JP4737077B2 - 複層摺動部材及び該複層摺動部材を用いたヒンジ構造 - Google Patents
複層摺動部材及び該複層摺動部材を用いたヒンジ構造 Download PDFInfo
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Description
本発明は、複層摺動部材、詳しくは導電性が付与された複層摺動部材及び該複層摺動部材を用いたヒンジ構造に関する。
自動車のドア、トランク、ボンネット等のヒンジ機構においては、軸受支持機構とこれと相対回転する軸との間に、金属網状体の網目及び表面に潤滑性を有する合成樹脂を適用して潤滑性被覆層を形成した無給油軸受ブッシュが用いられている（特許文献１所載）。
この無給油軸受ブッシュは、潤滑性被覆層が電気的に絶縁性を有しているため、軸受の内面と外面との間の電気的導電性は極めて低く、このような軸受ブッシュを例えば自動車のドア等のヒンジ構造に適用してドアを含めて所謂ホワイトボデーに対する静電塗装を一時に行おうとすると、ドアと自動車ボデー等のその他の部分とが軸受ブッシュにより電気的に絶縁された状態となる結果、ドア自体の塗装が実施できなくなる場合があり、自動車のボデーと共に同時にドアにも静電塗装を施すためにはドアに対しても高電圧電源からの配線を行わなければならず作業性が極めて悪いという問題がある。
上記問題を解決するべく、鋼板からなる裏金と該裏金の表面に一体に形成された多孔質金属焼結層と該多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂の潤滑樹脂層とからなる複層軸受の潤滑樹脂層に切削加工を施し、該多孔質金属焼結層と潤滑樹脂層とを同一平面として該複層軸受に導電性を付与させる技術が提案されている（特許文献２所載）。
この複層軸受を上記ヒンジ構造に適用することにより、軸と軸受を支持する支持機構とを電気的に確実に接続し得る結果、静電塗装等の作業において配線作業が容易となり、作業性を向上し得るという一応の解決が図れるが、潤滑樹脂層に切削という面倒な機械加工を必要とすることから、製造工程が煩雑となり効率的でないという問題と、導電性を付与できる反面、摺動面に多孔質金属焼結層が露出する割合をコントロールすることが難しく、摺動面への多孔質金属焼結層の露出割合の多寡によって摺動特性に変動を来たすという問題がある。
さらに、特許文献２に記載された技術に対し、裏金とこの裏金の表面に焼結された導電性を有する焼結金属材と、この焼結金属材の空隙に充填された潤滑樹脂剤との複合された構造からなり、焼結金属材の金属粒子の表面と樹脂表面とを圧下手段によって実質的に同一平面に形成してなる軸受部材が提案されている（特許文献３所載）。
上記特許文献３に記載された軸受部材は、その潤滑樹脂表面に焼結金属材の金属粒子を露出させ、該軸受部材に導電性を付与させるものであり、前記特許文献２に記載された切削工程を必要としないことから製造上の煩雑さが取り除かれ、効率的に製造できるという利点を有するものである。
しかしながら、上記特許文献３に記載された軸受部材においては、焼結金属材の金属粒子と樹脂表面とを圧下手段によって同一平面に形成するものであるが、とくに焼結金属材の孔隙に充填された潤滑樹脂が圧下後の応力緩和等によって焼結金属材の金属粒子の表面より膨出するという現象が現れ、金属粒子の表面が潤滑樹脂の表面よりマイナス（凹む）になり、結果として金属粒子の十分な導電性を損ない、安定した通電性が得られ難いという問題がある。
また、金属粒子の表面が潤滑樹脂の表面よりマイナス（凹む）となった板状の軸受部材を潤滑樹脂を内側にして円筒状に捲回して円筒軸受ブッシュとした際においても、金属粒子の表面が潤滑樹脂の表面よりマイナスとなったままであり、仮に、焼結金属粒子の表面と潤滑樹脂の表面が同一表面に形成されていたとしても、潤滑樹脂を内側にして円筒状に捲回して円筒軸受ブッシュとした場合には、該潤滑樹脂に曲げ力の作用による圧縮力により該潤滑樹脂の表面が該表面と同一平面に形成された金属粒子の表面より膨出し、金属粒子の表面が潤滑樹脂の表面よりマイナスになることが余儀なくされ、結果として潤滑樹脂表面と同一平面に形成された金属粒子の導電性を損ない、安定した通電性が得られ難いという問題もある。
本発明は上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、防錆を目的として方形状、円板状、円環状又は円筒状の裏金の裏面に施される金属メッキに着目し、斯かる裏金の裏面に金属メッキ層を形成する一方、合成樹脂組成物のすべり層の表面におけるマイナス部分（凹み部分）により点在して露出した多孔質青銅焼結層の表面にも金属メッキ層を形成し、この金属メッキ層でもってすべり層の表面のマイナス部分（凹み部分）を埋めて、すべり層の表面と金属メッキ層の表面とを面一とすることにより、複層摺動部材に確実であって良好な導電性を付与できることを知見した。
本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、その目的とするところは、導電性を付与した複層摺動部材及び該複層摺動部材を用いたヒンジ構造を提供することにある。
本発明の複層摺動部材は、鋼板からなる裏金と、該裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、該裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該すべり層の表面側で点在して当該すべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを具備している。
また、本発明の複層摺動部材は、鋼板からなる裏金と、該裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、該裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該すべり層の表面側で点在して当該すべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを有しており、該すべり層と表側金属メッキ層とが内面側に、裏側金属メッキ層が外面側に夫々配された円筒部を具備しており、該円筒部の円筒状の外面は、露出した裏側金属メッキ層の表面からなっており、該円筒部の円筒状の内面は、露出したすべり層の表面と表側金属メッキ層の表面とからなっており、この場合、円筒部の円筒状の外面に連接された一方の環状の側面と円筒部の円筒状の内面に連接された他方の環状の側面とを有していると共に円筒部の少なくとも一方の端部に一体的に形成された拡径鍔部を更に具備していてもよく、斯かる拡径鍔部は、円筒部の裏金から一体的に伸びた鋼板からなる裏金と、円筒部の多孔質青銅焼結層から一体的に伸びて該拡径鍔部の裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、円筒部のすべり層から一体的に伸びて該拡径鍔部の多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、円筒部の裏側金属メッキ層から一体的に伸びて該拡径鍔部の裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該拡径鍔部のすべり層の表面側で点在して当該拡径鍔部のすべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に拡径鍔部の多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを有しており、拡径鍔部の一方の環状の側面は、露出した拡径鍔部の裏側金属メッキ層の表面からなっており、拡径鍔部の他方の環状の側面は、露出した拡径鍔部のすべり層の表面と表側金属メッキ層の表面とからなっているとよい。
本発明の複層摺動部材によれば、導電性を有する裏側金属メッキ層が裏金の裏面に形成されており、導電性を有する表側金属メッキ層が一方では多孔質青銅焼結層に電気的に接触して、他方では該すべり層の表面側で点在して露出して形成されているので、表側金属メッキ層と裏側金属メッキ層との間に導電性を付与することができる。
