(57)【要約】【課題】高荷重が掛かる環境下に適した硬度を持ち耐磨耗性に優れた摺動部材を提供する。【解決手段】被摺動物を摺動可能に支持する摺動層の表面にショットブラスト処理が施された後に、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍ超えて７．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０の凹凸形状を持つ摺動面が形成された摺動部材である。【選択図】無【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショットブラスト処理が施された摺動層の表面に、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０の凹凸形状を持ち、被摺動物を摺動可能に支持する摺動面が形成された
ことを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
ショットブラスト処理は、粒度が１８０〜３００μｍの球形で、表面硬度（Ｈｖ）が２８０〜６００の鉄系の金属材料で構成される研掃材が使用され、噴射距離を５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、研掃時間を５秒以上３０秒以下とした
ことを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記摺動層は、ショットブラスト処理前の表面硬度（Ｈｖ）が、８０〜１５０の銅合金で構成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記摺動層の厚さは、０ｍｍを超えて１．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被摺動物を摺動可能に支持する摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、摺動面においては、摩擦を減らすには摺動面は平滑な面となっているのが望ましい。しかし、摺動面を平滑な面とすると、摩擦抵抗は低く抑えられるが、摺動面である程度の熱が発生するので、所謂焼き付きによる凝着が発生する虞がある。このため、摺動面は適切な表面粗さを持つことが要求される。
【０００３】
従来から、摺動面にショットブラストを施して凹部を形成することが周知技術であり、摺動部材の摺動面に、ショットブラスト処理により油溜まりを形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８４８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
摺動面にショットブラスト処理を施すことで、摺動面に油溜まりが形成されて低い摩擦係数を持つことができ、良好な摺動特性を持つことができる。しかし、油圧機器等、高荷重が掛かる環境下では、摺動面の硬度によってはショットブラスト処理で形成された凹凸形状を保持できない場合があり、所望の摺動特性を維持できなかった。
【０００６】
本発明は、高荷重が掛かる環境下に適した硬度を持ち耐磨耗性に優れた摺動部材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】
【０００７】
本発明者らは、ショットブラスト処理が施された物体の表面硬度が向上することに着目し、高荷重が掛かる環境下に適した硬度と、耐摩耗性等に適切な油溜まりが形成可能な表面粗さの組み合わせを見出した。
【０００８】
本発明は、ショットブラスト処理が施された摺動層の表面に、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０の凹凸形状を持ち、被摺動物を摺動可能に支持する摺動面が形成された摺動部材である。ショットブラスト処理が施された後の摺動層の表面に、所定の表面粗さの凹凸形状を持つ摺動面を形成するため、例えば、摺動部材と、対となる被摺動部材との摺り合わせ処理が行われ、摺り合わせ処理後の摺動部材と被摺動部材とが一対となって使用される。
【０００９】
本発明では、所定の表面粗さを持つ摺動面の凹凸形状によって油溜りが形成される。また、本発明では、摺動層の表面にショットブラスト処理が施されることで、高荷重が掛かる環境下であっても、油溜りとなる凹凸形状が維持できるような表面硬度を持つ摺動面が形成される。
【００１０】
ショットブラスト処理は、粒度が１８０〜３００μｍの球形で、表面硬度（Ｈｖ）が２８０〜６００の鉄系の金属材料で構成される研掃材が使用され、噴射距離を５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、研掃時間を５秒以上３０秒以下とすることが好ましい。
【００１１】
また、摺動層は、ショットブラスト処理前の表面硬度（Ｈｖ）が、８０〜１５０の銅合金で構成されることが好ましい。更に、摺動層の厚さは、０ｍｍを超えて１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の摺動部材では、摺動面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下とすることで、摺動面に油溜まりが形成されると共に、摺動面の表面硬度（Ｈｖ）を１５０〜２５０とすることで、高荷重が掛かる環境下であっても、摺動面の凹凸形状が維持できる。
