JP2008101189A - 低摩擦摺動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動部材の摩擦係数を大幅に低減できる低摩擦摺動機構を提供すること。
【解決手段】互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑材とで構成され、摺動部材が摺動面の少なくとも一部が親水性微粒子を含む樹脂材から成り、潤滑材が有機含酸素化合物や脂肪族アミン化合物から成る摩擦調整剤を含む低摩擦摺動機構である。親水性微粒子が平均粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ未満の１次粒子又はその凝集体であり、親水性微粒子の含有量が１０％未満である。樹脂材が、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、エポキシ樹脂などを含有するコーティング膜である。
【選択図】なし

Description

本発明は、低摩擦摺動機構に係り、更に詳細には、自動車などの内燃機関の摺動部位の摩擦抵抗を低減して、省燃費性能を向上させることのできる低摩擦摺動機構に関する。

内燃機関においては、高回転化、高圧縮比、軽量化及び燃費向上が、従来にも増して強く要求されている。
摺動部位の低フリクション化や耐摩耗性・耐焼付き性向上を実現するための１つの方策として、従来より、ポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ等のバインダーに二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン等の固体潤滑剤を配合してなる潤滑塗料をコーティングする方法が採用されている。

具体的には、ポリアミドイミド及びポリイミドのうち少なくとも一方をバインダーとして５０〜７３％、これに固体潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレンを３〜１５％、二硫化モリブデンを２０〜３０％、及びグラファイトを２〜８％の範囲で、合計２７〜５０％の固体潤滑剤を添加して成る摺動用樹脂組成物が提案されている（特許文献１参照。）。
特許第３０１７６２６号公報

また、ポリアミド樹脂と、エポキシシラン及びエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１種の塗膜改質剤と、窒化珪素及びアルミナから選ばれる少なくとも１種の硬質粒子と、を有する乾性被膜潤滑剤よりなる被膜層が、母材の摺動面となる表面の少なくとも一部に形成されており、母材の摺動面となる表面の少なくとも一部が、表面粗さが十点平均粗さで８〜１８μｍＲｚとなるように条痕を有する摺動部材が提案されている（特許文献２参照。）。
特開２００４−１４９６２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の摺動用樹脂組成物にあっては、摺動部位のフリクション低減を、主にポリテトラフルオロエチレンを添加することによって達成しているが、潤滑油存在下では、ポリテトラフルオロエチレンは樹脂組成物の親油性を阻害するため、濡れ性確保の観点から添加量が制限される。
このため、フリクション低減効果には限界があり、更なるフリクション低減効果を得るのは困難な状況にある。

また、上記特許文献２に記載の乾性被膜潤滑剤よりなる被膜層により、摺動部材の耐摩耗性は向上するが、摺動部材のフリクションは母材樹脂の摩擦係数に依存することから、フリクション低減のためには、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤を添加する必要があり、フリクションという観点においては、依然として不十分なものであった。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動部材の摩擦係数を大幅に低減できる低摩擦摺動機構を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、潤滑材介在下で、親水性微粒子を含む樹脂材を適用することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の低摩擦摺動機構は、互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑材とで構成される低摩擦摺動機構であって、上記摺動部材は、摺動面の少なくとも一部が親水性微粒子を含む樹脂材から成り、上記潤滑材は、有機含酸素化合物及び／又は脂肪族アミン化合物から成る摩擦調整剤を含むことを特徴とする。

また、本発明の低摩擦摺動機構の好適形態は、上記親水性微粒子が平均粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ未満の１次粒子又はその凝集体であることを特徴とする。

更に、本発明の低摩擦摺動機構の他の好適形態は、上記親水性微粒子の含有量が１０％未満であることを特徴とする。

更にまた、本発明の低摩擦摺動機構の更に他の好適形態は、上記樹脂材が、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びエポキシ樹脂から成る群より選ばれた少なくとも１種のものを含有するコーティング膜であることを特徴とする。

本発明によれば、潤滑材介在下で、親水性微粒子を含む樹脂材を適用することとしたため、摺動部材の摩擦係数を大幅に低減できる。

以下、本発明の低摩擦摺動機構について詳細に説明する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、濃度、含有量、充填量などについての「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。

本発明の低摩擦摺動機構は、互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑材とで構成される。
そして、上記摺動部材は、摺動面の少なくとも一部が親水性微粒子を含む樹脂材から成るようにし、上記潤滑材は、有機含酸素化合物、脂肪族アミン化合物のいずれか一方又は双方から成る摩擦調整剤を含むようにする。
なお、上記摺動部材は少なくとも一方が上記樹脂材で構成されていればよい。

