(57)【要約】【課題】被成形金属板と工具との間の摩擦係数を低減させることによって、工具の寿命を延ばし得る摺動機構及び逐次成形方法を提供する。【解決手段】逐次成形において用いられる摺動機構は、被成形金属板と、潤滑油膜を介して被成形金属板を加圧成形する工具と、を備える。工具は、少なくとも摺動部表面にダイヤモンドからなる被膜を有する。潤滑油膜は、親水基を有する有機化合物を含有する潤滑油を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逐次成形において用いられる摺動機構であって、
上記摺動機構は、被成形金属板と、潤滑油膜を介して該被成形金属板を加圧成形する工具と、を備え、
上記工具は、少なくとも摺動部表面にダイヤモンドからなる被膜を有し、
上記潤滑油膜は、親水基を有する有機化合物を含有する潤滑油を含む
ことを特徴とする摺動機構。
【請求項２】
上記潤滑油膜は、上記有機化合物における上記親水基が上記被成形金属板に吸着されて形成される吸着膜を有していることを特徴とする請求項１に記載の摺動機構。
【請求項３】
上記有機化合物における上記親水基が、ヒドロキシル基及びカルボキシル基の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動機構。
【請求項４】
上記潤滑油における上記有機化合物の含有割合が、５質量％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の摺動機構。
【請求項５】
上記工具における上記ダイヤモンドからなる被膜の表面粗さＲａが、０．１３μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の摺動機構。
【請求項６】
上記被成形金属板は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン及びタングステンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の摺動機構。
【請求項７】
上記被成形金属板は、亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の摺動機構。
【請求項８】
上記被成形金属板は、アルミニウム合金板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の摺動機構。
【請求項９】
上記被成形金属板は、鋼板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の摺動機構。
【請求項１０】
工具と潤滑油とを用いて被成形金属板を逐次成形するに際し、該被成形金属板と、該潤滑油によって形成された潤滑油膜を介して該被成形金属板を加圧成形する工具と、を備えた摺動機構を用いる逐次成形方法であって、
上記工具は、少なくとも摺動部表面にダイヤモンドからなる被膜を有し、
上記潤滑油は、親水基を有する有機化合物を含有する
ことを特徴とする逐次成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動機構に関する。更に詳細には、本発明は、摺動機構及び逐次成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属又は非金属の板材から、輪郭が複雑で広い面積の底部を有したり、さらには側壁部が垂直ないしそれに近い角度を有していたりする、大型な立体製品を高精度に成形することができる比較的簡単な構造のダイレスフォーミング装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
このダイレスフォーミング装置は、工具セットと、工具セットと協働する押圧機構と、工具セットと押圧機構を全体としてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動させるための複数の数値制御型の駆動装置と、を備えている。
【０００４】
そして、工具セットは、基台、固定押圧機構、板材保持機構及び板材押さえ機構を備えている。固定押圧機構は、基台の上に設けられており、基台から立設された脚体と、成形すべき製品の底面輪郭に合致する平面形状を有し脚体の頂部に取り付けられた天板型とを有している。板材保持機構は、基台に配置された複数本の支柱と、天板型を囲む窓穴を有し、かつ、支柱を介してＺ軸方向に移動可能な支持板と、基台に固定され支持板に出力端部が連結された少なくとも一対の昇降用アクチュエータを有している。板材押さえ機構は、板材の周縁を支持板とで板厚方向に挟持する枠状の押さえ板と、この押さえ板による板材周縁部の押さえ力を可変に制御するための押さえ用アクチュエータを有している。
【０００５】
また、押圧機構は、板材保持機構よりも上方に配されている。押圧機構は、板材の上面に接し天板型と協働して製品形状を成形するための押圧工具部を先端に有している。
【０００６】
