(57)【要約】【課題】摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できる、摺動部材を提供する。【解決手段】摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材であって、金属粉を含む成形体の焼結体であり、潤滑部材と一体化される基体と、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の射出成形体である前記潤滑部材と、を含む摺動部材が提供される。【選択図】図１
2018059085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材であって、
金属粉を含む成形体の焼結体であり、前記潤滑部材と一体化される基体と、
熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の射出成形体である前記潤滑部材と、
を含む摺動部材。
【請求項２】
摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材であって、
金属粉を含む成形体の焼結体である、前記潤滑部材を収容するための収容部を有する基体と、
熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の射出成形体であって、前記収容部内に配置された前記潤滑部材と、
を含む摺動部材。
【請求項３】
前記樹脂組成物における前記カーボン材料の含有率が、ほぼ５質量％以上ほぼ７０質量％以下である、請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記基体は内部空孔を有し、
前記内部空孔内に潤滑油が含浸されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記基体は、ほぼ５％以上ほぼ５０％以下の開放気孔率を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の摺動部材。
【請求項６】
前記基体は、ほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の摺動部材。
【請求項７】
前記基体は、前記収容部の内表面においてほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、請求項２に記載の摺動部材。
【請求項８】
前記カーボン材料は、カーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１から７のいずれか１項に記載の摺動部材。
【請求項９】
摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材の製造方法であって、
金属粉を含む成形体を焼結して、基体を製造する工程と、
カーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物を射出することにより、前記潤滑部材を前記基体と一体化させる工程と、
を含む摺動部材の製造方法。
【請求項１０】
摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材の製造方法であって、
金属粉を含む成形体を焼結して、前記潤滑部材を収容するための収容部を有する基体を製造する工程と、
カーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物を前記収容部に射出することにより、前記潤滑部材を前記収容部内に配置させる工程と、
を含む摺動部材の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂組成物における前記カーボン材料の含有量が、ほぼ５質量％以上ほぼ７０質量％以下である、請求項９または１０に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１２】
前記基体は内部空孔を有し、
前記内部空孔内に潤滑油を含浸させる工程をさらに含む、請求項９から１１のいずれか１項に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１３】
前記基体は、ほぼ５％以上ほぼ５０％以下の開放気孔率を有する、請求項９から１２のいずれか１項に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１４】
前記基体は、ほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、請求項９から１３のいずれか１項に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１５】
前記基体は、前記収容部の内表面においてほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、請求項１０に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１６】
