JP2019066044A

JP2019066044A - 摺動部材

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Publication number: JP2019066044A
Application number: JP2018189340A
Authority: JP
Inventors: 拓治原野; Takuji Harano; 敏彦毛利; Toshihiko Mori
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-04-25

Abstract

【課題】摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できるとともに、摺動部材の使用中に、潤滑部材が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、摺動部材を提供する。【解決手段】摺動面を有する摺動部材であって、金属粉を含む成形体の焼結体である基体と、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材とを含み、前記基体は、前記潤滑部材を収容するための収容部を有し、前記摺動面の少なくとも一部は、前記収容部に収容された前記潤滑部材で構成され、かつ、前記基体の内径両小口にも、前記潤滑部材が配置されている、摺動部材が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、摺動面を有する摺動部材に関する。

固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材に求められる機能は、年々厳しさを増している。そのため、優れた摺動性を長期間維持でき、かつ、低コストで製造が可能な固体潤滑剤の開発が求められている。

固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材としては、例えば特許文献１において、円筒状の基体に半径方向の貫通孔を形成し、当該貫通孔に固体潤滑剤として、人造黒鉛を主成分とした焼成体を埋め込んだ摺動部材が提案されている。

特開２０１３−１４６４５号公報

しかしながら、基体に半径方向の貫通孔を形成し、当該貫通孔に固体潤滑剤を埋め込むためには、固体潤滑剤を基体に対して高精度に固定する必要があり、また、基体の貫通孔や、これに嵌合する固体潤滑剤を高精度に加工する必要があるため、作業効率および加工コストの観点から改善の余地がある。特に、固体潤滑剤として炭素系焼成体（焼成された人造黒鉛）を用いた場合、炭素系焼成体は塑性変形しにくいため、寸法精度を高めるためには切削加工等による成形が必要となり、加工コストがさらに増加するという懸念がある。加えて、貫通孔に固体潤滑剤を埋め込む構造では、摺動部材の使用中に、固体潤滑剤が摺動部材の基体から抜け落ちるという懸念がある。また、より優れた潤滑性能／摺動特性を有する摺動部材が求められている。

そこで本発明は、優れた潤滑性能／摺動特性を有する摺動部材の提供を第一の目的とする。
また、本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できる摺動部材の提供を第二の目的とする。
また、本発明は、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できるとともに、摺動部材の使用中に、潤滑部材（固体潤滑剤）が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、摺動部材の提供を第三の目的とする。

本発明は、以下に示す摺動部材を提供する。
［１］摺動面を有する摺動部材であって、金属粉を含む成形体の焼結体である基体と、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材とを含み、前記基体は、前記潤滑部材を収容するための収容部を有し、前記摺動面の少なくとも一部は、前記収容部に収容された前記潤滑部材で構成され、かつ、前記基体の内径小口にも、前記潤滑部材が配置されている、摺動部材。

［２］摺動面を有する摺動部材であって、Ｆｅ粉、Ｃｕ粉、Ｓｎ粉および黒鉛粉を含む成形体の焼結体である基体と、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材とを含み、前記基体は、前記潤滑部材を収容するための収容部を有し、前記摺動面の少なくとも一部は、前記収容部に収容された前記潤滑部材で構成され、かつ、前記基体の内径小口にも、前記潤滑部材が配置されている、摺動部材。

［３］前記樹脂組成物における前記カーボン材料の含有率が、５質量％以上７０質量％以下である、［１］または［２］に記載の摺動部材。

［４］前記基体は内部空孔を有し、前記内部空孔内に潤滑油が含浸されている、［１］〜［３］のいずれかに記載の摺動部材。

［５］前記基体は、１０％以上５０％以下の開放気孔率を有する、［４］に記載の摺動部材。

［６］前記基体は、前記収容部の内表面において１０％以上５０％以下の表面開孔率を有する、［１］〜［５］のいずれかに記載の摺動部材。

［７］前記カーボン材料は、カーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群より選択される少なくとも１つである、［１］〜［６］のいずれかに記載の摺動部材。

