JP6209418B2 - 摺動部材、摺動部材を用いた自転車用部品、及び摺動部材を用いた釣り具用部品 - Google Patents

Description

本発明は、摺動部材、摺動部材を用いた自転車用部品、及び摺動部材を用いた釣り具用部品に関する。

摺動部材として、ニッケル等の金属めっき被膜中に固体潤滑剤としてフッ素化合物の微粒子が取り込まれた摺動層を基材上に形成したものが従来知られている（例えば、特許文献１参照）。このような摺動めっき層を設けることによって、部材の摺動性能が高くなる。とくに、固体潤滑剤の含有率を上げると、潤滑性能をさらに向上できる。

特許第４６８１１６１号公報

固体潤滑剤を含有する摺動層を設けると、部材の摺動性能が高くなるが、通常の金属めっき層よりも軟質のため摺動層が摩耗するおそれがある。

本発明の課題は、摺動部材において、摺動層の摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑制することにある。

本発明に係る摺動部材は、基材と、基材の少なくとも一部に配置され、固体潤滑剤及び固体潤滑剤よりも硬い硬質粒子を含む摺動層を備える。

この摺動部材では、基材上に固体潤滑剤と固体潤滑剤よりも硬い硬質粒子を含む摺動層が配置される。ここでは、摺動層が固体潤滑剤を含むため、摺動層の摺動性能を維持できる。また、摺動層が硬質粒子を含むため、固体潤滑剤だけを含む場合に比べて摺動層が硬質になる。このため、摺動層の摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑制することができる。

基材は、ステンレスを含む鉄、アルミニウム、チタン、複数の金属を重ねたクラッド材、黄銅及びこれらの合金からなる金属群から選択された少なくとも一種であってもよい。この場合には、基材が金属製であり、かつ摺動層によって比較的耐食性能を高めることができるので、摺動部材を屋外で使用できる。

摺動部材は、基材と摺動層との間に配置され、基材と摺動層との密着性を高める中間層をさらに備えてもよい。摺動層及び中間層は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された少なくとも一種の金属を含むめっき層である。この場合には、中間層を設けることによって摺動層が基材から剥がれにくくなる。また、摺動層及び中間層がめっきしやすい異なる種類の金属を含むめっき層で構成されるため、摺動層および中間層を容易に形成できる。

摺動部材は、基材と摺動層との間に配置され、基材と摺動層との密着性を高める中間層をさらに備えてもよい。摺動層及び中間層は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された同種の金属を含むめっき層である。この場合には、中間層を設けることによって摺動層が基材から剥がれにくくなる。また、摺動層及び中間層がめっきしやすい少なくとも同種の金属を含むめっき層が用いられるので、摺動めっき層と中間めっき層との密着性を高めることができる。

中間めっき層は、摺動めっき層に含有される固体潤滑剤より少ない量の固体潤滑剤を含んでもよい。この場合には、中間めっき層にも摺動めっき層よりも少ない量の固体潤滑剤が含まれるので、全体としての摺動性能がさらに高くなるとともに、摺動めっき層と中間めっき層との密着性がさらに向上する。

固体潤滑剤は、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、及び、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体からなる群から選択された少なくとも一種の粒子を含んでもよい。

固体潤滑剤は、フッ素化合物の粒子を含んでもよい。この場合には、フッ素化合物の粒子を含むフッ素化合物を含有するめっき被膜を形成できるので、摺動めっき層の摺動性能を高くできる。

フッ素化合物の粒子の含有率が３０容量パーセント以上７０容量パーセント以下であってもよい。この場合には、摺動めっき層におけるフッ素化合物の割合が多くなるため、摺動めっき層の摺動性能が高くなる。しかも、摺動めっき層と基材との間に中間めっき層が配置されるので、含有率を大きくして摺動性能を高めても、基材と摺動めっき層との密着性を高めることができる。

フッ素化合物が、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体からなる群から選択された少なくとも一種であってもよい。

硬質粒子は、ナノダイヤ、ＺｒＯ_２、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＢＮ（ボロンナイトライド）からなる群から選択された少なくとも一種であってもよい。