さらに、複数の数値制御型の駆動装置は、押圧工具部を天板型の周りで製品形状に合致した移動経路で移動させ、かつ、天板型に対して押圧機構と支持板とを板材の板厚方向に相対的に移動させる。
【０００７】
そして、このダイレスフォーミング装置においては、押圧機構が棒状をなしており、押圧工具部がフリー回転可能な球体からなっている態様を含み、さらには球体に対して潤滑剤を供給する注油穴を有している態様を含んでいる。
【０００８】
このようなダイレスフォーミング装置においては、押圧工具部が板材を押圧しながら等高線上を移動する際に板材との摩擦で球体が回転し、板材との関係が滑り摩擦でなく転がり摩擦の関係となる。これにより、摩擦係数と発熱が抑制されるため、成形速度を早くすることができると共に、スプリングバックを抑制することができる。
【０００９】
また、このようなダイレスフォーミング装置においては、押圧機構による成形部位に常に潤滑液が供給されて回収される循環式の潤滑・冷却系が構成される。このため、例えば、０．３ｍ／ｓを超える高速成形時において、ステンレス材に生じやすい凝着が防止され、また、アルミニウム材においては割れの発生が防止され、０．３ｍ／ｓ以上の高速成形も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４２８７９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載されたダイレスフォーミング装置においては、量産化に伴う逐次成形の高速化によって工具の寿命が縮まってしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、被成形金属板と工具との間の摩擦係数を低減させることによって、工具の寿命を延ばし得る摺動機構及び逐次成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、逐次成形において用いられる摺動機構を、被成形金属板と、所定の潤滑油によって形成された潤滑油膜を介して被成形金属板を加圧成形する所定の工具と、を備えた構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被成形金属板と工具との間の摩擦係数を低減させることによって、工具の寿命を延ばし得る摺動機構及び逐次成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、逐次成形の概要を説明する断面図である。
【図２】図２は、図１に示した摺動機構の包囲線ＩＩで囲んだ部分を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、工具の摺動部表面の表面粗さ（Ｒａ）と摩擦係数（μ）との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、摩擦試験の概要を説明する斜視図である。
【図５】図５は、各例の摩擦係数（μ）を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１における工具の摺動部の表面形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察した結果を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。
【図７】図７は、実施例１における被成形金属板の表面形状を光学顕微鏡で観察した結果を示す光学顕微鏡写真である。
【図８】図８は、実施例１における被成形金属板の表面形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察した結果を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る摺動機構及び逐次成形方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１７】
図１は、逐次成形の概要を説明する断面図である。また、図２は、図１に示した摺動機構の包囲線ＩＩで囲んだ部分を模式的に示す断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態の摺動機構１は、被成形金属板３０を３次元形状にする逐次成形において用いられる。そして、この摺動機構１は、被成形金属板３０と、潤滑油膜２０を介して被成形金属板３０を加圧成形する工具１０とを備えている。また、工具１０は、少なくとも摺動部１０ａ表面にダイヤモンドからなる被膜１１を有している。さらに、潤滑油膜２０は、親水基２３１を有する有機化合物２３を含有する潤滑油２１を含んでいる。なお、特に限定されるものではないが、図示例の潤滑油膜２０は、有機化合物における親水基２３１が被成形金属板３０に吸着されて形成される吸着膜２５を有している。
【００１９】
ここで、本発明において「ダイヤモンドからなる被膜」とは、摺動部表面で炭素原子の末端が水素で終端された水素終端ダイヤモンド被膜を意味する。特に限定されるものではないが、このような水素終端ダイヤモンド被膜は、例えば、水素を含有するガスを用いた化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によって形成することができる。