本発明によれば、優れた潤滑性能／摺動特性を有する、摺動部材を提供することができる。また、本発明によれば、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できる、摺動部材を提供することができる。また、本発明によれば、摺動部材の製造における作業効率および加工コストを改善できるとともに、摺動部材の使用中に、潤滑部材（固体潤滑剤）が摺動部材の基体から抜け落ちるおそれが低減された、摺動部材を提供することができる。

本発明の実施形態に係る摺動部材の正面図である。図１のＡ−Ａ線における断面図である。本発明の実施形態に係る基体の正面図である。

図１を参照して、摺動部材１は円筒状を成し、その内周に相手材としての軸２（鎖線で示す）が挿入される。摺動部材１は、金属粉を含む成形体の焼結体である基体４を含む。当該基体４の内径（両）小口１３には、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材（固体潤滑材）３が配置されている。
なお、本明細書において、「基体４の内径小口」とは、軸２と接触する基体４の内径部の片端近傍を意味する。具体的に説明すると、基体４と一体化されている潤滑部材３の片端は、ほぼ円筒状をした摺動部材１（軸受１）本体の側面において、外側に向けて延ばされて、例えばほぼ中空円板状／円環状の鍔状に形成されている。この中空円板状／円環状の鍔状をした形状に対応して、基体４の片端は、ほぼ円筒状をした摺動部材１（軸受１）本体の側面の内径側において、例えばほぼ円環状にへこまされた形状とされている。
また、本明細書において、「基体４の内径両小口」とは、軸２と接触する基体４の内径部の両端近傍を意味する。具体的に説明すると、基体４と一体化されている潤滑部材３の両端は、ほぼ円筒状をした摺動部材１（軸受１）本体の側面において、外側に向けて延ばされて、例えば一対のほぼ中空円板状／円環状の鍔状に形成されている。この一対の中空円板状／円環状の鍔状をした形状に対応して、基体４の両端は、ほぼ円筒状をした摺動部材１（軸受１）本体の側面の内径側において、例えば一対のほぼ円環状にへこまされた形状とされている。このような構造とすることで、基体４を射出金型内にインサートして樹脂組成物による射出成形を行い、摺動部材１（軸受１）を形成させる際に、潤滑部材３は、確実に基体４と一体化される。
「内径小口」または「内径両小口」について説明すると、「内径小口」または「内径両小口」の最小径は、基体４の最小径、及び／又は、潤滑部材３の最小径に等しい。また、「内径小口」または「内径両小口」の最大径は、潤滑部材３の最大径に等しい。
「基体４の内径小口」の径方向の寸法Ｄ_１は、例えば基体４の内径寸法Ｄ_０の０．１％〜１０％であってもよい。「基体４の内径小口」の軸方向の寸法Ｌ_１は、例えば基体４の軸方向長さ寸法Ｌ_０の２．５％〜１０％であってもよく、基体４の軸方向長さ寸法Ｌ_０の３．５％〜７．５％であることが好ましく、基体４の軸方向長さ寸法Ｌ_０の４％〜６％であることが特に好ましい。また、「基体４の内径両小口」の径方向の寸法Ｄ_１は、例えば基体４の内径寸法Ｄ_０の０．１％〜１０％であってもよい。「基体４の内径両小口」の軸方向の寸法Ｌ_１は、例えば基体４の軸方向長さ寸法Ｌ_０の５％〜２０％であってもよく、基体４の軸方向長さ寸法Ｌ_０の７％〜１５％であることが好ましく、基体４の軸方向長さ寸法Ｌ_０の８％〜１２％であることが特に好ましい。
上記の％が所定の値より小さい場合、内径（両）小口の寸法が小さくなり、潤滑部材３と基体４との確実な一体化が難くなる傾向にある。上記の％が所定の値より大きい場合、内径（両）小口の寸法が大きくなりすぎて、基体４の体積が減り、その結果、基体４を備える摺動部材１（軸受１）の例えば強度低下が懸念される。
摺動部材１の外周面１２は、図示しないハウジングの内周面に圧入や接着等の手段で固定され、摺動部材１の内周に挿入された軸２が回転またはスライドできるように支持される。このように軸２を回転またはスライドさせる他、軸２を静止させ、摺動部材１を回転またはスライドさせることもできる。

