(57)【要約】【課題】摺動界面におけるさらなる低摩擦化と耐久性向上とを図る。【解決手段】第１摺動面１ａを有する第１摺動部材１と、第１摺動面１ａと摺動接触する第２摺動面２ａを有する第２摺動部材２とを備え、第１摺動面１ａ及び第２摺動面２ａ同士の摺動界面にエステル系潤滑剤３が介在される。第１摺動部材１は、金属基材１１と、この金属基材１１の表面に形成された樹脂コート層１２とを備える。樹脂コート層１２は、バインダ樹脂１２１と、このバインダ樹脂１２１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤（イモゴライト）１２２とを備える。第２摺動部材２は金属材料よりなる。イモゴライトとエステル系潤滑剤３のエステル基との化学結合によって、樹脂コート層１２の表面により構成される第１摺動面１ａに、エステル系潤滑剤３よりなる油膜が化学的に結合されて形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１摺動面を有する第１摺動部材と、該第１摺動面と摺動接触する第２摺動面を有する第２摺動部材とを備え、該第１摺動面及び該第２摺動面同士の摺動界面に潤滑剤が介在される摺動構造であって、
前記第１摺動面及び前記第２摺動面のうちの少なくとも一方が、バインダ樹脂と該バインダ樹脂中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤とを備えた、樹脂部の表面により構成され、
前記潤滑剤がエステル系潤滑剤であり、かつ前記ナノチューブ状充填剤がイモゴライトよりなることを特徴とする摺動構造。
【請求項２】
前記エステル系潤滑剤が、エステル基油を含むエステル油系グリースである請求項１に記載の摺動構造。
【請求項３】
前記バインダ樹脂が、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール及びポリカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は２に記載の摺動構造。
【請求項４】
前記第１摺動部材及び前記第２摺動部材のうちの一方が、金属材料よりなる金属基材と、該金属基材の表面に形成されて前記樹脂部を構成する樹脂コート層とからなり、
前記第１摺動部材及び前記第２摺動部材のうちの他方が金属材料よりなる請求項１〜３のいずれか一つに記載の摺動構造。
【請求項５】
前記第１摺動部材が、互いに摺動可能に嵌合してプロペラシャフトを構成するスプラインシャフト及びスプラインスリーブの一方であり、かつ前記第２摺動部材が該スプラインシャフト及び該スプラインスリーブの他方である請求項１〜４のいずれか一つに記載の摺動構造。
【請求項６】
相手材と摺動接触する摺動面にエステル系潤滑剤が供給されつつ使用される摺動部材であって、
前記摺動面が、バインダ樹脂と該バインダ樹脂中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤とを備えた、樹脂部の表面により構成され、
前記ナノチューブ状充填剤がイモゴライトよりなることを特徴とする摺動部材。
【請求項７】
前記バインダ樹脂が、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール及びポリカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項６に記載の摺動部材。
【請求項８】
金属材料よりなる金属基材と、該金属基材の表面に形成されて前記樹脂部を構成する樹脂コート層とからなる請求項６又は７に記載の摺動部材。
【請求項９】
互いに摺動可能に嵌合してプロペラシャフトを構成するスプラインシャフト及びスプラインスリーブのうちの一方である請求項６〜８のいずれか一つに記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は摺動構造及び摺動部材に関し、詳しくはバインダ樹脂とこのバインダ樹脂中に分散して保持された充填剤とを備えた樹脂部の表面により摺動面が構成され、使用時にこの摺動面に潤滑剤が供給される摺動構造及び摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロペラシャフトは、車両のフロントに搭載されているエンジンからの動力を、トランスミッション（変速機）を経てリア・デファレンシャル・ギアボックスへ伝える回転軸である。このプロペラシャフトには、車両の走行中、シャフト長の変化を吸収する機能が求められる。このため、プロペラシャフトは、内面に雌型スプライン溝が刻設されたスプラインスリーブに雄型スプラインシャフトを摺動自在に挿入、嵌合して構成されている。
【０００３】