めっき層は、電気めっき処理によって形成されていてもよい。この場合には、電流値を変化させることによって、摺動めっき層及び中間めっき層の膜厚、並びに、摺動めっき層及び中間めっき層中の固体潤滑剤および硬質粒子の含有量を高精度に制御できる。

上記摺動部材を用いた自転車用部品であってもよい。この場合には、自転車用部品の摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑えることができる。

自転車用部品はフロントスプロケットであってもよい。この場合には、フロントスプロケットの摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑えることができる。

自転車用部品はリアスプロケットであってもよい。この場合には、リアスプロケットの摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑えることができる。

自転車用部品はチェーンであってもよい。この場合には、チェーンの摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑えることができる。

上記摺動部材を用いた釣り具用部品であってもよい。この場合には、釣り具用部品の摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑えることができる。

本発明によれば、摺動層が固体潤滑剤を含むため、摺動層の摺動性能を維持できる。また、摺動層が硬質粒子を含むため、固体潤滑剤だけを含む場合に比べて摺動層が硬質になる。このため、摺動層の摺動性能を維持して摺動層の摩耗を抑制することができる。

本発明の第１実施形態が採用された自転車の側面図。 本発明の第１実施形態による自転車用部品であるフロントスプロケットが採用されたクランク組立体の正面図。 第１フロントスプロケットの外表面の断面模式図。 第１実施形態の変形例の図３に相当する図。 摺動部材の製造方法を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態による自転車用部品であるフロントスプロケットが採用されたクランク組立体の正面図。 図６の切断面線VII−VIIによって切断したクランク組立体の断面拡大図。 第２実施形態の第１フロントスプロケットの図３に相当する図。 第２実施形態の第２フロントスプロケットの図３に相当する図。 第３実施形態によるリアスプロケット組立体の正面図。 第３リアスプロケットの正面図。 第３実施形態の第３リアスプロケットの図３に相当する図。 第３実施形態の変形例の図３に相当する図。 本発明の第４実施形態によるチェーンの平面一部断面図。 チェーンの側面図。 本発明の第５実施形態による釣り具用部品である釣り糸ガイドの正面図。 釣り糸ガイドの図３に相当する図。 本発明の第６実施形態による釣り具用部品であるピニオンギアの断面図。 第６実施形態の釣り具用部品であるピニオンギアの斜視図。 ピニオンギアの図３に相当する図。 他の実施形態の図３に相当する図。

図１において、本発明の複数の実施形態が採用された自転車は、マウンテンバイクと呼ばれる不整地走行が可能なものである。自転車は、ダイヤモンド形のフレーム体２とサスペンション機能を有するフロントフォーク３とを有するフレーム１と、ハンドル部４と、駆動部５と、前輪６と、後輪７と、フロントブレーキ装置９ｆ及びリアブレーキ装置９ｒとを備える。

フレーム１のフレーム体２は、パイプを溶接して製作されたものである。フレーム体２には、サドル１３や駆動部５を含む各部が取り付けられる。フロントフォーク３は、フレーム体２の前部に斜めに傾いた軸回りに揺動自在に装着される。

ハンドル部４は、フロントフォーク３の上部に固定されたハンドルステム１４と、ハンドルステム１４に固定されたハンドルバー１５とを有する。ハンドルバー１５の両端には、フロントブレーキ装置９ｆ及びリアブレーキ装置９ｒを操作するためのブレーキレバー１６が装着される。左右のブレーキレバー１６にはフロント外装変速装置１８ｆ及びリア外装変速装置１８ｒを変速操作するための変速レバー（図示せず）が一体又は別体で設けられる。

駆動部５は、フレーム体２の下部のハンガー部に設けられたクランク組立体２０と、クランク組立体２０に掛け渡されたチェーン１７と、フロント外装変速装置１８ｆ及びリア外装変速装置１８ｒとを有する。フロント外装変速装置１８ｆ及びリア外装変速装置１８ｒは、フレーム１の中間部及び後部に装着されたフロントディレーラ１９ｆ及びリアディレーラ１９ｒを夫々有する。フロントディレーラ１９ｆは、クランク組立体２０に設けられた、例えば３枚のフロントスプロケットのいずれかにチェーン１７を案内する。リアディレーラ１９ｒは、後輪７のハブに装着されたリアスプロケット組立体１１の、例えば９枚のリアスプロケットのいずれかにチェーン１７を案内する。

