(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定厚さの基板と、
該基板の表面を一様な厚さで覆う多数の球状粒子が焼結されてなる第１の焼結層と、
前記多数の球状粒子の平均粒度よりも大きい平均粒度をもつ多数の不規則形状粒子同士が結合してその内部に多数の空隙が形成された、前記第１の焼結層から連続して該第１の焼結層を覆う第２の焼結層とを有することを特徴とする多孔質基材。
【請求項２】
前記基板は、鋼製のものであることを特徴とする請求項１に記載の多孔質基材。
【請求項３】
前記第１及び第２の焼結層は、青銅からなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質基材。
【請求項４】
前記青銅は、
９重量％以上１２重量％以下の錫、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐、及び残部は銅からなる組成のものであることを特徴とする請求項３に記載の多孔質基材。
【請求項５】
所定厚さの基板の表面に多孔質焼結層が形成された多孔質基材を製造する多孔質基材の製造方法において、
多数の球状粒子と、これら多数の球状粒子の平均粒度よりも大きい平均粒度をもつ多数の不規則形状粒子とが混合された粉末層を基板の表面に形成する粉末層形成工程と、
前記基板の表面に形成された前記粉末層を振動させることにより、前記多数の球状粒子を前記基板の表面に集めると共に、前記多数の不規則形状粒子を前記多数の球状粒子のほぼ上に集めて前記多数の球状粒子を覆わせる振動工程と、
該振動工程が終了した後もしくは該振動工程と共に、前記基板の表面に形成された前記粉末層を焼結する焼結工程とを含むことを特徴とする多孔質基材の製造方法。
【請求項６】
前記粉末層形成工程は、
鋼製の基板の表面に前記粉末層を形成する工程であることを特徴とする請求項５に記載の多孔質基材の製造方法。
【請求項７】
前記粉末層形成工程は、
青銅からなる前記球状粒子及び前記不規則形状粒子が混合された粉末層を前記基板の表面に形成する工程であることを特徴とする請求項５又は６に記載の多孔質基材の製造方法。
【請求項８】
前記粉末層形成工程は、
９重量％以上１２重量％以下の錫、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐、及び残部は銅からなる組成の青銅で製造された前記球状粒子及び前記不規則形状粒子が混合された粉末層を前記基板の表面に形成する工程であることを特徴とする請求項５，６，又は７に記載の多孔質基材の製造方法。
【請求項９】
前記粉末層形成工程は、
前記多数の球状粒子及び前記多数の不規則形状粒子からなる全ての粒子が６０メッシュを通過する粒子であって、しかも、
２５０メッシュを通過し、且つその見掛密度が３．６ｇ／ｃｍ3以上４．２ｇ ／ｃｍ3以下であり、さらに前記全ての粒子の３０重量％以上５０重量％以下の 範囲内の量だけ存在する球状粒子と、
１００メッシュを通過するが２００メッシュを通過せず、且つその見掛密度が３．１ｇ／ｃｍ3以上３．５ｇ／ｃｍ3以下であり、さらに前記全ての粒子の３５重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する不規則形状粒子と
が混合された粉末層を前記基板の表面に形成する工程であることを特徴とする請求項５から８までのうちのいずれか一項に記載の多孔質基材の製造方法。
【請求項１０】
前記焼結工程は、
中性雰囲気もしくは還元性雰囲気に調整された加熱炉において８５０℃以上９５０℃以下の範囲内の温度で３０分間以上６０分間以下の範囲内の時間だけ焼結する工程であることを特徴とする請求項５から９までのうちのいずれか一項に記載の多孔質基材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載された多孔質基材と、この多孔質基材の第２の焼結層に充填被覆された樹脂層とを有することを特徴とする複層摺動部材。
【請求項１２】
前記樹脂層は、
フッ素樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１１に記載の複層摺動部材。
【請求項１３】
所定厚さの基板の表面に多孔質焼結層が形成された多孔質基材と、前記多孔質焼結層に充填被覆された樹脂層とを有する複層摺動部材を製造する複層摺動部材の製造方法において、
請求項５から１０までのうちのいずれか一項に記載された多孔質基材の製造方法の各工程と、
