(57)【要約】【課題】摺動時において、早期に初期馴染みを高めることができる摺動部材を提供する。【解決手段】基材１１の表面に潤滑被膜１０が被覆された摺動部材１である。潤滑被膜１０は、基材１１の表面に被覆された第１被膜１２と、第１被膜１２の表面に被覆された第２被膜１５とからなる。第１被膜１２は、固体潤滑剤１３と、固体潤滑剤１３を結合する結合樹脂と、からなる。第２被膜１５は、表面および孔１６ｂの内面を被覆するようにフッ素系有機物１６ａが化学的に結合した多孔性粒子１６と、多孔性粒子を結合する結合樹脂１７と、からなる。【選択図】図１
2015040216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に潤滑被膜が被覆された摺動部材であって、
前記潤滑被膜は、前記基材の表面に被覆された第１被膜と、該第１被膜の表面に被覆された第２被膜とからなり、
前記第１被膜は、固体潤滑剤と、該固体潤滑剤を結合する結合樹脂と、からなり、
前記第２被膜は、表面および孔の内面を被覆するようにフッ素系有機物が化学的に結合した多孔性粒子と、該多孔性粒子を結合する結合樹脂と、からなることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記第２被膜に対して、前記多孔性粒子が３０質量％以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記多孔性粒子の孔径は、４〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記第１被膜および第２被膜に含まれる結合樹脂は、同じ種類の結合樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の摺動部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれに記載の摺動部材を備えた軸受であって、
前記摺動部材は、前記軸受のインナーレースまたはアウターレースの少なくとも一方であることを特徴とする軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面に樹脂被膜が被覆された摺動部材とこれを用いた軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関のエンジンなどの摺動部品表面に、耐摩耗性又は耐焼き付き性を改善する手段の一つとして、潤滑被膜を形成する方法が採用されている。潤滑被膜の摺動特性を改善する手段として、バインダーとなる樹脂に固体潤滑剤を配合した潤滑被膜を被覆した摺動部材が提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、基材の表面に被覆された第１被膜と、第１被膜の表面に被覆された第２被膜とからなる潤滑被膜が形成された摺動部材が提案されている。ここで、第１被膜はポリテトラフルオロエチレンと二硫化モリブデンとからなる固体潤滑剤と、該固体潤滑剤を結合する結合樹脂からなり、第２被膜は、窒化ホウ素からなる固体潤滑剤と、窒化珪素及びアルミナからなる硬質粒子と、これらを結合する結合樹脂からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０５６７５０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、特許文献１の如き潤滑被膜を摺動部材に設けた場合、初期の摺動段階で摺動する摺動面が形成された第２被膜は、硬質粒子と固体潤滑剤が結合樹脂により結合された被膜である。このため、第２被膜は摺動初期段階で摩耗し難く、特に低負荷時（低面圧が作用した時）にはこのことが顕著である。この結果、初期の段階で早期に馴染み性を得ることができず、良好な摺動面を得るのに時間がかかることがあった。
【０００６】
本発明はこのような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動時において、早期に初期馴染みを高めることができる摺動部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を鑑みて、本発明に係る摺動部材は、基材の表面に潤滑被膜が被覆された摺動部材であって、前記潤滑被膜は、前記基材の表面に被覆された第１被膜と、該第１被膜の表面に被覆された第２被膜とからなり、前記第１被膜は、固体潤滑剤と、該固体潤滑剤を結合する結合樹脂と、からなり、前記第２被膜は、表面および孔の内面を被覆するようにフッ素系有機物が化学的に結合した多孔性粒子と、該多孔性粒子を結合する結合樹脂と、からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第２被膜には、フッ素系有機物が多孔性粒子の表面および孔の内面を被覆しているので、第２被膜の表面は撥油性を有する。さらに多孔性粒子が摩耗し始めたとしても、その内部にはフッ素系有機物を有しているので第２被膜の表面は撥油性を有することになる。これにより、第２被膜には摺動時に油膜が形成され難く、摺動部材と摺動する相手部材と直接接触し易いので、第２被膜は摩耗しやすい。