＜第１実施形態＞
図２に示すように、本発明の第１実施形態が採用されたクランク組立体２０は、クランク部２１と、本発明の第１実施形態による第１フロントスプロケット２２、第２フロントスプロケット２３、及び、第３フロントスプロケット２４を備える。クランク部２１は、フロントスプロケット２２，２３，２４の回転中心軸に関して径方向に沿って延びるクランクアーム２５と、クランクアーム２５と一体形成されるスプロケット取付部２６と、を有する。クランクアーム２５は、先端にペダル取付部２５ａを有し、基端にクランク軸取付部２５ｂを有する。スプロケット取付部２６は、クランク軸取付部２５ｂを中心として放射状に延びる複数（例えば４つ）の取付アーム２６ａと、それぞれの取付アーム２６ａの先端部に設けられるスプロケット固定部２６ｂと、を有する。スプロケット固定部２６ｂには、第１フロントスプロケット２２の固定用の図示しないねじ部材（例えばボルト部材）が貫通する貫通孔２６ｃが形成される。第１実施形態では、ねじ部材は、第１フロントスプロケット２２にねじ込まれる。なお、ねじ部材は、ナットに螺合して第１フロントスプロケットを固定するようにしてもよい。第１〜第３フロントスプロケット２２〜２４は、自転車用部品の一例である。

第１フロントスプロケット２２は、最も歯数が多く、例えば歯数は「４２」である。第１フロントスプロケット２２は、図示しないクランク軸に取り付けたときに、フロントスプロケット２２，２３，２４の回転中心軸に関する軸方向において、最もフレーム１（図１参照）から離れた外側に配置される。第２フロントスプロケット２３は、第１フロントスプロケット２２よりもフレーム１に近い内側に配置される。第２フロントスプロケット２３の歯数は、例えば「３２」である。第３フロントスプロケット２４は、軸方向において第２フロントスプロケット２３よりもフレーム１に近い内側に配置される。第３フロントスプロケット２４の歯数は、例えば歯数が「２４」である。

第１フロントスプロケット２２、第２フロントスプロケット２３、及び第３フロントスプロケット２４は、第１摺動部材２２ａ、第２摺動部材２３ａ、及び第３摺動部材２４ａを夫々有する。第１摺動部材２２ａ、第２摺動部材２３ａ、及び第３摺動部材２４ａは、チェーン１７（図１参照）にかみ合う、それぞれのスプロケットのスプロケット歯を構成する。スプロケット歯は、径方向においてスプロケットの最も外側に設けられ、クランク部２１のスプロケット取付部２６に固定される径方向の内側の第１取付部２２ｃ（第２フロントスプロケット２３の第２取付部及び第３フロントスプロケット２４の第３取付部は図示せず）よりも薄肉に形成される。第１実施形態では、第１摺動部材２２ａと第１取付部２２ｃは一体形成される。なお、第２摺動部材２３ａと第２取付部及び第３摺動部材２４ａと第３取付部も一体で形成される。したがって、スプロケット歯と径方向内側の部分との間に第１段差部２２ｂ、第２段差部２３ｂ、及び第３段差部２４ｂが第１〜第３フロントスプロケット２２〜２４に夫々形成される。第１摺動部材２２ａ、第２摺動部材２３ａ及び第３摺動部材２４ａは、第１段差部２２ｂ、第２段差部２３ｂ、及び第３段差部２４ｂから径方向外側に夫々設けられる。

図３に示すように、第１フロントスプロケット２２の第１摺動部材２２ａは、スプロケット歯を構成する基材３０と、摺動めっき層３２と、基材３０と摺動めっき層３２との間に配置され、基材３０と摺動めっき層３２との密着性を高める中間めっき層３４と、を備える。摺動めっき層３０は、摺動層の一例である。基材３０は、ステンレスを含む鉄、アルミニウム、チタン、黄銅を含む銅、例えばアルミニウムとステンレス等の複数の金属を重ねたクラッド材及びこれらの合金からなる金属群から選択された少なくとも一種である。第１実施形態では、基材３０は、第１フロントスプロケット２２のその他の部分も含めてアルミニウム合金製である。摺動めっき層３２及び中間めっき層３４は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された少なくとも一種の金属を含むめっき層である。摺動めっき層３２及び中間めっき層３４は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された同種の金属を含む。第１実施形態では、摺動めっき層３２は、ニッケルを含む。

