【事件の表示】
　特許第３２３１３３６号「摺動部材及びその表面処理方法ならびにロータリーコンプレッサーベーン」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２３１３３６号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
Ｉ．手続の経緯
　本件特許第３２３１３３６号の発明についての出願は、平成１９９８年１月２０日（優先権主張１９９７年１月２０日、１９９７年８月１３日、日本国）を国際出願日とする出願であって、平成１３年９月１４日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、日本カニゼン株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１５年３月１８日に訂正請求がなされたものである。
　
II．訂正の適否
１．訂正の内容
　訂正事項ａ
　明細書１０頁１９行と２０行（特許公報１１欄２３行と２４行）の間に「本発明における無電解Ni-P-Bめっき皮膜は公知の無電解Ni-P-Bめっき液を使用してＢ化合物の濃度を低くして形成する。」の文章を挿入する。
　
２．訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、発明の詳細な説明中に本発明における無電解Ni-P-Bめっき皮膜の形成手段を挿入する訂正である。
　該訂正事項は、発明の詳細な説明の背景技術欄に示された従来の「特開平８-158,058号公報による、Ｐ-0.5〜3.0wt％、Ｂ-0.05〜2.0wt％のNi-P-B系無電解めっきをアルミニウム合金母材に施した摺動部材が提案されている。」（特許公報４欄７〜１３行）が、この無電解めっき皮膜は、「Ｐ含有量は通常のNi-P無電解めっき皮膜のものよりは低いものの、Niの結晶性はかなり乱されており、ひいては摺動特性上の問題を起こしている。これは少量のＢでもNiの結晶性を乱すことに起因することが分かった。」こと（特許公報４欄３０〜３４行）、そして、本件発明は、「無電解Ni-P及びNi-P-Bめっき皮膜が施されたアルミニウム合金からなる素材の摺動特性を改良するべく鋭意研究したところ、意外にも低Ｐ型Ni-P無電解めっきに少量のＢを添加した無電解めっき皮膜は結晶性の乱れが少なく、また熱処理温度が低い場合の硬度が高いことを見出した。」（特許公報４欄４３〜４８行）ことの記載、及び無電解Ni-P-Bめっき皮膜は、無電解Ni-P-Bめっき液により形成されることは自明であることに基づいて、無電解Ni-P-Bめっき皮膜の形成手段についての説明が充分でなかった記載を明りょうにするものである。
　したがって、訂正事項ａは、発明の詳細な説明の記載において明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当する。又該訂正は、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであり、また実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
３．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
III．特許異議申立てについて
１．特許異議申立ての概要
　特許異議申立人は、証拠として下記甲第１〜３号証を提出し、請求項１に係る発明は、甲第３号証の記載を参酌すれば甲第１、２号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、請求項１に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり、また、本件特許明細書には記載不備があり、請求項１に係る発明の特許は、特許法第３６条第４項に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであるから、これを取り消すべき旨主張する。
　　　　　　　　　　　　　　　記
（１）甲第１号証：特開平８−１５８０５８号公報（以下、「刊行物１」という）
（２）甲第２号証：「表面技術」社団法人表面技術協会発行、１９９６年、ＶＯＬ．４７、Ｎｏ．６、広−１５頁（以下、「刊行物２」という）　
（３）甲第３号証：日本カニゼン株式会社、研究開発部課長渡辺賢治作成になる平成１４年５月１６日付実験報告書（以下、「実験報告書」という）
　
２．本件発明
　本件特許第３２３１３３６号の請求項１に係る発明（以下、「本件発明１」という）は、特許請求の範囲の請求項１に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたP0.05〜５重量％及びB0.01〜0.04重量％を含有する無電解Ni-P-Bめっき皮膜を有することを特徴とする摺動部材。」
　
３．各刊行物等の記載事項
（１）刊行物１：特開平８−１５８０５８号公報
（１ａ）「【請求項１】リンを0.5〜3.0重量％、ホウ素を0.05〜2.0重量％含有することを特徴とするニッケル無電解めっき皮膜。
【請求項２】　略
【請求項３】摺動部分を有する機械部品であって、少なくとも前記摺動部分を請求項１又は２記載の皮膜で被覆した機械部品。
【請求項４】  略
【請求項５】摺動部分を有する機械部品がアルミニウム合金製である請求項３又は４記載の機械部品。」（【特許請求の範囲】）
（１ｂ）本発明の目的として、「アルミニウム合金等の母材上に設けるのに適した無電解めっき皮膜であって、衝撃強度が高く（強靱性である）、高い硬度を有し、摺動特性のような潤滑特性に優れ、しかも高速で形成することができるめっき皮膜を提供することにある。」（【0007】）