図２を参照して、摺動部材１は、摺動面１１および金属粉を含む成形体の焼結体である基体４を含む。なお、本明細書において「金属」とは、炭素、窒素、酸素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水素および希ガスを除いた周期表のあらゆる元素を意味する。摺動部材１は、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材３を含む。潤滑部材３は、当該樹脂組成物の射出成形体であることが好ましい。摺動面１１は、潤滑部材３の内側面３ａと基体４の内周面４ａを含んでいる。また、潤滑部材３の内側面３ａと基体４の内周面４ａとは、ほぼ面一とされて、摺動面１１（軸受面部１１）が形成されている。

図３を参照して、基体４は、潤滑部材３を収容するための収容部４ｃを有している。収容部４ｃには、潤滑部材３が収容される。これにより、摺動面１１の少なくとも一部が、収容部４ｃに収容された潤滑部材３で構成される。基体４は、凹円筒面状の合せ面４ｂを備える。当該合せ面４ｂは、潤滑部材３の外側面と密着する。
なお、図３においては、潤滑部材３の一対のほぼ中空円板状／円環状の鍔状をした両端をつなぐと共に内側面３ａを構成する６つ（複数）のほぼ矩形平板状をした連成部が潤滑部材３に設けられ、６つ（複数）のほぼ矩形平板状をした連成部に対応して、基体４の内周側に６つ（複数）のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃが設けられる構成が例示されているが、潤滑部材３の一対のほぼ中空円板状／円環状の鍔状をした両端をつなぐ連成部、並びに、基体４の内周側における収容部４ｃの数はこれに限定されず、摺動面の少なくとも一部が潤滑部材３で構成されていればよい。例えば、基体４の内周側に複数のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃが設けられ、複数のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃに対応して、潤滑部材３の一対のほぼ中空円板状／円環状の鍔状をした両端をつなぐと共に内側面３ａを構成する複数のほぼ矩形平板状をした連成部が潤滑部材３に設けられているとよい。
ここで、基体４のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃの深さ寸法Ｄ_２について説明すると、基体４の最小径を基準として、基体４の最小径から基体４の径方向にほぼ沿って基体４の外周側に向けた収容溝深さの寸法を意味する。この深さ寸法Ｄ_２は、潤滑部材３の一対のほぼ中空円板状／円環状の鍔状をした両端をつなぐと共に内側面３ａを構成する複数のほぼ矩形平板状をした連成部の厚さ寸法にほぼ等しい。
基体４のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃの深さ寸法Ｄ_２は、例えば基体４の内径寸法Ｄ_０の０．１％〜１０％とされ、０．１％〜５％とされることが好ましい。また、潤滑部材３のほぼ矩形平板状をした連成部の肉厚は、例えば潤滑部材３の内径寸法Ｄ_０の０．１％〜１０％とされ、０．１％〜５％とされることが好ましい。
基体４のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃの深さ寸法Ｄ_２が上記所定の％値よりも小さく、且つ、潤滑部材３のほぼ矩形平板状をした連成部の肉厚が上記所定の％値よりも小さいと、収容部４ｃに配置／埋設される樹脂組成物の量が減り、その結果、潤滑特性／摺動特性の低下が懸念されると共に、潤滑部材３の径方向の最小肉厚寸法が減少し、潤滑部材３と基体４との確実な一体化が難くなる傾向にある。また、基体４のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃの深さ寸法Ｄ_２が上記所定の％値よりも大きく、且つ、潤滑部材３のほぼ矩形平板状をした連成部の肉厚が上記所定の％値よりも大きいと、基体４の径方向の最小肉厚寸法が減少し、その結果、基体４を備える摺動部材１（軸受１）の例えば強度低下が懸念されると共に、潤滑部材３が必要以上に基体４のほぼ矩形平溝状をした収容部４ｃに充填され、その結果、樹脂組成物の無駄が増える。
また、さらに、基体４の内径両小口１３には、潤滑部材３が配置されるとよい。上記構造をした潤滑部材３は、一つのものとして形成され、且つ、基体４と一体化されている。
このような構造とすることで、基体４を射出金型内にインサートして樹脂組成物による射出成形を行い、軸受１（摺動部材１）を形成させる際に、潤滑部材３は、確実に基体４と一体化される。これにより、軸受１（摺動部材１）の使用中に、潤滑部材３が軸受１（摺動部材１）の基体４から抜け落ちるおそれが低減された、軸受１（摺動部材１）が提供される。

