(57)【要約】【課題】摺動部材の強度を低下させることなく、安定的に耐荷重性を向上させた含油摺動部材、含油軸受および含有摺動部材の製造方法を提供する。【解決手段】部材本体１２の摺動面１２ｃに、液状または半固体状の潤滑剤を供給できる含油摺動部材１０であって、前記摺動面１２ｃ上に耐荷重性固体潤滑剤が存在することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材本体の摺動面に液状または半固体状の潤滑剤を供給できる含油摺動部材であって、前記摺動面上に耐荷重性固体潤滑剤が存在する
ことを特徴とする含油摺動部材。
【請求項２】
前記部材本体は微細孔を有する多孔質状であり、前記液状または半固体状の潤滑剤は、前記部材本体の前記微細孔内に充填されていることを特徴とする請求項１記載の含油摺動部材。
【請求項３】
前記摺動面における前記耐荷重性固体潤滑剤の表面被覆率は、６０％を超えることを特徴とする請求項１または２記載の含油摺動部材。
【請求項４】
前記耐荷重性固体潤滑剤は、走査型電子顕微鏡観察に基づいて得られた一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の粒子を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の含油摺動部材。
【請求項５】
前記耐荷重性固体潤滑剤は、ナノ炭素材料を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の含油摺動部材。
【請求項６】
前記摺動面が、境界潤滑または混合潤滑の状態で使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の含油摺動部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の含油摺動部材を用いたことを特徴とする含油軸受。
【請求項８】
耐荷重性固体潤滑剤を含有する分散液を用いて、部材本体の摺動面に前記耐荷重性固体潤滑剤を配置する工程と、
前記摺動面に前記耐荷重性固体潤滑剤が配置された前記部材本体に、液状または半固体状の潤滑剤を含浸させる工程と
を備えることを特徴とする含油摺動部材の製造方法。
【請求項９】
液状または半固体状の潤滑剤を部材本体に含浸させる工程と、
耐荷重性固体潤滑剤を含有する分散液を用いて、前記液状または半固体状の潤滑剤が含浸された部材本体の摺動面に前記耐荷重性固体潤滑剤を配置する工程と
を備えることを特徴とする含油摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含油摺動部材、含油軸受および含油摺動部材の製造方法に係り、特に耐荷重性を高めた含油摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
含油軸受等の含油摺動部材においては、金属製または樹脂製の多孔質体の内部に含有された潤滑油が摺動面に供給されて潤滑作用が得られる。例えば軸受であれば、荷重が小さい時にはシャフトは薄い油膜に支えられており、シャフトの固体面は軸受の固体面に接触しない。シャフトの固体面と軸受の固体面とが油膜で隔離された流体潤滑の状態にあるので、部材の摩耗が少なく、安定的に長期に渡って使用できる。しかしながら、荷重が大きくなると、油膜ではシャフトを支えきれなくなって固体面同士の接触が起こる。時間の経過とともに、いわゆる焼きつきと呼ばれる現象も生じ、摩擦係数が増大して摩耗も進み始める。摩耗が一定以上になると、軸受としてもはや使用することができなくなって寿命を縮める原因となる。したがって、大きな荷重を受けた際でも焼きつきを抑制することができれば、含油摺動部材の耐荷重性を高めることができる。
【０００３】
