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(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】P2024119837
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】摺動部材および摺動部材を製造する方法
(51)【国際特許分類】
F16C 33/20 20060101AFI20240827BHJP
F16C 17/02 20060101ALI20240827BHJP
F16C 33/14 20060101ALI20240827BHJP
C22C 9/00 20060101ALI20240827BHJP
C22C 9/02 20060101ALI20240827BHJP
C22C 9/06 20060101ALI20240827BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20240827BHJP
B22F 7/00 20060101ALI20240827BHJP
B22F 7/04 20060101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
F16C33/20 Z
F16C17/02 Z
F16C33/20 A
F16C33/14 A
C22C9/00
C22C9/02
C22C9/06
B22F1/00 L
B22F7/00 B
B22F7/04 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024082627
(22)【出願日】2024-05-21
(62)【分割の表示】P 2023026107の分割
【原出願日】2023-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000199197
【氏名又は名称】千住金属工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149076
【弁理士】
【氏名又は名称】梅田 慎介
(74)【代理人】
【識別番号】230117802
【弁護士】
【氏名又は名称】大野 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100184181
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 裕史
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 直樹
(72)【発明者】
【氏名】庭田 旭日
(72)【発明者】
【氏名】野口 尚一
(72)【発明者】
【氏名】関根 重行
(72)【発明者】
【氏名】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】川又 勇司
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 良一
【テーマコード（参考）】
3J011
4K018
【Ｆターム（参考）】
3J011AA20
3J011BA02
3J011DA01
3J011KA02
3J011LA01
3J011MA02
3J011QA03
3J011QA05
3J011SA02
3J011SA03
3J011SB03
3J011SB05
3J011SB15
3J011SB19
3J011SB20
3J011SC02
3J011SC04
3J011SC20
3J011SE05
3J011SE06
4K018AA03
4K018BA02
4K018BB04
4K018CA44
4K018JA25
4K018KA02
4K018KA22
(57)【要約】
【課題】高速回転領域での耐摩耗性および耐焼付性に優れた摺動部材を提供する。
【解決手段】摺動部材は、円筒状の金属基材と、前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、前記摺動層は、樹脂組成物で形成される。
【選択図】図１
【解決手段】摺動部材は、円筒状の金属基材と、前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、前記摺動層は、樹脂組成物で形成される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状の金属基材と、
前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成され、
前記金属基材は、周方向に分断する継目を有し、前記金属基材の材質は、低炭素鋼または銅メッキ鋼板である
ことを特徴とする摺動部材。
前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成され、
前記金属基材は、周方向に分断する継目を有し、前記金属基材の材質は、低炭素鋼または銅メッキ鋼板である
ことを特徴とする摺動部材。
【請求項2】
前記摺動層の内径真円度が５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
ことを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項3】
前記摺動層中には、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末が分散されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項4】
前記摺動層中には、ＭｏＳ2粉末と、ラーベス相を含まない青銅粉末のうちの少なくとも１つ以上がさらに分散されている
ことを特徴とする請求項３に記載の摺動部材。
ことを特徴とする請求項３に記載の摺動部材。
【請求項5】
前記樹脂組成物は、硫化銅、熱可塑性樹脂、二硫化モリブデン、黒鉛、アラミド繊維、残部がフッ素樹脂からなり、前記硫化銅を３質量％超４０質量％未満、前記熱可塑性樹脂を０質量％以上４質量％未満、前記二硫化モリブデンを０質量％以上３６質量％以下、前記黒鉛を０質量％以上１０質量％以下、前記アラミド繊維を０質量％以上１０質量％以下で含み、残部が前記フッ素樹脂である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項6】
前記多孔質層は、
ＣｕおよびＳｎを含むマトリックス相と、
前記マトリックス相中に分散している硬質粒子であって、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子と、を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
ＣｕおよびＳｎを含むマトリックス相と、
前記マトリックス相中に分散している硬質粒子であって、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子と、を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項7】
前記多孔質層は、
前記マトリックス相中に分散している化合物相であって、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含む化合物相をさらに有する
ことを特徴とする請求項６に記載の摺動部材。
前記マトリックス相中に分散している化合物相であって、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含む化合物相をさらに有する
ことを特徴とする請求項６に記載の摺動部材。
【請求項8】
前記多孔質層の厚みと前記摺動層の厚みの比率は、６：４～８：２である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項9】
円筒状の金属基材と、
前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成され、
前記金属基材は、周方向に分断する継目を有し、前記金属基材の材質は、低炭素鋼または銅メッキ鋼板である
ことを特徴とする軸受。
前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成され、
前記金属基材は、周方向に分断する継目を有し、前記金属基材の材質は、低炭素鋼または銅メッキ鋼板である
ことを特徴とする軸受。
【請求項10】
摺動面に継目のない摺動部材を製造する方法であって、
円筒状の金属基材の内側に円柱状または円筒状の治具を配置し、前記金属基材の内周面と前記治具の外周面との間の隙間に多孔質層の原料粉末を充填するステップと、
前記原料粉末を焼結させることで、前記金属基材の内周面に、金属単体または合金組成物からなる継目のない多孔質層を形成するステップと、
前記多孔質層の表面に摺動層の原料樹脂を含浸させるステップと、
前記原料樹脂を焼成させることで、前記多孔質層を被覆する、樹脂組成物からなる摺動層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
円筒状の金属基材の内側に円柱状または円筒状の治具を配置し、前記金属基材の内周面と前記治具の外周面との間の隙間に多孔質層の原料粉末を充填するステップと、
前記原料粉末を焼結させることで、前記金属基材の内周面に、金属単体または合金組成物からなる継目のない多孔質層を形成するステップと、
前記多孔質層の表面に摺動層の原料樹脂を含浸させるステップと、
前記原料樹脂を焼成させることで、前記多孔質層を被覆する、樹脂組成物からなる摺動層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項11】
前記金属基材の外周面をダイスにより拘束しつつ前記摺動層の内側に円柱状の芯金を押し込むことにより、前記摺動層の内周面をバニシ仕上げして内径真円度を５０μｍ以下にするステップ、
をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記原料粉末を充填する工程では、前記治具を回転させながら、および／または、前記治具に超音波振動を加えながら、前記隙間に前記原料粉末を充填する、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項13】