前記カーボン材料は、カーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項９から１５のいずれか１項に記載の摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動面を有する摺動部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材に求められる機能等は、年々厳しさを増している。そのため、優れた摺動性を長期間維持できる、固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材を、低コストで製造する方法の開発が求められている。
【０００３】
固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材としては、例えば特許文献１において、円筒状の基体に半径方向の貫通孔を形成し、該貫通孔に固体潤滑剤として、人造黒鉛を主成分（重量比で最も多い成分）とした焼成体を埋め込んだ摺動部材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基体に半径方向の貫通孔を形成し、該貫通孔に固体潤滑剤を埋め込むためには、固体潤滑剤を基体に対して高精度に固定する必要があり、また、基体の貫通孔や、これに嵌合する固体潤滑剤を高精度に加工する必要があるため、作業効率および加工コストの観点から改善の余地がある。特に、固体潤滑剤として炭素系焼成体（焼成された人造黒鉛）を用いた場合、炭素系焼成体は塑性変形しにくいため、寸法精度を高めるためには切削加工等による成形が必要となり、加工コストがさらに増加するという懸念がある。加えて、貫通孔に固体潤滑剤を埋め込む構造では、摺動部材の使用中に、固体潤滑剤が摺動部材の基体から抜け落ちるという懸念がある。
【０００６】
そこで本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できる、摺動部材の提供を第一の目的とする。また、本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できるとともに、摺動部材の使用中に、固体潤滑剤が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、摺動部材の提供を第二の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善させた、摺動部材の製造方法の提供を第三の目的とする。また、本発明は、作業効率および加工コストを改善させた、優れた摺動特性を有する摺動部材の製造方法の提供を第四の目的とする。また、本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善しつつ、摺動部材の使用中に、固体潤滑剤が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、摺動部材の製造方法の提供を第五の目的とする。また、本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善しつつ、摺動部材の使用中に、固体潤滑剤が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、優れた摺動特性を有する摺動部材の製造方法の提供を第六の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下に示す摺動部材、および摺動部材の製造方法を提供する。
［１］  摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材であって、金属粉を含む成形体の焼結体であり、前記潤滑部材と一体化される基体と、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の射出成形体である前記潤滑部材と、を含む摺動部材。
【０００９】
［２］  摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材であって、金属粉を含む成形体の焼結体である、前記潤滑部材を収容するための収容部を有する基体と、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の射出成形体であって、前記収容部内に配置された前記潤滑部材と、を含む摺動部材。
【００１０】
［３］  前記樹脂組成物における前記カーボン材料の含有率が、ほぼ５質量％以上ほぼ７０質量％以下である、［１］または［２］に記載の摺動部材。
【００１１】
［４］  前記基体は内部空孔を有し、前記内部空孔内に潤滑油が含浸されている、［１］〜［３］のいずれかに記載の摺動部材。
【００１２】
［５］  前記基体は、ほぼ５％以上ほぼ５０％以下の開放気孔率を有する、［１］〜［４］のいずれかに記載の摺動部材。
【００１３】