【００２０】
上述のように、逐次成形において用いられる摺動機構を、被成形金属板と、潤滑油膜を介して被成形金属板を加圧成形する工具とを備え、工具が少なくとも摺動部表面にダイヤモンドからなる被膜を有し、潤滑油膜が親水基を有する有機化合物を含有する潤滑油を含む構成とした。
【００２１】
そのため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数を低減させることが可能となり、工具の寿命を延ばすことができる。特に限定されるものではないが、このような摺動機構は、例えば、逐次成形用工具自体や逐次成形用工具を備えた逐次成形装置において用いられる。なお、逐次成形における工具の移動速度は、特に限定されるものではない。例えば、０．３ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓの高速度であってもよく、０．３ｍ／ｓ未満の低速度であってもよく、いずれの速度の逐次成形にも適用することができる。
【００２２】
また、特に限定されるものではないが、このような摺動機構は、例えば、逐次成形方法において用いることもできる。
【００２３】
つまり、図１及び図２に示すように、本実施形態の逐次成形方法は、工具１０と潤滑油２１とを用いて被成形金属板３０を３次元形状に逐次成形する。そして、この逐次成形方法は、被成形金属板３０と、潤滑油２１によって形成された潤滑油膜２０を介して被成形金属板３０を加圧成形する工具１０とを備えた摺動機構１を用いる。また、工具１０は、少なくとも摺動部１０ａ表面にダイヤモンドからなる被膜１１を有している。さらに、潤滑油２１は、親水基２３１を有する有機化合物２３を含有している。
【００２４】
上述のように、工具と潤滑油とを用いて被成形金属板を逐次成形するに際し、被成形金属板と、所定の潤滑油によって形成された潤滑油膜を介して被成形金属板を加圧成形する所定の工具とを備えた摺動機構を用いることとした。
【００２５】
ここで、本発明において「所定の工具」とは、少なくとも摺動部表面にダイヤモンドからなる被膜を有する工具を意味する。
【００２６】
また、本発明において「所定の潤滑油」とは、親水基を有する有機化合物を含有する潤滑油を意味する。
【００２７】
そのため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数を低減させることが可能となり、工具の寿命を延ばすことができる。なお、逐次成形方法における工具の移動速度は、特に限定されるものではない。例えば、０．３ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓの高速度であってもよく、０．３ｍ／ｓ未満の低速度であってもよく、いずれの速度の逐次成形方法にも適用することができる。
【００２８】
上記の摺動機構や逐次成形方法の動作について図１及び図２を参照しながら具体的に説明する。
【００２９】
まず、特に限定されるものではないが、固定装置５０は、例えば、下側の固定具５１と、上側の可動具５３とを備えており、固定具５１及び可動具５３で被成形金属板３０の周囲を挟んだ状態にして被成形金属板３０を強固に保持している。なお、被成形金属板３０は、３次元形状に逐次成形される未成形部を有している。
【００３０】
また、特に限定されるものではないが、工具１０は、例えば、棒状をなし、図示しない駆動装置により、摺動部１０ａを下向きにして保持される。
【００３１】
さらに、特に限定されるものではないが、工具１０は、例えば、直交する３軸方向に移動可能である。
【００３２】
また、特に限定されるものではないが、駆動装置には、例えば、多軸制御型ロボットや数値制御（ＮＣ）工作機などを用いることができる。ただし、工具の軸線を傾斜させる場合には、多軸制御型ロボットを用いることが好適である。
【００３３】
さらに、特に限定されるものではないが、潤滑油膜２０は、例えば、未成形部の表面の少なくとも一部に配置されている。
【００３４】
また、特に限定されるものではないが、潤滑油膜２０は、例えば、逐次成形をする前に、潤滑油２１を被成形金属板３０に塗布することによって形成してもよく、逐次成形をしながら、潤滑油２１を被成形金属板３０に塗布することによって形成してもよい。
【００３５】
そして、特に限定されるものではないが、工具１０のダイヤモンドからなる被膜１１を有する摺動部１０ａは、例えば、潤滑油膜２０の表面を所定の移動経路に沿って移動しながら摺動する。また、特に限定されるものではないが、その摺動に際して、摺動部１０ａは、例えば、潤滑油膜２０を介して被成形金属板３０の未成形部を３次元形状に逐次成形するための圧力を被成形金属板３０の未成形部にかける。
【００３６】
