(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の多孔質焼結金属体よりも、樹脂に対する接着性に優れる多孔質焼結金属体を提供する。【解決手段】本発明に係る多孔質焼結金属体２は、第１表層部１１及び第１内層部１２を備える。第１表層部は、第１焼結性金属粒子２１から形成される。第１内層部は、第１表層部の内部側に隣接して設けられている。そして、この第１内層部は、第１焼結性金属粒子よりも小さな粒径を有する第２焼結性金属粒子２２から形成されている。【選択図】図１
2009097046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１焼結性金属粒子（２１）から形成される第１表層部（１１）と、
前記第１表層部の内部側に隣接して設けられ、前記第１焼結性金属粒子よりも小さな粒径を有する第２焼結性金属粒子（２２）から形成される第１内層部（１２）と
を備える多孔質焼結金属体（２）。
【請求項２】
前記第１内層部の内部側に隣接して設けられ、前記第２焼結性金属粒子よりも大きな粒径を有する第３焼結性金属粒子（２３）から形成される第２内層部（１３）をさらに備える
請求項１に記載の孔質焼結金属体。
【請求項３】
前記第１表層部の反対側に設けられ、前記第２焼結性金属粒子よりも小さな粒径を有する第４焼結性金属粒子（２４）から形成される第２表層部（１４）をさらに備える
請求項１又は２に記載の孔質焼結金属体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質焼結金属体に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去に、樹脂に対する多孔質燒結金属体の接着性を向上させるために、「平均比表面積３００ｃｍ2／ｇの金属粉末を用いて多孔度が３０〜５０％の多孔質燒結金属体を作製すること」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５４３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、従来の多孔質焼結金属体よりも樹脂に対する接着性に優れる多孔質焼結金属体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１発明に係る多孔質焼結金属体は、第１表層部及び第１内層部を備える。第１表層部は、第１焼結性金属粒子から形成される。第１内層部は、第１表層部の内部側に隣接して設けられている。そして、この第１内層部は、第１焼結性金属粒子よりも小さな粒径を有する第２焼結性金属粒子から形成されている。なお、ここにいう「孔質焼結金属体」は、例えば、樹脂被覆摺動部材等の基材として利用され得る。また、多孔質焼結金属体が板状や筒状等である場合、「第１内層部」は、第１表層部の反対側の表層部であってもかまわない。また、第１焼結性金属粒子及び第２焼結性金属粒子の大きさは、樹脂溶液や、溶融樹脂、樹脂前駆体液、樹脂前駆体溶液等（以下「樹脂溶液等」という）が第１表層部や第１内装部に浸入できる程度の大きさの孔が形成される程度である必要がある。なお、孔の具体的な大きさは、樹脂溶液等の粘度や表面張力等の因子を考慮して決定される。
【０００５】
この多孔質焼結金属体では、第１内層部を形成する第２焼結性金属粒子の粒子径が第１表層部を形成する第１焼結性金属粒子の粒子径よりも小さい。このため、この多孔質焼結金属体では、第１内層部の多孔度よりも第１表層部の多孔度の方が高くなる。また、第１内層部の孔よりも第１表層部の孔の方が大きくなる。したがって、この多孔質焼結金属体の表層部の表面に樹脂溶液等が塗布される場合、樹脂溶液等が第１表層部に浸入しやすくなりアンカー効果を得やすくなると共に、第１内層部において樹脂との接触表面積が大きくなる。この結果、この多孔質焼結金属体では、表層部の表面に樹脂が被覆される場合において樹脂との接着性が向上する。よって、この多孔質焼結金属体は、従来の多孔質焼結金属体よりも樹脂に対する接着性に優れる。
【０００６】
第２発明に係る孔質焼結金属体は、第１発明に係る孔質焼結金属体であって、第２内層部をさらに備える。第２内層部は、第１内層部の内部側に隣接して設けられている。そして、この第２内層部は、第２焼結性金属粒子よりも大きな粒径を有する第３焼結性金属粒子から形成される。なお、第３焼結性金属粒子の大きさは、樹脂溶液等が第２内装部に浸入できる程度の大きさの孔が形成される程度である必要がある。