摺動めっき層３２は、図３のＡ部に拡大して示すように、固体潤滑剤３２ａ及び固体潤滑剤３２ａよりも硬い硬質粒子３２ｂを含む。固体潤滑剤３２ａは、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、及び、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体からなる群から選択された少なくとも一種の粒子を含む。第１実施形態では、固体潤滑剤は、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体を含むフッ化化合物の粒子を有する。第１実施形態では、フッ素化合物としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が選ばれる。したがって、第１実施形態では、摺動めっき層３２は、フッ素化合物の粒子を含有するニッケルめっき層を有する。第１実施形態における固体潤滑剤３２ａとしてのフッ素化合物の粒子の含有率は、摺動めっき層３２全体の３０容量パーセント以上７０容量パーセント以下である。この実施形態では、含有率は、４０容量パーセント以上５０容量パーセント以下である。

硬質粒子３２ｂは、ナノダイヤ、ＺｒＯ_２（酸化ジルコニウム）、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＢＮ（ボロンナイトライド）からなる群から選択された少なくとも一種である。この実施形態では、硬質粒子３２ｂは、ＺｒＯ_２（酸化ジルコニウム）が選ばれる。硬質粒子３２ｂの含有率は、摺動めっき層３２全体の５容量パーセントから２０容量パーセントである。この実施形態では、含有率は、５容量パーセント以上１０容量パーセント以下である。

中間めっき層３４は、第１実施形態では、第１中間めっき層３４ａと第２中間めっき層３４ｂと有する。第１中間めっき層３４ａは、基材３０の外表面に形成される。第１実施形態では、第１中間めっき層３４ａは、例えば、亜鉛を含む。第２中間めっき層３４ｂは、第１中間めっき層３４ａと摺動めっき層３２との間に形成される。第２中間めっき層３４ｂは、例えば、ニッケルを含む。したがって、第１実施形態では、摺動めっき層３２と第２中間めっき層３４ｂが同種の金属（ニッケル）を含む。第１中間めっき層３４ａ及び第２中間めっき層３４ｂは、固体潤滑剤を含まない。摺動めっき層３２と中間めっき層３４の膜厚の合計は、２μm以上２０μm以下であり、摺動めっき層３２の膜厚は、１μm以上１５μm以下である。中間めっき層３４の膜厚は、１μm以上５μm以下である。また、中間めっき層３４の膜厚は、摺動めっき層３２の膜厚の５０パーセント以下であるのが好ましい。第１実施形態では、中間めっき層３４の膜厚は摺動めっき層３２の膜厚の１０パーセント以上３０パーセント以下である。摺動めっき層３２及び中間めっき層３４は、電気めっき処理によって形成される。これによって、摺動めっき層３２及び中間めっき層３４の膜厚制御が容易になる。

第２フロントスプロケット２３の第２摺動部材２３ａ及び第３フロントスプロケット２４の第３摺動部材２４ａは、第１フロントスプロケット２２の第１摺動部材２２ａと同様な構成である。

このような構成の第１摺動部材２２ａ、第２摺動部材２３ａ、及び第３摺動部材２４ａでは、基材３０上に摺動めっき層３２を直接形成するのではなく、基材３０と摺動めっき層３２との密着性を高めるための中間めっき層３４を基材３０と摺動めっき層３２との間に配置する。このため、摺動めっき層３２の摺動性能を高めても、摺動めっき層３２と中間めっき層３４との密着性及び中間めっき層３４と基材３０との密着性が高くなり、摺動めっき層３２が剥がれにくくなる。また、摺動めっき層３２に硬質粒子３２ｂが含まれるため、固体潤滑剤３２ａを摺動めっき層３２に含めても、固体潤滑剤３２ａだけを含む場合に比べて摺動めっき層３２が硬質になる。このため、摺動めっき層３２の摺動性能を維持して摺動めっき層３２の摩耗を抑制することができる。