以下、本発明に係る摺動部材１として軸受１を一例に挙げ、図１〜図３を参照しながら説明する。

（１）基体４
図１を参照して、基体４は、軸受を製造する際に採用される通常の製造工程に従って、金属粉を含む成形体を焼結することにより得られた焼結体である。通常の製造工程とは、例えば金属粉を主成分（重量比で最も多い成分）とする原料粉を、成形型を用いて圧縮成形することにより金属粉成形体を得る工程と、当該金属粉成形体を、例えば７５０〜９００℃程度の温度で加熱して焼結させ、焼結された金属粉成形体を得る工程と、当該焼結された金属粉成形体の寸法を矯正するためのサイジング工程等を含む。

基体４を製造するために用いられる金属粉としては、例えば、銅を主成分（重量比で最も多い成分）とする銅系、鉄を主成分（重量比で最も多い成分）とする鉄系、銅および鉄を主成分（重量比で最も多い成分）とする銅鉄系をはじめとする任意の種類の金属の金属粉を用いることができる。この他、アルミニウム−青銅系等の特殊な金属の金属粉を用いることもできる。

銅鉄系の金属粉を用いる場合には、鉄粉、銅粉、および低融点金属粉等の低融点元素を混合した金属粉等の元素を用いることができる。低融点金属等の低融点元素は、焼結時にそれ自体が溶融して液相焼結を進行させるための成分であり、銅よりも低融点の金属等の低融点元素が使用される。具体的には７００℃以下の融点を有する金属等の元素、例えば錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、リン（Ｐ）等が使用可能であり、この中でも銅との相性の良い錫を用いるのが好ましい。低融点金属等の低融点元素は、混合粉中にその単体粉を添加する他、他の金属粉と合金化することで添加することもできる。