多数の不規則形状粒子が焼結されて形成された第２の焼結層を塑性変形させながら該第２の焼結層に樹脂を充填被覆して樹脂層を形成する樹脂層形成工程とを含むことを特徴とする複層摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板などの基板に多孔質焼結層が形成された多孔質基材及びその製造方法、並びに、多孔質基材の多孔質焼結層に樹脂層が充填被覆（含浸）された複層摺動部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、多孔質基材に樹脂が充填被覆された所謂ドライベアリングなどの複層摺動部材が知られている（特公昭３１−２４５２号公報、特公昭３９−１６９５０号公報、特公昭４１−１８６８号公報、特公平１−２２４８６号公報、特公平７−５８０９５号公報などを参照）。多孔質基材は、例えば鋼板などの基板に多孔質の金属焼結層が形成されたものである。この多孔質金属焼結層にポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」という）などのフッ素樹脂が充填被覆されて樹脂層が形成され、これにより複層摺動部材が製造される。また、ＰＴＦＥに充填材が混入された合成樹脂層が形成された複層摺動部材も知られている。さらに、ＰＴＦＥに代えてポリアセタール樹脂を用いた複層摺動部材も知られている（特公昭４９−４４５９７号公報参照）。
【０００３】
上記した複層摺動部材は平板の形態で使用されるよりも、樹脂層を内側にして円筒状に捲回した所謂巻きブッシュの形態で使用されることが多い。このような複層摺動部材は、合成樹脂単体からなる摺動部材に比べ、耐荷重性を大幅に向上できるという利点を有する。このため、複層摺動部材は各種用途に広く賞用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した複層摺動部材の摺動性能は、多孔質金属焼結層に充填被覆される合成樹脂や合成樹脂組成物の摺動特性に影響される。合成樹脂などの摺動特性が良いときは、複層摺動部材の摺動性能も良好である。
【０００５】
また、複層摺動部材の摺動性能は、基板に形成された多孔質金属焼結層の良否にも影響される。多孔質金属焼結層の良否を決定する要因としては、
（１）多孔質金属焼結層を形成する金属粉末の形態
（２）多孔質金属焼結層と基板との接合強度
（３）合成樹脂などに対する多孔質金属焼結層の投錨効果（アンカー効果）の程度
などが挙げられる。ここで、投錨効果とは、多孔質金属焼結層に充填被覆された樹脂層をこの多孔質金属焼結層が繋ぎ止めておける（剥離させない、付着させたままでいる）力をいう。
【０００６】
上述した要因について、さらに詳細に検討する。
【０００７】
従来から、多孔質金属焼結層を形成するための金属粉末としては、多数の球状又は不規則形状（角状など）の粒子を集めた（から構成された）金属粉末が使用されている。
【０００８】
金属粉末として多数の球状粒子から構成された粉末を使用した場合、この粉末が焼結された多孔質金属焼結層は基板に強く接合される。この反面、多数の球状粒子が焼結された多孔質金属焼結層では投錨効果が低くなり、合成樹脂層が多孔質金属焼結層から剥離し易いという問題がある。
【０００９】
一方、金属粉末として多数の不規則形状粒子から構成された粉末を使用した場合、この粉末が焼結された多孔質金属焼結層では投錨効果は高い。この反面、多数の不規則形状粒子が焼結された多孔質金属焼結層は基板に強く接合されないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、基板と多孔質焼結層が強く接合すると共に樹脂層に対する投錨効果の高い多孔質基材及びその製造方法、並びに、基板と多孔質焼結層が強く接合すると共に樹脂層も多孔質焼結層に強く接合して剥離強度の高い（投錨効果の高い）複層摺動部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の多孔質基材は、
（１）所定厚さの基板と、
（２）この基板の表面を一様に覆う第１の焼結層と、
（３）多数の不規則形状粒子同士が結合してその内部に多数の空隙が形成された、上記第１の焼結層から連続してこの第１の焼結層を覆う第２の焼結層とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、
（４）上記基板は、鋼製のものであってもよい。
【００１３】
また、
（５）上記第１及び第２の焼結層は、青銅からなるものであってもよい。
【００１４】
さらに、