【０００９】
初期馴染みの段階では、第２被膜の一部が残存し、その下地となる第１被膜が一部露出し、第２被膜の撥油性により第１被膜の一部も油膜が形成され難いが、第１被膜には固体潤滑剤が含まれているので、第１被膜の表面の馴染み性を高めつつもその摩耗を抑制することができる。このような結果、第１被膜に良好な摺動面が形成されることになる。このようにして、摺動部材の摺動時において、早期に初期馴染みを高めることができる。
【００１０】
より好ましい態様しては、前記第２被膜に対して、前記多孔性粒子が３０質量％以上含有している。本発明によれば、上述した割合の多孔性粒子を第２被膜に含有させることにより、第２被膜の表面の撥油性を安定的に保持することができる。ここで、多孔性粒子を３０質量％未満の割合で含有させた場合には、第２被膜の撥油性が高まることがある。また、結合樹脂により多孔質粒子同士を結合させるためには、多孔性粒子は５０質量％以下で含有していることが好ましい。
【００１１】
さらに、好ましい態様としては、前記多孔性粒子の孔径は、４〜１００ｎｍである。この態様によれば、多孔性粒子の孔径を上述した範囲とすることにより、室温ばかりでなく、高温（８０℃程度の温度）時においても第２被膜の撥油性を確保することができる。孔径が１００ｎｍを超えた場合には、孔径が大きすぎるため、孔内の空気層の割合が大きくなり過ぎ、撥油性の効果を得ることができない場合がある。また、孔径が４ｎｍよりも小さい場合も同様に、空気層がほとんどないため十分な撥油性を得ることができない。
【００１２】
さらに、好ましい態様としては、前記第１被膜および第２被膜に含まれる結合樹脂は、同じ種類の結合樹脂である。この態様によれば、第１被膜および第２の被膜に含まれる結合樹脂を同じ種類の樹脂とすることにより、第１被膜と第２被膜との界面に密着性を高めることができる。
【００１３】
このような摺動部材を好適に適用する場合のより好ましい態様としては、摺動部材は、軸受であり、前記軸受のインナーレースまたはアウターレースの少なくとも一方である。軸受のインナーレースおよびアウターレースの摺動面は、一般的に機械部品に比べて低い面圧が作用するので、上述した潤滑被膜の初期馴染み性を早期に発現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、摺動時において、早期に初期馴染みを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の本実施形態に係る摺動部材の模式的概念図。
【図２】図１に示す摺動部材の摺動面の拡大断面図。
【図３】摩耗特性・焼付特性評価試験機の模式的概念図。
【図４】摩耗特性評価試験機の模式的概念図。
【図５】確認試験１〜７に係る粒子の粒径と接触角の関係を示した図。
【図６】確認試験１〜７に係る粒子の粒径と滑落角の関係を示した図。
【図７】確認試験８〜１２に係る粒子の細孔径と接触角の関係を示した図。
【図８】確認試験８〜１２に係る粒子の細孔径と滑落角の関係を示した図。
【図９】実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の摩擦係数を示した図。
【図１０】実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の焼付面圧を示した図。
【図１１】実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の摩耗量を示した図。
【図１２】実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の高面圧における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図。
【図１３】実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の低面圧における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図。
【図１４】実施例１および比較例１、３に係る摺動部材の低面圧における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図。
【図１５】実施例５および比較例４に係る摺動部材の低面圧における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図。