（１ｃ）ニッケル無電解めっき皮膜のリン、ホウ素含有量について、「本発明は、リンを0.5〜3.0重量％、ホウ素を0.05〜2.0重量％含有するニッケル無電解めっき皮膜であり、好ましくはリンを1.0〜2.0重量％、ホウ素を0.05〜1.0重量％含有する。ニッケル無電解めっき皮膜中のリンの含有量が0.5重量％未満では、・・・またリンの含有量が3.0重量％を超えると、・・・　ニッケル無電解めっき皮膜中のホウ素の含有量が0.05重量％未満では、析出硬度は低く、熱処理を行っても硬度は高くならない。また、ホウ素の含有量が2.0重量％を超えると、250℃以上の高温処理を行わないと800以上のHvが得られない。」（【0011】〜【0012】）
（１ｄ）めっき浴について、「上記めっき皮膜は、ニッケル塩に還元剤としリン化合物及びホウ素化合物を含む無電解めっき浴を用いて析出形成させることができる。ニッケル塩としては、例えば塩化ニッケル、硫酸ニッケル、・・・還元剤としリン化合物としては、例えば次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、・・・を用いることができる。また、還元剤としてのホウ素化合物としては、例えばジメチルアミノホウ素、ジエチルアミノホウ素、水素化ホウ素ナトリウム等を挙げることができる。めっき浴中のニッケル塩、リン化合物及びホウ素化合物の比率は、めっき皮膜の組成に応じて適宜調整することができる。また、各成分の濃度は、浴の安定性や析出速度等を考慮して決めることができ、通常ニッケル塩濃度が15ｇ／リットル〜・・・することが適当である。」（【0013】）
（１ｅ）実施例１には、無電解めっき浴として、S-790液（商標：日本カニゼン社製）を５倍に純水で希釈し、安定剤を微量添加し、次にジメチルアミノホウ素を適量加えたものを用い、高シリコンアルミニウム素材からなるベーンに、Ni：98.2重量％、Ｐ：1.67重量％、Ｂ：0.13重量％のNi-P-Bめっき皮膜を形成したこと（【0023】〜【0025】）、が記載されている。
（２）刊行物２：「表面技術」
（２ａ）カニボロンは、低リン・低ボロンの高機能めっきで、無電解Ni-Pと無電解Ni-Bの両特性を有し、従来以上の多機能を持っていること、特に、過酷な条件下での耐摩耗性に優れており、自動車部品・機械部品・電子部品などの各種分野での使用に適していること、また、皮膜組成として、ニッケル98ｗｔ％以上、リン１〜２ｗｔ％、ホウ素１ｗ％以下であること。
（２ｂ）応用例欄には、「変速クラッチ、・・・、コンプレッサー部品」の記載、また、耐摩耗性欄には、「無電解Ni-Pの３倍以上・・」、耐熱性欄には、「無電解Ni-Pよりも耐熱性に優れて」いること、潤滑性欄には、「摩擦係数は、無電解Ni-Pの２/３と優れ、摺動部や回転部の焼き付き防止に効果が有」ること、高硬度欄には、「めっきしたままでもHv750、熱処理によりHv1000程度にな」り、左図には、熱処理温度400℃で硬度がHv1000弱になること、右図には、熱処理温度400℃で摩耗量が１mg強になること、が記載されている。
（３）実験報告書
（３ａ）「無電解Ni-P-Bめっき皮膜のＢ含有率と皮膜の配向性、耐摩耗性との関係について」と題する実験報告書であって、Ｂ含有量0.11重量％以下の４種類のNi-P-Bめっきを、本件特許発明の実施例１に開示された方法（特許公報６頁１１欄１０行〜１２欄１１行）によりアルミニウム合金素材を前処理し、その上に、厚さが１５μとなるように、Ｂ含有量が0.002重量％未満、0.026重量％、0.047重量％、及び0.11重量％であるNi-P-Bめっき皮膜を形成し、各めっき皮膜についてＸ線回析試験及び耐磨耗性試験を行ったこと。耐磨耗性試験は、スガ摩耗試験機（形式NUS-ISO-3型）を用い、荷重：2Kgf、摩耗回数：300回（往復）、研磨紙：耐水ペーパー（日本コーテッドアブレーシブ社製）Cの＃2000の条件で行ったこと。
（３ｂ）作成されためっき皮膜のＢ含有量が0.026重量％（No．２，本件発明範囲内）の場合、配向性（200）/（111）0.14及び磨耗量（ｍｇ）3.9、
　めっき皮膜のＢ含有量が0.002未満（Ｎｏ．１、本件発明範囲外）の場合、配向性（200）/（111）0.17及び磨耗量（ｍｇ）3.9、
　めっき皮膜のＢ含有量が0.047（Ｎｏ．３、本件発明範囲外）の場合、配向性（200）/（111）0.14及び磨耗量（ｍｇ）3.5、
　めっき皮膜のＢ含有量が0.11重量％（Ｎｏ．４、本件発明範囲外）の場合、配向性（200）/（111）0.12及び磨耗量（ｍｇ）3.5
であることが示されている。
　　
４．当審の判断
（１）特許法第２９条第２項違反について
　本件発明１と刊行物１に記載された発明とを対比する。
　本件発明１は、従来無電解Ni-P及びNi-P-Bめっき皮膜が施されたアルミニウム合金からなる素材の摺動特性を改良するべく研究したところ、低Ｐ型Ni-P無電解めっきに少量のＢを添加した無電解めっき皮膜は結晶性の乱れが少なく、また熱処理温度が低い場合の硬度が高いことを見出し（特許公報４欄４２〜４８行参照）、アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたP0.05〜５重量％及びB0.01〜0.04重量％を含有する無電解Ni-P-Bめっき皮膜を有する摺動部材であることを特徴としている。
　これに対して、刊行物１には、上記摘記事項（１ａ）の記載によれば、アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたリンを0.5〜3.0重量％、ホウ素を0.05〜2.0重量％を含有する無電解Ni-P-Bめっき皮膜を有する摺動部材が記載されていることになる。そうすると、両者は、無電解Ni-P-Bめっき皮膜のＢ含有量が、本件発明１では、0.01〜0.04重量％であるのに対して、刊行物１の記載では、0.05〜2.0重量％としている点で相違している。
　そこで、上記相違点について検討すると、刊行物１には、無電解Ni-P-Bめっき皮膜のホウ素の含有量について、「0.05重量％未満では、析出硬度は低く、熱処理を行っても硬度は高くならない。」（上記摘記事項（１ｃ））と記載し、0.05重量％以上でないと硬度が低くなってしまうのでと、本件発明１のＢの含有量0.01〜0.04重量％は、取り得ないことを明確に示している。