（６）上記青銅は、９重量％以上１２重量％以下の錫、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐、及び残部は銅からなる組成のものであってもよい。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の多孔質基材の製造方法は、所定厚さの基板の表面に多孔質焼結層が形成された多孔質基材を製造する多孔質基材の製造方法において、
（７）多数の球状粒子と多数の不規則形状粒子とが混合された粉末層を基板の表面に形成する粉末層形成工程と、
（８）上記基板の表面に形成された上記粉末層を振動させる振動工程と、
（９）この振動工程が終了した後もしくはこの振動工程と共に、上記基板の表面に形成された上記粉末層を焼結する焼結工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、
（１０）上記粉末層形成工程は、鋼製の基板の表面に上記粉末層を形成する工程であってもよい。
【００１７】
また、
（１１）上記粉末層形成工程は、青銅からなる上記球状粒子及び上記不規則形状粒子が混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程であってもよい。
【００１８】
さらに、
（１２）上記粉末層形成工程は、９重量％以上１２重量％以下の錫、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐、及び残部は銅からなる組成の青銅で製造された上記球状粒子及び上記不規則形状粒子が混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程であってもよい。
【００１９】
さらにまた、
（１３）上記粉末層形成工程は、上記多数の不規則形状粒子の平均粒度よりも小さい平均粒度を有する上記多数の球状粒子が混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程であってもよい。
【００２０】
さらにまた、
（１４）上記粉末層形成工程は、
（１４−１）上記多数の球状粒子及び上記多数の不規則形状粒子からなる全ての粒子が６０メッシュを通過する粒子であって、しかも、
（１４−２）２５０メッシュを通過し、且つその見掛密度が３．６ｇ／ｃｍ3 以上４．２ｇ／ｃｍ3 以下であり、さらに上記全ての粒子の３０重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する球状粒子と、
（１４−３）１００メッシュを通過するが２００メッシュを通過せず、且つその見掛密度が３．１ｇ／ｃm3以上３．５ｇ／ｃｍ 3以下であり、さらに上記全ての粒子の３５重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する不規則形状粒子とが混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程であってもよい。
【００２１】
さらにまた、
（１５）上記焼結工程は、中性雰囲気もしくは還元性雰囲気に調整された加熱炉において８５０℃以上９５０℃以下の範囲内の温度で３０分間以上６０分間以下の範囲内の時間だけ焼結する工程であってもよい。
【００２２】
また、上記目的を達成するための本発明の複層摺動部材は、
（１６）請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載された多孔質基材と、
（１７）この多孔質基材の第２の焼結層に充填被覆された樹脂層とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
ここで、
（１８）上記樹脂層は、フッ素樹脂からなるものであってもよい。
【００２４】
また、上記目的を達成するための本発明の複層摺動部材の製造方法は、所定厚さの基板の表面に多孔質焼結層が形成された多孔質基材と、上記多孔質焼結層に充填被覆された樹脂層とを有する複層摺動部材を製造する複層摺動部材の製造方法において、
（１９）請求項５から１１までのうちのいずれか一項に記載された多孔質基材の製造方法の各工程と、
（２０）多数の不規則形状粒子が焼結されて形成された第２の焼結層を塑性変形させながらこの第２の焼結層に樹脂を充填被覆して樹脂層を形成する樹脂層形成工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２５】
ここで、球状粒子とは、その全体的な形状が球状の粒子をいう。また、不規則形状粒子とは、球状を除く形状を有する粒子をいい、例えば、星の形状、樹枝の形状、角ばった形状などが挙げられる。
【００２６】
【発明の実態の形態】