このように、摺動部材に親水性微粒子を分散させた樹脂材を用い、有機含酸素化合物や脂肪族アミン化合物から成る摩擦調整剤と組合わせることにより、親水性微粒子が摩擦調整剤を吸着し、特に境界潤滑領域で優れた潤滑特性を発揮することとなる。
これにより、例えば、排出する二酸化炭素量を大幅に削減でき、省燃費性に優れる自動車を提供できる。

ここで、上記親水性微粒子は、平均粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ未満の１次粒子又はその凝集体であることが好ましい。より好ましくは平均粒径１〜１０ｎｍであることがよい。
これにより、相手材への攻撃が少なく、親水性微粒子の表面積が大きくなることから、摩擦調整剤が更に吸着し易くなり、優れた潤滑特性を得ることができる。
なお、平均粒径を１ｎｍ未満とすることは現在では技術的に困難であり、１００ｎｍ以上となると所望の潤滑特性が得られにくい。

また、上記親水性微粒子の含有量は１０％未満であることが好ましい。
これにより、耐摩耗性が良好となり、広い荷重域でフリクション低減効果が得られる。
更に、より好ましくは含有量を１％以下、特に好ましくは含有量を０．１％以下とすることがよい。このときは、樹脂膜のじん性、密着性などの特性を損なうことなく、フリクションを改善する低減効果が得られる。また、添加量も減少されるためコストが安く済むので有効である。

更に、摺動部材に含まれる上記樹脂材は、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はエポキシ樹脂、及びこれらを任意に組合わせたものを含有するコーティング膜であることが好ましい。

これにより、親水性微粒子が耐熱性の良い樹脂コーティング膜に分散されるので、摺動発熱によるフリクション、磨耗性の低下、経時劣化を低減できる。また、樹脂バルク材への練りこみよりも必要とする親水性微粒子が少なくて済むため、非常にコストが安くなり易い。

かかるコーティング膜は、膜厚が１〜５０μｍであることが好ましい。より好ましくは１〜２０μｍであることがよい。
膜厚が１μｍ未満では、摺動によるコーティングの摩滅により効果の持続性が乏しく、５０μｍ超では摺動部の寸法精度、及びコーティングの密着性が得られにくい。

なお、かかるコーティング膜は、例えば、エアスプレーやスクリュー印刷、ディッピングなどによって成膜することができる。

一方、上記潤滑材に含める摩擦調整剤は、その添加量が０．０１〜５．０％であることが好ましい。より好ましくは０．０５〜２．５％、特に好ましくは０．５〜２．５％であることがよい。
これにより、良好な低フリクション特性が得られ、且つエンジンオイルのような潤滑剤への溶解性と貯蔵安定性が良好となりやすい。
なお、摩擦調整剤の増量は、省燃費性向上に効果がある一方、５．０％を超える配合は、コスト上昇に対して添加効果が低減し、また摩擦調整剤が溶解しにくく析出することがあることから現実的ではない。また、０．０１％未満では効果が期待できないため０．０１％以上であることがよい。

また、上記摩擦調整剤として、有機含酸素化合物を使用するときは、ヒドロキシル基、カルボキシル基のいずれか一方又は双方を少なくとも１つ有する化合物を含んでいることが好ましい。
これらの官能基を有することで、樹脂中の親水性微粒子が有機含酸素化合物をよく吸着し、良好なフリクション特性を得ることができる。

更に、上記有機含酸素化合物は、エステル結合又はエーテル結合を有する化合物を含むことが好ましい。このときは、エンジンオイルなどの潤滑材への溶解性が良好となりやすい。
更にまた、上記有機含酸素化合物は、オレイル基を有する化合物を含むことが好ましい。このときも、エンジンオイルなどの潤滑材への溶解性が良好となりやすい。

なお、上述した潤滑材には、基油、清浄剤及び摩擦調整剤の他に、一般の潤滑材と同様に、耐摩耗剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、防錆剤、消泡剤等の各種添加剤を適宜添加することが有効である。