本発明の複層摺動部材において、すべり層を形成する合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」という）からなっているとよい。
充填材としては、硫酸バリウム、燐酸塩、珪酸塩、耐熱性樹脂及び固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されるものであるとよい。これらの充填材は、主成分をなすＰＴＦＥの具有する低摩擦性を犠牲にすることなく耐摩耗性を向上させるものであり、ＰＴＦＥの摩擦摩耗特性を向上させる充填材として従来から広く使用されている鉛を含有させることなく低摩擦性及び耐摩耗性を発揮するので、環境汚染、公害など副次的な見地からも有用である。
本発明の複層摺動部材において、表側金属メッキ層及び裏側金属メッキ層のうちの少なくとも一方は、導電性を有する銅、錫、亜鉛及びニッケルのうちの少なくとも一つから選択されたものからなっているとよく、表側金属メッキ層は、すべり層の表面積と表側金属メッキ層の表面積とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合で露出しているとよい。
すべり層の表面積と表側金属メッキ層の表面積とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合で表側金属メッキ層が点在して露出しているので、確実であって良好な導電性を複層摺動部材に付与できる上に、複層摺動部材においてすべり層での相手材との摺動を円滑に行わせることができる。
本発明のヒンジ構造は、導電性を有する金属製の連結軸と、夫々軸孔を有すると共に当該軸孔に挿通された該連結軸を介して互いに枢着された一対のヒンジ片と、円筒部が該一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合されていると共に円筒部及び拡径鍔部を有した上記の複層摺動部材と、該一方のヒンジ片と他方のヒンジ片との間に、すべり層が他方のヒンジ片に接触して配されていると共に円環状の平板体からなっている上記の複層摺動部材とを具備しており、ここで、連結軸は、円筒部の内面に接触して当該円筒部及び平板体を貫通している。
斯かるヒンジ構造によれば、一方のヒンジ片と他方のヒンジ片とが、導電性を付与された複層摺動部材の円筒部と、同じく導電性を付与された平板体からなっている複層摺動部材とにより電気的に接続されるので、例えば一方のヒンジ片が自動車ボデーに電気的に接続されて取り付けられている場合には、自動車ボデーに高電圧電源からの配線を行うだけで、他方のヒンジ片に電気的に接続されて取り付けられたドアに高電圧電源からの配線を行うことなしにドア等への静電塗装を行うことができる上に、各複層摺動部材においてすべり層での相手材との摺動を円滑に行わせることができる。
本発明の他の態様のヒンジ構造は、導電性を有する金属製の連結軸と、夫々軸孔を有すると共に当該軸孔に挿通された該連結軸を介して互いに枢着された一対のヒンジ片と、円筒部が該一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合されていると共に円筒部及び拡径鍔部又は円筒部及び両拡径鍔部を有した上記の複層摺動部材とを具備しており、ここで、複層摺動部材の拡径鍔部は、当該拡径鍔部のすべり層が他方のヒンジ片に接触して該一方のヒンジ片と他方のヒンジ片との間に配されており、連結軸は、円筒部の内面に接触して当該円筒部及び拡径鍔部を貫通している。
斯かる態様のヒンジ構造においても、一方のヒンジ片と他方のヒンジ片とが、導電性を付与された複層摺動部材の円筒部と拡径鍔部とにより電気的に接続されるので、一方のヒンジ片が自動車ボデーに電気的に接続されて取り付けられている場合には、自動車ボデーに高電圧電源からの配線を行うだけで、他方のヒンジ片に電気的に接続されて取り付けられたドアに高電圧電源からの配線を行うことなしにドア等への静電塗装を行うことができる上に、各複層摺動部材においてすべり層での相手材との摺動を円滑に行わせることができる。
本発明の更に他の態様のヒンジ構造は、円柱軸部及び該円柱軸部の一方の端部に設けられた環状鍔部を備えていると共に導電性を有する金属製の連結軸と、夫々軸孔を有すると共に当該軸孔に挿通された該連結軸を介して互いに枢着された一対のヒンジ片と、円筒部が該一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合されている円筒部及び両拡径鍔部を有した上記の複層摺動部材とを具備しており、ここで、複層摺動部材の拡径鍔部は、当該拡径鍔部のすべり層が連結軸の環状鍔部に接触して該一方のヒンジ片と連結軸の環状鍔部との間に配されており、複層摺動部材の他の拡径鍔部は、当該他の拡径鍔部のすべり層が他方のヒンジ片に接触して該一対のヒンジ片の間に配されており、連結軸の円柱軸部は、円筒部の内面に接触して当該円筒部、両拡径鍔部及び他方のヒンジ片を貫通していると共にその他方の端部で該他方のヒンジ片にカシメ固定されている。
斯かる更に他の態様のヒンジ構造においても、一方のヒンジ片と他方のヒンジ片とが、導電性を付与された複層摺動部材の円筒部と両拡径鍔部とにより電気的に接続されるので、一方のヒンジ片が自動車ボデーに電気的に接続されて取り付けられている場合には、自動車ボデーに高電圧電源からの配線を行うだけで、他方のヒンジ片に電気的に接続されて取り付けられたドアに高電圧電源からの配線を行うことなしにドア等への静電塗装を行うことができる上に、各複層摺動部材においてすべり層での相手材との摺動を円滑に行わせることができる。
本発明によれば、導電性が付与されて確実な通電性を有する複層摺動部材及び該複層摺動部材を用いたヒンジ構造を提供することができる。
次に、本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何等限定されないのである。
図１から図４において、スラスト軸受、すべり板又はスラストワッシャーなどに使用されて好適な方形状、円板状又は円環状を呈する平板体からなる板状の複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの夫々は、鋼板からなる裏金２と、裏金２の表面３に一体に形成された多孔質青銅焼結層４と、多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層５と、裏金２の裏面６に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層７と、すべり層５の表面８側で点在してすべり層５の表面８と共に露出する表面９を有すると共に多孔質青銅焼結層４に電気的に接触して多孔質青銅焼結層４及びすべり層５に一体に形成された表側金属メッキ層１０とを具備している。
すべり層５を形成する合成樹脂組成物は、ＰＴＦＥを主成分としこれに充填材を含有させたものである。充填材としては、硫酸バリウム、燐酸塩、珪酸塩、ポリイミド樹脂、焼成フェノール樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂及びオキシベンゾイルポリエステル樹脂等の耐熱性樹脂並びに固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されるものを好ましい例として挙げることができる。好ましい合成樹脂組成物としては、（１）硫酸バリウム５〜４０重量％と燐酸塩１〜３０重量％とポリイミド樹脂、焼成フェノール樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂及びオキシベンゾイルポリエステル樹脂のうちの少なくとも一つから選択された耐熱性樹脂１〜１０重量％と残部ＰＴＦＥとからなる合成樹脂組成物、（２）硫酸バリウム５〜３０重量％と燐酸塩１〜２５重量％と珪酸塩１〜１５重量％と残部ＰＴＦＥとからなる合成樹脂組成物、（３）上記（１）及び（２）の成分組成に更に黒鉛及び二硫化モリブデンのうちの少なくとも一方から選択された固体潤滑剤を５重量％以下の割合で配合された合成樹脂組成物を挙げることができる。
すべり層５の表面８側で、好ましくは表面８と面一となって点在した表面９を有すると共に導電性を有する表側金属メッキ層１０は、すべり層５の表面８の面積（すべり層５の表面積）と表側金属メッキ層１０の表面８の面積（表側金属メッキ層１０の表面積）とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合の面積をもって表面９で露出している。