図示例では、一部を破線で示した被成形金属板３０を凹状の３次元形状に成形するので、工具１０の移動経路は図中矢印Ｗで示すような周回経路になる。そして、周回毎に、工具１０の被成形金属板３０への押し込み量（前進量・下降量）及び移動経路を段階的に変位させる。この際、移動経路は、被成形金属板３０の中心側へ段階的に変位させる。
【００３７】
これにより、被成形金属板を板厚方向に次第に変形させて、凹状の３次元形状に成形することができる。
【００３８】
現時点においては、以下のようなメカニズムにより、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減したと考えている。
【００３９】
潤滑油膜を形成する潤滑油は、親水基を有する有機化合物を含有している。このような潤滑油は、被成形金属板に吸着されやすい。一方、このような潤滑油は、摺動部表面にダイヤモンドからなる被膜を有する工具に殆ど吸着されない。これは、ダイヤモンドからなる被膜が、摺動部表面で炭素原子の末端が水素で終端された水素終端ダイヤモンド被膜であるためである。そして、被成形金属板と工具と潤滑油との間にこのような関係があると、被成形金属板と工具との間において、被成形金属板となじみがよい潤滑油膜が形成される。換言すれば、被成形金属板表面に安定的な潤滑油膜が形成される。
【００４０】
このようなメカニズムにより、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができるという効果が得られる。
【００４１】
ただし、上記のメカニズム以外のメカニズムによって、上述のような効果が得られていたとしても、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００４２】
また、特に限定されるものではないが、潤滑油膜２０は、有機化合物２３における親水基２３１が被形成金属板３０に吸着されて形成される吸着膜２５を有していることが好適である。これにより、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜が形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【００４３】
なお、特に限定されるものではないが、親水基２３１を有する有機化合物２３は、潤滑油２１における相溶性が優れたものであることが好適である。
【００４４】
さらに、特に限定されるものではないが、有機化合物２３における親水基２３１は、例えば、ヒドロキシル基及びカルボキシル基のいずれか一方又は双方を含むことが好適である。ヒドロキシル基やカルボキシル基など親水基は被成形金属板により吸着されやすい。これにより、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜が形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【００４５】
また、特に限定されるものではないが、潤滑油２１における親水基２３１を有する有機化合物２３の含有割合は、例えば、５質量％以上であることが好適であり、１０質量％以上であることがより好適である。なお、親水基を有する有機化合物の含有割合１００質量％としてもよい。これにより、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜がより適切に形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【００４６】
さらに、特に限定されるものではないが、例えば、親水基２３１を有する有機化合物２３は、合成エステル油を構成する合成エステルであることが好適である。なお、このような合成エステルは、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基などの親水基２３１を有するものを適宜作製することができる。このような合成エステルの具体例としては、オレイン酸やステアリン酸などの高級脂肪酸モノグリセリド、ジグリセリドなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４７】
また、特に限定されるものではないが、潤滑油２１における親水基２３１を有する有機化合物以外には、基油として天然油脂、鉱油、合成油などを含んでいてもよい。これらは１種を単独で適用してもよく、２種以上を混合して適用してもよい。更に添加剤として潤滑油に添加される各種添加剤を添加してもよい。
【００４８】
さらに、特に限定されるものではないが、基油としては、例えば、天然油脂である植物油を適用することが好適である。天然油脂である植物油は、通常、脂肪酸とグリセリンとのトリグリセリドである。基油として植物油を適用する場合、基油として天然エステルを含み、親水基を有する化合物として合成エステルを含む、エステルからなる潤滑油とすることも可能である。
【００４９】
また、特に限定されるものではないが、このような潤滑油２１としては、協同油脂株式会社製のエアルーブＳ−３３ＫＴ（組成：エステル１００％（天然油脂（植物油）＋合成エステル油）、粘度（４０℃）：３３ｍｍ２／ｓ）を好適例として挙げることができる。なお、特に限定されるものではないが、この潤滑油２１は、例えば、鉱油を用いてエステルの含有割合を調整することもできる。