このようなプロペラシャフトにおいては、ステンレス鋼等よりなるスプラインスリーブ及びスプラインシャフトの摺動界面に、添加剤による極圧性向上等を狙った潤滑剤としてグリースを介在させている。しかし、摺動界面における固体接触部では金属摩耗が起こり、その摩耗分がグリース中に混入する。その結果、摺動界面における摩擦係数が増大してしまう。
【０００４】
そこで、鋼材等よりなるスプラインシャフト及びスプラインシャフトにおいて、スプラインシャフトの内面に樹脂コーティングを施したプロペラシャフトが知られている（例えば、特許文献１参照）。このプロペラシャフトでは、樹脂コート層により金属接触を回避できるので、摺動界面における摩擦係数を低減させることが可能になる。
【０００５】
しかしながら、樹脂コート層を構成する樹脂には、グリース中の基油と結合する極性基がない。このため、樹脂コート層の表面に油膜が形成され難く、摺動界面における摩擦係数を大きく低減させることが困難である。また、樹脂コート層を構成する樹脂が自己摩耗するため、樹脂コート層の耐久性を確保することが困難である。
【０００６】
なお、第１摺動部材と第２摺動部材とからなり、両部材の摺動界面に潤滑油を供給する摺動構造において、第１摺動部材及び第２摺動部材がポリアミドイミド等の合成樹脂よりなるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、樹脂の代わりにダイヤモンドライクカーボンを摺動面にコーティングする技術も知られている。しかし、ダイヤモンドライクカーボン処理では、大型品を処理する際にバッチ処理が必要となり、また相手材攻撃性を抑えるべく下地面粗度を鏡面化により小さくする必要がある。このため、ダイヤモンドカーボン処理は、樹脂コート処理と比べて、生産性やコスト面で不利となる。
【特許文献１】特開平９−１０５４２１号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明上記実情に鑑みてなされたものであり、摺動界面におけるさらなる低摩擦化と耐久性向上とを図ることを解決すべき技術課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の摺動構造は、第１摺動面を有する第１摺動部材と、該第１摺動面と摺動接触する第２摺動面を有する第２摺動部材とを備え、該第１摺動面及び該第２摺動面同士の摺動界面に潤滑剤が介在される摺動構造であって、前記第１摺動面及び前記第２摺動面のうちの少なくとも一方が、バインダ樹脂と該バインダ樹脂中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤とを備えた、樹脂部の表面により構成され、前記潤滑剤がエステル系潤滑剤であり、かつ前記ナノチューブ状充填剤がイモゴライトよりなることを特徴とする。
【００１０】
ここに、前記ナノチューブ状充填剤におけるナノチューブ状とは、外径がナノオーダーのチューブ状（管状）のことである。
【００１１】
イモゴライトは、ナノチューブ状のアルミノシリケイト（（ＯＨ）３Ａｌ２Ｏ３ＳｉＯＨ）である。このイモゴライト中のＳｉ原子は、エステル系潤滑剤（Ｒ−ＣＯＯ−Ｒ’）のエステル基（−ＣＯＯ）中のＯ原子と容易に結合する。このため、バインダ樹脂にイモゴライトを分散、保持してなる樹脂部の表面により構成された摺動面には、イモゴライトとエステル基との化学結合によって、エステル系潤滑剤よりなる油膜が化学的に結合されて形成される。この摺動面に化学的に結合された油膜は、摺動面に安定に保持される。
【００１２】
また、前記樹脂部の表面により構成された摺動面には、該樹脂部中に分散するナノチューブ状のイモゴライトの一部が互いに絡み合いながら露出している。互いに絡み合ったイモゴライト同士の間には多数の微小隙間が形成されている。この摺動面に供給された潤滑剤は、イモゴライト同士の微小隙間に入り込んで保持される。このため、この摺動面に対して潤滑剤が機械的に結合される。
【００１３】
したがって、前記樹脂部の表面により構成された摺動面には、化学的結合力及び機械的結合力によって、潤滑剤が安定に保持される。
【００１４】
よって、第１摺動面及び前記第２摺動面のうちの少なくとも一方が、ナノチューブ状充填剤としてのイモゴライトを分散させて保持する樹脂部の表面により構成された、本発明の摺動構造によると、第１摺動面と第２摺動面との摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることができる。
【００１５】
また、前記樹脂部に分散して保持されたイモゴライトが補強材として機能することで、この樹脂部の機械的強度が向上する。このため、前記樹脂部の自己摩耗を低減させることができ、前記樹脂部の耐久性を向上させることが可能となる。
【００１６】
本発明の摺動構造は、下記（１）〜（４）に示される構成のうちの少なくとも一つを有することが好ましい。本発明の摺動構造は、下記（１）〜（４）の各項に示される構成をそれぞれ単独で有してもよいし、下記（１）〜（４）の各項に示される構成を二つ以上組み合わせて有してもよい。
