特開 2016-211727 摺動部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-211727(P2016-211727A)

(43)【公開日】2016年12月15日

(54)【発明の名称】摺動部材

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/24 20060101AFI20161118BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20161118BHJP

   F16C 33/10 20060101ALI20161118BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20161118BHJP

   F04D 29/02 20060101ALI20161118BHJP

   F04D 13/00 20060101ALI20161118BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/24 Z

   F16C17/02 Z

   F16C33/10 Z

   F16C33/24 A

   C23C26/00 A

   F04D29/02

   F04D13/00 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-66707(P2016-66707)

(22)【出願日】2016年3月29日

(31)【優先権主張番号】特願2015-70743(P2015-70743)

(32)【優先日】2015年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-115270(P2015-115270)

(32)【優先日】2015年6月5日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】蒲 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】日根野 実

(72)【発明者】

【氏名】坂本 伸之

(72)【発明者】

【氏名】菅井 淳

(72)【発明者】

【氏名】植村 正明

【テーマコード（参考）】

3H130

3J011

4K044

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AB24

3H130AB60

3H130AC10

3H130BA24D

3H130BA24E

3H130DA02Z

3H130DB11Z

3H130DH03Z

3H130EC04D

3H130EC04E

3H130EC06D

3H130EC06E

3H130EC15D

3H130EC15E

3H130EC16D

3H130EC16E

3H130EC18D

3H130EC18E

3J011AA20

3J011BA02

3J011DA01

3J011JA01

3J011KA02

3J011MA02

3J011SD01

3J011SE02

4K044AA02

4K044AA06

4K044AB02

4K044AB03

4K044BA06

4K044BA14

4K044BA18

4K044BB03

4K044BB04

4K044BB08

4K044BB11

4K044BC01

4K044CA14

4K044CA18

4K044CA23

4K044CA41

4K044CA67

(57)【要約】

【課題】摺動性が良く、かつ、基体の材料選択の幅が広い摺動部材を提供する。
【解決手段】摺動部材（１０）は、被摺動部材に対して相対的に摺動し、摺動部材基部（１０ｅ）と、摺動部材基部（１０ｅ）の表面に散在して固定されるとともに、被摺動部材に摺接する摺接粒子（１０ｂ）とを備え、摺接粒子（１０ｂ）は、摺動部材基部（１０ｅ）の表面から突出している。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、
摺動部材基部と、
上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、
上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出していることを特徴とする摺動部材。

【請求項2】

上記摺動部材基部の表面から上記摺接粒子の先端までの平均高さは、０．８μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。

【請求項3】

複数の上記摺接粒子により上記被摺動部材を荷重支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動部材。

【請求項4】

上記摺接粒子は、硬さが珪砂の硬さ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項5】

上記摺接粒子は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素、ガラス状カーボン粒子、アルミナ粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、炭化タングステン粒子、窒化ケイ素粒子及び炭化モリブデン粒子のうちの少なくとも１種以上を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項6】

上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の外面に固定され、上記摺接粒子よりも粒径が小さい非摺接粒子とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項7】

上記摺動部材基部の表面の垂直方向から見たときの、上記摺接粒子が占める面積の割合である面密度が２０〜７０％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項8】

上記摺接粒子の平均粒子径が１０μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項9】

上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の表面に形成された金属膜とを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項10】

上記摺動部材基部の表面の硬さがＨｖ６００ｋｇ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項11】

上記被摺動部材がセラミックス又はサーメットであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項12】

上記摺接粒子は、上記摺動部材基部上へ電着固定されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項13】

上記摺接粒子は、少なくとも一部が被膜にて被覆されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項14】

上記被膜は、少なくとも上記摺接粒子の先端を覆い、ダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなることを特徴とする請求項１３に記載の摺動部材。

【請求項15】

上記被膜は、先端面の周りを覆うダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなり、
上記先端面から側面に至る角部に対応する部分の上記被膜の外面が曲面になっていることを特徴とする請求項１３に記載の摺動部材。

【請求項16】

軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いられ、
上記摺接粒子の先端は、上記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上にあることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の摺動部材。

【請求項17】

請求項１〜１６のいずれか１項に記載の摺動部材を備えていることを特徴とするポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、先行待機運転ポンプに好適に利用できる摺動部材に関する。

【背景技術】

【0002】

排水ポンプの一種として、先行待機運転ポンプが知られている。先行待機運転ポンプは、例えばゲリラ豪雨のような急激な水量の増加に対応すべく、予め無水状態で全速運転（先行待機運転）することや、気水混合状態での排水を行うことが可能となっている。このような先行待機運転ポンプに適用できる軸・軸受構造が特許文献１〜３に開示されている。

【0003】

特許文献１には、超硬合金からなる基体と、この基体上に形成されたダイヤモンド焼結体層とからなるセグメントを備え、複数の該セグメントで軸受を構成しているポンプ用軸・軸受構造が開示されている。そして、上記ダイヤモンド焼結体層の内面（表面）が摺動面となっている。

【0004】

特許文献２には、粒子径が２００Å（２０ｎｍ）以下のダイヤモンド粒子クラスタ（ＣＤ）を、焼結体の表面部に付着又は埋め込むことによって構成されている焼結製品が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−３４４８７８号公報（２００５年１２月１５日公開）

【特許文献2】特開２００２−３６３６１６号公報（２００２年１２月１８日公開）

【特許文献3】特開平５−５２２２２号公報（１９９３年３月２日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の特許文献１及び特許文献２に記載された軸・軸受構造は、次のような問題点を有している。図８は、特許文献１に記載されたポンプ用軸・軸受構造における、摺動面の概略断面図である。ダイヤモンド焼結体層１０２Ｂには、ダイヤモンド部１３０と、ダイヤモンド部１３０よりも摩擦係数の高い非ダイヤモンド部とが存在する。そのため、ダイヤモンド焼結体層１０２Ｂの表面には非ダイヤモンド部が露出することになる。それゆえ、ダイヤモンド焼結体層１０２Ｂの表面全面が摺動するに際して、ダイヤモンド部１３０以外の部分が相手材と摺動し得る。したがって、摩擦係数をあまり低くできない。同様に、従来の特許文献２に記載された焼結製品においても、その表面には、摩擦係数の低いＣＤと、それ以外の焼結体の部分が存在する。そして、摺動する相手材とは、ＣＤだけでなく上記焼結体自体も摺動する。このため、摩擦係数の改善は限定的となってしまう。

【0007】

また、ポンプ内部に硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が通過し、何らかの要因でスラリー液が摺動面に侵入したときには、摺動面の硬度が比較的低い非ダイヤモンド部に、固体物が食い込む、又は傷をつけてしまうことがある。その結果、摩擦係数の上昇や傷による振動等が発生し、軸受の寿命を縮めてしまうことがあった。

【0008】

そこで、特許文献３に開示されているように、スリーブ又は軸受の一方に、ダイヤモンド等の摺動性の良い硬質被膜を数μｍ被覆し、該硬質皮膜を摺動面とする技術が開発されている。これにより、基体表面全体を硬質皮膜で覆っているため硬質皮膜のみが相手材と摺動し、摺動性が向上する。しかしながら、硬質皮膜は、基体との互いの熱膨張係数が異なることが多い。そのため、摺動時の熱応力が大きくなり、硬質皮膜にクラックや剥離が生じることがある。したがって、硬質皮膜と熱膨張係数を合わせるために、基体の材料選択が制約されるという問題があった。

【0009】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、摺動性が良く、かつ、基体の材料選択の幅が広い摺動部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の摺動部材は、上記の課題を解決するために、被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材であって、摺動部材基部と、上記摺動部材基部の表面に散在して固定されるとともに、上記被摺動部材に摺接する摺接粒子と、を備え、上記摺接粒子は、上記摺動部材基部の表面から突出していることを特徴としている。

【0011】

上記構成によれば、摺接粒子は、摺動部材基部の表面に散在して固定され、摺動部材基部の表面から突出している。したがって、被摺動部材は、摺接粒子の先端部と摺接し、摺動部材基部の表面とは摺接しない。これにより、摺動部材は、摩擦係数が低く、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。