すべり層５の表面８側で点在してすべり層５の表面８と共に露出する表面９を有する表側金属メッキ層１０により複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの夫々のすべり層５側の面に確実な通電性が付与され、而して、複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃには裏側金属メッキ層７側とすべり層５側との間の導電性が付与されている。
表側金属メッキ層１０は、すべり層５の表面８の面積（すべり層５の表面積）と表側金属メッキ層１０の表面８の面積（表側金属メッキ層１０の表面積）とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％と非常に少ない露出した表面積を有しているので、すべり層５における相手材との摺動において、複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの夫々は、摩擦摩耗特性を低下させることなく円滑な摺動を行わせることができる。
裏金２の裏面６に形成された裏側金属メッキ層７及びすべり層５の表面８側において点在して露出した表面９を有する表側金属メッキ層１０は、導電性を有する銅、錫、亜鉛又はニッケルのいずれかから選択されたものから形成されている。
次に、図５ないし図７に基づき、上記板状の複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの製造方法について説明する。
鋼板からなる裏金２として、厚さ０．５〜２．０ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を準備する。錫９．０〜１１．０重量％と残部銅からなる青銅粉末として、見掛け密度が２．５０〜４．５０ｇ／ｃｍ３の不規則形状であって、粒度分布について、粒径が１５０μｍを超える粒子が１０％以下、粒径が１０６μｍ以上で１５０μｍ以下の粒子が１０〜４０％、粒径が７５μｍ以上で１０６μｍ以下の粒子が４０〜７０％及び粒径が７５μｍを超えない粒子が２０％以下の青銅粉末を冷間圧延鋼板からなる裏金２の表面３に一様に散布し、これを中性又は還元性雰囲気に調整された焼結炉において、８５０〜９５０℃の温度で３０〜６０分間焼結し、裏金２の表面３に多孔度５０〜８０容積％の多孔質青銅焼結層４を形成した焼結板１５を形成する。
焼結板１５は、図５に示す製造工程において、コイル状に巻いてフープ材として提供される連続条片とすることが好ましいが、必ずしも連続条片に限らず、適当な長さに切断した条片を使用することもできる。
一対の案内ローラ１６によって送られる焼結板１５において多孔質青銅焼結層４上にホッパー１７内に装填されたＰＴＦＥを主成分とする合成樹脂組成物１８が供給される。合成樹脂組成物１８には、合成樹脂組成物１８に石油系溶剤を加えてこれらを撹拌混合して湿潤性が付与されている。
焼結板１５の多孔質青銅焼結層４上に、ホッパー１７から合成樹脂組成物１８を供給し、一対のローラ１９で圧延して多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に合成樹脂組成物１８を充填被覆して合成樹脂組成物１８からなるすべり層５をもった複層板２０を形成する。複層板２０のすべり層５の表面８側の面には、図６に示すように、表面８と共に表面８と面一に多孔質青銅焼結層４の一部２１が点在して露出している。ローラ１９による合成樹脂組成物１８の多孔質青銅焼結層４への圧延時において、多孔質青銅焼結層４の表面とローラ１９の外周面との間の隙間及び一対のローラ１９の加圧力を１〜２トンの範囲で調整することにより、合成樹脂組成物１８の多孔質青銅焼結層４への充填被覆量が決定されると共に複層板２０の板厚寸法が焼結板１５の板厚寸法よりも１〜５％減じられる。多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に合成樹脂組成物１８を充填被覆してすべり層５を形成する工程において、すべり層５の表面８側の面において表面８と面一となって点在して露出する多孔質青銅焼結層４の一部２１の露出割合が決定され、すべり層５と多孔質青銅焼結層４の一部２１との合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合の表面積をもって多孔質青銅焼結層４の一部２１が露出している。
複層板２０は、ついで２００〜２５０℃の温度に加熱された乾燥炉２２内で数分間保持され、すべり層５を形成する合成樹脂組成物１８から石油系溶剤が除去された後、加熱炉２３において３６０〜３８０℃の温度で数分ないし１０数分間加熱してすべり層５の焼成が行なわれる。
焼成が行なわれた複層板２０は一対の加圧ローラ２４によって加圧され、複層板２０の多孔質青銅焼結層４及び多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物１８からなるすべり層５は一対の加圧ローラ２４による加圧でもって圧縮され、複層板２０の板厚寸法が焼結板１５の板厚寸法よりも更に１〜５％減じられて複層板２０の寸法精度が高められる。一対のローラ２４による加圧力は、２〜５トンの範囲で調整されることが好ましい。とくに、加圧力が２トン未満であると、焼成後のすべり層５を形成する合成樹脂組成物１８に充分な圧力が加わらず、粗密なすべり層となって摩擦摩耗特性を著しく低下させる虞がある。ローラ２４の加圧により複層板２０の多孔質青銅焼結層４の孔隙に充填された合成樹脂組成物１８にローラ２４の加圧後の応力緩和に起因する膨張を来たして、すべり層５の表面８において表面８と面一に点在して露出した多孔質青銅焼結層４の一部２１は、図７に示すように、すべり層５の表面８より僅かに凹んだ状態になる。すべり層５の応力緩和に起因する膨張によって生じたすべり層５の表面８と多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面との差（凹み深さ）は、おおよそ１〜２．５μｍである。すべり層５の表面８側での複層板２０の表面積に対する多孔質青銅焼結層４の一部２１の露出割合は、０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％がそのまま維持される。
ついで、複層板２０は、一対の案内ローラ２５によって送られコイラー２６に巻き取られる。
このようにして作製された複層板２０は所望の寸法に切断され、プレス加工及び機械加工が施されてスラスト軸受、すべり板又はスラストワッシャーとして適用される方形状、円板状又はリング状に加工される。
方形状、円板状又はリング状に加工された複層板２０には、（１）硫酸銅、硫酸及び塩素イオンを含む電解液中で銅を陽極とし、複層板２０を陰極とした電気銅メッキ法、（２）硫酸浴、硼フッ酸浴、フェノールスルホン酸浴、アルカンスルホン酸浴、アルカノールスルホン酸浴等の酸性錫メッキ浴又はカリウム浴、ナトリウム浴等のアルカリ性錫メッキ浴中で錫を陽極とし、複層板２０を陰極とした電気錫メッキ法、（３）硫酸亜鉛メッキ浴（硫酸浴）又は塩化亜鉛メッキ浴中で亜鉛を陽極とし、複層板２０を陰極とした電気亜鉛メッキ法、（４）無電解ニッケルメッキ法（カニゼンメッキ）によりメッキ処理を施し、複層板２０の裏金２の裏面６に銅、錫、亜鉛又はニッケルの裏側金属メッキ層７を形成すると共に、すべり層５の表面８において表面８より凹んだ多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面に銅、錫、亜鉛又はニッケルの表側金属メッキ層１０を形成する。
この金属メッキ処理により、すべり層５の表面８より凹んだ多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面に形成された銅、錫、亜鉛又はニッケルの表側金属メッキ層１０の表面９は、すべり層５及び表側金属メッキ層１０の合計の表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合ですべり層５の表面８側で点在して露出している（図４参照）。このようにして平板体からなる板状の複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃが形成される。