【図１６】実施例６〜１０および比較例５〜７に係る摺動部材の滑落角度の結果を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本実施形態に基づき本発明を説明する。
図１は、本発明の本実施形態に係る摺動部材の模式的概念図であり、図２は、図１に示す摺動部材の摺動面の拡大断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る摺動部材１は、図１に示すように、基材１１の表面に潤滑被膜１０が被覆されている。潤滑被膜１０は、基材１１の表面に被覆された第１被膜１２と、該第１被膜１２の表面に被覆された第２被膜１５とからなる。
【００１８】
第１被膜１２は、固体潤滑剤１３と、固体潤滑剤１３を結合する結合樹脂１４と、からなる。図１および図２に示すように、第２被膜１５は、表面および孔（細孔）１６ｂの内面を被覆するようにフッ素系有機物１６ａが化学的に結合した多孔性粒子１６と、多孔性粒子１６を結合する結合樹脂１７と、からなる。
【００１９】
ここで、基材１１は、鉄、アルミニウムなどの金属材料ばかりでなく、アルミナ等のセラミックス材料であってもよく、後述する潤滑被膜よりも硬度および強度が高い材料であれば、特に限定されるものではない。
【００２０】
第１被膜１２の固体潤滑剤１３同士を結合する結合樹脂（マトリクス樹脂）１４および第２被膜１５の多孔性粒子同士を結合する結合樹脂（マトリクス樹脂）１７は、１００℃以上、好ましくは１５０℃以上で熱変形する樹脂であることが望ましい。たとえば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などを挙げることができる。
【００２１】
ここで、本実施形態では、第１被膜１２および第２被膜１５に含まれる結合樹脂は、同じ種類の結合樹脂である。このように、第１被膜１２および第２被膜１５に含まれる結合樹脂を同じ種類の結合樹脂とすることにより、第１被膜１２と第２被膜１５との密着性を高めることができる。
【００２２】
第１被膜１２に含まれる固体潤滑剤１３としては、たとえば、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、グラファイトなどを挙げることができる。第２被膜１５に含まれる多孔性粒子１６としては、たとえば、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、酸化ニオブ粒子、酸化タングステン粒子、ゼオライト粒子などの多孔性粒子を挙げることができる。
【００２３】
この多孔性粒子１６の表面および孔（細孔）１６ｂに化学的に結合するフッ素系有機物１６ａとしては、フルオロアルキルシランなどを挙げることができ、その他にも、たとえば、パーフルオロアルキルカルボン酸系、パーフルオロアルキルスルホン酸系、パーフルオロアルキルリン酸系の表面処理剤、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー、ＰＴＦＥに代表される各種フッ素系樹脂、フッ化グラファイト、フッ化ピッチ等であってもよい。
【００２４】
ここで、フッ素系有機物１６ａは、多孔性粒子１６の表面および孔（細孔）１６の内面に単分子膜の状態で化学的に結合している。これにより、多孔性粒子１６の孔を塞ぐことなく、その孔の状態を維持することができ、図２に示すように、フッ素系有機物の単分子膜が被覆され状態の粒子が多孔性粒子となっている。このような結果、多孔性粒子１６の表面に形成される孔（空気層）により、第２被膜１５の表面の接触角を大きく、その滑落角度を小さくすることができ、第２被膜１５の摩耗が進行したとしても、撥油性を維持することができる。
【００２５】
このようなフッ素系有機物が被覆された状態の多孔性粒子の孔径は、４〜１００ｎｍであることが好ましく、第２被膜に対して、多孔性粒子が３０質量％以上含有していることが好ましい。なお、この好ましい孔径および含有量（添加量）の理由については、後述の実施例において説明する。
【００２６】
このような多孔性粒子１６は、たとえば、ゾル・ゲル法などで作製しており、たとえば、シリカ粒子を同方法で合成する場合、ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）などのアルコキシドを酸性、もしくは塩基性条件下で、加水分解・重縮合反応により、アルコールを脱離させて合成し、その後、アルコールを含め、シリカ以外の成分を分離し乾燥・焼成することにより得ることができる。多孔性粒子の細孔径は、混合割合等を変化させることにより、変化させることができる。
【００２７】