前記原料粉末を焼結する工程では、前記金属基材を前記治具ごと加熱炉に入れて前記原料粉末を焼結させる、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、摺動部材および摺動部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、エネルギー効率やＣＯ2排出量の観点から、従来のエンジンを動力とする自動車
から、バッテリーとモータを動力とする電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）などへの置き換えが進められている。モータの出力は回転数とトルクに依存し、回転数を高めることでトルクを抑えて体積を小さくできるため、部品の小型軽量化や省動力化に対してモータの高回転化は欠かせない。また、自動車の快適性を支えるカーエアコンに対しても、駆動モータ内蔵の電動コンプレッサへの小型軽量化のニーズはますます強くなっている。
から、バッテリーとモータを動力とする電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）などへの置き換えが進められている。モータの出力は回転数とトルクに依存し、回転数を高めることでトルクを抑えて体積を小さくできるため、部品の小型軽量化や省動力化に対してモータの高回転化は欠かせない。また、自動車の快適性を支えるカーエアコンに対しても、駆動モータ内蔵の電動コンプレッサへの小型軽量化のニーズはますます強くなっている。
【0003】
国内自動車メーカーなどが集まる自動車用動力伝達技術研究組合（ＴＲＡＭＩ）は、内燃機関から電気自動車（ＥＶ）用モータやその関連技術に研究の軸足を移すと公表している。現在のＥＶ用モータの回転数は１３，０００ｒｐｍ前後が主流であるが、近い将来に２０，０００ｒｐｍ以上になるとの予測があり、３０，０００～５０，０００ｒｐｍの超高回転を見据えた研究が推進されている。なかでもＥＶの駆動用モータや電動コンプレッサには、小型軽量化と高出力化を両立するために高速回転化への対応が求められている。
【0004】
モータやコンプレッサなどの主軸を支持する回転機械には、その回転体を支える軸受やシールなどの要素部が重要な役割を果たしている。これら機械要素は、稼働時間の経過とともにその摺動面が劣化し、摩擦係数の増大や摩耗が発生する。すると、発熱によって温度上昇が生じ、回転機械のいろいろな部分で劣化が始まり、最後には機械としての機能を満足できなくなり寿命に至る。また、モータの高回転化に伴って生じる摩擦や発熱により、回転軸を支えている軸受の隙間にあるはずの油が流出したり、隙間に異物が混入したりすると、摺動面の温度や振動が異常に高くなり、摺動材料の表面が溶けだして焼付に至る。このように、機械部品の性能低下や故障は摩擦や摩耗が主要原因である場合が多い。特に、コンプレッサで使用されるすべり軸受への潤滑には、封入されている冷媒と冷凍機油を用いるが、潤滑状態はコンプレッサの使用条件によって大きく変化し、液化した冷媒のみの場合やドライに近い場合など厳しい潤滑状態が想定される。
【0005】
したがって、駆動系の高回転化や軸の偏芯などによって油膜の形成し難い境界潤滑の使用環境においては、耐摩耗性や耐焼付性に優れたすべり軸受が必要とされる。さらに、軸と軸受の隙間、軸と接触する軸受内径面の形状や合わせ目（継目）部の突起の有無など、軸受の寸法精度が機械寿命に対して大きく依存するため、すべり軸受には高精度な組付け精度も要求される。
【0006】
また、コンプレッサで使用されるすべり軸受に対しては、フロン規制や地球温暖化対策に伴う新冷媒への切り替えにより、軸受周辺の使用環境が厳しくなるため、さらなる高性能な軸受が要求される。
【0007】
特許文献１では、自動車部品等の高速回転を要求される箇所において、転がり軸受を使用することが提案されている。しかしながら、転がり軸受は、すべり軸受に比べて寿命が短いため、高速回転下でも使用できる、より長寿命のすべり軸受が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１８－１７９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、高速回転領域での耐摩耗性および耐焼付性に優れた摺動部材および摺動部材を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第１の態様に係る摺動部材は、
円筒状の金属基材と、
前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成される。
円筒状の金属基材と、
前記金属基材の内周面に形成される継目のない多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成される。
【0011】
このような態様によれば、多孔質層に継目がないため、多孔質層を被覆する摺動層にも継目が現れず、継目での摩擦が低減するとともに、摩擦による発熱が低減する。これにより、高速回転領域での耐摩耗性および耐焼付性を向上でき、軸受としての性能自体も向上する。
また、多孔質層に継目がないため、多孔質層を被覆する摺動層にも継目が現れず、継目での摩擦時に発生するトルクが低減する。これにより、消費電力の低減に貢献し、エネルギーロスを削減する。したがって、カーボンニュートラルに貢献できる。
また、ＥＶモータや電動コンプレッサ等の高回転環境下で使用される軸受について、従来の転がり軸受から本実施形態に係る摺動部材に置き換えることが可能となり、これにより、小型軽量化につながる。
さらに、摺動面に継目のある従来の摺動部材をモータやコンプレッサに適用する際には、内径切削工程（すなわち、継目部分での内面の面合わせ）が必要であったが、本実施形態に係る摺動部材であれば、多孔質層に継目がないため、多孔質層を被覆する摺動層にも継目が現れず、内径切削工程を削減できる。また、当該工程を削減することで、切削時に発生する産業廃棄物（樹脂組成物に含まれるカーボン）の発生を抑制できるため、カーボンニュートラルに貢献できる。
また、多孔質層に継目がないため、多孔質層を被覆する摺動層にも継目が現れず、継目での摩擦時に発生するトルクが低減する。これにより、消費電力の低減に貢献し、エネルギーロスを削減する。したがって、カーボンニュートラルに貢献できる。
また、ＥＶモータや電動コンプレッサ等の高回転環境下で使用される軸受について、従来の転がり軸受から本実施形態に係る摺動部材に置き換えることが可能となり、これにより、小型軽量化につながる。
さらに、摺動面に継目のある従来の摺動部材をモータやコンプレッサに適用する際には、内径切削工程（すなわち、継目部分での内面の面合わせ）が必要であったが、本実施形態に係る摺動部材であれば、多孔質層に継目がないため、多孔質層を被覆する摺動層にも継目が現れず、内径切削工程を削減できる。また、当該工程を削減することで、切削時に発生する産業廃棄物（樹脂組成物に含まれるカーボン）の発生を抑制できるため、カーボンニュートラルに貢献できる。
【0012】
本発明の第２の態様に係る摺動部材は、第１の態様に係る摺動部材であって、
前記摺動層の内径真円度が５０μｍ以下である。
前記摺動層の内径真円度が５０μｍ以下である。
【0013】
このような態様によれば、摺動層の内周面での摩擦がより低減するため、さらなる摩耗および発熱の低減を実現できる。
【0014】
本発明の第３の態様に係る摺動部材は、第１または２の態様に係る摺動部材であって、
前記摺動層中には、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末が分散されている。
前記摺動層中には、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末が分散されている。
【0015】
本発明の第４の態様に係る摺動部材は、第３の態様に係る摺動部材であって、
前記摺動層中には、ＭｏＳ2粉末と、ラーベス相を含まない青銅粉末のうちの少なくと
も１つ以上がさらに分散されている。
前記摺動層中には、ＭｏＳ2粉末と、ラーベス相を含まない青銅粉末のうちの少なくと
も１つ以上がさらに分散されている。
【0016】
本発明の第５の態様に係る摺動部材は、第１または２の態様に係る摺動部材であって、
前記樹脂組成物は、硫化銅、熱可塑性樹脂、二硫化モリブデン、黒鉛、アラミド繊維、残部がフッ素樹脂からなり、前記硫化銅を３質量％超４０質量％未満、前記熱可塑性樹脂
を０質量％以上４質量％未満、前記二硫化モリブデンを０質量％以上３６質量％以下、前記黒鉛を０質量％以上１０質量％以下、前記アラミド繊維を０質量％以上１０質量％以下で含み、残部が前記フッ素樹脂である。
前記樹脂組成物は、硫化銅、熱可塑性樹脂、二硫化モリブデン、黒鉛、アラミド繊維、残部がフッ素樹脂からなり、前記硫化銅を３質量％超４０質量％未満、前記熱可塑性樹脂
を０質量％以上４質量％未満、前記二硫化モリブデンを０質量％以上３６質量％以下、前記黒鉛を０質量％以上１０質量％以下、前記アラミド繊維を０質量％以上１０質量％以下で含み、残部が前記フッ素樹脂である。
【0017】
本発明の第６の態様に係る摺動部材は、第１～５のいずれかの態様に係る摺動部材であって、
前記多孔質層は、
ＣｕおよびＳｎを含むマトリックス相と、
前記マトリックス相中に分散している硬質粒子であって、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子と、を有する。
前記多孔質層は、
ＣｕおよびＳｎを含むマトリックス相と、
前記マトリックス相中に分散している硬質粒子であって、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子と、を有する。
【0018】
本発明の第７の態様に係る摺動部材は、第６の態様に係る摺動部材であって、
前記多孔質層は、
前記マトリックス相中に分散している化合物相であって、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含む化合物相をさらに有する。
前記多孔質層は、
前記マトリックス相中に分散している化合物相であって、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含む化合物相をさらに有する。
【0019】
本発明の第８の態様に係る摺動部材は、第１～７のいずれかの態様に係る摺動部材であって、