また、基材３０が軽量なアルミニウム製であり、比較的耐食性能を高めることができる素材であるので、第１摺動部材２２ａ〜第３摺動部材２４ａの軽量化を図りつつ屋外での使用に耐えることができる。また、チェーン１７との摺動抵抗が小さくなり、動力伝達効率を向上させることができる。さらに、摺動めっき層３２に硬質粒子３２ｂが含まれるため、チェーン１７との接触による第１〜第３フロントスプロケット２２〜２４の摩耗を低減できる。

＜第１実施形態の変形例＞
図４において、変形例では、中間めっき層３４’の第２中間めっき層３４ｂ’が第１実施形態と異なる。第１実施形態では、第２中間めっき層３４ｂは、固体潤滑剤を含まなかったが、図４のＡ部に拡大して示すように、第２中間めっき層３４ｂ’は、摺動めっき層３２に含有される固体潤滑剤３２ａよりも少ない量の固体潤滑剤３２ａ’を含む。例えば、固体潤滑剤３２ａ’の含有率は、第２中間めっき層３４ｂ’全体の５容量パーセント以上３０容量パーセント未満である。この変形例では、固体潤滑剤３２ａ’の含有率は、１０容量パーセント以上２０容量パーセント以下である。変形例では、固体潤滑剤３２ａ’は、固体潤滑剤３２ａと同様なフッ化化合物である。このような構成であっても上記作用効果を奏することができる。なお、固体潤滑剤の種類は、第１実施形態で採用されたフッ素化合物に限定されず、第１実施形態で例示した群の少なくとも一種を選択できる。

次に、第１実施形態による摺動部材の製造方法について、第１フロントスプロケット２２を例に図５を参照して説明する。

基材となる第１フロントスプロケット２２において、好ましくは第１摺動部材２２ａとなる部分以外をマスキングする。そして、ステップＳ１では、第１摺動部材２２ａとなる部分を、脱脂洗浄剤を用いて脱脂処理して表面を清浄な状態にする。ステップＳ２では、第１フロントスプロケット２２の第１摺動部材２２ａの表面に形成される酸化アルミニウム被膜を除去する。ステップＳ３では、中間めっき層３４を形成する。第１実施形態では、ステップＳ３の中間めっき層形成処理では、第１中間めっき層３４ａを基材３０上に形成し、さらに第２中間めっき層３４ｂを第１中間めっき層３４ａ上に形成する。ここで、第１中間めっき層３４ａは、電気めっき処理によって、亜鉛（Ｚｎ）めっきされ、第２中間めっき層３４ｂは、電気めっき処理によって、ニッケルめっきされる。なお、変形例では、第２中間めっき層３４ｂ’は、電気めっき処理によって、固体潤滑剤としてのフッ素化合物を含むニッケルめっきされる。ただし、第２中間めっき層３４ｂ’のフッ素化合物の容積パーセントは、摺動めっき層３２よりも少ない。中間めっき層３４を形成すると、その上に、電気めっき処理によって、摺動めっき層３２が形成される。摺動めっき層３２は、電気めっき処理によって、固体潤滑剤３２ａとしてのフッ素化合物の粒子及び硬質粒子３２ｂとしてのＡｌ_２Ｏ_３の粒子を含んでニッケルめっきされる。これらの中間めっき層３４及び摺動めっき層３２の膜厚は、電気めっき処理によって、上述した値に制御される。

＜第２実施形態＞
図６及び図７に示すように、本発明の第２実施形態が採用されたクランク組立体１２０は、クランク部１２１と、本発明の第２実施形態による第１フロントスプロケット１２２及び第２フロントスプロケット１２３を備える。第１フロントスプロケット１２２及び第２フロントスプロケット１２３は、自転車用部品の一例である。クランク部１２１は、フロントスプロケット１２２，１２３の回転中心軸に関して径方向に沿って延びるクランクアーム１２５と、クランクアーム１２５と一体形成されるスプロケット取付部１２６（と、を有する。クランクアーム１２５は、先端にペダル取付部１２５ａを有し、基端にクランク軸取付部１２５ｂを有する。スプロケット取付部１２６は、クランク軸取付部１２５ｂを中心として放射状に延びる複数（例えば４つ）の取付アーム１２６ａと、それぞれの取付アーム１２６ａの先端部に凹んで設けられるスプロケット固定部１２６ｂ（図６の左上が２６ｂとなっています）と、を有する。スプロケット固定部１２６ｂには、第１フロントスプロケット１２２にねじ込まれる固定用のねじ部材（例えばボルト部材）１２７（図７参照）が貫通する貫通孔１２６ｃが形成される。

