まえがき ─トライボロジーとは─
1 トライボロジーとは
2 トライボロジーにおける科学と技術
3 機械工学の視点からトライボロジー問題の解決をはかるには
【第Ⅰ編 基礎】
第1章 表面の性質
1 表面の性状(表面の構造と性質/エネルギーやぬれの現象/吸着)
1. 1 表面張力
1. 2 吸着
1. 3 表面のぬれ
2 表面の形状(表面性状パラメーター/機械仕上げ面)
第2章 接 触
1 固体表面の接触(見かけの接触面積と真実接触面積)
2 弾性接触
2. 1 点接触
2. 2 線接触
3 粗面同士の接触
4 接触に及ぼす凝着力の影響
5 塑性接触
6 表面うねりと接触面剛性
第3章 摩 擦
1 摩擦の形態
2 摩擦のメカニズム
2. 1 凝着説
2. 2 接触点成長と修正凝着理論
2. 3 凝着摩擦を低減させる接触面の考え方
2. 4 掘り起こし作用
2. 5 弾性ヒステリシス損失
3 転がり摩擦
3. 1 すべりがないときの転がり
3. 2 すべりを伴う転がり(転がり接触部の微小すべり)
3. 3 摩擦に及ぼす表面粗さの影響
3. 4 スティック・スリップ現象(摩擦振動)
3. 5 まとめ
第4章 摩 耗
1 摩耗とは
2 摩耗の種類と進行過程
3 摩耗形態とメカニズム
3. 1 凝着摩耗 (adhesive wear)
3. 2 アブレシブ摩耗(abrasive wear)
3. 3 腐食摩耗(corrosive wear)
3. 4 フレッティング(あるいはフレッチング)摩耗(fretting wear)
3. 5 疲労摩耗(fatigue wear)
4 摩耗の遷移現象
4. 1 初期摩耗から定常摩耗への遷移
4. 2 摺動条件による摩耗形態の遷移
5 まとめ
第5章 摩擦・摩耗試験法と新しい評価技術
1 摩擦・摩耗試験法
1. 1 摩擦・摩耗試験の目的と考え方
1. 2 摩擦・摩耗試験の方法と特徴
1. 3 摩耗計測法の種類と特徴
1. 4 可視化実験の重要性とその方法
1. 5 AE計測を用いた摩擦・摩耗解析
2 新しい試験・評価技術
2. 1 エロージョン摩耗を利用した表面強度特性評価法(MSE法)
2. 1. 1 はじめに
2. 1. 2 材料の表面強度特性の評価技術
2. 1. 3 アブレシブ摩耗やエロージョン摩耗を利用した表面強度の評価法
2. 1. 4 MSE試験法
2. 1. 5 エロージョン率特性の可視化と評価
2. 1. 6 エロージョン特性のポジショニング(MSEマップ)事例
2. 1. 7 おわりに
2. 2 広視野レーザ顕微鏡によるトライボ表面の解析
2. 2. 1 はじめに
2. 2. 2 広視野レーザ顕微鏡の構成
2. 2. 3 静的メタルシールの漏れの解析
2. 2. 4 床材とゴムの間の真実接触面積の分布
2. 2. 5 干渉計測による深さ方向解像度の改善
2. 2. 6 おわりに
【第Ⅱ編 次世代技術に対応する材料のトライボロジー特性】
第6章 プラスチック(樹脂)材料のトライボロジー特性
1 プラスチック(樹脂)材料の基礎
1. 1 高分子・樹脂・プラスチック
1. 2 プラスチックの分類
1. 3 プラスチックの基本的な構造と特性への影響
2 トライボマテリアルとしてのプラスチック材料
2. 1 PTFE
2. 2 PEEK
2. 3 POM
2. 4 UHMWPE
2. 5 PA
2. 6 PAI
2. 7 PF
3 複合材料化による耐摩耗性向上
3. 1 フィラーによる複合材料化