【００５０】
さらに、特に限定されるものではないが、工具１０は、例えば、ダイヤモンドからなる被膜１１の表面硬度が、マイクロビッカース硬度（１０ｇ）でＨＶ１０００〜１００００であることが好適であり、被膜１１の厚みが０．３〜２０μｍであることが好適である。このようなダイヤモンドからなる被膜を有する工具は、被膜が高硬度であり、被膜厚みが厚い。そのため、工具の元来の寿命を長くすることができる。
【００５１】
図３は、工具の摺動部表面の表面粗さ（Ｒａ）と摩擦係数（μ）との関係を示すグラフである。なお、図中の左側から１番目のプロットは、Ｒａ＝０．０３μｍ、μ＝０．０８であり、２番目のプロットは、Ｒａ＝０．１３μｍ、μ＝０．０８であり、３番目のプロットは、Ｒａ＝０．２５μｍ、μ＝０．１９であり、４番目のプロットは、Ｒａ＝０．３６μｍ、μ＝０．２９である。また、図中の左側から２番目のプロットは、後述する実施例１に相当する。さらに、図中の左側から１番目、３番目及び４番目のプロットは、実施例１の工具の摺動部表面の表面粗さを適宜調整したものである。
【００５２】
そして、特に限定されるものではないが、図３から、工具１０は、例えば、図中矢印Ｘで示すように、ダイヤモンドからなる被膜１１の表面粗さＲａが、０．１３μｍ以下であることが好適であることが分かる。また、現時点においては、表面粗さＲａが、０．０３〜０．１３μｍが好適であることが分かる。このようなダイヤモンドからなる被膜を有する工具は、図３に示すように摩擦係数（μ）を低減し得るため、被成形金属板への相手攻撃性が低い。その結果、工具で逐次成形される被成形金属板の表面粗さを低減することができる。
【００５３】
また、特に限定されるものではないが、工具１０の基材としては、例えば、日本工業規格に規定される高速度工具鋼鋼材（ＳＫＨ）などの工具鋼、高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ）などの軸受鋼などからなる棒状の基材、超硬合金（タングステンカーバイド）からなる棒状の基材が好適である。このような棒状の基材に、例えば、水素を含有するガスを用いた化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によって水素終端ダイヤモンド被膜を形成したものが好適である。水素終端ダイヤモンド被膜との密着性の観点から、超硬合金（タングステンカーバイド）からなる棒状の基材を適用することがより好適である。特に、ダイヤモンドの線膨張係数と近しいコバルト（Ｃｏ）含有量が５〜６質量％であるものが好適である。
【００５４】
また、特に限定されるものではないが、被成形金属板３０としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ランタン（Ｌａ）若しくはタングステン（Ｗ）又はこれらを２種以上含むものが好適である。このような金属が含まれる被成形金属板においては、その表面に例えば酸素（Ｏ）を含む酸化被膜が形成されることとなるので、有機化合物の親水基を吸着しやすい。そのため、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜が形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【００５５】
さらに、特に限定されるものではないが、被成形金属板３０としては、代表的には、亜鉛めっき鋼板を適用することが好ましい。また、特に限定されるものではないが、亜鉛めっき鋼板としては、合金化亜鉛めっき鋼板（ＧＩ材）や合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ材）を好適例として挙げることができる。亜鉛（Ｚｎ）めっきは、その表面に酸素（Ｏ）を含む酸化被膜を形成しているため、有機化合物の親水基を吸着しやすい。そのため、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜が形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【００５６】
また、特に限定されるものではないが、被成形金属板３０としては、代表的には、アルミニウム合金板を適用することが好ましい。アルミニウム合金板（Ａｌ材）は、その表面に酸素（Ｏ）を含む酸化被膜を形成しているため、有機化合物の親水基を吸着しやすい。そのため、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜が形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【００５７】