ここで、本発明の低摩擦摺動機構を一実施形態により更に詳細に説明する。
この低摩擦摺動機構は、親水性微粒子を分散させた樹脂摺動部材（Ａ）と、親水性微粒子を備えない摺動部材（Ｂ）とを摺動させるものであり、摺動させる際には、これら摺動部材がなす摺動面に潤滑材を介在させて成る。また、潤滑材は、有機含酸素化合物（Ｃ）及び脂肪族アミン化合物（Ｄ）を含有するものを用いる。

上記摺動部材（Ａ）に用いられる親水性微粒子は、ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、親水性カーボンブラックなどを用いることができる。ダイヤモンド粒子は、天然、人工のどちらでも構わないが、粒径の安定した微細粒子を得ること、低コストとすることからは、人工ダイヤモンドを用いることが望ましい。シリカ粒子は、粉砕シリカ微粒子でも良いが、粉砕シリカ微粒子をさらに高温火炎中で球状化処理した球状シリカ微粒子であると、相手材攻撃性が少なく、更に好適である。親水性カーボンブラックは、カーボンブラックの表面にカルボキシル基、ヒドロキシル基などの親水基を付加させたもので、カーボンブラックをオゾン酸化した後、ハロゲン酸塩と酸または過酸化塩を用いて湿式酸化する方法（特許第３６９１９４７号）などが知られている。

人工ダイヤモンドの合成法としては、密閉された高圧容器内で１３〜１６ＧＰａの高い静圧、及び３０００〜４０００℃の高温でグラファイトをダイヤモンド構造に相転移させる高温高圧法、大気圧近傍でメタンガス等を原料にしてダイヤモンド結晶を基板上で成長させる化学気相成長法（ＣＶＤ法）、不活性媒体中で酸素欠如型爆薬を爆発させ、動的な衝撃を加え、グラファイトをダイヤモンド構造に相転移させる爆発法などが利用できる。
爆発法ダイヤモンドは、ナノオーダーの粒子が凝集した構造体であることからクラスターダイヤモンドとも呼ばれ、安定した微細粒子が得られ、製造コストが安いことから、特に好適に利用できる。

また、上記摺動部材（Ａ）の母材樹脂に用いる樹脂材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を問わずに使用することができる。
自動車用エンジン部品など厳しい摺動環境下で使用される場合は、例えば、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、及びエポキシ樹脂を用いることが好適である。

特に、ポリアミドイミド樹脂は、ガラス転移温度が２５０℃以上と耐熱性が高く、分子鎖中に架橋構造を有するためコーティング膜が強固であり、更に基材との密着性に優れているという観点から、母材樹脂に含有することが望ましい。
このポリアミドイミド樹脂は、乾燥乃至焼成してコーティング膜と成る前における数平均分子量が１０００〜１００００であることが好ましい。より好ましくは２０００〜８０００、特に好ましくは４０００〜８０００であることがよい。
数平均分子量が１０００未満では、分子鎖の絡み合いが少ないため、樹脂組成物の耐摩耗性が低下する場合がある。また、数平均分子量が１００００を超える場合は、ポリアミドイミド樹脂の母材樹脂としての摩擦係数が高くなり、その結果樹脂組成物の摩擦係数が高くなることがある。また、樹脂組成物の基材との密着性が低下し、剥離が発生し易くなることがある。

上記樹脂材料は２軸押出しにより溶融した樹脂材料へ混練したものを用いても、コーティング材に分散させ、膜として金属や樹脂材料に被覆してもよい。このとき、親水性微粒子だけでなく、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＭｏＳ２（二硫化モリブデン）、黒鉛などを適宜配合するとフリクション、耐摩耗性に対して更に効果的であり、使用される面圧、速度、潤滑状態によりこれらの配合比率は適宜選択することがよい。

上記摺動部材（Ａ）の基材（コーティング膜被覆前）には、例えば、浸炭鋼、焼入鋼等の鉄系材料、銅系材料、亜鉛系材料、アルミニウム等の非鉄金属などが使用できる。
但し、マグネシウム系材料、チタン系材料等の金属材料はコーティング膜の密着性が得られにくいため、コーティング基材には適さない。

一方、上記摺動部材（Ｂ）の構成材料としては、特に制限はないが（摺動部材（Ａ）の構成材料と同じでも良い）、具体的には、例えば鉄系材料、銅系材料、亜鉛系材料、アルミニウム系材料、マグネシウム系材料、チタン系材料等の金属材料等を使用できる。特に、鉄系材料、アルミニウム系材料及びマグネシウム系材料は、既存の機械・装置等の摺動部に適用しやすく、また、様々な分野で幅広く省エネルギー対策に貢献できる点で有効である。
また、樹脂、セラミック及びカーボン等の非金属材料も、摺動部材（Ｂ）の構成材料として使用できる。

