(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】P2024078404
(43)【公開日】2024-06-10
(54)【発明の名称】摺動部材およびすべり軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 33/20 20060101AFI20240603BHJP
F16C 17/02 20060101ALI20240603BHJP
B32B 27/34 20060101ALI20240603BHJP
【ＦＩ】
F16C33/20 A
F16C17/02 Z
B32B27/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023171830
(22)【出願日】2023-10-03
(31)【優先権主張番号】P 2022190245
(32)【優先日】2022-11-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000207791
【氏名又は名称】大豊工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000660
【氏名又は名称】Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｐａｒｔｎｅｒｓ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】壁谷 泰典
(72)【発明者】
【氏名】梨元 萌絵
(72)【発明者】
【氏名】砂田 周平
(72)【発明者】
【氏名】神谷 周
(72)【発明者】
【氏名】秋月 政憲
【テーマコード（参考）】
3J011
4F100
【Ｆターム（参考）】
3J011AA20
3J011BA13
3J011CA05
3J011DA01
3J011JA01
3J011JA02
3J011KA02
3J011LA04
3J011MA02
3J011NA01
3J011QA05
3J011RA03
3J011SB02
3J011SB03
3J011SB04
3J011SC20
3J011SE06
4F100AA09B
4F100AA19B
4F100AK50B
4F100AT00A
4F100BA02
4F100BA07
4F100BA10A
4F100BA10B
4F100CA19B
4F100GB51
4F100JK09
4F100JK16
4F100YY00B
(57)【要約】
【課題】耐摩耗性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】基層と、前記基層上に形成された樹脂被覆層とを備える摺動部材であって、前記樹脂被覆層は、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、固体潤滑剤と、０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、不可避不純物と、からなる摺動部材が構成される。
【選択図】図５
【解決手段】基層と、前記基層上に形成された樹脂被覆層とを備える摺動部材であって、前記樹脂被覆層は、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、固体潤滑剤と、０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、不可避不純物と、からなる摺動部材が構成される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基層と、前記基層上に形成された樹脂被覆層とを備える摺動部材であって、
前記樹脂被覆層は、
バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、
固体潤滑剤と、
０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、
不可避不純物と、
からなる摺動部材。
前記樹脂被覆層は、
バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、
固体潤滑剤と、
０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、
不可避不純物と、
からなる摺動部材。
【請求項2】
前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデンである、
請求項１に記載の摺動部材。
請求項１に記載の摺動部材。
【請求項3】
基層と、前記基層上に形成された樹脂被覆層とを備えるすべり軸受であって、
前記樹脂被覆層は、
バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、
固体潤滑剤と、
０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、
不可避不純物と、
からなるすべり軸受。
前記樹脂被覆層は、
バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、
固体潤滑剤と、