上記の金属粉の他に、必要に応じてフッ化カルシウム等の焼結助剤やステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を添加し、さらに潤滑部材粉としての黒鉛粉を添加することもできる。黒鉛粉を添加することで、焼結後の基体４の焼結組織中に黒鉛粒子を分散させることができるので、軸受面部１１（摺動面１１）のうち基体４で形成される部分における潤滑性を高めることができる。ここでは具体的には、基体４を構成する金属（元素）粉は、例えばＦｅ粉、Ｃｕ粉およびＳｎ粉の混合粉末であってよく、本実施形態では、この混合粉末に、さらに黒鉛粉が混合される。
各粉末の配合割合は、全質量を基準に例えば、Ｃｕ粉：ほぼ１０〜３０質量％、具体的には１０〜３０質量％（好ましくはほぼ１５〜２０質量％、具体的には１５〜２０質量％）、Ｓｎ粉：ほぼ０．５〜３．０質量％、具体的には０．５〜３．０質量％（好ましくはほぼ１．５〜２．０質量％、具体的には１．５〜２．０質量％）、黒鉛粉：ほぼ０．５〜７．０質量％、具体的には０．５〜７．０質量％（好ましくはほぼ０．５〜３．０質量％、具体的には０．５〜３．０質量％）とし、残りをＦｅ粉とする。Ｃｕ粉の配合割合は、これが少なすぎると摺動面部１１の内周面４ａの摺動性が低下し、多すぎると摺動面部１１の内周面４ａの耐摩耗性に問題が生じるので上記の範囲とする。また、Ｆｅ粉、Ｃｕ粉、Ｓｎ粉および黒鉛粉を上記の配合割合とすることにより、優れた潤滑性能／摺動特性／耐摩耗性を有する鉄−銅系の焼結合金製の基体４が形成される。例えば鉄−銅系の焼結合金製の基体４内に分散される黒鉛は、遊離黒鉛として潤滑性に寄与する。本発明の摺動部材は、無給油での高面圧および低速領域における使用、ならびに耐摩耗性の向上の観点から好ましくは、基体４は、Ｆｅ粉、Ｃｕ粉、Ｓｎ粉および黒鉛粉を含む成形体の焼結体である。このように、例えば黒鉛を含んだ鉄−銅系の焼結合金製の基体４が形成されることにより、優れた潤滑性能／摺動特性／耐摩耗性を有する内周面４ａを備えた摺動部材１（軸受１）が提供される。

（２）潤滑部材３
潤滑部材３は、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の形成体である。当該潤滑部材３は、前述の樹脂組成物の射出形成体であることが好ましい。カーボン材料を含むことにより軸受１に優れた摺動特性を付与することができ、熱可塑性樹脂を含むことにより潤滑部材３の製造に必要なコストを削減することができる。潤滑部材３は、例えば基体４をインサート部品として、熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物で射出成形することにより、基体４の収容部４ｃに射出成形体として配置／埋設させることができる（以後、インサート成形工程ともいう）。図２および図３を参照して、潤滑部材３が収容部４ｃに配置／埋設されることにより、潤滑部材３の内側面３ａは、軸受１の摺動面１１（軸受面部１１）の少なくとも一部を構成する。本発明に係る軸受１においては、例えばインサート成形工程によって基体４の収容部４ｃに潤滑部材３を配置／埋設させることができるため、軸受１（摺動部材１）の製造における作業効率および加工コストの改善が期待される。なお、基体４の収容部４ｃに潤滑部材３を配置／埋設させる方法は上記インサート成形工程に限定されず、公知の方法によっても配置／埋設させることができる。

上記実施形態によれば、潤滑部材３は、基体４の収容部４ｃに配置／埋設されているため、潤滑部材３に含まれる熱可塑性樹脂のアンカー効果により、合せ面４ｂ（収容部４ｃの内表面）において、基体４と潤滑部材３との結合力が高められ、軸受１の使用中に潤滑部材３が軸受１の基体４から抜け落ちるおそれが低減されると考えられる。すなわち、軸受１（摺動部材１）の使用中に、潤滑部材３が軸受１（摺動部材１）の基体４から抜け落ちるおそれが低減された、軸受１（摺動部材１）が提供されると期待される。

（３）熱可塑性樹脂
樹脂組成物の例えば主成分（例えば重量比で最も多い成分等とされる場合もあるがこれに限られない。）となる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、全芳香族ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素樹脂（ポリフッ化オレフィン系樹脂）、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂などを含む樹脂を用いてもよい。具体的には、熱可塑性樹脂として、例えば射出成形が可能な熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）は、価格が適度に低く抑えられた樹脂材料であることに加え、射出成形時における溶融粘度が低いこと等からこれにカーボン材料を多量に配合させることが可能となり好ましいものである。なお、上に記載のこれらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。