【0012】

また、摺接粒子が摺動部材基部の外表面上に散在しているため、摺接粒子間に摺接粒子が存在しない領域（粒子間領域）が形成される。そのため、摺動部材基部が温度の上昇によって熱膨張するとき、摺動部材基部の外表面上に固定されている摺接粒子は、該熱膨張に付随して移動することができる。換言すれば、摺接粒子は、摺動部材基部の熱膨張に付随して移動する。したがって、摺動部材基部と摺接粒子との熱膨張係数を合わせる必要が無く、摺動部材基部の材料の選択性が広い。

【0013】

また、当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合、摺動部材の回転時に、粒子間領域から摺接粒子と被摺動部材との間に適度に水が潤滑剤として供給され、潤滑性が向上する。これは、摺接粒子が固定されると、機械加工では得ることのできない逆テーパ等を含む様々な形状の凹凸で囲まれる粒子間領域が形成されることで、容易に水を貯えられたり、排出したりすることが可能となるからである。

【0014】

本発明の摺動部材において、上記摺動部材基部の表面から上記摺接粒子の先端までの平均高さは、０．８μｍ以上である構成としてもよい。

【0015】

摺動部材において、摺接粒子が摺動部材基部の表面から突出し、被摺動部材が摺接粒子の先端部と摺接し、摺動部材基部の表面とは摺接しない状態を維持する上では、摺動部材基部の表面から摺接粒子の先端までの平均高さを０．８μｍ以上とすることが好ましい。

【0016】

また、摺動部材基部の表面から摺接粒子の先端までの平均高さは、前述のように、当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合に、水が潤滑剤として供給され、潤滑性が向上する機能を確実にする上では、１．０μｍ以上とするのがさらに好ましい。さらに、摺動部材基部の表面から摺接粒子の先端までの平均高さは、摺動部材基部が熱膨張したときでもより適度な水を貯えることが可能なように５０μｍ以上が好ましく、水がより適度に潤滑剤として供給されるために１５０μｍ以下とすることが好ましい。

【0017】

本発明の摺動部材は、複数の上記摺接粒子により上記被摺動部材を荷重支持する構成である。

【0018】

上記の構成によれば、摺動部材は、複数の摺接粒子により被摺動部材を荷重支持することにより、被摺動部材が摺接粒子の先端部と摺接し、摺動部材基部の表面とは摺接しない状態を維持することができる。

【0019】

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、硬さが珪砂の硬さ以上であることが好ましい。上記の構成によれば、摺接粒子は、硬さが珪砂の硬さ以上であるので、珪砂を主成分とするスラリー粒子等により、摺接粒子が摩耗する事態を防止することができる。

【0020】

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素、ガラス状カーボン粒子、アルミナ粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、炭化タングステン粒子、窒化ケイ素粒子及び炭化モリブデン粒子のうちの少なくとも１種以上を含む構成としてもよい。

【0021】

上記の構成によれば、上記の各粒子は摩擦係数が低いので、それら粒子のうちの少なくとも１種以上を摺接粒子として含む摺動部材は、被摺動部材との間に水等の潤滑剤が存在しない無潤滑条件下においても円滑に摺動することができる。さらに、摩擦係数が低いことにより、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。

【0022】

本発明の摺動部材において、上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の外面に固定され、上記摺接粒子よりも粒径が小さい非摺接粒子とを備えている構成としてもよい。

【0023】

上記の構成によれば、摺動部材基部は、基体と、基体の外面に固定され、摺接粒子よりも粒径が小さい非摺接粒子とを備えているので、基体の素材が柔らかい場合であっても、摺接粒子間に入り込んだ粒子により基体が摩耗する事態を防止することができる。例えば、当該摺動部材をポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合に、水に含まれるスラリー粒子が摺接粒子間に入り込む。この場合に、スラリー粒子により基体が摩耗する事態を防止し、基体を保護することができる。

【0024】

本発明の摺動部材は、上記摺動部材基部の表面の垂直方向から見たときの、上記摺接粒子が占める面積の割合である面密度が２０〜７０％であることが好ましい。面密度を２０〜７０％とすることにより、当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合、ポンプの排出対象となる水に含まれる土砂等のスラリー粒子を粒子間領域へと逃がしやすくなる。面密度が２０％より小さい場合には、摺接粒子間隔が広くなりすぎるため、各摺接粒子に加わる負荷が大きくなり耐久性に問題が生じてしまう。そのため、３０％以上とすることがより好ましい。また、面密度が７０％を越える場合には、摺接粒子間隔が狭くなり、摺接粒子間に水が貯えにくくなる、もしくは貯えられた水が排出されにくくなる。そのため、より好ましくは６０％以下、さらにより好ましくは５５％以下とする。これにより、摺接粒子と被摺動部材との間へのスラリー粒子の噛み込みによる、相手材である被摺動部材の摩耗を抑制することができる。

【0025】

本発明の摺動部材は、摺接粒子の平均粒子径が１０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。平均粒子径が１０μｍより小さい場合には、摺接粒子を保持する力が小さいので、摺動部材基部上から脱落しやすくなる。そのため、４０μｍ以上が好ましく、８０μｍ以上とすることがより好ましい。また、平均粒子径が５００μｍより大きい場合には、製造時に加わる圧力等の条件が大きくなり、設備等で多大な費用を要するため、５００μｍを上限とする。また、摺接粒子先端の加工をより効率よく行うため、平均粒子径は２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましい。

【0026】

本発明の摺動部材において、上記摺動部材基部は、基体と、上記基体の表面に形成された金属膜とを備えていてもよい。金属膜は、摺接粒子を固定するための固定部材として機能するとともに、基体が他の粒子と接触することにより摩耗する事態を防止することができる。例えば、当該摺動部材をポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合に、金属膜として、水に含まれるスラリー粒子よりも高硬度な材料を用いれば、基体の素材が柔らかい場合であっても、粒子間領域を通過するスラリー粒子による基体の摩耗を防止できる。すなわち、金属膜によって基体を保護することができる。

【0027】

本発明の摺動部材は、上記摺動部材基部の表面の硬さがＨｖ６００ｋｇ／ｍｍ^２以上とすることが好ましく、Ｈｖ８００ｋｇ／ｍｍ^２以上であることがより好ましい。当該摺動部材を例えばポンプの軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いた場合、排出される水に含まれるスラリー粒子の硬さがＨｖ１０００ｋｇ／ｍｍ^２程度であるので、その値に近い硬度を有することにより、スラリー粒子による基体の損傷を軽減することができる。

【0028】

本発明の摺動部材に対する、被摺動部材としてはセラミックス又はサーメットが好ましい。これにより、被摺動部材として耐久性が向上する。

【0029】

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、上記摺動部材基部上へ電着固定されていることが好ましい。これにより、大気圧条件下で摺動部材基部上に摺接粒子を固定することができる。

【0030】

本発明の摺動部材において、上記摺接粒子は、少なくとも一部が被膜にて被覆されていることが好ましい。上記の構成によれば、摺接粒子の先端の角部を被膜によって表面が円滑な面となるように覆うことができ、摺動部材の摺接面を円滑な面にすることができる。

【0031】

本発明の摺動部材において、上記被膜は、少なくとも上記摺接粒子の先端を覆い、ダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなる構成としてもよい。

【0032】

上記の構成によれば、摺接粒子の先端の角部をダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜によって表面が円滑な面となるように覆うことができ、軸部材の摺接面をさらに円滑な面にすることができる。

【0033】

本発明の摺動部材において、上記被膜は、先端面の周りを覆うダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなり、上記先端面から側面に至る角部に対応する部分の上記被膜の外面が曲面になっている構成としてもよい。

【0034】

上記の構成によれば、ダイヤモンドライクカーボン膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜は、摺接粒子の先端面の周りを覆い、かつ摺接粒子の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっている。したがって、摺動部材の摺接面の円滑性をさらに向上し、角部による被摺動面への攻撃性を緩和することができる。

【0035】

本発明の摺動部材は、軸及び軸受を有する軸・軸受構造に用いられ、上記摺接粒子の先端は、上記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上にある構成としてもよい。

【0036】

上記の構成によれば、当該摺動部材を当該摺動部材と被摺動部材とからなるポンプ用軸・軸受構造に用いた場合、摺動部材が回転する際に、被摺動部材と摺接するのは摺接粒子のみとなる。したがって、摺動部材は、摩擦係数が低く、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。

【0037】

本発明のポンプは、上記いずれかの摺動部材を備えている構成である。上記の構成によれば、摺動部材は、摩擦係数が低く、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上するので、ポンプの耐久性を向上することができる。