軸受等の摺動部材の耐荷重性を高めるために、潤滑油に固体潤滑剤または極圧添加剤を配合した潤滑油組成物を用いることが提案されている（例えば、特許文献１、２）。また、軸受に固体潤滑剤を含有させる方法（例えば、特許文献３）や、結合剤等を用いて軸受の表面に固体潤滑剤を含む皮膜を作る方法（例えば、特許文献４）が提案されている。さらに、摺動部材に穴を設け、固体潤滑剤と潤滑油と樹脂成分とを含有する潤滑組成物をその穴の内部に埋め込むという方法も提案されている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５２７１号公報
【特許文献２】特開平８−２９５８９６号公報
【特許文献３】特開２００１−１３２７５５号公報
【特許文献４】特開２００５−８９５１４号公報
【特許文献５】特開平６−９９７９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、上記特許文献に係る方法は、含油摺動部材の耐荷重性を高めるために満足のいくものではなかった。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載されている潤滑油組成物では、固体潤滑剤の効果を十分に得るには固体潤滑剤の添加量を増やす必要があるが、添加量の増加に伴い固体潤滑剤の分散安定性が低下し、固体潤滑剤が凝集して沈降する。また、特許文献２に記載されているような極圧添加剤は、一般的に硫黄分を含み、腐食作用を有することが知られている。したがって、使用量にも限界がある。いずれの場合も固体潤滑剤や極圧添加剤の効果は限定的となり、摺動部材の耐荷重性を十分に高めることができない。
【０００７】
特許文献３に係る方法では、固体潤滑剤の効果を高めるために軸受中の固体潤滑剤の割合を多くすると、軸受の主成分の割合が減少して軸受の強度が低下する。この場合、コストの上昇といった問題も発生する。また、特許文献４に係る方法では、軸受の表面が皮膜で覆われることにより表面の孔が塞がれるので、内部からの給油機構が失われてしまう。このため、部材の内部から微細孔を経由して潤滑油が供給される含油摺動部材には適用できない。
【０００８】
特許文献５に係る方法は、部材に穴を設ける点で、微細孔を有する多孔質体には適用しにくい。多孔質体に適用したところで、潤滑油は潤滑組成物中に含まれているため、内部からの円滑な供給は期待できない。しかも、固体潤滑剤は樹脂成分等とともに穴の内部に埋め込まれており部材の表面には存在しないため、固体潤滑剤の効果は十分に発揮されない。
【０００９】
そこで本発明は、摺動部材の強度を低下させることなく、安定的に耐荷重性を向上させた含油摺動部材、含油軸受および含油摺動部材の製造方法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】
【００１０】
本発明の第１の観点は、部材本体の摺動面に液状または半固体状の潤滑剤を供給できる含油摺動部材であって、前記摺動面上に耐荷重性固体潤滑剤が存在することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、前記部材本体は微細孔を有する多孔質状であり、前記液状または半固体状の潤滑剤は、前記部材本体の前記微細孔内に充填されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の観点は、第１または第２の観点に基づく発明であって、前記摺動面における前記耐荷重性固体潤滑剤の表面被覆率は、６０％を超えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の観点は、第１〜第３のいずれか１つの観点に基づく発明であって、前記耐荷重性固体潤滑剤は、走査型電子顕微鏡観察に基づいて得られた一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の粒子を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５の観点は、第１〜第４のいずれか１つの観点に基づく発明であって、前記耐荷重性固体潤滑剤は、ナノ炭素材料を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第６の観点は、第１〜第５のいずれか１つの観点に基づく発明であって、前記摺動面が、境界潤滑または混合潤滑の状態で使用されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第７の観点は、前述のいずれかの含油摺動部材を用いたこと特徴とする。