さらに、特に限定されるものではないが、被成形金属板３０としては、代表的には、鋼板（Ｓｔｅｅｌ材）を適用することが好ましい。また、特に限定されるものではないが、鋼板としては、高張力鋼板を好適例として挙げることができる。鋼板は、その表面に酸素（Ｏ）を含む酸化被膜を形成しているため、有機化合物の親水基を吸着しやすい。そのため、被成形金属板と工具との間により安定的な潤滑油膜が形成される。その結果、摩擦係数が低減し、工具の寿命を延ばすことができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
実施例１における工具に相当するピンとしては、日本工業規格に規定される超硬合金（タングステンカーバイド）に水素を含有するガスを用いた化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によって水素終端ダイヤモンド被膜を形成したものを用いた。なお、水素終端ダイヤモンド被膜の表面粗さＲａは、研磨を施した後０．０３μｍである。
【００６０】
また、実施例１における被成形金属板に相当するディスクとしては、ＧＡ材からなるものを用いた。
【００６１】
さらに、実施例１における潤滑油膜を形成する潤滑油としては、協同油脂株式会社製のエアルーブＳ−３３ＫＴ（組成：エステル１００％（天然油脂（植物油）＋合成エステル油（ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する有機化合物からなる。潤滑油における有機化合物の含有量は、１０質量％である。））、粘度（４０℃）：３３ｍｍ２／ｓ）を用いた。
【００６２】
（実施例２）
実施例１におけるＧＡ材からなるディスクに替えて、Ａｌ材からなるディスクを用いたこと以外は、実施例１と同様のものを用いた。
【００６３】
（実施例３）
実施例１におけるＧＡ材からなるディスクに替えて、Ｓｔｅｅｌ材からなるディスクを用いたこと以外は、実施例１と同様のものを用いた。
【００６４】
（実施例４）
実施例１における潤滑油に替えて、協同油脂株式会社製のエアルーブＳ−３３ＫＴに鉱油を添加したもの（組成：鉱油；３０−５０％、エステル；５０−７０％（天然油脂（植物油）＋合成エステル油（ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する有機化合物からなる。潤滑油における有機化合物の含有量は、５質量％である。））、粘度（４０℃）：３３ｍｍ２／ｓ）を用いたこと以外は、実施例１と同様のものを用いた。
【００６５】
（実施例５）
実施例２における潤滑油に替えて、協同油脂株式会社製のエアルーブＳ−３３ＫＴに鉱油を添加したもの（組成：鉱油；３０−５０％、エステル；５０−７０％（天然油脂（植物油）＋合成エステル油（ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する有機化合物からなる。潤滑油における有機化合物の含有量は、５質量％である。））、粘度（４０℃）：３３ｍｍ２／ｓ）を用いたこと以外は、実施例２と同様のものを用いた。
【００６６】
（実施例６）
実施例３における潤滑油に替えて、協同油脂株式会社製のエアルーブＳ−３３ＫＴに鉱油を添加したもの（組成：鉱油；３０−５０％、エステル；５０−７０％（天然油脂（植物油）＋合成エステル油（ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する有機化合物からなる。潤滑油における有機化合物の含有量は、５質量％である。）、粘度（４０℃）：３３ｍｍ２／ｓ）を用いたこと以外は、実施例３と同様のものを用いた。
【００６７】
（比較例１）
実施例１における潤滑油を用いなかったこと以外は、実施例１と同様のものを用いた。つまり、潤滑油を用いない無潤滑状態（ｄｒｙ状態）である。
【００６８】
（比較例２）
実施例１におけるピンに替えて、日本工業規格に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ２）からなるピンを用いたこと以外は、実施例１と同様のものを用いた。つまり、水素終端ダイヤモンド被膜を形成していない。
【００６９】
（比較例３）
実施例３におけるピンに替えて、日本工業規格に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ２）からなるピンを用いたこと以外は、実施例３と同様のものを用いた。つまり、水素終端ダイヤモンド被膜を形成していない。
【００７０】
（比較例４）
実施例４におけるピンに替えて、日本工業規格に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ２）からなるピンを用いたこと以外は、実施例４と同様のものを用いた。つまり、水素終端ダイヤモンド被膜を形成していない。
【００７１】
（比較例５）
実施例６におけるピンに替えて、日本工業規格に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ２）からなるピンを用いたこと以外は、実施例６と同様のものを用いた。つまり、水素終端ダイヤモンド被膜を形成していない。
【００７２】
［性能評価］
