしまい、作業者は頻繁に潤滑油を供給しなければならない。特に、ミシンには摺動部が複数あり、それらは潤滑油を簡単には供給できない場所であることも多く、作業者が頻繁に潤滑油を供給することは非常に無駄な労力と時間を必要とすることになる。そこで、潤滑油が直ぐに流出しないようにDLC被膜に溝等の油溜を形成することも考えられるが、DLC被膜は数μm程度の厚みで形成されるため、切削などの機械加工で上記凹凸を形成することは精度的に大変困難である。 However, even if the sliding part is constituted by a DLC film as in Patent Document 1, the lubricating oil supplied to the sliding part is indispensable, but the surfaces of the sliding part and the sliding part are smooth. The lubricating oil cannot be held on the sliding part, and the sliding part will be seized in a short time (for example, less than 1000 hours) from the supply of the lubricating oil, and the operator must supply the lubricating oil frequently. I must. In particular, there are multiple sliding parts on the sewing machine, and they are often places where lubricating oil cannot be easily supplied, and it is very wasteful labor and time for operators to supply lubricating oil frequently. Will be. Therefore, it is conceivable to form an oil reservoir such as a groove in the DLC film so that the lubricating oil does not flow out immediately. However, since the DLC film is formed with a thickness of about several μm, the above irregularities are formed by machining such as cutting. It is very difficult to form accurately.
本発明の目的は、潤滑油の供給サイクルを向上させ、焼き付け寿命を長くするための油溜を簡単に形成できる摺動部品の製造方法及び油溜を有する摺動部品を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sliding part manufacturing method capable of easily forming an oil reservoir for improving the lubricating oil supply cycle and extending the baking life, and a sliding component having the oil reservoir.
請求項1の発明は、基材の表面の少なくとも一部に摺動部を有し、前記摺動部の表面にDLC被膜を形成した摺動部品の製造方法において、前記摺動部品は、前記摺動部を往復摺動部として構成したミシンに取り付けられる部品であり、前記DLC被膜の表面の一部をマスクするマスキング部材であって、前記摺動部に外嵌可能な内径であり、複数の同形の貫通穴を一定の間隔を空けて摺動方向に直線状に配列した円筒形状のマスキング部材を前記DLC被膜の表面に略密着状に且つ取り外し可能に外嵌するマスキング工程と、前記マスキング部材でマスクされていない部分の前記DLC被膜をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程後に前記マスキング部材を前記摺動部から取り外す工程とを備えたものである。 Invention of Claim 1 has a sliding part in at least one part of the surface of a base material, The manufacturing method of the sliding part which formed the DLC film in the surface of the said sliding part WHEREIN: The said sliding component is the said a component attached to the sewing machine constitutes a sliding portion as a reciprocating sliding portion, wherein a masking member which masks a part of the surface of the DLC film and an inner diameter that can fitted on the sliding portion, double a masking step of and removably fitted in a substantially close contact shape masking member of cylindrical shape arranged in a straight line on the surface of the DLC film to the sliding direction through holes in the number of the same shape at regular intervals, the An etching process for etching the portion of the DLC film that is not masked by the masking member, and a process for removing the masking member from the sliding portion after the etching process are provided.
この基材の表面の少なくとも一部に摺動部を有する摺動部品の製造方法においては、DLC被膜形成工程では、摺動部の表面に耐摩耗性及び高硬度のDLC被膜が物理蒸着法や化学蒸着法などにより形成され、マスキング工程では、摺動部に形成されたDLC被膜の表面の一部をマスクするマスキング部材を摺動部に外嵌可能な内径であり、複数の同形の貫通穴が一定の間隔を空けて摺動方向に直線状に配列される円筒形状に形成し、このマスキング部材を前記DLC被膜の表面に略密着状に且つ取り外し可能に外嵌し、エッチング工程では、マスキング部材でマスクされていない部分のDLC被膜がエッチングされて除去される。 In the method for manufacturing a sliding component having a sliding part on at least a part of the surface of the base material, in the DLC film forming step, a DLC film having wear resistance and high hardness is formed on the surface of the sliding part by physical vapor deposition or is formed by a chemical vapor deposition, the masking step, an inner diameter of which can be fitted to the sliding portion of the masking member which masks a part of the surface of the DLC film formed on the sliding portion, through the multiple isomorphous formed into a cylindrical shape holes are arranged linearly in the sliding direction at predetermined intervals, the masking member is externally fitted and detachably in a substantially close contact pattern on the front surface of the DLC film, the etching step, The portion of the DLC film that is not masked by the masking member is etched away.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記エッチング工程では、前記摺動部の領域にエッチングにより凹部が形成されるものである。エッチング工程において、エッチングによりマスクされていないDLC被膜が除去されて凹部が形成される。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the etching step, a concave portion is formed by etching in the region of the sliding portion. In the etching step, the DLC film that is not masked by etching is removed to form a recess.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記エッチング工程では、油溜としての凹部が形成されるものである。エッチング工程においては、エッチングによりDLC被膜が除去されて油溜である凹部が形成される。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a recess as an oil reservoir is formed in the etching step. In the etching process, the DLC film is removed by etching to form a recess that is an oil reservoir.