【００１７】
（１）前記エステル系潤滑剤は、エステル基油を含むエステル油系グリースであることが好ましい。
【００１８】
（２）前記バインダ樹脂は、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール及びポリカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【００１９】
（３）前記第１摺動部材及び前記第２摺動部材のうちの一方は、金属材料よりなる金属基材と、該金属基材の表面に形成されて前記樹脂部を構成する樹脂コート層とからなり、かつ前記第１摺動部材及び前記第２摺動部材のうちの他方は金属材料よりなることが好ましい。
【００２０】
（４）前記第１摺動部材は、互いに摺動可能に嵌合してプロペラシャフトを構成するスプラインシャフト及びスプラインスリーブの一方であり、かつ前記第２摺動部材は該スプラインシャフト及び該スプラインスリーブの他方であることが好ましい。
【００２１】
また、上記課題を解決する本発明の摺動部材は、相手材と摺動接触する摺動面にエステル系潤滑剤が供給されつつ使用される摺動部材であって、前記摺動面が、バインダ樹脂と該バインダ樹脂中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤とを備えた、樹脂部の表面により構成され、前記ナノチューブ状充填剤がイモゴライトよりなることを特徴とする。
【００２２】
この摺動部材では、摺動面が、ナノチューブ状充填剤としてのイモゴライトをバインダ樹脂に分散、保持してなる樹脂部の表面により構成されている。このため、この摺動面には、イモゴライトとエステル基との化学結合によって、エステル系潤滑剤よりなる油膜が化学的に結合されて形成される。また、潤滑剤がイモゴライト同士の微小隙間に入り込むことで、この摺動面に対して潤滑剤が機械的に結合される。
【００２３】
したがって、前記樹脂部の表面により構成された摺動面には、化学的結合力及び機械的結合力によって、潤滑剤が安定に保持される。よって、摺動面が、ナノチューブ状充填剤としてのイモゴライトを分散させて保持する樹脂部の表面により構成された、本発明の摺動部材によると、前記摺動面と相手材との摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることができる。
【００２４】
また、前記樹脂部に分散して保持されたイモゴライトが補強材として機能することで、この樹脂部の機械的強度が向上する。このため、前記樹脂部の自己摩耗を低減させることができ、前記樹脂部の耐久性を向上させることが可能となる。
【００２５】
本発明の摺動部材は、下記（５）〜（７）に示される構成のうちの少なくとも一つを有することが好ましい。本発明の摺動部材は、下記（５）〜（７）の各項に示される構成をそれぞれ単独で有してもよいし、下記（５）〜（７）の各項に示される構成を二つ以上組み合わせて有してもよい。
【００２６】
（５）前記バインダ樹脂は、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール及びポリカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【００２７】
（６）本発明の摺動部材は、金属材料よりなる金属基材と、該金属基材の表面に形成されて前記樹脂部を構成する樹脂コート層とからなることが好ましい。
【００２８】
（７）本発明の摺動部材は、互いに摺動可能に嵌合してプロペラシャフトを構成するスプラインシャフト及びスプラインスリーブのうちの一方であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
したがって、本発明の摺動構造及び摺動部材によると、前記樹脂部の表面により構成された摺動面に対して、化学的結合力及び機械的結合力によって、エステル系潤滑剤を安定に保持させることができるので、摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることが可能となる。
【００３０】
また、前記樹脂部の機械的強度の向上により、前記樹脂部の自己摩耗を低減させて前記樹脂部の耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の摺動構造及び摺動部材の実施形態について詳しく説明する。なお、説明する実施形態は実施形態例にすぎず、本発明の摺動構造及び摺動部材は、下記実施形態に限定されるものではない。本発明の摺動構造及び摺動部材は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【００３２】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の摺動構造及び摺動部材の構成を模式的に示す。
【００３３】
