JP2018194149A - 摺動面構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基油を摺動領域内外に循環させながらグリース潤滑下において長期にわたって低摩擦を維持することができる摺動面構造を提供する。【解決手段】摺動面とこの摺動面にグリースを供給するためのグリース溜まりとを有する第１部材と、第１部材の摺動面に対してグリース潤滑下で相対的に摺動する接触部を有する第２部材とを備えた摺動面構造である。グリース溜まりは、摺動面と接触部との摺動領域内から摺動領域周縁に延びる流路にて連通される。グリース溜まりにグレーティング状凹凸の周期構造が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、摺動面構造に関するものである。

環境問題への関心が高まり、摺動部の摩擦低減はもちろんのこと、潤滑油の使用量削減が重要な課題となっている。そのため、グリース潤滑の適用拡大が検討されている。ここで、グリースとは、原料基油に増ちょう剤を分散させて半固体または固体化したものである。このため、グリースは流動性が低く、相対運動にともない摺動面外に排出されると潤滑不足による摩擦増加や焼付きを生じることがある。したがって、グリース排出の抑制およびグリースの基油分離と基油移動性の促進により、基油の摺動面への再流入性を高めた摺動面構造の開発が必要である。

ところで、従来には、転がり軸受において、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリー化、および安定した潤滑を可能なものが提案されている（特許文献１）。

特許文献１に記載の転がり軸受は、図１５に示すように、内輪５１、外輪５２、および内外輪５１、５２の軌道面５１ａ、５２ａ間に介在した複数の転動体５３を有し、グリース溜まり形成部品５６と、隙間形成片５７とを備える。複数の転動体５３は、保持器５４に保持され、内外輪５１、５２間の軸受空間の一端は、シール５５によって密封されている。シール５５によって、軸受内部に封入したグリースの外部への漏れを防止する。

軌道輪である内輪５１および外輪５２のうち、回転しない外輪５２を固定側軌道輪とし、この固定側軌道輪（外輪５２）に、軌道面５２ａに続く段差面５２ｂを転動体５３から離れる方向に設ける。図１６に示すように、先端が前記段差面５２ｂに隙間を介して対面し、周壁で前記固定側軌道輪５２との間に流路５８を形成した隙間形成片５７を設ける。これにより、前記流路５８に連通するグリース溜まり５９を形成する。また、前記段差面５２ｂと隙間形成片５７の先端５７ａとの間の隙間６０は、グリースの基油を常時保油可能で、かつ軸受の回転で生じる基油の体積膨張および軌道面５２ａ付近の空気流により前記基油を軌道面５２ａに供給可能な寸法としている。

この転がり軸受では、軸受組立時に、グリース溜まり５４および流路５９にグリースを充填しておく。また、軸受内へは初期潤滑用としてのグリースを封入しておく。このため、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間６０の毛細管現象により、グリースの基油が流路５８から隙間６０に移動し、この毛細管現象と油の表面張力とが相まって隙間６０に基油が油状で保持されている。また、軸受を運転すると、隙間６０に貯油されていた基油は、運転で生じる外輪５２の温度上昇による体積膨張と、転動体５３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間６０から吐出されて、外輪５２の軌道面５２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。隙間６０から転動体接触部への基油の流入量は、隙間６０のギャップ量δを毛細管現象が作用する範囲内で変更することにより調整できる。この場合、隙間６０のギャップ量δを大きくすれば、軸受内への基油の流入量も多くなり、軸受の運転条件に見合った調整ができる。

このように、この転がり軸受では、外輪軌道面５２ａの至近位置に開口する隙間６０にグリースの基油が常に貯油保持され、その基油が運転開始と共に転動体接触部に供給されるため、停止時からの急加速運転においても潤滑油の供給が確実に行われ、潤滑不良に起因する運転不調が少なくなる。また、前記隙間６０のギャップ量δを変えることで、潤滑油の供給量を調整でき、メンテナンスフリーでの軸受の高速運転、長寿命化が可能となる。