請求項4の発明は、請求項2又は3の発明において、前記エッチング工程では、前記凹部が前記摺動部の表面積に対して14%〜70%の面積比で形成されるものである。エッチング工程において、エッチングにより摺動部の表面に形成されたDLC被膜の表面積に対して14%〜70%が除去されて凹部が形成される。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, in the etching step, the concave portion is formed in an area ratio of 14% to 70% with respect to a surface area of the sliding portion. In the etching step, 14% to 70% of the surface area of the DLC film formed on the surface of the sliding portion by etching is removed to form a recess.
請求項5の発明は、請求項1〜4の発明において、前記摺動部の表面に前記DLC被膜を形成する工程の前に、前記基材の表面に金属被膜を形成する金属被膜形成工程を備えたものである。この摺動部品の製造方法では、金属被膜形成工程において基材の表面に金属被膜が形成され、DLC被膜形成工程において金属被膜の表面にDLC被膜が形成される。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, before the step of forming the DLC film on the surface of the sliding portion, a metal film forming step of forming a metal film on the surface of the substrate is performed. It is provided. In this sliding component manufacturing method, a metal film is formed on the surface of the substrate in the metal film forming step, and a DLC film is formed on the surface of the metal film in the DLC film forming step.
請求項6の発明は、請求項5の発明において、前記エッチング工程では、前記金属被膜が表面に表れるまで、DLC被膜をエッチングするものである。この摺動部品の製造方法によると、エッチング工程において、エッチングによりマスクされていない部分のDLC被膜が除去されて金属被膜が露呈される。 In a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, in the etching step, the DLC film is etched until the metal film appears on the surface. According to this method for manufacturing a sliding component, in the etching process, the portion of the DLC film that is not masked by etching is removed, and the metal film is exposed.
請求項7の発明は、請求項1〜6の発明において、前記マスキング工程では、前記DLC被膜の表面の露呈している各領域は円形である。従って、エッチング工程において、DLC被膜が除去されると全て円形の凹部が形成される According to a seventh aspect of the present invention, in the first to sixth aspects of the invention, in the masking step, each exposed area on the surface of the DLC film is circular. Therefore, when the DLC film is removed in the etching process, a circular recess is formed.
請求項8の発明は、請求項1〜7の発明において、前記エッチング工程は、プラズマエッチングによりDLC被膜が除去されるものである。エッチング工程において、酸素プラズマなどによるプラズマエッチングが行われてDLC被膜が一酸化炭素及び二酸化炭素となって除去される。 The invention according to claim 8 is the invention according to claims 1 to 7, wherein the DLC film is removed by plasma etching in the etching step. In the etching process, plasma etching using oxygen plasma or the like is performed to remove the DLC film as carbon monoxide and carbon dioxide.
請求項9の発明は、請求項8の発明において、前記基材は鋼材料からなり、前記プラズマエッチングは前記基材が150℃以下で行われるものである。エッチング工程において、鋼材料からなる基材が150℃以下でプラズマエッチングが行われる。 The invention according to claim 9 is the invention according to claim 8, wherein the substrate is made of a steel material, and the plasma etching is performed at 150 ° C. or less. In the etching step, plasma etching is performed at a base material made of a steel material at 150 ° C. or lower.