０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、
不可避不純物と、
からなるすべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂被覆層を有する摺動部材およびすべり軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、裏金層と摺動層とを備える摺動部材において、合成樹脂と、合成樹脂中に分散された固体潤滑剤とからなる樹脂被覆層を形成することが知られている。例えば、特許文献１には、樹脂被覆層に固体潤滑剤と硬質物が含まれる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６１２２４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１等に開示された従来の摺動部材において、硬質物は、例えば、ＳｉＣ等である。従来の摺動部材に添加されていたこれらの硬質物は、例えば、ＳｉＣであり、モース硬度が８．５～９．５程度の非常に硬い物質である。従来は、このような硬い物質が樹脂被覆層に含まれることによって樹脂の摩耗を抑制し、耐摩耗性を向上させると考えられていた。しかし、これらの硬質物は非常に硬いので、当該硬質物を含む樹脂が相手材に移着すると、当該移着した硬質物が樹脂被覆層を摩耗させてしまう。
【0005】
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、耐摩耗性を向上させる技術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】
【0006】
上記の目的を達成するため、摺動部材は、基層と、前記基層上に形成された樹脂被覆層とを備える摺動部材であって、前記樹脂被覆層は、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、固体潤滑剤と、０体積％より多く、かつ、１．０体積％以下のベーマイト粒子と、不可避不純物と、からなるように構成される。
【0007】
ベーマイト（ＡｌＯＯＨ）は、従来用いられていたＳｉＣ等の硬質物と比較して、エンジンオイルとの接触角が小さい。従って、ベーマイト粒子が利用された摺動部材における摩擦係数は、従来の硬質物が使用された摺動部材より小さく、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層の相手材への移着量は従来の樹脂被覆層より少ない。
【0008】
また、ベーマイトは、比較的硬い硬質物であるが、従来用いられていたＳｉＣ等の硬質物の方が硬い。従って、硬質物としてベーマイト粒子が利用された摺動部材において、相手材の移着が生じたとしても、移着した硬質物による樹脂被覆層の摩耗は従来の樹脂被覆層より少ない。このため、硬質物としてベーマイトを含む摺動部材によれば、硬質物としてＳｉＣ等の物質を含む摺動部材と比較して、耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）摺動部材の構成
（２）摺動部材の製造方法：
（３）試験結果：
（４）他の実施形態：
（１）摺動部材の構成
（２）摺動部材の製造方法：
（３）試験結果：
（４）他の実施形態：
【0011】
（１）摺動部材の構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる摺動部材１の斜視図である。摺動部材１は、裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とを含む。摺動部材１は、中空状の円筒を直径方向に２等分した半割形状の金属部材であり、断面が半円弧状となっている。２個の摺動部材１を円筒状になるように組み合わせることにより、すべり軸受Ａが形成される。すべり軸受Ａは内部に形成される中空部分にて円柱状の相手材２（エンジンのクランクシャフト）を軸受けする。相手材２の外径はすべり軸受Ａの内径よりもわずかに小さく形成されている。相手材２の外周面と、すべり軸受Ａの内周面との間に形成される隙間に液体潤滑剤である潤滑油（エンジンオイル）が供給される。その際に、すべり軸受Ａの内周面上を相手材２の外周面が摺動する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる摺動部材１の斜視図である。摺動部材１は、裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とを含む。摺動部材１は、中空状の円筒を直径方向に２等分した半割形状の金属部材であり、断面が半円弧状となっている。２個の摺動部材１を円筒状になるように組み合わせることにより、すべり軸受Ａが形成される。すべり軸受Ａは内部に形成される中空部分にて円柱状の相手材２（エンジンのクランクシャフト）を軸受けする。相手材２の外径はすべり軸受Ａの内径よりもわずかに小さく形成されている。相手材２の外周面と、すべり軸受Ａの内周面との間に形成される隙間に液体潤滑剤である潤滑油（エンジンオイル）が供給される。その際に、すべり軸受Ａの内周面上を相手材２の外周面が摺動する。
【0012】