第１フロントスプロケット１２２は、最も歯数が多い。第１フロントスプロケット１２２は、図示しないクランク軸に取り付けたときに、フロントスプロケット１２２，１２３の回転中心軸に関する軸方向において、最もフレーム１（図１参照）から離れた外側に配置される。第２フロントスプロケット１２３は、第１フロントスプロケット１２２よりも歯数が少なく、軸方向において第１フロントスプロケット１２２のフレーム１に近い内側に配置される。

第１フロントスプロケット１２２及び第２フロントスプロケット１２３は、第１摺動部材１２２ａ及び第２摺動部材１２３ａ（図７参照）を夫々有する。第１摺動部材１２２ａ及び第２摺動部材１２３ａは、チェーン１７（図１参照）にかみ合う、それぞれのスプロケットのスプロケット歯を構成する。第１摺動部材１２２ａは、径方向の最も外側に設けられる。第１フロントスプロケット１２２は、第１摺動部材１２２ａと一体回転可能に装着される第１取付部１２２ｃをさらに有する。したがって、第２実施形態では、第１摺動部材１２２ａは、クランク部１２１のスプロケット取付部１２６に固定される径方向の内側の第１取付部１２２ｃと別体で形成される。第１摺動部材１２２ａは、金属製（例えば、チタン製）の部材であり、第１取付部１２２ｃは、合成樹脂製（例えば、炭素繊維強化樹脂製）の部材である。第２実施形態の第１フロントスプロケット１２２は、図７に太線で示すように、金属製の部分である第１摺動部材１２２ａの表面に、図８に示す摺動めっき層１３２及び中間めっき層１３４が形成される。なお、摺動めっき層１３２及び中間めっき層１３４を第１摺動部材１２２ａに部分的（例えば、スプロケット歯の形成部分）だけに設けてもよい。図７に示すように、第１取付部１２２ｃは、複数枚のカーボン繊維のプリプレグを金型に入れて成型された外側部材１２２ｄ及び外側部材１２２ｄと対向して配置された内側部材１２２ｅを有する。外側部材１２２ｄと同様に内側部材１２２ｅは、複数枚のカーボン繊維のプリプレグを金型に入れて成型される。内側部材１２２ｅは、第２フロントスプロケット１２３に対向して配置される。また、第１取付部１２２ｃは、ねじ部材１２７に螺合するナット部材１２２ｇがインサート成形等の適宜の成形方法で一体形成された合成樹脂製（例えば、ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂などの合成樹脂製）のナット取付部１２２ｆを有する。第１摺動部材１２２ａ、外側部材１２２ｄ、内側部材１２２ｅ、及びナット取付部１２２ｆは、例えば、接着剤或いは一体成型によって固定される。

図７に太線で示すように、第２フロントスプロケット１２３の第２摺動部材１２３ａは、第２取付部１２３ｃとの境界部分にある第２段差部１２３ｂから径方向外側に設けられる。したがって、第１実施形態と同様に第２フロントスプロケット１２３は第２摺動部材１２３ａと第２取付部１２３ｃとが一体で形成される。