請求項10の発明は、請求項1〜7の発明において、前記エッチング工程は、レーザエッチングにより前記DLC被膜が除去されるものである。エッチング工程において、フェムト秒レーザ,紫外線レーザ,エキシマレーザなどによるレーザエッチングが行われてDLC被膜が除去される。
The invention of
請求項11の発明は、請求項1〜10の発明によって製造された摺動部品である。
The invention of
この摺動部品においては、潤滑油が供給されると、前記DLC被膜は前記金属被膜まで貫通するように形成された凹部である油溜に油が溜められる。 In this sliding component, when lubricating oil is supplied, the DLC film is stored in an oil reservoir that is a recess formed so as to penetrate to the metal film.
また、この摺動部品においては、所定パターンに配置された複数の同形からなる油溜に略均等に潤滑油が保持される。 Further, in this sliding component, the lubricating oil is held substantially evenly in a plurality of oil reservoirs having the same shape arranged in a predetermined pattern.
請求項12の発明は、請求項11の発明において、前記摺動部品は、ミシンの天秤軸を有する天秤である。この摺動部品においては、ミシンの天秤軸を有する天秤としてミシンに取り付けられて往復摺動されて、上糸が引き締められる。 According to a twelfth aspect of the invention, in the invention of the eleventh aspect, the sliding component is a balance having a sewing machine balance shaft. In this sliding component, a balance having a scale shaft of the sewing machine is attached to the sewing machine and slid back and forth to tighten the upper thread.
請求項1の発明によれば、マスキング部材によりマスクされていないDLC被膜をエッチングにより除去して油溜である凹部を形成するので、簡単に油溜を形成することができる。マスキング部材を所望の形状にすることで、所望の形状に凹部を形成することができる。エッチングすることで、基材などを損傷することなくDLC被膜のみを簡単に除去することができる。また、油溜を形成することで潤滑油の流出を長期間に亙って防ぐことができ、潤滑油の供給サイクルを延ばすことができ、焼き付き寿命を向上させることができる。更に、一度の潤滑油の供給により高速な縫製若しくは長時間の縫製を行うことができ、一度の潤滑油の供給により高速な往復摺動、若しくは長時間の往復摺動を行うことができる。また、複数の同形の凹部が一定の間隔を空けて形成されるので、供給された潤滑油が摺動部の全域に亙って均等に溜められるので、部分的な焼き付けを防ぐことができる。 According to the present invention, since the DLC film not masked by the masking member is removed by ET etching to form a recess which is the oil reservoir, it is possible to easily form the oil reservoir. By forming the masking member in a desired shape, the recess can be formed in the desired shape. By etching, only the DLC film can be easily removed without damaging the substrate. Further, by forming the oil reservoir, the lubricating oil can be prevented from flowing out for a long period of time, the lubricating oil supply cycle can be extended, and the seizure life can be improved. Furthermore, high-speed sewing or long-time sewing can be performed by supplying the lubricating oil once, and high-speed reciprocating sliding or long-time reciprocating sliding can be performed by supplying the lubricating oil once. In addition, since the plurality of concave portions having the same shape are formed at regular intervals, the supplied lubricating oil is evenly accumulated over the entire area of the sliding portion, so that partial baking can be prevented.
請求項2の発明によれば、請求項1と同様の効果を奏することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項1と同様の効果を奏することができる。 According to the invention of claim 3, the same effect as that of claim 1 can be obtained.
請求項4の発明によれば、摺動部の表面積に対して14%〜70%の面積比で油溜である凹部が形成されるので、一度の潤滑油の供給による焼き付き寿命を大幅に延ばすことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the concave portion which is an oil reservoir is formed at an area ratio of 14% to 70% with respect to the surface area of the sliding portion, the seizure life due to one supply of lubricating oil is greatly extended. be able to.
請求項5の発明によれば、エッチングによりDLC被膜が除去されても、金属被膜は除去されないため、基材が露出することを防ぐことができる。 According to invention of Claim 5, even if a DLC film is removed by an etching, since a metal film is not removed, it can prevent that a base material is exposed.
請求項6の発明によれば、DLC被膜が除去されても基材の表面が金属被膜により保護されるので、基材を錆びなどによる劣化から保護することができる。 According to invention of Claim 6, even if a DLC film is removed, since the surface of a base material is protected by a metal film, a base material can be protected from deterioration by rust etc.
請求項7の発明によれば、凹部が全て円形であるため、供給された潤滑油が各凹部内においても偏りにくいので、部分的な焼き付けを更に防ぐことができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the recesses are all circular, the supplied lubricating oil is less likely to be biased within each recess, so that partial baking can be further prevented.