摺動部材１は、曲率中心から遠い順に、裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とが順に積層された構造を有する。従って、裏金１０が摺動部材１の最外層を構成し、オーバーレイ１２が摺動部材１の最内層を構成する。裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とは、それぞれ円周方向において厚みが変化せず、直径方向の厚みが一定である。例えば、裏金１０の厚みは１．０ｍｍ～２．０ｍｍとされ、ライニング１１の厚みは０．２ｍｍ～０．４ｍｍとされる。裏金１０は、例えば鋼によって形成される。
【0013】
ライニング１１は、裏金１０の内側に積層された層であり、基層を構成する。ライニング１１は、例えばＡｌ合金やＣｕ合金によって形成される。オーバーレイ１２の厚みは、例えば、６μｍとなっている。なお、オーバーレイ１２の厚みは、２～２０μｍであってもよい。以下、内側とは摺動部材１の曲率中心側を意味し、外側とは摺動部材１の曲率中心と反対側を意味することとする。オーバーレイ１２の内側の表面は、相手材２との摺動面を構成する。
【0014】
オーバーレイ１２は、ライニング１１の内側の表面上に積層された層であり、本発明の樹脂被覆層を構成する。オーバーレイ１２は、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、固体潤滑剤としての二硫化モリブデン粒子と、硬質物としてのベーマイト粒子と、不可避不純物とからなる。
【0015】
本実施形態において、オーバーレイ１２における二硫化モリブデン粒子の総体積の体積分率は１０体積％～７０体積％であり、例えば、２８体積％～４０体積％、２８体積％～３４体積％、３０体積％～３４体積％等を選択可能である。ポリアミドイミド樹脂と二硫化モリブデン粒子の体積比は、両者を混合する前に計測したポリアミドイミド樹脂と二硫化モリブデン粒子との質量と、これらの比重とに基づいて算出したものである。また、二硫化モリブデン粒子の平均結晶粒径は０．１～５．０μｍである。なお、ここで、結晶粒径は、断面において観察される結晶粒の面積と等しい円の半径であり、平均結晶粒径は当該円の半径の平均である。平均粒径は、例えば、マイクロトラック・ベル社のＭＴ３３００ＩＩによって測定可能である（以下同様）。
【0016】
オーバーレイ１２におけるベーマイト粒子の総体積の体積分率は０体積％より多く、１．０体積％以下であり、例えば、０．１体積％～０．７体積％とすることもできる。ポリアミドイミド樹脂とベーマイト粒子の体積比は、両者を混合する前に計測したポリアミドイミド樹脂とベーマイト粒子との質量と、これらの比重とに基づいて算出したものである。また、ベーマイト粒子のＪＩＳ Ｒ１６２９－１９９７に準ずる５０％粒子径は０．６μｍ～０．９μｍである。なお、他の実施形態として、添加剤、例えば、硫酸バリウム粒子等が含まれている樹脂被覆層が構成されても良い。
【0017】
ベーマイト粒子は、従来用いられていたＳｉＣ等の硬質物と比較して、エンジンオイルとの接触角が小さい。図２は、硬質物の接触角を示す図である。具体的には、常温（２５℃）において、公知の接触角計を用いて、複数の硬質物についてエンジンオイル（０Ｗ－８）との接触角が測定された。硬質物は、ベーマイト、ＳｉＣ、ＣｒＮ、ＳｉＯ2である。図２に示すように、ベーマイトはＳｉＣ等の硬質物と比較して、接触角が小さい。このため、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層と、ＳｉＣ等の硬質物を含む樹脂被覆層と、を比較すると、混合潤滑時の摩擦係数は、前者の方が後者より小さくなると考えられる。
【0018】
図３Ａは、混合潤滑時の摩擦係数を示す図である。摩擦係数は、図３Ｂに示すようなボールオンプレート試験機で測定された。具体的には、直線方向に往復摺動可能なステージＳｔに対してサンプルＳａを取り付け、相手材と同一の材料によってボールＢａを形成し、アームＡｍに取り付ける。アームＡｍには歪みゲージ等のセンサーＳｎが取り付けられている。サンプルＳａは、上述の裏金１０、ライニング１１、オーバーレイ１２と同一の層構造を有するが、形状は平板状であり、それぞれのサンプルＳａの硬質物は１．１７体積％である。このサンプルＳａは、オーバーレイ１２に対してボールＢａが接触し得る向きとされて、ステージＳｔにセットされる。
【0019】
この状態において、オーバーレイ１２がエンジンオイル（０Ｗ－８）に浸漬する状態とされ、９０℃に設定される。そして、ステージＳｔの往復摺動の速度が３ｍｍ／ｓに設定された状態で、アームＡｍには荷重Ｎ（１．９６Ｎ）を作用させ、センサーＳｎによってアームＡｍに作用する力を測定することで、各オーバーレイの摩擦係数が測定された。
【0020】
図３Ａに示すように、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層は、他の硬質物を含む樹脂被覆層と比較して、混合潤滑時の摩擦係数が小さい。従って、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層が相手材と摺動する際、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層が相手材に移着する量は、ＳｉＣ等の硬質物を含む樹脂被覆層が相手材に移着する量よりも少ない。この結果、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層において、移着した硬質物が樹脂被覆層を摩耗させる量は、ＳｉＣ等の硬質物を含む樹脂被覆層において、移着した硬質物が樹脂被覆層を摩耗させる量よりも少なくなる。