　刊行物２には、低リン・低ボロンの高機能めっきで、無電解Ni-Pと無電解Ni-Bの両特性を有し、過酷な条件下での耐摩耗性に優れており、変速クラッチ、コンプレッサー部品等の自動車部品・機械部品・電子部品の各種分野での使用に適していること、また、皮膜組成として、ニッケル９８ｗｔ％以上、リン１〜２ｗｔ％、ホウ素１ｗ％以下であることが記載されているが、被めっき材について、具体的な記載がなく、更に無電解Ni-P-Bめっき皮膜のＢ含有量が、１重量％以下としている。
　更に、刊行物２には、熱処理温度400℃で、硬度がHv1000弱、摩耗量が１mg強になることが記載されているから、この熱処理温度ではアルミニウム合金は処理できず、被めっき材として、アルミニウム合金を予想させない。また、被膜組成として、ホウ素含有量が非常に少ない0.01〜0.04重量％とすると、組成上無電解Ni-P皮膜に実質的に等しくなるはずであるが、刊行物２では、耐摩耗性、耐熱性、潤滑性において、無電解Ni-P皮膜より優れていることを示していても、限りなくゼロに近い僅かに添加しても優れた性能を有することを示唆するものはなく、結局のところ、オーダーの異なる0.01〜0.04重量％の含有量を示唆するものではない。
　そうすると、本件発明１のＢ含有量が0.01〜0.04重量％であることは、刊行物１、２の記載からは、当業者が容易に想到し得るものではない。
　
　次に、本件発明１と刊行物２に記載された発明とを対比する。
　上記で述べたとおり、刊行物２には、被膜組成として、ホウ素が１重量％以下としていても、限りなくゼロに近い範囲であってオーダーの異なる0.01〜0.04重量％の含有量を示唆するものもなく、また、刊行物１の記載では、ホウ素の含有量0.05重量％未満は、取り得ないことを明確に示しているのであるから、如何に刊行物２、１の記載をみても本件発明１のＢ含有量が0.01〜0.04重量％であることは、当業者が容易に想到し得るものではない。
　
　そして、本件発明１は、上記した構成により明細書に記載された、本発明により提供される低Ｐ型無電解Ni-P-Bめっき皮膜は従来の同種皮膜よりも摺動特性に優れているために、片当りし易くまた高い局部荷重下で使用される摺動部品の性能を向上し、以ってコンプレッサーなどの各種機器の信頼性を高めることができるという刊行物１、２の記載からは予測することのできない格別な効果を奏しているものである。
　したがって、本件発明１は、刊行物１、２に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　なお、特許異議申立人は、本件発明１と刊行物１の記載とのＢ含有量の差は、僅か0.01重量％であり、当業者が適宜変更できる程度の違いであって、また、実験報告書によると、めっき皮膜のＢ含有量が0.026重量％（No．２，本件発明範囲内）の場合と、0.002未満、0.047、0.11重量％（No．１、３、４、本件発明範囲外）の場合とで、配向性（200）/（111）及び磨耗量（mg）には顕著な差がないから、刊行物１において、Ｂ含有量を低範囲の0.01〜0.04重量％にすることは、当業者が適宜選択し得たことである旨主張している。
　しかしながら、上記したとおり刊行物１では、Ｂの含有量を0.05重量％未満は取り得ないとしているから、差は僅か0.01重量％であっても、当業者が適宜変更できるものではない。また、上記実験報告書は、摩耗試験が本件明細書記載の条件とは掛ける荷重量が異なり、この点で本件明細書記載のものと同レベルで評価できず、実験報告書の結果は採用することはできない。
　そして、本件発明１では、めっき皮膜のＢ含有量が0.03重量％と0.05重量％とでは、めっき皮膜硬度において有利な差があることが特許公報５頁の第１表、第２表に記載されており、本件発明１でのＢ含有量と刊行物１での含有量との差が明確に示されているから、上記特許異議申立人の主張は採用できない。
　
（２）特許法第３６条違反について
　特許異議申立人は、本件明細書の記載には、めっき液の成分について当業者がNi-P-Bめっき被膜を作ることができる程度に明確かつ十分に記載されていない不備がある旨主張している。
　そこで、上記主張について検討する。
　本件明細書の発明の詳細な説明には、「特開平８-158,058号公報によると、Ｐ-0.5〜3.0wt％、Ｂ-0.05〜2.0wt％のNi-P-B系無電解めっきをアルミニウム合金母材に施した摺動部材が提案されている。」（特許公報４欄７〜１０行）、「公知のNi-P-B無電解めっき皮膜はＰ含有量は通常のNi-P無電解めっき皮膜のものよりは低いものの、Niの結晶性はかなり乱されており、ひいては摺動特性上の問題を起こしている。これは少量のＢでもNiの結晶性を乱すことに起因することが分かった。」（特許公報４欄３０〜３４行）、そして、実施例には、「めっき液の成分は、硫酸ニッケル、次亜リン酸、水酸化ナトリウム、硫酸コバルト等であり、pHは6.5,温度は80℃であった。」（特許公報１２欄８〜１０行）と記載されている。
　ここで、無電解Ni-P、Ni-Bめっきは、例えば特許権者が特許異議意見書で示した参考文献１に記載されている如く周知技術であり、また、めっき液の各成分配合量を変えることも通常行なっていることであって、Ｂ化合物自体もよく知られているものである。更に、本件明細書で、従来技術として例示した特開平８-158,058号公報の段落【0012】【0013】には、Ni-P-B無電解めっき皮膜を形成するめっき浴の組成成分が例示されている。
　そうすると、これらの記載、周知技術からすると、本件明細書においてめっき液の成分が具体的に記載されていなくとも、当業者の技術常識をもってすれば、本件のNi-P-Bめっき被膜を形成することができるものである。
　よって、この点において、発明の詳細な説明には当業者が実施することができる程度に明確かつ十分に記載されていないとすることはできず、上記特許異議申立人が主張する記載不備はないものである。
