(57)【要約】【課題】摩擦損失及び摩耗量が少ない摺動部材及びその使用方法、並びに摺動構造の提供を目的とする。【解決手段】本発明の摺動部材の使用方法は、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有する摺動部材の使用方法であって、潤滑剤としてキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の潤滑油が介在する条件下で使用する。上記潤滑油が工業用潤滑油であるとよい。上記摺動部材がホウ素系化合物をさらに含有するとよい。上記ホウ素系化合物がホウ酸、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、酸化ホウ素又はこれらの組み合わせであるとよい。本発明は、動粘度が上記範囲の低粘度潤滑油が介在する条件下で用いられる上記摺動部材を含む。本発明は、上記摺動部材と、この摺動部材の摺動面に介在する動粘度が上記範囲の潤滑油とを備える摺動構造を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有する摺動部材の使用方法であって、
潤滑剤としてキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の潤滑油が介在する条件下で使用することを特徴とする摺動部材の使用方法。
【請求項２】
上記潤滑油が工業用潤滑油である請求項１に記載の摺動部材の使用方法。
【請求項３】
上記摺動部材がホウ素系化合物をさらに含有する請求項１又は請求項２に記載の摺動部材の使用方法。
【請求項４】
上記ホウ素系化合物がホウ酸、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、酸化ホウ素又はこれらの組み合わせである請求項３に記載の摺動部材の使用方法。
【請求項５】
低粘度潤滑油が介在する条件下で用いられる摺動部材であって、
上記低粘度潤滑油のキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下であり、
マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有することを特徴とする摺動部材。
【請求項６】
摺動部材と、この摺動部材の摺動面に介在する潤滑油とを備える摺動構造であって、
上記摺動部材が、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有し、
上記潤滑油のキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下であることを特徴とする摺動構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部材及びその使用方法、並びに摺動構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業機器、事務機器、輸送機器等において、金属製の摺動部材が潤滑油、グリース等の潤滑剤が介在する条件下で使用されている。しかしながら、金属製の摺動部材は、小型化、低コスト化及び軽量化といった最近の要求に十分に応えることが困難である。そのため、金属製の摺動部材の代替品として、マトリックスとしての樹脂及び充填材を含有する摺動部材が使用される傾向にある。
【０００３】
このような摺動部材に用いる樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂であるＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂等が挙げられる。これらの中で、フェノール樹脂を用いる摺動部材は、無潤滑条件下や水潤滑条件下で使用されることが多い（例えば特開２００４−１０７６６１号公報参照）。一方、高荷重領域における油潤滑条件下では、ＰＥＥＫ等の熱可塑性樹脂を用いる摺動部材（例えば特開２００２−６１６５３号公報参照）の方がフェノール樹脂を用いる摺動部材よりも摺動性に優れる傾向にある。そのため、フェノール樹脂を用いる摺動部材は油潤滑条件下で使用されることは少ない。
【０００４】