【0021】
さらに、ベーマイト粒子は、モース硬度が３．５～４の物質であり、比較的硬い物質と言える。しかし、従来、樹脂被覆層に用いられていたＳｉＣ等の硬質物、例えば、ＳｉＣ（モース硬度は８．５～９．５），ＳｉＯ2（モース硬度は４．５～６．５），ＣｒＮ（Ｃｒ単体のモース硬度は７～８．５）等と比較すると、ベーマイト粒子はこれらより硬くない。従って、この意味においても、ベーマイト粒子を含む樹脂被覆層において、相手材に移着した硬質物が樹脂被覆層を摩耗させる量は、ＳｉＣ等の硬質物を含む樹脂被覆層において、相手材に移着した硬質物が樹脂被覆層を摩耗させる量よりも少ない。以上の結果、硬質物としてベーマイト粒子を含む摺動部材によれば、硬質物としてＳｉＣ等の物質を含む摺動部材と比較して、耐摩耗性を向上させることができる。
【0022】
（２）摺動部材の製造方法：
摺動部材１は、例えば、（ａ）半割基材形成工程と（ｂ）塗布前処理工程と（ｃ）塗布工程と（ｄ）乾燥工程と（ｅ）焼成工程とを順に行うことによって製造可能である。むろん、摺動部材１の製造方法は前記の工程に限定されるものではない。
摺動部材１は、例えば、（ａ）半割基材形成工程と（ｂ）塗布前処理工程と（ｃ）塗布工程と（ｄ）乾燥工程と（ｅ）焼成工程とを順に行うことによって製造可能である。むろん、摺動部材１の製造方法は前記の工程に限定されるものではない。
【0023】
（ａ）半割基材形成工程
半割基材形成工程は、裏金１０とライニング１１とが接合した基材を半割状に形成する工程である。例えば、裏金１０に相当する板材上においてライニング１１の材料を焼結することにより、裏金１０とライニング１１とが接合した基材が形成されてもよい。また、裏金１０とライニング１１に相当する板材を圧延によって接合することにより、裏金１０とライニング１１とが接合した基材が形成されてもよい。さらに、プレス加工や切削加工等の機械加工を行うことにより、裏金１０とライニング１１とが接合した基材を半割状に加工してもよい。
半割基材形成工程は、裏金１０とライニング１１とが接合した基材を半割状に形成する工程である。例えば、裏金１０に相当する板材上においてライニング１１の材料を焼結することにより、裏金１０とライニング１１とが接合した基材が形成されてもよい。また、裏金１０とライニング１１に相当する板材を圧延によって接合することにより、裏金１０とライニング１１とが接合した基材が形成されてもよい。さらに、プレス加工や切削加工等の機械加工を行うことにより、裏金１０とライニング１１とが接合した基材を半割状に加工してもよい。
【0024】
（ｂ）塗布前処理工程
塗布前処理工程は、ライニング１１の表面に対するオーバーレイ１２（樹脂被覆層）の密着性を向上させるための表面処理である。例えば、塗布前処理工程として、サンドブラスト等の粗面化処理を行ってもよいし、エッチングや化成処理などの化学処理を行ってもよい。なお、塗布前処理工程は、半割基材の油分を洗浄剤で脱脂した後に行うことが好ましい。
塗布前処理工程は、ライニング１１の表面に対するオーバーレイ１２（樹脂被覆層）の密着性を向上させるための表面処理である。例えば、塗布前処理工程として、サンドブラスト等の粗面化処理を行ってもよいし、エッチングや化成処理などの化学処理を行ってもよい。なお、塗布前処理工程は、半割基材の油分を洗浄剤で脱脂した後に行うことが好ましい。
【0025】
（ｃ）塗布工程
塗布工程は、ライニング１１にオーバーレイ１２を塗布する工程である。塗布工程を行うにあたり、ポリアミドイミド樹脂に二硫化モリブデン粒子およびベーマイト粒子（実施形態によっては添加剤も）を混合した塗布液を調製する。また、二硫化モリブデン粒子やベーマイト粒子、添加剤の分散性を高めたり、塗布液の粘度を調整したりするために、必要に応じてＮ－メチル－２－ピロリドンやキシレン等の溶剤を用いてもよい。
塗布工程は、ライニング１１にオーバーレイ１２を塗布する工程である。塗布工程を行うにあたり、ポリアミドイミド樹脂に二硫化モリブデン粒子およびベーマイト粒子（実施形態によっては添加剤も）を混合した塗布液を調製する。また、二硫化モリブデン粒子やベーマイト粒子、添加剤の分散性を高めたり、塗布液の粘度を調整したりするために、必要に応じてＮ－メチル－２－ピロリドンやキシレン等の溶剤を用いてもよい。
【0026】
この際、オーバーレイ１２における二硫化モリブデン粒子の総体積の体積分率が１０体積％～７０体積％となり、ベーマイト粒子の総体積の体積分率が０体積％より多く、１．０体積％以下となるように、混合が行われる。添加剤が含まれる場合は、添加剤も含めて予定された体積分率となるように混合が行われる。
【0027】