特開２００９−２５２５号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載されているものでは、流路５８、５９へ基油が供給されるものである。すなわち、摺動領域外部への基油供給である。このため、摺動領域幅の広い面接触や線接触では潤滑不足となる。また、グリース溜まり内に基油分離を促進する機能がないため、グリース溜まり内からの基油供給が不足する。

本発明は、上記課題に鑑みて、基油を摺動領域内外に循環させながらグリース潤滑下において長期にわたって低摩擦を維持することができる摺動面構造を提供する。

本発明の摺動面構造は、摺動面とこの摺動面にグリースを供給するためのグリース溜まりとを有する第１部材と、第１部材の摺動面に対してグリース潤滑下で相対的に摺動する接触部を有する第２部材とを備えた摺動面構造であって、前記グリース溜まりは、摺動面と接触部との摺動領域内から摺動領域周縁に延びる流路にて連通され、前記グリース溜まりにグレーティング状凹凸の周期構造が設けられている。

本発明の摺動面構造によれば、グリース溜まりにグレーティング状凹凸の周期構造が設けられていることで、表面積増加による濡れ性向上、毛管現象の効果が加わり、グリースの基油分離と基油移動性が促進される。グリースから分離された基油は、グリース溜まり内に行きわたり、摺動領域内からグリース溜まりに連通する流路を介して摺動領域内に供給され、長期にわたって低摩擦を維持することができる。

前記グリース留まりが摺動方向に沿って設けられているのが好ましい。このように構成することによって、摺動領域内から流出する基油を効率的に回収できるとともに、摺動領域内に迅速かつ均等に流路を介して基油を供給することができる。

前記流路にグレーティング状凹凸の周期構造が設けられているのが好ましい。このように構成することによって、流路の表面積増加による濡れ性向上、毛管現象の効果が加わり、基油移動性が促進されて、摺動領域内への基油の供給能力が向上する。

前記流路に設けられたグレーティング状凹凸の周期構造にグリースの増ちょう剤が担持されているものであってもよい。このように構成することによって、基油の保持性、移動性が良好となり、摺動領域内への基油の供給能力が向上する。

前記グレーティング状凹凸の周期構造は、凸部頂点が非平坦面となって連続的に高さが変化しているものが好ましい。このように構成することによって、開口部が広くなり、基油を効率的に取り込むことができる。

前記グレーティング状凹凸の周期構造の凹凸が５０ｎｍ以上１０μｍ以下かつ周期ピッチが１０μｍ以下であるのが好ましい。すなわち、この周期構造は、連続的に高さが変化するものであって、凹凸の高低差（凹部の底部から凸部の頂点までの高さ）が５０ｎｍ以上１０μｍ以下かつ周期ピッチが１０μｍ以下である。このように構成することによって、基油の保持性、移動性を向上することが できる。周期構造の凹凸が５０ｎｍ未満では十分な量の増ちょう剤を担持できず、凹凸および周期ピッチが１０μｍを超えると増ちょう剤や基油がほとんど流出してしまうおそれがある。

本発明の摺動面構造は、グリース溜まり内で基油分離を促進し、摺動面内にグリースの基油を供給するとともに、摺動領域内から流出する基油を効率的に回収することで、基油を摺動領域内外に循環させながらグリース潤滑下において長期にわたって低摩擦を維持することができる。