上記鉄系材料としては、特に制限はなく、高純度の鉄だけでなく、各種の鉄系合金（ニッケル、銅、亜鉛、クロム、コバルト、モリブデン、鉛、ケイ素又はチタン、及びこれらを任意に組み合わせたもの等）を使用することができる。具体的には、例えば浸炭鋼ＳＣＭ４２０やＳＣｒ４２０（ＪＩＳ）などを挙げることができる。

また、鉄系材料を用いる場合は、その表面硬さは、ロックウェル硬さで、Ｃスケールで、ＨＲＣ４５〜６０であることが望ましい。この場合は、高面圧下の摺動条件においても、膜の耐久性を維持できるので有効である。

上記アルミニウム系材料としては、特に制限はなく、高純度のアルミニウムだけでなく、各種のアルミニウム系合金を使用することができる。具体的には、例えばシリコン（Ｓｉ）を４〜２０％、銅（Ｃｕ）を１．０〜５．０％含む亜共晶アルミニウム合金又は過共晶アルミニウム合金等を用いることが望ましい。アルミニウム合金の好適例としては、例えばＡＣ２Ａ、ＡＣ８Ａ、ＡＤＣ１２、ＡＤＣ１４（ＪＩＳ）等を挙げることができる。

また、アルミニウム系材料を用いる場合は、その表面硬さが、ブリネル硬さＨＢ８０〜１３０であることが望ましい。アルミニウム系材料の表面硬さが上記範囲から外れるとＨＢ８０未満ではアルミニウム系材料が摩耗し易くなることがある。

上記摺動部材（Ｂ）の構成材料である金属材料や非金属材料には、各種の薄膜コーティングを施すこともできる。
具体的には、例えば、上記鉄系材料、アルミニウム系材料、マグネシウム系材料又はチタン系材料等の表面に、窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化クロム（ＣｒＮ）等の薄膜コーティングを施したものを挙げることができる。

また、この場合は、コーティング面の表面硬さはマイクロビッカース硬さ（１０ｇ荷重）でＨｖ１０００〜３５００、膜厚は０．３〜２．０μｍであることが望ましい。表面硬さ及び厚さが上記範囲から外れるとＨｖ１０００未満、厚さ０．３μｍ未満では摩滅し易くなる。逆に、Ｈｖ３５００、厚さ２．０μｍを超えると剥離し易くなることがある。

上記親水性微粒子を分散させた樹脂摺動部材（Ａ）及び摺動相手部材（Ｂ）から成る摺動面としては、潤滑材を介在させた２つの摺動表面が接触する摺動面であれば何ら限定なく使用できる。
例えば、４サイクルや２サイクルエンジン等の内燃機関の摺動部（例えば動弁系ピストンリング、ピストンスカート、コンロッド、クランクシャフト、軸受けメタル、ギヤー、チェーン、チェーンガイド、ベルト、オイルポンプ、ウォーターポンプ等）を始めとする低摩擦特性が要求される様々な摺動面が対象となる。
なお、本発明の低摩擦摺動機構は、これらの摺動面以外にも、例えば、一般機械用の軸受けやギヤ、ピストンリング、テンション調整用ワッシャ−、人工関節などの用途に利用できるが、これらに限定されるものではない。

また、上記有機含酸素化合物（Ｃ）としては、具体的には、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基等を有する化合物、エステル結合、エーテル結合を有する化合物等（これらは２種以上の基又は結合を有していてもよい。）が挙げられる。
ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基又はエステル結合、及びこれらを任意に組合わせた２つ以上のものを有する有機含酸素化合物（Ｃ）が好ましく、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エステル結合、及びこれらを任意に組合わせた２つ以上のものを有する有機含酸素化合物（Ｃ）が特に好ましい。

これらの有機含酸素化合物（Ｃ）の中でも摩擦低減効果をより良好にする観点からは、ヒドロキシル基を有するものであることが好ましい。ヒドロキシル基の中でも、カルボキシル基等のカルボニル基に直接結合した水酸基より、アルコール性水酸基の方がより摩擦低減効果に優れていることから好ましい。
また、化合物中のこのようなヒドロキシル基の数については、特に制限はないが、摩擦低減効果をより良好にする観点からは、できるだけ多くの水酸基を有することが好ましい。但し、後述する潤滑油基油等の媒体などと共に使用する場合には、溶解性の観点から水酸基の数が制限されることがある。