塗布工程は、ライニング１１上にオーバーレイ１２を形成することができればよく、特に限定されない。例えば、エアースプレーやエアレススプレーおよびパッド、スクリーン印刷等を利用可能である。また、圧力を加え、布や板等でライニング１１の内表面に擦りつけてもよい。さらに、塗布ロールによって塗布工程が行われてもよい。例えば、ライニング１１の内径よりも小径の円柱状の塗布ロールに塗布液を付着させ、ライニング１１の内側表面上において塗布ロールを回転させることにより塗布工程を行うことが可能である。塗布ロールとライニング１１の内側表面との間のロールギャップや塗布液の粘度を調整することにより、後述する（ｅ）焼成工程後の膜厚が所望の厚みとなるように塗布液をライニング１１の内側表面上に塗布してもよい。なお、塗布工程は複数回行われ、その結果、膜厚が所望の厚みとなってもよい。
【0028】
（ｄ）乾燥工程
乾燥工程は、ポリアミドイミド樹脂を乾燥させる工程である。例えば、４０～１８０℃で５～６０分にわたって乾燥させる構成を採用可能である。
乾燥工程は、ポリアミドイミド樹脂を乾燥させる工程である。例えば、４０～１８０℃で５～６０分にわたって乾燥させる構成を採用可能である。
【0029】
（ｅ）焼成工程
さらに例えば２００～３００℃で３０～６０分にわたってポリアミドイミド樹脂を焼成（硬化）させることにより、摺動部材１を製造することができる。
さらに例えば２００～３００℃で３０～６０分にわたってポリアミドイミド樹脂を焼成（硬化）させることにより、摺動部材１を製造することができる。
【0030】
（３）試験結果：
以上のようにして製造した本実施形態にかかる摺動部材１を実施例とし、耐摩耗性の評価試験および耐焼付性評価試験を行った。まず、ベーマイト粒子の濃度と、樹脂被覆層の摩耗量との関係を評価するために、試験を行った。図４Ａは、オーバーレイ１２に含まれる二硫化モリブデン粒子の体積分率を３０体積％とし、ベーマイト粒子の添加量を変化させて製造した複数のサンプルについての摩耗量の測定結果である。図４Ａの横軸はベーマイト粒子の添加量（体積％）、縦軸は摩耗試験によって摩耗した樹脂被覆層の体積（μｍ3）である。図４Ａにおいては、同一組成の複数のサンプルのそれぞれに対して試験を行い、統計した結果から得られる曲線を実線で示している。また、グラフ上においては、いくつかのサンプルについての測定結果を白丸で示している。
以上のようにして製造した本実施形態にかかる摺動部材１を実施例とし、耐摩耗性の評価試験および耐焼付性評価試験を行った。まず、ベーマイト粒子の濃度と、樹脂被覆層の摩耗量との関係を評価するために、試験を行った。図４Ａは、オーバーレイ１２に含まれる二硫化モリブデン粒子の体積分率を３０体積％とし、ベーマイト粒子の添加量を変化させて製造した複数のサンプルについての摩耗量の測定結果である。図４Ａの横軸はベーマイト粒子の添加量（体積％）、縦軸は摩耗試験によって摩耗した樹脂被覆層の体積（μｍ3）である。図４Ａにおいては、同一組成の複数のサンプルのそれぞれに対して試験を行い、統計した結果から得られる曲線を実線で示している。また、グラフ上においては、いくつかのサンプルについての測定結果を白丸で示している。
【0031】
図４Ｂは、図４Ａに示す試験を行うための装置を模式的に示す図である。図４Ｂに示す試験機においては、相手材によって形成された試験軸Ａｘが、軸を中心に回転可能である。また、試験軸Ａｘは、常温（２５℃）においてオイルＯに浸漬されている。オイルＯは、例えばパラフィン系ベースオイルである。
【0032】
試験軸Ａｘの上端にはサンプルＳａが接した状態で保持され、アームＡｍに取り付けられた錘ＷｔによってサンプルＳａから試験軸Ａｘに向けて力が作用した状態となる。なお、図４Ａに示す試験において、サンプルＳａは、平板形状である。ベーマイト粒子の体積分率が異なる複数のサンプルＳａと、相手材としての試験軸Ａｘとの間に作用する力が９０Ｎである状態で、６０ｒｐｍの回転数となるように試験軸Ａｘを回転させた。この試験を、それぞれのサンプルＳａについて１時間実施し、摩耗した樹脂被覆層の体積を計測器（レーザー顕微鏡）によって測定した。なお、摩耗した樹脂被覆層の体積は、図４Ｃに示すように摩耗したサンプルＳａの摩耗部分Ｐｓにおいて、摺動時の試験軸Ａｘの方向に垂直な方向の複数カ所（図４Ｃに示すＰｓ1～Ｐｓ3の３カ所）における断面を設定し、各断面の断面積の平均値を幅Ｐｗに渡って積算することによって特定した。
【0033】
図４Ａに示す試験においては、ベーマイト粒子の体積分率が０体積％のサンプルから１．５体積％のサンプルまで、複数の体積分率について摩耗体積が計測された。ベーマイト粒子の体積分率がこの範囲において変化した場合、ベーマイト粒子の体積分率が０体積％である場合の摩耗体積が最も大きく、ベーマイト粒子の体積分率が増加するにつれて摩耗体積が徐々に小さくなる。さらに、ベーマイト粒子の体積分率が１．０体積％を超えると、ベーマイト粒子の体積分率が増加しても、摩耗体積はほとんど変化しないことがわかる。従って、樹脂被覆層において、ベーマイト粒子の体積分率が、０体積％より多く、１．０体積％以下であれば、耐摩耗性を向上させることができる。なお、ベーマイト粒子の体積分率は０体積％より多ければ良いが、図４Ａによれば、０．１体積％や、０．２５体積％など、僅かでもベーマイト粒子が添加されると、ベーマイト粒子が添加されない場合よりも、耐摩耗性を確実に向上させることができる。
【0034】