［６］  前記基体は、ほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する［１］〜［５］のいずれかに記載の摺動部材。
【００１４】
［７］  前記基体は、前記収容部の内表面においてほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、［２］に記載の摺動部材。
【００１５】
［８］  前記カーボン材料は、カーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群から選択される少なくとも１つである、［１］〜［７］のいずれかに記載の摺動部材。
【００１６】
［９］  摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材の製造方法であって、金属粉を含む成形体を焼結して、基体を製造する工程と、カーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物を射出することにより、前記潤滑部材を前記基体と一体化させる工程と、を含む摺動部材の製造方法。
【００１７】
［１０］  摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一部が潤滑部材の表面で構成される摺動部材の製造方法であって、金属粉を含む成形体を焼結して、前記潤滑部材を収容するための収容部を有する基体を製造する工程と、カーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物を前記収容部に射出することにより、前記潤滑部材を前記収容部内に配置させる工程と、を含む摺動部材の製造方法。
【００１８】
［１１］  前記樹脂組成物における前記カーボン材料の含有量が、ほぼ５質量％以上ほぼ７０質量％以下である、［９］または［１０］に記載の摺動部材の製造方法。
【００１９】
［１２］  前記基体は内部空孔を有し、前記内部空孔内に潤滑油を含浸させる工程をさらに含む、［９］〜［１１］のいずれかに記載の摺動部材の製造方法。
【００２０】
［１３］  前記基体は、ほぼ５％以上ほぼ５０％以下の開放気孔率を有する、［９］〜［１２］のいずれかに記載の摺動部材の製造方法。
【００２１】
［１４］  前記基体は、ほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、［９］〜［１３］のいずれかに記載の摺動部材の製造方法。
【００２２】
［１５］  前記基体は、前記収容部の内表面においてほぼ１０％以上ほぼ５０％以下の表面開孔率を有する、［１０］に記載の摺動部材の製造方法。
【００２３】
［１６］  前記カーボン材料は、カーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群から選択される少なくとも１つである、［９］〜［１５］のいずれかに記載の摺動部材の製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できる、摺動部材を提供することができる。また、本発明によれば、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できるとともに、摺動部材の使用中に、固体潤滑剤が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、摺動部材を提供することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、作業効率および加工コストが改善された、摺動部材の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、作業効率および加工コストが改善された、優れた摺動特性を有する摺動部材の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、作業効率および加工コストが改善され、かつ、摺動部材が用いられている際に固体潤滑剤が基体から抜け落ちる可能性が低減された、摺動部材の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、作業効率および加工コストが改善され、かつ、摺動部材が用いられている際に固体潤滑剤が基体から抜け落ちる可能性が低減された、優れた摺動特性を有する摺動部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）図は、本発明の第１の実施形態により製造される摺動部材の正面図であり、（ｂ）図は、（ａ）図のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図２】基体の正面図である。
【図３】基体、潤滑部材のインサート成形状態を示す金型の断面図である。
【図４】上記金型の固定型を、図３のＣ方向から見た平面図である。
【図５】本発明に係る他の実施形態により製造される摺動部材の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜摺動部材＞