【０００７】
この多孔質焼結金属体では、第２内層部を形成する第３焼結性金属粒子の粒子径が第１内層部を形成する第２焼結性金属粒子の粒子径よりも大きい。このため、この多孔質焼結金属体では、第１内層部の多孔度よりも第２内層部の多孔度の方が高くなる。また、第１内層部の孔よりも第２内層部の孔の方が大きくなる。したがって、この多孔質焼結金属体の表層部の表面に樹脂溶液等が塗布される場合、樹脂の多孔質焼結金属体への浸入部分の先端部が中間部分よりも大きくなる。この結果、この多孔質焼結金属体の第１表層部の表面に樹脂が被覆される場合、さらに樹脂が剥離しにくくなる。
【０００８】
第３発明に係る孔質焼結金属体は、第１発明又は第２発明に係る孔質焼結金属体であって、第２表層部をさらに備える。第２表層部は、第１表層部の反対側に設けられる表層部である。そして、この第２表層部は、第２焼結性金属粒子よりも小さな粒径を有する第４焼結性金属粒子から形成される。なお、この第２表層部の表面には樹脂が被覆されない。
【０００９】
この孔質焼結金属体では、第２表層部を形成する第４焼結性金属粒子の粒子径が第１内層部を形成する第２焼結性金属粒子の粒子径よりも小さい。このため、この多孔質焼結金属体では、第２表層部の多孔度よりも第１内層部の多孔度の方が低い。また、第２表層部の孔よりも第１内層部の孔の方が小さい。したがって、この孔質焼結金属体では、第２表層部の強度が第１表層部及び第１内層部の強度よりも高い。この結果、片方の表面の樹脂接着性が高く且つ全体的に強度が強い樹脂被覆孔質焼結金属体を作製することができる。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係る多孔質焼結金属体では、表層部の表面に樹脂が被覆される場合において樹脂との接着性が向上する。よって、この多孔質焼結金属体は、従来の多孔質焼結金属体よりも樹脂に対する接着性に優れる。
【００１１】
第２発明に係る孔質焼結金属体の表層部の表面に樹脂溶液等が塗布される場合、樹脂の多孔質焼結金属体への浸入部分の先端部が中間部分よりも大きくなる。この結果、この多孔質焼結金属体の第１表層部の表面に樹脂が被覆される場合、さらに樹脂が剥離しにくくなる。
【００１２】
第３発明に係る孔質焼結金属体では、第２表層部の強度が第１表層部及び第１内層部の強度よりも高い。この結果、片方の表面の樹脂接着性が高く且つ全体的に強度が強い樹脂被覆孔質焼結金属体を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜本発明に係る軸受の構成＞
本発明の一実施形態に係る軸受１は、図１及び図２に示されるように、円筒形の軸受であって、多孔質焼結金属体２及びフィラー含有樹脂皮膜３から形成されている。なお、図３に参考までに、粒径が１０〜５０マイクロメートルの焼結性金属粒子のみで形成された焼結基材に樹脂を被覆した例を示す図を示した。
【００１４】
多孔質焼結金属体２は、図２に示されるように、主に、第１表層部１１、第１内層部１２、第２内層部１３及び第２表層部１４から構成されている。そして、第１表層部１１は第１焼結性金属粒子２１から形成されており、第１内層部１２は第２焼結性金属粒子２２から形成されており、第２内層部１３は第３焼結性金属粒子２３から形成されており、第２表層部１４は第４焼結性金属粒子２４から形成されている。なお、ここで、平均径は、第１焼結性金属粒子２１、第３焼結性金属粒子２３、第２焼結性金属粒子２２及び第４焼結性金属粒子２４の順に大きくなる。また、具体的に、焼結前の第１焼結性金属粒子は粒径が１０〜５０マイクロメートルであるのが好ましく、焼結前の第２焼結性金属粒子は粒径が５〜２０マイクロメートルであるのが好ましく、焼結前の第４焼結性金属粒子は粒径が１０マイクロメートル以下であるのが好ましい。また、図２中、各焼結性金属粒子はほぼ同一の大きさで描かれているが、各焼結性金属粒子に粒子径分布があることは言うまでもない。この結果、多孔度及び孔の大きさは、第１表層部１１、第２内層部１３、第１内層部１２及び第２表層部１４の順に高くなる。また、第１表層部１１、第２内層部１３、第１内層部１２の孔の大きさは、樹脂溶液や、溶融樹脂、樹脂前駆体液、樹脂前駆体溶液等（以下「樹脂溶液等」という）が浸入できる程度の大きさである必要がある。なお、孔の具体的な大きさは、樹脂溶液等の粘度や表面張力等の因子を考慮して決定される。一方、第２表層部１４はできるだけ低い多孔度を有するのが好ましい。また、第２表層部１４には、樹脂溶液等が侵入できなくてもかまわない。