図１から図４までを参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２７】
図１は、多孔質基材を製造する製造装置の概略構成を示す模式図である。図２は、鋼板に散布された直後の粉末を模式的に示す断面図である。図３は、図２の鋼板及び粉末を振動させた後の状態を模式的に示す断面図である。図４は、図３に示す粉末を焼結して得られた多孔質基材を模式的に示す断面図である。
【００２８】
多孔質基材製造装置１０は、フープ状に捲回された鋼板２０をその一端から引き出して搬送しながら鋼板２０のうねり等を矯正するレベラー１２を備えている。鋼板２０としては、板厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の冷間圧延鋼板または帯鋼（ＪＩＳＧ３１４１）が使用される。
【００２９】
鋼板２０はレベラー１２によって矢印Ａ方向（搬送方向）に搬送されながらうねり等を矯正される。レベラー１２よりもやや搬送方向下流側には、青銅粉末２２が貯蔵されたホッパー１４が配置されている。レベラー１２を通過した鋼板２０の表面には、ホッパー１４に貯蔵された青銅粉末２２が供給（散布）される。ホッパー１４の下端部には、鋼板２０の表面に供給された青銅粉末２２を平滑化する掻き板１６が固定されている。掻き板１６を通過した青銅粉末２２は平滑化され、これにより鋼板２０の表面には一様な厚さの青銅粉末層２４が形成される。ここまでの工程は、本発明にいう粉末層形成工程の一例である。
【００３０】
また、ホッパー１４よりも搬送方向下流側には焼結炉１８（本発明にいう加熱炉の一例である）が配置されている。この焼結炉１８は周知の構造のものである。
【００３１】
上記の青銅粉末２２としては、表１に示す粒度分布（％）を有する青銅粉末が使用される。
【００３２】
【表１】
0004492899.tif 000002
表１において、メッシュの数値の前に付した符号「−」は、粉末を構成する粒子がその数値のメッシュを通過することを表わす。一方、メッシュの数値の前に付した符号「＋」は、粉末を構成する粒子がその数値のメッシュを不通過（通過しない）ことを表わす。従って、例えば、粒度が＋６０メッシュとは、６０メッシュを通過できない粒度をいう。
【００３３】
本実施形態では、表１に示すように、青銅粉末を構成する全ての粒子が−６０メッシュの粒度を有する。これら全ての粒子のうち、−１００〜＋１４５メッシュ（−１００メッシュから＋１４５メッシュまでをいい、以下、同様である）及び−１４５〜＋２００メッシュの粒度を有する粒子の割合が３５重量％以上５０重量％以下の範囲内である。また、−２５０〜＋３５０メッシュ及び−３５０メッシュの粒度を有する粒子の割合が３０重量％以上５０重量％以下の範囲内である。
【００３４】
上記の結果、多数の球状粒子及び多数の不規則形状粒子からなる全ての粒子が６０メッシュを通過する粒子である。しかも、２５０メッシュを通過する粒子は球状粒子で、その見掛密度が３．６ｇ／ｃm3以上４．２ｇ／ｃｍ 3以下であり、さらに上記全ての粒子の３０重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する。一方、１００メッシュを通過するが２００メッシュを通過しない粒子は不規則形状粒子で、その見掛密度が３．１ｇ／ｃm3以上３．５ｇ／ｃｍ 3以下であり、さらに上記全ての粒子の３５重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する。
【００３５】
このように−１００〜＋２００メッシュと−２５０メッシュの２箇所に粒度のピークを有する２種類の多数の青銅粒子が集まった青銅粉末が鋼板２０の表面に一様な厚さに散布され、鋼板２０の表面には青銅粉末層２４が形成される。掻き板１６を通過した直後の青銅粉末層２４では、図２に示すように、−６０〜＋２５０メッシュの粒度をもつ不規則形状粒子Ｉと、−２５０メッシュの粒度をもつ球状粒子Ｂとが混じり合った状態である。
【００３６】
鋼板２０が矢印Ａ方向に搬送されている間、鋼板２０にはレベラー１２などの振動が伝導される。このため、鋼板２０と共に青銅粉末層２４も振動する。この振動によって、図３に示すように、球状粒子Ｂが不規則形状粒子Ｉの間を通過して鋼板２０の表面に集まり、一方、不規則形状粒子Ｉは球状粒子Ｂのほぼ上に集まって球状粒子Ｂを覆うようになる。このように、青銅粉末層２４において球状粒子Ｂと不規則形状粒子Ｉが偏ることを、青銅粉末層２４に粒度偏析が生じたという。なお、上記のようにして青銅粉末層２４を振動させる工程は、本発明にいう振動工程の一例である。
【００３７】
