特許 6594009 含油摺動部材、含油軸受および含油摺動部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6594009

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】含油摺動部材、含油軸受および含油摺動部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/10 20060101AFI20191010BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20191010BHJP

   F16C 33/12 20060101ALI20191010BHJP

   F16C 33/14 20060101ALI20191010BHJP

   C10M 169/04 20060101ALI20191010BHJP

   C10M 125/02 20060101ALI20191010BHJP

   C10N 20/06 20060101ALN20191010BHJP

   C10N 30/06 20060101ALN20191010BHJP

   C10N 40/02 20060101ALN20191010BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/10 A

   F16C17/02 Z

   F16C33/12 B

   F16C33/14 A

   C10M169/04

   C10M125/02

   C10N20:06 Z

   C10N30:06

   C10N40:02

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-61225(P2015-61225)

(22)【出願日】2015年3月24日

(65)【公開番号】特開2016-180465(P2016-180465A)

(43)【公開日】2016年10月13日

【審査請求日】2017年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】306000315

【氏名又は名称】株式会社ダイヤメット

(74)【代理人】

【識別番号】100137800

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 正義

(74)【代理人】

【識別番号】100148253

【弁理士】

【氏名又は名称】今枝 弘充

(74)【代理人】

【識別番号】100148079

【弁理士】

【氏名又は名称】梅村 裕明

(74)【代理人】

【識別番号】100188581

【弁理士】

【氏名又は名称】堀切 康平

(72)【発明者】

【氏名】石川 史朗

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 和彦

【審査官】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−１３０４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−５１５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−５７６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４６２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２５０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２３８６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １７／００− １７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００− ３３／２８

Ｃ１０Ｍ １０１／００−１７７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部材本体の摺動面に内部から潤滑組成物が供給される含油摺動部材であって、前記潤滑組成物は、常温で液体である潤滑油と残部の耐荷重性固体潤滑剤とからなり、
前記耐荷重性固体潤滑剤は、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、またはナノダイヤモンドを含み、
前記潤滑組成物中における前記耐荷重性固体潤滑剤の濃度は、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下である
ことを特徴とする含油摺動部材。

【請求項2】

前記耐荷重性固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であ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】

前記部材本体は焼結金属からな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１〜３のいずれか１項記載の含油摺動部材。

【請求項5】

請求項１〜４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6】

常温で液体である潤滑油と残部の耐荷重性固体潤滑剤とからなる潤滑組成物を、多孔質状の部材本体の微細孔内部に充填する工程を備え、
前記耐荷重性固体潤滑剤は、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、またはナノダイヤモンドを含み、前記潤滑組成物中における前記耐荷重性固体潤滑剤の濃度は、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下である
ことを特徴とする含油摺動部材の製造方法。

【請求項7】

前記耐荷重性固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の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、潤滑油としてのポリオールエステル（ＰＯＥ）に油膜強度を高める化合物が配合された潤滑組成物を用いること（例えば、特許文献１，２）や、極圧添加剤を含む油組成物を用いること（例えば、特許文献３）が提案されている。また、モリブデン成分と硫黄供給成分とを含む潤滑油を摺動部材に適用した潤滑システム（例えば、特許文献４）や、黒鉛等の固体潤滑剤を含有する潤滑油組成物（例えば、特許文献５）が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１８４９５４号公報

【特許文献2】特開２０１１−２０８７３５号公報

【特許文献3】特開平１０−１８４６８８号公報

【特許文献4】特開２０００−２６８８０号公報

【特許文献5】特開２００８−２５５２７１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、上記特許文献に記載されている技術は、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１，２の場合には、所望の油膜強度と潤滑油による潤滑性との両立を図って、潤滑組成物に含有される潤滑油はＰＯＥに限定されている。通常、最適な粘度範囲で潤滑油を使用できる条件は、潤滑油の種類によって異なるものである。特許文献１，２の潤滑組成物は、潤滑油がＰＯＥに限定されているので、最適な粘度範囲で使用できる条件はＰＯＥに適した条件のみに限られる。したがって、こうした潤滑組成物を含浸させた含油軸受は、使用条件が制約されて汎用性が低い。