本発明の実施形態を示す摺動面構造の簡略平面図である。 前記図１の摺動面構造の断面図である。 グレーティング状凹凸の周期構造を示し、（ａ）は拡大平面図であり、（ｂ）は断面プロファイルである。 周期構造の形成に用いるレーザ表面加工装置の簡略図である。 グリース溜まりを示し、（ａ）は断面形状が扁平矩形状であるグリース溜まりの簡略断面図であり、（ｂ）は断面形状が扁平台形状であるグリース溜まりの簡略断面図であり、（ｃ）は断面形状が扁平半楕円形状であるグリース溜まりの簡略断面図である。 流路を示し、（ａ）は断面形状が扁平矩形状である流路の簡略断面図であり、（ｂ）は断面形状が扁平台形状である流路の簡略断面図であり、（ｃ）は断面形状が扁平半楕円形状である流路の簡略断面図である。 本発明の他の実施形態を示す摺動面構造の簡略平面図である。 前記図７の摺動面構造の断面図である。 周期構造の拡大斜視図である。 １方向配向プレートの模式図である。 周期構造を形成していない未加工プレートにグリースを点着し、濡れ広がりの様子を示し、（ａ）は点着の１分後の平面図であり、（ｂ）は点着の５分後の平面図であり、（ｃ）は点着の１０分後の平面図であり、（ｄ）は点着の１５分後の平面図であり、（ｅ）は点着の３０分後の平面図であり、（ｆ）は点着の６０分後の平面図である。 １方向配向の周期構造を形成した加工プレートにグリースを点着し、濡れ広がりの様子を示し、（ａ）は点着の１分後の平面図であり、（ｂ）は点着の５分後の平面図であり、（ｃ）は点着の１０分後の平面図であり、（ｄ）は点着の１５分後の平面図であり、（ｅ）は点着の３０分後の平面図であり、（ｆ）は点着の６０分後の平面図であり、（ｇ）は点着の１２０分後の平面図であり、（ｈ）は点着の３００分後の平面図であり、（ｉ）は点着の３日後の平面図である。 周期構造が形成されたグリース溜まりとこのグリース溜まりに連通される、周期構造が形成された流路とを有する分岐部プレートにグリースを線状に付着し、濡れ広がりの様子を示し、（ａ）は点着の１分後の平面図であり、（ｂ）は点着の５分後の平面図であり、（ｃ）は点着の１０分後の平面図であり、（ｄ）は点着の１５分後の平面図であり、（ｅ）は点着の３０分後の平面図であり、（ｆ）は点着の６０分後の平面図であり、（ｇ）は点着の１２０分後の平面図である。 周期構造が形成されたグリース溜まりとこのグリース溜まりに連通される、周期構造が形成された流路とを有する分岐部プレートにグリースを点着し、濡れ広がりの様子を示し、（ａ）は点着の１分後の平面図であり、（ｂ）は点着の５分後の平面図であり、（ｃ）は点着の１０分後の平面図であり、（ｄ）は点着の１５分後の平面図であり、（ｅ）は点着の３０分後の平面図であり、（ｆ）は点着の６０分後の平面図であり、（ｇ）は点着の１２０分後の平面図であり、（ｈ）は点着の１１００分後の平面図である。 転がり軸受の要部断面図である。 前記図１５の転がり軸受の要部拡大断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１４に基づいて説明する。

図１と図２に示すように、本発明に係る摺動面構造は、平面状の摺動面１ａを有する第１部材１と、前記第１部材１の摺動面１ａに対して矩形平面状の接触部２ａを有する第２部材２とが、グリース潤滑下で相対的に摺動するものである。グリースは、原料基油に増ちょう剤を分散させて半固体または固体化したものである。第１部材１及び第２部材２は、炭素鋼、銅、アルミニウム、白金、超硬合金等であっても、炭化ケイ素や窒化ケイ素等のシリコン系セラミックスであっても、エンジニアプラスチック等であってもよい。

また、グリースには、カルシウム石けんグリースやリチウム石けん系グリース等の石けん系グリース、又は、ウレアグリースやベントナイトグリース等の非石けん系グリースがあり、第１・第２部材１、２の材質、使用する環境等に応じて種々のグリースを用いることができる。