粒度偏析を生じた青銅粉末層２４が表面に形成された鋼板２０は、図１に示すように、焼結炉１８に搬入される。焼結炉１８は中性雰囲気もしくは還元性雰囲気に調整されている。焼結炉１８に搬入された鋼板２０と青銅粉末層２４は８５０℃以上９５０℃以下の範囲内の温度で３０分間以上６０分間以下の範囲内の時間だけ焼結される。この焼結工程は、本発明にいう焼結工程の一例である。
【００３８】
この焼結工程において、鋼板２０の表面上に分布した多数の球状粒子Ｂは液相を生じて緻密化が速く進行し、図４に示すように、鋼板２０の表面を一様に覆って接合層２６（本発明にいう第１の焼結層の一例である）を形成する。
【００３９】
一方、焼結工程においては、球状粒子Ｂのほぼ上に集まった不規則形状粒子Ｉも液相を生じる。しかし、不規則形状粒子Ｉはその形状をあまり変化させずに不規則な外形を保ったまま接合層２６に連続して結合する。このため、図４に示すように、多孔質層２８（本発明にいう第２の焼結層の一例である）を形成する。多孔質層２８には多数の空隙２８ａが形成される。
【００４０】
上記のようにして、鋼板２０とその表面を覆う接合層２６、及び接合層２６から連続してこの接合層２６を覆う多孔質層２８双方を有する多孔質基材３０が製造される。接合層２６は鋼板２０の表面を一様に覆うので、両者の接合強度は高い。
【００４１】
また、多孔質基材３０の多孔質層２８には、上述したように、多数の空隙２８ａが形成されおり、多数の凹凸が形成されていることとなる。この結果、多孔質層２８ではその比表面積が拡大されるので、多孔質層２８に合成樹脂が充填被覆された場合は、合成樹脂が上記の凹凸に引っ掛かる状態となる。この結果、いわゆる投錨効果（アンカー効果）が高まるので、合成樹脂が多孔質層２８から剥離しにくくなり、剥離強度が高まる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００４３】
＜実施例１及び実施例２＞
鋼板２０（図１参照）として、幅１８０ｍｍ、板厚０．７５ｍｍの冷間圧延鋼板を２枚用意した。図１に示す多孔質基材製造装置１０を使用してこの２枚の冷間圧延鋼板の表面に、表２に示す粒度分布を有する多数の青銅粒子からなる２種類（実施例１および実施例２の２種類）青銅粉末をそれぞれ一様の厚さに散布し、厚さ０．３ｍｍの青銅粉末層を形成した。実施例１及び実施例２では、青銅粉末として錫１０重量％、燐０．０５重量％、残部銅からなる青銅粉末を使用した。
【００４４】
【表２】
0004492899.tif 000003
表２において、−６０メッシュ〜＋２５０メッシュの粒度を有する粒子は不規則形状粒子である。また、−２５０メッシュの粒度を有する粒子は球状粒子である。
【００４５】
冷間圧延鋼板の表面に形成された青銅粉末層２４に、図１で説明したように振動を与えた。この振動によって、−２５０メッシュの多数の球状粒子は多数の不規則形状粒子の間を通り抜け、主として冷間圧延鋼板の表面に向けて移動してこの表面に集まった。一方、不規則形状粒子は球状粒子のほぼ上に集まって球状粒子を覆った。これにより、図３に示すように、粒度偏析が生じた。
【００４６】
粒度偏析を生じた青銅粉末層が表面に形成された冷間圧延鋼板は、還元性雰囲気に調整された焼結炉１８（図１参照）に搬入された。焼結炉１８に搬入された冷間圧延鋼板と青銅粉末層は９００℃で３０分間焼結された。
【００４７】
この焼結工程において、冷間圧延鋼板の表面上に分布した多数の球状粒子は液相を生じ、多数の球状粒子同士が結合すると共に冷間圧延鋼板の表面にも結合して接合層２６（図４参照）が形成された。一方、焼結工程においては、多数の不規則形状粒子も液相を生じるが、これら不規則形状粒子はその形状をあまり変化させずに不規則な外形を保ったまま、多数の不規則形状粒子同士が結合すると共に接合層２６にも連続して結合し、さらに、一部の不規則形状粒子は冷間圧延鋼板の表面にも結合した。これにより、例えば図４に示すように、多孔質層２８が形成された。多孔質層２８には多数の空隙２８ａが形成されている。
【００４８】
上記のようにして、冷間圧延鋼板とその表面を覆う接合層２６、及びこの接合層２６から連続してこの接合層２６を覆う多孔質層２８を有する多孔質基材が製造された。なお、上述したように、接合層２６は、主に−２５０メッシュの多数の球状粒子からなる青銅粉末が焼結されたものであり、多孔質層２８は、主に−６０メッシュ〜＋２５０メッシュの多数の不規則形状粒子からなる青銅粉末が焼結されたものである。
＜比較例＞
上記した実施例と同様に、幅１８０ｍｍ、板厚０．７５ｍｍの冷間圧延鋼板を用意した。この冷間圧延鋼板の表面に、表３に示す粒度分布を有すると共に角状の粒子が多数集合した青銅粉末を、上記の実施例と同様に、冷間圧延鋼板の表面に０．３ｍｍの厚さに散布して青銅粉末層を形成した。