【００１３】
これにより、高荷重が掛かる環境下に適した高硬度特性を持たせることができ、耐摩耗性を確保しつつ、油圧機械等の分野において、耐キャビテーション・エロージョン性に優れるため、摺動部材の凝着や浸食を抑える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の摺動部材が適用されるピストンポンプの一例を示す構成図である。
【図２】各実施例における摺動面の表面粗さ形状を示すグラフである。
【図３】各比較例における摺動面の表面粗さ形状を示すグラフである。
【図４】各実施例における摺動面の顕微鏡写真である。
【図５】各比較例における摺動面の顕微鏡写真である。
【図６】実施例１における試験前と試験後の半割軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図７】実施例２における試験前と試験後の半割軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図８】実施例３における試験前と試験後の半割軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図９】比較例１における試験前と試験後の半割軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１０】比較例２における試験前と試験後の半割軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１１】比較例３における試験前と試験後の半割軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１２】実施例１における試験前と試験後の平軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１３】実施例２における試験前と試験後の平軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１４】実施例３における試験前と試験後の平軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１５】比較例１における試験前と試験後の平軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１６】比較例２における試験前と試験後の平軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【図１７】比較例３における試験前と試験後の平軸受の摺動面の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施の形態の摺動部材は、ショットブラスト処理が施された摺動層の表面に、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０の凹凸形状を持ち、被摺動物を摺動可能に支持する摺動面が形成される。摺動部材は、摺動部材の表面にショットブラスト処理が施された後、例えば、摺動層の表面と、摺動部材と対で使用される被摺動部材の被摺動面とを擦り合わせることで、所定の表面粗さを持つ摺動面が形成される。
【００１６】
本実施の形態の摺動部材は、単一の組成の金属材料、所定の組成の合金材料、合金材料の多孔質材に樹脂材料を含浸させたもの等で摺動層が形成され、摺動層の表面にショットブラスト処理を施した後、摺動部材と、対となる図示しない被摺動物部材との摺り合わせ処理が行われることで、油溜まりを形成して摺動性を向上させることが可能な所望の表面粗さを持つ摺動面が形成される。また、摺動層の表面にショットブラスト処理を施すことで、摺動層を緻密化して表面硬さを向上させ、高荷重が掛かる環境下で要求される所望の表面硬度を持つ摺動面が形成される。
【００１７】
更に、摺り合わせ処理後の摺動部材と被摺動部材とが一対となって、後述するピストンポンプ等の軸受として使用される。摺動部材と被摺動部材との摺り合わせ処理によって、摺動部材の摺動層の摺動面と、被摺動部材の被摺動面との摩擦係数が下がるので、ピストンポンプ内のシリンダブロックに軸受として組み込まれた例では、ピストンポンプの起動時の摩擦が軽減される。
【００１８】
ショットブラスト処理では、粒度を１８０〜３００μｍ、表面硬度（Ｈｖ）を２８０〜６００とした鉄系の金属材料で構成される略球形の研掃材が使用される。ショットブラスト処理は、研掃材の噴射距離を５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、研掃時間を５秒以上３０秒以下として、上述した研掃材を摺動層の表面に噴射することで行われる。
【００１９】
本実施の形態では、表面硬度（Ｈｖ）が８０〜１５０程度の既存の銅合金、例えばＣｕ−Ｓｎ系合金で形成した摺動層に、上述した条件でショットブラスト処理を施した後、摺動部材と、対となる被摺動物部材との摺り合わせ処理が行われることで、上述した所望の表面粗さ及び表面硬度を持つ摺動面が形成される。
【００２０】