【0007】

特許文献３の場合には、油組成物が適用される軸受が、特定の組成の焼結体に限定されている。焼結体は、鉄成分の含有量が８０％以上であることが必要であり、汎用性に欠ける。また、油組成物中には硫黄成分が含有され、硫黄成分による金属の腐食やスラッジ生成という問題が生じるおそれがある。同様の問題は、潤滑油中に硫黄供給成分が含有されている特許文献４に係る潤滑システムにおいても起こり得る。

【0008】

特許文献５に係る潤滑油組成物は、部材に含浸させることが記載されておらず、含油軸受用の含浸油としての性能は示されていない。

【0009】

そこで本発明は、任意の潤滑油を適用でき汎用性が高く、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内部から潤滑組成物が供給される含油摺動部材であって、前記潤滑組成物は、潤滑油と耐荷重性固体潤滑剤とを含有してい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。

【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、前記耐荷重性固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることを特徴とする。

【0013】

本発明の第４の観点は、第３の観点に基づく発明であって、前記潤滑組成物中における前記耐荷重性固体潤滑剤の濃度は、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下であることを特徴とする。

【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、前記部材本体は焼結金属からなり、前記潤滑組成物は、潤滑油と残部の耐荷重性固体潤滑剤とからなることを特徴とする。

【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を特徴とする。

【0017】

本発明の第８の観点は、潤滑油と耐荷重性固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物を、多孔質状の部材本体の微細孔内部に充填する工程を備えることを特徴とする。

【0018】

本発明の第９の観点は、第８の観点に基づく発明であって、前記耐荷重性固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることを特徴とする。

【0019】

本発明の第１０の観点は、第９の観点に基づく発明であって、前記潤滑組成物中における前記耐荷重性固体潤滑剤の濃度は、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明の第１〜第７の観点の含油摺動部材では、摺動面に供給される潤滑組成物が潤滑油と耐荷重性固体潤滑剤とを含有していることにより、摩擦係数を低減して耐荷重性を高めることができる。しかも、本発明の第１〜第７の観点の含油摺動部材は、任意の潤滑油を使用でき汎用性が高い。

【0021】

本発明の第２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、摩擦係数をよりいっそう低減して耐荷重性をよりいっそう高めることができる。

【0022】

本発明の第３の観点の含油摺動部材では、耐荷重性固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることにより、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４の観点の含油摺動部材では、潤滑組成物中における耐荷重性固体潤滑剤の濃度は、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下であることにより、摩擦係数をよりいっそう低減して耐荷重性をよりいっそう高めることができる。

【0024】

本発明の第５の観点の含油摺動部材では、潤滑組成物が潤滑油と残部の耐荷重性固体潤滑剤とからなることにより、焼結金属からなる部材本体の腐食を防止することができる。

【0025】

本発明の第６の観点の含油摺動部材では、部材本体の前記摺動面が、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、摺動面に供給され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。

【0026】

本発明の第８の観点の含油摺動部材の製造方法では、多孔質状の部材本体の微細孔内部に潤滑油とともに耐荷重性固体潤滑剤を充填することができるので、長期にわたって高い耐荷重性を維持する含油摺動部材を製造することができる。

【0027】

本発明の第９の観点の含油摺動部材の製造方法では、耐荷重性固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることにより、摩擦係数をよりいっそう低減した含油摺動部材を製造することができる。

【0028】

本発明の第１０の観点の含油摺動部材の製造方法では、潤滑組成物中における耐荷重性固体潤滑剤の濃度は、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下であることにより、摩擦係数をよりいっそう低減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】

【0029】

【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】

【0030】

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。

【0031】

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。焼結金属の組成は限定されず、軸受に一般的に使用されている組成とすることができる。例えば、銅が８０％以上を占める組成、鉄が８０％程度を占める組成、銅と鉄とによって９０％以上が占められている組成などが挙げられる。

【0032】

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／ｃｍ^３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。

【0033】

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。部材本体１２の微細孔内部には、潤滑油と耐荷重性固体潤滑剤（以下、固体潤滑剤と称する）とを含有する潤滑組成物が充填されている。

【0034】

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。

【0035】

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には、潤滑油と固体潤滑剤とを含む潤滑組成物が部材本体１２の内部から供給されて、潤滑作用が付与される。荷重が大きくない場合には、軸体１４の表面は、潤滑油からなる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。