3. 2 固体潤滑剤
3. 3 フィラーの役割とフィラーの種類
3. 4 フィラー添加によるトライボロジー特性の向上
4 プラスチック材料の摩擦摩耗低減に関する研究事例
4. 1 PTFE
4. 2 PEEK
4. 3 PA
第7章 炭素繊維充てんPEEK 材料のトライボロジー特性
1 はじめに
2 摩耗試験および供試材料
3 摩擦・摩耗特性
3. 1 荷重の増加に伴う摩擦係数と摩耗率の変化
3. 2 摩耗面の形態
3. 3 相手面(S55C 炭素鋼)の摩耗
3. 4 摩耗機構
3. 5 PEEK 材と汎用軸受材料の比較
4 まとめ
第8章 硬質薄膜のトライボロジー特性
1 はじめに
2 硬質薄膜の種類と進化
3 耐摩耗用硬質薄膜の特性
3. 1 鉄鋼材料加工用硬質薄膜
3. 2 アルミニウム合金加工用硬質薄膜
3. 3 銅合金加工用硬質薄膜
4 摺動用硬質薄膜の特性
4. 1 炭素系硬質薄膜の低摩擦係数発現メカニズム
4. 2 炭化物系硬質薄膜の低摩擦係数発現メカニズム
4. 3 CrN 系硬質薄膜の低摩擦係数発現メカニズム
第9章 樹脂被覆材料のトライボロジー特性
1 はじめに
2 樹脂被覆材料の成膜方法
3 MoS2 分散複合樹脂オーバーレイ平面すべり軸受のトライボロジー特性
4 グラファイト分散複合樹脂オーバーレイ平面すべり軸受のトライボロジー特性
5 グラファイト分散複合樹脂オーバーレイ曲面すべり軸受のトライボロジー特性
6 まとめ
第10章 微細組織材料のトライボロジー特性
1 超強加工による微細組織材料
2 HPT 加工によるバルクナノメタルのトライボロジー特性
3 バニシング加工による表層ナノ組織化と耐摩耗性向上
第11章 表面テクスチャ材料のトライボロジー特性
1 はじめに
2 テクスチャによる効果
2. 1 ストライベック曲線
2. 2 表面テクスチャの摩擦低減機構
3 テクスチャの種類と創製法
【第Ⅲ編 トライボ設計事例,トラブルとその解決事例】
第12章 機械的手法による表面改質
1 表面近傍の塑性加工によるテクスチャリングと摺動面組織変化
1. 1 はじめに
1. 2 ショットピーニング
1. 3 微粒子ピーニングの原理と特徴
1. 4 組織構造
1. 5 その他の改質効果
1. 6 まとめ
2 ローラーバニシング
2. 1 はじめに
2. 2 微粒子ピーニングとの複合化
2. 3 転がり軸受の疲労寿命向上
3 微細断続切削によるテクスチャリング(タイリング)
3. 1 はじめに
3. 2 タイリングの加工原理
3. 3 摩擦特性
3. 4 ローラーバニシングとの複合効果
第13章 固体潤滑剤との複合化による表面組織設計
1 軟質金属成膜と熱処理による表面改質
1. 1 はじめに
1. 2 鋳鉄への適用事例
1. 3 青銅への適用事例
1. 4 転がり軸受への適用
1. 5 膜構造の不均質化による摩擦低減
2 機械的手法による複合表面創成手法とその特性
2. 1 はじめに
2. 2 複合表面の創成
2. 3 軟質金属成膜面との複合化
2. 4 セリサイト複合面の摩擦特性
2. 5 まとめ
第14章 ゴム材料開発による摩擦・摩耗特性の向上
1 はじめに
2 粘弾性特性の制御による紙送りロールの摩擦・摩耗特性の向上
2. 1 当社での給紙ロール材料開発
2. 2 初期摩擦係数
2. 3 残存摩擦係数(摩擦係数保持性)
2. 4 耐摩耗性
2. 5 EPDM 給紙材料の摩擦・摩耗特性の向上