そして、得られた多孔性粒子１６の表面および孔（細孔）１６ｂの内面に、表面グラフト法、湿式法、またはスパッタ法などを利用して、フッ素系有機物１６ａを被覆する。たとえば、表面グラフト法の場合、まず、低真空乾燥窒素雰囲気中で、多孔性粒子１６に均一に紫外線を照射し、多孔性粒子１６の表面および孔（細孔）１６ｂの内面を活性化する。次に、グローブボックス内を窒素雰囲気で満たし、多孔性粒子１６と試薬となるフッ素系有機物（たとえばフルオロアルキルシラン、代表的な化学構造はＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３など、東京化成品工業社製（Ｔ１７７０，Ｔ２５７７，Ｔ２７０５など））を耐圧容器内に封入し、耐圧容器をオーブンに入れて化学気相吸着させる。このようにして、多孔性粒子１６の孔（細孔）１６ｂを塞ぐことなく（埋まることなく）、多孔性粒子１６の表面および孔（細孔）１６ｂの内面にフッ素系有機物１６ａを被覆することができる。
【００２８】
そして、第１被膜１２および第２被膜１５を被覆する際には、上述した結合樹脂（マトリクス樹脂）を有機溶剤に溶解し、第１被膜１２には、固体潤滑剤１３を添加し、第２被膜１５には、多孔性粒子１６を添加する。たとえば、結合樹脂にポリアミドイミド樹脂を用いた場合には、有機溶剤として、Ｎ−メチル―２ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ−エチルピロリドン（ＮＥＰ）、１，３-ジメチル―２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、γ―ブチルラクトン（ＧＢＬ）などを挙げることができる。また、エポキシ樹脂を用いる場合には、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエンを用いることができる。そして、これらの溶液を順次塗布焼成して、第１被膜１２および第２被膜１５が順次成膜される。
【００２９】
このようにして得られた摺動部材１は、以下の効果を期待することができる。まず、第２被膜１５には、フッ素系有機物１６ａが多孔性粒子１６の表面および孔１６ｂの内面を被覆しているので、第２被膜１５の表面は撥油性を有する。
【００３０】
さらに、多孔性粒子１６が摩耗し始めたとしても、その内部にはフッ素系有機物１６ａを有しているので第２被膜１５の表面は撥油性を有することになる。これにより、第２被膜１５の表面には摺動時に、油膜５０が形成され難く、摺動部材１と摺動する相手部材と直接接触するので、第２被膜は摩耗しやすい。
【００３１】
初期馴染みの段階では、第２被膜１５の一部が残存し、その下地となる第１被膜１２が一部露出し、第２被膜１５の撥油性により第１被膜１２の一部も油膜が形成され難いが、第１被膜１２には固体潤滑剤が含まれているので、第１被膜１２の表面の馴染み性を高めつつもその摩耗を抑制することができる。このような結果、第１被膜１２に良好な摺動面が形成されることになる。このようにして、摺動部材１の摺動時において、早期に初期馴染みを高めることができる。
【実施例】
【００３２】
以下の本発明を実施例により説明する。
＜確認試験１〜７＞
まず、確認試験１〜７では、無孔性シリカ粒子を用いて、バインダーとなる結合樹脂を用いずに撥油性の確認試験を行った。無孔性シリカ粒子の表面には、フッ素系有機物として、フルオロアルキルシランＣＦ３（ＣＦ２）ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）３を被覆して試験片を作製した。表面グラフト法により各微粒子にフルオロアルキルシランを結合させた。まず、低真空２０００Ｐａ・乾燥窒素雰囲気中で、フルオロアルキルシランシリカ微粒子に均一に紫外線を１０分間照射した。次に、グローブボックス内を窒素雰囲気で満たし、上述した無孔性シリカ微粒子とフルオロアルキルシランを耐圧容器内に封入し、耐圧容器を１８０℃のオーブンに９０分間入れて化学気相吸着させた。なお、確認試験１〜７では、表１に示す平均粒径の無孔性シリカ粒子を用いた。
【００３３】
なお、無孔性シリカ粒子の粒径に関しては、ＳＡＬＤ−７１００（島津製作所社製）を用いて計測した。計測原理は、光源から発せられたレーザービームをコリメータによって少し太いビームに変換し、無孔性シリカ粒子の粒子群に照射する。粒子群から発せられた広角６０°までの前方散乱光は、レンズによって集光され、焦点距離の位置にある受光素子で、回折・散乱像を検出する。このようにして検出されたすべての方向の光強度データが光強度分布データとなり、このデータに基づいて粒度分布を算出した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
＜接触角の試験＞
確認試験１〜７に係る試験片に対して、２５℃、８０℃それぞれのエンジンオイルに対する接触角を測定した。接触角測定装置（ＬＳＥ−Ｂ１００、株式会社あすみ技研社製）は、固体基板上に液滴を滴下する液滴滴下装置、ＣＣＤカメラおよびこれにより液滴画像を取り込む取り込み装置、取り込まれた液滴画像の輪郭から、試験片に対する接触角を算出する画像解析装置から構成されている。