【発明の効果】

【0038】

本発明の一態様によれば、摺動性が良く、かつ、基体の材料選択の幅が広い摺動部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本発明の実施形態１における軸・軸受構造及び摺動部材としての軸部材の、軸方向に垂直な断面を示す断面概略図である。

【図2】上記軸部材の、外面側からみた構成を示す上面図である。

【図3】上記軸部材の摺接粒子が、基体上へ電着された状態を示す断面図である。

【図4】（ａ）はＳＰＳを用いて摺接粒子を基体上に固定するときの流れを示す図であり、（ｂ）は摺接粒子が基体上にＳＰＳにより固定された状態を示す断面図である。

【図5】上記軸部材の、摺接粒子及び硬質金属粉末の混合粉末を基体上に載置後、ＳＰＳ装置を用いて加圧成形し、その後、加工を行って摺接粒子の粒子間に硬質金属膜を形成する場合の流れを示す図である。

【図6】上記軸部材の、基体上に硬質金属粉末層を載置後、その上に摺接粒子粉末をのせた場合の状態を示す断面図である。

【図7】本発明の実施形態２における軸部材の、摺接粒子及び硬質粒子が基体上に固定された状態を示す断面図である。

【図8】従来のポンプ用軸・軸受構造の摺動面の断面を示す断面概略図である。

【図9】図９の(ａ)は、本発明の実施形態３における軸部材の横断面図であり、図９の(ｂ)は、図９の(ａ)に示した軸部材の一部の拡大図である。

【図10】図１０の(ａ)は、図９に示した被膜を有する摺接粒子の摺接面の第１の形成方法を示す、軸部材の横断面を示す模式図であり、図１０の(ｂ)は、図９に示した被膜を有する摺接粒子の摺接面の第２の形成方法を示す、軸部材の横断面を示す模式図である。

【図11】図１１の（ａ）は、本発明の本実施形態４における軸部材の横断面図である。図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）に示した摺接粒子の拡大図である。

【図12】本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体のみからなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。

【図13】本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体および基体の外表面上に設けられた表面形成物からなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材として、土砂（スラリー粒子）を含む水を排出するためのポンプに用いられる回転機構における軸・軸受構造の軸部材について説明する。尚、本実施の形態では、摺動部材としての軸部材について説明するが、本発明の摺動部材は必ずしもこれに限らない。例えば、軸部材に対して相対的に摺動する軸・軸受構造における軸受け部材にも適用することができる。

【0041】

＜摺動部材の構成＞
軸・軸受構造１Ａにおける、本実施の形態の摺動部材としての軸部材１０の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施の形態における軸・軸受構造１Ａの、軸方向に垂直な断面を示す断面概略図である。図２は、軸・軸受構造１Ａが備える軸部材１０の、外面側からみた構成を示す上面図である。

【0042】

図１に示すように、軸・軸受構造１Ａは、摺動部材としての軸部材１０と、被摺動部材としての軸受け部材１１とからなっている。軸部材１０は、円筒形状の軸スリーブである。尚、軸部材１０は、軸スリーブに限定されるものではなく、軸であってもよい。一方、軸受け部材１１は、内部に軸部材１０が収容される円筒形状を有しており、軸部材１０を軸支する。

【0043】

軸受け部材１１は、例えば、硬質のセラミックスや超硬合金等から成り、セラミックスやサーメットであることが好ましい。セラミックスやサーメットを用いることにより、軸受け部材１１の耐久性が向上する。軸受け部材１１の内側表面は、表面の凹凸が、摺動部材である軸部材１０における後述する摺接粒子間の領域深さに達しないことが好ましいが、表面粗さＲａが１．０μｍ以下であれば摩擦等にそれほど影響ないため問題ない。なお、軸受け部材１１の表面に、摩擦係数を低く、又は耐摩耗性を向上するための焼結体や膜を形成するような加工がされていても良い。

【0044】

軸部材１０は、図１に示すように、少なくとも、円筒形状の基体１０ａと、基体１０ａの外表面上に散在して固定された摺接粒子１０ｂとを備える。また、摺接粒子１０ｂが基体１０ａの外表面上に散在しているため、摺接粒子１０ｂ間に摺接粒子１０ｂが存在しない領域（以下、粒子間領域）１２が形成される。尚、図１においては、基体１０ａの外表面全体に散在する摺接粒子１０ｂのうち、一部のみを図示している。

【0045】

また、軸部材１０は、基体１０ａの外表面上に、摺接粒子１０ｂを固定するための固定部材（図１では図示せず）を備えていてもよい。

【0046】

さらに、軸部材１０は、粒子間領域１２に、摺接粒子１０ｂと同一材料の粒子であって、摺接粒子１０ｂよりも粒子径の小さい粒子を備えていてもよい。該粒子は、軸部材１０を製造する際に、摺接粒子１０ｂの原材料となる粉体の粒度分布に起因して不可避的に備えられる粒子である。

【0047】

基体１０ａは、一般的に用いられる材質によって形成されており、例えば、Ｃｏ系、Ｎｉ系の硬質合金等から成る。基体１０ａの硬さはＨｖ６００ｋｇ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。排出される水に含まれるスラリー粒子の硬さがＨｖ１０００ｋｇ／ｍｍ^２程度であるので、その値に近い硬度を有することにより、スラリー粒子による基体１０ａの損傷を軽減することができる。また、基体１０ａの表面粗さＲａは、１．０μｍ以下であることが好ましい。

【0048】

摺接粒子１０ｂは、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン（Diamond-like Carbon）粒子（以下、ＤＬＣ粒子という）、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも１種以上を含む。ここで、上記ダイヤモンド粒子には、ダイヤモンドの単結晶粒子、ダイヤモンド焼結体を粉砕した粒子も含まれる。また、上記ＤＬＣ粒子には、バインダーを使用してＤＬＣ粉末を造粒したものや、ＤＬＣ粉末の焼結体を粉砕した粒子も含まれる。

【0049】

摺接粒子１０ｂは、基体１０ａの外表面上に、後述の方法により固定されている。摺接粒子１０ｂは、基体１０ａの外表面上に１粒子の厚さで散在している。すなわち、基体１０ａ上に固定された摺接粒子１０ｂの粒子の上に、別の摺接粒子１０ｂが固定されていることはほとんど無い。また、軸部材１０は、摺接粒子１０ｂが存在しない粒子間領域１２を有している。したがって、摺接粒子１０ｂとして高価なダイヤモンド粒子を用いたとしても、基体１０ａの表面上に固定される摺接粒子１０ｂの合計量は、特許文献１のように摺接面としてダイヤモンド焼結体を用いる場合に比べて、大幅に少なくすることができ、製造コストを低くできる。尚、基体１０ａの外表面上において、２つ以上の異なる摺接粒子１０ｂが隣接している箇所があってもよい。ただし、隣接する異なる摺接粒子１０ｂ間は接合されていない。

【0050】

また、各摺接粒子１０ｂの先端、つまり、軸受け部材１１側の端部は、軸部材１０の軸方向から見たときに、軸部材１０の軸を中心とした同一円周上にある。すなわち、各摺接粒子１０ｂの先端によって、図１に示すように、軸部材１０の軸を中心とした円周面である摺接面１３が形成される。該摺接面１３は、軸部材１０が回転するときに、被摺動部材であるところの軸受け部材１１と摺接する。

【0051】

さらに、摺接粒子１０ｂ間には、図１及び図２に示すように、粒子間領域１２が形成されている。従来、特許文献１又は特許文献３に記載されているように、基体の上に焼結体や硬質皮膜を形成する場合には、それらの温度が上昇した場合において、基体と、焼結体又は硬質皮膜との互いの熱膨張の差に起因する剥離が生じうる。そのため、基体と、焼結体又は硬質皮膜との互いの熱膨張係数を合わせる必要があった。それゆえ、基体として高価なＷＣを含む超硬合金を用いる必要があり、基体の材料の選択の幅が狭いという問題があった。このことは特許文献１のようにセグメント方式とした場合でさえも同様であった。これに対して、本実施の形態における軸部材１０では、摺接面１３を形成する摺接粒子１０ｂ間に粒子間領域１２が形成されているため、当該問題を解決できる。そのことについて以下に詳細に説明する。