ここで、近年、上述の樹脂を用いた摺動部材を低粘度潤滑油の介在下で使用することが検討されている。低粘度潤滑油の使用により、摺動時の摩擦損失を低減することで伝達効率を向上することができる。また、上記摺動部材が油圧回路に接続されている場合、潤滑油が油圧回路内を循環する際の流動摩擦を低減でき、その結果、油圧回路制御を行う油圧ポンプ等の負担を軽減して消費電力を節減できる。具体的には、従来一般的に使用されているＩＳＯ  ＶＧ  ３２やＩＳＯ  ＶＧ  ４６（数字は４０℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）を示す）に替え、ＩＳＯ  ＶＧ  ２２、ＩＳＯ  ＶＧ  １５、ＩＳＯ  ＶＧ  １０等を使用することが検討されている。しかし、上記従来のＰＥＥＫ等の熱可塑性樹脂を用いる摺動部材は、低粘度潤滑油が介在する条件下において高荷重領域で使用した場合、摩耗量が極端に上昇することで焼付きや異常摩耗が生じ易いという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０７６６１号公報
【特許文献２】特開２００２−６１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、摩擦損失及び摩耗量を低減できる摺動部材の使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有する摺動部材の使用方法であって、潤滑剤としてキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の潤滑油が介在する条件下で使用することを特徴とする。
【０００８】
当該摺動部材の使用方法は、動粘度が上記範囲の低粘度潤滑油を用いるため、摩擦損失を低減できる。また、上記摺動部材は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂をマトリックスとして含有するため、耐熱性及び機械的強度に優れる。さらに、上記摺動部材は、充填材として炭素繊維を含有することで機械的強度がより向上し、充填材として黒鉛を含有することで摩擦係数が低減する。そのため、当該摺動部材の使用方法は、低粘度潤滑油の使用によって油膜切れが生じても、上記摺動部材の優れた耐熱性及び機械的強度と摩擦係数の低さとにより摩耗量を低減できる。また、当該摺動部材の使用方法は、上記摺動部材が油圧回路に接続されている場合、低粘度潤滑油を用いるため油圧回路制御に必要な電力も節減できる。
【０００９】
上記潤滑油が工業用潤滑油であるとよい。このように、上記潤滑油が入手容易な工業用潤滑油であることで、ランニングコストを低減できる。
【００１０】
上記摺動部材がホウ素系化合物をさらに含有するとよい。このように、上記摺動部材がホウ素系化合物をさらに含有することで、上記摺動部材の摺動特性及び硬度をより向上できるため、摩擦損失及び摩耗量をより低減できる。
【００１１】
上記ホウ素系化合物がホウ酸、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、酸化ホウ素又はこれらの組み合わせであるとよい。このように、上記ホウ素系化合物がホウ酸、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、酸化ホウ素又はこれらの組み合わせであることで、上記摺動部材の摺動特性及び硬度をより向上できるため、摩擦損失及び摩耗量をより低減できる。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた別の発明は、低粘度潤滑油が介在する条件下で用いられる摺動部材であって、上記低粘度潤滑油のキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下であり、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有することを特徴とする。
【００１３】
当該摺動部材は、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有するため、耐熱性及び機械的強度に優れ、摩擦係数が低い。そのため、当該摺動部材は、低粘度潤滑油が介在する条件下で用いることで、摩耗量を低減しつつ摩擦損失を低減できる。また、当該摺動部材は、油圧回路に接続されている場合、低粘度潤滑油を用いるため油圧回路制御に必要な電力を節減できる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、摺動部材と、この摺動部材の摺動面に介在する潤滑油とを備える摺動構造であって、上記摺動部材が、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有し、上記潤滑油のキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下であることを特徴とする。
【００１５】
当該摺動構造が備える摺動部材は、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有するため、耐熱性及び機械的強度に優れ、摩擦係数が低い。そのため、上記摺動部材を上記低粘度潤滑油が介在する条件下で用いることで、摩擦損失及び摩耗量を低減できる。また、当該摺動構造は、上記摺動部材が油圧回路に接続されている場合、低粘度潤滑油を用いるため油圧回路制御に必要な電力を節減できる。