次に、円筒状の複層摺動部材及びその製造方法について説明する。
図８に示すように、円筒状の複層摺動部材１Ｄは、図４を参照して、鋼板からなる裏金２と、裏金２の表面３に一体に形成された多孔質青銅焼結層４と、多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層５と、裏金２の裏面６に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層７と、すべり層５の表面８側で点在してすべり層５の表面８と共に露出する表面９を有すると共に多孔質青銅焼結層４に電気的に接触して多孔質青銅焼結層４及びすべり層５に一体に形成された表側金属メッキ層１０とを有しており、すべり層５と表側金属メッキ層１０とが内面３１側に、裏側金属メッキ層７が外面３２側に夫々配された円筒部３３を具備しており、円筒部３３の円筒状の外面３２は、露出した裏側金属メッキ層７の表面からなっており、円筒部３３の円筒状の内面３１は、露出したすべり層５の表面８と表側金属メッキ層１０の表面９とからなっている。
円筒部３３の円筒状の内面３１において、すべり層５の表面８側で点在した表面９を有すると共に導電性を有した表側金属メッキ層１０は、すべり層５の表面８及び表側金属メッキ層１０の表面９の合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合をもって表面９で露出しており、表面８側で点在して露出した表面９を有した表側金属メッキ層１０により円筒部３３の円筒状の内面３１に確実な通電性が付与され、而して、複層摺動部材１Ｄには導電性が付与されている。
表側金属メッキ層１０は、すべり層５の表面８の面積（すべり層５の表面積）と表側金属メッキ層１０の表面８の面積（表側金属メッキ層１０の表面積）とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合の面積をもって表面９において露出しており、表側金属メッキ層１０が斯かる少ない露出割合であるために、すべり層５における相手材との摺動において、複層摺動部材１Ｄは摩擦摩耗特性を低下させることはなく円滑な摺動を行わせることができる。
表側金属メッキ層１０は、前記と同様、導電性を有する銅、錫、亜鉛又はニッケルのいずれかから選択されたものから形成されている。
次に、円筒状の複層摺動部材１Ｄの製造方法について説明する。
前記コイラー２６に巻き取られた複層板２０を方形状に切断し、複層板２０のすべり層５を内側にして円筒状に捲回して巻き円筒体（図１０に示す円筒体４０に相当）を形成する。巻き円筒体のすべり層５の表面８において多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面は、図７に示すように、すべり層５の応力緩和に起因する膨張によってすべり層５の表面８より僅かに凹んだ状態になっている。
前記と同様、斯かる巻き円筒体を陰極として銅、錫、亜鉛又はニッケルの金属メッキを巻き円筒体に施し、巻き円筒体の外面に銅、錫、亜鉛又はニッケルの裏側金属メッキ層７を形成すると共に、すべり層５の表面８より凹んだ多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面に銅、錫、亜鉛又はニッケルの表側金属メッキ層１０を形成する。
この金属メッキ処理により、すべり層５と表側金属メッキ層１０とが内面３１側に、裏側金属メッキ層７が外面３２側に夫々配された円筒部３３が形成されることになり、円筒部３３において、すべり層５の表面８側で点在した表面９を有すると共に導電性を有した表側金属メッキ層１０は、すべり層５の表面積と表側金属メッキ層１０の表面積との合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合をもって表面９において露出しており、すべり層５の表面８側で点在して露出した表面９を有する表側金属メッキ層１０によりすべり層５において確実な通電性が付与され、而して、円筒部３３を具備した複層摺動部材１Ｄには裏側金属メッキ層７側とすべり層５側との間の導電性が付与される。
次に、円筒部３３に加えて円筒部３３の一方の端部に拡径鍔部３５を有する複層摺動部材１Ｅ及びその製造方法について説明する。
図９に示すように、複層摺動部材１Ｅは、円筒部３３と円筒部３３の一方の端部に一体的に形成された拡径鍔部３５とを有しており、円筒部３３は、図４を参照して、鋼板からなる裏金２と、裏金２の表面３に一体に形成された多孔質青銅焼結層４と、多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層５と、裏金２の裏面６に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層７と、すべり層５の表面８側で点在してすべり層５の表面８と共に露出する表面９を有すると共に多孔質青銅焼結層４に電気的に接触して多孔質青銅焼結層４及びすべり層５に一体に形成された表側金属メッキ層１０とを有しており、すべり層５と表側金属メッキ層１０とが内面３１側に、裏側金属メッキ層７が外面３２側に夫々配されて形成されており、円筒部３３において、円筒部３３の円筒状の外面３２は、露出した裏側金属メッキ層７の表面からなっており、円筒部３３の円筒状の内面３１は、露出したすべり層５の表面８と表側金属メッキ層１０の表面９とからなっており、拡径鍔部３５は、図４を参照して、円筒部３３の裏金２から一体的に伸びた鋼板からなる裏金２と、円筒部３３の多孔質青銅焼結層４から一体的に伸びて拡径鍔部３５の裏金２の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層４と、円筒部３３のすべり層５から一体的に伸びて該拡径鍔部３５の多孔質青銅焼結層４の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層５と、円筒部３３の裏側金属メッキ層１０から一体的に伸びて該拡径鍔部３５の裏金５の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層７と、該拡径鍔部３５のすべり層５の表面８側で点在して当該拡径鍔部３５のすべり層５の表面８と共に露出する表面９を有すると共に拡径鍔部３５の多孔質青銅焼結層４に電気的に接触して該拡径鍔部３５のすべり層５に一体に形成された表側金属メッキ層１０とを有しており、拡径鍔部３５の一方の環状の側面３６は、露出した拡径鍔部３５の裏側金属メッキ層７の表面からなっており、拡径鍔部３５の他方の環状の側面３７は、露出した拡径鍔部３５のすべり層５の表面８と表側金属メッキ層１０の表面９とからなっている。
円筒部３３及び拡径鍔部３５において、すべり層５の表面８において表面８側で点在した表面９を有すると共に導電性を有する表側金属メッキ層１０は、すべり層５の表面８の面積（すべり層５の表面積）と表側金属メッキ層１０の表面８の面積（表側金属メッキ層１０の表面積）とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合をもって表面９で露出しており、斯かる表側金属メッキ層１０によりすべり層５において確実な通電性が付与され、而して、複層摺動部材１Ｅには円筒部３３及び拡径鍔部３５の裏側金属メッキ層７側とすべり層５側との間の導電性が付与されている。
円筒部３３及び拡径鍔部３５の表側金属メッキ層１０は、すべり層５及び表側金属メッキ層１０の合計表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合と非常に少ない露出した表面積を有しているので、複層摺動部材１Ｅは、円筒部３３及び拡径鍔部３５のすべり層５における相手材との摺動において、摩擦摩耗特性を低下させることはない。
円筒部３３及び拡径鍔部３５の表側金属メッキ層１０は、前記と同様、導電性を有する銅、錫、亜鉛又はニッケルのいずれかから選択されたものから形成されている。
次に、円筒部３３と円筒部３３の一方の端部に一体的に形成された拡径鍔部３５とを有する複層摺動部材１Ｅの製造方法について説明する。