　したがって、本件発明の特許は、特許法第３６条第４項に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものではない。
　　
VI．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由によっては、本件請求項１に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年４月３日（２００３．４．３）
【訂正の要旨】
国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ９８／００１８５）の明細書（以下「本件明細書」と略称する）、第１０頁第１９行と２０行（特許掲載第３，２３１，３３６号公報（以下「本件公報」と略記する）の第１１欄第２３行と２４行）の間に「本発明における無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜は公知の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき液を使用してＢ化合物の濃度を低くして形成する。」との文を加入する。
（５４）【発明の名称】
摺動部材及びその表面処理方法ならびにロータリーコンプレッサーベーン
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜を有することを特徴とする摺動部材。
　【請求項２】　前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜がさらに０．１〜１．０重量％のＣｏ及び０．０５〜１．０重量％のＷの少なくとも１種を含有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の摺動部材。
　【請求項３】　前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の下地にＰ含有量が５重量％を超え１５重量％以下の下地無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜が施されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の摺動部材。
　【請求項４】　アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜にバレル研摩処理を施すことを特徴とする摺動部材の表面処理方法。
　【請求項５】　アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜にショットブラスト処理を施すことを特徴とする摺動部材の表面処理方法。
　【請求項６】　前記ショットブラスト処理を、前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の硬度とほぼ同等以上の硬度を有する粒子を８０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で投射することにより行う請求の範囲第５項記載の摺動部材の表面処理方法。
　【請求項７】　アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の表面にレーザービームを照射することを特徴とする摺動部材の表面処理方法。
　【請求項８】　アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の表面に高周波誘導熱処理を施すことを特徴とする摺動部材の表面処理方法。
　【請求項９】　前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜がさらにＣｏ０．１〜１．０重量％及びＷ０．０５〜１．０重量％の少なくとも１種を含有することを特徴とする請求の範囲第４から８項までの何れか１項記載の摺動部材。
　【請求項１０】　前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の形成に先立って、Ｐ含有量が５重量％を超え１５重量％以下の下地無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を施すことを特徴とする請求の範囲第４から９項までの何れか１項記載の摺動部材の表面処理方法。
　【請求項１１】　前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜に１００〜２００℃の熱処理を施すことを特徴とする請求の範囲第４項から８項までの何れか１項記載の摺動部材の表面処理方法。
　【請求項１２】　請求の範囲第４から１１項までの何れか１項記載の表面処理方法で処理された摺動部材を用いたロータリーコンプレッサーベーン。
【発明の詳細な説明】
技術分野
　本発明は、ロータリー型コンプレッサー用ベーン又はデファレンシャル、トランスミッション用ワッシャ等のように、片当り又は局部荷重が加わるような高負荷で使用される摺動部材に関し、より詳しく述べるならば、素材として使用されるアルミニウム合金に摺動特性の向上を目的とする表面処理を施した摺動部材に関するものである。また、本発明はアルミニウム合金の表面処理方法に関するものである。
背景技術
　上記したコンプレッサーなどを軽量化するために摺動部材及び相手材の双方がアルミニウム製となることが多く、この場合アルミニウムどうしの摺動となるために次のような表面処理が摺動部材であるベーンに施されている。
　その一つでは、例えばベーン表面に耐摩耗性に優れた無電解Ｎｉ−Ｐめっきもしくは無電解Ｎｉ−Ｂめっきを施すことである。別の表面処理では、無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜に硬質物、固体湿潤剤等を分散させることにより摺動特性を向上することも行われている。また、無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を３００℃以下に加熱することにより硬化させ耐摩耗性を向上させることも行われている。