【００１５】
フィラー含有樹脂皮膜３は、ポリアミドイミド樹脂組成物から形成されている。ポリアミドイミド樹脂組成物では、ポリアミドイミド樹脂中にポリテトラフルオロエチレン粉体、フッ化カルシウム粉体及び酸化アルミニウム粉体が分散されている。なお、このフィラー含有樹脂皮膜３は膜厚が３０〜２００マイクロメートルであるのが好ましい。
【００１６】
＜本発明に係る多孔質焼結金属体の製造方法＞
以下、本発明の一実施形態に係る軸受１の製造方法について詳述する。
【００１７】
（１）多孔質焼結金属体の製造方法
本発明の実施の形態に係る多孔質焼結金属体２の製造には、第１焼結性金属粒子２１、第３焼結性金属粒子２３、第２焼結性金属粒子２２及び第４焼結性金属粒子２４が用いられる。なお、これらの焼結性金属粒子の径は、上述したように、第１焼結性金属粒子２１、第３焼結性金属粒子２３、第２焼結性金属粒子２２及び第４焼結性金属粒子２４の順に大きくなる。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る多孔質焼結金属体２の製造では、先ず、第１円筒金型の中に第１焼結性金属粒子２１が投入され、第１焼結性金属粒子２１が円筒形状を保持する程度まで仮焼成が行われる。なお、以下、第１焼結性金属粒子２１から形成された円筒状成形物を「第１円筒状成形物」という。次いで、第１円筒状成形物が、第１円筒金型の内周壁と同一の径を有する内周壁と、第１円筒金型の外周壁よりも大きな径を有する外周壁とを備える第２円筒金型に挿入される。そして、第２円筒金型の外周壁と第１円筒状成形物との間に生じる隙間空間に第２焼結性金属粒子２２が投入され、第２焼結性金属粒子２２が円筒形状を保持し且つ第１円筒状成形物と一体化する程度まで仮焼成が行われる。なお、以下、このようにして形成された円筒状成形物を「第２円筒状成形物」という。続いて、第２円筒状成形物が、第１円筒金型の内周壁と同一の径を有する内周壁と、第２円筒金型の外周壁よりも大きな径を有する外周壁とを備える第３円筒金型に挿入される。そして、第３円筒金型の外周壁と第２円筒状成形物との間に生じる隙間空間に第３焼結性金属粒子２３が投入され、第３焼結性金属粒子２３が円筒形状を保持し且つ第２円筒状成形物と一体化する程度まで仮焼成が行われる。なお、以下、このようにして形成された円筒状成形物を「第３円筒状成形物」という。さらに続いて、第３円筒状成形物が、第１円筒金型の内周壁と同一の径を有する内周壁と、第３円筒金型の外周壁よりも大きな径を有する外周壁とを備える第４円筒金型に挿入される。そして、第４円筒金型の外周壁と第３円筒状成形物との間に生じる隙間空間に第４焼結性金属粒子２４が投入され、第４焼結性金属粒子２４が円筒形状を保持し且つ第３円筒状成形物と一体化する程度まで仮焼成が行われる。なお、以下、このようにして形成された円筒状成形物を「第４円筒状成形物」という。そして、最後に、第４円筒状成形物が本焼成されると、目的の多孔質焼結金属体２が完成する。
【００１９】
＜本発明に係る軸受の製造方法＞
本実施の形態に係る軸受１の製造には多孔質焼結金属体２及び樹脂溶液が用いられる。樹脂溶液は、極性溶媒（Ｎ−メチル−２−ピロリドン等）、ポリアミドイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン粉体、フッ化カルシウム粉体及び酸化アルミニウム粉体を成分とする。なお、この樹脂溶液においてポリアミドイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン粉体、フッ化カルシウム粉体及び酸化アルミニウム粉体の重量比は５０〜６０／２０〜３０／１０〜２０／１〜５である。
【００２０】
本実施の形態に係る軸受１の製造では、先ず、基材である多孔質焼結金属体２の内周面に樹脂溶液が塗布される。なお、この塗布方法としては、ディスペンス塗布方法及びスプレー塗布方法等など当業者に公知の手法が採用され得る。次いで、多孔質焼結金属体２の内周面上に塗布された樹脂溶液を所定の温度で乾燥させ、多孔質焼結金属体２上にフィラー含有樹脂皮膜３を形成する。そして、最後に、フィラー含有樹脂皮膜３を焼成すれば、目的の軸受１を得ることができる。なお、このとき、焼成は、２００度Ｃ〜３００度Ｃの温度で３０〜６０分間行われる。
【００２１】
＜本発明に係る軸受の特徴＞