（４）カーボン材料
樹脂組成物に配合されるカーボン材料は、例えばカーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群より選択される少なくとも１つであってもよい。カーボン材料の形態としては粉末状を挙げることができる。カーボン材料粉末としては、例えば黒鉛粉を用いることができ、具体的には、天然黒鉛粉および人造黒鉛粉の何れもが使用可能である。天然黒鉛粉は鱗片状を成しているため潤滑性に優れるという特徴を有する。一方、人造黒鉛粉は塊状を成しているため成形性に優れるという特徴を有する。尚、カーボン材料粉末は、結晶質粉である黒鉛粉に限らず、ピッチ粉やコークス粉等の非晶質粉を用いることもできる。カーボン材料としてカーボンナノ繊維を用いた場合には、潤滑部材３の曲げ弾性率などの機械的強度の向上を図ることができる。カーボンナノ繊維は、ピッチ系とＰＡＮ系とに大別されるが、何れも使用可能である。カーボンナノ繊維は、例えば、平均繊維径２０μｍ以下、平均繊維長０．０２〜０．２ｍｍのものを用いることができる。

カーボン材料粉末（例えば、黒鉛粉）にバインダを含めることもできる。バインダとしては樹脂バインダ粉を用いることができ、樹脂バインダ粉としては、例えばフェノール樹脂粉を用いることができる。必要に応じて成形助剤や潤滑剤、あるいは改質剤等を添加して、カーボン材料粉末とバインダを均一に混合することが好ましい。

潤滑部材３を構成する原料粉末として、上記のようにカーボン材料粉末および樹脂バインダ粉の混合粉末を用いる他、樹脂バインダ粉の共在下でカーボン材料粉末を造粒した造粒粉を用いることもできる。造粒粉は、単体の樹脂バインダ粉やカーボン材料粉末と比べて比重が大きく、流動性が高いため、それを含む樹脂組成物の成形型への供給がしやすくなり、所定形状に精度良く成形することが可能となる。

軸受１では、軸受面部１１の一部を構成する潤滑部材３がカーボン材料の供給源となる。潤滑部材３から供給されたカーボン材料が、軸受面部１１と軸２との相対移動によって軸受面部１１全体に行き渡ることで、軸受面部１１全体でカーボン材料による潤滑効果を得ることができる。これにより、優れた潤滑性能／摺動特性を有する摺動部材１（軸受１）が提供される。

（５）その他の材料
樹脂組成物は、熱可塑性樹脂およびカーボン材料に加えて、他の充填剤を含んでもよい。他の充填剤としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、金属繊維等の繊維類やこれらを布状に編んだもの、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、硼酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー等の無機ウィスカー類、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等やポリベンゾイミダゾール等の各種耐熱性樹脂等を用いることができる。これらの充填剤を含むことにより、潤滑部材３の摩擦摩耗特性の改善や、線膨張係数を小さくすることができる。必要に応じて、離型剤、難燃剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、顔料などの添加剤を適宜添加してもよい。

（６）内径（両）小口１３
内径（両）小口１３には、潤滑部材３が配置されている。これにより、ラジアル摺動（回転）に加え、アキシャル摺動（スライド）時においても、内径（両）小口１３に配置された潤滑部材３から供給されたカーボン材料が、軸受面部１１と軸２との相対移動によって軸受面部１１全体に行き渡ることで、軸受面部１１全体でカーボン材料による潤滑効果を得ることができるものと期待される。

内径（両）小口１３への潤滑部材３の配置方法は、特に限定されないが、例えば上記インサート成形工程において、潤滑部材３を樹脂組成物の射出成形体として内径（両）小口１３へ配置してもよい。あるいは、上記インサート成形工程により潤滑部材３が収容部４ｃに配置された後、射出成形以外の方法で潤滑部材３を内径（両）小口１３に配置してもよい。内径（両）小口１３に配置される潤滑部材３は、基体４の内周形状（内径（両）小口１３）に相応する形状を有し、前述の軸方向の寸法Ｌ_１および径方向の寸法Ｄ_１を有するものである。