図１（ａ）および（ｂ）を参照して、摺動部材１は円筒状を成し、その内周に相手材としての軸２（鎖線で示す）が挿入される。摺動部材１は、内周面４ａと凹円筒面状の合せ面４ｂとを備える基体４と、基体４の収容部４ｃに配置され、内周面に露出した内側面３ａおよび基体４の合せ面４ｂと密着した外側面３ｂを有する潤滑部材３とを備える。図１（ａ）に示すように、各潤滑部材３の内側面３ａと基体４の内周面４ａとで、例えば断面真円状の軸受面部１１を構成することができる。軸受１の外周面１２は、図示しないハウジングの内周面に圧入や接着等の手段で固定され、軸受１の内周に挿入された軸２が回転自在に支持される。このように軸２を回転側とする他、軸２を静止側とし、軸受１を回転側とすることもできる。なお、図１（ａ）においては潤滑部材３が５つ設けられる構成が例示されているが、潤滑部材３の数はこれに限定されず、摺動面の少なくとも一部が潤滑部材３の表面で構成されていればよい。
【００２８】
以下、実施の形態を示しつつ、本発明に係る摺動部材について詳細に説明する。本実施形態に係る摺動部材は、金属粉を含む原料粉を成形型を用いて圧縮成形し、成形体（金属粉成形体）を加熱して焼結させることにより得られた基体４、および、基体４をインサート部品として、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物を射出成形することにより、基体４の収容部４ｃに射出成形体として配置された樹脂組成物である潤滑部材３を含む。好ましくは、熱可塑性樹脂は樹脂組成物の主成分（重量比で最も重い成分）である。
【００２９】
＜摺動部材の製造方法＞
また、本発明は、摺動部材の製造方法に関する。図１（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明により製造される摺動部材１は例えば円筒状を成し、その内周に相手材としての軸２（鎖線で示す）が挿入される。摺動部材１は、内周面４ａと凹円筒面状の合せ面４ｂとを備える基体４と、基体４の収容部４ｃに配置され、内周面に露出した内側面３ａおよび基体４の合せ面４ｂと密着した外側面３ｂを有する潤滑部材３とを備える。図１（ａ）に示すように、各潤滑部材３の内側面３ａと基体４の内周面４ａとで、例えば断面真円状の軸受面部１１を構成することができる。軸受１の外周面１２は、図示しないハウジングの内周面に圧入や接着等の手段で固定され、軸受１の内周に挿入された軸２が回転自在に支持される。このように軸２を回転側とする他、軸２を静止側とし、軸受１を回転側とすることもできる。なお、図１（ａ）においては潤滑部材３が５つ設けられる構成が例示されているが、潤滑部材３の数はこれに限定されず、摺動面の少なくとも一部が潤滑部材３の表面で構成されていればよい。
【００３０】
以下、実施の形態を示しつつ、本発明に係る摺動部材およびその製造方法について詳細に説明する。
【００３１】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る摺動部材の製造方法は、射出成形を利用して潤滑部材３が基体４の収容部４ｃに配置された摺動部材を製造する方法であり、下記工程：
金属粉を主成分（重量比で最も多い成分）とする原料粉を成形型を用いて圧縮成形し、成形体（金属粉成形体）を加熱して焼結させることにより、基体４を得る工程（基体製造工程）、および、
基体４をインサート部品として、カーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物により射出成形することにより、樹脂組成物を潤滑部材３として基体４の収容部４ｃに配置する工程（インサート成形工程）、をこの順で含む。
【００３２】
以下、本発明に係る摺動部材として軸受を一例に挙げ、図１〜図４を参照しながら各工程について説明する。
【００３３】
（１）基体製造工程
図１を参照して、本工程は、軸受を製造する際に採用される通常の製造工程に従って金属粉を含む成形体を焼結することにより、潤滑部材３を収容するための収容部４ｃを備えた基体４を製造する工程である。金属粉を含む成形体は、例えば金属粉を主成分（重量比で最も多い成分）とする原料粉を成形型を用いて圧縮成形することによって得ることができる。圧縮成形により得られた成形体（金属粉成形体）を加熱して焼結させることにより、潤滑部材３を収容するための収容部４ｃを備えた基体４を得ることができる。
【００３４】
図２を参照して、成形型に原料粉を充填して圧縮することで、基体４に対応した形状の成形体４’（金属粉成形体）が成形される。この金属粉成形体４’には、その成形時に、基体４の収容部４ｃに相当する凹部４ａ’が形成されている。
【００３５】
次いで、金属粉成形体４’を焼結させるのに必要な焼結温度（例えば金属粉成形体４’が銅鉄系であれば、７５０〜９００℃程度）で加熱することにより、金属粉成形体４’を焼結させる。
【００３６】
焼結された金属粉成形体４’は、寸法を矯正するためのサイジング工程に移送され、金型内での再圧縮により表面各部（内周面、外周面、および両端面）の寸法が矯正される。この際、少なくとも軸受面部１１となる内周面４ａの寸法が矯正されることで、高真円度の軸受面部１１を得ることができる。これにより、安定した軸受性能を得ることが可能となる。このように、軸受面部１１は最終的にはサイジング工程で仕上げられ、潤滑部材３を収容するための収容部４ｃを備えた基体４を得ることができる。