実施形態１の摺動構造は、第１摺動面１ａを有する第１摺動部材１と、第１摺動面１ａと摺動接触する第２摺動面２ａを有する第２摺動部材２とを備えている。この第１摺動面１ａ及び第２摺動面２ａ同士の摺動界面には、潤滑剤（エステル系潤滑剤）３が介在される。
【００３４】
第１摺動部材１は本発明の摺動構造における第１摺動部材に含まれ、第２摺動部材２は本発明の摺動構造における第２摺動部材に含まれる。また、第１摺動部材１は本発明の摺動部材に含まれ、第２摺動部材２は本発明の摺動部材における相手材に含まれる。
【００３５】
第１摺動部材１は、要部が図２の断面図に模式的に示されるように、金属材料よりなる金属基材１１と、金属基材１１の表面に形成された樹脂コート層１２とからなる。樹脂コート層１２は、本発明の摺動構造及び摺動部材における樹脂部に含まれる。なお、図１においては、金属基材１１の外周面のうち斜め格子線で示される部分Ｐに樹脂コート層１２が形成されている。
【００３６】
第２摺動部材２は金属材料よりなる。
【００３７】
したがって、実施形態１の摺動構造では、第１摺動部材１の樹脂コート層１２の表面により構成された第１摺動面１ａと、金属材料よりなる第２摺動部材２の表面により構成された第２摺動面２ａとが、その摺動界面にエステル系潤滑剤３を介在させつつ互いに摺動接触する。
【００３８】
第１摺動部材１の金属基材１１及び第２摺動部材２の金属材料の種類としては特に限定されず、摺動部材やその基材として要求される機械的強度等の特性を満たす金属を適宜採択することができる。好ましい金属材料としては、例えば、ステンレス鋼や鉄鋼等の鉄基合金、アルミニウム又はアルミニウム合金を挙げることができる。なお、第１摺動部材１の金属基材１１の金属材料と、第２摺動部材２の金属材料とは、同種であっても、あるいは異種であってもよい。
【００３９】
実施形態１では、第１摺動部材１の金属基材１１の金属材料及び第２摺動部材２の金属材料として、いずれもステンレス鋼を採用した。
【００４０】
第１摺動部材１の樹脂コート層１２は、バインダ樹脂１２１と、バインダ樹脂１２１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤１２２とを備える。すなわち、第１摺動部材１の第１摺動面１ａは、バインダ樹脂１２１と、バインダ樹脂１２１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤１２２とを備える樹脂部としての樹脂コート層１２の表面により構成される。
【００４１】
樹脂コート層１２のバインダ樹脂１２１を構成する樹脂材料の種類としては特に限定されず、摺動部材の樹脂コート層として要求される耐熱性や機械的強度等の特性を満たす樹脂を適宜採択することができる。好ましい樹脂材料としては、所謂エンジニアリングプラスチックスを挙げることができる。このエンジニアリングプラスチックスとしては、例えば、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）やポリカーボネート（ＰＣ）を挙げることができる。なお、バインダ樹脂１２１は１種類の樹脂材料から構成してもよいし、複数種類の樹脂材料から構成してもよい。
【００４２】
実施形態１では、バインダ樹脂１２１の樹脂材料として、エンジニアリングプラスチックスの一種であるポリアミドイミドを採用した。
【００４３】
樹脂コート層１２のナノチューブ状充填剤１２２は、イモゴライトよりなる。このイモゴライトよりなるナノチューブ状充填剤１２２の径や長さは特に限定されない。例えば、ナノチューブ状充填剤１２２として、外径：２ｎｍ〜２．８ｎｍ、内径：０．５ｎｍ〜１．２ｎｍ、長さ：数十ｎｍ〜数μｍのものを採用することができる。
【００４４】
第１摺動面１ａに形成される油膜を、機械的結合により、より強く保持する観点からは、ナノチューブ状充填剤１２２の長さは長い方が好ましい。したがって、ナノチューブ状充填剤１２２の長さは０．１μｍ以上とすることが好ましく、１μｍ以上とすることがより好ましい。ただし、樹脂コート層１２の表面性状（粗さ）の観点より、ナノチューブ状充填剤１２２の長さは１０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以下とすることがより好ましい。
【００４５】
樹脂コート層１２のナノチューブ状充填剤１２２に用いるイモゴライトとしては、天然物の精製品であってもよいし、あるいは人工合成品であってもよい。
【００４６】
天然物の精製によりイモゴライトを得るには、例えば、火山灰土壌中に風化生成物として存在する天然イモゴライトの風化浮石からイモゴライトを水簸操作で分離し、溶解により不純物を除去すればよい。
【００４７】
人工的にイモゴライトを合成するには、例えば、オルトケイ酸ナトリウム水溶液と塩化アルミニウム水溶液とを混合後、この混合液に水酸化ナトリウム水溶液を滴下し、前駆体を形成した後、この前駆体を脱塩し、加熱すればよい。