図８に示すように、第２実施形態の第１フロントスプロケット１２２の第１摺動部材１２２ａは、スプロケット歯を構成する基材１３０と、固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを含む摺動めっき層１３２と、基材１３０と摺動めっき層１３２との間に配置され、基材１３０と摺動めっき層１３２との密着性を高める中間めっき層１３４と、を備える。基材１３０は、第１実施形態と同様な金属及びその合金からなる金属群から選択された少なくとも一種である。第２実施形態では、基材１３０は、例えばチタン合金製である。摺動めっき層１３２及び中間めっき層１３４は、第１実施形態と同様な金属からなる群から選択された少なくとも一種の金属を含むめっき層である。第２実施形態では、摺動めっき層１３２は、ニッケルを含む。摺動めっき層１３２は、図８のＡ部に拡大して示すように、更に固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを含む。固体潤滑剤３２ａは、第１実施形態と同じ群から選択された少なくとも一種の粒子を含む。第２実施形態では、フッ素化合物としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が選ばれる。したがって、第２実施形態では、摺動めっき層１３２は、フッ素化合物の粒子を含有するニッケルめっき層を有する。第２実施形態における固体潤滑剤３２ａとしてのフッ素化合物の粒子の含有率は、摺動めっき層１３２の３０容量パーセント以上７０容量パーセント以下である。第２実施形態では、含有率は、４０容量パーセント以上５０容量パーセント以下である。また硬質粒子３２ｂは、第１実施形態と同じ群から選択された少なくとも一種の粒子を含む。第２実施形態では、第１実施形態と同様にＺｒＯ_２が選ばれる。硬質粒子３２ｂの含有量は、第１実施形態と同様である。

中間めっき層１３４は、第２実施形態では、第１中間めっき層１３４ａと第２中間めっき層１３４ｂと有する。第１中間めっき層１３４ａは、基材１３０の外表面に形成される。第２実施形態では、第１中間めっき層１３４ａは、例えば、亜鉛を含む。第２中間めっき層１３４ｂは、第１中間めっき層１３４ａと摺動めっき層１３２との間に形成される。第２中間めっき層１３４ｂは、例えば、ニッケルを含む。したがって、第２実施形態では、摺動めっき層１３２と第２中間めっき層１３４ｂが同種の金属（ニッケル）を含む。第１中間めっき層１３４ａ及び第２中間めっき層１３４ｂは、固体潤滑剤を含まない。摺動めっき層１３２と中間めっき層１３４の膜厚の合計は、２μm以上２０μm以下であり、摺動めっき層１３２の膜厚は、１μm以上１５μm以下である。中間めっき層１３４の膜厚は、１μm以上５μm以下である。また、中間めっき層１３４の膜厚は、摺動めっき層１３２の膜厚の５０パーセント以下であるのが好ましい。第２実施形態では、中間めっき層１３４の膜厚は摺動めっき層１３２の膜厚の１０パーセント以上３０パーセント以下である。摺動めっき層１３２及び中間めっき層１３４は、電気めっき処理によって形成される。これによって、摺動めっき層１３２及び中間めっき層１３４の膜厚制御が容易になる。

図９に示すように、第２実施形態の第２フロントスプロケット１２３の第２摺動部材１２３ａは、図９のＡ部に拡大して示す固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを有する摺動めっき層１３２は同じであるが、第１フロントスプロケット１２２の第１摺動部材１２２ａと中間めっき層１３４’が異なる。すなわち、中間めっき層１３４’が亜鉛だけの一種の金属めっき層で構成される。中間めっき層１３４’の膜厚は、第１フロントスプロケット１２２の第１摺動部材１２２ａと同じである。中間めっき層１３４’には、固体潤滑剤が含まれていないが、固体潤滑剤が含まれてもよい。

このような構成の第１摺動部材１２２ａ及び第２摺動部材１２３ａでは、基材１３０上に摺動めっき層１３２を直接形成するのではなく、基材１３０と摺動めっき層１３２との密着性を高めるための中間めっき層１３４（又は１３４’）を基材１３０と摺動めっき層１３２との間に配置する。このため、固体潤滑剤３２ａの含有率を増やして摺動めっき層１３２の摺動性能を高めても、摺動めっき層１３２と中間めっき層１３４（又は１３４’）との密着性及び中間めっき層１３４（又は１３４’）と基材１３０との密着性が高くなり、摺動めっき層１３２がさらに剥がれにくくなる。また、摺動めっき層１３２に硬質粒子３２ｂが含まれるため、固体潤滑剤３２ａを摺動めっき層１３２に含めても、固体潤滑剤３２ａだけを含む場合に比べて摺動めっき層１３２が硬質になる。このため、摺動めっき層１３２の摺動性能を維持して摺動めっき層１３２の摩耗を抑制することができる。