【００１７】
本発明の第８の観点は、耐荷重性固体潤滑剤を含有する分散液を用いて、部材本体の摺動面に前記耐荷重性固体潤滑剤を配置する工程と、前記摺動面に前記耐荷重性固体潤滑剤が配置された前記部材本体に、液状または半固体状の潤滑剤を含浸させる工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第９の観点は、液状または半固体状の潤滑剤を部材本体に含浸させる工程と、耐荷重性固体潤滑剤を含有する分散液を用いて、前記液状または半固体状の潤滑剤が含浸された部材本体の摺動面に前記耐荷重性固体潤滑剤を配置する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１〜第７の観点の含油摺動部材では、部材本体の摺動面に耐荷重性固体潤滑剤が存在することにより、摺動部材の強度を低下させることなく、焼きつきを抑制して耐荷重性を高めることができる。
【００２０】
本発明の第２の観点の含油摺動部材では、多孔質状の焼結金属からなる部材本体の微細孔内に液状または半固体状の潤滑剤が充填されていることにより、自己給油を行うことができる。
【００２１】
本発明の第３の観点の含油摺動部材では、摺動面における耐荷重性固体潤滑剤の表面被覆率が６０％超であるので、耐荷重性をよりいっそう高め、摩擦係数をよりいっそう低減することができる。
【００２２】
本発明の第４の観点の含油摺動部材では、耐荷重性固体潤滑剤が、一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の粒子を含むことにより、耐荷重性をよりいっそう高め、摩擦係数をよりいっそう低減することができる。
【００２３】
本発明の第５の観点の含油摺動部材では、耐荷重性固体潤滑剤がナノ炭素材料を含むことにより、耐荷重性をよりいっそう高め、摩擦係数をよりいっそう低減することができる。
【００２４】
本発明の第６の観点の含油摺動部材では、前記摺動面が、境界潤滑または混合潤滑の状態で使用されることにより、摺動面に存在する耐荷重性固体潤滑剤の効果を十分に発揮することができる。
【００２５】
本発明の第８、第９の観点の含油摺動部材の製造方法では、部材本体の摺動面に耐荷重性固体潤滑剤を配置することができるので、耐荷重性の向上した含油摺動部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る含油摺動部材の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
１．全体構成
図１には、本実施形態にかかる含油摺動部材として、含油軸受１０の縦断面図を示す。図示する含油軸受１０は、摺動面を有する部材本体１２を含む。この部材本体１２は、多孔質状の焼結金属である。本実施形態においては、部材本体１２は、ほぼ円筒状に形成されている。本実施形態に用いられる部材本体１２は、乾燥密度が５．２〜７．５ｇ／ｃｍ３で、含油率が１５〜２７ｖｏｌ％であることが好ましい。一般的には、部材本体１２の乾燥密度や含油率は、ＪＩＳ規格Ｚ２５０１：２０００により求められる。
【００２９】
部材本体１２は、直径が１〜２０μｍ程度の微細孔を有し、この微細孔は三次元的に連続している。微細孔の直径は、一般的には、水銀圧入法により求めることができる。微細孔内部には液状または半固体状の潤滑剤が充填されており、この潤滑剤が摺動面に滲出して潤滑油膜を形成し、摺動面に潤滑作用を付与する。充填される液状または半固体状の潤滑剤としては、例えば、油、グリース、およびイオン液体などが挙げられる。
【００３０】