次に、二硫化モリブデンの体積分率を変化させたサンプルについての評価試験を説明する。図５Ａは、オーバーレイ１２に含まれる二硫化モリブデン粒子およびベーマイト粒子の体積分率が、３０体積％および０．７体積％であるサンプルＳａ１と、３２体積％および０．４体積％であるサンプルＳａ２と、３４体積％および０．１体積％であるサンプルＳａ３と、２８体積％および１．０体積％であるサンプルＳａ０と、２９体積％および０．８５体積％であるサンプルＳａ０１とのそれぞれについての摩耗量の測定結果である。
【0035】
図５Ａにおける左右方向の軸は二硫化モリブデンの添加量（体積％）、奥行き方向の軸はベーマイト粒子の添加量（体積％）、上下方向の軸は摩耗試験によって摩耗した樹脂被覆層の摩耗量（μｍ）である。図５Ａにおいては、上述の５種類のサンプルのそれぞれにおける摩耗試験後の摩耗量が上下方向に延びるグレーの棒グラフの高さによって示されている。すなわち、サンプルＳａ１の摩耗量は４．０μｍ，サンプルＳａ２の摩耗量は４．０μｍ，サンプルＳａ３の摩耗量は５．０μｍ、サンプルＳａ０の摩耗量は２．０μｍ、サンプルＳａ０１の摩耗量は２．０μｍである。
【0036】
図５Ｂは、図５Ａに示す摩耗量の評価試験を行うための静荷重軸受試験機を模式的に示す図である。図５Ｂに示す試験機においては、相手材によって形成された試験軸Ａｘが、軸を中心にＲ方向に回転可能である。また、試験軸Ａｘに対しては、同軸となるように円板が取り付けられており、ベルトによって矢印方向にテンションＴをかけることが可能である。試験軸ＡｘはサンプルＳａを介して軸受され、サンプルＳａと試験軸Ａｘとの間には、給油口を介して８０℃のエンジンオイル（０Ｗ－２０）Ｏが供給される。
【0037】
ベーマイト粒子の体積分率が異なる複数のサンプルＳａ１～Ｓａ３のそれぞれに対して、テンションＴを３０００Ｎに設定し、回転と停止とをそれぞれ１５秒ずつ繰り返す運転パターンを２１０００サイクル実行することで試験を行った。試験後に、各サンプルＳａ１～Ｓａ３について摩耗量を測定した。なお、樹脂被覆層の摩耗量は、肉厚測定機で測定された肉厚の試験前後の差である。
【0038】
サンプルＳａ１～Ｓａ３，Ｓａ０，Ｓａ０１の摩耗量は、２．０μｍ～５．０μｍである。ここでは、特許文献１に開示された摺動部材と同一種類の硬質物を利用したサンプルを比較例とする。具体的には、オーバーレイ１２に含まれる硬質物としてのＳｉＣが０．７体積％であり、固体潤滑剤としてのグラファイトが４０体積％である比較例を作成し、サンプルＳａ１～Ｓａ３，Ｓａ０，Ｓａ０１と同一の条件で摩耗量を評価した。この結果、摩耗量は、７μｍとなった。従って、本実施形態にかかるサンプルＳａ１～Ｓａ３，Ｓａ０，Ｓａ０１はいずれも、ベーマイト粒子より硬い硬質物が利用された樹脂被覆層と比較して、摩耗量が小さい。
【0039】
図４Ａの結果からは、ベーマイト粒子の体積分率が増加するほど摩耗量は減少することがわかる。また、ベーマイト粒子の体積分率が１．０体積％を超えると摩耗量の減少幅は小さくなることがわかる。図５Ａに示すサンプルＳａ１に着目すると、当該サンプルＳａ１は、図４Ａにおける試験が行われたサンプルとベーマイト粒子および二硫化モリブデンの体積分率が同一である。従って、図５Ａに示す例において、二硫化モリブデンの体積分率を３０％に固定し、ベーマイト粒子の体積分率を増加させた場合に、摩耗量の性質は、図４Ａと同じように変化すると考えられる。このため、ベーマイト粒子の体積分率をサンプルＳａ１よりも増加させたサンプルにおいては、少なくとも、体積分率が１．０体積％を超えるまで、摩耗量が低下すると考えられる。従って、二硫化モリブデンの体積分率が３０体積％である場合において、ベーマイト粒子の体積分率が０．７体積％～１．０体積％の範囲にある摺動部材を製造すれば、比較例の摩耗量と比較して摩耗量が小さく、耐摩耗性が高い摺動部材を得ることができる。
【0040】
一方、図４Ａの結果からは、ベーマイト粒子の体積分率が減少するほど摩耗量は増加すると考えられる。従って、図５Ａに示すサンプルＳａ１においてベーマイト粒子の体積分率が減少した場合、ベーマイト粒子の体積分率の減少と共に、摩耗量は増加すると考えられる。ここで、図５Ａに示すサンプルＳａ３に着目すると、サンプルＳａ３の摩耗量は５．０である。そこで、サンプルＳａ３のベーマイト粒子の体積分率を変化させず、二硫化モリブデンの体積分率を３０体積％まで減少させたサンプルＳｈを仮想的に考える。ベーマイト粒子の体積分率を変化させず、二硫化モリブデンの体積分率を減少させると、替わりにポリアミドイミド樹脂の体積分率が増加することになる。二硫化モリブデンとポリアミドイミド樹脂とを比較すると、ポリアミドイミド樹脂の方が硬く、耐摩耗性の向上に寄与する。従って、二硫化モリブデンの体積分率を減少させ、替わりにポリアミドイミド樹脂の体積分率が増加させると、摩耗量が減少することはあり得るが、摩耗量が増加することはないと考えられる。図５Ａにおいては、サンプルＳｈの摩耗量として考えられる値の上限を白い棒グラフによって示している。以上のことから、二硫化モリブデンの体積分率が３０体積％である場合において、ベーマイト粒子の体積分率が０．１体積％～０．７体積％の範囲にある摺動部材を製造すれば、比較例の摩耗量と比較して摩耗量が小さく、耐摩耗性が高い摺動部材を得ることができるといえる。
【0041】