【００４９】
【表３】
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この青銅粉末層が表面に形成された冷間圧延鋼板を還元性雰囲気に調整した焼結炉１８（図１参照）に搬入し、９００℃で３０分間焼結した。これにより、図５に示すように、青銅粉末が焼結された多孔質焼結層４２と、この多孔質焼結層４２が表面に一体に被着形成された冷間圧延鋼板とからなる多孔質基材４０が得られた。多孔質焼結層４２には、図５に模式的に示すように、多数の空隙４２ａが形成されていた。しかし、図４に示す空隙２８ａと比べた場合、空隙４２ａの空間は広く、凹凸は少ない。
【００５０】
上述した実施例１，２及び比較例で得られた多孔質基材３０，４０それぞれの多孔質焼結層２８，４２に合成樹脂組成物を充填被覆して合成樹脂層を形成した。その後、この合成樹脂層の剥離強度を測定した。この測定結果等を説明する。＜合成樹脂組成物および合成樹脂層の作製＞
ポリイミド樹脂粉末２０重量％、黒鉛粉末１重量％、残部ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末をヘンシェルミキサーによって均一に混合して合成樹脂組成物を作製した。この合成樹脂組成物に石油系溶剤を加えて湿潤樹脂組成物を調製した。この湿潤樹脂組成物を、上記の実施例１，２及び比較例で得られた多孔質基材３０，４０それぞれの多孔質焼結層２８，４２に供給した。その後、湿潤樹脂組成物が供給された多孔質焼結層２８，４２を周知のローラで圧延した。これにより湿潤樹脂組成物が多孔質焼結層２８，４２に充填被覆された。その後、２００℃の温度に加熱した熱風乾燥炉に多孔質焼結層２８，４２を５分間保持して湿潤樹脂組成物中の溶剤を逸散除去した。
【００５１】
上記の状態の多孔質基材３０，４０の全体を周知のローラによって加圧力４００ｋｇｆ／ｃｍ2 で加圧した。このようにして加圧した多孔質基材３０，４０を加熱炉内に搬入して３７０℃の温度で１０分間加熱焼成した。このようにして、図６に示すように、多孔質基材３０に合成樹脂層５２が充填被覆された複層摺動部材５０（実施例）が製造された。また、図７に示すように、多孔質基材４０に合成樹脂層６２が充填被覆された複層摺動部材６０（比較例）が製造された。なお、多孔質焼結層２８に樹脂組成物が充填被覆された多孔質基材３０の全体をローラで加圧する際、多孔質焼結層２８を塑性変形させた。
【００５２】
上記のようにして製造された２種類の複層摺動部材５０，６０の多孔質焼結層２８，４２にそれぞれ充填被覆された合成樹脂層５２，６２の剥離強度を測定した。
【００５３】
＜剥離強度測定方法＞
図８を参照して、剥離強度の測定方法を説明する。
【００５４】
図８は、剥離強度の測定方法を示す模式図である。
【００５５】
２種類の複層摺動部材５０，６０の合成樹脂層５２，６２の剥離強度を測定する方法は全く同じである。ここでは複層摺動部材５０を例に挙げて説明する。
【００５６】
合成樹脂層５２の剥離強度を測定するに当たっては、先ず、合成樹脂層５２を多孔質焼結層２８（図４参照）の端部から予め剥がしておく。合成樹脂層５２が剥がされた複層摺動部材５０をバイス７０にチャッキングすると共に剥がされた合成樹脂層５２を固定治具７２の先端部７２ａに挟持して固定した。固定治具７２にプッシュプルゲージ７４を取付け、１８０°方向（鋼板に平行な方向）に合成樹脂層５２を引っ張り、そのときの強度をプッシュプルゲージ７４で測定した。
【００５７】
上記のようにして測定した結果、実施例１，２の多孔質基材３０（図４参照）を使用した複層摺動部材５０の合成樹脂層５２の剥離強度は２．７４ｋｇｆ／ｃｍであった。一方、比較例の多孔質基材４０を使用した複層摺動部材６０の合成樹脂層６２の剥離強度は１．８４ｋｇｆ／ｃｍであった。
【００５８】
この測定結果から、複層摺動部材５０の合成樹脂層５２の剥離強度は、複層摺動部材６０の合成樹脂層６２の剥離強度よりも約５０％高められていることが分かった。この理由は、下記のとおりであると推測される。
【００５９】
図４に模式的に示す多孔質基材３０と、図６に模式的に示す複層摺動部材５０とから分かるように、多孔質基材３０の多孔質焼結層２８は、この多孔質焼結層２８に合成樹脂を充填被覆する際のローラによる加圧力により塑性変形を生じる。この塑性変形の結果、合成樹脂層５２と多孔質焼結層２８との結合力が高められ、この結合力が、多孔質焼結層２８の投錨効果に加えられたためと推測される。
【００６０】