【００３７】
基体４を製造するために用いられる金属粉としては、例えば、銅を主成分（重量比で最も多い成分）とする銅系、鉄を主成分（重量比で最も多い成分）とする鉄系、銅および鉄を主成分（重量比で最も多い成分）とする銅鉄系をはじめとする任意の種類の金属の金属粉を用いることができる。この他、アルミニウム−青銅系等の特殊な金属の金属粉を用いることもできる。
【００３８】
銅鉄系の金属粉を用いる場合には、鉄粉、銅粉、および低融点金属粉を混合した金属粉を用いることができる。低融点金属は、焼結時にそれ自体が溶融して液相焼結を進行させるための成分であり、銅よりも低融点の金属が使用される。具体的には７００℃以下の融点を有する金属、例えば錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、リン（Ｐ）を含む金属等が使用可能である。この中でも銅との相性の良い錫を用いるのが好ましい。低融点金属は、混合粉中にその単体粉を添加する他、他の金属粉と合金化することで添加することもできる。
【００３９】
上記の金属粉の他に、必要に応じてフッ化カルシウム等の焼結助剤やステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を添加し、さらに固体潤滑剤粉としての黒鉛粉を添加することもできる。黒鉛粉を添加することで、焼結後の基体４の焼結組織中に黒鉛粒子を分散させることができる。そのため、軸受面部１１のうち基体４で形成される部分における潤滑性を高めることができる。
【００４０】
ここでは具体的には、基体４を構成する金属（元素）の割合は、例えばＦｅ粉、Ｃｕ粉、Ｓｎ粉の混合粉末であり、本実施形態ではさらに黒鉛粉が混合される。各粉末の配合割合は、例えば、Ｃｕ粉：ほぼ１０〜ほぼ３０質量％、具体的には１０〜３０質量％（好ましくはほぼ１５〜ほぼ２０質量％、具体的には１５〜２０質量％）、Ｓｎ粉：ほぼ０．５〜ほぼ３．０質量％、具体的には０．５〜３．０質量％（好ましくはほぼ１．５〜ほぼ２．０質量％、具体的には１．５〜２．０質量％）、黒鉛粉：ほぼ０．５〜ほぼ７．０質量％、具体的には０．５〜７．０質量％（好ましくはほぼ０．５〜ほぼ３．０質量％、具体的には０．５〜３．０質量％）とし、残りをＦｅ粉とする。Ｃｕ粉の配合割合は、これが少なすぎると摺動面部１１の内周面４ａの摺動性が低下し、多すぎると摺動面部１１の内周面４ａの耐摩耗性に問題が生じるので上記の範囲とする。
【００４１】
次に、Ｓｎ粉は、成形体４’（圧粉体）の焼結時にＣｕ粉を溶融させることにより、基体４のＦｅ組織同士を結合するためのＣｕ−Ｓｎ合金組織を形成するために配合されている。そのため、Ｓｎ粉の配合量が少なすぎると基体４の強度を十分に高めることができないが、Ｓｎ粉の配合量が多すぎると、基体４の高コスト化を招来する可能性がある。以上から、Ｃｕ粉およびＳｎ粉の配合割合は上記の範囲とする。
【００４２】
また、黒鉛粉は、基体４に遊離黒鉛として残存させて基体４にて固体潤滑剤として機能させるために配合される。そのため、黒鉛粉の配合割合は、これが少なすぎると固体潤滑剤としての効果が低くなるが、多すぎると、黒鉛は、Ｆｅ、Ｃｕと比較して比重が小さいため、粉末の偏析、流動性の悪化、粉末充填性の悪化を引き起こすので上記の範囲とする。
【００４３】
（２）インサート成形工程
本工程は、潤滑部材３を基体４の収容部４ｃに配置するために、基体４をインサート部品として、カーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物で射出成形する工程である。これにより、複数の潤滑部材３が基体４と一体化される工程である。具体的に説明すると、複数の潤滑部材３が基体４の収容部４ｃに配置される工程である。
【００４４】
図３を参照して、本工程は、固定型２１と、可動型２２とを備えた成形金型２０を用いることにより行うことができる。固定型２１には円柱部２１ａが設けられ、円柱部２１ａの外周面で基体４の内周面４ａが成形される。固定型２１のうち、潤滑部材３の端面を形成する成形面２１ｃには、ゲート２１ｂが設けられる。本実施形態では、固定型２１の成形面２１ｃに、複数（図示例では５つ）のゲート２１ｂが円周方向等間隔に配される（図４参照）。尚、ゲートの種類は、図示例のような点状ゲートに限らず、例えば環状のフィルムゲートとしてもよい。
【００４５】
インサート成形工程では、まず、固定型２１の円柱部２１ａに、基体４を差し込んで配置する。この状態で、可動型２２と固定型２１とを型締めすることでキャビティ２３が形成される。このとき、基体４は、固定型２１と可動型２２とで軸方向両側から挟持される。このキャビティ２３は、基体４の収容部４ｃに相当する。
【００４６】
次いで、ランナ２１ｄからゲート２１ｂを介してカーボン材料と熱可塑性樹脂とを含む溶融した樹脂組成物をキャビティ２３に射出する。これにより、キャビティ２３には溶融した樹脂組成物が充填される。キャビティ２３に満たされた樹脂組成物が冷却されて固化することにより、潤滑部材３が基体４の内周面４ａに配置され、軸受１が製造される。