【００４８】
樹脂コート層１２におけるナノチューブ状充填剤１２２の配合割合は、樹脂コート層１２の全体を１００体積％としたとき、５〜３０体積％であることが好ましく、１０〜２０体積％であることがより好ましい。樹脂コート層１２におけるナノチューブ状充填剤１２２の配合割合が少なすぎると、ナノチューブ状充填剤１２２の比表面積の低下により、ナノチューブ状充填剤１２２による効果を有効に発揮させることが困難となり、ナノチューブ状充填剤１２２の配合割合が多すぎると、バインダ樹脂１２１の量の低下により、樹脂コート層１２における必要な強度を確保することが困難になる。
【００４９】
樹脂コート層１２の厚さとしては、特に限定はされないが、摺動面における要求特性、金属基材１１の種類や、摺動面の表面粗さ等を考慮して適宜設定することができる。樹脂コート層１２の厚さは、１〜１５μｍとすることが好ましく、５〜１０μｍとすることがより好ましい。樹脂コート層１２が薄すぎると、樹脂コート層１２による効果を有効に発揮させることが困難となり、樹脂コート層１２が厚すぎると、歪みによる変形量が大きくなり、品質低下につながる。
【００５０】
また、樹脂コート層１２の表面粗さも、特に限定はされないが、摺動面における要求特性、金属基材１１の種類や、摺動面の表面粗さ等を考慮して適宜設定することができる。樹脂コート層１２の表面粗さは、Ｒａ（算術平均高さ、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１）で、０．０１〜０．０５μｍとすることが好ましく、０．０１〜０．０３μｍとすることがより好ましい。樹脂コート層１２の表面粗さが粗すぎると、表面粗さによる突起部が油膜を破って微視的な無潤滑状態となるため、低摩擦係数化が困難となる。したがって、樹脂コート層１２の表面粗さの程度は低いほど好ましい。
【００５１】
なお、樹脂コート層１２は、摺動部材の摺動面全体に形成されるが、摺動面の一部のみに形成するようにしてもよい。
【００５２】
また、本発明の摺動構造又は摺動部材における樹脂部としての樹脂コート層１２は、ナノチューブ状充填剤１２２以外の他の充填剤、例えば耐摩耗剤として微小粒径の硬質粒子（アルミナ粒子等）を含んでいてもよい。
【００５３】
金属基材１１に樹脂コート層１２を形成するには、バインダ樹脂１２１を所定の溶剤に溶かした溶液中にナノチューブ状充填剤１２２を混入してから、金属基材１１の表面に塗布、焼成すればよい。
【００５４】
第１摺動面１ａ及び第２摺動面２ａ同士の摺動界面には、エステル系潤滑剤３が介在される。なお、摺動界面には、エステル系潤滑剤３以外の潤滑剤がエステル系潤滑剤３と共に介在されてもよい。
【００５５】
エステル系潤滑剤３としては、エステル基油を含む半固体状のエステル油系グリースであってもよいし、あるいは液状のエステル油であってもよい。ただし、摺動面に対する油膜の結合力を考慮すれば、粘度の高いグリースの方がイモゴライト同士の微小隙間に保持され易いので好ましい。
【００５６】
エステル油系グリースとしては、エステル基を有するエステル油を基油として含むものであればよい。なお、エステル油以外の基油、例えばエーテル油、鉱油やシリコーン油をエステル油と共に含むグリースであってもよい。また、エステル油としては、潤滑剤の成分として使用できるものであれば、天然油であるか合成油であるかは問わない。
【００５７】
エステル油系グリースに含まれる好ましいエステル基油としては、例えばポリオールエステル基油やジエステル基油を挙げることができる。
【００５８】
また、エステル油系グリースに含まれるエステル基油としては、１００℃における基油粘度が２０〜５００ｍｍ２／Ｓであるものが好ましく、２０〜１００ｍｍ２／Ｓのものがより好ましい。エステル基油の粘度が低すぎると油膜の保持が困難となって潤滑性が低下し、高すぎると流動性が悪くなって低摩擦係数化の妨げとなる。
【００５９】
エステル油系グリースに含まれる増ちょう剤としては、各種の金属せっけん系材料や非金属せっけん系材料を挙げることができる。また、エステル油系グリースには、エステル基油及び増ちょう剤の他に、酸化防止剤、清浄剤や摩耗防止剤等を適宜添加してもよい。
【００６０】
また、エステル油系グリースのちょう度としては、２６５〜３４０であることが好ましく、２９５〜３１０であることがより好ましい。エステル油系グリースのちょう度が低すぎるとエステル油系グリースが塗布部位から流出していまい、高すぎると流動性が悪くなって低摩擦係数化の妨げとなる。
【００６１】
実施形態１では、エステル系潤滑剤３として、エステル油系グリースを採用した。
【００６２】
さらに、実施形態１の摺動構造では、第１摺動部材１がスプラインシャフトであり、第２摺動部材２がスプラインスリーブである。これらのスプラインシャフト及びスプラインスリーブは、互いに摺動可能に嵌合してプロペラシャフトを構成する。すなわち、実施形態１の摺動構造では、第１摺動部材１の外周面及び第２摺動部材２の内周面が互いに摺動接触する摺動面となる。