3 おわりに
第15章 自動車用ワイパーのトライボロジー
1 ワイパーの歴史
2 ワイパーシステムの役割と最新動向
3 ワイパーブレードの役割と最新動向
4 ワイパーラバーに求められる性能
4. 1 払拭性
4. 2 静粛性
4. 3 耐久性・耐候性
4. 4 汚染性
5 ワイパーラバーのトライボロジー
5. 1 μ-V カーブ測定装置の開発
5. 2 摩擦係数の負勾配の低減
6 払拭性の定量化(水膜厚さ計算と測定)
7 まとめ
第16章 摩擦試験を用いた印刷用紙の評価法
1 はじめに
2 紙と印刷方式
2. 1 紙
2. 2 紙粉
2. 3 紙と各印刷方式の関係
3 電子写真方式と紙
3. 1 電子写真方式
3. 2 電子写真方式における紙でのトラブル
3. 3 電子写真方式の給紙装置
4 摩擦試験を用いた印刷用紙の評価法の開発
4. 1 開発の動機
4. 2 紙粉量数値化の各種検討
5 用紙の摩擦力計測による紙粉量の評価方法(JBMS-88:2020)
5. 1 測定原理など
5. 2 評価事例
5. 3 本評価方法の応用方法
6 JBMS-88 制定での効果
7 おわりに
第17章 MSE 法を用いたプラスチックの劣化評価
1 はじめに
2 樹脂劣化における化学分析とMSE 試験の関係
3 環境劣化を受けたポリカーボネート板の劣化様相と引張強度の関係
4 燃料チューブの内面と外面の劣化変化
5 自動車用多層膜塗装の内部劣化変化の事例
6 接着・密着前処理用を目的とした表面改質層の強さ分布測定
7 まとめ
第18章 人工関節用樹脂部品のトライボロジー
1 はじめに
2 人工関節の構造
3 人工関節の材料
4 人工関節の評価
5 ポリテトラフルオロエチレン
6 炭素繊維強化UHMWPE
7 HIP 処理UHMWPE
8 滅菌法の影響
9 高度架橋UHMWPE
10 抗酸化剤
11 ポリエーテルエーテルケトン
12 Soft material
13 まとめ
第19章 自動車用ポリプロピレン製品の表面傷付き問題の一考察
1 はじめに
2 自動車材料としてのポリプロピレン
2. 1 内・外装材の無塗装化と耐傷つき性の重要性
2. 2 耐傷つき性要求の高まり;J. D. Power によるIQS の衝撃
3 プラスチックの耐傷つき性評価法
3. 1 自動車メーカーによる評価法
3. 2 傷の定量化
4 PP 材料の傷付き原理
4. 1 傷の形態
4. 2 摩擦力での整理
4. 3 塑性域の発生と傷の形態
5 PP メーカーの特許出願状況から見る耐傷つき性向上技術
6 今後の課題
7 おわりに
第20章 自動車エンジン用すべり軸受への樹脂コーティングの適用
1 はじめに
2 樹脂コーティングとは
3 樹脂コーティングを施したエンジン軸受の軸受性能向上について
3. 1 低フリクション化
3. 2 耐疲労性向上
3. 3 耐摩耗性向上
4 高面圧・高周速対応樹脂コーティング
5 高耐摩耗性樹脂コーティング
6 高耐異物性樹脂コーティング
7 今後の展開
第21章 自動車用電動パワーステアリング減速機で用いる樹脂製ウォームホイールの
トライボロジー
1 はじめに
2 EPS 減速機に使用される樹脂製ウォームホイール
3 樹脂製ウォームホイールの損傷形態
4 樹脂ウォームホイールのバックラッシュ量を予測する摩擦摩耗試験手法
5 試験条件の設定手法と耐久後ウォームホイール歯面の再現
6 樹脂ウォームホイールのバックラッシュ量の予測検証
7 まとめ