更に、上記脂肪族アミン化合物（Ｄ）としては、例えば、炭素数６〜３０、好ましくは炭素数８〜２４、特に好ましくは炭素数１０〜２０の直鎖状又は分枝状の脂肪族炭化水素基を有するものを挙げることができる。炭素数が６〜３０の範囲外であるときは、摩擦低減効果が十分に得られないことがある。
なお、当該範囲の直鎖状又は分枝状の脂肪族炭化水素基を有していれば、その他の炭化水素基を有していてもよいことは言うまでもない。

上記有機含酸素化合物（Ｃ）及び上記脂肪族アミン化合物（Ｄ）は、親水性微粒子を分散させた樹脂摺動部材（Ａ）と摺動部材（Ｂ）から成る摺動面に、本発明における潤滑材として単独（１００％）で使用されることで、極めて優れた低摩擦特性を発揮し得る。なお、上記潤滑材としては、有機含酸素化合物（Ｃ）、上記脂肪族アミン化合物（Ｄ）のいずれか一方又は双方を使用すると共にその他の成分を配合したものを、当該摺動面に供給し潤滑させてもよい。その他の成分としては、潤滑油基油などの媒体、各種添加剤等が挙げられる。

上記媒体としては、具体的には、例えば、鉱油、合成油、天然油脂、希釈油、グリース、ワックス、炭素数３〜４０の炭化水素、炭化水素系溶剤、炭化水素系以外の有機溶剤、水等、及びこれらの混合物、特にその摺動条件や常温において液状、グリース状又はワックス状であるものなどが挙げられる。
また、上記媒体としては、特に潤滑油基油を使用することが好ましい。また、かかる潤滑油基油は、特に限定されるものではなく、通常、潤滑油組成物の基油として用いられるものであれば、鉱油系基油、合成系基油を問わずに使用できる。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜樹脂組成物前駆体の準備＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に、爆発法によって得られた粉末状のダイヤモンド粒子（１次粒径平均４〜５ｎｍ）を加え、ビーズミルで３０分間攪拌した後、イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料（数平均分子量：６０００）を加え、ポリアミドイミド樹脂に対しダイヤモンド粒子が１％となるように調製し、これを樹脂組成物前駆体１とした。

＜摺動部材の作製＞
基材となるＴ６処理したＡ６０６１材のディスク（φ２４×７．９ｍｍ、表面粗さＲａ０．１μｍ）をアルコール脱脂した後、上記樹脂組成物前駆体を膜厚が２０±５μｍになるようにスプレー塗布した後、１８０℃で６０分加熱し、樹脂組成物の被膜を形成して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。
なお、実施例２、実施例５、比較例２についても同様の摺動部材を用いた。

（実施例３）
上記樹脂組成物前駆体１において、ダイヤモンド粒子の含有率をポリアミドイミド樹脂材の０．１％に調製した以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（実施例４）
上記樹脂組成物前駆体１において、ダイヤモンド粒子の含有率をポリアミドイミド樹脂材の０．０５％に調製した以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（実施例６）
上記樹脂組成物前駆体１において、ダイヤモンド粒子の代わりに平均粒径３４ｎｍの球状シリカ粒子（電気化学工業／ＵＦＰ−８０）とし、含有率をポリアミドイミド樹脂材の１％に調製した以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（実施例７）
上記樹脂組成物前駆体１において、ダイヤモンド粒子の代わりに親水性カーボンブラック（東海カーボン／トーカブラック＃Ａ７００Ｆ）とし、含有率をポリアミドイミド樹脂材の１％に調製した以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（実施例８）
ポリアミド６，６樹脂（旭化成ケミカルズ／レオナ１４０２Ｓ）に爆発法によって得られた粉末状のダイヤモンド粒子（１次粒径平均４〜５ｎｍ）をポリアミド樹脂に対し１％加え、２軸混練押出機で溶融混練して、ペレットを製造した。その後、製造したペレットを単軸押出機とＴ型ダイスを用いて溶融押出加工し、１ｍｍ厚のシート状サンプルを得た。
なお、比較例３についても同様の摺動部材を用いた。