この実施形態では、第１部材１を例えば平板体とし、第２部材２を例えば矩形平板体としている。第１部材１の平面状の上面が前記摺動面１ａとなり、第２部材２の裏面が前記接触部２ａとなる。また、第１部材１には、摺動面１ａを挟むように一対のグリース溜まり３、３が形成されている。一対のグリース溜まり３、３は流路４にて連結されている。

この場合、一対のグリース溜まり３、３は、第１部材１に対する第２部材２の摺動方向Ａに沿って配設されている。そして、グリース溜まり３は、摺動面１ａと接触部２ａとの摺動領域Ｈ内から摺動領域Ｈ周縁に延びる流路４にて連通される。なお、第１部材１に対する第２部材２の摺動は、第１部材１の長手方向に沿った往復動である。

グリース溜まり３の断面形状として、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）等に示すように種々の形状のものを採用できる。図５（ａ）では、断面形状が扁平矩形状であるグリース溜まり３を示し、図５（ｂ）は断面形状が扁平台形状であるグリース溜まり３を示し、図５（ｃ）は断面形状が扁平半楕円形状であるグリース溜まり３を示している。

また、流路４の断面形状として、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）等に示すように種々の形状のものを採用できる。図６（ａ）では、断面形状が扁平矩形状である流路４を示し、図６（ｂ）は断面形状が扁平台形状である流路４を示し、図６（ｃ）は断面形状が扁平半楕円形状である流路４を示している。なお、図１と図２に示す流路４の断面形状は、図６（ｃ）の形状のものを採用している。

この実施形態では、グリース溜まり３の溝深さをｄａ、ｄｂ、ｄｃとし、流路４の溝深さをｄａ１、ｄｂ１、ｄｃ１としたとき、ｄａ、ｄｂ、ｄｃ＞ｄａ１、ｄｂ１、ｄｃ１とし、グリース溜まり３の幅寸法をＷａ、Ｗｂ、Ｗｃとし、流路４の幅寸法をＷａ１、Ｗｂ１、Ｗｃ１としたとき、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ＞Ｗａ１、Ｗｂ１、Ｗｃ１としているが、これらに限るものではない。

すなわち、各図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すグリース溜まり３の溝深さや幅寸法を形状毎に相違させても、各図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す流路５４の溝深さや幅寸法を形状毎に相違させてもよい。また、ｄａ、ｄｂ、ｄｃ＝ｄａ１、ｄｂ１、ｄｃ１としたり、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ＝Ｗａ１、Ｗｂ１、Ｗｃ１としたりできる。逆にｄａ、ｄｂ、ｄｃ＜ｄａ１、ｄｂ１、ｄｃ１としたり、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ＜Ｗａ１、Ｗｂ１、Ｗｃ１としたりできる。

グリース溜まり３には、図３に示すようなグレーティング状凹凸の周期構造５が形成されている。周期構造は、微小の凹部６と微小の凸部７とが交互に所定ピッチで形成されてなるものである。

図４に示すように、レーザ発生器１１と光学系１０とを備えたレーザ表面加工装置を使用して形成する。図４に示すレーザ表面加工装置では、レーザ発生器１１は、ミラー１２により加工材料Ｗに向けて折り返され、メカニカルシャッタ１３に導かれる。レーザ照射時はメカニカルシャッタ１３を開放し、レーザ照射強度は１／２波長板１４と偏光ビームスプリッタ１６によって調整可能とし、１／２波長板１５によって偏光方向を調整し、集光レンズ１７によって、ＸＹθステージ１９上の加工材料Ｗ表面に集光照射することになる。