【0052】

まず、上述のような熱膨張の差に起因する剥離は、相対的に熱膨張係数の大きい基体側の熱膨張によって、上記焼結体又は硬質皮膜を破断させる力を及ぼすことに起因している。本実施の形態においても、摺接粒子１０ｂとしてのダイヤモンド粒子及びＤＬＣ粒子の熱膨張係数は小さく、基体１０ａに用いられる合金等の熱膨張係数は相対的に大きい。しかしながら、本実施の形態における軸部材１０では、基体１０ａが温度の上昇によって熱膨張するとき、基体１０ａの外表面上に固定されている摺接粒子１０ｂは、該熱膨張に付随して移動することができる。換言すれば、摺接粒子１０ｂは、基体１０ａの熱膨張に付随して、基体１０ａの中心軸からの放射方向に、粒子間領域１２を広くするように移動する。

【0053】

他方、温度の上昇による摺接粒子１０ｂの熱膨張は、そもそも摺接粒子１０ｂの熱膨張係数が小さいことに加えて、粒子間領域１２があるため、他の摺接粒子１０ｂに対して影響を及ぼさない。

【0054】

したがって、基体１０ａと摺接粒子１０ｂとの熱膨張係数を合わせる必要が無く、基体１０ａの材料の選択性が広くなっており、例えば、Ｃｏ系、Ｎｉ系硬質合金のような熱膨張係数が鉄と同程度である材料を用いることができる。

【0055】

また、粒子間領域１２は、その深さ、つまり、基体１０ａの表面と摺接粒子１０ｂの粒子先端（つまり、摺接面１３）との高さの差が０．８μｍ以上となっている。このため、本実施の形態における摺接面１３には、基体１０ａの表面は含まれず、摺接面１３は摺接粒子１０ｂのみから形成されている。これにより、軸部材１０と軸受け部材１１とからなる軸・軸受構造１Ａにおいて、軸部材１０が回転する際に、軸受け部材１１と摺接するのは摺接粒子１０ｂのみとなる。ここで、摺接粒子１０ｂを構成するダイヤモンド粒子、ＤＬＣ粒子及び立方晶窒化ホウ素の摩擦係数は低いため、軸部材１０は、軸受け部材１１との間に水等の潤滑剤が存在しない無潤滑条件下においても円滑に回転することができる。さらに、摩擦係数が低いことにより、摩擦による熱の発生が抑えられ、材料の耐久性が向上する。また、軸・軸受構造１Ａに一旦水が通じた後には、粒子間領域１２に水が貯えられることによって、軸部材１０の回転時に、粒子間領域１２から摺接粒子１０ｂと軸受け部材１１との間に適度に水が潤滑剤として供給され、潤滑性が向上する。

【0056】

摺接粒子間の領域の深さは、１．０μｍ以上とするのがさらに好ましい。さらに、粒子間領域１２の深さは、基体が熱膨張したときでもより適度な水を貯えることが可能なように５０μｍ以上が好ましく、水がより適度に潤滑剤として供給されるために１５０μｍ以下とすることが好ましい。

【0057】

また、基体１０ａの表面の垂直方向から見たときの、摺接粒子１０ｂが占める面積の割合である面密度は、２０〜７０％であることが好ましい。ここで、面密度が大きいことは、摺接粒子１０ｂ間の間隔が狭いことを意味し、反対に面密度が小さいことは、摺接粒子１０ｂ間の間隔が広いことを意味する。上記面密度を２０〜７０％とすることにより、スラリー粒子を粒子間領域１２へと逃がしやすくなる。すなわち、軸部材１０と軸受け部材１１との間に侵入したスラリー粒子は、摺接粒子１０ｂと軸受け部材１１との間に挟み込まれるよりも、粒子間領域１２へと送り込まれやすくなる。そして、スラリー粒子は、基体１０ａの外表面全体に形成されている粒子間領域１２を通過して、軸・軸受構造１Ａの外部へと排出され得る。これにより、摺接粒子１０ｂと軸受け部材１１との間へのスラリー粒子の噛み込みによる、相手材である軸受け部材１１の摩耗を抑制することができる。なお、面密度が２０％未満においては、摺接面１３を形成する摺接粒子１０ｂが少ないため、軸受け部材１１への面圧が高くなり、軸受け部材１１を傷つけ易くなる。また、面密度が７０％を超えると、粒子間領域１２が狭くなり、比較的大きなスラリー粒子が通過できなくなるため、スラリー粒子の噛み込みが増え得る。また、面密度が７０％を超える場合には、摺接粒子間に水が貯えにくくなる、もしくは貯えられた水が排出されにくくなる。そのため、より好ましくは面密度は６０％、さらにより好ましくは５５％以下である。

【0058】

また、摺接粒子１０ｂの平均粒子径は１０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。平均粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置：株式会社島津製作所、ＳＡＬＤ−２１００により計測される値である。平均粒子径が１０μｍより小さい場合には、摺接粒子１０ｂを保持する力が小さいので、基体１０ａ上から脱落しやすい。そのため、基体１０ａ上からの脱落をより一層防止するために、摺接粒子１０ｂの平均粒子径は、４０μｍ以上が好ましく、８０μｍ以上とすることがより好ましい。平均粒子径が５００μｍより大きい場合、製造時に加わる圧力等の条件が大きくなり、設備等で多大な費用を要するため、摺接粒子１０ｂ先端の加工が難しくなる。また、摺接粒子先端の加工をより効率よく行うため、平均粒子径は２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましい。

【0059】

＜摺接粒子の固定方法＞
本実施の形態における、基体１０ａの外表面上への摺接粒子１０ｂの固定は、電着又はスパークプラズマ焼結（Spark Plasma Sintering）（以下、ＳＰＳという）を用いて行うことができる。各固定方法について、以下に説明する。

【0060】

（電着を用いた固定方法）
本実施の形態における、電着を用いた摺接粒子の固定方法について、図３を用いて説明する。図３は、軸部材１０の摺接粒子１０ｂが、基体１０ａ上に電着された状態を示す断面図である。

【0061】

基体１０ａの表面上への摺接粒子１０ｂの固定は、周知の電着の方法で行うことができる。例えば、基体１０ａの表面上に、摺接粒子１０ｂの粉末を配置することによって摺接粒子１０ｂを付着させる。その後、ニッケル液中で通電することにより、基体１０ａの表面にニッケルメッキが施され、それに伴って、図３に示すように、摺接粒子１０ｂがニッケルメッキ膜２０にある程度埋め込まれ、基体１０ａ上に固定される。または、例えば、外表面以外の面をマスキングした基体１０ａを、摺接粒子１０ｂを含むニッケルメッキ液の中に配置する。このとき、摺接粒子１０ｂがニッケルメッキ膜２０に埋め込まれる深さを、平均粒子径の５０％以上とすることが好ましい。その後、電解法によりニッケルメッキ液中で通電することにより、図３に示すように、基体１０ａの外表面にニッケルメッキ膜２０が施されるとともに、ニッケルメッキ液中の摺接粒子１０ｂがニッケルメッキ膜２０にある程度埋め込まれ、基体１０ａ上に固定される。すなわち、ニッケルメッキ膜２０は、摺接粒子１０ｂを固定するための固定部材として機能する。この方法によれば、特許文献１のように高圧条件下でダイヤモンド焼結を行う必要がなく、大気圧条件下で基体１０ａ上に摺接粒子１０ｂを固定することができる。尚、電着に用いるメッキ液としては、他の金属や合金によるメッキ液を用いてもよい。また、メッキ液中の摺接粒子１０ｂの濃度を調整することにより、摺接粒子１０ｂ間の粒子間領域１２の大きさや、摺接粒子１０ｂの上記面密度を調整することができる。

【0062】

（ＳＰＳを用いた固定方法１）
本実施の形態における、ＳＰＳを用いた摺接粒子１０ｂの固定方法の一例について、図４を用いて説明する。図４の（ａ）は、ＳＰＳを用いて摺接粒子１０ｂを基体１０ａ上に固定するときの流れを示す図であり、（ｂ）は、摺接粒子１０ｂが基体１０ａ上にＳＰＳにより固定された状態を示す断面図である。

【0063】

ＳＰＳは、粉体焼結等に通常用いられる方法として知られている。ＳＰＳは、簡単には、試料に対して高圧に加圧すること、プラズマ形成等によって粒子間の接合を促進すること、及び高温に迅速に加熱すること、を同時に行うという利点を有する方法である。