【００１６】
ここで「キャノンフェンスケ粘度計で測定」とは、ＪＩＳ−Ｋ２２８３（２０００年）「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」に準拠して測定することをいう。なお、低粘度潤滑油の動粘度に応じて、キャノンフェンスケ粘度計の粘度計番号は、７５、１００、１５０及び２００を使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
当該摺動部材及びその使用方法、並びに当該摺動構造によれば、摩擦損失及び摩耗量が少ない摺動構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例で用いるブッシュ試験装置を示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の摺動部材及びその使用方法、並びに摺動構造について説明する。
【００２０】
＜摺動部材＞
本発明の摺動部材は、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有し、上記マトリックスに上記充填材が分散している。当該摺動部材は、好適な任意成分としてホウ素系化合物をさらに含有するとよく、本発明の効果を損なわない範囲において他の任意成分を含有してもよい。当該摺動部材は、キャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の低粘度潤滑油が介在する条件下で用いられる。以下、各成分について説明する。
【００２１】
（フェノール樹脂）
フェノール樹脂は、分子内に三次元架橋構造が形成されている不溶不融の樹脂であり、フェノール類及びアルデヒド類を原料とするオリゴマー（以下、「未硬化のフェノール樹脂」ともいう）を硬化させることで得られる。この未硬化のフェノール樹脂は、固体状でも液体状でもよい。フェノール樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。レゾール型フェノール樹脂としては、例えばメチロール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの中で加工時の欠けを抑制する観点から、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂としては、これらの中で当該摺動部材の耐摩耗性及び限界ＰＶ値の向上の観点から、ノボラック型フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２２】
当該摺動部材におけるフェノール樹脂の含有量の下限としては、２０質量％が好ましく、２５質量％がより好ましく、３５質量％がさらに好ましい。一方、フェノール樹脂の含有量の上限としては、６０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましく、４５質量％がさらに好ましい。
【００２３】
上記フェノール類としては、例えばクレゾール、エチルフェノール、キシレノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、ｐ−フェニルフェノール等のアルキルフェノール、フェノールなどが挙げられ、これらの中でフェノールが好ましい。上記フェノール類は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２４】
上記アルデヒド類としては、例えばホルマリン、パラホルムアルデヒド等が挙げられ、これらの中でホルマリンが好ましい。上記アルデヒド類は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２５】
未硬化のフェノール樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）としては、４００以上１，２００以下が好ましく、４５０以上８００以下がより好ましく、５００以上６００以下がさらに好ましい。未硬化のフェノール樹脂の数平均分子量を上記範囲とすることにより、当該摺動部材の耐ヒートショック性を高めることができる。なお、未硬化のフェノール樹脂の数平均分子量、及び後述する重量平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフの面積法による測定値である。
【００２６】