周期構造形成は、加工閾値近傍の照射強度で直線偏光のレーザを照射し、その照射部分をオーバーラップさせながら走査して、自己組織的に形成している。すなわち、アブレーション閾値近傍のフルエンスで直線偏光のレーザをワーク（加工材料）Ｗに照射した場合、入射光と加工材料Ｗの表面に沿った散乱光またはプラズマ波の干渉により、レーザ波長と同程度の周期間隔で、エネルギー分布にわずかな粗密が生じる。一般的な加工方法ではレーザ照射面全体が加工されるが、加工閾値近傍のエネルギー密度でレーザ照射することで、高エネルギー部分を選択的に加工することができる。その結果、１光軸のレーザ照射でありながら、グレーティング状の周期構造が形成される。このとき、加工に用いるレーザのパルス幅が長くなるほど熱影響や加工蒸散物との相互作用によるレーザの散乱によって周期構造に乱れが生じることになる。

このグレーティング状凹凸の周期構造５は、図３（ｂ）で示すように、連続的に高さが変化するものである。この凹凸の高低差（凹部６の底部から凸部７の頂点までの高さ）が５０ｎｍ以上１０μｍ以下かつ周期ピッチが１０μｍ以下であるのが好ましい。

周期構造５の配向方向として摺動方向（矢印Ａ方向）と平行方向であっても、直交方向であっても、さらには、所定角度（例えば、４５度程度）に傾斜したものであってもよい。ここで、平行方向とは、概ね平行となっていることをいい、製造上の誤差による若干の傾きを許容する範囲を含む。また、直交方向とは、概ね直交となっていることをいい、製造上の誤差による若干の傾きを許容する範囲を含む。

また、流路４においても、グレーティング状凹凸の周期構造（微小の凹部と微小の凸部とが交互に所定ピッチで形成されてなるもの）を形成してもよい。この周期構造も、前記図４に示したレーザ表面加工装置で形成することができる。この流路４の配向方向としても摺動方向（矢印Ａ方向）と平行方向であっても、直交方向であっても、さらには、所定角度（例えば、４５度程度）に傾斜したものであってもよい。凹凸の高低差（凹部の底部から凸部の頂点までの高さ）や周期ピッチ等をグリース溜まり３の周期構造５と同様に設定したり、相違させたりできる。この場合も、平行方向とは、概ね平行となっていることをいい、製造上の誤差による若干の傾きを許容する範囲を含む。また、直交方向とは、概ね直交となっていることをいい、製造上の誤差による若干の傾きを許容する範囲を含む。

このように構成された摺動面構造では、グリース溜まり３にグレーティング状凹凸の周期構造５が設けられていることで、表面積増加による濡れ性向上、毛管現象の効果が加わり、グリースＧ（図２等参照）の基油分離と基油移動性が促進される。グリースＧから分離された基油Ｂｏ（図１２等参照）は、グリース溜まり内に行きわたり、摺動領域Ｈ内からグリース溜まり３に連通する流路４を介して摺動領域Ｈ内に供給され、長期にわたって低摩擦を維持することができる。

すなわち、グリース溜まり３内で基油分離を促進し、摺動面１ａ内にグリースＧの基油Ｂｏを供給するとともに、摺動領域Ｈ内から流出する基油Ｂｏを効率的に回収することで、基油Ｂｏを摺動領域Ｈ内外に循環させながらグリース潤滑下において長期にわたって低摩擦を維持することができる。

また、グリース留まり３が摺動方向に沿って設けられているので、摺動領域Ｈ内から流出する基油Ｂｏを効率的に回収できるとともに、摺動領域Ｈ内に迅速かつ均等に流路４を介して基油を供給することができる。

前記流路４にグレーティング状凹凸の周期構造５が設けられているので、流路４の表面積増加による濡れ性向上、毛管現象の効果が加わり、基油移動性が促進されて、摺動領域内への基油Ｂｏの供給能力が向上する。

前記流路４に設けられたグレーティング状凹凸の周期構造５にグリースＧの増ちょう剤が担持できるので、このように担持することによって、基油Ｂｏの保持性、移動性が良好となり、摺動領域Ｈ内への基油Ｂｏの供給能力が向上する。