また、銅(Cu)の粉体によってショットブラスト処理を行っても良い。この銅の粉体によるショットブラスト処理では、銅の粉体は、粒径が３５０μｍ程度で、硬度は８０〜１２０Hvと比較的軟らかいために、摺動層の表面への擦過傷防止が可能となる。これにより、ショットブラスト処理後に行われる摺動部材と被摺動物との摺り合わせ処理により、摺動層の表面に所定の表面粗さを持つ摺動面を形成する工程が速やかに行われる。
【００２１】
更に、被摺動部材の被摺動面の処理として、緻密化のためのブラスト処理が施されても良いし、施さなくても良い。また、摺動層の厚さは、厚すぎると割れやすくなり、薄いと割れにくくなるとともに熱伝導率が良くなるため、０ｍｍを超えて１．５ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍを超えて０．１ｍｍ以下の厚みに形成される。摺動層の厚さが薄いために、熱伝導率の向上に加えて、摺動層を支持する支持層となる鉄（Fe）系合金の強度に近づくために、疲労強度向上を図ることができる。
【００２２】
本実施の形態の摺動部材は、ショットブラスト処理によって摺動層に高硬度特性を持たせることで、油圧機械の分野において、耐キャビテーション・エロージョン性に優れるため、合金の浸食や疲労が起こり難い効果があり、特に油圧ポンプ等に適用して好適である。図１は、油圧機器の一例として、本実施の形態の摺動部材が適用されるピストンポンプの一例を示す構成図で、図１（ａ）は、模式的な側断面図、図１（ｂ）は、シリンダブロックの動作説明図である。
【００２３】
ピストンポンプ１は、シリンダブロック２が入力軸２０に支持されてケース３に取り付けられ、入力軸２０に伝達された駆動力でシリンダブロック２が回転する。シリンダブロック２には、回転方向に沿って複数のシリンダ２１が形成され、各シリンダ２１にピストン４が出し入れ可能に取り付けられる。
【００２４】
ピストンポンプ１は、シリンダブロック２を回転可能に支持する平軸受５が設けられる。平軸受５は、シリンダブロック２の回転方向に沿って開口した吸入ポート５０と吐出ポート５１を備え、ケース３に設けられた吸入口３０と吸入ポート５０を連通させ、ケース３の吐出口３１と吐出ポート５１を連通させて、シリンダブロック２とケース３の間に取り付けられる。平軸受５は、本実施の形態の摺動部材が適用され、シリンダブロック２が被摺動物となって軸方向に押圧された状態で回転することで、シリンダブロック２と平軸受５が相対的に摺動する。
【００２５】
ピストンポンプ１は、シリンダブロック２の回転に伴って、ピストン４をシリンダブロック２のシリンダ２１に対して出し入れさせる斜板６と、斜板６の角度を切り替えるヨーク６０と、斜板６及びヨーク６０を作動させる操作ピストン７及びリターンバネ８が設けられる。
【００２６】
ピストンポンプ１は、シリンダブロック２の回転に伴って、シリンダブロック２からピストン４が突出する側のシリンダ２１で油が吸入され、ピストン４が突入する側のシリンダ２１で油が吐出される。ピストンポンプ１は、斜板６及びヨーク６０の角度を変えることで、ピストン４のストロークが変動し、油の吐出量が調整可能に構成される。
【００２７】
ピストンポンプ１は、斜板６及びヨーク６０を揺動可能に支持する半割軸受９がケース３に設けられる。半割軸受９は、本実施の形態の摺動部材が適用され、ヨーク６０の軸部６１が被摺動物となって円周方向に押圧された状態で揺動することで、軸部６１と半割軸受９が相対的に摺動する。
【００２８】
ピストンポンプ１は、シリンダブロック２が１方向に回転する構成では、油の吸入側と吐出側が固定された構成で、シリンダブロック２が正逆両方向に回転する構成では、油の吸入側と吐出側が切り替えられる構成である。平軸受５は、シリンダブロック２が軸方向に押圧されることにより高荷重が掛かる状態で、シリンダブロック２が円周方向に沿った１方向あるいは正逆両方向に摺動する。これにより、シリンダブロック２と平軸受５は、高荷重が掛かった状態で円方向に摺動する。
【００２９】
また、ピストンポンプ１では、斜板６及びヨーク６０が正逆両方向に揺動することで、油の吐出量が可変となる構成であり、半割軸受９は、ヨーク６０の軸部６１が円周方向に押圧されることにより高荷重が掛かる状態で、軸部６１が円周方向に沿った正逆両方向に摺動する。これにより、軸部６１と半割軸受９は、高荷重が掛かった状態で直線方向に摺動する。
【実施例】
【００３０】
（１）ショットブラスト処理の有無による摺動面の形状
以下の表１に示す組成の合金材料で作製した摺動層に対して、上述した条件でショットブラスト処理を施して作製した実施例１〜実施例３の摺動面と、ショットブラスト処理を施さずに作製した比較例１〜比較例３の摺動面の形状、及び表面硬度を比較した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
図２は、各実施例における摺動面の表面粗さ形状を示すグラフである。ここで、図２は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（１９９４）の規格に基づき、図２（ａ）は、実施例１の合金組成でショットブラスト処理を施した摺動面の表面粗さ形状を示し、図２（ｂ）は、実施例２の合金組成でショットブラスト処理を施した摺動面の表面粗さ形状を示し、図２（ｃ）は、実施例３の合金組成でショットブラスト処理を施した摺動面の表面粗さ形状を示す。