前記多孔質層の厚みと前記摺動層の厚みの比率は、６：４～８：２である。
前記多孔質層の厚みと前記摺動層の厚みの比率は、６：４～８：２である。
【0020】
本発明の第９の態様に係る摺動部材は、第１～８のいずれかの態様に係る摺動部材であって、
前記金属基材にも継目がない。
前記金属基材にも継目がない。
【0021】
本発明の第１０の態様に係る摺動部材は、第１～８のいずれかの態様に係る摺動部材であって、
前記金属基材は継目を有する。
前記金属基材は継目を有する。
【0022】
このような態様によれば、継目のない金属基材を用いる場合に比べて、製造原価を下げることができる。
【0023】
本発明の第１１の態様に係る軸受は、
継目のない円筒状の金属基材と、
前記金属基材の内周面に形成される多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成される。
継目のない円筒状の金属基材と、
前記金属基材の内周面に形成される多孔質層と、
前記多孔質層を被覆する摺動層を備え、
前記多孔質層は、金属単体または合金組成物で形成され、
前記摺動層は、樹脂組成物で形成される。
【0024】
本発明の第１２の態様に係る摺動部材を製造する方法は、
摺動面に継目のない摺動部材を製造する方法であって、
円筒状の金属基材の内側に円柱状または円筒状の治具を配置し、前記金属基材の内周面と前記治具の外周面との間の隙間に多孔質層の原料粉末を充填するステップと、
前記原料粉末を焼結させることで、前記金属基材の内周面に、金属単体または合金組成物からなる継目のない多孔質層を形成するステップと、
前記多孔質層の表面に摺動層の原料樹脂を含浸させるステップと、
前記原料樹脂を焼成させることで、前記多孔質層を被覆する、樹脂組成物からなる摺動層を形成するステップと、
を含む。
摺動面に継目のない摺動部材を製造する方法であって、
円筒状の金属基材の内側に円柱状または円筒状の治具を配置し、前記金属基材の内周面と前記治具の外周面との間の隙間に多孔質層の原料粉末を充填するステップと、
前記原料粉末を焼結させることで、前記金属基材の内周面に、金属単体または合金組成物からなる継目のない多孔質層を形成するステップと、
前記多孔質層の表面に摺動層の原料樹脂を含浸させるステップと、
前記原料樹脂を焼成させることで、前記多孔質層を被覆する、樹脂組成物からなる摺動層を形成するステップと、
を含む。
【0025】
本発明の第１３の態様に係る方法は、第１２の態様に係る方法であって、
前記金属基材の外周面をダイスにより拘束しつつ前記摺動層の内側に円柱状の芯金を押し込むことにより、前記摺動層の内周面をバニシ仕上げ（ｂｕｒｎｉｓｈｉｎｇ）して内径真円度を５０μｍ以下にするステップ、
をさらに含む。
前記金属基材の外周面をダイスにより拘束しつつ前記摺動層の内側に円柱状の芯金を押し込むことにより、前記摺動層の内周面をバニシ仕上げ（ｂｕｒｎｉｓｈｉｎｇ）して内径真円度を５０μｍ以下にするステップ、
をさらに含む。
【0026】
本発明の第１４の態様に係る方法は、第１２または１３の態様に係る方法であって、
前記原料粉末を充填する工程では、前記治具を回転させながら、および／または、前記治具に超音波振動を加えながら、前記隙間に前記原料粉末を充填する。
前記原料粉末を充填する工程では、前記治具を回転させながら、および／または、前記治具に超音波振動を加えながら、前記隙間に前記原料粉末を充填する。
【0027】
本発明の第１５の態様に係る方法は、第１２～１４のいずれかの態様に係る方法であって、
前記原料粉末を焼結する工程では、前記金属基材を前記治具ごと加熱炉に入れて前記原料粉末を焼結させる。
前記原料粉末を焼結する工程では、前記金属基材を前記治具ごと加熱炉に入れて前記原料粉末を焼結させる。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、高速回転領域での耐摩耗性および耐焼付性に優れた摺動部材および摺動部材を製造する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書において、組成に関する「％」は、特に指定しない限り「質量％」である。また、本明細書において、「○○～△△」（○○、△△はいずれも数字）は、特に指定しない限り「○○以上△△以下」を意味する。また、本明細書において、「主成分」とは、組成物全体に対して５０質量％以上含まれている成分をいう。また、本明細書において、「硬質粒子粉末」とは、焼結前の混合粉末中の粉末または摺動層の樹脂組成物中に分散している粉末をいい、「硬質粒子」とは、焼結後の多孔質層中の粒子をいう。後述するように、焼結時に硬質粒子粉末に含まれるＣｕとＳｎがマトリックス相中にある程度移動するため、多孔質層中の硬質粒子の含有量は、混合粉末中の硬質粒子粉末の配合量から変動し、硬質粒子中の各構成元素の含有量は、硬質粒子粉末中の各構成元素の含有量とは異なるものとなる（硬質粒子は、化学成分のうちＳｎとＣｕの含有率が硬質粒子粉末に比べてある程度下がった組成の粒子である）。
【0031】
＜摺動部材の構成＞
図１は、一実施の形態に係る摺動部材１０の概略構成を示す斜視図であり、図２は、摺動部材１０の外観を示す写真画像であり、図３は、摺動部材１０の断面組織の反射電子組成像である。図３では、紙面上側が摺動部材１０の内周側、紙面下側が摺動部材１０の外周側に対応している。
図１は、一実施の形態に係る摺動部材１０の概略構成を示す斜視図であり、図２は、摺動部材１０の外観を示す写真画像であり、図３は、摺動部材１０の断面組織の反射電子組成像である。図３では、紙面上側が摺動部材１０の内周側、紙面下側が摺動部材１０の外周側に対応している。
【0032】
図１～図３に示すように、摺動部材１０は、たとえばすべり軸受であり、円筒状の金属基材１１と、金属基材１１の内周面に形成される、金属単体または合金組成物で形成される継目のない多孔質層１２と、多孔質層１２を被覆する、樹脂組成物で形成される摺動層１３と、を備えている。
【0033】
図１に示すように、すべり軸受としての摺動部材１０は、円筒状の内周面を形成する摺動層１３にて被摺動物である軸２０を支持するようになっている。摺動層１３の内径真円度は５０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよい。この場合、摺動層１３の内周面での摩擦が低減するため、さらなる摩耗および発熱の低減を実現できる。
【0034】
摺動部材１０は、軸２０が回転運動する形態、あるいは直線運動する形態のいずれであっても適用可能である。摺動部材１０は、たとえば、自動車等のショックアブソーバ等、直線運動する形態で油が用いられる摺動部に使用されてもよい。また、摺動部材１０は、歯車状の部材が回転することで、油を送出するギアポンプ等、回転運動する形態で油が用いられる摺動部に使用されてもよい。以下、摺動部材１０の各構成要素について詳細に説明する。
【0035】
図１及び図２に示すように、金属基材１１は、円筒形状を有している。一例として、図２に示すように、金属基材１１には継目がなくてもよい。継目のない円筒形状の金属基材１１それ自体は公知であり、旋盤加工等の既存の手法にて製造され得る。別例として、図６Ｂに示すように、金属基材１１は継目を有していてもよい。この場合、継目のない金属基材１１を用いる場合に比べて、摺動部材１０の製造原価を下げることができる。継目を
有する円筒形の金属基材１１は、たとえば金属板材を環状に巻くことで製造され得る。金属基材１１の材質は、軸受の裏金母材として利用できる程度の強度および形状安定性を有するものであれば、特に限定されないが、たとえば、低炭素鋼（ＳＰＣＣ，ＳＳ４００など）であってもよいし、Ｆｅ系の板材にＣｕがめっきされた銅メッキ鋼板であってもよい。
有する円筒形の金属基材１１は、たとえば金属板材を環状に巻くことで製造され得る。金属基材１１の材質は、軸受の裏金母材として利用できる程度の強度および形状安定性を有するものであれば、特に限定されないが、たとえば、低炭素鋼（ＳＰＣＣ，ＳＳ４００など）であってもよいし、Ｆｅ系の板材にＣｕがめっきされた銅メッキ鋼板であってもよい。
【0036】
多孔質層１２は、継目のない円筒形状を有しており、金属基材１１の表面に、金属粉末（後述する混合粉末、または噴霧時に混合粉末を合金化させた合金粉末）が焼結されて形成されている。多孔質層１２の厚さは、金属粉末が少なくとも２個以上重なって焼結され得る厚さであってもよく、たとえば０．５ｍｍ以下であってもよい。
【0037】
摺動層１３は、多孔質層１２に樹脂組成物が所定の厚さで含浸され、多孔質層１２に含浸された樹脂組成物が焼成されて形成される。多孔質層１２の継目がないため、多孔質層１２を被覆する摺動層１３にも継目は現れない。摺動層１３の厚さ（金属基材１１の表面からの厚さ）は、多孔質層１２が露出しないように、多孔質層１２の厚さより平均して厚く設定されてもよい。多孔質層１２の厚みと摺動層１３の厚みの比率は、６：４～８：２であってもよく、たとえば７：３であってもよい。
【0038】
摺動層１３の樹脂組成物は、主成分としてフッ素樹脂を含む。樹脂組成物のベース樹脂となるフッ素樹脂としては、たとえばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレンプリペンコポリマー）、ＥＦＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー）などが用いられてもよい。
【0039】
樹脂組成物は、フッ素樹脂としてＰＴＦＥを主成分として含み、ＰＴＦＥ以外のＰＦＡ等の他のフッ素樹脂を任意の添加物として含んでもよい。任意の成分として含まれる他のフッ素樹脂の含有量は、樹脂組成物中０ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下であってもよい。
【0040】
ＰＴＦＥ樹脂の市販品としては、ポリフロン（登録商標） D-210C、F-201（ダイキン
工業社製）、Ｆｌｕｏｎ（登録商標） ＡＤ９１１Ｄ（旭硝子社製）、テフロン（登録商標） ３１ＪＲ、６Ｃ－Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル社製）などを挙げることができる。
工業社製）、Ｆｌｕｏｎ（登録商標） ＡＤ９１１Ｄ（旭硝子社製）、テフロン（登録商標） ３１ＪＲ、６Ｃ－Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル社製）などを挙げることができる。