【００４７】
上記実施形態によれば、例えば、熱可塑性樹脂を主成分（重量比で最も多い成分）とし、カーボン材料をさらに含む樹脂組成物を収容部４ｃに射出することにより、潤滑部材３が収容部４ｃに配置された軸受１を効率的に、かつ、大量に製造するが可能となる。軸受１を大量に製造するが可能になるので、一つ一つの軸受１の製造コストを下げることが可能となる。また、潤滑部材３は、基体４の収容部４ｃに配置されているため、潤滑部材３に含まれる熱可塑性樹脂のアンカー効果により、合せ面４ｂ（収容部４ｃの内表面）において、基体４と潤滑部材３との結合力が高められる。そのため、軸受１の使用中に潤滑部材３が軸受１の基体４から抜け落ちるおそれを低減させることができる。
【００４８】
樹脂組成物の主成分（重量比で最も多い成分）となる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、全芳香族ポリエステル系液晶ポリマー等の液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアリーレンスルフィド系樹脂（例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であってもよい）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素樹脂（ポリフッ化オレフィン系樹脂）、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂などを含む樹脂が挙げられる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。
【００４９】
樹脂組成物に配合されるカーボン材料としては、例えば、黒鉛、カーボンナノ繊維およびカーボンブラック等が挙げられる。カーボン材料の形態としては粉末状を挙げることができる。カーボン材料粉末としては、例えば黒鉛粉を用いることができ、具体的には、天然黒鉛粉および人造黒鉛粉の何れもが使用可能である。天然黒鉛粉は鱗片状を成しているため潤滑性に優れるという特徴を有する。一方、人造黒鉛粉は塊状を成しているため成形性に優れるという特徴を有する。尚、カーボン材料粉末は、結晶質粉である黒鉛粉に限らず、ピッチ粉やコークス粉等の非晶質粉を用いることもできる。
【００５０】
必要な衝撃強度等の機械的強度を達成するために、例えば炭素繊維を含有させることが必要な場合がある。例えば１０〜５０質量％の炭素繊維を含有させる。
【００５１】
カーボン材料として、カーボンナノ繊維を配合することで、曲げ弾性率などの機械的強度の向上が図られ、カーボン材料粉末を配合することにより、軸２や成形金型２０の円柱部２１ａ等に対する摺動特性の向上が図られる。カーボンナノ繊維は、ピッチ系とＰＡＮ系とに大別されるが、何れも使用可能である。カーボンナノ繊維は、例えば、平均繊維径２０μｍ以下、平均繊維長０．０２〜０．２ｍｍのものを用いることができる。
【００５２】
カーボン材料粉末（例えば、黒鉛粉）にバインダを含めることもできる。バインダとしては樹脂バインダ粉を用いることができ、樹脂バインダ粉としては、例えばフェノール樹脂粉を用いることができる。必要に応じて成形助剤や潤滑剤、または改質剤等を添加して、カーボン材料粉末とバインダを均一に混合することが好ましい。
【００５３】
潤滑部材３を構成する原料粉末として、上記のようにカーボン材料粉末および樹脂バインダ粉の混合粉末を用いる他、樹脂バインダの介在下でカーボン材料粉末を造粒した造粒粉を用いることもできる。造粒粉は、単体の樹脂バインダ粉やカーボン材料粉末と比べて比重が大きく、流動性が高い。そのため、造粒粉を含む樹脂組成物の成形型への供給がしやすくなり、所定形状に精度良く成形することが可能となる。
【００５４】
軸受１では、軸受面部１１の一部を構成する潤滑部材３がカーボン材料の供給源となる。潤滑部材３から供給されたカーボン材料が、軸受面部１１と軸２との相対移動によって軸受面部１１全体に行き渡る。これにより、軸受面部１１全体でカーボン材料による潤滑効果を得ることができる。
【００５５】
樹脂組成物は熱可塑性樹脂およびカーボン材料等に加えて、他の充填剤を含んでもよい。他の充填剤としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、金属繊維等の繊維類やこれらを布状に編んだもの、炭酸カルシウムやタルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、硼酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー等の無機ウィスカー類、ポリイミド樹脂やポリベンゾイミダゾール等を用いることができる。これらの充填剤を含むことにより、潤滑部材３の摩擦摩耗特性の改善や、線膨張係数を小さくすることができる。必要に応じて、離型剤、難燃剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、顔料などの添加剤を適宜添加してもよい。