前記グレーティング状凹凸の周期構造５は、凸部頂点が非平坦面となって連続的に高さが変化しているので、開口部が広くなり、基油Ｂｏを効率的に取り込むことができる。

前記グレーティング状凹凸の周期構造５の凹凸が５０ｎｍ以上１０μｍ以下かつ周期ピッチが１０μｍ以下であるように構成することによって、基油の保持性、移動性を向上することができる。周期構造５の凹凸が５０ｎｍ未満では十分な量の増ちょう剤を担持できず、凹凸および周期ピッチが１０μｍを超えると増ちょう剤や基油Ｂｏがほとんど流出してしまうおそれがある。

次に図７と図８は摺動面構造の他の実施形態を示し、この場合、流路４が、グリース溜まり３に対して、所定角度θ（例えば、７０°）で傾斜しているものであって、他の構成は図１と図２に示す摺動面構造の第１部材１と同様の構成となっている。また、第２部材２として、外面が円筒面である短円筒体又は短円柱体からなる。このため、第２部材２として、外面の円筒面が接触部２ａを構成する。

この場合、第２部材２は、その軸心廻りに矢印Ｂのように転動して、第１部材１の摺動面１ａ上を矢印Ａのように摺動することになる。このため、この図７と図８に示す摺動面構造であっても、前記図１と図２等に示す摺動面構造と同様の作用効果を奏する。なお、図７と図８に示す流路４の断面形状は、図６（ｃ）の形状のものを採用している。

また、他の実施形態として、流路４を第２部材２側に設けてもよい。すなわち、図１と図２に示す摺動面構造において、第２部材２の裏面である接触部２ａに断面形状が図６（ａ）（ｂ）（ｃ）等に示すような溝形状の流路４を形成する。この場合、第２部材２がグリース溜まり３、３に達する長さ寸法を必要とする。これによって、グリース溜まりは、摺動面１ａと接触部２ａとの摺動領域Ｈ内から摺動領域Ｈ周縁に延びる流路４にて連通される。

また、図７と図８に示すように、外面が円筒面である短円筒体乃至短円柱体からなる第２部材２に、流路４を設けるものであってもよい。この場合、第２部材２の軸方向長さを、グリース溜まり３、３に達するものとし、かつ、流路４を、第２部材２の円筒面に沿って螺旋状に、摺動面１ａと接触部２ａとの摺動領域Ｈ内から摺動領域Ｈ周縁に延びるように形成するのが好ましい。

このように、流路４を第２部材２側に設けたものであっても、前記図１と図２等に示す摺動面構造と同様の作用効果を奏する。また、流路４を第１部材１側及び第２部材２側の両方に設けてもよい。

本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記各実施形態では、第１部材１が一対のグリース溜まり３、３を有するものであったが、いずれか一方を有さないものであってもよい。また、流路４の数としても任意であり、図７に示すように、流路４が摺動方向と直交する方向に対して傾斜する場合、グリース溜まり３、３に連通するものであれば、図例の傾斜角度に限るものではない。さらには、グリース溜まり３の長手方向端部に、グリースＧの流出を防止する堰部を設けるようにしても、一対のグリース溜まり３、３の相対向する端部をグリース溜まり３と同様の溝にて連結してもよい。

図１に示すように、流路４が摺動方向と直交する方向に沿って設けられる第１部材１に対して、図７と図８に示すような外面が円筒面である短円筒体乃至短円柱体からなる第２部材２を用いてもよく、逆に、図７に示すように、流路４が摺動方向と直交する方向に対して傾斜している第１部材１に対して図１及び図２に示すような矩形平板体の第２部材２を用いてもよい。

グリース溜まり３や流路４の断面形状として、図５及び図６に示すものに限らず、断面Ｖ形状や半円形状等の他の種々の形状のものを採用できる。第１部材１と第２部材２とは、グリース潤滑下で、相対的に摺動すればよいので、第１部材１を固定して第２部材２を第１部材１に対して摺動させるものに限らず、第２部材２を固定して第１部材１を第２部材２に対して摺動させるものであっても、第１部材１と第２部材２とを摺動させてもよい。