　一般に摺動部材の表面処理に使用されている無電解Ｎｉ−ＰめっきはＰ含有量が６〜１０％の中・高Ｐ型であって、めっき後のＨｖ４５０〜５００の硬度が熱処理によりＨｖ７００〜８００という極めて高い硬度まで上昇することを利用して摺動特性を向上させている。例えば特開昭６４−３２０８７号公報によるとベーンにＰ含有量が８〜１０％の無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を形成し、熱処理によりＨｖ７００〜８００程度まで硬度を上昇させている。しかしＨｖ７００〜８００もの高い皮膜硬度を得るための高い熱処理温度では、アルミニウム合金は材料強度が低下するため、熱処理温度に限界があり、実際的にはＨｖ５００〜６００程度の硬度をもつ皮膜しか得られない。
　特開平８−１５８，０５８号公報によると、Ｐ−０．５〜３．０ｗｔ％、Ｂ−０．０５〜２．０ｗｔ％のＮｉ−Ｐ−Ｂ系無電解めっきをアルミニウム合金母材に施した摺動部材が提案されている。この無電解めっき皮膜は、母材であるアルミニウム合金の硬度を著しく低下させない温度での熱処理によってＨｖ８００以上の極めて高い硬度に硬化される特長を有している。
　また無電解Ｎｉ−Ｂめっきは、めっき皮膜中のＢ含有量が０．３〜０．８重量％のものが摺動材料の表面処理として用いられている。無電解Ｎｉ−Ｂめっき皮膜は熱処理によってＨｖ８００程度まで硬度が上昇するものの、めっき皮膜に発生するふくれ欠陥が助長される傾向があるので、特に厳しい試験条件下ではめっき皮膜に異常摩耗が起こることがあった。
　従来、摺動部材の表面に施されるＮｉ−Ｐめっき皮膜は熱処理により高い硬度が得られる中・高Ｐ型のものが使用されていたが、耐摩耗性は期待されたレベルには達しなかった。特に、ベーンの相手材であるロータ、ハウジングのＡｌ−Ｓｉ合金中の初晶Ｓｉが５０μｍ以上に粗大になりかつ／またはＳｉ粒子個数が３００個／ｍｍ２以上と多くなると高Ｐ型無電解めっき皮膜に異常摩耗が発生した。また荷重が増大したときベーンの面圧が増大し、異常摩耗が発生した。
　また、公知のＮｉ−Ｐ−Ｂ無電解めっき皮膜はＰ含有量は通常のＮｉ−Ｐ無電解めっき皮膜のものよりは低いものの、Ｎｉの結晶性はかなり乱されており、ひいては摺動特性上の問題を起こしている。これは少量のＢでもＮｉの結晶性を乱すことに起因することが分かった。
したがって、本発明は高い局部荷重が加えられるような用途に使用でき、優れた摺動特性を有するＮｉ系無電解めっきを皮膜を施したアルミニウム系摺動部材を提供することを一つの目的とする。
　さらに、本発明は低Ｐ型無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の摺動特性を向上する表面処理法を提供することを目的とする。
発明の開示
　本発明者は、無電解Ｎｉ−Ｐ及びＮｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜が施されたアルミニウム合金からなる素材の摺動特性を改良するべく鋭意研究したところ、意外にも低Ｐ型Ｎｉ−Ｐ無電解めっきに少量のＢを添加した無電解めっき皮膜は結晶性の乱れが少なく、また熱処理温度が低い場合の硬度が高いことを見出した。
　この知見により完成した、本発明の摺動部材は、アルミニウム合金からなる素材の摺動面にＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜を形成した摺動部材である。
　本発明に係る摺動部材表面処理方法の第一の方法は、アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜にバレル研摩処理を施す方法である。
本発明の第二の方法は、アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜にショットブラスト処理を施す方法である。
　本発明の第三の方法は、アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ含有量０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜にレーザービームを照射する方法である。
本発明の第四の方法は、アルミニウム合金からなる素材の摺動面に形成されたＰ０．０５〜５重量％及びＢ０．０１〜０．０４重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜に高周波誘導熱処理を施す方法である。
　上記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜は、Ｎｉ結晶内に入り込み皮膜の硬度を高めるＣｏ０．１〜１．０重量％及び／又はＷ０．０５〜１．０重量％をさらに含有することができる。
図面の簡単な説明
　第１図は本発明の組成範囲内の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜のＸ線回折像である。
　第２図は、本発明の組成範囲よりＰ，Ｂ量が多い無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜のＸ線回折像である。
　第３図は、低Ｐ，Ｂ無電解めっき皮膜の組織を電子顕微鏡により観察した写真（倍率１０００倍）である。
　第４図は、低Ｐ，Ｂ無電解めっき皮膜をショットブラスト処理した後の組織を電子顕微鏡により観察した写真（倍率１０００倍）である。
　第５図は、低Ｐ、Ｂ無電解めっき皮膜をバレル研摩した後の組織を電子顕微鏡により観察した写真（倍率１０００倍）である。
　第６図は、高Ｐ，Ｂ無電解めっき皮膜の写真（倍率１０００倍）である。
　第７図は、Ｐ含有量が２重量％，Ｂ含有量が０．０２重量％の無電解めっき皮膜の表面硬度と熱処理温度の関係を示すグラフである。
　第８図は、アルミニウム合金基材硬さと熱処理温度の関係を示すグラフである。