【００３３】
また、図３は、各比較例における摺動面の表面粗さ形状を示すグラフである。ここで、図３は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（１９９４）の規格に基づき、図３（ａ）は、比較例１の合金組成でショットブラスト処理を施していない摺動面の表面粗さ形状を示し、図３（ｂ）は、比較例２の合金組成でショットブラスト処理を施していない摺動面の表面粗さ形状を示し、図３（ｃ）は、比較例３の合金組成でショットブラスト処理を施していない摺動面の表面粗さ形状を示す。
【００３４】
図４は、各実施例における摺動面の顕微鏡写真である。ここで、図４（ａ）は、実施例１の合金組成でショットブラスト処理を施した摺動面の顕微鏡写真、図４（ｂ）は、実施例２の合金組成でショットブラスト処理を施した摺動面の顕微鏡写真、図４（ｃ）は、実施例３の合金組成でショットブラスト処理を施した摺動面の顕微鏡写真である。
【００３５】
また、図５は、各比較例における摺動面の顕微鏡写真である。ここで、図５（ａ）は、比較例１の合金組成でショットブラスト処理を施していない摺動面の顕微鏡写真、図５（ｂ）は、比較例２の合金組成でショットブラスト処理を施していない摺動面の顕微鏡写真、図５（ｃ）は、比較例３の合金組成でショットブラスト処理を施していない摺動面の顕微鏡写真である。
【００３６】
図２及び図４に示すように、各実施例では、摺動層１１にショットブラスト処理を施すことで、摺動面１０が凹凸形状となり、合金組成がCu-Snである実施例１では、ショットブラスト処理後の摺動面１０の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．２９９μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）が８．７３９μｍ、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が０．３１１４ｍｍであった。また、表面硬度（Ｈｖ）が、表１に示すように２２９であった。
【００３７】
合金組成がCu-Sn-Biである実施例２では、ショットブラスト処理後の摺動面１０の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．３４４μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）が８．２８６μｍ、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が０．２２４４ｍｍであった。また、表面硬度（Ｈｖ）が２３１であった。
【００３８】
合金組成がCu-Sn-Pbである実施例３では、ショットブラスト処理後の摺動面１０の算術平均粗さ（Ｒａ）が１．８２１μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）が７．０７１μｍ、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が０．２０６７ｍｍであった。また、表面硬度（Ｈｖ）が２３６であった。
【００３９】
一方、図３及び図５に示すように、各比較例では、摺動層１０１にショットブラスト処理を施さないことで、摺動面１００が平滑形状となり、合金組成がCu-Snである比較例１では、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．１９８μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）が７．９７６μｍ、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が０．２３７８ｍｍであった。また、表面硬度（Ｈｖ）が、表１に示すように１１６であった。
【００４０】
合金組成がCu-Sn-Biである比較例２では、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．９３１３μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）が８．０９１μｍ、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が０．３５４７ｍｍであった。また、表面硬度（Ｈｖ）が１１６であった。
【００４１】
合金組成がCu-Sn-Pbである比較例３では、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５７８４μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）が４．０７４μｍ、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が０．２７３２ｍｍであった。また、表面硬度（Ｈｖ）が１１４であった。
【００４２】