【0041】
図３に示すように、摺動層１３の樹脂組成物中には、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末１３ａが分散されていてもよい。ここで、ラーベス相とは、原子半径比が１．２：１付近となるＡ元素とＢ元素からなるＡＢ2型を基本と
した金属間化合物であり、ＭｇＺｎ2（Ｃ１４）型、ＭｇＣｕ2（Ｃ１５）型、ＭｇＮｉ2
（Ｃ３６）型の３種の構造がある。Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成（より詳しくは、Ｃｏ3
Ｍｏ2Ｓｉ）で構成されるラーベス相は、Ａ元素をＭｏ、Ｂ元素をＣｏとし、Ｃｏの２５
ａｔ％をＳｉに置換したラーベス相であり、六方晶構造を有するＭｇＺｎ2型である。Ｃ
ｏ3Ｍｏ2Ｓｉで構成されるラーベス相のビッカース硬さは、Ｈｖ１０００～１２００である。摺動層１３中に分散している硬質粒子粉末１３ａは、摺動層１３を形成する樹脂組成物よりも高い荷重を受けると考えられるが、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成される硬いラーベス相が摩擦面に析出して負荷を支えることで、摺動層１３の摩耗低減に有利に作用し得る。
した金属間化合物であり、ＭｇＺｎ2（Ｃ１４）型、ＭｇＣｕ2（Ｃ１５）型、ＭｇＮｉ2
（Ｃ３６）型の３種の構造がある。Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成（より詳しくは、Ｃｏ3
Ｍｏ2Ｓｉ）で構成されるラーベス相は、Ａ元素をＭｏ、Ｂ元素をＣｏとし、Ｃｏの２５
ａｔ％をＳｉに置換したラーベス相であり、六方晶構造を有するＭｇＺｎ2型である。Ｃ
ｏ3Ｍｏ2Ｓｉで構成されるラーベス相のビッカース硬さは、Ｈｖ１０００～１２００である。摺動層１３中に分散している硬質粒子粉末１３ａは、摺動層１３を形成する樹脂組成物よりも高い荷重を受けると考えられるが、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成される硬いラーベス相が摩擦面に析出して負荷を支えることで、摺動層１３の摩耗低減に有利に作用し得る。
【0042】
また、ラーベス相中のＭｏと潤滑油中のＳによって摩擦面にＭｏＳ2の硫化被膜が形成
され得る。ＭｏＳ2は、鉛の固体潤滑性を代替させ摩擦特性の向上に寄与する硫化物とし
て知られている材料であり、モリブデン間、モリブデンと硫黄間の結合に比べて、硫黄間の結合が弱いため、摩擦が起こると選択的に硫黄間の結合が切れることによって潤滑が起
こり、摩耗の抑制に有効に作用し得る。また、ラーベス相中のＭｏの摺動中の酸化によって摩擦面に生じるＭｏ酸化物も潤滑効果を発揮して摩耗の抑制に有効に作用し得る。
され得る。ＭｏＳ2は、鉛の固体潤滑性を代替させ摩擦特性の向上に寄与する硫化物とし
て知られている材料であり、モリブデン間、モリブデンと硫黄間の結合に比べて、硫黄間の結合が弱いため、摩擦が起こると選択的に硫黄間の結合が切れることによって潤滑が起
こり、摩耗の抑制に有効に作用し得る。また、ラーベス相中のＭｏの摺動中の酸化によって摩擦面に生じるＭｏ酸化物も潤滑効果を発揮して摩耗の抑制に有効に作用し得る。
【0043】
摺動層１３の樹脂組成物中には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）粉末と、ラーベス相を
含まない青銅粉末のうちの少なくとも１つ以上がさらに分散されていてもよい。上述したように、ＭｏＳ2は、鉛の固体潤滑性を代替させ摩擦特性の向上に寄与する硫化物として
知られている材料であり、モリブデン間、モリブデンと硫黄間の結合に比べて、硫黄間の結合が弱いため、摩擦が起こると選択的に硫黄間の結合が切れることによって潤滑が起こり、摩耗の抑制に有効に作用し得る。
含まない青銅粉末のうちの少なくとも１つ以上がさらに分散されていてもよい。上述したように、ＭｏＳ2は、鉛の固体潤滑性を代替させ摩擦特性の向上に寄与する硫化物として
知られている材料であり、モリブデン間、モリブデンと硫黄間の結合に比べて、硫黄間の結合が弱いため、摩擦が起こると選択的に硫黄間の結合が切れることによって潤滑が起こり、摩耗の抑制に有効に作用し得る。
【0044】
一変形例として、摺動層１３の樹脂組成物は、硫化銅（ＣｕＳ）、熱可塑性樹脂、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、黒鉛、アラミド繊維、残部がフッ素樹脂から構成されていて
もよい（但し、樹脂組成物はリン酸リチウムを含まない）。この場合、樹脂組成物は、硫化銅を３質量％超４０質量％未満、熱可塑性樹脂を０質量％以上４質量％未満、二硫化モリブデンを０質量％以上３６質量％以下、黒鉛を０質量％以上１０質量％以下、アラミド繊維を０質量％以上１０質量％以下で含み、残部がフッ素樹脂であってもよい。
もよい（但し、樹脂組成物はリン酸リチウムを含まない）。この場合、樹脂組成物は、硫化銅を３質量％超４０質量％未満、熱可塑性樹脂を０質量％以上４質量％未満、二硫化モリブデンを０質量％以上３６質量％以下、黒鉛を０質量％以上１０質量％以下、アラミド繊維を０質量％以上１０質量％以下で含み、残部がフッ素樹脂であってもよい。
【0045】
摺動層１３を形成する樹脂組成物に、金属硫化物として硫化銅を含むことで、摺動層５の放熱特性が向上する。これにより、被摺動物の摺動による摺動層５の温度上昇が抑制され、温度上昇に伴う摺動層５の変形が抑制される。
【0046】
また、摺動層１３を形成する樹脂組成物に硫化銅を含むことで、摺動層１３の強度が向上する。摺動層を形成する樹脂組成部に炭素繊維のフィラーを含むことで、樹脂層の強度が向上することが知られている。これに対し、樹脂組成物に硫化銅を含むことで、炭素繊維のフィラーを含まなくとも、炭素繊維のフィラーを含む場合と同様に強度が向上する。摺動層１３の強度が向上することでも、被摺動物の摺動による摺動層５の変形が抑制される。
【0047】
摺動層１３の変形量が大きくなると、変形量が少ない場合と比較して摩耗量が増加する。このため、摺動層１３の変形が抑制されることで、摺動層１３の摩耗が抑制され、耐摩耗特性が向上する。また、摺動層１３の強度が向上することでも、摩耗が抑制される。そして、摺動層１３の摩耗が抑制されることで、多孔質層１２の露出が抑制され、多孔質層１２と被摺動物が直接接して焼き付き等の要因となるドライタッチを抑制することができ、耐焼付性が向上する。
【0048】
硫化銅は、硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）と硫化第二銅（ＣｕＳ）が知られている。硫化第一
銅（Ｃｕ2Ｓ）は、１０００℃以上でも安定している。これに対し、硫化第二銅（ＣｕＳ
）は、２００℃近傍で硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）に変化する。樹脂としてポリテトラフルオ
ロエチレンが使用される場合、摺動層１３を焼成する工程では、樹脂組成物４が３２７℃を超える温度で加熱される。このため、樹脂組成物に硫化第二銅（ＣｕＳ）が含まれる場合、摺動層１３を焼成する工程で、硫化第二銅（ＣｕＳ）が硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）に変
化する。
銅（Ｃｕ2Ｓ）は、１０００℃以上でも安定している。これに対し、硫化第二銅（ＣｕＳ
）は、２００℃近傍で硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）に変化する。樹脂としてポリテトラフルオ
ロエチレンが使用される場合、摺動層１３を焼成する工程では、樹脂組成物４が３２７℃を超える温度で加熱される。このため、樹脂組成物に硫化第二銅（ＣｕＳ）が含まれる場合、摺動層１３を焼成する工程で、硫化第二銅（ＣｕＳ）が硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）に変
化する。
【0049】
これにより、製造された結果物である摺動部材１０の摺動層１３には、硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）が含まれる。但し、硫化銅の原料としては、硫化第一銅（Ｃｕ2Ｓ）を使用しても良いし、硫化第二銅（ＣｕＳ）を使用しても良いが、加工性から硫化第二銅（ＣｕＳ）を使用することが好ましい。
【0050】
摺動層１３を形成する樹脂組成物に、金属硫化物として更に二硫化モリブデンを含むことで、摺動層５と接して摺動する被摺動物に対する摺動特性が向上する。また、樹脂組成
物４に黒鉛を含むことでも摺動特性が向上する。これにより、鉛（Ｐｂ）を含まない構成で、Ｐｂを含む摺動部材と同程度の摺動特性が得られる。以下、一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物について詳細に説明する。
物４に黒鉛を含むことでも摺動特性が向上する。これにより、鉛（Ｐｂ）を含まない構成で、Ｐｂを含む摺動部材と同程度の摺動特性が得られる。以下、一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物について詳細に説明する。
【0051】
［硫化銅：３質量％超４０質量％未満］
摺動層１３を形成する樹脂組成物は、放熱特性及び強度を向上させるため、硫化銅を８質量％超４０質量％未満で含むことが好ましい。硫化銅の添加量は、３質量％以下及び４０質量％以上であれば放熱特性が悪化し、耐摩耗特性を阻害するようになる。なお、市販品としては、寺田薬泉工業社製の硫化第二銅（ＣｕＳ）、関東化学社製の硫化第二銅（ＣｕＳ）、高純度化学研究所社製の硫化第一銅（Ｃｕ２Ｓ）等を挙げることができる。
摺動層１３を形成する樹脂組成物は、放熱特性及び強度を向上させるため、硫化銅を８質量％超４０質量％未満で含むことが好ましい。硫化銅の添加量は、３質量％以下及び４０質量％以上であれば放熱特性が悪化し、耐摩耗特性を阻害するようになる。なお、市販品としては、寺田薬泉工業社製の硫化第二銅（ＣｕＳ）、関東化学社製の硫化第二銅（ＣｕＳ）、高純度化学研究所社製の硫化第一銅（Ｃｕ２Ｓ）等を挙げることができる。
【0052】
［可塑性樹脂：０質量％以上４質量％以下］