【００３６】
液滴滴下装置として、１．０ｍｌのシリンジを用い、約０．１ｍｌの液滴（エンジンオイルを使用）を試験片上に作った。ＣＣＤカメラによりコンピュータに取り込まれた液滴画像から、市販の画像解析ソフトウェアを利用して、液滴の輪郭を座標として読み込んだ。読み取った液滴の形状からＬａｐｌａｃｅの式に従って、画像解析装置を利用して、接触角を算出した。この結果を図５に示す。
【００３７】
＜滑落角の試験＞
確認試験１〜７に係る試験片に対して、２５℃、８０℃それぞれのエンジンオイルに対する滑落角を測定した。装置構成は上述した接触角測定装置と同じものであり、滴下装置に、０．１°の分解能で、固体基板（試験片）に傾斜をつけることが可能な装置を用いた。
【００３８】
液滴滴下装置として、５．０ｍｌのシリンジを用い、約１．０ｍｌの液滴（エンジンオイルを使用）を試験片上に作った。その後、試験片の角度を０．５°間隔で徐々に増加させていき、ＣＣＤカメラによりコンピュータに液滴の画像を取り込む。そして、液滴が１ｍｍ移動したときの角度を滑落角として計測した。この結果を図６に示す。
【００３９】
図５に示すように、いずれの試験片もエンジンオイルに対して接触角１１５°〜１２０°を維持しているが、実働温度領域である油温８０℃においては、粒子１μｍ以上で接触角が徐々に低下し、撥油性能が低下していることがわかる。
【００４０】
さらに、図６に示すように、室温では、粒径が１μｍ以下の粒子であれば、滑落角度１０℃程度を維持しているが、油温８０℃において撥油性を維持するには、粒子径は、確認試験１および２の試験片の範囲である１０〜５０ｎｍが好ましいといえる。これは、１０〜５０ｎｍの粒径の粒子を用いることにより、その表面に微小な凹凸が形成され、高温においても撥油性能がより発現すると考えられる。そして粒径が大きくなるに従って、粒子間に形成される空気層の体積が増加し、さらには温度の増加に伴う油の粘度の低下や表面張力の低下により、撥油性能は減少すると考えられる。
【００４１】
＜確認試験８〜１２＞
まず、確認試験８〜１２では、多孔性（多孔質）シリカ粒子を用いて、バインダーとなる結合樹脂を用いずに撥油性の確認試験を行った。なお、確認試験８〜１２では、多孔性シリカ粒子の細孔径を表２に示す範囲とした。
【００４２】
多孔性シリカ粒子の細孔径は、例えば、アサップ２０２０シリーズ（島津製作所社製）を用いて計測した。計測原理は、粉体粒子の表面に吸着占有面積の既知のガス分子を吸着させ、その量から試料の比表面積や細孔分布を測定する（ガス吸着法）。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
多孔性シリカ粒子の表面および孔（細孔）の内面には確認試験１〜７と同様に、フルオロアルキルシランを被覆して、試験片を作製した。確認試験８〜１２の試験片に対して、確認試験１〜７のものと同じように、接触角および滑落角の測定試験を行った。この結果を、図７および図８に示す。
【００４５】
図７および図８に示すように、粒径が５μｍであるにも拘らず、細孔の効果により撥油効果が発現した。図７に示すように、８０℃においても、確認試験８〜１１の如く、細孔径が４〜１００ｎｍでは、接触角１１５°〜１２０°の範囲を維持している。また、図８に示すように、確認試験８〜１１の如く、細孔径が４〜１００ｎｍで、低い値を維持し、確認試験９および１０の如く、細孔径が１０〜５０ｎｍであればさらに滑落角度が低い値を示していた。
【００４６】
以上のことから、多孔性粒子の細孔径を４〜１００ｎｍとすることにより、室温ばかりでなく、高温（８０℃程度の温度）時においても第２被膜の撥油性を確保することができると考えられる。孔径が１００ｎｍを超えた場合には、細孔径が大きすぎるため、孔内の空気層の割合が大きくなり過ぎ、撥油性の効果を得ることができない場合があると考えられる。また、孔径が４ｎｍよりも小さい場合も同様に、空気層がほとんどないため十分な撥油性を得ることができないと考えられる。
【００４７】
＜実施例１〜４＞
実施例１〜４では、確認試験９に係る多孔性粒子（撥油性粒子）を用いて以下の表３に示す摺動部材を作製した。具体的には、第１被膜及び第２被膜の結合樹脂としてポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂を準備した。有機溶剤としてＮ−メチル―２ピロリドン（ＮＭＰ）を準備し、ＰＡＩを溶解した。
【００４８】
ＰＡＩが溶解した溶液に、以下の表３に示す割合で固体潤滑剤（二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、グラファイト、ＰＴＦＥ）を添加し、ニーダーを用いて１時間混練し、２０℃における粘度が１０〜１００Ｐａ・ｓの第１被膜用組成物を得た。