前記コイラー２６に巻き取られた複層板２０を方形状に切断し、複層板２０のすべり層５を内側にして円筒状に捲回して巻き円筒体４０を作製する。
図１０に示すように、上面に円筒突出部４１を、中央部に円孔４２を夫々有したプレスダイ４３及びプレスダイ４３の円筒突出部４１の外周面に嵌合した円孔４４と上面に平面部４５とを有するプレス４６を準備し、プレス４６の円孔４４に巻き円筒体４０を嵌入する。このとき、巻き円筒体４０の一方の端部４７はプレス４６の円孔４４より外に突出していると共に巻き円筒体４０の軸方向への移動が禁止されるように巻き円筒体４０の他方の端部４８の端面４９は、プレスダイ４３の円筒突出部４１に当接して拘束されている。
この嵌入後、図１１に示すように円柱部５１及び円柱部５１に連続する截頭円錐部５２を有するポンチ５３の円柱部５１を巻き円筒体４０内に嵌入して円孔４４から外部に突出した巻き円筒体４０の一方の端部４７をポンチ５３の截頭円錐部５２により径方向外方に拡開せしめて端部４７に漏斗状の拡径部５４を形成する。
ついで、図１２に示すように小円柱部５５及び小円柱部５５に環状肩部５６を介して連続して一体であって小円柱部５５よりも大径の大円柱部５７を具備するポンチ５８を更に準備し、ポンチ５８とプレス４６との間に、一方の端部４７に漏斗状の拡径部５４が形成された巻き円筒体４０を配置する。そして、ポンチ５８の小円柱部５５を巻き円筒体４０内に嵌入しつつ先に形成された漏斗状の拡径部５４を更に拡径して、最後に図１３に示すように平面部４５と環状肩部５６とで挟圧された拡径鍔部素体６１を形成し、これにより円筒部素体６２と円筒部素体６２の一方の端部に一体に設けられた拡径鍔部素体６１とを備えた鍔付円筒体６３を得る。
鍔付円筒体６３において、円筒部素体６２の内面６４及び拡径鍔部素体６１の環状の側面６５において多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面は、図７に示すように、すべり層５の応力緩和に起因する膨張によってすべり層５の表面８より凹んだ状態になっている。
前記と同様にして、鍔付円筒体６３を陰極として銅、錫、亜鉛又はニッケルのいずれかの金属メッキを鍔付円筒体６３に施し、鍔付円筒体６３の円筒部素体６２の外面６６及び拡径鍔部素体６１の環状の側面６７に銅、錫、亜鉛又はニッケルのいずれかの裏側金属メッキ層７を形成すると共に、円筒部素体６２の内面６４及び拡径鍔部素体６１の環状の側面６５におけるすべり層５の表面８より凹んだ多孔質青銅焼結層４の一部２１の表面に銅、錫、亜鉛又はニッケルのいずれかの表側金属メッキ層１０を形成する。
この金属メッキ処理により、すべり層５の表面８側で点在した表面９を有すると共に導電性を有する表側金属メッキ層１０は、すべり層５及び表側金属メッキ層１０の表面積に対して０．１〜１０％、好ましくは０．５〜５％の面積割合をもって表面９で露出しており、すべり層５の表面８側で点在して露出した表側金属メッキ層１０の表面９によりすべり層５において確実な通電性が付与され、而して、複層摺動部材１Ｅには、金属メッキ処理された円筒部素体６２及び拡径鍔部素体６１の夫々からなる円筒部３３及び拡径鍔部３５の裏側金属メッキ層７側とすべり層５側との間の導電性が付与される。
複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの導電性について、図１４に示す測定装置７１により電気抵抗を測定した。測定装置７１は、絶縁基台７２上に固定された導電性の円柱体７３と、導電性の円板状の押圧体７４と、円柱体７３と押圧体７４とに電気的に接続された電気抵抗測定器７５とを具備しており、複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの裏側金属メッキ層７を円柱体７３の端面７６に当接させて複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃを円柱体７３に配置し、押圧体７４の裏面７７を複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃのすべり層５に当接させると共に押圧体７４に荷重を負荷して複層摺動部材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの電気抵抗値を押圧体７４と円柱体７３とに電気的に接続した電気抵抗測定器７５によって測定した。
複層摺動部材１Ｄの導電性については、図１５に示す測定装置８１により電気抵抗を測定した。測定装置８１は、絶縁基台７２上に固定された相対向する支持体８２と、支持体８２上に支承されていると共に外周面で複層摺動部材１Ｄに圧入された導電性のピン８３と、ピン８３と複層摺動部材１Ｄの外面３１とに電気的に接続された電気抵抗測定器７５とを具備しており、複層摺動部材１Ｄの外面３２に荷重を負荷して複層摺動部材１Ｄの電気抵抗値をピン８３と複層摺動部材１Ｄとに電気的に接続した電気抵抗測定器７５によって測定した。
複層摺動部材１Ｅの導電性については、図１６に示す測定装置９１により電気抵抗を測定した。測定装置９１は、絶縁基台７２上に固定されていると共に円孔９２を有する導電性の円筒体９３と、円筒部９４及び円筒部９４の一方の端部に設けられた環状鍔部９５を有する導電性の押圧体９６と、円筒体９３と押圧体９６の環状鍔部９５とに電気的に接続された電気抵抗測定器７５とを具備しており、複層摺動部材１Ｅの円筒部３３を円筒体９３の円孔９２に嵌入すると共に拡径鍔部３５の側面３６を円筒体９３の端面９７に当接させて複層摺動部材１Ｅを円筒体９３に配置し、押圧体９６の円筒部９４を複層摺動部材１Ｅの円筒部３３内に挿入し、環状鍔部９５の裏面９８を複層摺動部材１Ｅの拡径鍔部３５の側面３７に当接させると共に押圧体９６に荷重を負荷して複層摺動部材１Ｅの電気抵抗値を押圧体９６の環状鍔部９５と円筒体９３とに電気的に接続した電気抵抗測定器７５によって測定した。
複層摺動部材１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅの夫々において、裏側金属メッキ層７側とすべり層５側との間の電気抵抗値は１Ω以下の値を示し、複層摺動部材１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅには導電性が付与されていることを確認した。
また、すべり層５の摩擦摩耗特性に関して、乾燥摩擦条件においてすべり層５の摩擦係数は０．１１以下と非常に低い値を示し、すべり層５の摩耗量は１３μｍ以下の値を示した。
次に、複層摺動部材１Ｃと１Ｄとを用いたヒンジ構造について説明する。図１７及び図１８に示す自動車ドアのヒンジ構造において、自動車の車体ピラー（図示せず）に固着される固定側の導電性のヒンジ片１００は、車体ピラーへの固着用のボルトが挿通される複数個の取付孔１０１が形成された垂直板状の取付部１０２と、取付部１０２の上下の端部から水平方向に相対向して延設された一対の軸支部１０３とを具備しており、上下の軸支部１０３の夫々には軸孔１０４が形成されている。
自動車ドアの前端部に固着される可動側の導電性のヒンジ片１１０は、垂直部１１１と、垂直部１１１の上下の端部から水平方向に相対向して延設された上下の水平部１１２と、水平部１１２の夫々の端部に垂直方向に延設された取付部１１３とを具備しており、一対の水平部１１２の夫々には軸孔１１４が形成されており、各取付部１１３には自動車ドアへの固着用のボルトが相通する取付孔１１５が形成されている。
導電性の連結軸１１６は、両端部に夫々セレーション軸部１１７を備えていると共に一方のセレーション軸部１１７の端部に拡径頭部１１８を、他方のセレーション軸部１１７の端部外周面に環状溝１１９を夫々備えている。
可動側のヒンジ片１１０の一対の水平部１１２に形成された軸孔１１４の夫々に、円筒状の複層摺動部材１Ｄの円筒部３３を挿入し、固定側のヒンジ片１００の軸支部１０３と可動側のヒンジ片１１０の水平部１１２との間に円環状の複層摺動部材１Ｃをすべり層５側の表面を該軸支部１０３に当接させて配置し、各軸支部１０３の軸孔１０４と円筒状の複層摺動部材１Ｄ内とに連結軸１１６を挿入し、連結軸１１６の拡径頭部１１８を一方の軸支部１０３の外面に当接させると共に、各セレーション軸部１１７を対応の軸孔１０４において軸支部１０３に係合させることにより、該連結軸１１６は複層摺動部材１Ｄの円筒部３３に回転可能に支承されている。軸支部１０３の下面より下方に突出した連結軸１１６の端部外周面に形成された環状溝１１９において当該連結軸１１６の端部にはスナップリング１２０が嵌合されており、これにより該連結軸１１６は固定側及び可動側のヒンジ片１００及び１１０に対し抜け止めされている。このようにして、固定側及び可動側ヒンジ片１００及び１１０は連結軸１１６を介して互いに枢着されている。