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、熱可塑性樹脂は必須の添加剤ではないが、添加する場合は、フッ素樹脂の欠点である耐摩耗性、耐クリープ特性が改善できるので添加することが好ましい。
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、熱可塑性樹脂は必須の添加剤ではないが、添加する場合は、フッ素樹脂の欠点である耐摩耗性、耐クリープ特性が改善できるので添加することが好ましい。
【0053】
熱可塑性樹脂を添加する場合、４質量％を超えるとフッ素樹脂の低摩擦特性を阻害するようになる。なお、熱可塑性樹脂としてのＰＰＳ樹脂の市販品としては、ＤＩＣ社製のＰＱ－２０８、クレハ社製のフォートロン（登録商標） ＫＰＳ等を挙げることができる。
【0054】
［黒鉛：０質量％以上１０質量％以下］
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、黒鉛は必須の添加剤ではないが、低摩擦特性と耐摩耗特性に寄与することが期待できる。更に、耐キャビテーション性に優れ、潤滑油存在下でのキャビテーションによる樹脂被膜の壊食を防止できることが期待できる。黒鉛を添加する場合、１０質量％を超えると低摩擦特性を阻害するようになる。なお、市販品としては、日本黒鉛工業社製のＵＣＰ、ＣＰＢ、オリエンタル産業社製のＡＴシリーズ等を挙げることができる。
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、黒鉛は必須の添加剤ではないが、低摩擦特性と耐摩耗特性に寄与することが期待できる。更に、耐キャビテーション性に優れ、潤滑油存在下でのキャビテーションによる樹脂被膜の壊食を防止できることが期待できる。黒鉛を添加する場合、１０質量％を超えると低摩擦特性を阻害するようになる。なお、市販品としては、日本黒鉛工業社製のＵＣＰ、ＣＰＢ、オリエンタル産業社製のＡＴシリーズ等を挙げることができる。
【0055】
［硫化モリブデン：０質量％以上３６質量％以下］
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）は必
須の添加剤ではないが、添加することにより摩擦抵抗を低下させることが出来る。
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）は必
須の添加剤ではないが、添加することにより摩擦抵抗を低下させることが出来る。
【0056】
二硫化モリブデンの添加量は、３６質量％を超えると多孔質層への含浸工程で含浸性が悪くなる。なお、市販品としては、太陽鉱工社製のＨ／ＧＭｏＳ2、ダイゾー社製の二硫
化モリブデンパウダーシリーズ等を挙げることができる。
化モリブデンパウダーシリーズ等を挙げることができる。
【0057】
［アラミド繊維：０質量％以上１０質量％以下］
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、アラミド繊維は必須の添加剤ではないが、機械的強度を得るために添加する。アラミド繊維を添加する場合、１０質量％以上添加すると、均一な分散を阻害するようになるので、その結果、耐摩耗特性が低下する。なお、市販品としては、東レ・デュポン社製のケブラー（登録商標）,帝人のトワロン（
登録商標）等を挙げることができる。
一変形例に係る摺動層１３の樹脂組成物において、アラミド繊維は必須の添加剤ではないが、機械的強度を得るために添加する。アラミド繊維を添加する場合、１０質量％以上添加すると、均一な分散を阻害するようになるので、その結果、耐摩耗特性が低下する。なお、市販品としては、東レ・デュポン社製のケブラー（登録商標）,帝人のトワロン（
登録商標）等を挙げることができる。
【0058】
別の一変形例として、摺動層１３の樹脂組成物は、亜鉛化合物（ＺｎＳ（硫化亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＺｎＳＯ4（硫酸亜鉛など）、炭素繊維、酸化鉄、硫酸バリウム、
アラミド繊維、黒鉛、カルシウム化合物（ＣａＣＯ3（炭酸カルシウム）、ＣａＳＯ4（硫酸カルシウム）、Ｃａ（ＯＨ）2（水酸化カルシウム）など）、亜鉛、亜鉛合金のいずれ
か、または複数種を、任意の添加物として含んでいてもよい。樹脂組成物が亜鉛化合物を含むことで、弾性率の向上により摺動層１３の変形が抑制され、外力により摺動層１３が変形して接触面積が増減することが抑制され得る。また、樹脂組成物が炭素繊維を含むこ
とで、動摩擦力の値、および静摩擦力と動摩擦力の変化を改善し、摺動特性を改善することができる。樹脂組成物が酸化鉄を含むことで、耐摩耗性の向上に加え、弾性率を向上させることができる。樹脂組成物が硫酸バリウムまたはアラミド繊維を含むことで、亜鉛化合物の添加により弾性率を改善することを阻害することなく、耐摩耗性を高くすることができる。樹脂組成物が黒鉛を含むことで、亜鉛化合物の添加により弾性率を改善することを阻害することなく、摩擦抵抗を低下させることができる。樹脂組成物がカルシウム化合物、亜鉛または亜鉛合金を含むことで、亜鉛化合物の添加により弾性率を改善することを阻害することなく、耐摩耗性を改善させることができる。
アラミド繊維、黒鉛、カルシウム化合物（ＣａＣＯ3（炭酸カルシウム）、ＣａＳＯ4（硫酸カルシウム）、Ｃａ（ＯＨ）2（水酸化カルシウム）など）、亜鉛、亜鉛合金のいずれ
か、または複数種を、任意の添加物として含んでいてもよい。樹脂組成物が亜鉛化合物を含むことで、弾性率の向上により摺動層１３の変形が抑制され、外力により摺動層１３が変形して接触面積が増減することが抑制され得る。また、樹脂組成物が炭素繊維を含むこ
とで、動摩擦力の値、および静摩擦力と動摩擦力の変化を改善し、摺動特性を改善することができる。樹脂組成物が酸化鉄を含むことで、耐摩耗性の向上に加え、弾性率を向上させることができる。樹脂組成物が硫酸バリウムまたはアラミド繊維を含むことで、亜鉛化合物の添加により弾性率を改善することを阻害することなく、耐摩耗性を高くすることができる。樹脂組成物が黒鉛を含むことで、亜鉛化合物の添加により弾性率を改善することを阻害することなく、摩擦抵抗を低下させることができる。樹脂組成物がカルシウム化合物、亜鉛または亜鉛合金を含むことで、亜鉛化合物の添加により弾性率を改善することを阻害することなく、耐摩耗性を改善させることができる。
【0059】
一変形として、多孔質層１２は、ＣｕおよびＳｎを含むマトリックス相と、マトリックス相中に分散している硬質粒子とを有していてもよい。多孔質層１２は、混合粉末を噴霧時に合金化させた合金粉末が焼結されて形成されたものであってもよい。合金粉末にされることで、粉末の焼結が促進してネックが形成され、粉末同士が十分に接合され得る。また、合金粉末にされることで、硬質粒子が微細化され、マトリックス相中に一様に分散される。なお、上述した摺動層１３中に硬質粒子粉末１３ａが分散されている場合には、多孔質層１３は硬質粒子を含んでいなくてもよい。
【0060】
マトリックス相は、主成分としてＣｕを含み、さらにＳｎを含む青銅系合金である。マトリックス相は、Ｃｕ、ＳｎおよびＮｉの固溶体で構成されていてもよい。
【0061】
マトリックス相の結晶粒界にはＢｉ粒子が分布していてもよい。この場合、摺動層４が摩耗して多孔質層３の一部が露出される摩擦面においてＢｉが従来の鉛青銅のＰｂと同様の自己潤滑作用を発現し、摩擦する二面間の間で潤滑剤として働くことで、摩擦低減を図ることができる。
【0062】
硬質粒子は、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含んでいてもよい。摺動層１３が摩耗して多孔質層１２の一部が露出される際に、マトリックス相の中に分散している硬質粒子は、マトリックス相となる軟質な青銅よりも高い荷重を受けると考えられるが、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成される硬いラーベス相が摩擦面に析出して負荷を支えることで、多孔質層１２の摩耗低減に有利に作用し得る。また、ラーベス相中のＭｏと潤滑油中のＳによって摩擦面にＭｏＳ2の硫化被膜が形成され得る。ＭｏＳ2は、鉛の固体潤滑性を代替させ摩擦特性の向上に寄与する硫化物として知られている材料であり、モリブデン間、モリブデンと硫黄間の結合に比べて、硫黄間の結合が弱いため、摩擦が起こると選択的に硫黄間の結合が切れることによって潤滑が起こり、摩耗の抑制に有効に作用し得る。また、ラーベス相中のＭｏの摺動中の酸化によって摩擦面に生じるＭｏ酸化物も潤滑効果を発揮して摩耗の抑制に有効に作用し得る。
【0063】
多孔質層１２が硬質粒子を含んでいる場合には、多孔質層１２全体を１００質量％とした時に、硬質粒子の含有率は、たとえば４０質量％以下であってもよい。多孔質層１２全体を１００質量％とした時に、硬質粒子の含有量は、たとえば０．１質量％以上であってもよい。硬質粒子の含有量が０．１質量％以上であれば、上述したような多孔質層１２の摩耗低減の効果が得られる。また、多孔質層１２全体を１００質量％とした時に、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相の含有率は、たとえば０．１～２０質量％であってもよい。上述した摺動層１３中に硬質粒子粉末１３ａが分散されており、多孔質層１２が硬質粒子を含んでいない場合には、多孔質層１２全体を１００質量％とした時に、ＣｕおよびＳｎの含有率の合計は、９９．９％以上であってもよい。
【0064】
多孔質層３は、マトリックス相中に分散している化合物相をさらに有していてもよい。化合物相は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含んでいてもよい。マトリックス相の中に化合物相が形成されることで、マトリックス相の硬度を高めることができ、耐焼付性
の向上に有利に作用し得る。
の向上に有利に作用し得る。
【0065】
本実施の形態に係る摺動部材１０として、（１）多孔質層１２に硬質粒子が含まれるが、摺動層１３には硬質粒子粉末１３ａが含まれない態様、（２）多孔質層１２には硬質粒子が含まれないが、摺動層１３に硬質粒子粉末１３ａが含まれる態様、（３）多孔質層１２に硬質粒子が含まれ、かつ、摺動層１３に硬質粒子粉末１３ａが含まれる態様、（４）多孔質層１２に硬質粒子が含まれず、かつ、摺動層１３にも硬質粒子粉末１３ａが含まれない態様の４つがあるが、そのうちの（１）～（３）のいずれの態様おいても、多孔質層１２と摺動層１３とを合わせた全体（すなわち、摺動部材１０全体から金属基材１１を除いたもの）を１００質量％とした時に、硬質粒子の含有率と硬質粒子粉末１３ａの含有率との合計は１～２０質量％であってもよく、たとえば、１５質量％であってもよい。