【００６３】
上記構成を有する実施形態１の摺動構造及び摺動部材では、第１摺動部材１の第１摺動面１ａが樹脂コート層１２の表面により構成されており、この樹脂コート層１２にはナノチューブ状充填剤１２２としてのイモゴライトが分散して保持されている。また、第１摺動部材１の第１摺動面１ａと第２摺動部材２の第２摺動面２ａとの摺動界面には、エステル系潤滑剤３としてのエステル油系グリースが介在される。このため、イモゴライトとエステル基との化学結合によって、エステル油系グリースよりなる油膜が第１摺動面１ａに化学的に結合されて形成される。この第１摺動面１ａに化学的に結合された油膜は、第１摺動面１ａに安定に保持される。
【００６４】
また、第１摺動面１ａには、樹脂コート層１２中に分散するナノチューブ状のイモゴライトの一部が互いに絡み合いながら露出している。互いに絡み合ったイモゴライト同士の間には多数の微小隙間が形成されている。このため、第１摺動面１ａに供給されたエステル系潤滑剤３としてのエステル油系グリースは、イモゴライト同士の微小隙間に入り込んで強く保持され、その結果第１摺動面１ａに対してエステル油系グリースよりなる油膜が機械的に結合される。
【００６５】
したがって、第１摺動面１ａには、化学的結合力及び機械的結合力によって、エステル油系グリースよりなる油膜が安定に保持される。よって、第１摺動面１ａと第２摺動面２ａとの摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることができる。
【００６６】
また、樹脂コート層１２に分散して保持されたナノチューブ状充填剤１２２としてのイモゴライトが補強材として機能することで、この樹脂コート層１２の機械的強度が向上する。このため、樹脂コート層１２の自己摩耗を低減させることができ、樹脂コート層１２の耐久性を向上させることが可能となる。
【００６７】
なお、実施形態１の摺動構造又は摺動部材において、この摺動構造又は摺動部材が適用される箇所や部品等の機械的強度等の要求特性を満たせば、第１摺動部材１の金属基材１１を構成する金属材料及び第２摺動部材２を構成する金属材料のうちの少なくとも一方を、エンジニアリングプラスチックス又はセラミックス等としてもよい。
【００６８】
（実施形態２）
図３に示される実施形態２の摺動構造では、第２摺動部材２が、第１摺動部材１と同様の構成とされている。
【００６９】
すなわち、実施形態２の摺動構造における第２摺動部材２は、実施形態１の摺動構造における第１摺動部材１の金属基材１１と同様の金属基材２１と、この金属基材２１の表面に形成され、実施形態１の摺動構造における第１摺動部材１の樹脂コート層１２と同様の樹脂コート層２２とからなる。樹脂コート層２２は、バインダ樹脂２２１と、バインダ樹脂２２１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤２２２とを備える。
【００７０】
したがって、実施形態２の摺動構造では、第１摺動部材１の樹脂コート層１２の表面により構成された第１摺動面１ａと、第２摺動部材２の樹脂コート層２２の表面により構成された第２摺動面２ａとが、その摺動界面にエステル系潤滑剤（エステル油系グリース）３を介在させつつ互いに摺動接触する。
【００７１】
このため、実施形態２の摺動構造では、第１摺動部材１の樹脂コート層１２の表面により構成された第１摺動面１ａと、第２摺動部材２の樹脂コート層２２の表面により構成された第２摺動面２ａとの双方に、化学的結合力及び機械的結合力によって、エステル油系グリースよりなる油膜が安定に保持される。したがって、第１摺動面１ａと第２摺動面２ａとの摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることができる。
【００７２】
また、第１摺動面１ａ及び第２摺動面２ａの双方において、樹脂コート層１２及び２２の自己摩耗を低減させることができ、樹脂コート層１２及び２２の耐久性を向上させることが可能となる。
【００７３】
その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００７４】
なお、実施形態２の摺動構造又は摺動部材において、この摺動構造又は摺動部材が適用される箇所や部品等の機械的強度等の要求特性を満たせば、第１摺動部材１の金属基材１１を構成する金属材料及び第２摺動部材２の金属基材２１を構成する金属材料のうちの少なくとも一方を、エンジニアリングプラスチックス又はセラミックス等としてもよい。
【００７５】
（実施形態３）
図４に示される実施形態３の摺動構造では、第１摺動部材１の全体が本発明の摺動構造及び摺動部材における樹脂部により構成されている。
【００７６】