【0064】

まず、基体１０ａ上に摺接粒子粉末層３０をのせ、その後ＳＰＳ装置にて、例えば９５０℃、３０ＭＰａの条件下で加圧成形を行う。それにより、加圧成形後の基体１０ａに、摺接粒子１０ｂが１粒子の厚みで散在する。基体１０ａ上に保持されなかった他の摺接粒子１０ｂは、除圧後に除去することができる。そのため、基体１０ａに保持されなかった、摺接粒子粉末層３０の他の摺接粒子１０ｂは、再利用することができる。

【0065】

尚、特許文献１に記載のダイヤモンド焼結の際に印加される圧力よりも低い圧力で加圧成形するため、製造コストを特許文献１の技術に比べて低くすることができる。

【0066】

（ＳＰＳを用いた固定方法２）
本実施の形態における、ＳＰＳを用いた摺接粒子１０ｂの固定方法の他の例について、図５を用いて説明する。

【0067】

図５に示されるように、まず、摺接粒子１０ｂ及び硬質金属粉末の混合粉末を基体１０ａ上に載置後、ＳＰＳ装置を用いて加圧成形する。ＳＰＳ装置を用いた加圧成形によって、基体１０ａ上に摺接粒子−金属複合体５１が形成される。ここで、硬質金属粉末としては、例えばコバルト合金粉末が用いられるが、他の合金又は金属粉末を用いることもできる。

【0068】

上記摺接粒子−金属複合体５１は、基体１０ａの外表面に少し突き刺さり固定された摺接粒子１０ｂと、その周囲に形成された硬質金属膜５０とによって形成されている。すなわち、硬質金属膜５０は、摺接粒子１０ｂの基体１０ａへの固定を補助するための固定部材として機能する。上記ＳＰＳ装置による加圧成形においては、従来の特許文献１のような数ＧＰａといった高圧は必要なく、高くとも１００ＭＰａ程度の圧力で加圧すればよい。この加圧成形により、硬質金属膜５０と摺接粒子１０ｂとの間には結合が形成され、基体１０ａ上における摺接粒子１０ｂの固定が促進される。

【0069】

本固定方法によれば、摺接粒子１０ｂ間の領域である粒子間領域１２に、摺接粒子１０ｂを基体１０ａに固定するための固定部材としての硬質金属膜５０が形成される。また、硬質金属膜５０としてスラリー粒子よりも高硬度な材料を用いれば、基体１０ａの素材が柔らかい場合であっても、粒子間領域１２を通過するスラリー粒子による基体１０ａの摩耗が防止できる。すなわち、硬質金属膜５０によって基体１０ａを保護することができる。このとき、摺接粒子１０ｂの先端から硬質金属膜５０の上端までの深さは、スラリー粒子の粒子径よりも大きいことが好ましい。特にスラリー粒子が多く混在すると推定される箇所でのポンプ使用時は、該深さを３０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上、もしくは、摺接粒子１０ｂの平均粒子径が１００μｍを超える場合には、摺接粒子１０ｂの平均粒子径の４０％以上とすることが好ましい。

【0070】

なお、このように、粒子間領域１２に硬質金属膜５０が形成される構成では、摺接粒子間の領域の深さは、硬質金属膜５０の表面と摺接粒子１０ｂの粒子先端（すなわち摺接面１３）との高さの差である。この点は、以下に示す、ＳＰＳを用いた固定方法３の場合にも同様である。

【0071】

（ＳＰＳを用いた固定方法３）
本実施の形態における、ＳＰＳを用いた摺接粒子１０ｂの固定方法の他の例について、図６を用いて説明する。

【0072】

図６は、基体１０ａ上に硬質金属粉末層６０を載置後、その上に摺接粒子粉末層３０をのせた状態を示す断面図である。

【0073】

図６に示すように、まず基体１０ａ上に、硬質金属粉末層６０を載置し、その上に摺接粒子粉末層３０をのせる。ここで、硬質金属粉末としては、例えばコバルト合金粉末が用いられ得るが、他の合金又は金属粉末を用いることもできる。

【0074】

その後、ＳＰＳ装置を用いた加圧成形によって、硬質金属粉末層６０は圧密化され、基体１０ａの表面上に硬質金属膜５０を形成する。それとともに、摺接粒子粉末層３０が、硬質金属膜５０に押し付けられ、硬質金属膜５０に摺接粒子１０ｂが少し埋め込まれて固定される。すなわち、硬質金属膜５０は、摺接粒子１０ｂを基体１０ａに固定するための固定部材として機能する。このとき、硬質金属膜５０上には、摺接粒子１０ｂが１粒子の厚さで散在して固定される。

【0075】

上記ＳＰＳを用いた固定方法２においては、摺接粒子−金属複合体５１を形成していたのに対して、本方法では、基体１０ａ上において、硬質金属膜５０と摺接粒子１０ｂとが分離している。そのため、摺接粒子粉末層３０を形成する摺接粒子１０ｂの大部分は、上記ＳＰＳ装置を用いた加圧成形後、回収することができ、再利用することができる。これにより、コストを安くすることができる。

【0076】

＜摺接粒子の加工方法＞
本実施の形態における、基体１０ａ上に固定された摺接粒子１０ｂの加工方法について以下に説明する。

【0077】

基体１０ａ上に上述の方法により固定された摺接粒子１０ｂの粒子先端が、同一円周上にあるように加工する。すなわち、基体１０ａの回転中心軸から、最外にある粒子先端までの距離を等しくして、摺接粒子１０ｂの粒子先端が同一円周上にあるようにする。この加工方法としては、ダイヤモンドや、炭化珪素等の砥石で削る、放電加工する、といった方法を用いることができる。当業者においては、本実施の形態における摺接粒子１０ｂのような高硬度な材料を研削する方法として、適当なものを選択すればよい。

【0078】

摺接粒子１０ｂの粒子先端を加工するに際して、当該摺接粒子１０ｂは、加工中に基体１０ａ上から脱落し得る。このとき、摺接粒子１０ｂが脱落した箇所は、新たな粒子間領域１２となる。

【0079】

なお、上記の（ＳＰＳを用いた固定方法２）（ＳＰＳを用いた固定方法３）の場合、摺接粒子１０ｂの先端が軸部材１０の軸を中心とする同一円周上になるように加工すると共に、摺接粒子１０ｂ間の領域である粒子間領域１２に存在する硬質金属膜５０と摺接粒子１０ｂの先端との高さの差が、０．８μｍ以上となるように、硬質金属膜５０を研削する加工を行う。これにより摺接面１３は摺接粒子１０ｂのみから形成される。また、硬質金属膜５０が基体１０ａを覆うため、硬質金属膜５０として硬質な材料を用いれば、基体１０ａの素材をステンレス鋼のように柔らかい材質を用いても、スラリー粒子による基体１０ａの摩耗を防止できる。

【0080】

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0081】

図７は、本実施の形態における軸部材１０の断面図である。図７に示されるように、本実施の形態の軸部材１０は、基体１０ａの外表面上に、摺接粒子１０ｂと共に、摺接粒子１０ｂ間の粒子間領域１２において、摺接粒子１０ｂよりも粒子径の小さい硬質粒子４０を固定している点で、上記実施の形態１と異なっている。

【0082】

硬質粒子４０は、例えば、炭化ケイ素やその他の高硬度な粒子等である。硬質粒子４０は、硬さがＨｖ１０００ｋｇ／ｍｍ^２以上のものが好ましい。また、硬質粒子４０は、摺接粒子１０ｂ間の粒子間領域１２に固定される。粒子間領域１２に固定された硬質粒子４０は、スラリー粒子等が基体１０ａを損傷することを防ぐことができる。

【0083】

なお、本実施の形態２における、粒子間領域１２の深さは、硬質粒子４０の先端と摺接粒子１０ｂの先端との高さの差であり、実施の形態１と同様に、０．８μｍ以上となっている。

【0084】

このように摺接粒子１０ｂと硬質粒子４０とを混合し、その混合比又は硬質粒子４０の粒子サイズを調節することで、基体１０ａ上に固定される摺接粒子１０ｂの面密度を容易に調節することが可能となる。

【0085】

ここで、上記硬質粒子４０の粒子間の距離は、５０μｍ以下であることが好ましい。これによって、粒子サイズが５０μｍ程度であるスラリー粒子（例えば、シリカ粒子）が、硬質粒子４０の間を通り抜けて基体１０ａに当たることを防ぐことができる。