請求項8の発明によれば、DLC被膜のみと反応する酸素プラズマなどによりプラズマエッチングすることで、基材や基材とDLC被膜との間に形成された金属被膜などを損傷させることなく、DLC被膜のみを除去することができる。 According to the invention of claim 8, by performing plasma etching with oxygen plasma that reacts only with the DLC film, the DLC film is not damaged without damaging the substrate or the metal film formed between the substrate and the DLC film. Only the coating can be removed.
請求項9の発明によれば、250℃程度で焼入れを行う基材を150℃以下に保ちつつプラズマエッチングするので、プラズマエッチングにおける基材の変形を防ぐことができる。 According to the ninth aspect of the invention, since the plasma etching is performed while maintaining the base material to be quenched at about 250 ° C. at 150 ° C. or lower, deformation of the base material in the plasma etching can be prevented.
請求項10の発明によれば、請求項1〜7と同様の効果を奏することができる。
According to the invention of
請求項11の発明によれば、摺動部品は請求項1〜10の何れか1つに記載の製造方法によって製造されるので、請求項1〜10と同様の効果を奏することができる。
According to the invention of
請求項12の発明によれば、一度の潤滑油の供給により高速な縫製時の糸の引き上げ、若しくは長時間の縫製時の糸の引き上げが可能である。
According to the invention of
潤滑油の供給サイクルを向上させ、焼き付き寿命を延ばすことができる油溜を簡単に形成することができる摺動部品の製造方法及び油溜を有する摺動部品を提供するという本発明の目的を、摺動部の表面に形成されたDLC被膜をプラズマエッチングにより部分的に除去して油溜を形成することで達成した。 The object of the present invention is to provide a sliding part manufacturing method capable of easily forming an oil reservoir capable of improving the supply cycle of the lubricating oil and extending the seizure life, and a sliding component having the oil reservoir. This was achieved by partially removing the DLC film formed on the surface of the sliding portion by plasma etching to form an oil reservoir.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施例は、2本針ミシンの天秤の基材の表面の一部に摺動部が形成された天秤軸を有する天秤の製造方法及びその天秤に本発明を適用した一例である。尚、以下の説明において、図1に示すように作業者が位置する方向を前方とし、作業者から見て左右を左右とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a method of manufacturing a balance having a balance shaft in which a sliding portion is formed on a part of the surface of a base material of a balance of a two-needle sewing machine and the balance. In the following description, as shown in FIG. 1, the direction in which the worker is located is defined as the front, and the left and right as viewed from the worker are defined as the left and right.
まず、2本針ミシンについて簡単に説明する。図1に示すように、2本針ミシンMは、左右方向に長いベッド部1と、このベッド部1の右端部から上方へ延びる脚柱部2と、脚柱部2からベッド部1と対向するように左方へ延びるアーム部3とを備えている。
First, the two-needle sewing machine will be briefly described. As shown in FIG. 1, the two-needle sewing machine M has a bed portion 1 that is long in the left-right direction, a
アーム部3の内部には、左右方向向きの主軸10が配設され、この主軸10の下方には左右方向向きの針棒揺動軸11が配設されている。主軸10の右端部はアーム部3から外部へ突出し、その突出部分にはプーリ12が固着されている。この主軸10は、プーリ12若しくはミシンモータ(図示略)により回転駆動される。
A
図1,図2に示すように、アーム部3の左端部分には、クランク13と、クランクレバー14と、針棒抱き15と、針棒16と、針棒支持部材17と、天秤18を有する天秤機構19が設けられている。クランク13は、主軸10の左端部に固着され、主軸10と共に回転駆動される。クランクレバー14のヘッド部14aは、クランク13から前方に延びる連結軸13aに回動可能に連結され、クランクレバー14の下端部は針棒抱き15に回動可能に連結されている。針棒16は、円柱状に形成され、中央部に針棒抱き15が固定され、針棒支持部材17の上端部と下端部で摺動可能に支持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the left end portion of the arm portion 3 has a