未硬化のフェノール樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）としては、４００以上５，０００以下が好ましく、１，５００以上４，５００以下がより好ましく、３，０００以上４，０００以下がさらに好ましい。未硬化のフェノール樹脂の重量平均分子量を上記範囲とすることにより成形材料の安定性及び成形性を向上することができる。
【００２７】
未硬化のフェノール樹脂の分散比（Ｍｗ／Ｍｎ）としては、１．１以上２０．０以下が好ましく、４．０以上１２．０以下がより好ましく、７．０以上８．０以下がさらに好ましい。未硬化のフェノール樹脂の分散比を上記範囲とすることにより、成形材料の安定性及び成形性を向上することができる。
【００２８】
未硬化のフェノール樹脂は、上記フェノール類のモノマー及びダイマーを含んでもよい。未硬化のフェノール樹脂における上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量の上限としては、１０質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量が上記上限を超える場合、当該摺動部材の摩擦係数上昇や摩耗量増加のおそれがある。また、上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量を上記範囲とすることで、当該摺動部材の耐熱性及び寸法精度を向上できる。さらに、上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量は０質量％でもよい。なお、上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量は、ゲル濾過クロマトグラフで測定した値をいう。
【００２９】
なかでも、未硬化のフェノール樹脂は、フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量が１０質量％以下であり、かつ、上記分散比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５以上２０以下であることが特に好ましい。このように、フェノール類のモノマー及びダイマーとの合計含有量と上記分散比（Ｍｗ／Ｍｎ）とを上記範囲とすることで、当該摺動部材の摩擦係数をより低減することができ、その結果、摩耗量をより低減できる。また、上記合計含有量及び上記分散比を共に上記範囲とすることで、フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量が１０質量％以下であっても溶融粘度を比較的低く保つことができる。
【００３０】
未硬化のフェノール樹脂の合成方法としては、例えば上記フェノール類、アルデヒド類及び触媒の混合液を調製する工程（調製工程）、上記混合液を還流温度で縮合反応させる工程（縮合反応工程）、及び縮合反応後の混合液を減圧濃縮する工程（除去工程）を備える方法等が挙げられる。
【００３１】
未硬化のノボラック型フェノール樹脂を合成する場合、上記触媒としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機酸、酸化亜鉛、塩化亜鉛、酸化マグネシウム、酢酸亜鉛等の酸性物質などの酸触媒などが挙げられ、これらの中で有機酸が好ましく、シュウ酸がより好ましい。また、上記混合液におけるアルデヒド類（Ｆ）のフェノール類（Ｐ）に対するモル比（Ｆ／Ｐ）としては、例えば０．７５以上０．９５以下である。
【００３２】
未硬化のレゾール型フェノール樹脂を合成する場合、上記触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物などのアルカリ触媒が挙げられる。上記混合液における上記Ｆ／Ｐの下限としては、例えば１．１以上４．０以下である。
【００３３】
上記混合液における上記触媒の含有量としては、上記フェノール類１００質量部に対して、例えば０．０５質量部以上７０質量部以下である。上記触媒は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
上記縮合反応における還流温度としては、例えば９０℃以上１１０℃以下である。また、上記縮合反応の反応時間としては、例えば２時間以上１２時間以下である。
【００３５】
なお、当該摺動部材は、マトリックスとしてフェノール樹脂以外の他の樹脂を含有してもよい。当該摺動部材における上記他の樹脂の含有量の上限としては、例えば１０質量％である。
【００３６】
（充填材）