以上のことから、二硫化モリブデンの体積分率が３０体積％である場合において、ベーマイト粒子の体積分率が０．１体積％～１．０体積％の範囲にある摺動部材を製造すれば、比較例の摩耗量と比較して摩耗量が小さく、耐摩耗性が高い摺動部材を得ることができるといえる。なお、上述のように、二硫化モリブデンの体積分率を減少させ、替わりにポリアミドイミド樹脂の体積分率を増加させても、摩耗量が増加することはないと考えられる。従って、ベーマイト粒子の体積分率が０．１体積％～１．０体積％の範囲であれば、二硫化モリブデンの体積分率が３０体積％より少なくても、耐摩耗性が高い摺動部材が得られると考えられる。例えば、二硫化モリブデンの体積分率が２８体積％、２９体積％等の値であっても、耐摩耗性が高い摺動部材が得られると考えられる。
【0042】
さらに、図５Ａに示すサンプルＳａ３に着目し、二硫化モリブデンの体積分率を３４％に固定し、ベーマイト粒子の体積分率を増加させた場合を考える。この場合、摩耗量の性質は、図４Ａと同じように変化すると考えられる。このため、ベーマイト粒子の体積分率をサンプルＳａ３よりも増加させたサンプルにおいては、少なくとも、体積分率が１．０体積％を超えるまで、摩耗量が低下すると考えられる。従って、二硫化モリブデンの体積分率が３４体積％である場合において、ベーマイト粒子の体積分率が０．１体積％～１．０体積％の範囲にある摺動部材を製造すれば、比較例の摩耗量と比較して摩耗量が小さく、耐摩耗性が高い摺動部材を得ることができる。
【0043】
サンプルＳａ２においても、摩耗量の変化は同等であると考えられる。以上のことから、二硫化モリブデンの体積分率が３０体積％～３４体積％である場合において、ベーマイト粒子の体積分率が０．１体積％～１．０体積％の範囲にある摺動部材を製造すれば、比較例の摩耗量と比較して摩耗量が小さく、耐摩耗性が高い摺動部材を得ることができる。サンプルＳａ０，Ｓａ０１においても、摩耗量の変化は同等であると考えられる。例えば、二硫化モリブデンの体積分率が２８体積％、ベーマイト粒子の体積分率が１．０体積％であるサンプルＳａ０を基準とし、二硫化モリブデンの体積分率を変化させず、ベーマイト粒子の体積分率を０．１体積％となるまで減少させた場合を考える。この場合、ベーマイト粒子の体積分率の減少とともにサンプルの摩耗量が増加すると考えられるが、０．１体積％まで減少させたとしても、その摩耗量は５．０μｍより小さいと考えられる。上述のように、サンプルＳａ３に着目し、ベーマイト粒子の体積分率を変化させず、二硫化モリブデンの体積分率を減少させると、替わりにポリアミドイミド樹脂の体積分率が増加するため、摩耗量が減少することはあり得るが、摩耗量が増加することはないと考えられるからである。このため、サンプルＳａ０，Ｓａ０１のように、二硫化モリブデンの体積分率が２８体積％、２９体積％のいずれであっても、ベーマイト粒子の体積分率が０．１体積％～１．０体積％の範囲にある摺動部材を製造すれば、比較例の摩耗量と比較して摩耗量が小さく、耐摩耗性が高い摺動部材を得ることができる。
【0044】
図６Ａは、オーバーレイ１２に含まれる二硫化モリブデン粒子およびベーマイト粒子の体積分率が、２８体積％および１．０体積％であるサンプルＳａ０と、３０体積％および０．７体積％であるサンプルＳａ１と、３２体積％および０．４体積％であるサンプルＳａ２のそれぞれについての焼付面圧の測定結果である。
【0045】
図６Ａにおける左右方向の軸は二硫化モリブデンの添加量（体積％）、奥行き方向の軸はベーマイト粒子の添加量（体積％）、上下方向の軸は試験によって計測された焼付面圧（ＭＰａ）である。図６Ａにおいては、上述の３種類のサンプルのそれぞれにおける摩耗試験後の焼付面圧が上下方向に延びる棒グラフの高さによって示されている。すなわち、サンプルＳａ０の焼付面圧は５６ＭＰａ，サンプルＳａ１の焼付面圧は７７ＭＰａ，サンプルＳａ２の焼付面圧は１０７ＭＰａである。
【0046】
図６Ｂは、図６Ａに示す焼付面圧の評価試験を行うための静荷重軸受試験機を模式的に示す図である。図６Ｂに示す試験機においては、相手材によって形成された試験軸Ａｘが、軸を中心に回転可能である。試験軸ＡｘはサンプルＳａを介して軸受され、サンプルＳａと試験軸Ａｘとの間には、給油口を介して１４０℃のエンジンオイル（０Ｗ－２０）Ｏが供給される。サンプルＳａには、荷重Ｎを作用させる部材が連結されており、当該部材にはロードセルＬｃが連結されている。
【0047】
ベーマイト粒子の体積分率が異なる複数のサンプルＳａ０～Ｓａ２のそれぞれに対して、荷重Ｎを作用させる際、荷重は０ｋＮ、３ｋＮ、６ｋＮ・・・と３ｋＮステップで増加される。また、各荷重は３分間維持された後に３ｋＮ増加され、荷重が一定の状態で３分間試験軸Ａｘが回転される。回転速度は６４００ｒｐｍである。本例においては、以上の試験機によって焼き付き荷重を測定した。ここで、焼き付き荷重は、予め決められた温度（焼付きが生じたと想定された温度）に達したときの荷重である。温度は、試験軸Ａｘの軸受等に取り付けた温度センサー等によって測定可能である。
【0048】