針棒16の下端部はアーム部3から下方へ突出し、2本針21が装着されている。ミシンモータの回転駆動が主軸10を介してクランク13に伝達されると、その回転駆動力がクランクレバー14を介して針棒抱き15に伝達されて、針棒抱き15が針棒16及び2本針21と共に上下に往復駆動される。更に、針棒16は、針棒揺動軸11が回転駆動されることにより、針棒支持部材17と共に前後水平方向に揺動駆動される。
The lower end portion of the
図2に示すように、天秤機構19は、天秤18と、連結部材22と、天秤18を回動可能に2本針ミシンMに支持する回動軸23とを備えている。天秤18は、下端部の円柱状の天秤軸25と、上糸が掛けられる天秤部26とを有する。図3,図4に示すように、天秤軸25は、鋼材料からなる円柱状の基材27と、基材27の表面であって摺動部28に対応する位置に形成されたCr被膜29と、Cr被膜29の表面に形成されたDLC被膜30と、Cr被膜29まで貫通するようDLC被膜30に形成された複数の凹部31からなる油溜32とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
油溜32を構成する複数の凹部31は、DLC被膜30をプラズマエッチングにより部分的に除去し、Cr被膜29が露出するように形成されている。油溜32は、複数の同形の円状の凹部31が上下方向に一定の間隔で配列されたものが、周方向90°間隔で且つ上下方向に一定高さずれた所定パターンに基づいて配設されている。連結部材22は、円筒状に形成され、クランクレバー14の後端部に回動可能に連結され、天秤軸25に摺動可能に外嵌されている。
The plurality of
ミシンモータの回転駆動力によりクランク13が回転されると、クランク13の連結軸13aがヘッド部14a及び連結部材22と共に、図2に示す円軌道Aで回転駆動され、この回転駆動により連結部材22が天秤軸25にガイドされて略上下方向に往復摺動され、この往復摺動によって天秤18が回動軸23の回りで揺動駆動されて、上糸が引き締められる。
When the
次に、連結部材22が上下に往復摺動する天秤軸25を有する天秤18の製造方法について、図4〜図6を参照して説明する。図5に示すように、この摺動部品の製造方法は、金属被膜形成工程及びDLC被膜形成工程(図5-1)と、マスキング工程(図5-2)と、エッチング工程(図5-3)の3つの工程により表面に潤滑油を保持するための円形の油溜32を有する摺動部28が形成される。
Next, the manufacturing method of the
図5-1に示すように、金属被膜形成工程及びDLC被膜形成工程においては、円柱状の鋼材料からなる基材27の摺動部28の表面にCr被膜29が約0.5μm形成され、更に、そのCr被膜29の表面にDLC被膜30が約1.5μm形成される。このCr被膜29とDLC被膜30は、真空中でUBMスパッタリングにより連続的に成膜される。具体的には、まず、Crをターゲットしてスパッタリングを行い、Cr被膜29が所定の膜厚形成されたら、次に、Crのスパッタリングを行いつつ、グラファイトをターゲットとするスパッタリングを同時に行い、このCrとグラファイトとのスパッタ率を徐々にグラファイトのスパッタ率が大きくなるように移行することで、DLC被膜30がCr被膜29の表面に形成される。
As shown in FIG. 5A, in the metal film forming process and the DLC film forming process, a
尚、DLC被膜30の硬度は水素含有量等により調節することができ、HVで数百からダイヤモンドのHVに近い8000程度の高硬度被膜にすることができる。また、DLC被膜30の摩擦係数は約0.1以下である。従って、DLC被膜30は、耐摩耗性及び摺動性に非常に優れた被膜である。
The hardness of the
図5-2,図6に示すように、マスキング工程においては、DLC被膜30の表面に略密着状にマスキング部材34が外嵌されて、DLC被膜30の表面の一部がマスクされる。マスキング部材34は、アルミニウムで構成され、内径がDLC被膜30の外形と略同径の円筒形状に形成されている。マスキング部材34には、複数の同形の円形の穴35(貫通穴)が一定の間隔を空けて上下方向に直線状に配列されたものが、周方向に90°間隔で且つ上下方向に一定間隔ずれて形成されている。従って、マスキング部材34がDLC被膜30に外嵌されても、DLC被膜30の表面は一部のみがマスクされ、マスキング部材34の穴35に対応する位置は露呈されたままになる。
As shown in FIGS. 5-2 and 6, in the masking process, the masking
図5-3に示すように、エッチング工程においては、上述のマスクされた天秤18が真空槽中に導入され、その真空槽中に酸素が導入され、高周波(例えば、13.8MHz)高電圧が印加されて酸素ガスが電離されてプラズマ雰囲気が作られ、DLC被膜30が酸素プラズマガスと反応して二酸化炭素若しくは一酸化炭素になることで、マスキング部材34によりマスクされていない露呈している部分のDLC被膜30のみがCr被膜29が露呈されるまでプラズマエッチングされ、摺動部28の領域に油溜32である複数の凹部31が形成される。
As shown in FIG. 5-3, in the etching process, the
尚、このエッチング工程においては、250℃程度で焼入れ及び焼き戻しされた天秤18を150℃以下に保ちつつエッチングするので、天秤18の変形を防ぐことができる。その後、天秤18が真空槽中から取り出され、図3,図4に示すように、マスキング部材34が天秤軸25から取り外されて油溜32が形成された摺動部28を有する天秤軸25が完成する。
In this etching step, the