図１７及び図１８に示すヒンジ構造により、連結軸１１６の各セレーション軸部１１７が軸孔１０４において軸支部１０３に圧嵌されているため、連結軸１１６は、固定側のヒンジ１００に対して相対回転することはなく、複層摺動部材１Ｄが軸孔１１４において水平部１１２に圧入嵌合されているため、複層摺動部材１Ｄの円筒部３３の内面３１と連結軸１１６の外周面との間及び円環状の複層摺動部材１Ｃのすべり層５側と固定側のヒンジ片１００の軸支部１０３との間の相対回転は許容されるようになっており、当該相対回転は複層摺動部材１Ｄの円筒部３３の内面３１及び複層摺動部材１Ｃのすべり層５により円滑に行われるようになっている。
図１７及び図１８に示すヒンジ構造においては、複層摺動部材１Ｄの円筒部３３の内面３１及び円環状の複層摺動部材１Ｃには、導電性を有する表側金属メッキ層１０が表面９ですべり層５の表面８側で点在して露出して、複層摺動部材１Ｃ及び１Ｄには導電性が付与されているので、すべり層５の存在に拘わらず、ヒンジ片１００の軸支部１０３とヒンジ片１００の水平部１１２とは、一方では、複層摺動部材１Ｃを介して、他方では、連結軸１１６及び複層摺動部材１Ｄを介して電気的に相互に導通される結果、車体ピラー側に加えてドア側に別途高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができる。
次に、円筒部３３及び拡径鍔部３５を有する複層摺動部材１Ｅを用いたヒンジ構造について説明する。図１９に示す円筒部３３及び拡径鍔部３５を有する複層摺動部材１Ｅを装着した自動車ドアのヒンジ構造において、可動側のヒンジ片１１０の一対の水平部１１２に形成された軸孔１１４の夫々に、拡径鍔部３５を外側にして複層摺動部材１Ｅの円筒部３３を挿入し、各拡径鍔部３５を固定側のヒンジ片１００の軸支部１０３と可動側のヒンジ片１１０の水平部１１２とで挟み、各軸支部１０３の軸孔１０４と各複層摺動部材１Ｅの円筒部３３内とに連結軸１１６を挿入し、連結軸１１６の拡径頭部１１８を一方の軸支部１０３の外面に当接させると共に、各セレーション軸部１１７を対応の軸孔１０４において軸支部１０３に係合させることにより、連結軸１１６は複層摺動部材１Ｅの円筒部３３に回転可能に支承されている。
図１９に示すヒンジ構造により、連結軸１１６の各セレーション軸部１１７が軸孔１０４において軸支部１０３に圧嵌されているため、連結軸１１６は、固定側のヒンジ片１００に対して相対回転することはなく、摺動部材１Ｅの円筒部３３が軸孔１１４において水平部１１２に圧入嵌合されているため、複層摺動部材１Ｅの円筒部３３の内面３１と連結軸１１６の外周面との間及び複層摺動部材１Ｅの拡径鍔部３５の側面３７と固定側のヒンジ片１００の軸支部１０３との間の相対回転は許容されるようになっており、相対回転は円筒部３３及び拡径鍔部３５のすべり層５により円滑に行われるようになっている。
図１９に示すヒンジ構造においても、複層摺動部材１Ｅの円筒部３３の内面３１及び拡径鍔部３５の側面３７には、導電性を有する金属メッキ層１０が表面９ですべり層５の表面８側で点在して露出して、複層摺動部材１Ｅには導電性が付与されているので、すべり層５の存在に拘わらず、ヒンジ片１００の軸支部１０３とヒンジ片１１０の水平部１１２とは、一方では、拡径鍔部３５を介して、他方では、連結軸１１６及び円筒部３３を介して電気的に相互に導通される結果、車体ピラー側に加えてドア側に別途高電圧電源からの配線を行うことなくドア等への静電塗装を行うことができる。
拡径鍔部３５及び円筒部３３を有する複層摺動部材１Ｅを装着したヒンジ構造の他の例としての図２０及び２１に示すトランクのヒンジ構造において、自動車の車体ピラーに固着される固定側の導電性のヒンジ片２００は、水平部２０１と、水平部２０１の端部に一体的に設けられた取付部２０２とを具備しており、水平部２０１には自動車の車体ピラーへの固着用の複数個のボルト２０３が挿通する挿通孔２０４が形成されており、取付部２０２には軸孔２０５が形成されている。
自動車のトランク側に固着される可動側の導電性のヒンジ片３００は、垂直部３０１と、垂直部３０１の端部に一体的に設けられた取付部３０２とを具備しており、垂直部３０１には自動車のトランクへの固着用の複数個のボルト挿通孔３０３が形成されており、取付部３０２には軸孔３０４が形成されている。
拡径鍔部３５及び円筒部３３を有する複層摺動部材１Ｅは、拡径鍔部３５の側面３６を固定側のヒンジ片２００の取付部２０２の一方の板面２０６に当接させ、円筒部３３を軸孔２０５においてヒンジ片２００の取付部２０２に嵌合させ、斯かる嵌合後に軸孔２０５より突出した円筒部３３の他方の端部３１１を径方向外側に拡径して形成された他の拡径鍔部３１２の一方の側面３６をヒンジ片２００の取付部２０２の他方の板面３１３に当接させて取付部２０２に固定されて、両拡径鍔部３５及び３１２並びに円筒部３３を有する複層摺動部材１Ｆとして形成されている。
導電性の連結軸４００は、円柱軸部４０１と、円柱軸部４０１の一方の端部に一体に設けられた環状鍔部４０２とを備えており、連結軸４００は、円柱軸部４０１を複層摺動部材１Ｅの円筒部３３内に挿通させ、環状鍔部４０２を複層摺動部材１Ｅの拡径鍔部３５の他方の側面３７に当接させ、更に、円柱軸部４０１を、複層摺動部材１Ｅの他の拡径鍔部３１２の他方の側面３７に当接して配された可動側のヒンジ片３００の取付部３０２の軸孔３０４に挿通させて配されており、軸孔３０４から突出した円柱軸部４０１の他方の端部４０３において可動側のヒンジ片３００の取付部３０２にカシメ固定されている。
図２０及び２１に示すトランクのヒンジ構造において、連結軸４００は、可動側のヒンジ片３００の取付部３０２に対して相対回転することなく、複層摺動部材１Ｅから形成されていると共に拡径鍔部３５及び円筒部３３に加えて拡径鍔部３５と同様に形成された拡径鍔部３１２を有した複層摺動部材１Ｆは、固定側のヒンジ片２００の取付部２０２に対して相対回転することはなく、固定側のヒンジ片２００の取付部２０２に軸孔２０５において嵌合固定されているため、円筒部３３の内面３２と連結軸４００の外周面との間、複層摺動部材１Ｆの拡径鍔部３５の側面３７のすべり層５と連結軸４００の環状鍔部４０２との間及び可動側のヒンジ片３００の取付部３０２と複層摺動部材１Ｆの拡径鍔部３１２の側面３７のすべり層５との間での相対回転は許容されるようになっており、当該相対回転は円筒部３３、拡径鍔部３５及び拡径鍔部３１２のすべり層５により円滑に行われるようになっている。
図２０及び２１に示すヒンジ構造において、複層摺動部材１Ｆの円筒部３３の内面３２並びに拡径鍔部３５及び他の拡径鍔部３１２の側面３７には、導電性を有する表側金属メッキ層１０がすべり層５の表面８側で点在し表面９で露出して、複層摺動部材１Ｆには導電性が付与されているので、すべり層５の存在に拘わらず、ヒンジ片２００の取付部２０２とヒンジ片３００の取付部３０２とは、一方では、拡径鍔部３５及び３１２を介して、他方では、連結軸４００及び円筒部３３を介して電気的に相互に導通される結果、車体ピラー側に加えてトランク側に別途高電圧電源からの配線を行うことなくトランク等への静電塗装を行うことができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１〜６
鋼板からなる裏金として、厚さ０．６７ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を準備し、錫９．０重量％と残部銅からなる青銅粉末として、見掛け密度が３．５０ｇ／ｃｍ３の不規則形状であって、粒度分布について、粒径が１５０μｍを超える粒子が１０％、粒径が１０６μｍ以上で１５０μｍ以下の粒子が３０％、粒径が７５ｍ以上で１０６μｍ以下の粒子が４０％及び粒径が７５μｍ以下の粒子が２０％を呈する青銅粉末を裏金の表面に一様に散布し、これを還元性雰囲気に調整された加熱炉において、９００℃の温度で６０分間焼結し、裏金の表面に厚さ０．３７ｍｍの多孔質青銅焼結層を形成した焼結板（板厚寸法１．０４ｍｍ）を得た。