部材本体１２の内側には、一端面１２ａから他端面１２ｂまで軸体１４が回転自在に支持されている。この軸体１４に一体的に設けられた鍔１６から、一端面１２ａへ軸方向の荷重が加わる。
【００３１】
部材本体１２の内周面１２ｃは、摺動面として作用するものである。この内周面１２ｃ上には、図示しない耐荷重性固体潤滑剤（以下、固体潤滑剤と称する）が存在する。本実施形態においては、固体潤滑剤は、内周面１２ｃの表面に直接接して、内周面１２ｃ上に設けられている。軸体１４の表面は、常温で液状または半固体状の潤滑剤からなる潤滑油膜と固体潤滑剤とによって、部材本体１２の内周面１２ｃから隔てられることになる。したがって、固体潤滑剤は、部材本体１２の内部からの液状または半固体状の潤滑剤の滲出を妨げないように、内周面１２ｃに存在していることが求められる。
【００３２】
固体潤滑剤の効果を十分に得るためには、固体潤滑剤は、内周面１２ｃの全面にわたって存在することが好ましいが、これは必ずしも必須ではない。以下の手法で求められる表面被覆率が３０％を超えるように、内周面１２ｃに固体潤滑剤が配置されていれば、内周面１２ｃにおける焼きつきを抑制し、さらに摩擦係数を低減することができる。摩擦係数を十分に低減するには、表面被覆率は６０％を超えることが好ましい。表面被覆率を得るには、まず、固体潤滑剤が配置された内周面１２ｃにおける単位領域（１０μｍ２の領域）を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により１００箇所観察する。観察された１００箇所のなかで、固体潤滑剤の存在が確認された単位領域の割合を表面被覆率とする。
【００３３】
固体潤滑剤としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、フラーレン、およびナノダイヤモンドなどのナノ炭素材料が挙げられる。黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、またはフッ素樹脂の粒子を、固体潤滑剤として用いてもよいが、ナノ炭素材料を用いることが好ましい。ナノ炭素材料からなる固体潤滑剤は、樹脂や結合剤等を用いずに部材本体１２の内周面１２ｃに配置することができるため、内部から内周面１２ｃへの液状または半固体状の潤滑剤の滲出を妨げるおそれがない。
【００３４】
摺動面としての内周面１２ｃにおいては、固体潤滑剤は粒子状で存在し、その一次粒子の平均粒径は１μｍ以下であることが好ましい。固体潤滑剤の平均粒径が１μｍ以下の場合には、内周面１２ｃにおける摩擦係数を十分に低減することができる。内周面１２ｃに存在する固体潤滑剤の平均粒径は、例えばＳＥＭ観察により求めることができる。具体的には、固体潤滑剤が配置された内周面１２ｃをＳＥＭにより観察して画像を得、画像の１ピクセルの大きさを算出して求めることができる。あるいは、アルコール中で超音波洗浄を行うことにより内周面１２ｃから落とした固体潤滑剤について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）観察することによって固体潤滑剤の平均粒径を求めてもよい。
【００３５】
２．製造方法
本実施形態の含油軸受１０は、部材本体１２の摺動面に固体潤滑剤を配置し、部材本体１２に液状または半固体状の潤滑剤を含浸させることによって製造することができる。
【００３６】
摺動面としての内周面１２ｃに固体潤滑剤を配置するには、固体潤滑剤を含有する分散液（以下、固体潤滑剤分散液と称する）が用いられる。固体潤滑剤分散液は、所定の固体潤滑剤を水等の分散媒に分散させて、１時間程度の分散処理を施すことにより調製することができる。分散処理は、例えば超音波ホモジナイザーを用いて行うことができ、この際、固体潤滑剤に対して０．１〜１０ｗｔ％程度の量の分散剤を配合してもよい。分散剤としては、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）およびコール酸ナトリウム水和物等が挙げられる。
【００３７】