【0036】

潤滑油は特に限定されず、含油摺動部材に含浸される一般的な潤滑油を用いることができる。例えばグリースのような高粘度の潤滑剤とは異なって、潤滑油は粘度が低く流動性を有し、常温で液体である。使用し得る潤滑油としては、例えば、鉱油、合成油等が挙げられる。

【0037】

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、他の固体潤滑剤よりも耐荷重性を高める効果が大きいからである。

【0038】

固体潤滑剤は、潤滑油に配合して調製された潤滑組成物の状態で、潤滑油とともに部材本体１２の微細孔内部に充填されたものである。後述するように１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下の量の固体潤滑剤が含有された潤滑組成物を用いることによって、また、後述するような平均粒径が１０μｍ以下の固体潤滑剤が含有された潤滑組成物を用いることによって、固体潤滑剤の効果をよりいっそう得ることができる。

【0039】

潤滑油に含有される固体潤滑剤の形状は、特に限定されない。部材本体１２の微細孔内部に充填でき、微細孔内部から摺動面としての内周面１２ｃに供給できる形状であれば、任意の形状の固体潤滑剤を用いることができる。

【0040】

２．製造方法
本実施形態の含油軸受１０は、潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物を、部材本体１２に含浸させることによって製造することができる。

【0041】

潤滑組成物は、例えばペイントシェイカーを用いて３０分〜１２時間程度の分散処理を施して、固体潤滑剤を潤滑油中に分散させることにより調製することができる。潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物は、部材本体１２の微細孔内部に充填された後、摺動面となる内周面１２ｃに供給されて潤滑作用を付与する。部材本体１２の微細孔内部へ問題なく充填でき、内周面１２ｃに供給されて所望の潤滑作用を発揮できるためには、潤滑組成物中における固体潤滑剤の濃度は１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下であることが好ましい。潤滑組成物中における固体潤滑体の濃度は、３ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下がより好ましい。

【0042】

潤滑組成物中の固体潤滑剤は、必ずしも均一に分散されずに、凝集して凝集体を形成することがある。本実施形態において固体潤滑剤に求められているのは、潤滑油とともに部材本体１２の微細孔内部に充填できること、そして、摺動面となる内周面１２ｃに供給されて潤滑作用を付与することである。潤滑組成物中の固体潤滑剤が凝集体を形成していたところで、平均粒径が１０μｍ以下であれば微細孔内部への充填も可能である。また、使用時におけるせん断力により解体されて十分小さくなることで、摩擦係数をより効果的に低減できる。したがって、本実施形態で用いられる潤滑組成物中に含有される固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることが好ましい。

【0043】

凝集していない固体潤滑剤であっても平均粒径の大きすぎるものは、解体されない凝集体を形成している固体潤滑剤と同様、摺動面としての内周面１２ｃに供給された際に潤滑剤として十分な効果を発揮できない。凝集していない固体潤滑剤の平均粒径が１０μｍ以下であれば、内周面１２ｃにおいて潤滑剤として十分に作用できる。

【0044】

これらを考慮すると、固体潤滑剤の平均粒径は、１０μｍ以下であることが好ましい。本実施形態においては、固体潤滑剤の平均粒径とは、固体潤滑剤の粒径分布を測定して得られた体積累積中位径（Ｄｖ５０）をいう。体積累積中位径（Ｄｖ５０）は、固体潤滑剤の全体積を１００％として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが５０％となる点の粒径である。固体潤滑剤の体積累積中位径（Ｄｖ５０）は、例えば動的光散乱式粒径分布測定装置を用いて、潤滑組成物中の固体潤滑剤の粒径分布を測定することにより求めることができる。あるいは、環境制御型透過電子顕微鏡（ＥＴＥＭ：Environmental Transmission Electron Microscope）を用いて固体潤滑剤の粒径分布を測定して、体積累積中位径（Ｄｖ５０）を求めてもよい。

【0045】

固体潤滑剤と潤滑油とを含有する潤滑組成物が充填される微細孔の直径は、１〜１０μｍ程度である。平均粒径（体積累積中位径Ｄｖ５０）が１０μｍ以下の固体潤滑剤は、潤滑油とともに微細孔内部に充填することができる。しかも、微細孔内部から摺動面としての内周面１２ｃに供給された際には、こうした固体潤滑剤は潤滑剤としての作用を十分に発揮することができる。