鋼板からなる裏金として、厚さ０．６７ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を準備し、錫９．０重量％と残部銅からなる青銅粉末として、見掛け密度が３．５０ｇ／ｃｍ３の不規則形状であって、粒度分布について、粒径が１５０μｍを超える粒子が１０％、粒径が１０６μｍ以上で１５０μｍ以下の粒子が３０％、粒径が７５ｍ以上で１０６μｍ以下の粒子が４０％及び粒径が７５μｍ以下の粒子が２０％を呈する青銅粉末を裏金の表面に一様に散布し、これを還元性雰囲気に調整された加熱炉において、９００℃の温度で６０分間焼結し、裏金の表面に厚さ０．３７ｍｍの多孔質青銅焼結層を形成した焼結板（板厚寸法１．０４ｍｍ）を得た。
主成分をなすＰＴＦＥに、硫酸バリウム３０重量％と燐酸塩１０重量％とポリイミド樹脂１０重量％とを配合した混合物１００重量部に対し石油系溶剤２０重量部を配合し、ＰＴＦＥの室温転移点以下の温度（１５℃）で混合し、湿潤性を有する合成樹脂組成物を得た。
この合成樹脂組成物を多孔質青銅焼結層の表面に散布供給し、加圧力を（１）１．３トン及び（２）１．７トンに調整した一対のローラで圧延して多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に合成樹脂組成物を充填被覆し、鋼板からなる裏金と裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、板厚寸法を（１）１．０１０ｍｍ（板厚寸法の減少率２．９％）、（２）０．９９０ｍｍ（板厚寸法の減少率４．８％）とした複層板を得た。これらの複層板には、すべり層の表面に多孔質青銅焼結層の一部が点在して露出していることを確認した。
得られた複層板（１）及び（２）を２００℃の温度に加熱した熱風乾燥炉中に５分間保持して合成樹脂組成物中の溶剤を除去した後、乾燥した複層板を加熱炉で３７０℃の温度で１０分間加熱焼成し、ついで複層板（１）に加圧力を０．８トン（実施例１−１）、２トン（実施例１−２）及び４トン（実施例１−３）に調整した一対のローラで圧延し、板厚寸法を１．０００ｍｍ（実施例１−１）、０．９８０ｍｍ（実施例１−２）及び０．９６０ｍｍ（実施例１−３）とした複層板と、複層板（２）に加圧力を１トン（実施例２−１）、２トン（実施例２−２）及び５トン（実施例２−３）に調整した一対のローラで圧延し、板厚寸法を０．９８０ｍｍ（実施例２−１）、０．９６０ｍｍ（実施例２−２）及び０．９４０ｍｍ（実施例２−３）とした複層板を得た。この一対のローラによる圧延により、これらの複層板（実施例１−１）、（実施例１−２）、（実施例１−３）、（実施例２−１）、（実施例２−２）及び（実施例２−３）のすべり層の表面に対して点在して露出した多孔質青銅焼結層の一部の表面は、すべり層の表面より僅かに凹んだ状態になっていることを確認した。
これらの複層板にプレス打ち抜き加工及び機械加工を施し、一辺の長さが４０ｍｍの方形状の複層板を得た。
ついで、硫酸亜鉛メッキ浴（硫酸浴）中で亜鉛を陽極とし、複層板を陰極とした電気亜鉛メッキ法によりメッキ処理を施し、複層板の裏面に亜鉛メッキ層を形成すると共に、すべり層の表面より凹んだ多孔質青銅焼結層の一部の表面に亜鉛メッキ層を形成し、すべり層の表面と、すべり層の表面側で点在して露出した亜鉛メッキ層の表面とを有する複層摺動部材を得た。
比較例１〜３
上記実施例の板厚寸法を１．０００ｍｍ（比較例１−１）、０．９８０ｍｍ（比較例１−２）及び０．９６０ｍｍ（比較例１−３）とした複層板を比較例とした。
上記実施例の板厚寸法を１．０００ｍｍ（比較例１−１）、０．９８０ｍｍ（比較例１−２）及び０．９６０ｍｍ（比較例１−３）とした複層板を比較例とした。
上記実施例及び比較例の複層摺動部材について、すべり層の表面側で点在して露出した表側金属メッキ層としての亜鉛メッキ層のすべり層及び亜鉛メッキ層の合計表面積に対する露出割合を画像解析装置により測定した。そして、複層摺動部材について、測定装置７１を用いて電気抵抗値を測定し、導電性の有無を試験した。露出割合及び電気抵抗値の測定結果を表１に示す。
上記の測定結果から、電気抵抗値が極めて小さい値を示し、いずれの複層摺動部材においても導電性が付与されていることを確認した。
次に、上記導電性を確認した実施例１−１〜２−３の複層摺動部材について、表２に示すスラスト試験条件でもってすべり層の摩擦摩耗特性を試験した。
（表２）
＜試験条件＞
面圧 ２９．４Ｎ／ｍｍ２（３００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 ０．０５ｍ／ｓｅｃ（３ｍ／ｍｉｎ）
試験時間 ２０時間
相手材 機械構造用炭素鋼
潤滑 無潤滑
試験方法 スラスト試験
＜試験条件＞
面圧 ２９．４Ｎ／ｍｍ２（３００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 ０．０５ｍ／ｓｅｃ（３ｍ／ｍｉｎ）
試験時間 ２０時間
相手材 機械構造用炭素鋼
潤滑 無潤滑
試験方法 スラスト試験
上記試験条件による摩擦摩耗特性の試験結果を表３に示す。
上表中、摩耗量は試験後のすべり層の寸法変化量を示した。
上記の試験結果から、すべり層に加えて亜鉛メッキ層が点在して露出した実施例１−１〜２−３の複層摺動部材は、乾燥潤滑条件（無潤滑）下においても、摩擦係数が０．１１以下の低い値を示し、摩耗量も１３μｍ以下の低い値を示した。
以上のように、複層摺動部材には、すべり層に加えて表側金属メッキ層がすべり層及び表側金属メッキ層の合計表面積に対し０．１〜１０％の面積割合で露出しているので、複層摺動部材に導電性を付与し得、また、すべり層の表面側で点在して露出した表側金属メッキ層はすべり層及び表側金属メッキ層の合計表面積に対してし０．１〜１０％と非常に少ないので、すべり層における相手材との摺動において、摩擦摩耗特性を低下させることはない。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 板状の複層摺動部材
１Ｄ 円筒状の複層摺動部材
１Ｅ 拡径鍔部を有する円筒状の複層摺動部材
１Ｆ 一対の拡径鍔部を有する円筒状の複層摺動部材
２ 裏金
４ 多孔質青銅焼結層
５ すべり層
７、１０ 金属メッキ層
１Ｄ 円筒状の複層摺動部材
１Ｅ 拡径鍔部を有する円筒状の複層摺動部材
１Ｆ 一対の拡径鍔部を有する円筒状の複層摺動部材
２ 裏金
４ 多孔質青銅焼結層
５ すべり層
７、１０ 金属メッキ層
Claims (20)
- 鋼板からなる裏金と、該裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、該裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該すべり層の表面側で点在して当該すべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを具備している複層摺動部材。
- 合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂からなる請求項１に記載の複層摺動部材。
- 充填材は、硫酸バリウム、燐酸塩、珪酸塩、耐熱性樹脂及び固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項２に記載の複層摺動部材。