【００５６】
樹脂組成物に配合されるカーボン材料の含有量は、潤滑部材３の摺動面の摺動特性を確保するために好適な範囲に設定され、ほぼ５質量％以上ほぼ７０質量％以下、具体的には５質量％以上７０質量％以下、好ましくはほぼ１０質量％以上ほぼ６０質量％以下、具体的には１０質量％以上６０質量％以下、より好ましくはほぼ５０質量％以下、具体的には５０質量％以下、さらに好ましくはほぼ４０質量％以下、具体的には４０質量％以下である。樹脂組成物中におけるカーボン材料の配合量がほぼ５質量％未満の場合、具体的にはほぼ１０質量％未満の場合、より具体的には１０質量％未満の場合、カーボン材料の配合量が少ないためにカーボン材料による摺動面の摺動特性向上効果が現れ難くなる傾向にある。樹脂組成物中におけるカーボン材料の配合量がほぼ７０質量％を超える場合、具体的にはほぼ６０質量％を超える場合、より具体的にはほぼ５０質量％を超える場合、特に具体的には５０質量％を超える場合、樹脂組成物の流動性が低下して射出成形時における歩留り率が低下する他、射出成形を行うこと自体が困難となる傾向にある。摺動特性を確保しつつ、射出成形時における歩留り率の低下を避けるために、樹脂組成物中に配合されるカーボン材料の含有量は、上記範囲内であることが好ましく、ほぼ４０質量％以下、具体的には４０質量％以下であることがより好ましい。
【００５７】
軸受１は、無数の内部空孔を有しているため、インサート成形工程を経た軸受１の内部空孔に、油を含浸させることもできる。具体的には、インサート成形工程を経た軸受１を、減圧環境下において潤滑油中に浸漬させた後、大気圧に戻すことにより、軸受１の内部空孔に油が含浸される。潤滑油としては、軸受用として汎用されているものであれば特に制限されず、例えば、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油などの鉱油、ポリブテン、ポリ-α-オレフィン、アルキルナフタレン、脂環式化合物などの炭化水素系合成油、または、天然油脂とポリオールとのエステル油、リン酸エステル、ジエステル油などのエステル、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルベンゼン、フッ素化油などの非炭化水素系合成油、液状グリース等を用いてもよい。
【００５８】
基体４の開放気孔率は、インサート成形工程を経た軸受１の内部空孔に油を含浸する場合において、当該油が潤滑性付与剤として機能し軸受１の摺動特性を向上させるために好適な範囲に設定される。基体４の開放気孔率は、ほぼ５％以上、具体的には５％以上、好ましくはほぼ１０％以上、具体的には１０％以上、より好ましくはほぼ１５％以上、具体的には１５％以上である。また、基体４の開放気孔率は、ほぼ５０％以下、具体的には５０％以下、好ましくはほぼ４０％以下、具体的には４０％以下、より好ましくはほぼ３０％以下、具体的には３０％以下、さらに好ましくはほぼ２５％以下、具体的には２５％以下である。開放気孔率がほぼ５％（具体的には５％）未満の場合、基体４の内部空孔に含浸される油の総量が少ない。そのため、軸受１に長期に亘って潤滑油に基づく優れた潤滑性能を発揮させることが困難な傾向にある。また、開放気孔率がほぼ５０％（具体的には５０％）を超える場合、基体４の成形が困難となって基体４の成形性が低下する。その結果、生産性よく基体４を成形することが困難となる。そのため、基体４を備えた軸受１を低コストで生産することが困難となる傾向にある。基体４に潤滑油に基づく優れた潤滑性能を発揮させつつ、生産性よく軸受１を成形するために、基体４の開放気孔率は、上記範囲内であることが好ましい。なお、「開放気孔率」は、基体４の体積に対する含浸可能な内部空孔を百分率で表したもので、完全含浸後の油の体積を基体４の体積で除し、１００を乗じて求められる。開放気孔率は、日本工業規格の「焼結金属材料−密度，含油率及び開放気孔率試験方法（ＪＩＳ  Ｚ  ２５０１：２０００）」により測定する事ができる。
【００５９】
この基体４の内部気孔には、潤滑剤として、例えば鉱物油や合成油等の潤滑油が含浸される。そのため、基体４が軸２に対して回転すると、基体４の内部気孔に保持された潤滑油が基体４の内周面４ａの表面開孔から滲み出し、内周面４ａ（摺動面部１１）と軸２の外周面との間に潤滑油の油膜が形成される。これにより、摺動面部１１の摩耗が抑制または防止される。基体４全体の含油率は、ほぼ５ｖｏｌ％以上、具体的には５ｖｏｌ％以上、好ましくはほぼ１０ｖｏｌ％以上、具体的には１０ｖｏｌ％以上、より好ましくはほぼ１５ｖｏｌ％以上、具体的には１５ｖｏｌ％以上とする。また、基体４全体の含油率は、ほぼ５０ｖｏｌ％以下、具体的には５０ｖｏｌ％以下、好ましくはほぼ４０ｖｏｌ％以下、具体的には４０ｖｏｌ％以下、より好ましくはほぼ３０ｖｏｌ％以下、具体的には３０ｖｏｌ％以下、さらに好ましくはほぼ２５ｖｏｌ％以下、具体的には２５ｖｏｌ％以下とする。含油率がほぼ５ｖｏｌ％、具体的にはほぼ１０ｖｏｌ％、より具体的にはほぼ１５ｖｏｌ％、さらに具体的には１５ｖｏｌ％を下回ると、所望の潤滑特性を長期間に亘って安定的に維持・発揮することができない。含油率がほぼ５０ｖｏｌ％、具体的にはほぼ４０ｖｏｌ％、より具体的にはほぼ３０ｖｏｌ％、さらに具体的にはほぼ２５ｖｏｌ％、特に具体的には２５ｖｏｌ％を上回ると、内部気孔率が高まる関係上、基体４に全体として必要とされる機械的強度を確保することができない可能性があるからである。