（比較例１）
イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料（数平均分子量：６０００）をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）で所定の濃度に希釈し、樹脂組成物前駆体２を得た。それ以外は実施例１と同様の操作により、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（参考例１）
上記樹脂組成物前駆体１において、ダイヤモンド粒子の含有率をポリアミドイミド樹脂材の１０％に調製した以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（参考例２）
上記樹脂組成物前駆体１において、高温高圧法によって得られたダイヤモンド粒子（１次粒径平均０．１μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の低摩擦摺動機構に用いる摺動部材を得た。

（評価試験）
本発明の低摩擦摺動機構の摩擦特性を把握するため、実施例１〜８、比較例１〜３並びに参考例１及び２で得た摺動部材を用いた摺動機構の摩擦試験として、シリンダーオンディスク単体往復動摩擦試験により、表１に示す試験油を滴下した状態で実施した。なお、試験油の詳細は表２に示す。

図１に示すように、相手材（摺動部材１の摺動側試験片）であるシリンダー状試験片１は、ＪＩＳＧ４８０５に高炭素クロム軸受鋼鋼材として規定されるＳＵＪ２鋼を素材として、下記寸法に機械加工した後、表面粗さＲａを０．０４μｍに仕上げた。

＜摩擦試験条件＞
試験装置 ：シリンダーオンディスク単体往復動摩擦試験機
摺動側試験片 ：φ１５×２２ｍｍ シリンダー状試験片
相手側試験片 ：φ２４×７．９ｍｍ ディスク状試験片
荷重 ：５０Ｎ（摺動側試験片の押付け荷重）
振幅 ：３．０ｍｍ
周波数 ：５Ｈｚ
試験温度 ：８０℃
測定時間 ：３０分

なお、表１に示す試験結果においては、条件は下記のようにした。
＜摩擦係数＞
試験期間に２０〜３０分の間の平均摩擦係数とした。
＜摩耗状態＞
試験終了後に摺動部材及び相手材の表面を肉眼で観察した。判定基準を表１に示す。

表１に示すように、本発明の好適実施形態である実施例１〜８で得た摺動部材及び潤滑材を用いた摺動機構について、実施例１〜７は比較例１、２より、実施例８は比較例３より、顕著なフリクション低減効果がみられていることが分かる。
また、耐摩耗性の観点からは、実施例１、３、４と参考例１を比較すると、親水性微粒子の添加量は１０％未満である方が良好であり、実施例１と参考例２を比較すると、親水性微粒子の平均粒径は１００ｎｍ未満である方が良好であることが分かる。

シリンダーオンディスク単体往復動摩擦試験機を示す概略図である。

符号の説明

１ シリンダー状試験片
２ ディスク（親水性微粒子含有摺動部材）

Claims (16)

1. 互いに摺動する摺動部材とこれらの間に介在させる潤滑材とで構成される低摩擦摺動機構であって、
   上記摺動部材は、摺動面の少なくとも一部が親水性微粒子を含む樹脂材から成り、
   上記潤滑材は、有機含酸素化合物及び／又は脂肪族アミン化合物から成る摩擦調整剤を含むことを特徴とする低摩擦摺動機構。
2. 上記親水性微粒子が、ダイヤモンド粒子であることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦摺動機構。
3. 上記親水性微粒子が、シリカ粒子であることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦摺動機構。
4. 上記親水性微粒子が、親水処理を施したカーボンブラックであることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦摺動機構。
5. 上記親水性微粒子が平均粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ未満の１次粒子又はその凝集体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
6. 上記親水性微粒子が平均粒径１〜１０ｎｍの１次粒子又はその凝集体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
7. 上記親水性微粒子の含有量が０を超え１０％未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
8. 上記親水性微粒子の含有量が０を超え１％以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
9. 上記親水性微粒子の含有量が０を超え０．１％以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
10. 上記樹脂材が、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びエポキシ樹脂から成る群より選ばれた少なくとも１種のものを含有するコーティング膜であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
11. 上記コーティング膜の膜厚が１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の低摩擦摺動機構。
12. 上記コーティング膜の膜厚が１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の低摩擦摺動機構。
13. 上記摩擦調整剤の添加量が０．０１〜５．０％であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
14. 上記有機含酸素化合物がヒドロキシル基及び／又はカルボキシル基を少なくとも１つの官能基を有する化合物を含んでいることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
15. 上記有機含酸素化合物がエステル結合又はエーテル結合を有する化合物を含んでいることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。
16. 上記有機含酸素化合物がオレイル基を有する化合物を含んでいることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つの項に記載の低摩擦摺動機構。

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