上記各例のピン、ディスク及び潤滑油の組み合わせについて、摩擦特性の評価を行った。摩擦試験にはピンオンディスク法を用いた。図４は、摩擦試験の概要を説明する斜視図である。図４に示すように、ディスクＤの上でピンＰを図中矢印Ｙで示すように摺動させた。また、図４に示すように、図中矢印Ｚで示す荷重をかけた。なお、荷重は５Ｎであり、面圧は５０ＭＰａであり、ピンの周速は０．３ｍ／ｓである。また、潤滑油は、試験前に１０μＬ滴下した。さらに、試験は、常温（２５℃）で行った。初期のなじみ効果を考慮して、試験開始から５分経過した時点の測定値を以ってその組み合わせの摩擦係数とみなした。各例の仕様の一部と得られた結果を図５に示す。
【００７３】
図５は、各例の摩擦係数（μ）を示すグラフである。図５から、本発明の範囲に属する実施例１〜実施例６は、本発明外の比較例１〜比較例５より、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減していることが分かる。これにより、工具の寿命を延ばすことが可能となる。
【００７４】
また、図６は、実施例１における工具の摺動部の表面形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察した結果を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。図６より、工具の摺動部の表面には、比較的大きな凹凸が観察され、親水基を有する有機化合物を含有する潤滑油が吸着されていないことが確認できた。
【００７５】
一方、図７は、実施例１における被成形金属板の表面形状を光学顕微鏡で観察した結果を示す光学顕微鏡写真である。また、図８は、実施例１における被成形金属板の表面形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察した結果を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。図７及び図８より、被成形金属板の表面には、大きな凹凸が観察されず、親水基を有する有機化合物の親水基が被成形金属板に吸着されて形成されたと考えられる吸着膜が確認できた。
【００７６】
つまり、実施例１、更には実施例２〜実施例６は、潤滑油膜が、有機化合物における親水基が被成形金属板に吸着されて形成される吸着膜を有しているため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００７７】
また、実施例１〜実施例６は、有機化合物における親水基が、ヒドロキシル基及びカルボキシル基を含むため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００７８】
さらに、実施例１〜実施例６は、潤滑油における有機化合物の含有割合が、５質量％以上であるため、実施例１、実施例３は、潤滑油における有機化合物の含有割合が、１０質量％以上であるため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００７９】
また、実施例１〜実施例６は、工具における上記ダイヤモンドからなる被膜の表面粗さＲａが、０．１３μｍ以下であるため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００８０】
さらに、実施例１〜実施例６は、被成形金属板が、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン及びタングステンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００８１】
また、実施例１、実施例４は、被成形金属板が、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のような亜鉛めっき鋼板であるため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００８２】
さらに、実施例２、実施例５は、被成形金属板が、アルミニウム合金板であるため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００８３】
また、実施例３、実施例６は、被成形金属板が、鋼板であるため、被成形金属板と工具との間の摩擦係数が低減しているとも考えられる。
【００８４】
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  摺動機構  
１０  工具
１０ａ  摺動部
１１  被膜
２０  潤滑油膜
２１  潤滑油
２３  有機化合物
２３１  親水基
２５  吸着膜
３０  被成形金属板
５０  固定装置
５１  固定具
５３  可動具
Ｐ  ピン
Ｄ  ディスク
【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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