以上説明した、天秤18の製造方法及び天秤18の効果について説明する。この天秤18の製造方法においては、マスキング部材34にマスクされていない部分のDLC被膜30がプラズマエッチングにより除去されて、油溜32が形成されるので、機械加工などに比べ容易に油溜32を形成することができる。マスキング部材34を所望の形状にすることで、油溜32を所望の形状にすることができる。プラズマエッチングによりDLC被膜30はエッチングされるが、Cr被膜29は酸素と反応しないため残り、鋼材料からなる基材27がCr被膜29に被覆され露出することがないので、基材27を錆びなどによる劣化から保護することができる。
The manufacturing method of the
この油溜32が形成された天秤軸25においては、潤滑油が供給されると、潤滑油の一部が油溜32に溜められ、潤滑油が直ぐに流出することを防ぐことができるので、潤滑油の供給サイクルを延ばすことができ、一度の潤滑油の供給による天秤軸25の焼き付け寿命を長くすることができる。特に、図7に示すように、プラズマエッチングにより除去されずに残ったDLC被膜30の表面積比が30%〜86%(即ち、凹部31が摺動部28の表面積に対して14%〜70%)であると、天秤軸25の焼き付け寿命が3000時間以上になり、潤滑油の供給サイクルが非常に長くなり、作業者の潤滑油の供給作業を大幅に削減することができる。
In the
油溜32は、円形の凹部31が所定のパターンに基づいて配列されているので、供給された潤滑油が摺動部28の一部に偏って保持されるのを防ぐことができ、摺動部28の部分的な焼き付けを防ぐことができる。
In the
上述の実施例を一部変更した変更例について説明する。 A modified example in which the above-described embodiment is partially modified will be described.
1)上述した実施例においては、DLC被膜30をUBMスパッタリングにより形成したが、DLC被膜は、UBMスパッタリング以外の物理的蒸着方法や、CVD法などの化学的蒸着方法などにより成膜してもよい。
1) In the above-described embodiments, the
2)上述の実施例においては、マスキング部材34をAlにより構成したが、マスキング部材を構成する材質としては、セラミックやステンレスなど錆びにくい材質であれば特に限定するものではない。
2) In the above-described embodiment, the masking
3)上述の実施例においては、基材27とDLC被膜30との間にCr被膜29を形成したが、このCr被膜29は、必ずしも必要なものではなく省略しても良い。但し、このように構成する場合には、エッチング工程においてDLC被膜を基材が露出しない程度にエッチングして凹部を形成し、基材をDLC被膜により錆びなどから保護することが望ましいが、基材が露出するまでDLC被膜をエッチングしてもよい。
3) In the above-described embodiment, the
4)上述の実施例においては、DLC被膜30をCr被膜29が露呈するまでプラズマエッチングしたが、Cr被膜が露呈しない程度の凹部をDLC被膜に形成してその凹部を油溜としても良い。
4) In the above-described embodiment, the
6)上述の実施例においては、エッチング工程でプラズマエッチングによりDLC被膜を除去したが、レーザエッチングによりDLC被膜を除去してもよい。例えば、フェムト秒レーザ(レーザの波長が870nm,パルス幅がフェムト秒),紫外線レーザ(レーザの波長が紫外線領域。例えば、パルス幅が20〜100nmであって、波長が353nmのTHG−YAGレーザ,波長が265nmのFHG−YAGレーザなどの固体レーザ),エキシマレーザ(波長が308nm若しくは248nm,パルス幅が20〜30nm)などのレーザによりDLC被膜を除去してもよい。特に、複数のレーザによりDLC被膜に複数の方向からレーザを照射して油溜を形成することでエッチング工程を大幅に短時間化することができる。または、レーザを1つ設けレーザと摺動部品との相対位置を移動させることで油溜を形成するようにすることで、設備投資を削減することができる。 6) In the above-described embodiment, the DLC film is removed by plasma etching in the etching process, but the DLC film may be removed by laser etching. For example, a femtosecond laser (laser wavelength is 870 nm, pulse width is femtosecond), an ultraviolet laser (laser wavelength is in the ultraviolet region. For example, a THG-YAG laser having a pulse width of 20 to 100 nm and a wavelength of 353 nm, The DLC film may be removed by a laser such as a solid laser such as an FHG-YAG laser having a wavelength of 265 nm) or an excimer laser (wavelength is 308 nm or 248 nm, pulse width is 20 to 30 nm). In particular, the etching process can be significantly shortened by irradiating the DLC film with a plurality of lasers from a plurality of directions to form oil reservoirs. Alternatively, by providing one laser and moving the relative position between the laser and the sliding component to form an oil reservoir, capital investment can be reduced.