【0086】

尚、摺接粒子１０ｂよりもサイズの大きい硬質粒子４０が基体１０ａの表面上に固定された場合には、その後に、硬質粒子４０の先端が、摺接粒子１０ｂよりも０．８μｍ以上低くなるように、硬質粒子４０の先端を加工すればよい。それにより、摺接面１３は摺接粒子１０ｂのみによって構成され、硬質粒子４０は、スラリー粒子から基体１０ａを保護することができる。

【0087】

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、図９の（ａ）及び（ｂ）並びに図１０の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明する構成以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0088】

＜摺動部材(軸部材)の構成＞
図９の(ａ)は、本実施の形態における軸部材１０の横断面図である。図９の(ｂ)は、図９の(ａ)に示した軸部材１０の一部の拡大図である。

【0089】

図９の(ａ)及び(ｂ)に示すように、本実施の形態の軸部材１０は、基体１０ａの外表面上に固定された摺接粒子１０ｂが、少なくとも先端に被膜１０ｂ２を有している。被膜１０ｂ２は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン：Diamond-like Carbon）膜又はガラス状カーボン膜からなる。すなわち、摺接粒子１０ｂは、被覆対象粒子１０ｂ１及び被膜１０ｂ２から構成され、少なくとも被覆対象粒子１０ｂ１の先端が被膜１０ｂ２にて覆われている。したがって、被膜１０ｂ２の上面は、軸部材１０の摺接面１３となっている。被覆対象粒子１０ｂ１は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも１種以上を含むものである。

【0090】

被膜１０ｂ２の膜厚は、５μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。このように、本実施の形態の軸部材１０は、摺接粒子１０ｂが被覆対象粒子１０ｂ１及び被膜１０ｂ２から構成されている点において、上記実施の形態１の軸部材１０と異なっている。

【0091】

なお、図９の(ａ)及び(ｂ)に示した例では、軸部材１０は、基体１０ａの露出している面、及び被覆対象粒子１０ｂ１における基体１０ａから露出している面が被膜１０ｂ２により覆われている。したがって、この場合の粒子間領域１２の深さは、被覆対象粒子１０ｂ１の先端を覆う被膜１０ｂ２の高さと基体１０ａの上面を覆う被膜１０ｂ２の上面の高さとの差となる。

【0092】

また、図９の(ｂ)において符号１０ｃにて示す粒子は、摺接粒子１０ｂの製造後の摺接粒子１０ｂの使用が開始された当初には、粒径が小さくて高さが不足するために、摺接粒子１０ｂとはなり得ない非摺接粒子である。このような非摺接粒子１０ｃは、基体１０ａに摺接粒子１０ｂを設けた場合に、生じることがある。非摺接粒子１０ｃは、硬質粒子４０と同じ働きをすることができる。

【0093】

＜被膜を有する摺接粒子の摺接面の形成方法＞
（第１の形成方法）
図１０の(ａ)は、被膜１０ｂ２を有する摺接粒子１０ｂの摺接面１３の第１の形成方法を示す、軸部材１０の横断面を示す模式図である。

【0094】

第１の形成方法では、まず、各被覆対象粒子１０ｂ１の先端が、前述したように、軸部材１０の軸方向から見たときに、軸部材１０の軸を中心とした同一円周上に存在するように、被覆対象粒子１０ｂ１を加工する。次に、被覆対象粒子１０ｂ１の少なくとも先端面が覆われるように、被膜１０ｂ２を形成する。

【0095】

（第２の形成方法）
図１０の(ｂ)は、被膜１０ｂ２を有する摺接粒子１０ｂの摺接面１３の第２の形成方法を示す、軸部材１０の横断面を示す模式図である。

【0096】

第２の形成方法では、まず、各被覆対象粒子１０ｂ１の少なくとも先端面が覆われるように、被膜１０ｂ２を形成する。次に、摺接粒子１０ｂの先端、すなわち被覆対象粒子１０ｂ１の先端面を覆う被膜１０ｂ２の上面が、前述したように、軸部材１０の軸方向から見たときに、軸部材１０の軸を中心とした同一円周上に存在するように、被膜１０ｂ２を加工する。

【0097】

（ＤＬＣ膜の形成方法）
ＤＬＣ膜（被膜１０ｂ２）は、被覆対象粒子１０ｂ１にＤＬＣ膜をコーティングすることにより形成可能である。この手法では、真空あるいは大気圧におけるプラズマを用いた蒸着技術による手法、及び有機溶媒などの液中から炭素膜を電気的に析出させる手法などが知られている。現在は、真空装置を用いた蒸着法によるコーティング法が主流である。

【0098】

真空装置を用いた蒸着法によるＤＬＣ膜のコーティング法は、炭素供給源として固体炭素を用いる手法と炭化水素系の原料を用いる手法とに大別される。固体炭素（グラファイト）を炭素供給源とする手法としては、アークイオンプレーティング、非平衡マグネトロンスパッタリング及びフィルタードアークイオンプレーティングが知られている。また、炭化水素系ガス（ＣＨ_４、Ｃ_６Ｈ_６、Ｃ_２Ｈ_２等）を炭素供給源とする手法としては、高周波プラズマＣＶＤ、パルス方式直流プラズマＣＶＤ、イオン化蒸着及びプラズマイオン注入・成膜が知られている。

【0099】

上記の非平衡マグネトロンスパッタリング（アンバランスドマグネットスパッター法）により、被覆対象粒子１０ｂ１に５μｍ〜１０μｍの膜厚のＤＬＣ膜を形成したところ、被覆対象粒子１０ｂ１（摺接粒子１０ｂ）の角部が被膜に覆われて丸くなった。

【0100】

以上のように、本実施の形態の軸部材１０は、摺接粒子１０ｂが、被覆対象粒子１０ｂ１及び被膜１０ｂ２からなり、少なくとも被覆対象粒子１０ｂ１の先端が被膜１０ｂ２にて覆われ、被膜１０ｂ２の上面が軸部材１０の摺接面１３となっている。

【0101】

これにより、摺接粒子１０ｂすなわち被覆対象粒子１０ｂ１の先端の角部を被膜１０ｂ２によって表面が円滑な面となるように覆うことができ、軸部材１０の摺接面をさらに円滑な面にすることができる。
（ガラス状カーボン膜の形成）
ガラス状カーボン膜（被膜１０ｂ２）は、被覆対象粒子１０ｂ１に対して熱硬化性樹脂を主成分とするガラス状カーボン用樹脂組成物を塗布し、硬化した後、不活性雰囲気中又は真空下で焼成炭化することにより形成することができる。

【0102】

〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、図１１の（ａ）及び（ｂ）並びに図１０の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明する構成以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0103】

＜摺動部材(軸部材)の構成＞
図１１の（ａ）は、本実施の形態における軸部材１０の横断面図である。図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）に示した摺接粒子１０ｂの拡大図である。

【0104】

図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態の軸部材１０では、基体１０ａの外表面上に固定された摺接粒子１０ｂは、被覆対象粒子１０ｂ１と、ＤＬＣ膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜１０ｂ２とを有する。被覆対象粒子１０ｂ１は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも１種以上を含むものである。

【0105】

被覆対象粒子１０ｂ１は、記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上に存在する先端面（摺接面１３）が露出し、被膜１０ｂ２は、被覆対象粒子１０ｂ１の先端面の周りを覆い、かつ被覆対象粒子１０ｂ１の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっている。

【0106】

被膜１０ｂ２の膜厚は、５μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。このように、本実施の形態の軸部材１０は、摺接粒子１０ｂが被覆対象粒子１０ｂ１及び被膜１０ｂ２から構成されている点において、上記実施の形態１の軸部材１０と異なっている。

【0107】

なお、図１１の（ａ）に示した例では、軸部材１０は、基体１０ａの露出している面、及び被覆対象粒子１０ｂ１の先端面を除く基体１０ａから露出している面が被膜１０ｂ２により覆われている。したがって、この場合の粒子間領域１２の深さは、摺接粒子１０ｂ（すなわち被覆対象粒子１０ｂ１）の先端面の高さと基体１０ａの上面を覆う被膜１０ｂ２の上面の高さとの差となる。