サンプルＳａ０～Ｓａ２の焼付面圧は、５６～１０７ＭＰａである。ここでも特許文献１に開示された摺動部材と同一種類の硬質物を利用したサンプルを比較例とする。具体的には、オーバーレイ１２に含まれる硬質物としてのＳｉＣが０．７体積％であり、固体潤滑剤としてのグラファイトが４０体積％である比較例を作成し、サンプルＳａ０～Ｓａ２と同一の条件で焼付面圧を評価した。この結果、焼付面圧は、５５ＭＰａとなった。従って、本実施形態にかかるサンプルＳａ０～Ｓａ２はいずれも、ベーマイト粒子より硬い硬質物が利用された樹脂被覆層と比較して、焼付面圧が大きい。
【0049】
本実施形態においてオーバーレイ１２の硬さは、主に、ベーマイト粒子の体積分率およびポリアミドイミド樹脂の体積分率に応じて変化すると考えられる。すなわち、ベーマイト粒子の体積分率が多いほど、硬質物によって樹脂被覆層の摩耗量が少なくなる。また、二硫化モリブデンとポリアミドイミド樹脂とを比較すると、ポリアミドイミド樹脂の方が硬い。従って、ベーマイト粒子の体積分率が同一である場合、ポリアミドイミド樹脂の体積分率が多いほど（二硫化モリブデンの体積分率が少ないほど）、樹脂被覆層の摩耗量が少なくなる。
【0050】
樹脂被覆層が硬い場合、摺動の結果、樹脂被覆層が相手材に倣うことができず、相手材へのなじみ性が低くなり、発熱しやすくなる。従って、本実施形態にかかるオーバーレイ１２においては、ベーマイト粒子の体積分率が大きいほど焼付面圧が小さく、ポリアミドイミド樹脂の体積分率が大きいほど焼付面圧が小さくなる。
【0051】
図６Ａに示すサンプルＳａ０に着目すると、当該サンプルＳａ０よりもベーマイト粒子の体積分率を減少させた場合、二硫化モリブデンの体積分率を増加させた場合（ポリアミドイミド樹脂の体積分率を減少させた場合）の双方ともに、焼付面圧が大きくなる。サンプルＳａ１，Ｓａ２の焼付面圧は、双方ともにサンプルＳａ０の焼付面圧よりも大きいので、ベーマイト粒子の体積分率および二硫化モリブデンの体積分率による焼付面圧の変化が、サンプルＳａ１，Ｓａ２の焼付面圧の値で裏付けられている。
【0052】
以上のことから、少なくとも、ベーマイト粒子の体積分率が１．０体積％より少なく、二硫化モリブデンの体積分率が２８体積％より多い摺動部材を製造すれば、比較例の焼付面圧と比較して焼付面圧が大きく、耐焼付性が高い摺動部材を得ることができる。
【0053】
（４）他の実施形態：
上述の実施形態においては、エンジンのクランクシャフトを軸受けするすべり軸受Ａを構成する摺動部材１を例示したが、本発明の摺動部材１によって他の用途のすべり軸受Ａを形成してもよい。例えば、本発明の摺動部材１によってトランスミッション用のギヤブシュやピストンピンブシュ・ボスブシュ等のラジアル軸受を形成してもよい。
上述の実施形態においては、エンジンのクランクシャフトを軸受けするすべり軸受Ａを構成する摺動部材１を例示したが、本発明の摺動部材１によって他の用途のすべり軸受Ａを形成してもよい。例えば、本発明の摺動部材１によってトランスミッション用のギヤブシュやピストンピンブシュ・ボスブシュ等のラジアル軸受を形成してもよい。
【0054】
基層は、その表面が樹脂被覆層で被覆され、摺動部材の一部を構成する層であれば良い。従って、その組成や形状等は限定されない。また、相手材は、上述の実施形態のような円柱軸に限定されず、平面や球面であってもよい。樹脂被覆層は、基層上に形成されていればよい。すなわち、基層と相手材との接触が生じないように基層が被覆されていればよい。さらに、上述の実施形態において樹脂被覆層の厚さは６μｍであるが、厚さは限定されない。すなわち、摺動部材の用途や相手材の材質、摺動部材と相手材との相対速度等に応じて種々の厚さとされてよい。
【0055】
摺動部材は、樹脂被覆層と相手材との間に液体潤滑剤が介在した状態で、摺動部材と相手材との少なくとも一方が回転や往復等の運動をする状態で利用される部材であれば良い。従って、摺動部材は、上述の実施形態のようなラジアル軸受けに限定されず、スラスト軸受であってもよく、各種ワッシャであってもよいし、カーエアコンコンプレッサ用の斜板等であってもよい。
【0056】
固体潤滑剤は、摺動部材の使用環境下で固体の状態であり、当該固体潤滑剤が存在することによって存在しない場合と比較して摺動部材と相手材との間の摩擦係数が小さくなる材料であれば良い。従って、上述の二硫化モリブデンに限定されず、各種の固体潤滑剤、例えば、黒鉛、窒化硼素、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオルエチレン）、フッ化黒鉛、ＭＣＡ（メラミンシアヌレート）等であってもよい。これらの固体潤滑剤は、１種類が利用されても良いし、２種類以上が利用されても良い。
【0057】
添加剤は、樹脂被覆層に含まれていてもよいし含まれていなくてもよい。添加剤は、各種の用途であってよく、例えば、硫酸バリウムが添加剤として利用されると、添加剤が相手材に移着することによって相手材がコーティングされ、焼付きの発生を抑制することができる。
【0058】
さらに、基層と樹脂被覆層との間には、各種の中間層が形成されていても良い。例えば、基層と樹脂被覆層との接着性を向上させるための層や、基層と樹脂被覆層との相互における材料の拡散を防止するための層が形成されていても良い。
【符号の説明】
【0059】
１…摺動部材、２…相手材、１０…裏金、１１…ライニング、１２…オーバーレイ、Ａ…すべり軸受
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