合成樹脂層５２の剥離強度が高い場合、板状の複層摺動部材５０を円筒状に曲げ加工したり、円筒状に曲げ加工された複層摺動部材５０の端部に鍔加工を施したりする際に合成樹脂層５２が剥離しない。従って、合成樹脂層５２の剥離強度は、板状の複層摺動部材５０を加工する際に極めて重要なファクターとなる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の多孔質基材によれば、基板の表面を第１の焼結層が一様に覆っている。従って、基板の表面と第１の焼結層とが充分に接触しているので、基板と第１の焼結層との接合強度が高い（強い）。また、第２の焼結層では多数の不規則形状粒子同士が結合してその内部に多数の空隙が形成されているので、第２の焼結層の内部には、多数の凹凸が形成されていることとなる。このため、第２の焼結層に例えば樹脂を充填被覆（含浸）させた場合は、樹脂が第２の焼結層の凹凸に引っ掛かる状態となる。この結果、いわゆる投錨効果（アンカー効果）が高まるので、樹脂が第２の焼結層から剥離しにくくなり、剥離強度が高まる。
【００６２】
ここで、上記基板は、鋼製のものである場合は、基板の強度が高いので、高強度の多孔質基材が得られる。
【００６３】
また、上記第１及び第２の焼結層は、青銅からなるものである場合は、耐食性に優れた焼結層が得られる。
【００６４】
さらに、上記青銅は、９重量％以上１２重量％以下の錫、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐、及び残部は銅からなる組成のものである場合は、９重量％以上１２重量％以下の錫を含有しているので、第１の焼結層と鋼板との接合強度が高められる。また、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐を含有しているので、多数の不規則形状粒子が焼結されて第２の焼結層が形成されるときに、各粒子が変形しにくくその不規則形状が保たれる。この結果、いわゆる投錨効果がいっそう高まるので、第２の焼結層に充填被覆された樹脂が第２の焼結層からいっそう剥離しにくくなり、剥離強度がいっそう高まる。
【００６５】
また、本発明の多孔質基材の製造方法によれば、振動工程において多数の球状粒子が多数の不規則形状粒子の間を通過して基板の表面に集まる。このため、多数の不規則形状粒子が多数の球状粒子の上に集まってこれらを覆う。この状態で焼結工程において粉末層が焼結される。この場合、多数の球状粒子は液相になって基板の表面を一様に覆う。従って、多数の球状粒子が焼結されて形成された層（第１の焼結層）と基板の表面とが充分に接触するので、基板と第１の焼結層との接合強度が高い（強い）。一方、多数の不規則形状粒子は部分的に液相になるが、ほぼ不規則形状を保ったまま焼結される。従って、多数の不規則形状粒子が焼結されて形成された層（第２の焼結層）では多数の不規則形状粒子同士が結合してその内部に多数の空隙が形成されているので、第２の焼結層の内部には、多数の凹凸が形成されていることとなる。このため、第２の焼結層に例えば樹脂を充填被覆（含浸）させた場合は、樹脂が第２の焼結層の凹凸に引っ掛かる状態となる。この結果、いわゆる投錨効果（アンカー効果）が高まるので、樹脂が第２の焼結層から剥離しにくくなり、剥離強度が高まる。
【００６６】
ここで、上記粉末層形成工程は、鋼製の基板表面に上記粉末層を形成する工程である場合は、基板の強度が高いので、高強度の多孔質基材が得られる。
【００６７】
さらに、上記粉末層形成工程は、青銅からなる上記球状粒子及び上記不規則形状粒子が混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程である場合は、焼結層が青銅製のものとなるので、耐食性に優れた焼結層が得られる。
【００６８】
さらにまた、上記粉末層形成工程は、９重量％以上１２重量％以下の錫、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐、及び残部は銅からなる組成の青銅で製造された上記球状粒子及び上記不規則形状粒子が混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程である場合は、９重量％以上１２重量％以下の錫を含有しているので、多数の球状粒子が焼結されて形成された第１の焼結層と鋼板との接合強度が高められる。また、０．０１重量％以上０．５０重量％以下の燐を含有しているので、多数の不規則形状粒子が焼結されて第２の焼結層が形成されるときに、各粒子が変形しにくくその不規則形状が保たれる。この結果、いわゆる投錨効果がいっそう高まるので、第２の焼結層に充填被覆された樹脂が第２の焼結層からいっそう剥離しにくくなり、剥離強度がいっそう高まる。