7)上述のCr被膜29の代わりに、W被膜,Ti被膜,Si被膜,Ni被膜などを適用しても良い。
7) Instead of the
8)上述の実施例においては、凹部31を円形に形成したが、円形に限定されるものではなく、矩形状,線状,三角形状など、若しくは夫々異なる形状に形成してもよい。また、油溜32を一定の間隔で周期的に形成したが、適当間隔に形成してもよい。
8) In the above-described embodiment, the
9)上述の実施例においては、ミシンの天秤軸25に本発明を適用したが、摺動部を有する摺動部品、例えば、針棒16,針棒支持部材17,連結部材22など、若しくはミシン以外の摺動部品においても、本発明を適用することは可能である。
9) In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
10)上述の実施例においては、金属被膜形成工程からエッチング工程までを連続的に行ったが、時間的若しくは地域的に別々に行ってもよい。例えば、A国で金属被膜工程及びDLC被膜形成工程を行い、そのDLC被膜が形成された部品をB国に送って、B国でマスキング工程及びエッチング工程を行ってもよい。 10) In the above-described embodiments, the process from the metal film forming process to the etching process is continuously performed, but may be performed separately in time or region. For example, the metal film process and the DLC film formation process may be performed in country A, the part on which the DLC film is formed may be sent to country B, and the masking process and the etching process may be performed in country B.
尚、本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施の形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更の形態をも包含するものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and those skilled in the art can implement various modifications to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. In addition, the present invention includes such modified forms.
M 2本針ミシン
18 天秤
27 基材
28 摺動部
29 Cr被膜
30 DLC被膜
31 凹部
32 油溜
34 マスキング部材
M 2-
Claims (12)
前記摺動部品は、前記摺動部を往復摺動部として構成したミシンに取り付けられる部品であり、
前記DLC被膜の表面の一部をマスクするマスキング部材であって、前記摺動部に外嵌可能な内径であり、複数の同形の貫通穴を一定の間隔を空けて摺動方向に直線状に配列した円筒形状のマスキング部材を前記DLC被膜の表面に略密着状に且つ取り外し可能に外嵌するマスキング工程と、
前記マスキング部材でマスクされていない部分の前記DLC被膜をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング工程後に前記マスキング部材を前記摺動部から取り外す工程と、
を備えたことを特徴とする摺動部品の製造方法。 In a manufacturing method of a sliding part having a sliding part on at least a part of the surface of the substrate, and forming a DLC film on the surface of the sliding part,
The sliding component is a component that is attached to a sewing machine configured with the sliding portion as a reciprocating sliding portion,
Wherein a masking member which masks a part of the surface of the DLC film and an inner diameter that can fitted on the sliding portion, straight in the sliding direction of the through hole of the multiple isomorphous at regular intervals A masking step in which the cylindrical masking members arranged in the outer surface of the DLC film are detachably fitted in a substantially close contact state;
An etching step of etching the portion of the DLC film that is not masked by the masking member;
Removing the masking member from the sliding part after the etching step;
A method for manufacturing a sliding part, comprising:
前記基材の表面に金属被膜を形成する金属被膜形成工程を備えたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の摺動部品の製造方法。 Before the step of forming the DLC film on the surface of the sliding portion,
The method for manufacturing a sliding component according to any one of claims 1 to 4, further comprising a metal film forming step of forming a metal film on a surface of the base material.
The sliding component according to claim 11, wherein the sliding component is a balance having a scale shaft of a sewing machine.
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