【0066】
以上のような本実施の形態によれば、摺動部材１０の多孔質層１２に継目がないため、多孔質層１２を被覆する摺動層１３にも継目が現れず、継目での摩擦が低減するとともに、摩擦による発熱が低減する。これにより、高速回転領域での耐摩耗性および耐焼付性を向上でき、軸受としての性能自体も向上する。
【0067】
また、本実施の形態によれば、多孔質層１２に継目がないため、多孔質層１２を被覆する摺動層１３にも継目が現れず、継目での摩擦時に発生するトルクが低減する。これにより、消費電力の低減に貢献し、エネルギーロスを削減する。したがって、カーボンニュートラルに貢献できる。
【0068】
また、ＥＶモータや電動コンプレッサ等の高回転環境下で使用される軸受について、従来の転がり軸受から本実施形態に係る摺動部材１０に置き換えることが可能となり、これにより、小型軽量化につながる。
【0069】
さらに、摺動面に継目のある従来の摺動部材をモータやコンプレッサに適用する際には、内径切削工程（すなわち、継目部分での内面の面合わせ）が必要であったが、本実施形態に係る摺動部材１０であれば、多孔質層１２に継目がないため、多孔質層１２を被覆する摺動層１３にも継目が現れず、内径切削工程を削減できる。また、当該工程を削減することで、切削時に発生する産業廃棄物（樹脂組成物に含まれるカーボン）の発生を抑制できるため、カーボンニュートラルに貢献できる。
【0070】
＜摺動部材の製造方法＞
次に、図４を参照し、摺動部材１０を製造する方法について説明する。図４は、摺動部材１０を製造する方法の一例を示すフロー図である。図５は、原料粉末の充填工程を説明するための図であり、図６Ａは、原料粉末の充填工程で用いられる治具３１の形状を説明するための図である。
次に、図４を参照し、摺動部材１０を製造する方法について説明する。図４は、摺動部材１０を製造する方法の一例を示すフロー図である。図５は、原料粉末の充填工程を説明するための図であり、図６Ａは、原料粉末の充填工程で用いられる治具３１の形状を説明するための図である。
【0071】
図４～図６Ａに示すように、まず、円筒状の金属基材１１の内側に円柱状または円筒状の治具３１を配置し、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の隙間に多孔質層１２の原料粉末を充填する（ステップＳ１０）。
【0072】
図６Ａに示す例では、治具３１は、円柱状または円筒状の本体３１ａと、本体の軸方向の端部に設けられた台部３１ｂとを有している。本体３１ａのうち、台部３１ｂ側の端部には、径方向外向きに突出した段部３１ｃが設けられていてもよい。この場合、金属基材１１の内側に治具３１の本体３１ａを配置する際に、段部３１ａの頂部が金属基材１１の内周面に当接することで、金属基材１１を治具３１の本体３１ａに対して同軸状に位置決めすることが容易である。
【0073】
図６Ｂは、金属基材１１が継目を有する場合の原料粉末の充填工程を説明するための図である。図６Ｂに示すように、金属基材１１が継目を有する場合には、まず、金属基材１１を円筒状のハウジング３４の内側に圧入することで、継目（合わせ目）を密着させる。次いで、ハウジング３４に圧入された状態の金属基材１１の内側に治具３１を同軸状に配置し、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の環状の隙間に多孔質層１２の原料粉末を充填する。金属基材１１の継目（合わせ目）を密着した状態で環状の隙間に原料粉末を充填させることで、焼結される多孔質層１２の内周面に段差等の継目が発生しなくなる。
【0074】
図５および図６Ａに示すように、治具３１の台部３１ｂには、回転軸３２が連結されており、回転軸３２に接続されたモータにより治具３１を回転させながら、治具３１の上から原料粉末を散布することで、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の隙間に多孔質層１２の原料粉末を落下させて充填してもよい。これにより、隙間に充填された原料粉末の流動性を高めることができ、充填密度が向上する。
【0075】
図５に示すように、治具３１を支持するワーク３３には、超音波発信器の加振端子が連結されており、ワーク３３を介して治具３１に超音波振動を加えながら、治具３１の上から原料粉末を散布することで、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の隙間に多孔質層１２の原料粉末を落下させて充填してもよい。これによっても、隙間に充填された原料粉末の流動性を高めることができ、充填密度が向上する。
【0076】
原料粉末は、ＣｕおよびＳｎを含む第１粉末であってもよいし、第１粉末と、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末とを混合した混合粉末であってもよいし、第１粉末および硬質粒子粉末に加えて、さらにＣｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含む第２粉末を混合した混合粉末であってもよい。
【0077】
ここで、第１粉末は、主成分としてＣｕを含み、さらにＳｎを含む青銅系合金粉末である。第１粉末は、ＢｉまたはＰをさらに含んでいてもよい。第１粉末がＢｉを含む場合には、後述する原料粉末の焼結時（すなわちステップＳ１１）に、マトリックス相１０の中にＢｉ粒子が析出し、Ｂｉが従来の鉛青銅のＰｂと同様の自己潤滑作用を発現するため、低摩擦化を図ることができる。また、第１粉末がＰを含む場合には、銅に混入した酸素を除去（脱酸）して水素脆化を抑制することができる。第１粉末の各構成元素の含有量は、Ｓｎ：１０～１１質量％、Ｃｕ：残部であってもよい。更にＢｉを含有する場合は、Ｂｉ：７～９質量％、Ｐを含有する場合は、Ｐ：０．０２質量％以下が好ましい。原料粉末における第１粉末の配合量は、原料粉末全体の配合量より第１粉末以外の粉末の合計配合量を差し引いた残部の量である。
【0078】
硬質粒子粉末は、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相とＣｕを含む合金粉末であって、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｏおよびＣｒを含む硬質粒子粉末である。硬質粒子粉末は、Ｓｎをさらに含んでいてもよく、たとえば、Ｓｎを１質量％以上含んでいてもよい。Ｓｎを含まない硬質粒子粉末の固相温度は１４５０℃近くに達するが、Ｓｎを含有させることで、硬質粒子粉末の固相温度を低減させることができ、８００℃近くで硬質粒子粉末を裏金母材へ固相焼結させることが可能となる。また、硬質粒子粉末に内包されたＳｎは、焼結時に第１粉末によるＣｕ－Ｓｎマトリックス相側へ固溶し、拡散接合される。Ｓｎを介しての粉末収縮により焼結が進行することで、マトリックス相中のＳｎと硬質粒子粉末に内包されたＳｎによる固溶強化が発現し得る。硬質粒子粉末中の各構成元素の含有量は、硬質粒子粉末全体を１００質量％とした時にＣｏ：１４～２０質量％、Ｍｏ：２４～２８質量％、Ｓｉ：３～７質量％、Ｆｅ：２～１６質量％、Ｃｒ：１～１０質量％、Ｃｕ：残部であってもよい。Ｓｎを含む場合には、硬質粒子粉末中の各構成元素の含有量は、硬質粒子粉末全体 を１００質量％とした時にＣｏ：１４～２０質量％、Ｍ
ｏ：２４～２８質量％、Ｓｉ：３～７質量％、Ｆｅ：２～１６質量％、Ｃｒ：１～１０質量％、Ｓｎ：１～１５質量％、Ｃｕ：残部であってもよい。原料粉末全体を１００質量％とした時（すなわち摺動層１２全体を１００質量％とした時）に硬質粒子粉末の配合量は１～４０質量％であってもよく、１～３質量％が好ましい。焼結時に硬質粒子粉末よりＣｕとＳｎが溶け出すため、摺動層１２中の硬質粒子の含有量は、原料粉末中の硬質粒子粉末の配合量から変動する。
ｏ：２４～２８質量％、Ｓｉ：３～７質量％、Ｆｅ：２～１６質量％、Ｃｒ：１～１０質量％、Ｓｎ：１～１５質量％、Ｃｕ：残部であってもよい。原料粉末全体を１００質量％とした時（すなわち摺動層１２全体を１００質量％とした時）に硬質粒子粉末の配合量は１～４０質量％であってもよく、１～３質量％が好ましい。焼結時に硬質粒子粉末よりＣｕとＳｎが溶け出すため、摺動層１２中の硬質粒子の含有量は、原料粉末中の硬質粒子粉末の配合量から変動する。
【0079】
第２粉末は、主成分としてＣｕを含み、さらにＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｒを含む合金粉末である。第２粉末は、Ｓｎをさらに含んでいてもよく、たとえば、Ｓｎを１質量％以上含んでいてもよい。Ｓｎを含まない第２粉末の固相温度は１２４０℃近くに達するが、Ｓｎを含有させることで、第２粉末の固相温度を低減させることができ、８００℃近くで第２粉末を裏金母材へ固相焼結させることが可能となる。Ｓｎを含む場合には、第２粉末中の各構成元素の含有量は、第２粉末全体を１００質量％とした時にＣｏ：０．６～４．６質量％、Ｆｅ：１．６～５．６質量％、Ｎｉ：１０～１４質量％、Ｓｉ：０．５～４．５質量％、Ｃｒ：０．５～１．５質量％、Ｓｎ：１～１５質量％、Ｃｕ：残部であってもよい。原料粉末中に第２粉末を含む場合は、原料粉末全体を１００質量％とした時に第２粉末の配合量は２～３８質量％であってもよく、１０～３８質量％が好ましく、１７～１９質量％がより好ましい。
【0080】
原料粉末全体を１００質量％とした時に硬質粒子粉末の配合量は１～４０質量％であり、第２粉末の配合量は１５～１８質量％であってもよい。この場合、優れた剪断加工性を実現できる。
【0081】
第１粉末、硬質粒子粉末および第２粉末はそれぞれ、たとえばガスアトマイズ法による噴霧により製造することできる。ガスアトマイズ法において、溶解の熱源は高周波であってもよく、ルツボ（底部にノズル付）にはジルコニア質を使用してもよい。
【0082】