【００６９】
さらにまた、上記粉末層形成工程は、上記多数の不規則形状粒子の平均粒度よりも小さい平均粒度を有する上記多数の球状粒子が混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程である場合は、多数の球状粒子の平均粒度が多数の不規則形状粒子の平均粒度よりも小さいので、振動工程においては、球状粒子が不規則形状粒子の間を通過し易い。従って、多数の球状粒子が基板の表面に集まり易い。この結果、基板と第１の焼結層がいっそう強く接合されることとなる。また、不規則形状粒子が球状粒子の上に集まり易いので、第２の焼結層はいっそう高い投錨効果を有することとなる。
【００７０】
さらにまた、上記粉末層形成工程は、上記多数の球状粒子及び上記多数の不規則形状粒子からなる全ての粒子が６０メッシュを通過する粒子であって、しかも、２５０メッシュを通過し、且つその見掛密度が３．６ｇ／ｃｍ3 以上４．２ｇ／ｃｍ3 以下であり、さらに上記全ての粒子の３０重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する球状粒子と、１００メッシュを通過するが２００メッシュを通過せず、且つその見掛密度が３．１ｇ／ｃm3以上３．５ｇ／ｃｍ 3以下であり、さらに上記全ての粒子の３５重量％以上５０重量％以下の範囲内の量だけ存在する不規則形状粒子とが混合された粉末層を上記基板の表面に形成する工程である場合は、振動工程において、球状粒子が不規則形状粒子の間をいっそう通過し易い。従って、多数の球状粒子が基板の表面にいっそう集まり易い。この結果、基板と第１の焼結層がさらにいっそう強く接合されることとなる。また、不規則形状粒子が球状粒子の上にいっそう集まり易いので、第２の焼結層はさらにいっそう高い投錨効果を有することとなる。
【００７１】
さらにまた、上記焼結工程は、中性雰囲気もしくは還元性雰囲気に調整された加熱炉において８５０℃以上９５０℃以下の範囲内の温度で３０分間以上６０分間以下の範囲内の時間だけ焼結する工程である場合は、球状粒子が確実に液相になって基板の表面を一様に覆う。従って、基板と第１の焼結層がさらにいっそう確実に強く接合されることとなる。また、多数の不規則形状粒子は不規則形状をいっそう確実に保てるので、いわゆる投錨効果をいっそう確実に発揮できることとなる。
【００７２】
また、本発明の複層摺動部材によれば、第２の焼結層の内部には多数の凹凸が形成されているので、これらの凹凸に樹脂層が引っ掛かる。このため、いわゆる投錨効果が高まるので、樹脂層が第２の焼結層から剥離されにくい。
【００７３】
ここで、上記樹脂層は、フッ素樹脂からなるものである場合は、摺動性にいっそう優れた複層摺動部材が得られる。
【００７４】
また、本発明の複層摺動部材の製造方法によれば、第２の焼結層は多数の不規則形状粒子が焼結されたものであるので、第２の焼結層の内部には多数の凹凸が形成されている。これらの凹凸に樹脂層が引っ掛かる。さらに、第２の焼結層が塑性変形するので、この第２の焼結層が樹脂層に食い込む。このため、いわゆる投錨効果が非常に高まり、樹脂層が第２の焼結層から非常に剥離されにくい。従って、長寿命の複層摺動部材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔質基材を製造する製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】鋼板に散布された直後の粉末を模式的に示す断面図である。
【図３】図２の鋼板及び粉末を振動させた後の状態を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す粉末を焼結して得られた多孔質基材を模式的に示す断面図である。
【図５】比較例の多孔質基材を模式的に示す断面図である。
【図６】実施例の複層摺動部材を模式的に示す断面図である。
【図７】比較例の複層摺動部材を模式的に示す断面図である。
【図８】剥離強度の測定方法を示す模式図である。
【符号の説明】
２０  鋼板
２２  青銅粉末
２４  青銅粉末層
２６  接合層
２８  多孔質層
２８ａ  空隙
３０  多孔質基材
５０  複層摺動部材
５２  合成樹脂層
Ｂ  球状粒子
Ｉ  不規則形状粒子
【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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