当該摺動部材は、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有する。当該摺動部材における上記充填材の含有量の下限としては、フェノール樹脂１００質量部に対して、２５質量部が好ましく、５０質量部がより好ましく、１００質量部がさらに好ましい。一方、上記充填材の含有量の上限としては、フェノール樹脂１００質量部に対して、４００質量部が好ましく、３５０質量部がより好ましく、２５０質量部がさらに好ましい。上記充填材の含有量が上記下限より小さい場合、耐摩耗性の低下、摩擦係数の上昇等の摺動特性低下のおそれがある。逆に、上記充填材の含有量が上記上限を超える場合、成形材料の流動性が低下することで当該摺動部材への成形が困難となるおそれがある。また、上記充填材の含有量をフェノール樹脂１００質量部に対して１００質量部以上２５０質量部以下とすることで、当該摺動部材の低粘度潤滑油中での摺動特性及び強度を特にバランスよく保つことができる。
【００３７】
〔炭素繊維〕
炭素繊維は、当該摺動部材の機械的強度を向上する。炭素繊維としては、例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を原料とするＰＡＮ系炭素繊維、ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維等が挙げられる。ピッチ系炭素繊維の原料としては、石油に由来するピッチでもよく、石炭に由来するピッチでもよい。炭素繊維は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３８】
炭素繊維の平均繊維長の下限としては、特に限定されないが、０．１ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましく、２ｍｍがさらに好ましい。一方、炭素繊維の平均繊維長の上限としては、特に限定されないが、２０ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましく、４ｍｍがさらに好ましい。炭素繊維の平均繊維長が上記下限より小さい場合、当該摺動部材の機械的強度が低下するおそれがある。逆に、炭素繊維の平均繊維長が上記上限を超える場合、当該摺動部材から上記炭素繊維が剥がれ易くなることで摺動特性が低下するおそれがある。
【００３９】
当該摺動部材における炭素繊維の含有量の下限としては、８質量％が好ましく、１２質量％がより好ましく、１６質量％がさらに好ましい。一方、炭素繊維の含有量の上限としては、４０質量％が好ましく、３０質量部がより好ましく、２０質量部がさらに好ましい。炭素繊維の含有量が上記下限より小さい場合、当該摺動部材の機械的強度が不十分となるおそれがある。逆に、炭素繊維の含有量が上記上限を超える場合、成形材料の成形性が低下するおそれがある。
【００４０】
〔黒鉛〕
黒鉛は、当該摺動部材の摩擦係数を低減する。黒鉛としては、特に限定されないが、例えば鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。黒鉛は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４１】
当該摺動部材における黒鉛の含有量の下限としては、１質量％が好ましく、３質量％がより好ましく、５質量％がさらに好ましい。一方、黒鉛の含有量の上限としては、７０質量％が好ましく、５０質量％がより好ましく、４０質量％がさらに好ましい。黒鉛の含有量が上記下限より小さい場合、又は上記上限を超える場合、当該摺動部材の摩擦係数が上昇し、摩耗量を十分に低減できないおそれがある。
【００４２】
特に、当該摺動部材における黒鉛の含有量が５質量％以上４０質量％以下であるとよい。このように、当該摺動部材における黒鉛の含有量を上記範囲とすること、つまり黒鉛の含有量を比較的少なくすることで、当該摺動部材の機械的強度及び硬度を保持しつつ、黒鉛が低粘度潤滑油に適度に流出することでこの低粘度潤滑油の潤滑性を向上できる。その結果、当該摺動部材を低粘度潤滑油が介在する条件下で使用した場合の摩耗量をより低減できる。
【００４３】
上記充填材は、例えば炭酸カルシウム、クレー、タルク、シリカ、アルミナ、ガラス繊維、アラミド繊維、エラストマー等の他の充填材を含有してもよい。当該摺動部材における上記他の充填材の含有量の上限としては、例えば１０質量％である。
【００４４】
上記エラストマーとしては、例えばアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム、シリコーンゴム、ポリブタジエン等が挙げられる。これらの中で、当該摺動部材の弾性率低減の観点から、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム及びシリコーンゴムが好ましく、摺動特性を保持しつつ弾性率を低減させる観点から、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。
【００４５】
（ホウ素系化合物）