【0046】

上述したとおり本実施形態においては、固体潤滑剤は、潤滑油とともに部材本体１２の微細孔内部に充填でき、摺動面としての内周面１２ｃに供給されて潤滑作用を付与できることが求められている。潤滑組成物中の固体潤滑剤が凝集せずに均一に分散していることは必ずしも要求されないため、本実施形態においては潤滑組成物中に分散剤が含有されている必要はない。部材本体１２が分散剤によって腐食するおそれがある場合には、分散剤の使用は避けられる。例えば、焼結金属からなる部材本体１２の場合には、潤滑油と残部の固体潤滑剤とからなる潤滑組成物を用いることが望まれる。

【0047】

部材本体１２を潤滑組成物中に浸漬し、１〜１００ｍｍＨｇ程度で真空引きすることによって、潤滑組成物が部材本体１２の内部に含浸される。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。

【0048】

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、潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物が含浸された本実施形態の含油軸受１０が得られる。

【0049】

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、部材本体１２の微細孔内部に、潤滑油と固体潤滑剤とを含む潤滑組成物が充填されており、この潤滑組成物は摺動面としての内周面１２ｃに供給される。部材本体１２の内周面１２ｃには潤滑油による油膜が形成され、油膜中には固体潤滑剤が含有される。固体潤滑剤が油膜中に存在することによって、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。

【0050】

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における焼きつきは回避され、表面の摩耗が大幅に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。

【0051】

このように、本実施形態に係る含油摺動部材１０においては、部材本体１２の内部から潤滑油とともに内周面１２ｃに供給される固体潤滑剤によって、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、８ＭＰａ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。

【0052】

仮に、摺動面としての内周面１２ｃに存在する固体潤滑剤が使用中に消耗しても、微細孔内部に充填された固体潤滑剤が内周面１２ｃに供給される限り、本実施形態においては固体潤滑剤の効果を得ることができる。

【0053】

固体潤滑剤の効果は、潤滑油の種類が変わっても同様に得られることから、本実施形態で使用される潤滑油に制限はない。任意の潤滑油と固体潤滑剤とを組み合わせて調製された潤滑組成物を用いて、含油軸受１０を製造することができる。したがって、本実施形態の含油軸受１０の使用条件は特に制約されない。分散剤を含まない潤滑組成物が用いられれば部材本体１２の材質等も限定されず、任意の部材本体１２を用いることができる。本実施形態の含油軸受１０は、潤滑油や部材本体１２の選択の自由度が広がって汎用性が高い点でも有利である。

【0054】

しかも、本実施形態においては、潤滑組成物に含まれているのは流動性を有する潤滑油である。グリースなどの高粘度の潤滑剤を用いた場合とは異なって、本実施形態で用いられる潤滑組成物は、浸漬、真空引きといった簡便なプロセスで部材本体１２に含浸させることができる。したがって、本実施形態の含油軸受１０は、作製も容易である。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

部材本体に含浸する潤滑組成物は、固体潤滑剤を潤滑油に分散することによって調製したが、分散処理を施さずに単に潤滑油中に混合して潤滑組成物を調製してもよい。

【0058】

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微細孔内部に、潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物を充填して試料を作製し、得られた試料の表面における動摩擦係数を測定して試料の耐荷重性を調べた。

【0059】

（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／ｃｍ^３であり、含油率は２０ｖｏｌ％であった。

【0060】

＜潤滑組成物の含浸＞
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、潤滑油（ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）：タービン油）に加え、１２時間の分散処理を施して潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物を調製した。潤滑組成物中における固体潤滑剤の濃度は２ｗｔ％とし、分散処理にはペイントシェイカー（浅田鉄工（株））を用いた。

【0061】

潤滑組成物中に前述の部材本体を浸漬し、１０ｍｍＨｇの真空引きを４時間行って、潤滑組成物を部材本体中に含浸させた。部材本体の微細孔内部には、潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物が充填され、こうして、実施例１の試料が得られた。実施例１の試料においては、部材本体の微細孔内部に充填された潤滑油は、固体潤滑剤とともに部材本体の表面に供給されて油膜を形成する。油膜中には固体潤滑剤が存在しているので、こうした表面には十分な潤滑作用が付与される。