【００４９】
上述したＰＡＩが溶解した溶液に、以下の表３に示す割合でフルオロアルキルシランが被覆された多孔性粒子（確認試験９で作製した粒子（撥油性粒子））を添加し、ニーダーを用いて１時間混練し、２０℃における粘度が１０〜１００Ｐａ・ｓの第２被膜用組成物を得た。
【００５０】
まず、アルミニウム合金基板（基材）上に、第１被膜用組成物をメッシュサイズ（＃１００）のスクリーンを用いてスクリーン印刷し、予備加熱として９０℃、２０分間焼成し、第１被膜を成膜した。次に、第１被膜の上に、第２被膜用組成物をメッシュサイズ（＃１００）のスクリーンを用いてスクリーン印刷し、予備加熱として１８０℃、９０分間焼成して、有機溶剤を揮発させることにより、膜厚１０μｍ（第２被膜膜厚：約２ｍｍ、第１被膜膜厚：約８μｍ）の潤滑被膜が被覆された摺動部材を得た。
【００５１】
＜比較例１〜３＞
実施例１と同じように、摺動部材を作製した。比較例１が実施例１と相違する点は、第２被膜に撥油性粒子の代わりに、窒化ホウ素粒子を添加している点である。比較例２が実施例１と相違する点は、第２被膜に撥油性粒子の代わりに、窒化ホウ素粒子を添加し、さらに第１被膜の二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）の添加量を減量し、その代りにグラファイトを添加した点である。比較例３が実施例１と相違する点は、第２被膜に撥油性粒子の代わりに、多孔性シリカ粒子を添加した点（すなわち多孔性シリカ粒子にフルオロアルキルシランＣＦ３（ＣＦ２）ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）３を被覆しなかった点）である。
【００５２】
（摩擦特性・焼付特性の評価試験）
図３に示すように、実施例１〜４および比較例１、２の摺動部材１を、ねずみ鋳鉄（ＦＣ２３０）よりなる相手部材（円筒テストピース）２０の端面に押し付けて、摩擦特性および焼付特性を評価した。具体的には、エンジンオイル中（８０℃）において、ならし運転後、試験運転をステップアップさせた時の試験面圧１０ＭＰａ時の摩擦係数を測定し、摩耗特性を評価した。さらに、この試験荷重をステップアップさせ、摺動部材１の第１被膜が摩滅または剥離した時に摺動部材１と相手部材とが直接接触し、トルクが急上昇する荷重（焼付荷重）を測定し、焼付評価を行った。
【００５３】
図９は、実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の摩擦係数を示した図であり、図１０は、実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の焼付面圧を示した図である。
【００５４】
（摩耗特性の評価試験）
図４に示すように、実施例１〜４および比較例１、２の摺動部材１を、回転するねずみ鋳鉄（ＦＣ２３０）よりなる相手部材（円筒テストピース）３０の外周面に押し付けて、摩耗特性を評価した。具体的には、エンジンオイル中（８０℃）において、ならし運転後、試験荷重４５ＭＰａで、一定時間（３分間）の摩耗試験を行った後の潤滑被膜の摩耗深さを測定し、摩耗特性を評価した。図１１は、実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の摩耗量を示した図である。
【００５５】
（初期馴染み特性の評価試験）
図３に示す装置を用いて馴染み特性をした。具体的には、エンジンオイル中（８０℃）において、ならし運転後、試験荷重一定のもの摩擦係数の推移を評価した。図１２は、実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の高面圧における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図である。図１３は、実施例１〜４および比較例１、２に係る摺動部材の低面圧（１ＭＰａ）における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図である。図１４は、実施例１および比較例１、３に係る摺動部材の低面圧（１ＭＰａ）における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図である。
【００５６】
【表３】
2015040216.tif 000005
【００５７】
[結果１および考察１]