第１部材１の摺動面１ａとしては、平面や円筒面（筒体の内径面や外径面、中実体の外径面）等で構成できる。このため、本発明に係る摺動面構造は、ベーンやカム、ピストンリング等のような摺動機構、又は第１部材１を軸受等の軌道面とし、第２部材をこの軌道面を転動するころ等の転動体とを有する軸受機構等であってもよい。また、周期構造形成時に使用するレーザとしては、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ、及びナノ秒レーザといったパルスレーザを使用することができる。

グリースＧの基油分離及び基油移動性を向上させるために、油分に対して高い濡れ性を示すグレーティング状の周期構造５を形成し、グリースＧの基油分離及び基油移動性に及ぼす周期構造の影響について検証した。

まず、グリースの基油分離及び基油移動性を評価するため、周期構造５を有さないプレート（未加工プレートＰ）（図１１参照）と、１方向配向の周期構造を有するプレート（１方向配向プレートＰ１）（図１２参照）を形成し、各プレートＰ，Ｐ１に脂環式ウレアグリースを０．９ｍｇ点着し、基油Ｂｏ（ＰＡ０６）の漏れ広がりの様子を観察した。各プレートＰ，Ｐ１は、ＳＵＳ３０４基板を用いた。また、１方向配向プレートＰ１は、ＳＵＳ３０４基板に縦２１ｍｍ、横２５ｍｍの領域に縦方向に配向するグレーティング状の周期構造５(ピッチ約９００ｎｍ、深さ約２５０ｎｍ)（図９参照）を形成したものである。周期構造５は、超短パルスレーザを加工しきい値近傍のエネルギー密度で照射して形成した。なお、図１０は、この１方向配向プレートＰ１の模式図である。

また、摺動領域Ｈ内からグリース溜まりに連通する基油の流路４を模擬した２枚の分岐プレートＰ２，Ｐ２（図１３及び図１４参照）を形成した。分岐プレートＰ２，Ｐ２にはグリース溜まり３を想定した１本の帯状領域２０と、帯状領域２０内からグリース溜まりに連通する流路４を想定した３本の帯状領域２１とを形成し、各領域２０、２１に周期構造を形成した。周期構造５の配向方向はそれぞれ領域の長手方向とした。

１枚の分岐プレートＰ２に対して、図１３に示すように、グリース溜まり３を想定した１本の帯状領域２０に脂環式ウレアグリースを線状に付着させ、他の１枚の分岐プレートＰ２に対して、図１４に示すように、グリース溜まり３を想定した１本の帯状領域２０に脂環式ウレアグリースを点状に付着させ、それぞれ、流路４を想定した３本の帯状領域２１への基油Ｂｏの濡れ広がりの様子を観察した。

未加工プレートＰにおけるグリース点着後ｌ分から１時間経過時の様子を図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す。未加工プレートＰではグリース点着後６０分経過しても基油Ｂｏの濡れ広がりは全く生じず、その後も全く変化がなかった。なお、図１１（ａ）はグリース点着後ｌ分を示し、図１１（ｂ）はグリース点着後５分を示し、図１１（ｃ）はグリース点着後ｌ０分を示し、図１１（ｄ）はグリース点着後１５分を示し、図１１（ｅ）はグリース点着後３０分を示し、図１１（ｆ）はグリース点着後６０分を示している。