分散媒中には、メタノール等のアルコールが含まれていてもよい。メタノールによって分散液の粘度を低め、塗布性を向上させることができる。水とメタノールとの重量比（水：メタノール）は、５０：５０〜９５：５程度とすることができる。分散液中における固体潤滑剤の濃度は、０．１〜２０ｗｔ％程度が好ましく、１〜５ｗｔ％程度がより好ましい。
【００３８】
固体潤滑剤分散液を部材本体１２の内周面１２ｃに塗布した後、乾燥し、プレスを行うことによって、部材本体１２の内周面１２ｃに固体潤滑剤が配置される。固体潤滑剤分散液は、例えばマイクロピペットを用いて、部材本体１２の内周面１２ｃに滴下し、その後スピンコートすることで塗布することができる。後述するように、部材本体１２には、液状または半固体状の潤滑剤が含浸され、この潤滑剤は摺動面としての内周面１２ｃに供給される。内周面１２ｃの一部が露出されていれば、この露出部で液状または半固体状の潤滑剤の含浸、供給が円滑に行われる。したがって、部材本体１２の内周面１２ｃの全面が固体潤滑剤分散液で完全に覆われないように、分散液の濃度やコーティング条件を調整して固体潤滑剤分散液を塗布することが好ましい。
【００３９】
部材本体１２の内周面１２ｃに塗布された固体潤滑剤分散液は、例えば６０℃で１２時間保持することによって乾燥することができる。その後、例えば、１〜１０×１０３ｋｇ／ｃｍ２となる圧力で１〜１０分間のプレスを行うことによって、部材本体１２の内周面に固体潤滑剤が配置される。
【００４０】
固体潤滑剤を部材本体１２の内周面１２ｃに配置した後、部材本体１２に液状または半固体状の潤滑剤を含浸させる。例えば、内周面１２ｃに固体潤滑剤が配置された部材本体１２を、液状または半固体状の潤滑剤に浸漬し、１〜１００ｍｍＨｇ程度の真空引きによって、液状または半固体状の潤滑剤を部材本体１２に含浸させる。含浸時間は、特に限定されないが、一般的には１〜１２時間とすることができる。
【００４１】
本実施形態の場合、液状または半固体状の潤滑剤を多孔質状の焼結金属からなる部材本体１２に含浸させる前に、固体潤滑剤分散液を部材本体１２の摺動面としての内周面１２ｃに塗布することとした。これによって、固体潤滑剤を部材本体１２の内周面１２ｃに均一に配置することができる。固体潤滑剤は、基本的には部材本体１２の表面に存在するものであるが、液状または半固体状の潤滑剤を含浸させる処理によって、部材本体１２の微細孔の内部に固体潤滑剤の一部が入り込んでいてもよい。
【００４２】
以上のようにして、多孔質状の焼結金属からなる部材本体１２に液状または半固体状の潤滑剤が含浸され、摺動面としての内周面１２ｃに固体潤滑剤が配置された本実施形態の含油軸受１０が得られる。
【００４３】
３．作用及び効果
本実施形態に係る含油軸受１０においては、液状または半固体状の潤滑剤が部材本体１２の内部から摺動面としての内周面１２ｃに供給され、さらに、内周面１２ｃには固体潤滑剤が存在している。液状または半固体状の潤滑剤による潤滑油膜と固体潤滑剤とによって、本実施形態に係る含油軸受１０においては、部材本体１２の内周面１２ｃに十分な潤滑作用が与えられる。
【００４４】
一般的には、含油軸受１０は、１〜１０ＭＰａ程度の面圧で用いられる。本実施形態の含油軸受１０は、高い面圧を受けて潤滑油膜の一部が損なわれて部材本体１２の内周面１２ｃが軸体１４の固体面に接触した場合、いわゆる境界潤滑または混合潤滑の状態でも、固体潤滑剤によって内周面１２ｃの潤滑作用は保たれる。固体潤滑剤に起因した潤滑作用によって、高い面圧を受けても内周面１２ｃにおける摩擦係数の増大は回避され、部材の摩耗が進行することもない。なお、境界潤滑は、部材本体１２の内周面１２ｃと軸体１４の固体面との間に潤滑油膜が存在するにも拘わらず、部材本体１２の内周面１２ｃと軸体１４の固体面とが部分的に接触する状態である。混合潤滑とは、流体潤滑部分と境界潤滑部分とが混在した状態である。
【００４５】