第１粉末の粒径は、たとえば４５μｍ～１８０μｍであってもよい。硬質粒子粉末の粒径は、５３μｍ以下の微粉であってもよい。第２粉末の粒径は、５３μｍ～１５０μｍであってもよい。ここで「粒径」とは、マイクロトラック・ベル社製 粒子径分布測定装置ＭＴ３３００ＥＸＩＩを用いたレーザー回折・散乱法により測定される粒子径分布をいう。この測定方法は、ＪＩＳ Ｚ３２８４－２の「４．２．３のレーザー回折式粒度分布測定試験」のうちペーストから粉末を抽出する工程以降の試験手順に準じた測定方法である。
【0083】
噴霧時にアトマイズ処理により混合粉末を合金化させた合金粉末を、治具３１の上から散布し、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の隙間に充填してもよい。
【0084】
次に、金属基材１１を加熱炉に入れ、原料粉末を８００～９００℃で焼結させることで、金属基材１１の内周面に、金属単体または合金組成物からなる継目がない多孔質層１２を形成する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、治具３１と回転軸３２とを分離させたのち、金属基材１１を治具３１ごと加熱炉に入れて原料粉末を焼結させてもよい。継目を有する金属基材１１を用いる場合には、金属基材１１を治具３１およびハウジング３４ごと加熱炉に入れて原料粉末を焼結させてもよい。
【0085】
上述したように、Ｓｎを含まない硬質粒子粉末、第２粉末の固相温度はそれぞれ１４５０℃、１２４０℃近くに達するが、Ｓｎを含有させることで、硬質粒子粉末、第２粉末の固相温度を低減させることができ、８００℃近くで硬質粒子粉末、第２粉末を金属基材１１（裏金母材）へ固相焼結させることが可能となる。また、硬質粒子粉末に内包されたＳｎは、焼結時に第１粉末によるＣｕ－Ｓｎマトリックス相側へ固溶し、拡散接合される。
Ｓｎを介しての粉末収縮により焼結が進行することで、マトリックス相中のＳｎと硬質粒子粉末に内包されたＳｎによる固溶強化が発現し、最終的には高強度の合金が形成され得る。
Ｓｎを介しての粉末収縮により焼結が進行することで、マトリックス相中のＳｎと硬質粒子粉末に内包されたＳｎによる固溶強化が発現し、最終的には高強度の合金が形成され得る。
【0086】
次に、多孔質層１２の表面に摺動層１３の原料樹脂を含浸させる（ステップＳ３０）。具体的には、たとえば、図７に示すように、金属基材１１の内周面に形成された多孔質層１２上に、所定の量の樹脂組成物を供給し、含浸ロールの回転圧力によって樹脂組成物を多孔質層１２に押圧することで、樹脂組成物を多孔質層１２に含浸させてもよい。多孔質層３上に供給される樹脂組成物には、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末１３ａと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）粉末のうちの少なくとも
１つ以上が分散されていてもよい。一変形例として、樹脂組成物は、添加剤として硫化銅を含み、二硫化モリブデンをさらに含んでいてもよいし、他の添加剤として、黒鉛、アラミド繊維を含んでいてもよい。多孔質層１２上に供給される樹脂組成物の量は、後述する樹脂組成物の焼成後に、多孔質層１２が摺動層１３の表面から露出しない厚さで多孔質層１２を被覆する量である。
１つ以上が分散されていてもよい。一変形例として、樹脂組成物は、添加剤として硫化銅を含み、二硫化モリブデンをさらに含んでいてもよいし、他の添加剤として、黒鉛、アラミド繊維を含んでいてもよい。多孔質層１２上に供給される樹脂組成物の量は、後述する樹脂組成物の焼成後に、多孔質層１２が摺動層１３の表面から露出しない厚さで多孔質層１２を被覆する量である。
【0087】
次に、樹脂組成物に含まれる樹脂の融点を超える温度で樹脂組成物を加熱することで、樹脂を溶融させるとともに有機溶剤を揮発させたのち、樹脂を硬化させることで、多孔質層１２を被覆する、樹脂組成物からなる摺動層１３を形成する（ステップＳ４０）。樹脂組成物を所定の温度で加熱して摺動層１３を形成することを焼成と称する。なお、樹脂として使用されるポリテトラフルオロエチレンの融点は、３２７℃である。焼成炉を使用して、ポリテトラフルオロエチレンの融点を超える温度（たとえば４００～５００℃）で樹脂組成物を加熱することで、摺動層１３を焼成してもよい。
【0088】
次に、図８を参照し、金属基材１１の外周面をダイス４１により拘束しつつ摺動層１３の内側に円柱状の芯金４２を押し込むことにより、摺動層１３の内周面をバニシ仕上げ（ｂｕｒｎｉｓｈｉｎｇ）して内径真円度を５０μｍ以下にする（ステップＳ５０）。これにより、上述した構成を有する摺動部材１０（図１～図３参照）が製造される。
【0089】
なお、摺動部材１０の製造する方法の比較のための一例として、図９に示すように、円筒形状に成形された多孔質焼結層の内周面に樹脂組成物を含浸させて多孔質焼結層と樹脂組成物からなる複合素形材を作製したのち、複合素形材を継目のない円筒状の金属基材の内側に圧入し、次いで加熱処理により複合素形材と金属基材とを接合させて一体化させるという方法が考えられる。しかしながら、厚さが１ｍｍ以下の薄い多孔質焼結層に樹脂組成物を含浸させるには、強度のある裏金母材が必須であり、裏金母材がない状態では、多孔質焼結層と樹脂組成物からなる複合素形材はすぐに破壊または変形するため、この方法では、多孔質焼結層と樹脂組成物からなる複合素形材を得ることができず、したがって、上述した構成を有する摺動部材１０を得ることはできない。
【0090】
また、摺動部材１０の製造する方法の比較のための別の一例として、図１０に示すように、平板形状を有する金属基材（裏金）の一面に多孔質層を焼結させたのち、多孔質層上に樹脂組成物から摺動層（軸受層）を焼成することで軸受板材を作製し、次いで、軸受板材を深絞り加工により円筒形状に成形したのち、両端部を切断するという方法も考えられる。しかしながら、この方法では、深絞り加工時に樹脂組成物からなる摺動層に割れや多孔質層からの剥離が発生するため、上述した構成を有する摺動部材１０を得ることはできない。
【0091】
＜実施例＞
次に、本実施の形態に係る具体的な実施例について説明する。
次に、本実施の形態に係る具体的な実施例について説明する。
【0092】
（摺動部材の作製）
まず、実施例１～４として、炭素鋼丸棒を旋盤にて外径Φ２２ｍｍ、内径Φ２０．６２ｍｍ、全長１０．３５ｍｍに加工し、継目のない薄肉円筒状の金属基材１１を得た。また、実施例５として、縦６７ｍｍ、横１１ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの炭素鋼板材を巻ブッシュ状に加工し、幅２ｍｍ以下の継目を有する（合わせ目タイプの）円筒状の金属基材１１を得た。なお、炭素鋼丸棒は中空状（パイプ）の溶接鋼管などを使用しても良い。
まず、実施例１～４として、炭素鋼丸棒を旋盤にて外径Φ２２ｍｍ、内径Φ２０．６２ｍｍ、全長１０．３５ｍｍに加工し、継目のない薄肉円筒状の金属基材１１を得た。また、実施例５として、縦６７ｍｍ、横１１ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの炭素鋼板材を巻ブッシュ状に加工し、幅２ｍｍ以下の継目を有する（合わせ目タイプの）円筒状の金属基材１１を得た。なお、炭素鋼丸棒は中空状（パイプ）の溶接鋼管などを使用しても良い。
【0093】
次に、多孔質層１２の原料粉末として、福田金属箔粉工業（株）製青銅粉末（不定形、銘柄；ＣＰ－３０１）において、粒度１５０μｍ以上の粗粉をカットした粉末を準備した。青銅粉末の化学成分はＣｕ－１０Ｓｎである。
【0094】
そして、実施例１～４について、図５及び図６Ａを参照し、内径Φ２０．６２の金属基材１１の中に外径Φ１９．９６ｍｍの炭素鋼治具３１を挿入し、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の隙間０．３ｍｍに原料粉末を投入した。粉末充填体積は、金属基材１１の内径Φ２０．６ｍｍ、治具３１の外径Φ１９．９６ｍｍ、全長１０．３５ｍｍなので０．２１ｃｍ3である。実施例５については、図６Ｂを参照し、金属基材１１をハ
ウジング３４の内側に圧入して継目（合わせ目）を密着させたのち、ハウジング３４に圧入された状態の金属基材１１の内側に炭素鋼治具３１を同軸状に配置し、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の環状の隙間０．３ｍｍに原料粉末を投入した。実施例１～５のいずれにおいても、隙間に投入した粉末の流動性を良くするため、治具３１に回転軸を連結させてモータにより治具を回転させながら粉末を充填させた。この状態で焼結炉にて焼結温度８８０℃、コンベア速度２３０ｍｍ／ｍｉｎの条件で焼結した。
ウジング３４の内側に圧入して継目（合わせ目）を密着させたのち、ハウジング３４に圧入された状態の金属基材１１の内側に炭素鋼治具３１を同軸状に配置し、金属基材１１の内周面と治具３１の外周面との間の環状の隙間０．３ｍｍに原料粉末を投入した。実施例１～５のいずれにおいても、隙間に投入した粉末の流動性を良くするため、治具３１に回転軸を連結させてモータにより治具を回転させながら粉末を充填させた。この状態で焼結炉にて焼結温度８８０℃、コンベア速度２３０ｍｍ／ｍｉｎの条件で焼結した。
【0095】
次に、青銅粉末が焼結された円筒形状の金属基材１１の内側に樹脂を含浸した。実施例１、２、５では、含浸した樹脂の組成は、黒鉛粉末：２体積％、Ｃｏ、ＭｏおよびＳｉの組成で構成されるラーベス相を含む硬質粒子粉末：１５質量％、残部ＰＴＦＥ樹脂で構成され、自己潤滑性向上を図る目的でＭｏＳ2粉末：１５質量％を添加した。硬質粒子粉末
の化学成分はＣｕ－４．５Ｓｎ－５Ｓｉ－１５Ｆｅ－１６Ｃｏ－４Ｃｒ－２６Ｍｏ、粒度は５３μｍアンダー微粉、黒鉛粉末は日本黒鉛製（銘柄；ＣＰＢＷ－５）である。また、実施例３および４では、含浸した樹脂の組成は、黒鉛：４．０体積％、ＭｏＳ2：７．２
５体積％、ＣｕＳ：１０．９５体積％、残部ＰＴＦＥ樹脂で構成されている。
の化学成分はＣｕ－４．５Ｓｎ－５Ｓｉ－１５Ｆｅ－１６Ｃｏ－４Ｃｒ－２６Ｍｏ、粒度は５３μｍアンダー微粉、黒鉛粉末は日本黒鉛製（銘柄；ＣＰＢＷ－５）である。また、実施例３および４では、含浸した樹脂の組成は、黒鉛：４．０体積％、ＭｏＳ2：７．２
５体積％、ＣｕＳ：１０．９５体積％、残部ＰＴＦＥ樹脂で構成されている。
【0096】
樹脂含浸方法としては、図７を参照し、外径Φ２２ｍｍ、内径Φ２０ｍｍ、全長１０ｍｍの金属基材１１の内側にヘラで樹脂を塗布し、Φ１１．７のローリング芯金で押圧させながら、ローリングの回転圧力によって多孔質焼結層１２に樹脂を含浸させた。その後、焼成炉を使用して焼成温度４８０℃、コンベア速度１０００ｍｍ／ｍｉｎの条件で焼成した。