　第９図は、Ｐ含有量が２．８重量％，Ｂ含有量が０．０２重量％の無電解めっき皮膜の表面硬度と熱処理時間の関係を示すグラフである。
　第１０図は、摩耗試験の説明図である。
発明を実施するための最良の形態
　本発明における、Ｐ含有量が０．０５〜５重量％の低Ｐ型無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜は、Ｐ含有量が少ないためにＮｉの結晶格子の歪が少なくめっき皮膜の結晶性が優れている。さらに、Ｂ含有量が０．０１重量％未満であるとなじみ性が不足し、一方０．０４重量％を超えるとＮｉ結晶の歪が多くなり、外力に対して不均一変形が起こり易くなって、クラック、疲労をもたらすので、本発明においてはＢ含有量が０．０１〜０．０５重量％の範囲内である。
また、Ｐ及びＢを上記の範囲で添加された無電解Ｎｉめっき皮膜は、熱処理により硬さが上昇し耐摩耗性が向上する。
　また、上記のＰ含有量範囲では無電解めっき皮膜に発生する引張内部応力（めっき厚さ１０〜３０μｍのＮｉ−Ｐ皮膜で１〜５ｋｇ／ｍｍ２）に起因する剥離、クラック、ふくれあるいは疲労強度の低下などの現象はみられない。さらに上記範囲で極微量添加したＢは圧縮応力を発生させる（めっき厚さ１０〜３０μｍのＮｉ−Ｂ皮膜で−０．１〜１．５ｋｇ／ｍｍ２）ため、無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の引張応力を緩和し、この結果内部応力に起因するクラックや疲労が起こり難くなる。
　上記の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜にバレル研摩処理、ショットブラスト処理、レーザービーム処理及び高周波誘導熱処理を施すと結晶が大きく歪まず変形や溶融が一様に進行するために、摺動特性の上で好ましい結晶構造や高い皮膜硬さ等の表面状態が得られる。具体的には、めっき後の皮膜表面には結晶粒界が認められるが、例えばバレル研摩やショットブラスト処理により表面が押しつぶされるに伴い表面近傍で結晶粒界がなくなり、より平滑で硬質な状態が得られる。無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜のＰ含有量が０．０５％未満であると無電解めっき自体が困難であり、また耐焼付性の面で摺動特性は優れない。一方Ｐ含有量が５重量％を超えると、組織がＮｉ−Ｐ−Ｂ化合物と非晶質構造の複合組織となり易い。この組織ではＮｉ−Ｐ−Ｂ化合物析出界面，結晶粒界などの変形し易い場所が多いために外力が加わると不均一変形が起こり易い。また、融液の液相線と固相線の差が大きいために、レーザービームによる高密度エネルギーが加えられると凝固後の偏析が大きくなり、また融液の流動が激しく結晶歪みが大きくなる。なお、Ｐ含有量は１．５〜２．５重量％である。Ｂ含有量は０．０１〜０．０４重量％である。
　無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の厚さは５〜４０μｍが一般的であり、より好ましくは１０〜２０μｍである。
　続いて図面を参照して本発明の特長をより詳しく説明する。
　第１図はＰ２．０重量％及びＢ０．０２重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜（ａ）のＸ線回折像を示し、又第２図はＰ８重量％及びＢ３重量％を含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜（ｂ）のＸ線回折像を示す。これらの図において、第１図の皮膜（ａ）はＰ及びＢ含有量が本発明範囲内であり、第２図の皮膜（ｂ）はこれらが本発明範囲を超えるめっき皮膜のＸ線回折像である。これらを比較すると、前者の方が後者より（１１１）ピークがシャープであることが分かる。
　上記した二種類の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜を施したアルミニウム合金を、荷重１４７０Ｎ、速度０．１２ｍ／ｓの条件で５時間往復摺動試験したところ皮膜の比摩耗量（１０−９ｍｍ２／ｋｇ）は以下のとおりとなった。
　　皮膜（ａ）：０．５
　　皮膜（ｂ）：５．０
　無電解Ｎｉ−Ｐ−ＢめっきのＰ，Ｂ含有量が摺動特性に及ぼす影響をさらに調べるために、後者の皮膜（ｂ）のめっき後の硬度Ｈｖ０．１＝８５０とほぼ同じ硬度にするため前者の皮膜（ａ）を２００℃で３時間熱処理した。これら二種類のめっき皮膜を有する試料を荷重９．８Ｎの条件で平板回転摩耗試験したところ次の摩耗量（ｍｇ／１０００回転）が得られた。
　　皮膜（ａ）：０．２
　　皮膜（ｂ）：０．８
　以上の結果から、無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜のＰ及びＢ量を低くすると、皮膜の配向性が高まり、これに伴い耐摩耗性を向上していることが分かる。これに対してＰ，Ｂ量が多く硬度が同じ無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜（ｂ）は配向性が低く、また（１１１）結晶と方位が異なり、その結果粒界の面積や格子不整合を起こす結晶の割合が大きくなり、これが原因となって摩耗が進行し易くなると考えられる。
　本発明の第一の方法で採用されるバレル研摩は、ベーン、研摩媒体としてのポリエステル系媒体等のバレル材及び水を回転容器の中に入れて回転もしくは振動を行い、めっき皮膜表面を平滑にしかつ硬化する処理である。研摩条件としては、回転数２４０ｒｐｍ，時間５分を好ましく採用することができる。
　低Ｐ−低Ｂ無電解Ｎｉめっき皮膜をバレル研摩した後の組織を、走査型電子顕微鏡により観察したところ、高Ｐ−Ｂ無添加無電解Ｎｉめっき皮膜とは均一性に本質的に差があった。