以上の結果からショットブラスト処理を施した各実施例では、粗さの中心線Ｏに対して、上下両側に凹凸が形成されることが判った。一方、ショットブラスト処理を施していない各比較例では、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆どない表面形状となることが判った。また、ショットブラスト処理を施すことで、ショットブラスト処理を施さない場合と比較して、表面硬度は約２倍向上することが判った・
【００４３】
（２）ショットブラスト処理の有無による耐久性の関係
上述した表面形状の違いが凝着、磨耗、浸食といった耐久性に及ぼす影響を検証するため、図１に示すようなピストンポンプ１を使用して試験を行った。試験対象の摺動部材としては、ショットブラスト処理を施すことで、上述した実施例１〜実施例３の摺動面１０を持つ平軸受５及び半割軸受９と、ショットブラスト処理を施さないことで、上述した比較例１〜比較例３の摺動面１００を持つ平軸受５と半割軸受９を作製した。試験条件は以下の通りである。
【００４４】
カットオフ耐久試験
吐出圧力  ：０〜２８ＭＰａ
サイクル数：３万回サイクル（ＯＮ：１ｓｅｃ，ＯＦＦ：１ｓｅｃ）
油温      ：６０℃
軸回転数  ：Ｎ＝１８００ｒｐｍ
【００４５】
図６〜図８は、各実施例における半割軸受の試験前と試験後の摺動面の顕微鏡写真である。ここで、図６（ａ）は、上述した実施例１の合金組成でショットブラスト処理を施した半割軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図６（ｂ）は、実施例１の合金組成でショットブラスト処理を施した半割軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００４６】
図７（ａ）は、上述した実施例２の合金組成でショットブラスト処理を施した半割軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図７（ｂ）は、実施例２の合金組成でショットブラスト処理を施した半割軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００４７】
図８（ａ）は、上述した実施例３の合金組成でショットブラスト処理を施した半割軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図８（ｂ）は、実施例３の合金組成でショットブラスト処理を施した半割軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００４８】
図９〜図１１は、各比較例における半割軸受の試験前と試験後の摺動面の顕微鏡写真である。ここで、図９（ａ）は、上述した比較例１の合金組成でショットブラスト処理を施していない半割軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図９（ｂ）は、比較例１の合金組成でショットブラスト処理を施していない半割軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００４９】
図１０（ａ）は、上述した比較例２の合金組成でショットブラスト処理を施していない半割軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１０（ｂ）は、比較例２の合金組成でショットブラスト処理を施していない半割軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００５０】
図１１（ａ）は、上述した比較例３の合金組成でショットブラスト処理を施していない半割軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１１（ｂ）は、比較例３の合金組成でショットブラスト処理を施していない半割軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００５１】
図６に示すように、合金組成がCu-Snである実施例１の摺動部材が適用された半割軸受９では、図２（ａ）に示すように、ショットブラスト処理により粗さの中心線Ｏに対して上下に形成された凹凸形状が摺動面における油溜まりとなって、油膜保持の役割を担うようになり、図６（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に凝着の形跡は見られなかった。
【００５２】
また、ショットブラスト処理により摺動面の表面硬度が向上したことで、図６（ａ）に示すように、ショットブラスト処理で形成された摺動面の凹凸形状が、図６（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に残存していた。
【００５３】
一方、図９に示すように、合金組成がCu-Snである比較例１の摺動部材が適用された半割軸受９では、図３（ａ）に示すように、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆ど見られないことから、油溜まりが形成されず、図９（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に凝着の形跡が見られた。また、摺動面側のみならず、被摺動物となる図１に示す軸部６１にも凝着の形跡が見られ、摺動面と被摺動物が接する摺接部が発熱したことが伺える。