【0062】

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２〜９および比較例の試料を作製した。

【0063】

（実施例２）
固体潤滑剤としてのＣＮＦの平均粒径を変更し、潤滑組成物中におけるＣＮＦの濃度を１ｗｔ％に変更した。

【0064】

（実施例３）
固体潤滑剤としてのＣＮＦの平均粒径を変更し、潤滑組成物中におけるＣＮＦの濃度を１０ｗｔ％に変更した。

【0065】

（実施例４）
固体潤滑剤としてのＣＮＦの平均粒径を変更し、潤滑組成物中におけるＣＮＦの濃度を３０ｗｔ％に変更した。

【0066】

（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４８３０３６）に変更した。

【0067】

（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）：＃１０００）に変更した。

【0068】

（実施例７）
固体潤滑剤としてのＣＮＦの平均粒径を変更し、潤滑組成物中におけるＣＮＦの濃度を１０ｗｔ％に変更するとともに、分散処理の時間を３０分に変更した。

【0069】

（実施例８）
原料粉末の種類および配合量を変更し、焼結温度を８００℃に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／ｃｍ^３および２５ｖｏｌ％であった。

【0070】

（実施例９）
原料粉末の種類および配合量を変更し、焼結温度を９００℃に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／ｃｍ^３および２４ｖｏｌ％であった。

【0071】

実施例２〜９の試料においては、実施例１の試料と同様、潤滑油と固体潤滑剤とを含む潤滑組成物が部材本体の微細孔内部に充填されている。実施例２〜９の試料においても、部材本体の微細孔内部に充填された潤滑油は、固体潤滑剤とともに部材本体の表面に供給されて油膜を形成する。油膜中には固体潤滑剤が存在しているので、こうした表面には十分な潤滑作用が付与される。

【0072】

（比較例）
固体潤滑剤を用いず潤滑油のみを部材本体に含浸させた。比較例の試料においては、部材本体の微細孔内部に充填されているのは、固体潤滑剤を含有する潤滑組成物ではない。こうした比較例の試料においては、部材本体の表面に供給されて潤滑作用を付与するのは潤滑油のみとなる。

【0073】

上述のように得られた試料（実施例１〜９、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、動摩擦係数、焼きつきの有無を、以下の手法により求めた。

【0074】

＜固体潤滑剤の平均粒径＞
実施例１〜９で調製された潤滑組成物中の固体潤滑剤の粒径分布を、動的光散乱式粒径分布測定装置（（株）堀場製作所：ＬＢ−５５０）を用いて測定した。得られた体積累積中位径（Ｄｖ５０）を固体潤滑剤の平均粒径とした。

【0075】

＜動摩擦係数＞
動摩擦係数は、潤滑組成物または潤滑油を部材本体に含浸させた直後、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。動摩擦係数の測定において、荷重を見掛け接触面積（ピンの面積）で割ることにより得られた面圧は８ＭＰａであった。

【0076】

＜焼きつき＞
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】

【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、含浸されているのが潤滑油のみの比較例の試料では、焼きつきが生じており、動摩擦係数も０．２７８と高い。これに対して、固体潤滑剤を含有する潤滑組成物が含浸されている実施例の試料の場合には、焼きつきが生じておらず、動摩擦係数は、最大でも０．１５８と小さい。８ＭＰａという比較的高い面圧において焼きつきが抑えられており、実施例の試料は耐荷重性が高められたことがわかる。

【0079】

平均粒径が１０μｍ以下の固体潤滑剤を含有する潤滑組成物を用いることによって、試料の動摩擦係数はさらに低減されて０．１５８未満である。平均粒径が１０μｍ以下の固体潤滑剤を、１ｗｔ％超２０ｗｔ％以下の量で含有する潤滑組成物を用いた場合には、試料の動摩擦係数はよりいっそう低減されて、０．０８６以下である。

【0080】

平均粒径および濃度が同じ固体潤滑剤を含有する潤滑組成物を用いた場合には、部材本体の組成によらず、同程度の動摩擦係数が得られることが上記表１に示されている。したがって、耐荷重性は同程度に高められたことが予測される。

【0081】

以上においては、焼結金属からなる部材本体内部に潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物が含浸された試料を例に挙げて、耐荷重性を高め、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潤滑油と固体潤滑剤とを含有する潤滑組成物が含浸されていれば、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、摩擦係数を低減することができる。

【符号の説明】

【0082】

１０ 含油軸受（含油摺動部材）
１２ 部材本体
１４ 軸体
１６ 鍔

【図1】