【００６０】
また、基体４の内部気孔に含浸させる潤滑油があまりに低粘度であると、潤滑油が外部に流出し易くなる他、油膜剛性が低くなって摺動面部１１の摩耗抑制効果が不十分になる可能性がある。一方、潤滑油があまりに高粘度であると、摺動面部１１の表面開孔からの潤滑油の滲み出し量が不足し、所定厚さ・剛性の油膜を形成できない可能性がある。かかる観点から、潤滑油としては、４０℃における動粘度が、ほぼ５ｍｍ２／ｓ以上、具体的には５ｍｍ２／ｓ以上、好ましくはほぼ３０ｍｍ２／ｓ以上、具体的には３０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくはほぼ５０ｍｍ２／ｓ以上、具体的には５０ｍｍ２／ｓ以上とする。また、潤滑油としては、４０℃における動粘度が、ほぼ６００ｍｍ２／ｓ以下、具体的には６００ｍｍ２／ｓ以下、好ましくはほぼ５５０ｍｍ２／ｓ以下、具体的には５５０ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくはほぼ５００ｍｍ２／ｓ以下、具体的には５００ｍｍ２／ｓ以下とする。
【００６１】
なお、基体４の内部気孔には、上記の潤滑油に替えて液状グリースを含浸させても構わない。液状グリースとしては、例えば、４０℃における動粘度が上記範囲内にある潤滑油を基油とし、これにリチウム石けん等の石けん系増ちょう剤、またはウレア等の非石けん系増ちょう剤を添加したものを使用することができる。
【００６２】
基体４の、収容部４ｃの内表面である合せ面４ｂにおける表面開孔率は、基体４の収容部４ｃに配置された潤滑部材３に含まれる熱可塑性樹脂のアンカー効果により、基体４と潤滑部材３との結合力を高めるために好適な範囲に設定される。係る表面開口率は、好ましくは１０％以上５０％以下である。表面開孔率が１０％未満の場合、合せ面４ｂの表面気孔に入り込む潤滑部材３に含まれる熱可塑性樹脂の量が減る。そのため、熱可塑性樹脂のアンカー効果が減少する傾向にある。また、表面開孔率が５０％を超える場合、収容部４ｃの成形が困難となる傾向にある。基体４と潤滑部材３との結合力を高めつつ、生産性よく軸受１を成形するために、基体４の表面開孔率は、上記範囲内であることが好ましい。なお、「表面開孔率」とは、表面の単位面積当りに占める表面開孔の総面積の割合（面積比）である。また、ここでいう表面開孔率は、便宜的には例えば、Nikon社製：ECLIPSE ME600等の金属顕微鏡で撮影した画像（例えば５００倍）を画像データとしてコンピュータに取り込み、気孔部分の面積を演算することで求めることができる。
【００６３】
軸の材質は特に限定されず、ＳＳ鋼、Ｓ−Ｃ鋼、ＳＣＭ鋼、ＳＵＪ鋼、ＳＵＳ鋼など種々の材料を用いることができる。鋼の硬度は、ＨＲＣ３０〜６０（ＨＢ２８６〜６５４）程度、または、ＨＢ１４０〜２２０程度で良く、また、焼き入れ処理後の硬度はＨＲＣ５５〜７０程度好ましくはＨＲＣ５５〜６０、または、ＨＲＣ６０〜６５程度とすると良い。このように、摺動部材１および軸２を備えるすべり軸受装置を構成させてもよい。
【００６４】
以上の実施形態では、潤滑部材３の内側面３ａと基体４の内周面４ａとを同一円筒面状に配し、これらで軸受面部１１を構成した場合を示したが、これに限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と重複する点については説明を省略する。
【００６５】
［その他の実施形態］
図５を参照して、潤滑部材３の内側面３ａを基体４の内周面４ａよりも内径側に配し、潤滑部材３の内側面３ａのみで軸受面部１１を構成するように軸受１を製造してもよい。この場合、複数の潤滑部材３の内側面３ａは、同一円筒面上に配されることが好ましい。
【００６６】
また、潤滑部材３は、図１（ｂ）に示すように軸受１の軸方向全長にわたって配置する他、軸方向の一部領域に限って配置してもよく、例えば軸方向に離隔した複数箇所に配置してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  摺動部材（軸受）、２  軸、３  潤滑部材、３ａ  内側面、３ｂ  外側面、４  基体、４’  成形体、４ａ  内周面、４ａ’  凹部、４ｂ  合せ面、４ｃ  収容部、１１  軸受面部（摺動面部）、１２  外周面、２０  成形金型、２１  固定型、２１ａ  円柱部、２１ｂ  ゲート、２１ｃ  成形面、２１ｄ  ランナ、２２  可動型、２３  キャビティ。
【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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