一方、１方向配向プレートＰ１では図１２（ａ）に示すようにグリース点着後1分で明確な基油Ｂｏの濡れ広がりが認められた。以下、図１２（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように基油Ｂｏは毛管現象の効果により、周期構造５の配向方向に、順次濡れ広がっていった。そして、図１２（ｆ）に示すように、１時間経過後には周期構造５の配向方向を長軸とする楕円領域に濡れ広がった。さらには、図１２（ｇ）及び図１２（ｈ）に示すように、基油Ｂｏの濡れ広がりは時間経過とともに拡大し、図１２（ｉ）に示すように、３日後にはプレート全体が基油Ｂｏで覆われた。なお、図１２（ａ）はグリース点着後ｌ分を示し、図１２（ｂ）はグリース点着後５分を示し、図１２（ｃ）はグリース点着後ｌ０分を示し、図１２（ｄ）はグリース点着後１５分を示し、図１２（ｅ）はグリース点着後３０分を示し、図１２（ｆ）はグリース点着後６０分を示し、図１２（ｇ）はグリース点着後１２０分を示し、図１２（ｈ）はグリース点着後３００分を示し、図１２（ｉ）はグリース点着後３日を示している。

グリース溜まり３と基油の流路４を模擬した分岐プレートＰ２では、線状に付着させてグリースＧが潤沢な場合、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）に示すように３本の帯状領域２１に均一に基油Ｂｏが濡れ広がった。なお、図１３（ａ）はグリース点着後ｌ分を示し、図１３（ｂ）はグリース点着後５分を示し、図１３（ｃ）はグリース点着後ｌ０分を示し、図１３（ｄ）はグリース点着後１５分を示し、図１３（ｅ）はグリース点着後３０分を示し、図１３（ｆ）はグリース点着後６０分を示し、図１３（ｇ）はグリース点着後１２０分を示している。

また、３本の帯状領域から離れた位置に点状に付着させた場合でも、図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）に示すように時間経過とともに順次３本の帯状領域２１に基油Ｂｏが濡れ広がった。なお、図１４（ａ）はグリース点着後ｌ分を示し、図１４（ｂ）はグリース点着後５分を示し、図１４（ｃ）はグリース点着後ｌ０分を示し、図１４（ｄ）はグリース点着後１５分を示し、図１４（ｅ）はグリース点着後３０分を示し、図１４（ｆ）はグリース点着後６０分を示し、図１４（ｇ）はグリース点着後１２０分を示し、図１４（ｈ）はグリース点着後１１００分を示している。

このように、グリースＧが枯渇気味な条件においてもグリース溜まり３と流絡４に周期構造５を形成することで、グリースＧから分離された基油Ｂｏがグリース溜まり内に行きわたり、グリース溜まり３に連通する流路４を介して摺動領域Ｈ内に基油Ｂｏを供給できることが確認できた。

Ｈ 摺動領域
１ 第１部材
１ａ 摺動面
２ 第２部材
２ａ 接触部
４ 流路
５ 周期構造
６ 凹部
７ 凸部

Claims (7)

1. 摺動面とこの摺動面にグリースを供給するためのグリース溜まりとを有する第１部材と、第１部材の摺動面に対してグリース潤滑下で相対的に摺動する接触部を有する第２部材とを備えた摺動面構造であって、
   前記グリース溜まりは、摺動面と接触部との摺動領域内から摺動領域周縁に延びる流路にて連通され、前記グリース溜まりにグレーティング状凹凸の周期構造が設けられていることを特徴とする摺動面構造。
2. 前記流路が、第１部材側と第２部材側との少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の摺動面構造。
3. 前記グリース留まりが摺動方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摺動面構造。
4. 前記流路にグレーティング状凹凸の周期構造が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずか１項に記載の摺動面構造。
5. 前記流路に設けられたグレーティング状凹凸の周期構造にグリースの増ちょう剤が担持されていることを特徴とする請求項４に記載の摺動面構造。
6. 前記グレーティング状凹凸の周期構造は、凸部頂点が非平坦面となって連続的に高さが変化していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の摺動面構造。
7. 前記グレーティング状凹凸の周期構造の凹凸が５０ｎｍ以上１０μｍ以下かつ周期ピッチが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の摺動面構造。