すなわち、実施形態３の摺動構造では、第１摺動部材１が、実施形態１の摺動構造における樹脂コート層１２のバインダ樹脂１２１と同様のバインダ樹脂１０１と、バインダ樹脂１０１中に分散して保持され、実施形態１の摺動構造における樹脂コート層１２のナノチューブ状充填剤１２２と同様のナノチューブ状充填剤１０２とを備える。
【００７７】
したがって、実施形態３の摺動構造では、第１摺動部材１の第１摺動面１ａは、バインダ樹脂１０１と、バインダ樹脂１０１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤１０２とを備える樹脂部の表面により構成される。また、実施形態３の摺動構造では、本発明における樹脂部よりなる第１摺動部材１の表面により構成された第１摺動面１ａと、金属材料よりなる第２摺動部材２の表面により構成された第２摺動面２ａとが、その摺動界面にエステル系潤滑剤（エステル油系グリース）３を介在させつつ互いに摺動接触する。
【００７８】
このため、実施形態３の摺動構造では、本発明における樹脂部よりなる第１摺動部材１の表面により構成された第１摺動面１ａに、化学的結合力及び機械的結合力によって、エステル油系グリースよりなる油膜が安定に保持される。したがって、第１摺動面１ａと第２摺動面２ａとの摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることができる。
【００７９】
また、第１摺動面１ａにおいて、樹脂部の自己摩耗を低減させることができ、第１摺動部材１ａの耐久性を向上させることが可能となる。
【００８０】
その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００８１】
なお、実施形態３の摺動構造又は摺動部材において、この摺動構造又は摺動部材が適用される箇所や部品等の機械的強度等の要求特性を満たせば、第２摺動部材２を構成する金属材料を、エンジニアリングプラスチックス又はセラミックス等としてもよい。
【００８２】
（実施形態４）
図５に示される実施形態４の摺動構造では、第１摺動部材１の全体及び第２摺動部材２の全体が本発明の摺動構造及び摺動部材における樹脂部により構成されている。
【００８３】
すなわち、実施形態４の摺動構造では、第１摺動部材１が、実施形態１の摺動構造における樹脂コート層１２のバインダ樹脂１２１と同様のバインダ樹脂１０１と、バインダ樹脂１０１中に分散して保持され、実施形態１の摺動構造における樹脂コート層１２のナノチューブ状充填剤１２２と同様のナノチューブ状充填剤１０２とを備える。同様に、第２摺動部材２が、実施形態１の摺動構造における樹脂コート層１２のバインダ樹脂１２１と同様のバインダ樹脂２０１と、バインダ樹脂２０１中に分散して保持され、実施形態１の摺動構造における樹脂コート層１２のナノチューブ状充填剤１２２と同様のナノチューブ状充填剤２０２とを備える。
【００８４】
したがって、実施形態４の摺動構造では、第１摺動部材１の第１摺動面１ａは、バインダ樹脂１０１と、バインダ樹脂１０１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤１０２とを備える樹脂部の表面により構成され、同様に、第２摺動部材２の第２摺動面２ａは、バインダ樹脂２０１と、バインダ樹脂２０１中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤２０２とを備える樹脂部の表面により構成される。また、実施形態４の摺動構造では、本発明における樹脂部よりなる第１摺動部材１の表面により構成された第１摺動面１ａと、本発明における樹脂部よりなる第２摺動部材２の表面により構成された第２摺動面２ａとが、その摺動界面にエステル系潤滑剤（エステル油系グリース）３を介在させつつ互いに摺動接触する。
【００８５】
このため、実施形態４の摺動構造では、本発明における樹脂部よりなる第１摺動部材１の表面により構成された第１摺動面１ａと、本発明における樹脂部よりなる第２摺動部材２の表面により構成された第２摺動面２ａとの双方に、化学的結合力及び機械的結合力によって、エステル油系グリースよりなる油膜が安定に保持される。したがって、第１摺動面１ａと第２摺動面２ａとの摺動界面における摩擦係数を大きく低下させることができる。
【００８６】
また、第１摺動面１ａ及び第２摺動面２ａの双方において、樹脂部の自己摩耗を低減させることができ、樹脂コート層１２及び２２の耐久性を向上させることが可能となる。
【００８７】
その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【実施例】
【００８８】
（実施例１）
ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ、焼入れ品Ｈｖ５００、ディスク端面０．１μｍＲａ）を外径１２ｍｍ、厚さ４ｍｍの円板状に加工して、金属基材とした。この金属基材の一表面に、膜厚１０μｍの樹脂コート層を形成した。この樹脂コート層は、バインダ樹脂としてのポリアミドイミド（ＰＡＩ）と、このバインダ樹脂中に分散して保持されたナノチューブ状充填剤としてのイモゴライトとから構成されている。こうして、実施例１における第１摺動部材としての第１試験片を作成した。