- 表側金属メッキ層及び裏側金属メッキ層のうちの少なくとも一方は、導電性を有する銅、錫、亜鉛及びニッケルのうちの少なくとも一つから選択されたものからなっている請求項１から３のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 表側金属メッキ層は、すべり層の表面積と表側金属メッキ層の表面積とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％の面積割合で点在して露出している表面を有している請求項１から４のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 複層摺動部材は、方形状、円板状若しくは円環状の平板体又は鍔無し若しくは鍔付円筒体からなっている請求項１から５のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 鋼板からなる裏金と、該裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、該裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該すべり層の表面側で点在して当該すべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを有しており、該すべり層と表側金属メッキ層とが内面側に、裏側金属メッキ層が外面側に夫々配された円筒部を具備しており、該円筒部の円筒状の外面は、露出した裏側金属メッキ層の表面からなっており、該円筒部の円筒状の内面は、露出したすべり層の表面と表側金属メッキ層の表面とからなっている複層摺動部材。
- 合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂からなる請求項７に記載の複層摺動部材。
- 充填材は、硫酸バリウム、燐酸塩、珪酸塩、耐熱性樹脂及び固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項８に記載の複層摺動部材。
- 表側金属メッキ層及び裏側金属メッキ層のうちの少なくとも一方は、導電性を有する銅、錫、亜鉛及びニッケルのうちの少なくとも一つから選択されたものからなっている請求項７から９のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 表側金属メッキ層は、すべり層の表面積と表側金属メッキ層の表面積とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％の面積割合で点在して露出している請求項７から１０のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 円筒部の円筒状の外面に連接された一方の環状の側面と円筒部の円筒状の内面に連接された他方の環状の側面とを有していると共に円筒部の少なくとも一方の端部に一体的に形成された拡径鍔部を更に具備しており、拡径鍔部は、円筒部の裏金から一体的に伸びた鋼板からなる裏金と、円筒部の多孔質青銅焼結層から一体的に伸びて該拡径鍔部の裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、円筒部のすべり層から一体的に伸びて該拡径鍔部の多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、円筒部の裏側金属メッキ層から一体的に伸びて該拡径鍔部の裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該拡径鍔部のすべり層の表面側で点在して当該拡径鍔部のすべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に拡径鍔部の多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを有しており、拡径鍔部の一方の環状の側面は、露出した拡径鍔部の裏側金属メッキ層の表面からなっており、拡径鍔部の他方の環状の側面は、露出した拡径鍔部のすべり層の表面と表側金属メッキ層の表面とからなっている請求項７から１１のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 拡径鍔部におけるすべり層の合成樹脂組成物は、充填材を含有した四ふっ化エチレン樹脂からなる請求項１２に記載の複層摺動部材。
- 拡径鍔部におけるすべり層の合成樹脂組成物の充填材は、硫酸バリウム、燐酸塩、珪酸塩、耐熱性樹脂及び固体潤滑剤のうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項１３に記載の複層摺動部材。
- 拡径鍔部における表側金属メッキ層及び裏側金属メッキ層のうちの少なくとも一方は、導電性を有する銅、錫、亜鉛及びニッケルのいずれかから選択されたものからなっている請求項１２から１４のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 拡径鍔部における表側金属メッキ層は、拡径鍔部におけるすべり層の表面積と表側金属メッキ層の表面積とを合わせた合計表面積に対して０．１〜１０％の面積割合で点在して露出している請求項１２から１５のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 円筒部の円筒状の外面に連接された一方の環状の側面と円筒部の円筒状の内面に連接された他方の環状の側面とを有していると共に円筒部の他方の端部に一体的に形成された他の拡径鍔部を更に具備しており、他の拡径鍔部は、円筒部の裏金から一体的に伸びた鋼板からなる裏金と、円筒部の多孔質青銅焼結層から一体的に伸びて該他の拡径鍔部の裏金の表面に一体に形成された多孔質青銅焼結層と、円筒部のすべり層から一体的に伸びて該他の拡径鍔部の多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層と、円筒部の裏側金属メッキ層から一体的に伸びて該他の拡径鍔部の裏金の裏面に形成されていると共に導電性を有する裏側金属メッキ層と、該他の拡径鍔部のすべり層の表面側で点在して当該他の拡径鍔部のすべり層の表面と共に露出する表面を有すると共に他の拡径鍔部の多孔質青銅焼結層に一体に形成された表側金属メッキ層とを有しており、他の拡径鍔部の一方の環状の側面は、露出した他の拡径鍔部の裏側金属メッキ層の表面からなっており、他の拡径鍔部の他方の環状の側面は、露出した他の拡径鍔部のすべり層の表面と表側金属メッキ層の表面とからなっている請求項７から１６のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
- 導電性を有する金属製の連結軸と、夫々軸孔を有すると共に当該軸孔に挿通された該連結軸を介して互いに枢着された一対のヒンジ片と、円筒部が該一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合された請求項７から１６のいずれか一項に記載の複層摺動部材と、該一方のヒンジ片と他方のヒンジ片との間に、すべり層が他方のヒンジ片に接触して配されていると共に円環状の平板体からなっている請求項１から５のいずれか一項に記載の複層摺動部材とを具備しており、連結軸は、円筒部の内面に接触して当該円筒部及び平板体を貫通しているヒンジ構造。
- 導電性を有する金属製の連結軸と、夫々軸孔を有すると共に当該軸孔に挿通された該連結軸を介して互いに枢着された一対のヒンジ片と、円筒部が該一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合されている請求項１２から１７のいずれか一項に記載の複層摺動部材とを具備しており、複層摺動部材の拡径鍔部は、当該拡径鍔部のすべり層が他方のヒンジ片に接触して該一方のヒンジ片と他方のヒンジ片との間に配されており、連結軸は、円筒部の内面に接触して当該円筒部及び拡径鍔部を貫通しているヒンジ構造。
- 円柱軸部及び該円柱軸部の一方の端部に設けられた環状鍔部を備えていると共に導電性を有する金属製の連結軸と、夫々軸孔を有すると共に当該軸孔に挿通された該連結軸を介して互いに枢着された一対のヒンジ片と、円筒部が該一方のヒンジ片の軸孔において当該一方のヒンジ片に嵌合されている請求項１７に記載の複層摺動部材とを具備しており、複層摺動部材の拡径鍔部は、当該拡径鍔部のすべり層が連結軸の環状鍔部に接触して該一方のヒンジ片と連結軸の環状鍔部との間に配されており、複層摺動部材の他の拡径鍔部は、当該他の拡径鍔部のすべり層が他方のヒンジ片に接触して該一対のヒンジ片の間に配されており、連結軸の円柱軸部は、円筒部の内面に接触して当該円筒部、拡径鍔部、他の拡径鍔部及び他方のヒンジ片を貫通している共にその他方の端部で該他方のヒンジ片にカシメ固定されているヒンジ構造。
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