このように、本実施形態に係る含油摺動部材１０は、焼結金属で形成された部材本体１２の構成を変えずに内周面１２ｃに固体潤滑剤を配置することができるので、強度を低下させることなく耐荷重性を高めることができる。本実施形態に係る含油軸受１０は、５ＭＰａ程度以上の比較的高い面圧で用いた際に、特に効果が発揮される。
【００４６】
樹脂や結合剤等を用いずに固体潤滑剤を摺動面としての内周面１２ｃに配置した場合には、部材本体１２の微細孔が樹脂等により塞がれることがない。内部に含浸された液状または半固体状の潤滑剤は内周面１２ｃに良好に供給されて、潤滑油膜を形成することができる。したがって、液状または半固体状の潤滑剤と固体潤滑剤とによる潤滑作用を、長期にわたって保つことができる。
【００４７】
上述したとおり本実施形態においては、固体潤滑剤は、部材本体１２の摺動面としての内周面１２ｃに存在する。固体潤滑剤が部材本体１２に含まれている場合とは異なって、部材本体１２を構成している焼結金属の組成には影響を及ぼさないことから、部材本体１２は本来の強度を維持できる。しかも、本実施形態においては、部材本体１２に含浸される潤滑油への固体潤滑剤の分散性を考慮する必要がなく、固体潤滑剤の選択の自由度が広がった点でも有利である。
【００４８】
４．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
【００４９】
上述の実施形態では、含油摺動部材として含油軸受を用いたが、軸受の他、ブッシュなどの摺動部材を用いることもできる。含油軸受の内周面を摺動面の例として説明したが、摺動部材の種類によっては、内周面以外の面が摺動面となることもあり得る。部材本体の材質は、金属に限定されず、セラミックス、樹脂、または多孔質セラミックスを含む樹脂としてもよい。
【００５０】
含油軸受を製造するにあたっては、液状または半固体状の潤滑剤を多孔質状の焼結金属からなる部材本体に含浸させた後、固体潤滑剤を摺動面に配置してもよい。固体潤滑剤が表面に存在しない場合には、液状または半固体状の潤滑剤がより円滑に部材本体に含浸される。この場合、液状または半固体状の潤滑剤は、先立って部材本体に含浸されているので、摺動面への固体潤滑剤の配置を制限する必要性は特に生じない。
【００５１】
固体潤滑剤分散液は、スピンコート法、またはスプレーにより部材本体の摺動面に塗布することもできる。場合によっては、固体潤滑剤分散液を塗布した後、放置して自然乾燥させることによって、固体潤滑剤を摺動面に配置することもできる。
【００５２】
上述したとおり、固体潤滑剤は、部材本体内部からの液状または半固体状の潤滑剤の滲出を妨げないように、部材本体の摺動面に存在していることが求められる。これが達成されていれば、樹脂や結合剤などの他の成分を用いて固体潤滑剤を摺動面に配置してもよい。
【００５３】
５．実施例
以下の実施例においては、焼結金属からなる部材本体の表面に固体潤滑剤を配置するとともに、液状または半固体状の潤滑剤としての潤滑油を部材本体内部に含浸させて試料を作製し、固体潤滑剤が配置された表面の動摩擦係数を測定して試料の耐荷重性を調べた。
【００５４】
（実施例１）
＜部材本体の作製＞
Ｃｕ：８８ｗｔ％、Ｓｎ：１０ｗｔ％、Ｃ：２ｗｔ％の組成となるように、原料粉末としての銅粉末、錫粉末、および黒鉛を配合して混合粉末を得、これを常法によりプレスしてφ３０ｍｍ、Ｌ１０ｍｍの成形体を作製した。得られた成形体を、常法により、不活性雰囲気中７５０℃で３０分間焼結して、焼結金属からなる部材本体を作製した。得られた部材本体は、ＪＩＳ規格Ｚ２５０１：２０００により求めた乾燥密度が６．６ｇ／ｃｍ３であり、含油率は２０ｖｏｌ％であった。
【００５５】
＜固体潤滑剤の配置＞
固体潤滑剤としてのカーボンナノファイバー（ＣＮＦ）（ＣＮａｎｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｔｄ．：Ｆｌｏｔｕｂｅ９０００）を、硝酸：硫酸＝１：３の溶液中で６０℃において２４時間酸化処理し、その後分散処理を施した。分散処理には超音波ホモジナイザー（ＱＳｏｎｉｃａ製：Ｑ７００）を用い、処理条件は、２８０Ｗで２時間（パルス間隔：３０ｓｅｃ）とした。分散処理後、２０ｗｔ％のメタノールをさらに加えて、固体潤滑剤分散液としてのＣＮＦ分散液を得た。分散液中におけるＣＮＦ濃度は０．０５ｗｔ％であった。