（７）カーボン材料の含有量
樹脂組成物に配合されるカーボン材料の含有量は、潤滑部材３の摺動面の摺動特性を確保するために好適な範囲に設定され、この含有量は、５質量％以上７０質量％以下、好ましくは１０質量％以上６０質量％以下、熱可塑性樹脂の種類等により例えば１０質量％以上４０質量％以下である。樹脂組成物中におけるカーボン材料の配合量が所定の質量％未満の場合、カーボン材料の配合量が少ないためにカーボン材料による摺動面の摺動特性向上効果が現れ難くなる傾向にある。樹脂組成物中におけるカーボン材料の配合量が所定の質量％を超える場合、樹脂組成物の流動性が低下して射出成形時における歩留り率が低下する他、射出成形を行うこと自体が困難となる傾向にある。摺動特性を確保しつつ、射出成形時における歩留り率の低下を避けるために、樹脂組成物中に配合されるカーボン材料の含有量は、上記範囲内であることが好ましい。

（８）潤滑油の含浸
軸受１は、無数の内部空孔を有しているため、インサート成形工程を経た軸受１の内部空孔に、潤滑油を含浸させることもできる。例えば、インサート成形工程を経た軸受１を、減圧環境下において潤滑油中に浸漬させた後、大気圧に戻すことにより、軸受１の内部空孔に潤滑油を含浸させることができる。潤滑油としては、軸受用として汎用されているものであれば特に制限されず、例えば、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油などの鉱油、ポリブテン、ポリ-α-オレフィン、アルキルナフタレン、脂環式化合物などの炭化水素系合成油、または、天然油脂とポリオールとのエステル油、リン酸エステル、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルベンゼン、フッ素化油などの非炭化水素系合成油等を用いてもよい。

（９）基体４の開放気孔率
基体４の開放気孔率は、インサート成形工程を経た軸受１の内部空孔に油を含浸する場合において、当該油が潤滑性付与剤として機能し軸受１の摺動特性を向上させるために好適な範囲に設定され、好ましくは１０％以上５０％以下である。開放気孔率が１０％未満の場合、基体４の内部空孔に含浸される油の総量が少なく、軸受１に長期に亘って潤滑油に基づく優れた潤滑性能を発揮させることが困難な傾向にある。また、開放気孔率が５０％を超える場合、基体４の成形が困難となって基体４の成形性が低下し、その結果、生産性よく基体４を成形することが困難となり、基体４を備えた軸受１を低コストで生産することが困難となる傾向にある。基体４に潤滑油に基づく優れた潤滑性能を発揮させつつ、生産性よく軸受１を成形するために、基体４の開放気孔率は、上記範囲内であることが好ましい。なお、「開放気孔率」は、基体４の体積に対する含浸可能な内部空孔を百分率で表したもので、完全含浸後の油の体積を基体４の体積で除し、１００を乗じて求められる。開放気孔率は、日本工業規格の「焼結金属材料−密度，含油率及び開放気孔率試験方法（ＪＩＳＺ２５０１：２０００）」により測定する事ができる。

（１０）基体４の表面開孔率
基体４の、収容部４ｃの内表面である合せ面４ｂにおける表面開孔率は、基体４の収容部４ｃに配置された潤滑部材３に含まれる熱可塑性樹脂のアンカー効果により、基体４と潤滑部材３との結合力を高めるために好適な範囲に設定され、好ましくは１０％以上５０％以下である。表面開孔率が１０％未満の場合、合せ面４ｂの表面気孔に入り込む潤滑部材３に含まれる熱可塑性樹脂の量が減り、熱可塑性樹脂のアンカー効果が減少する傾向にある。また、表面開孔率が５０％を超える場合、収容部４ｃの成形が困難となる傾向にある。基体４と潤滑部材３との結合力を高めつつ、生産性よく軸受１を成形するために、基体４の表面開孔率は、上記範囲内であることが好ましい。なお、「表面開孔率」とは、表面の単位面積当りに占める表面開孔の総面積の割合（面積比）である。「表面開孔率」は、例えばＮｉｋｏｎ社製：ＥＣＬＩＰＳＥＭＥ６００等の金属顕微鏡で撮影した画像（例えば５００倍）を画像データとしてコンピュータに取り込み、気孔部分の面積を演算することで求めることができる。