【００５４】
ここで、実施例１の合金組成では、自己潤滑効果を持つPbは含まれず、Pbを添加せずとも、境界潤滑下で適切に油膜を保持できれば、凝着の発生を抑えられることが判った。
【００５５】
図７に示すように、合金組成がCu-Sn-Biである実施例２の摺動部材が適用された半割軸受９でも、図２（ｂ）に示すように、ショットブラスト処理により粗さの中心線Ｏに対して上下に形成された凹凸形状が摺動面における油溜まりとなって、油膜保持の役割を担うようになり、図７（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に凝着の形跡は見られなかった。
【００５６】
また、ショットブラスト処理により摺動面の表面硬度が向上したことで、図７（ａ）に示すように、ショットブラスト処理で形成された摺動面の凹凸形状が、図７（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に残存していた。
【００５７】
一方、図１０に示すように、合金組成がCu-Sn-Biである比較例２の摺動部材が適用された半割軸受９では、図３（ｂ）に示すように、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆ど見られないことから、油溜まりが形成されず、図１０（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に凝着の形跡が見られた。また、摺動面側のみならず、被摺動物となる図１に示す軸部６１にも凝着の形跡が見られ、摺動面と被摺動物が接する摺接部が発熱したことが伺える。
【００５８】
図８に示すように、合金組成がCu-Sn-Pbである実施例３の摺動部材が適用された半割軸受９でも、図２（ｃ）に示すように、ショットブラスト処理により粗さの中心線Ｏに対して上下に形成された凹凸形状が摺動面における油溜まりとなって、油膜保持の役割を担うようになり、図８（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に凝着の形跡は見られなかった。
【００５９】
また、ショットブラスト処理により摺動面の表面硬度が向上したことで、図８（ａ）に示すように、ショットブラスト処理で形成された摺動面の凹凸形状が、図８（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に残存していた。
【００６０】
一方、図１１に示すように、合金組成がCu-Sn-Pbである比較例３の摺動部材が適用された半割軸受９では、図３（ｃ）に示すように、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆ど見られないことから、油溜まりが形成されず、図１１（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に凝着の形跡が見られた。また、摺動面側のみならず、被摺動物となる図１に示す軸部６１にも凝着の形跡が見られ、摺動面と被摺動物が接する摺接部が発熱したことが伺える。
【００６１】
以上のことから、各実施例の摺動部材では、境界潤滑下での油膜形成に対して、ショットブラスト処理で摺動面に凹凸形状が設けられること、及び表面硬度が向上することで、凝着及び磨耗が抑えられることが判り、各実施例の摺動部材を図１に示すピストンポンプ１の半割軸受９に適用すれば、耐凝着性及び耐磨耗性が向上することが判った。
【００６２】
図１２〜図１４は、各実施例における平軸受の試験前と試験後の摺動面の顕微鏡写真である。ここで、図１２（ａ）は、上述した実施例１の合金組成でショットブラスト処理を施した平軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１２（ｂ）は、実施例１の合金組成でショットブラスト処理を施した平軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００６３】
図１３（ａ）は、上述した実施例２の合金組成でショットブラスト処理を施した平軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１３（ｂ）は、実施例２の合金組成でショットブラスト処理を施した平軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００６４】
図１４（ａ）は、上述した実施例３の合金組成でショットブラスト処理を施した平軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１４（ｂ）は、実施例３の合金組成でショットブラスト処理を施した平軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００６５】
図１５〜図１７は、各比較例における平軸受の試験前と試験後の摺動面の顕微鏡写真である。ここで、図１５（ａ）は、上述した比較例１の合金組成でショットブラスト処理を施していない平軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１５（ｂ）は、比較例１の合金組成でショットブラスト処理を施していない平軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００６６】