【００５６】
この分散液１００μＬで前述の部材本体の表面全体を覆い、６０℃で１２時間保持することで乾燥させた。その後、ハンドプレスを用いて圧力１．０×１０３ｋｇ／ｃｍ２（９８ＭＰａ）となる力で１分間プレスし、固体潤滑剤としてのＣＮＦを部材本体の表面に配置した。
【００５７】
＜液状または半固体状の潤滑剤の含浸＞
液状の潤滑剤として潤滑油（ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）：タービン油）を用意し、表面にＣＮＦが配置された部材本体をこの中に浸漬した。１０ｍｍＨｇの真空引きを４時間行って、部材本体に潤滑油を含浸させた。こうして、部材本体に潤滑油が含浸されるとともに、表面にＣＮＦが配置された実施例１の試料が得られた。
【００５８】
さらに、以下の点を変更する以外は実施例１と同様の手法により、実施例２〜１１および比較例の試料を作製した。
【００５９】
（実施例２）
マイクロピペットを用いて８０μＬの固体潤滑剤分散液を部材本体に滴下し、表面の８割程度をスポット的に覆った。
【００６０】
（実施例３）
マイクロピペットを用いて６０μＬの固体潤滑剤分散液を部材本体に滴下し、表面の６割程度をスポット的に覆った。
【００６１】
（実施例４）
マイクロピペットを用いて２０μＬの固体潤滑剤分散液を部材本体に滴下し、表面の２割程度をスポット的に覆った。
【００６２】
（実施例５）
固体潤滑剤としてのＣＮＦを、フラーレン（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｒｐ．：製品番号５７２５００）に変更した。また、酸化処理は行わず、分散剤としてのＰＶＰ（Ｋ＝３０  ＣＮＦに対して１０ｗｔ％）と共に分散処理を行った。
【００６３】
（実施例６）
固体潤滑剤としてのＣＮＦを、カーボンブラック（三菱化学（株）：＃２６５０）に変更した。また、酸化処理は行わず、分散剤も使用しなかった。
【００６４】
（実施例７）
固体潤滑剤分散液としてのＣＮＦ分散液を、ボロンナイトライド（ＢＮ）分散液（（株）ＭＡＲＵＫＡ：ウルトラコート、Ｃタイプ）の希釈液に変更した。ボロンナイトライド分散液は、水とメタノールとの混合溶液（水：メタノール＝８０：２０重量比）を用いて、固形分濃度が０．０５ｗｔ％になるように希釈した。
【００６５】
（実施例８）
固体潤滑剤としてのＣＮＦを二硫化モリブデン粉末（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｒｐ．：製品番号２３４８４２）に変更し、ＰＶＰをコール酸ナトリウム水和物（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｒｐ．：製品番号Ｃ１２５４）に変更した。
【００６６】
（実施例９）
原料粉末の種類および配合量を変更して得られた焼結金属を、部材本体として用いた。焼結金属の組成は、Ｃｕ：４０ｗｔ％，Ｆｅ：５５ｗｔ％，Ｓｎ：５ｗｔ％であり、この焼結金属からなる部材本体の乾燥密度および含油率は、それぞれ６．２ｇ／ｃｍ３および２５ｖｏｌ％であった。
【００６７】
（実施例１０）
原料粉末の種類および配合量を変更して得られた焼結金属を、部材本体として用いた。焼結金属の組成は、Ｆｅ：７７ｗｔ％、Ｓｎ：１ｗｔ％、Ｃ：２ｗｔ％、Ｃｕ：２０ｗｔ％であり、この焼結金属からなる部材本体の乾燥密度および含油率は、それぞれ５．８ｇ／ｃｍ３および２４ｖｏｌ％であった。
【００６８】
（実施例１１）
まず、部材本体に潤滑油を含浸させ、次いで、部材本体の表面に固体潤滑剤分散液を塗布した。固体潤滑剤分散液の調液においては、水：メタノール重量比を１０：９０に変更し、分散作業は１００％水中で行った。こうして得られた分散液１ｍＬを、潤滑油が含浸された部材本体の表面にスピンコート（３０００ｒｐｍ、１分）により塗布した。その後、ハンドプレスによって圧力１．０×１０３ｋｇ／ｃｍ２（９８ＭＰａ）となる力で１分間プレスした。