図９に示すように、摩擦係数の評価試験において、実施例１〜４および比較例１、２の摺動部材の摩擦係数は同程度であった。図１０に示すように、焼付特性の評価試験において、実施例１〜４および比較例１、２の摺動部材の焼付面圧は同程度であった。図１１に示すように、摩耗特性の評価試験において、実施例１〜４および比較例１、２の摺動部材の摩耗量は同程度であった。試験後の摺動面を確認すると、いずれの摺動部材も第２の被膜層は摩滅し、第１被膜は残存しており、残存した第１被膜が起因した結果、上述した評価結果が、いずれの摺動部材も同程度となったと考えられる。
【００５８】
図１２に示すように、馴染み特性の評価試験において、実施例１〜４および比較例１、２の摺動部材の高面圧時（５ＭＰａ）の摩擦係数は同程度であったが、図１３に示すように、実施例１〜４の低面圧時（１ＭＰａ）の摩擦係数は、比較例１または２のものよりも低くなっていた。
【００５９】
これは、実施例１〜４の摺動部材は、第２被膜（すなわち上層皮膜）に撥油性を付与することにより、積極的に低面圧下でも固体接触を促して、潤滑被膜自体を相手部材に倣うように摩耗させることができたことによると考えられる。
【００６０】
さらに、図１４に示すように、比較例３の如く、多孔性シリカ粒子の表面および孔の内面にフッ素系有機物（フルオロアルキルシラン）を被覆しなかった場合には、実施例１の如き馴染み特性は得られず、比較例１と同様であることがわかる。
【００６１】
＜実施例５＞
実施例１と同じように、摺動部材を作製した。比較例１が実施例１と相違する点は、多孔性シリカ粒子の代わりに多孔性チタニア粒子を用い、実施例１と同じように、この粒子の表面および孔（細孔）の内面にフルオロアルキルシランの単分子膜を被覆した点である。
【００６２】
＜比較例４＞
実施例５と同じように、摺動部材を作製した。比較例４が実施例５と相違する点は、多孔性チタニア粒子の表面および孔の内面にフルオロアルキルシランの単分子膜を被覆しなかった点である。
【００６３】
実施例５および比較例４の摺動部材に対して、上述した初期馴染み特性の評価試験を行った。この結果を図１５に示す。図１５は、実施例５および比較例４に係る摺動部材の低面圧（１ＭＰａ）における時間経過に伴う摩擦係数の変化を示した図である。
【００６４】
【表４】
2015040216.tif 000006
【００６５】
[結果２および考察２]
図１５に示すように、実施例５の摺動部材は、比較例４の摺動部材に比べて、初期馴染み性が高かった。このことから、実施例１に示した多孔性シリカ粒子の代わりに多孔性チタニア粒子を用いた場合であっても、多孔性チタニア粒子の表面および孔の内面にフルオロアルキルシランの単分子膜を被覆することにより、初期馴染み性を向上することができると考えられる。
【００６６】
＜実施例６〜１０＞
実施例１と同じように、摺動部材を作製した。実施例６〜１０が実施例１と相違する点は、撥油性粒子の添加量である。なお、実施例６と比較例１は同じ条件である。
【００６７】
＜比較例５〜７＞
実施例１と同じように、摺動部材を作製した。比較例５〜７が実施例１と相違する点は、撥油性粒子の添加量である。なお、比較例５〜７に係る摺動部材は本発明の摺動部材に含まれるものである。
【００６８】
実施例６〜１０および比較例５〜７の摺動部材に対して、上述した滑落角の試験を行った。この結果を図１６に示す。
【００６９】
【表５】
2015040216.tif 000007
【００７０】
[結果３および考察３]
図１６に示すように、実施例６〜１０の摺動部材は、比較例５〜７のものに比べて、滑落角が小さく、ほぼ同じ値であった。このことから、添加する撥油粒子の添加量が３０質量％以上であれば、第２被膜に撥油性能が安定して発現することがいえる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１：摺動部材
１０：潤滑被膜
１１：基材
１２：第１被膜
１３：固体潤滑剤
１４：結合樹脂（マトリクス樹脂）
１５：第２被膜
１６：多孔性粒子
１６ａ：フッ素系有機物
１６ｂ：孔（細孔）
１７：結合樹脂（マトリクス樹脂）
５０：油膜
【図１】
2015040216.tif 000008
【図２】
2015040216.tif 000009
【図３】
2015040216.tif 000010
【図４】
2015040216.tif 000011
【図５】
2015040216.tif 000012
【図６】
2015040216.tif 000013
【図７】
2015040216.tif 000014
【図８】
2015040216.tif 000015
【図９】
2015040216.tif 000016
【図１０】
2015040216.tif 000017
【図１１】
2015040216.tif 000018
【図１２】
2015040216.tif 000019
【図１３】
2015040216.tif 000020
【図１４】
2015040216.tif 000021
【図１５】
2015040216.tif 000022
【図１６】
2015040216.tif 000023