本実施の形態に係る多孔質焼結金属体２は、第１表層部１１、第１内層部１２及び第２内層部１３を備えている。そして、多孔度及び孔の大きさは、第１表層部１１、第２内層部１３及び第１内層部１２の順に高くなる。このため、この多孔質焼結金属体２の第１表層部１１の表面に樹脂溶液が塗布されると、樹脂溶液が第１表層部１１に浸入しアンカー効果を得ることができると共に、第１内層部１２においてポリアミドイミド樹脂組成物との接触表面積を大きくとることができる。また、ポリアミドイミド樹脂組成物の多孔質焼結金属体２への浸入部分の先端部（第２内層部１３に浸入した部分）が中間部分（第１内層部１２に浸入した部分）よりも大きくなる。したがって、この多孔質焼結金属体２は、第１表層部側の表面においてフィラー含有樹脂皮膜３に対する接着性及び耐剥離性に優れる。
【００２２】
また、本実施の形態に係る孔質焼結金属体２では、第２表層部１４の焼結性金属粒子の密度が最も高くされている。このため、この孔質焼結金属体２では、第１表層部側の表面の樹脂に対する接着性を向上されつつ全体の強度も向上されている。
【００２３】
＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態では多孔質焼結金属体として４層構造の多孔質焼結金属体２が採用されていたが、多孔質焼結金属体として２層構造や３層構造の多孔質焼結金属体が採用されてもかまわない。なお、かかる場合、第１表層部１１及び第１内層部１２は必ず必要となる。また、多孔質焼結金属体が３層構造とされるとき、第２内層部１３及び第２表層部１４は適宜選択される。
【００２４】
（Ｂ）
先の実施の形態に係る多孔質焼結金属体２では、第２内層部１３が、第１焼結性金属粒子２１よりも小さく第２焼結性金属粒子２２よりも大きい第３焼結性金属粒子２３から形成されていた。しかし、第２内層部１３が、第１焼結性金属粒子２１よりも大きな焼結性金属粒子から形成されてもかまわない。
【００２５】
（Ｃ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、多孔質焼結金属体の製造時に樹脂バインダーが利用されてもかまわない。
【００２６】
（Ｄ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、多孔質焼結金属体の内周面のみならず外周面にも樹脂皮膜が形成される場合には、第１表層部−第１内層部−第１表層部のような層構造や、第１表層部−第１内層部−第２内層部−第１内層部−第１表層部のような層構造、第１表層部−第１内層部−第２内層部−第２表層部−第２内層部−第１内層部−第１表層部のような層構造、第１表層部−第１内層部−第２表層部−第２内層部−第１内層部−第１表層部のような層構造、第１表層部−第１内層部−第２表層部−第１内層部−第１表層部のような層構造等を採用してもかまわない。
【００２７】
（Ｅ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、第２内層部が第２焼結性金属粒子よりも粒子径が小さい焼結性金属粒子でされてもかまわない。かかる場合、その焼結性金属粒子は粒径が１０マイクロメートル以下であるのが好ましい。また、さらに、その第２内層部を形成する焼結性金属粒子よりも粒子径が大きい焼結性金属粒子から形成される第３内層部が設けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る孔質焼結金属体は、表層部の表面に樹脂が被覆される場合において樹脂と良好な接着性を示すという特徴を有し、例えば、固体潤滑剤として樹脂が被覆されるような摺動部品の基体として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る軸受をＡ−Ａ部分断面図である。
【図３】粒径が１０〜５０マイクロメートルの焼結性金属粒子のみで形成された焼結基材に樹脂を被覆した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２      多孔質焼結金属体
１１      第１表層部
１２      第１内層部
１３      第２内層部
１４      第２表層部
２１      第１焼結性金属粒子
２２      第２焼結性金属粒子
２３      第３焼結性金属粒子
２４      第４焼結性金属粒子
【図１】
2009097046.tif 000003
【図２】
2009097046.tif 000004
【図３】
2009097046.tif 000005