【0097】
次に、実施例１、３、５では、図８を参照し、アムスラー試験機を用いて、金属基材１１の外周面を内径Φ１４．０６５ｍｍのダイス４１により拘束しつつ、摺動層１３の内側に外径Φ１２．１６０ｍｍの芯金４２を押し込むことにより、摺動層１３の内周面に負荷を掛けて矯正した（バニシ仕上げした）。図２１は、実施例１（バニシ仕上げあり）と実施例２（バニシ仕上げなし）に係る摺動部材の内径真円度を示すグラフである。また、図２２は、実施例３（バニシ仕上げあり）と実施例４（バニシ仕上げなし）に係る摺動部材の内径真円度を示すグラフである。図２１および図２２に示すように、バニシ仕上げを行うことにより楕円状が消滅し、２０μｍ以下の良い真円度が確保されることが確認された。
【0098】
また、比較例として、実施例１～５と同じ青銅粉末を炭素鋼板材（金属基材）上に散布した焼結して多孔質層を形成した。次に、実施例３，４と同じ樹脂を多孔質層に含浸させ
たのち、樹脂を焼成することで、多孔質層を被覆する摺動層を形成し、その後、圧延を施工した。次いで、圧延された金属基材を、摺動層を内側として巻ブッシュ状に加工することで、金属基材と多孔質層と摺動層のいずれも継目（合わせ目）を有する摺動部材を作製した。
たのち、樹脂を焼成することで、多孔質層を被覆する摺動層を形成し、その後、圧延を施工した。次いで、圧延された金属基材を、摺動層を内側として巻ブッシュ状に加工することで、金属基材と多孔質層と摺動層のいずれも継目（合わせ目）を有する摺動部材を作製した。
【0099】
図１２は、上述の手順で作製された実施例１～５及び比較例に係る摺動部材の組成等をまとめて示すテーブルである。
【0100】
（高速回転摩耗試験）
次に、実施例１～５および比較例の摺動部材の性能を高速回転摩耗試験により比較した。図１１に高速回転摩耗試験機を示す。本試験機は、供試材に相手軸を介して荷重と速度を与えたときの軸受背面温度を計測し、主に高速領域における摩耗量や発熱評価に適する。試験部にオイルバスを設け、油中と無潤滑双方の環境での評価を可能に設計してある。また高回転評価を実現するため、相手軸Φ６ｈ７にコレクトチャックを介して進桜電機（株）製スピンドルモータ（型式Ｓ２６２Ｂ－ＳＪ０３、定格出力１．２ｋＷ、定格電圧２００Ｖ、定格電流４．８Ａ）を先端部に直結させた。これにより、軸振れ０．００２ｍｍ以下の精度で最大６０，０００ｒｐｍまでの評価が可能な装置に設計した。スピンドルモータにはチラーを介して流量０．７Ｌ／ｍｉｎで水冷している。
次に、実施例１～５および比較例の摺動部材の性能を高速回転摩耗試験により比較した。図１１に高速回転摩耗試験機を示す。本試験機は、供試材に相手軸を介して荷重と速度を与えたときの軸受背面温度を計測し、主に高速領域における摩耗量や発熱評価に適する。試験部にオイルバスを設け、油中と無潤滑双方の環境での評価を可能に設計してある。また高回転評価を実現するため、相手軸Φ６ｈ７にコレクトチャックを介して進桜電機（株）製スピンドルモータ（型式Ｓ２６２Ｂ－ＳＪ０３、定格出力１．２ｋＷ、定格電圧２００Ｖ、定格電流４．８Ａ）を先端部に直結させた。これにより、軸振れ０．００２ｍｍ以下の精度で最大６０，０００ｒｐｍまでの評価が可能な装置に設計した。スピンドルモータにはチラーを介して流量０．７Ｌ／ｍｉｎで水冷している。
【0101】
相手軸の外径はΦ１１．９５７ｍｍ～１１．９７５ｍｍ、ハウジング内径はΦ１４．０００ｍｍ～１４．０１８ｍｍである。いずれも材質はＳＫＤ－１１、全焼入れ後の硬度はＨＲＣ５８である。軸受背面温度はΦ６ｍｍの孔に熱電対を挿入し、軸受背面から１．５ｍｍの位置をデータロガーにて１秒毎に計測した。
【0102】
次に試験環境に関して軸受部への潤滑有無が性能に大きく関与する。例えば、カーエアコン用コンプレッサのような空調圧縮機構において、旋回スクロールを固定スクロールに強く押し付けた状態で旋回運動させるような環境では、潤滑油が軸受内に流入し難い。さらに、ＥＶの駆動用モータでは小型・軽量化と高出力化を両立するために高速回転化が不可欠になっている。モータを支持する軸受には、油潤滑軸受、グリース潤滑軸受が採用されるが、周辺構造の簡略化により、軸受部への油潤滑はあまり期待できない。これら実用上の制約などを鑑みて、本試験は無潤滑環境での評価とし、軸の回転数に対する摩擦発熱と摩耗量を測定した。摩擦発熱は軸受温度上昇率を評価指標とし、軸受背面温度が１２０℃に達するまでの時間に対する温度の傾きを回帰分析により解析した。摩耗量は試験前後の摺動部材の肉厚を管用マイクロメータで計測し、荷重点の肉厚変化量から求めた。
【0103】
軸の回転数はコンプレッサの主軸で最大１０，０００ｒｐｍ、ＥＶモータで最大３０，０００ｒｐｍ程度に達するとされている。これを考慮して、１０，０００ｒｐｍ，２０，０００ｒｐｍ，３０，０００ｒｐｍの３水準とした。軸受へのラジアル荷重は、高速回転時におけるスピンドルモータの使用限界や安全性などを考慮して、一方向に３Ｎを負荷した。軸受と軸とのクリアランスの狙い値は０．１ｍｍとし、軸の表面粗度はＲａ０．１７μｍに研磨仕上げを施工し試験に供した。
【0104】
なお、回転運動による摩擦トルクに関し、仕事率は電力に変換できるので、下式（１）のように表すことができる。
Ｅ＝Ｐ＝２π・Ｎ・Ｔ／６０＝２π・Ｎ・Ｆ・Ｒ／６０・・・式（１）
ここに、Ｒは回転半径（ｍ）、Ｆは摩擦力（Ｎ）、Ｎは軸回転速度（ｒｐｍ）、Ｔはトルク（Ｎ・ｍ）、Ｅは電力（Ｗ）、Ｐは仕事率（Ｗ）である。
Ｅ＝Ｐ＝２π・Ｎ・Ｔ／６０＝２π・Ｎ・Ｆ・Ｒ／６０・・・式（１）
ここに、Ｒは回転半径（ｍ）、Ｆは摩擦力（Ｎ）、Ｎは軸回転速度（ｒｐｍ）、Ｔはトルク（Ｎ・ｍ）、Ｅは電力（Ｗ）、Ｐは仕事率（Ｗ）である。
【0105】
（結果と考察）
図１３は、実施例１、５および比較例の摺動部材について、無潤滑環境下での軸回転数
に対する摩耗量Ｗの変化を示しており、図１４は、実施例１および比較例の摺動部材について、無潤滑環境下での軸回転数に対する軸受背面温度上昇率Ｔの変化を示している。
図１３は、実施例１、５および比較例の摺動部材について、無潤滑環境下での軸回転数
に対する摩耗量Ｗの変化を示しており、図１４は、実施例１および比較例の摺動部材について、無潤滑環境下での軸回転数に対する軸受背面温度上昇率Ｔの変化を示している。
【0106】
図１３および図１４に示すように、軸回転数の増加に応じて摩耗量は増え，温度も上がる傾向が観測された。比較例の摺動部材はＷ＝０．０６～０．０７ｍｍ、Ｔ＝０．７～１．８℃／ｓｅｃに対し、実施例１の摺動部材はＷ＝０．０２～０．０４ｍｍ、Ｔ＝０．２～１．４℃／ｓｅｃであり，摩耗・発熱の少ないことが確認できる。また、実施例５の摺動部材もＷ＝０．０２～０．０４ｍｍであり、金属基材１１に継目がない実施例１と金属基材１１に継目を有する実施例５において、摩擦による摩耗量はほぼ同等であることが確認できる。
【0107】
図１５は、実施例１および比較例の摺動部材について、軸回転数３０，０００ｒｐｍで稼働させたときの軸受背面温度の時間変化を示しており、図１６は、実施例１、５および比較例の摺動部材について、軸回転数３０，０００ｒｐｍで稼働させたときの消費電力の時間変化を示している。
【0108】
図１５および図１６に示すように、比較例の摺動部材では、稼働初期段階から急激に温度が上昇して摩擦による消費電力値は４００～７００Ｗと激しく変動する挙動を示す。一方、実施例１の摺動部材では１２０℃に到達するまでの温度上昇が、比較例の摺動部材より緩やかであり、消費電力は初期段階から２００Ｗ程度で安定している。実施例１の摺動部材では内径側への凸部が無いため、相手軸との局部的接触が回避された影響と推察できる。また、実施例５の摺動部材では、消費電力は初期段階だけは実施例１より高いものの、その後は徐々に下がり安定しており、金属基材１１に継目がない実施例１と金属基材１１に継目を有する実施例５において、摩擦による消費電力はほぼ同等であることが確認できる。実施例５の摺動部材では、金属基材１１に継目があるため、摩擦面の熱が放熱されやすくなり、消費電力が徐々に下がり安定すると推察される。
【0109】
図１７は、実施例１および実施例２の摺動部材について、軸回転数に対する摩耗量の変化を示しており、図１８は、軸受背面温度上昇率の変化を示している。また、図１９は、実施例３および実施例４の摺動部材について、軸回転数に対する摩耗量の変化を示しており、図２０は、軸受背面温度上昇率の変化を示している。
【0110】
実施例１７～２０に示すように、バニシ仕上げを行って内径真円度をよくすることで、１０，０００～２０，０００ｒｐｍの高速回転領域では、実施例１および３のいずれの摺動部材も、摩耗量は概ね０．０１ｍｍ程度，温度上昇率は０．５℃／ｓｅｃ程度低く抑えられている。特に、ＭｏＳ2含有の実施例１は他品よりも摩耗低減効果が発現している。
ラーベス相を構成するＣｏ－Ｍｏ－ＳｉとＭｏＳ2添加によって無潤滑環境下においても
硫化被膜が形成されるため摩耗低減に寄与したものと推察される。
ラーベス相を構成するＣｏ－Ｍｏ－ＳｉとＭｏＳ2添加によって無潤滑環境下においても
硫化被膜が形成されるため摩耗低減に寄与したものと推察される。
【0111】
一方、軸の回転数が３０，０００ｒｐｍの領域に達すると、バニシ仕上げの有無に関わらず摩耗・発熱の差異は殆ど観測されない。その要因として軸振動が起因したと考えられる。即ち静止状態から徐々に軸回転数を上げていったとき、不釣り合いによる振動が現れる。軸の回転数をさらに上げていくと、ふれまわりにより自転しながら軸受隙間内を公転する激しい自励振動に至る。そのため、回転が増すことによって生じる軸振動や発熱によるクリアランス変化などの影響が挙げられる。
【0112】
以上、本発明の実施の形態および変形例を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【0113】
１０ 摺動部材
１１ 金属基材
１２ 多孔質層
１３ 摺動層
１３ａ 硬質粒子粉末
２０ 軸
３１ 治具
３２ 回転軸
３３ ワーク
４１ ダイス
４２ 芯金
１１ 金属基材
１２ 多孔質層
１３ 摺動層
１３ａ 硬質粒子粉末
２０ 軸
３１ 治具
３２ 回転軸
３３ ワーク
４１ ダイス
４２ 芯金
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