【００８９】
樹脂コート層は、ポリアミドイミドを溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に溶かした溶液中にイモゴライトを混入してから、金属基材の表面に塗布、焼成して形成した。
【００９０】
樹脂コート層におけるナノチューブ状充填剤の配合割合は、樹脂コート層の全体を１００体積％としたとき、１０体積％とした。
【００９１】
ナノチューブ状充填剤としてのイモゴライトは、天然物の精製品よりなる。このイモゴライトは、外径：２５ｎｍ、内径：１．０ｎｍ、長さ：２μｍである。
【００９２】
樹脂コート層は、厚さ：１０μｍ、表面粗さ：Ｒａ０．０３μｍである。
【００９３】
第１摺動部材の金属基材に用いたステンレス鋼板と同様のステンレス鋼板を、５８ｍｍ×３８ｍｍ×４ｍｍの直方体に加工して、第２摺動部材としての第２試験片を作成した。
【００９４】
また、潤滑剤として、４種類のグリースＡ〜Ｄを準備した。なお、グリースＡは鉱油系グリースであり、グリースＢはＰＡＯ系グリースであり、グリースＣはエステル油系グリースであり、グリースＤはシリコーン油系グリースである。
【００９５】
そして、各グリースを用いて、それぞれ摩擦試験を行った。この摩擦試験では、第２摺動部材としての第２試験片の５８ｍｍ×３８ｍｍ面の中央にグリースを０．１ｇ塗布し、この塗布部分に第１摺動部材としての第１試験片の樹脂コート層を接触させた。そして、荷重：５００Ｎ、周波数：１０Ｈｚ、振幅：５ｍｍの条件で、第１試験片を３０分間往復摺動させた。その結果を図６に示す。
【００９６】
（比較例１）
ナノチューブ状充填材としてのイモゴライトを配合しないこと以外は、実施例１の第１試験片と同様にして、比較例１の第１試験片を作成した。また、実施例１の第２試験片と同様にして、比較例１の第２試験片を作成した。
【００９７】
そして、実施例と同様の摩擦試験を行った。その結果を図６に示す。
【００９８】
（比較例２）
ナノチューブ状充填材としてのイモゴライトの代わりに、平均粒径が１μｍのＭｏＳ２粉末を１０体積％配合すること以外は、実施例１の第１試験片と同様にして、比較例２の第２試験片を作成した。また、実施例１の第２試験片と同様にして、比較例２の第２試験片を作成した。
【００９９】
そして、実施例と同様の摩擦試験を行った。その結果を図６に示す。
【０１００】
図６から明らかなように、実施例の第１試験片及び第２試験片において潤滑剤としてエステル油系グリースを用いた場合は、その他の場合と比べると、摩擦係数が大幅に低減した。これは、樹脂コート層中に配合したナノチューブ状充填材としてのイモゴライトと、エステル油系グリースとが化学結合することで、摺動界面に安定に保持された油膜が形成されたためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】実施形態１の摺動構造及び摺動部材の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施形態１の摺動構造及び摺動部材の要部における構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】実施形態２の摺動構造及び摺動部材の要部における構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】実施形態３の摺動構造及び摺動部材の要部における構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】実施形態４の摺動構造及び摺動部材の要部における構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図６】実施例及び比較例１、２について摩擦試験を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…第１摺動部材                        ２…第２摺動部材
３…潤滑剤（エステル系潤滑剤）          １ａ…第１摺動面
２ａ…第２摺動面                        １１、２１…金属基材
１２、２２…樹脂コート層                ２１…金属基材
１２１、２２１、１０１、２０１…バインダ樹脂
１２２、２２２、１０２、２０２…ナノチューブ状充填剤
【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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