図１６（ａ）は、上述した比較例２の合金組成でショットブラスト処理を施していない平軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１６（ｂ）は、比較例２の合金組成でショットブラスト処理を施していない平軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００６７】
図１７（ａ）は、上述した比較例３の合金組成でショットブラスト処理を施していない平軸受の摺動面の試験前の顕微鏡写真、図１７（ｂ）は、比較例３の合金組成でショットブラスト処理を施していない平軸受の摺動面の試験後の顕微鏡写真である。
【００６８】
図１２に示すように、合金組成がCu-Snである実施例１の摺動部材が適用された平軸受５でも、図２（ａ）に示すように、ショットブラスト処理により粗さの中心線Ｏに対して上下に形成された凹凸形状が摺動面における油溜まりとなって、油膜保持の役割を担うようになり、噴流が発生する図１（ｂ）に示す吐出ポート５１付近の摺動面に、図１２（ｂ）に示すように試験後であっても浸食が見られなかった。
【００６９】
また、ショットブラスト処理により摺動面の表面硬度が向上したことで、図１２（ａ）に示すように、ショットブラスト処理で形成された摺動面の凹凸形状が、図１２（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に残存していた。
【００７０】
一方、図１５に示すように、合金組成がCu-Snである比較例１の摺動部材が適用された平軸受５では、図３（ａ）に示すように、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆ど見られないことから、油溜まりが形成されず、図１５（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に噴流による浸食が見られた。
【００７１】
図１３に示すように、合金組成がCu-Sn-Biである実施例２の摺動部材が適用された平軸受５でも、図２（ｂ）に示すように、ショットブラスト処理により粗さの中心線Ｏに対して上下に形成された凹凸形状が摺動面における油溜まりとなって、油膜保持の役割を担うようになり、噴流が発生する図１（ｂ）に示す吐出ポート５１付近の摺動面に、図１３（ｂ）に示すように試験後であっても浸食が見られなかった。
【００７２】
また、ショットブラスト処理により摺動面の表面硬度が向上したことで、図１３（ａ）に示すように、ショットブラスト処理で形成された摺動面の凹凸形状が、図１３（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に残存していた。
【００７３】
一方、図１６に示すように、合金組成がCu-Sn-Biである比較例２の摺動部材が適用された平軸受５では、図３（ｂ）に示すように、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆ど見られないことから、油溜まりが形成されず、図１６（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に噴流による浸食が見られた。
【００７４】
図１４に示すように、合金組成がCu-Sn-Pbである実施例３の摺動部材が適用された平軸受５でも、図２（ｃ）に示すように、ショットブラスト処理により粗さの中心線Ｏに対して上下に形成された凹凸形状が摺動面における油溜まりとなって、油膜保持の役割を担うようになり、噴流が発生する図１（ｂ）に示す吐出ポート５１付近の摺動面に、図１４（ｂ）に示すように試験後であっても浸食が見られなかった。
【００７５】
また、ショットブラスト処理により摺動面の表面硬度が向上したことで、図１４（ａ）に示すように、ショットブラスト処理で形成された摺動面の凹凸形状が、図１４（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に残存していた。
【００７６】
一方、図１７に示すように、合金組成がCu-Sn-Pbである比較例３の摺動部材が適用された平軸受５では、図３（ｂ）に示すように、粗さの中心線Ｏより上側の凸部が殆ど見られないことから、油溜まりが形成されず、図１７（ｂ）に示すように、試験後の摺動面に噴流による浸食が見られた。
【００７７】
（３）ショットブラスト処理後の擦り合わせ処理
ショットブラスト処理で、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．５μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて１０．０μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０となるようにした摺動層１１の表面に、被摺動物との摺り合わせ処理を行った。ショットブラスト処理後の擦り合わせ処理で、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下、摺動面の表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０となる摺動面１０が形成された。