ホウ素系化合物は、当該摺動部材の摺動特性及び硬度を向上することで摩耗量をより低減する。ホウ素系化合物としては、例えばホウ酸、ホウ酸塩、ホウ酸エステル、酸化ホウ素等が挙げられる。ホウ酸塩としては、例えばメタホウ酸、四ホウ酸の金属塩等が挙げられ、具体的にはホウ酸亜鉛、ホウ砂等が挙げられる。ホウ素化合物としては、これらの中でホウ酸、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、酸化ホウ素及びこれらの組み合わせが好ましく、ホウ酸がより好ましい。
【００４６】
当該摺動部材におけるホウ素系化合物の含有量の下限としては、フェノール樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部が好ましく、０．２質量部がより好ましく、０．４質量部がさらに好ましい。一方、ホウ素系化合物の含有量の上限としては、フェノール樹脂１００質量部に対して、５質量部が好ましく、２質量部がより好ましく、０．７質量部がさらに好ましい。ホウ素系化合物の含有量が上記下限より小さい場合、当該摺動部材の摺動特性及び硬度を十分に向上できず、摩耗量が増加するおそれがある。逆に、ホウ素化合物の含有量が上記上限を超える場合、成形材料の安定性及び作業性の低下や当該摺動部材の機械的特性の低下のおそれがある。
【００４７】
（低粘度潤滑油）
低粘度潤滑油は、キャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下である。低粘度潤滑油の動粘度の下限としては、８ｍｍ２／ｓが好ましく、１２ｍｍ２／ｓがより好ましい。一方、低粘度潤滑油の動粘度の上限としては、２５ｍｍ２／ｓが好ましく、２０ｍｍ２／ｓがより好ましい。低粘度潤滑油の動粘度が上記下限より小さい場合、油膜切れが生じ易くなることで摩耗量が増加するおそれがある。逆に、低粘度潤滑油の動粘度が上記上限を超える場合、摩擦損失を十分に低減できないおそれや油圧回路制御に必要な電力が増加するおそれがある。
【００４８】
低粘度潤滑油としては、例えば工業用多目的油、ギア油、マシン油（スピンドル油）、軸受油、油膜軸受油、タービン油、摺動面油、作動油、絶縁油、冷凍機油、エアコンプレッサ油、真空ポンプ油、ミストオイル、モータ油等の工業用潤滑油が挙げられる。低粘度潤滑油としては、マシン油、軸受油、冷凍機油及び作動油が好ましい。なお、低粘度潤滑油の原料としては、特に限定されないが、例えば鉱油系潤滑油、合成潤滑油、脂肪性潤滑油、混成潤滑油、水系潤滑油等を用いることができる。低粘度潤滑油は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４９】
＜摺動部材の使用方法＞
当該摺動部材の使用方法は、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有する摺動部材の使用方法である。当該摺動部材の使用方法は、潤滑剤としてキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の潤滑油が介在する条件下で使用する。上記摺動部材及び潤滑油は、それぞれ上述の当該摺動部材及び低粘度潤滑油と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
＜摺動部材の製造方法＞
当該摺動部材の製造方法としては、例えば未硬化のフェノール樹脂と炭素繊維及び黒鉛と他の任意成分とを加熱混練する工程（加熱混練工程）と、加熱混練工程後、得られた混練物を成形する工程（成形工程）と、上記成形工程と同時、又は成形工程後に未硬化のフェノール樹脂を硬化する工程（硬化工程）とを備える方法等が挙げられる。当該摺動部材の製造方法は、得られた成形品をアフターキュアする工程（アフターキュア工程）をさらに備えることが好ましい。
【００５１】
［加熱混練工程］
本工程は、当該摺動部材の原料である未硬化のフェノール樹脂と炭素繊維及び黒鉛と他の任意成分とを加熱混練する。加熱混練の方法としては、特に限定されないが、例えば加圧ニーダー、ミキシングロール、二軸押出機等を用いる方法が挙げられる。本工程では、得られた加熱混練物をシート状に成形し、このシート状成形品をさらにペレタイザー、パワーミル等を用いてグラニュール状に粉砕するとよい。
【００５２】
なお、上記加熱混練工程では、当該摺動部材の各種特性を向上させるため、上述した原料以外の任意の添加剤を添加してもよい。上記添加剤としては、特に限定されないが、例えばヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等の離型剤、酸化マグネシウム等の硬化促進剤、カップリング剤、溶剤などが挙げられる。上記添加剤としては、これらの中で硬化剤及び離型剤が好ましい。上記添加剤の添加量は、所望とする効果に応じて任意に変更することができる。具体的には、硬化剤を添加する場合、この硬化剤の添加量としては、未硬化のフェノール樹脂１００質量部に対して、例えば５質量部以上３０質量部以下である。また、離型剤を添加する場合、この離型剤の添加量としては、未硬化のフェノール樹脂１００質量部に対して、例えば０．５質量部以上１０質量部以下である。