以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と重複する点については説明を省略する。

［その他の実施形態］
潤滑部材３は、図２に示すように軸受１の軸方向全長にわたって配置する他、軸方向の一部領域に限って配置してもよく、例えば軸方向に離隔した複数箇所に配置してもよい。

また、軸受１においては、必ずしも軸受面部１１の全体に対して軸２が摺動するわけではなく、例えば、軸受面部１１の限定された一部領域が軸２と摺動する場合がある。具体的には、軸２を水平姿勢とした場合、軸２は重力によって落ち込んで軸受面部１１の下側領域で軸受面部１１と摺動する場合がある。その場合、軸２との摺動領域に潤滑部材３が位置するように、軸受１における潤滑部材３の位置や形状を設計し、あるいは軸受１の円周方向の位相を調整することで、軸２を潤滑部材３と常に摺動させることが可能となる。これにより高い潤滑効果を得ることができるため、例えば軸受面部１１との間に潤滑油を介在させないオイルレスの状態で軸２を支持することが可能となる。もちろん、軸受面部１１と軸２との間に潤滑油を介在させた状態で用いることもでき、この場合さらに潤滑効果が高められる。本実施形態では、軸受面部１１と軸２との間に潤滑油を介在させると共に、基体４の内部空孔に油を含浸させている。この場合、軸２の回転に伴う温度上昇により基体４の表面（内周面４ａ）から油が滲み出し、この油が軸受面部１１と軸２との摺動領域に供給されることで、摺動領域における油膜切れを確実に回避して優れた摺動性が維持される。

また、本発明は、軸の相対回転を支持する軸受に限らず、軸の軸方向移動を支持する軸受に適用することもできる。また、本発明は、円筒形状の摺動部材に限らず、他の形状（例えば、半円筒状や直方体状）の摺動部材に適用することもできる。本発明の摺動部材は、例えば事務機器、自動車、補機等に用いる摺動部材に利用することができる。

１摺動部材（軸受）、２軸、３潤滑部材、３ａ内側面、４基体、４ａ内周面、４ｂ合せ面、４ｃ収容部、１１摺動面（軸受面部）、１２外周面、１３内径両小口（内径小口）。

Claims

摺動面を有する摺動部材であって、
金属粉を含む成形体の焼結体である基体と、
熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材とを含み、
前記基体は、前記潤滑部材を収容するための収容部を有し、
前記摺動面の少なくとも一部は、前記収容部に収容された前記潤滑部材で構成され、かつ、
前記基体の内径小口にも、前記潤滑部材が配置されている、
摺動部材。
摺動面を有する摺動部材であって、
Ｆｅ粉、Ｃｕ粉、Ｓｎ粉および黒鉛粉を含む成形体の焼結体である基体と、
熱可塑性樹脂とカーボン材料とを含む樹脂組成物の成形体である、潤滑部材とを含み、
前記基体は、前記潤滑部材を収容するための収容部を有し、
前記摺動面の少なくとも一部は、前記収容部に収容された前記潤滑部材で構成され、かつ、
前記基体の内径小口にも、前記潤滑部材が配置されている、
摺動部材。
前記樹脂組成物における前記カーボン材料の含有率が、５質量％以上７０質量％以下である、請求項１または請求項２に記載の摺動部材。
前記基体は内部空孔を有し、
前記内部空孔内に潤滑油が含浸されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の摺動部材。
前記基体は、１０％以上５０％以下の開放気孔率を有する、請求項４に記載の摺動部材。
前記基体は、前記収容部の内表面において１０％以上５０％以下の表面開孔率を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の摺動部材。
前記カーボン材料は、カーボンナノ繊維、カーボンブラックおよび黒鉛からなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の摺動部材。