　本発明の第二の方法で採用されるショットブラスト処理は鋼などの粒子を高速で無電解めっき面に衝突させ、表面に圧縮応力を発生させる処理である。より好ましくは、ショットにより無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の温度を再結晶温度以上に高めるとともに、めっき皮膜表面においてある程度の塑性変形を招いて、めっき直後とは異なる結晶形態の微細組織を発生させる条件を設定する。再結晶組織は配向性が高いめっき組織の方位をかなり引継ぐために、配向性と微細化の結果さらに組織の緻密性が高められる。具体的にはショット粒子は、硬度がＨｖ６００以上のスチール又はＡｌ２Ｏ３等の硬質ビーズ又はカーボン等を使用し、粒径は０．０３〜０．４μｍの範囲とし、投射速度は８０ｍ／ｓｅｃ以上とする。
　低Ｐ−低Ｂ無電解めっき皮膜の組織を観察した写真（倍率１０００倍）を第３図に示し、高Ｐ−Ｂ無電解めっき皮膜の写真（倍率１０００倍）を第６図に示す。これらの比較より低Ｐ−Ｂ無電解めっき皮膜では組織が微細かつ緻密になっていることが分かる。また、ショットブラスト処理した後の写真（倍率１０００倍）及びバレル研磨した後の写真（倍率１０００倍）を各々第４、５図に示す。これらの処理は、組織をさらに微細・緻密化していることが分かる。
　本発明の第三の方法で採用されるレーザー照射処理は、無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜を瞬間的かつ局部的に溶融させる処理であって、この結果融液は周囲のＮｉ−Ｐ−Ｂ及び基材に熱を奪われて凝固する。この場合溶融を局部的に行うので、融液からの奪熱量が非常に多くなり急冷凝固となり、Ｐ及びＢがＮｉ結晶中に強制的に固溶されて硬化が起こりかつ結晶粒も微細になる。レーザーの種類としては、特に制限はないが、１００〜４００Ｗ／ｃｍ２（ビーム面積）程度の出力を有するＹＡＧパルスレーザーを好ましく使用することができる。
　レーザー照射の操作はレーザーガンと摺動部材を相対移動させ、後者の摺動部に順次前者のスポットが照射されるように適宜治具を使用して行う。
　次に、無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜のレーザー照射による硬化の一例を示す。
　レーザー照射条件は下記のとおりである。
　　レーザー種類：ＹＡＧパルス
　　レーザー出力：１００〜４００Ｗ／ｃｍ２
　　レーザービーム直径：２ｃｍ
　　レーザー走査速度：１０ｃｍ／ｓｅｃ
　　無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜：厚さ２０μｍ
　第１表よりＰ＝１．５〜３．６％，Ｂ＝０．０２〜０．０３％の範囲で極めて大きな硬化が起こることが分かる。
　本発明の第四の方法で採用される高周波熱処理は上記したＰ及びＢの強制固溶を高周波誘導加熱により行うものである。高周波加熱は母材であるアルミニウム合金の温度が好ましくは２００℃以下に保たれるように、Ｎｉのキュリー点（６３１Ｋ）をめっき皮膜の温度が超えず、渦電流がめっき皮膜に集中し母材にはできるだけ流れないようにする必要がある。高周波の周波数は７０ｋＨｚ以上が好ましい。
　次に、無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の高周波熱処理による硬化の一例を示す。
　高周波熱処理条件は下記のとおりである。なお、第２表よりＰ＝１．５〜３．６％，Ｂ＝０．０２〜０．０３％の範囲で極めて大きな硬化が起こることが分かる。
　　周波数：１００ｋＨｚ
　　高周波出力：８０ＫＷ
　　無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜：厚さ０．０２ｍｍ
　上記した本発明の第一〜第四の処理を施される低Ｐ−低Ｂ添加無電解Ｎｉめっき皮膜の素材に対する密着性を高めるために下地として中・高Ｐ無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を施すことができる。
　但し、高Ｐ型Ｎｉ−Ｐ無電解めっき皮膜は、配向性が低く（１１１）比強度は高々６０％程度である。この下地に接して形成される低Ｐ，低Ｂ型添加無電解めっき皮膜は下地の影響を受けて配向性が若干低下する。
　したがって、中・高Ｐ皮膜は、配向性を犠牲にしてもよい場合優れた密着性を利用するために低Ｐ−低Ｂ型向電解Ｎｉめっき皮膜の下地として使用する。
　高Ｐ無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜のＰ含有量は０．５〜１５重量％が好ましい。より好ましいＰ含有量は５〜８重量％である。Ｃｏは０．１〜１．０重量％添加することができる。
　上記した本発明の第一〜第四の方法による処理を施される低Ｐ，低Ｂ型無電解Ｎｉめっき皮膜を熱処理により表面硬化させ、耐摩耗性を向上させることも可能である。
　第７図は２．８重量％Ｐ−０．０２重量％Ｂを含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の熱処理温度（１時間保持）と表面硬度の関係を示すグラフであり、第８図はアルミニウム合金基材の硬さと熱処理温度の関係を示すグラフである。ここで、表面硬度はビッカース硬度計（荷重０．１ｋｇ）を使用し、硬さはロックウェルＢ硬度計を使用し、それぞれ試料の表面硬度を測定することにより求めたものである。すなわち測定荷重の大小により圧痕深さが異なることを利用して測定部位を変えたものである。
図より熱処理は表面硬度を僅かに増大させるが、２２０℃以下の熱処理温度ではアルミニウム合金基材の硬さをほとんど変化させないことが分かる。
　第９図は２．８〜１２重量％Ｐ及び０．０２重量％Ｂを含有する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜のＰ，Ｂ含有量、表面硬度及び２００℃での熱処理時間との関係を示すグラフである。このグラフより２．８重量％とＰ含有量が極めて低い無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の表面硬度は２０時間以上の長時間保持でＨｖ１０００程度まで上昇することが分かる。