【００７８】
以上のことから、ショットブラスト処理及び擦り合わせ処理で、摺動層の表面に油溜りが形成される凹凸形状を持つ摺動面が形成されること、及び、ショットブラスト処理で、摺動面の表面硬度が向上することで、境界潤滑下での油膜形成に対して、噴流による浸食が抑えられることが判り、各実施例の摺動部材を図１に示すピストンポンプ１の平軸受５等に適用すれば、耐侵食磨耗性が向上することが判った。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の摺動部材は、境界潤滑下であっても、耐凝着性、耐磨耗性、耐浸食性を示すので、高荷重が掛かる油圧機器の軸受に適用して好適である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月16日(2015.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、ショットブラスト処理が施された摺動層の表面に、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０の凹凸形状を持ち、被摺動物を摺動可能に支持する摺動面が形成された摺動部材である。ショットブラスト処理が施された後の摺動層の表面に、所定の表面粗さの凹凸形状を持つ摺動面を形成するため、例えば、摺動部材と、対となる被摺動物との摺り合わせ処理が行われ、摺り合わせ処理後の摺動部材と被摺動物とが一対となって使用される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本実施の形態の摺動部材は、ショットブラスト処理が施された摺動層の表面に、算術平均粗さ（Ｒａ）が０μｍを超えて２．０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が０μｍを超えて７．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）が１５０〜２５０の凹凸形状を持ち、被摺動物を摺動可能に支持する摺動面が形成される。摺動部材は、摺動部材の表面にショットブラスト処理が施された後、例えば、摺動層の表面と、摺動部材と対で使用される被摺動物の被摺動面とを擦り合わせることで、所定の表面粗さを持つ摺動面が形成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本実施の形態の摺動部材は、単一の組成の金属材料、所定の組成の合金材料、合金材料の多孔質材に樹脂材料を含浸させたもの等で摺動層が形成され、摺動層の表面にショットブラスト処理を施した後、摺動部材と、対となる図示しない被摺動物との摺り合わせ処理が行われることで、油溜まりを形成して摺動性を向上させることが可能な所望の表面粗さを持つ摺動面が形成される。また、摺動層の表面にショットブラスト処理を施すことで、摺動層を緻密化して表面硬さを向上させ、高荷重が掛かる環境下で要求される所望の表面硬度を持つ摺動面が形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
更に、摺り合わせ処理後の摺動部材と被摺動物とが一対となって、後述するピストンポンプ等の軸受として使用される。摺動部材と被摺動物との摺り合わせ処理によって、摺動部材の摺動層の摺動面と、被摺動物の被摺動面との摩擦係数が下がるので、ピストンポンプ内のシリンダブロックに軸受として組み込まれた例では、ピストンポンプの起動時の摩擦が軽減される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本実施の形態では、表面硬度（Ｈｖ）が８０〜１５０程度の既存の銅合金、例えばＣｕ−Ｓｎ系合金で形成した摺動層に、上述した条件でショットブラスト処理を施した後、摺動部材と、対となる被摺動物との摺り合わせ処理が行われることで、上述した所望の表面粗さ及び表面硬度を持つ摺動面が形成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
更に、被摺動物の被摺動面の処理として、緻密化のためのブラスト処理が施されても良いし、施さなくても良い。また、摺動層の厚さは、厚すぎると割れやすくなり、薄いと割れにくくなるとともに熱伝導率が良くなるため、０ｍｍを超えて１．５ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍを超えて０．１ｍｍ以下の厚みに形成される。摺動層の厚さが薄いために、熱伝導率の向上に加えて、摺動層を支持する支持層となる鉄（Fe）系合金の強度に近づくために、疲労強度向上を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本実施の形態の摺動部材は、ショットブラスト処理によって摺動層に高硬度特性を持たせることで、油圧機械の分野において、耐キャビテーション・エロージョン性に優れるため、合金の浸食や疲労が起こり難い効果があり、特に油圧ポンプ等に適用して好適である。図１は、油圧機器の一例として、本実施の形態の摺動部材が適用されるピストンポンプの一例を示す構成図で、図１は、模式的な側断面図である。