【0108】

＜被膜を有する摺接粒子の摺接面の形成方法＞
本実施の形態の軸部材１０において、被膜１０ｂ２を有する摺接粒子１０ｂは、次のようにして形成することができる。

【0109】

まず、図１０の(ａ)に示した第１の形成方法、または図１０の(ｂ)に示した第２の形成方法により、先端面に被膜１０ｂ２を有する摺接粒子１０ｂを形成する。次に、摺接粒子１０ｂの先端面を被覆対象粒子１０ｂ１の先端面が露出するまで被膜１０ｂ２を除去するように加工する。

【0110】

第２の形成方法により先端面に被膜１０ｂ２を有する摺接粒子１０ｂを形成した場合には、被覆対象粒子１０ｂ１の露出した先端面が平坦になるまで、被覆対象粒子１０ｂ１の先端面を加工する。

【0111】

以上のように、本実施の形態の軸部材１０では、摺接粒子１０ｂは、被覆対象粒子１０ｂ１と、ＤＬＣ膜又はガラス状カーボン膜からなる被膜１０ｂ２とを有し、被覆対象粒子１０ｂ１は、記軸・軸受構造の軸を中心とする同一円周上に存在する先端面（摺接面１３）が露出し、被膜１０ｂ２は、被覆対象粒子１０ｂ１の先端面の周りを覆い、かつ被覆対象粒子１０ｂ１の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっている。

【0112】

これにより、軸部材１０は、摩擦係数が低い、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも１種以上を含む摺接粒子を使用することによる、無潤滑条件下での円滑な回転、及び材料の耐久性向上等の効果を確実に発揮することができる。しかも、被膜１０ｂ２は、被覆対象粒子１０ｂ１の先端面の周りを覆い、かつ被覆対象粒子１０ｂ１の先端面から側面に至る角部に対応する部分の外面が曲面になっているので、軸部材１０は摺接面の円滑性をさらに向上することができる。

【0113】

〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について、図１２および図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明する構成以外の構成は、上記の実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0114】

＜摺動部材の構成＞
以上の実施の形態では、摺動部材が軸・軸受構造の軸部材あるいは軸受け部材である場合について説明した。しかしながら、摺動部材は、軸部材あるいは軸受け部材に限定されることなく、すなわち形状を特に限定されることなく、被摺動部材に対して相対的に摺動する部材であればよい。そこで、本実施の形態では、一例として摺動部材が平板形状の部材である場合について説明する。本実施形態において説明する摺動部材の構成は、以上に説明した全ての他の実施の形態の摺動部材に対して適用可能である。

【0115】

図１２は、本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体のみからなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。

【0116】

図１２に示すように、摺動部材１０は、摺動部材基部である平板形状の基体１０ａと、基体１０ａの外表面上に散在して固定された摺接粒子１０ｂとを備える。

【0117】

摺接粒子１０ｂは、他の実施の形態でも明らかなように、基体１０ａから突出し、かつ被摺動部材に摺接し、被摺動部材を荷重支持する。基体（摺動部材基部）１０ａの表面から摺接粒子１０ｂの先端までの平均高さは、０．８μｍ以上である。摺接粒子１０ｂは、硬さが珪砂の硬さ以上である。珪砂は、先述した土砂（スラリー粒子）の主成分である。なお、上記平均高さは、２．０μｍ以上であってもよい。

【0118】

摺接粒子１０ｂは、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン（Diamond-like Carbon）粒子（以下、ＤＬＣ粒子という）、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子のうちの少なくとも１種以上を含む。ここで、上記ダイヤモンド粒子には、ダイヤモンドの単結晶粒子、ダイヤモンド焼結体を粉砕した粒子も含まれる。また、上記ＤＬＣ粒子には、バインダーを使用してＤＬＣ粉末を造粒したものや、ＤＬＣ粉末の焼結体を粉砕した粒子も含まれる。

【0119】

摺接粒子１０ｂに含まれる少なくとも１種以上の粒子としては、先述したダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子、立方晶窒化ホウ素及びガラス状カーボン粒子に加えて、アルミナ粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、炭化タングステン粒子、窒化ケイ素粒子及び炭化モリブデン粒子を挙げることができる。アルミナ粒子には、単結晶のものおよび多結晶のものが含まれる。

【0120】

図１３は、本発明のさらに他の実施の形態の摺接部材であって、摺動部材基部が基体および基体の外表面上に設けられた表面形成部からなる摺接部材の構成を示す縦断面図である。

【0121】

図１３に示す摺動部材１０では、摺動部材基部１０ｅは、基体１０ａと基体１０ａの外表面上に設けられた表面形成部１０ｄとを有する構成である。したがって、この摺動部材１０では、摺動部材基部１０ｅの表面から摺接粒子１０ｂの先端までの平均高さは、表面形成部１０ｄの表面から摺接粒子１０ｂの先端までの平均高さとなる。

【0122】

表面形成部１０ｄは、図３に示したニッケルメッキ膜２０、硬質金属膜５０（図５参照）、摺接粒子１０ｂよりも粒子径の小さい硬質粒子４０の層（図７参照）、あるいはその他の何等かの膜や形成物である。したがって、この摺動部材１０は、摺動部材基部１０ｅと、摺動部材基部１０ｅの外表面上に散在して固定された摺接粒子１０ｂとを備える。

【0123】

本実施の形態の摺動部材１０のその他の構成、ならびに機能および利点等は、前述した他の実施の形態の摺動部材１０と同様である。

【0124】

〔変形形態〕
摺接粒子１０ｂ間の領域の深さが０．８μｍ以上である他の形態として、ダイヤモンド粒子と結合材との焼結体であるダイヤモンド焼結体において、表面に露出している結合材の部分だけ研削加工する形態が考えられる。この場合、ダイヤモンド焼結体の表面において、結合材とダイヤモンド粒子との高さの差が、０．８μｍ以上となるように研削加工する。例えば、ダイヤモンド粒子よりも柔らかく、結合材よりも硬い研磨材を用いて表面加工すればよい。このようにして研削加工されたダイヤモンド焼結体のブロックを、被摺動部材に対向する摺動部材の面に貼り付ければよい。ブロックの形状としては、例えば、球状や、一面のみが被摺動部材に対応する曲面を有する角柱形状であってもよい。

【0125】

また、被摺動部材表面の凹凸が、摺動部材における摺接粒子１０ｂ間の領域深さに達していなければ、摺動部材の基体の摩耗を抑制するだけでなく、被摺動部材の摩耗をも抑制することになるため、本発明に、被摺動部材の表面の凹凸を摺動部材における摺接粒子１０ｂ間の領域深さよりも小さくすることで、より摺動性の高い摺動部材を得ることができる。上記では、ダイヤモンド焼結体の一例であるが、ダイヤモンドライクカーボン焼結体、立方晶窒化ホウ素焼結体及びガラス状カーボン焼結体も同様に用いることができる。

【0126】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【実施例】

【0127】

〔実施例１〕
内径３０ｍｍの黒鉛型に、φ３０×６．５ｍｍｔの硬質コバルト合金（例えば、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｍｏ-Ｂ-Ｓｉ合金）の上に平均粒子径４０μｍのダイヤモンド粒子粉末を２ｇ充填し、ＳＰＳ装置により３０ＭＰａ、９００℃で５分間焼成した。脱型の際、ほとんどのダイヤモンド粒子粉末は粉状の状態であり、基体には１粒子の厚みのダイヤモンド粒子のみが接合された。基体（硬質コバルト合金）の表面の垂直方向から見たときの、ダイヤモンド粒子が占める面積の割合である面密度は、４０％であった。

【0128】

次に、基体の表面に接合されたダイヤモンド粒子に対して研削加工を行い、ダイヤモンド粒子の先端を加工した。それにより、ダイヤモンド粒子の先端によって、基体の軸を中心とした円周面である摺接面を形成した。ダイヤモンド粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とダイヤモンド粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差は１．０μｍであった。

【0129】

その後、加工後の基体から、１８×１２×６ｍｍｔ（試験面は１８×１２の面）のチップを作製した。該チップを、φ１４０／１０６×６ｍｍｔの窒化ケイ素リングと、面圧２ｋｇ／ｃｍ^２、周速２ｍ／ｓｅｃの条件で１時間摩擦摩耗試験を実施した。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。

【0130】

なお、摩擦摩耗試験は、チップまたはリングの重量変化により計測している。チップには基体と摺接粒子とが含まれるため、基体及び摺接粒子の両者の摩擦摩耗を計測することになる。