　アルミニウム合金としては各種アルミニウム合金展伸材もしくは鋳造材を使用することができ、Ａｌ−Ｓｉ共晶系にＦｅ，Ｎｉ，Ｍｏなどの重金属を多量に添加したアルミニウム合金粉末を粉末冶金法により成形したものも使用することができる。これらの粉末冶金成形材料はＳＨＯＲＩＫ（昭和電工株式会社）、スミアルタコ（住友電気工業株式会社）の商品名で販売されている。
　アルミニウム合金展伸材はほとんどの種類が２００℃で２０時間以上熱処理されると過時効になるので、適正時効時間が長い２０００番系中でも２２１８合金を素材として選択することが必要になる。なお、熱処理時間を１０時間未満とすると、ほとんどの熱処理型アルミニウム合金が過時効にならない。その中には２２１４などの高強度合金もその中に含まれる。
　
本発明における無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜は公知の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき液を使用してＢ化合物の濃度を低くして形成する。
　素材となるアルミニウム合金に対する無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜の密着性を高めるために、以下に例示される前処理を順次行うことが好ましい。
　　アルカリ脱脂（５０℃×５分、アルカリ脱脂材使用）
　　アルカリエッチング（５０℃×４０秒、ＮａＯＨ浴）
　　スマット除去（２７℃×４０秒、硝酸を主成分とする洗浄浴）
　　亜鉛置換めっき処理（１）（２７℃×２５秒、ジンケート浴）
　　亜鉛剥離（２７℃×６０秒、５０％硝酸）
　　亜鉛置換めっき処理（２）（２７℃×２５秒、ジンケート浴）
　ショットブラスト、バレル処理、レーザービーム照射などの表面処理後は、処理された面をそのまま摺動面として使用するが、高周波熱処理の場合は研摩処理などを行ってもよい。
　以上の如く処理された材料はロータリーコンプレッサーのベーン、ラジアルプレーンベアリング、スラストプレーンベアリング等として使用することができる。
　続いて本発明の方法で処理されたアルミニウム合金素材が片当りが発生するような高負荷条件を再現する試験の結果を説明する。
実施例１
　第１０図は本実施例における試験方法を説明する概念図であって、図中１０は本発明の方法または比較方法で処理されたアルミニウム合金素材（ＡＨＳ−３−Ｔ７）、１１はブロック（Ａ３９０アルミニウム合金、初晶Ｓｉ平均粒径３０μｍ）である。素材１０の寸法は３５×１４×３ｍｍである。
　さらに第１０図において、θは角度＝１°、荷重Ｐは１５０ｋｇｆ（１５．３Ｎ），試験時間は５時間、往復摺動周波数は１０Ｈｚ，ストロークは６ｍｍ，給油は３０ｍＬ／ｈであった。
　素材は前述の予備表面処理を行わず（第３表のＰ）あるいは行った後、Ｐ含有量が２．８重量％，Ｂ含有量が０．０２重量％の無電解めっき皮膜を厚さが１５μｍで素材の全面に形成した。めっき液の成分は、硫酸ニッケル、次亜リン酸、水酸化ナトリウム、硫酸コバルト等であり、ｐＨは６．５，温度は８０℃であった。めっき後の表面硬度はＨｖ７１０であった。
試験に供した表面処理は以下のとおりであった。
１．バレル研摩処理
　　研摩媒体種類：ポリエステル樹脂＋ジルコン
　　研摩媒体量：１．５ｋｇ
　　液体量：１．０ｋｇ（水）
　　素材個数：２０個
　　回転容器体積：０．０１ｍ３
　　回転容器回転数：２００ｒｐｍ
　　処理時間：５ｍｉｎ
２．ショットブラスト処理
　　ショット粒材質：Ａｌ２Ｏ３、硬度Ｈｖ１０００
　　ショット粒径：２００μｍ平均
　　ショット投射速度：１５０ｍ／ｓｅｃ
　　投射量：５０ｋｇ／ｍ２／ｓｅｃ
３．レーザー照射処理
　　レーザー種類：ＹＡＧパルス（東芝社製）
　　レーザー出力：１０ＫＷ
　　ビーム径当り出力：１００〜４００Ｗ／ｍ２
４．熱処理
　　２００℃、６０分の熱処理を行い、その後１の処理を行った。
５．熱処理
　　２００℃、６０分の熱処理を行い、その後２の処理を行った。
６．熱処理
　　２００℃、６０分の熱処理を行い、その後３の処理を行った。
　前記した無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜に対しＣｏ．０．５重量％、Ｗ．０．１重量％を加えた組成の無電解めっき皮膜１５μｍを、Ｐの含有量が６重量％の奥野製薬工業製めっき液（商品名トップニコロン　ＴＯＭ）を用いた厚さが２μｍの中間めっきを介して形成し、その後以下の表面処理を行った。
　　７：１の処理
　　８：２の処理
　　９：３の処理
　　１０：４の処理
　　１１：５の処理
　　１２：６の処理
比較例として次の処理も行った。
（ａ）上記した低Ｐ，Ｂ無電解めっき
（ｂ）高Ｐ，Ｂ無電解めっき（Ｐ含有量＝８重量％，Ｂ含有量＝１．２重量％）
（ｃ）上記（ｂ）の後熱処理試験の結果を第３表に示す。
　第３表に示すように本発明の供試材は比較例のものと比較して供試材及びブロックの摩耗が少ない。
実施例２
　実施例１でブロック１１に使用したＡ３９０に代えて、Ａｌ−１７％Ｓｉ−５％Ｆｅ−４％Ｃｕ−１．２％Ｍｇ−０．５％Ｍｎとの組成をもつアルミニウム合金粉末の押出材（Ｔ６処理：ＨＲＢ９４）を使用して処理１〜１２を行ったところ得られた結果は第１表に記載の数値とほとんど差がなかった。
実施例３
　実施例１、２（処理１）の処理を施した素材をコンプレッサー実機にベーンとして組込んで下記条件で摩耗試験を行った。
　　試験機：ロータリー型コンプレッサ実機試験機
　　回転数：８００ｒｐｍ吐出力／吸入圧（ｋｇ／ｃｍ２）：２８／４．０
　　吐出温度／吸入温度（℃）：１２７／２４
　　時間：１００時間
　試験の結果、ベーン摩耗量は１〜２μｍであり、非常に僅かであった。
産業上の利用可能性
　以上説明したように、本発明により提供される低Ｐ型無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｂめっき皮膜は従来の同種皮膜よりも摺動特性に優れているために、片当りし易くまた高い局部荷重下で使用される摺動部品の性能を向上し、以ってコンプレッサーなどの各種機器の信頼性を高めることができる。