【００５３】
［成形工程］
本工程は、上記加熱混練工程後、得られた混練物を成形する。混練物を成形する方法としては、特に限定されないが、例えば射出成形、移送成形、圧縮成形等が挙げられ、これらの中で射出成形が好ましい。成形時のロール混練温度としては、例えば７０℃以上９０℃以下である。また、射出成形により成形する場合、シリンダー前部の温度としては、例えば７０℃以上１００℃以下であり、シリンダー後部の温度としては、例えば３０℃以上５０℃以下である。
【００５４】
［硬化工程］
本工程は、加熱等によって未硬化のフェノール樹脂を硬化させる。上記加熱温度としては、例えば１６０℃以上１８０℃以下である。また、上記加熱時間としては、例えば３０秒以上９０秒以下である。なお、成形工程で射出成形を行った場合、金型温度を上記加熱温度とすることで本工程を行うことができる。
【００５５】
また、移送成形により、上記成形工程及び硬化工程を行ってもよい。移送成形を行う場合、加熱温度としては例えば１４０℃以上１８０℃以下、成形圧としては例えば３ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下、加熱時間としては例えば６０秒以上３００秒以下である。
【００５６】
［アフターキュア工程］
本工程は、成形品をアフターキュアする。アフターキュアの条件としては、１５０℃以上２３０℃以下の温度で３時間以上２４時間以下加熱することが好ましい。当該摺動部材は、本工程により摺動特性をより向上できる。
【００５７】
＜摺動構造＞
当該摺動構造は、摺動部材と、この摺動部材の摺動面に介在する潤滑油とを備え、上記摺動部材が、マトリックスとしてフェノール樹脂、充填材として炭素繊維及び黒鉛を含有し、上記潤滑油のキャノンフェンスケ粘度計で測定した２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下である。上記摺動部材及び潤滑油は、それぞれ上述の当該摺動部材及び低粘度潤滑油と同様であるため説明を省略する。当該摺動構造は、油圧回路に接続され、上記潤滑油が摺動面に供給されるとよい。
【００５８】
当該摺動構造は、例えば産業機器、事務機器、輸送機器等のエンジン、駆動部等に用いることができる。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例記載の「部」及び「％」は、特に断らない限り「質量部」及び「質量％」を示す。また、本明細書において質量部を用いて配合量を説明する場合、特に断らない限りフェノール樹脂１００質量部に対する質量部として記載する。
【００６０】
（未硬化のノボラック型フェノール樹脂の製造）
温度計、攪拌装置及びコンデンサーを備えた反応容器内に、フェノール（Ｐ）１９３質量部と、３７質量％ホルマリン（Ｆ）１４２質量部（Ｆ／Ｐ＝０．８５）と、シュウ酸０．９７質量部（Ｐ１００質量部に対して０．５質量部）とをそれぞれ仕込んだ後、還流温度（９８℃〜１０２℃）まで徐々に昇温した後、同温度で６時間の縮合反応を行った。縮合反応後、減圧濃縮を行ったところ、１９９質量部（収量はＰ１００質量部に対して１０３質量部）の未硬化のノボラック型フェノール樹脂が得られた。この未硬化のノボラック型フェノール樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が３，８４０、数平均分子量（Ｍｎ）が５１２、分散比（Ｍｗ／Ｍｎ）が７．５であった。
【００６１】
なお、上述の重量平均分子量及び数平均分子量は、東ソー株式会社のゲル濾過クロマトグラフＳＣ−８０２０シリーズビルドアップシステム（カラム：Ｇ２０００Ｈｘｌ＋Ｇ４０００Ｈｘｌ、検出器：ＵＶ２５４ｎｍ、キャリヤー：テトラヒドロフラン１ｍＬ／分、カラム温度：３８℃）を用いて標準ポリスチレン換算で測定した。
【００６２】
＜製造例１＞（ノボラック型フェノール樹脂を用いた試験片の製造）
合成した未硬化のノボラック型フェノール樹脂１００質量部、グラファイト（黒鉛）（日本黒鉛社の「青Ｐ」）１００質量部、炭素繊維（東レ社の「ＴＡ００８Ａ」；平均繊維長３ｍｍ）５０質量部、ホウ酸（新日本電工社の「ほう酸」）０．５質量部、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミン１５質量部、及び離型剤としてのステアリン酸カルシウム３質量部を均一に混合した。その後、得られた混合物を熱ロールにて均一に加熱混練してシート状にし、冷却後、パワーミルで粉砕してグラニュール状の成形材料を得た。