【００６９】
実施例２〜１１の試料においては、実施例１の試料と同様、部材本体に潤滑油が含浸されるとともに、部材本体の表面に固体潤滑剤が配置されている。
【００７０】
（比較例）
部材本体に固体潤滑剤分散液を用いた処理を施さず、プレスおよび潤滑油の含浸を行った。比較例の試料においては、部材本体の表面に固体潤滑剤が配置されていない。
【００７１】
上述のように得られた試料（実施例１〜１１、比較例）の物性値を、試料の構成とともに下記表１にまとめる。物性値としては、固体潤滑剤の平均粒径および表面被覆率、面圧、動摩擦係数、および焼きつきの有無を、以下の手法により求めた。
【００７２】
＜固体潤滑剤の平均粒径＞
部材本体の表面に配置された固体潤滑剤をＳＥＭ、もしくはＴＥＭ観察して画像を得、その結果から一次粒子の平均粒径を求めた。なお、異方性のある粒子（カーボンナノファイバー、窒化ホウ素（ＢＮ）、二硫化モリブデン）に関しては、最大長さを粒径とした。
【００７３】
＜表面被覆率＞
ＳＥＭにより１０μｍ２の単位領域の画像を１００箇所について観察し、固体潤滑剤の存在が確認された単位領域の割合を求めて表面被覆率とした。
【００７４】
＜面圧＞
面圧は、動摩擦係数の測定において、荷重を見かけ接触面積（測定用ピンの面積）で割ることによって算出した。
【００７５】
＜動摩擦係数＞
動摩擦係数は、作製直後の試料について、摩擦摩耗試験機（神鋼造機（株）：ＳＺ−ＦＴ−９３Ｂ）を用いて測定した。滑り速度は６２ｍ／ｍｉｎに設定し、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）製のピン（Φ４）を用いた。試験は、部材本体の上をピンが回転する形で３０分間行い、後半の１５分の値の算術平均を求めて動摩擦係数とした。部材本体の表面に固体潤滑剤が配置されていない比較例の試料については、任意の表面の動摩擦係数を測定した。
【００７６】
＜焼きつきの有無＞
焼きつきが起きたかどうかは、測定中の動摩擦係数が急激に増大し、摺動音が異常に大きくなる状態が続いた場合、焼きつきが起きたと判断した。
【００７７】
【表１】
2016180464.tif 000003
【００７８】
表１中、「ＮＡ」は「Not Available」の略であり、データが存在しないことを表している。上記表１に示されるように、比較例の試料では焼きつきが生じているが、実施例の試料では焼きつきが発生していない。このことから、実施例の試料は耐荷重性が高められたことがわかる。また焼きつきが起きていない試料においては、摩擦係数も小さいままとどまっている。特に、固体潤滑剤として、カーボンナノファイバー、カーボンブラックまたはフラーレンといったナノ炭素材料を用いた場合には、動摩擦係数がより小さくなった。
【００７９】
部材本体表面における固体潤滑剤の表面被覆率が大きいほど、動摩擦係数は小さくなる傾向があり、固体潤滑剤の表面被覆率が６０％を超えていれば０．０９８未満の動摩擦係数が得られている。また、固体潤滑剤の平均粒径が小さいほど動摩擦係数も小さくなる傾向があり、固体潤滑剤の平均粒径が１μｍ以下であれば、動摩擦係数は０．０９２未満に抑えることができる。
【００８０】
以上においては、焼結金属からなる部材本体の表面に固体充填剤を配置するとともに、内部に液状または半固体状の潤滑剤としての潤滑油を含浸させて得られた試料を例に挙げて、耐荷重性を高め、さらに摩擦係数を低減し得ることを示した。こうした試料と同様に、液状または半固体状の潤滑剤が部材本体の内部に含有されるとともに、固体潤滑剤が摺動面に配置されていれば、含油軸受等の含油摺動部材の場合も同様に、耐荷重性を高め、さらに摩擦係数を低減することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  含油軸受（含油摺動部材）
１２  部材本体
１４  軸体
１６  鍔
【図１】
2016180464.tif 000004