【0131】

〔実施例２〕
１２×１２×５３ｍｍの鋼材の表面に、平均粒子径１４０μｍの単結晶ダイヤをニッケル電着した。このとき、ニッケル電着に用いる電着液中には、あらかじめ粒子径０．５μｍの微粒ダイヤを添加しており、上記鋼材の表面に形成されるニッケルメッキ膜中に、上記微粒ダイヤを混在させた。上記鋼材の表面の垂直方向から見たときの、上記単結晶ダイヤが占める面積の割合である面密度は、２０％であった。

【0132】

次に、鋼材表面に電着により固定された、平均粒子径１４０μｍの単結晶ダイヤ粒子に対して研削加工を行い、該ダイヤ粒子の粒子先端の高さを揃えるように加工した。上記ダイヤ粒子間の領域の深さ、つまり、上記鋼材の表面と上記ダイヤ粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差は６５μｍであった。

【0133】

その後、加工後の鋼材から、１８×１２×６ｍｍｔ（試験面は１８×１２の面）のチップを作製した。該チップを、φ１４０／１０６×６ｍｍｔの炭化チタンリングと、面圧２ｋｇ／ｃｍ^２、周速２ｍ／ｓｅｃの条件で１時間摩擦摩耗試験を実施した。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。

【0134】

〔実施例３〕
摺接粒子として、ダイヤモンド粒子とＤＬＣ粒子とを重量比で１：１で混合した平均粒子径３０μｍのダイヤ−ＤＬＣ粒子を用いたこと以外は、実施例２と同様の条件にて電着（単結晶ダイヤのニッケル電着）及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は３０％であった。また、ダイヤ−ＤＬＣ粒子間の領域の深さ、つまり、鋼材の表面とダイヤ−ＤＬＣ粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差は２．０μｍであった。

【0135】

そして、リングとして窒化ケイ素リングを用いたこと以外は、実施例２と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。

【0136】

〔実施例４〕
ダイヤモンド粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とダイヤモンド粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差が０．２μｍであること以外は、実施例１と同様にして、摩擦摩耗試験用チップを作製し、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に潤滑剤は何も無い条件で試験を行った。

【0137】

〔実施例５〜８〕
摺接粒子として、平均粒子径４０μｍ〜１８０μｍのダイヤモンド粒子を用いて、実施例２と同様の条件にて電着（単結晶ダイヤのニッケル電着）及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は１０％〜８０％であり、ダイヤ粒子間の領域の深さは２．０μｍ〜８０μｍであった。実施例４〜６は窒化ケイ素リング、実施例７は炭化チタンリングを用いて、実施例２と同様の条件にて摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。なお、スラリー濃度は後述する表２に示す濃度とした。

【0138】

〔実施例９〕
摺接粒子として、平均粒子径８０μｍのＤＬＣ粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件にて、ＳＰＳ装置を用いた摺接粒子の接合、及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は６０％、ＤＬＣ粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とＤＬＣ粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差は５０μｍであった。

【0139】

そして、実施例１と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。

【0140】

〔実施例１０〕
摺接粒子として、平均粒子径４６０μｍの立方晶窒化ホウ素粒子（ＣＢＮ）を用いたこと以外は、実施例２と同様の条件にて電着（単結晶ダイヤのニッケル電着）及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は３０％であった。また、立方晶窒化ホウ素粒子間の領域の深さ、つまり、鋼材の表面とダイヤ−ＤＬＣ粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差は１００μｍであった。

【0141】

そして、リングとして窒化ケイ素リングを用いたこと以外は、実施例２と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。

【0142】

〔実施例１１〕
摺接粒子として、平均粒子径６０μｍのガラス状カーボン粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件にて電着（単結晶ダイヤのニッケル電着）及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は５０％であった。

【0143】

摺接粒子として、平均粒子径６０μｍのガラス状カーボン粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件にて、ＳＰＳ装置を用いた摺接粒子の接合、及び摺接粒子表面の加工を行った。摺接粒子の面密度は５０％、ガラス状カーボン粒子間の領域の深さ、つまり、基体の表面とガラス状カーボン粒子の先端（すなわち、摺接面）との高さの差は２０μｍであった。

【0144】

そして、実施例１と同様の条件にて、摩擦摩耗試験を行った。このとき、チップとリングとの間に、硬度の高い固体物と水とが混合したスラリー液が存在する条件下で試験を行った。

【0145】

表１は、実施例１〜４において作製され、試験を行った摺動部材の、各種条件及び試験結果を示す表である。

【0146】

【表1】

【0147】

表１に示すように、実施例１〜３のように、摺接粒子の先端が基体の軸を中心とする同一円周上にあり、かつ摺接粒子間の領域の深さが０．８μｍ以上である場合には、摺動性が良く、耐摩耗性に優れる摺動部材が得られることが確認された。摺接粒子間の領域の深さが０．８μｍよりも浅い０．２μｍであった実施例４においては、摩擦係数は、実施例３よりも若干大きくなったものの、良好な結果が得られた。

【0148】

表２は、実施例２〜３、５〜８において作製され、試験を行った摺動部材の、各種条件及び試験結果を示す表である。

【0149】

【表2】

【0150】

表２に示すように、実施例２〜３、５〜８において作製された摺動部材は、スラリー液が存在する条件下においても、摺動性が良く、耐摩耗性に優れていた。しかしながら、基体表面に固定された摺接粒子の面密度が１０％又は８０％の場合には、面密度が２０％〜７０％の場合よりも、チップの摩耗量が約１０倍大きかった。したがって、耐摩耗性をより一層向上させるためには、面密度が２０％〜７０％であることが好ましいことが確認された。

【0151】

表３は、実施例９、実施例１０及び実施例１１において作製され、試験を行った摺動部材の、各種条件及び試験結果を示す表である。

【0152】

【表3】

【0153】

表３に示すように、摺接粒子としてＤＬＣ粒子、立方晶窒化ホウ素粒子（ＣＢＮ）あるいはガラス状カーボン粒子を用いて作製した摺動部材においても、ダイヤモンド粒子を用いて作製した摺動部材と同様に、スラリー液が存在する条件下においても、摺動性が良く、耐摩耗性に優れるという特性を有していることが確認された。

【0154】

〔粒子の突出の有無による効果の確認〕
摺動部材１０について、摺動部材基部１０ｅ（基体１０ａ）の表面から摺接粒子１０ｂが突出していることによる効果（摩擦係数）について確認した。その結果を表４に示す。

【0155】

実施例Ａおよび比較例の基体は、炭化タングステンの粒子を含むコバルト合金である。実施例Ａ〜Ｃに示す摺動部材のチップおよびリングは、実施例１の場合と同様の方法にて製造した。また、試験は、実施例１と同様の条件にて行った。ただし、面圧４．２ｋｇ／ｃｍ^２とした。

【0156】

平均高さは、摺動部材基部１０ｅ（基体１０ａ）の表面から摺接粒子１０ｂの先端までの平均高さであり、比較例は０（突出無し）、実施例Ａは１．４μｍ（突出有り）、実施例Ｂは１．２μｍ（突出有り）、実施例Ｃは１．２μｍ（突出有り）とした。この結果、摩擦係数は、比較例（突出無）では０．５８であったのに対し、実施例Ａでは０．２、実施例Ｂでは０．２３、実施例Ｃでは０．２５となった。

【0157】

【表4】

【0158】

表４に示すように、突出している摺接粒子１０ｂを有する摺動部材１０は、突出している摺接粒子１０ｂを有していない摺動部材と比べて、摩擦係数が小さく、被摺動部材に対して相対的に摺動する摺動部材として、良好な機能を有することが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0159】

本発明は、無水状態での先行運転や、土砂等を含むスラリーの気液混合状態での排水といった、軸・軸受構造にとって過酷な条件での運転を行う先行待機運転ポンプに利用することができる。

【符号の説明】

【0160】

１Ａ 軸・軸受構造
１０ 軸部材
１０ａ 基体
１０ｂ 摺接粒子
１０ｂ１ 被覆対象粒子
１０ｂ２ 被膜
１０ｃ 非摺接粒子
１０ｄ 表面形成部
１０ｅ 摺動部材基部
１１ 軸受け部材
１２ 粒子間領域
１３ 摺接面
２０ ニッケルメッキ膜
３０ 摺接粒子粉末層
４０ 硬質粒子
５０ 硬質金属膜
５１ 摺接粒子−金属複合体
６０ 硬質金属粉末層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】