【００６３】
得られた上記成形材料を以下の条件で金型へ充填することにより射出成形し、平均内径２０ｍｍ、平均外径２５ｍｍ、平均長さＬが１０ｍｍのブッシュ形状の試験片を得た。
シリンダー温度：前部９０℃、後部４０℃
金型温度：１７０℃
硬化時間：６０秒
【００６４】
＜製造例２＞（ＰＥＥＫを用いた試験片の製造）
ＰＥＥＫの丸棒（クオドラントポリペンコ社の「ＰＫ−４５０ＦＣ（旧グレード名）」）を加工し、平均内径２０ｍｍ、平均外径２５ｍｍ、平均長さＬが１０ｍｍのブッシュ形状の試験片を得た。
【００６５】
＜試験例＞
図１に示すブッシュ試験装置を用い、製造例１及び製造例２の試験片の摩耗特性を測定した。上記ブッシュ試験装置は、ブッシュ形状の試験片Ｘ１と、この試験片Ｘ１の内周面に周面が当接している円柱状の相手軸材Ｘ２とにより構成される。試験片Ｘ１は、上述の製造例１又は製造例２で得られた試験片を用いた。相手軸材Ｘ２は、平均径ｄが２０ｍｍの円柱状の炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）を用いた。測定では、潤滑剤として下記表１に示す潤滑油を用い、後述する条件で試験片Ｘ１に径方向に力Ａ（Ｎ）を加えつつ相手軸材Ｘ２を周方向Ｂに回転させた。この力Ａを試験片Ｘ１の平均長さＬと相手軸材Ｘ２の平均径ｄとで除した値（Ａ（Ｎ）／Ｌ（ｍｍ）／ｄ（ｍｍ））を試験面圧（Ｎ／ｍｍ２）とした。試験片Ｘ１の力Ａをかける箇所の平均厚さを試験前及び試験後にマイクロメーターで測定し、試験前後の平均厚さの差を自己摩耗量（ｍｍ）とした。この自己摩耗量を試験面圧（Ｎ／ｍｍ２）、試験速度（ｍ／ｓ）及び試験時間（ｈｒ）で除した値を比摩耗量（ｍｍ／（Ｎ／ｍｍ２・ｍ／ｓ・ｈｒ））とした。比摩耗量は、数値が小さいほど摩耗特性に優れ摩耗量が少ないことを示し、９×１０−４（ｍｍ／（Ｎ／ｍｍ２・ｍ／ｓ・ｈｒ））以下の場合を良好、９×１０−４（ｍｍ／（Ｎ／ｍｍ２・ｍ／ｓ・ｈｒ））を超える場合を不十分と評価できる。
【００６６】
試験面圧：１６Ｎ／ｍｍ２
試験速度：６０ｍ／ｓ
試験時間：５時間（但し、自己摩耗量が０．１ｍｍを超えないようにするため、比較試験例１は１時間で測定を中止した）
【００６７】
比摩耗量の測定に使用した潤滑油を以下に示す。
ＩＳＯ  ＶＧ  １０：株式会社ＡＺの「ＡＺスピンドルオイル」、２５℃における動粘度が１６ｍｍ２／ｓ
ＩＳＯ  ＶＧ  ２２：ＴＲＵＳＣＯ社の「スピンドルオイル」、２５℃における動粘度が４１ｍｍ２／ｓ
ＩＳＯ  ＶＧ  ３２：ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社の「ＦＫＢタービン３２」、２５℃における動粘度が６２ｍｍ２／ｓ
【００６８】
上記潤滑油の動粘度は、ＪＩＳ−Ｋ２２８３（２０００年）に準拠してキャノンフェンスケ粘度計（柴田科学社の「粘度計  キャノン・フェンスケ（ＳＯ）粘度計番号  Ｎｏ．２００、及びＮｏ．１５０」）で測定した。
【００６９】
【表１】
2016217388.tif 000002
【００７０】
表１に示すように、製造例２のＰＥＥＫを用いた試験片は、２５℃における動粘度が５０ｍｍ２／ｓ以上である高粘度潤滑油が介在する条件下では製造例１のフェノール樹脂を用いた摺動部材よりも比摩耗量が低かった（参考試験例１及び参考試験例２）。しかし、製造例２の試験片は、使用する潤滑油の動粘度の低下に伴って比摩耗量が大幅に上昇し、２５℃における動粘度が５ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の低粘度潤滑油が介在する条件下では製造例１の試験片よりも比摩耗量が高くなった（比較試験例１及び比較試験例２）。
【００７１】
一方、製造例１のフェノール樹脂を用いて製造した試験片は、使用する潤滑油の動粘度の低下に伴う比摩耗量の上昇が少なく、上記低粘度潤滑油が介在する条件下でも摩耗量が良好であった（試験例１及び試験例２）。このことから、当該摺動部材は、上記低粘度潤滑油が介在する条件下で使用することで摩擦損失及び摩耗量を低減できると判断される。また、当該摺動部材が油圧回路に接続されている場合、油圧回路制御に必要な電力を節減できると判断される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
当該摺動部材及びその使用方法、並びに当該摺動構造によれば、摩擦損失及び摩耗量が少ない摺動構造を提供できる。
【符号の説明】
【００７３】
Ｘ１  試験片
Ｘ２  相手軸材
【図１】
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