また、基材１３０が軽量で耐食性が高いチタン製であるので、第１摺動部材１２２ａ及び第２摺動部材１２３ａの軽量化を図りつつ屋外での使用に耐えることができる。

＜第３実施形態＞
図１０及び図１１に示すように、本発明の第３実施形態が採用されたリアスプロケット組立体１１は、それぞれ歯数が異なる第１リアスプロケット４１から第９リアスプロケット４９の例えば９個のリアスプロケットを有する。第１リアスプロケット４１から第９リアスプロケット４９は、自転車用部品の一例である。第１リアスプロケット４１の歯数は例えば「１１」であり歯数が最も少ない。第９リアスプロケット４９の歯数は例えば「３２」であり歯数が最も多い。第２リアスプロケット４２から第８リアスプロケット４８までの歯数はその間の適宜の歯数に設定される。第１リアスプロケット４１から第９リアスプロケット４９は、図示しない後輪のリアハブに一体的に回転可能に取り付けられる。図１１に、リアスプロケットの一例として第３リアスプロケット４３を示す。第３リアスプロケット４３は、スプロケット歯を構成する摺動部材４３ａと、摺動部材４３ａの内周側に配置されリアハブに取り付けられる取付部４３ｂと、を有する。その他のリアスプロケットも同様に摺動部材と取付部とを有する。摺動部材４３ａは、スプロケット歯を構成し最も径方向外側に設けられる。摺動部材４３ａと取付部４３ｂとの境界部分を図１１に破線で示す。

摺動部材４３ａは、図１２に示すように、基材２３０と、図１２のＡ部に拡大して示す固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを含む摺動めっき層２３２と、基材２３０と摺動めっき層２３２の間に配置され、基材２３０と摺動めっき層２３２との密着性を高める中間めっき層２３４と、を有する。基材２３０は、第１実施形態で例示した金属群から選択された少なくとも一種であり、第３実施形態では、基材２３０は、ステンレスを含む鉄が選ばれる。摺動めっき層２３２は、第１実施形態で例示された複数の金属群から選択された少なくとも一種の金属であり、第３実施形態では、固体潤滑剤３２ａが分散共析されたニッケルが選ばれる。固体潤滑剤３２ａは、第１実施形態で例示された複数の物質からなる群から選択された一種であり、第３実施形態では、第１実施形態と同様にフッ素化合物としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が選ばれる。硬質粒子３２ｂは、第１実施形態で例示された複数の物質からなる群から選択された一種であり、第３実施形態では、第１実施形態と同様にＺｒＯ_２が選ばれる。中間めっき層２３４は、第１実施形態で例示された複数の金属群から選択された少なくとも一種の金属であり、第３実施形態では、ニッケルが選ばれる。第３実施形態では、中間めっき層２３４には、固体潤滑剤は含まれない。なお、摺動めっき層及び中間めっき層の膜厚及び固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂの割合などのその他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このような構成の第３実施形態によるリアスプロケット組立体１１では、上記作用効果に加えて、リアスプロケット組立体１１の耐食性を向上させることができる。

＜第３実施形態の変形例＞
第３実施形態では、摺動部材４３ａの基材２３０がステンレスを含む鉄製であったが、図１３に示す変形例では、摺動部材４３ａ’の基材２３０’が鉄製ではなく、複数種の金属を積層したクラッド材製である。第３実施形態の変形例では、例えば、基材２３０’にステンレスの間にアルミニウムを挟んで積層したクラッド材を用いる。図１３Ａに拡大して示す固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを有する摺動めっき層２３２および中間めっき層２３４は、第３実施形態と同様である。

＜第４実施形態＞
図１４及び図１５に示すように、本発明の第４実施形態が採用された自転車用部品としてのチェーン１７は、一対の外側リンクプレート３５０と、一対の外側リンクプレート３５０と交互に配置された一対の内側リンクプレート３５１と、両リンクプレート３５０，３５１を連結する連結ピン３５２と、一対の内側リンクプレート３５１の内側に配置され連結ピン３５２の軸回りに回転自在なローラ３５３とを有する。

外側リンクプレート３５０及び内側リンクプレート３５１は、例えば厚みが０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のステンレスを含む鋼板を、打ち抜き加工により両端を円形のひょうたん形に形成した板状部材である。外側リンクプレート３５０及び内側リンクプレート３５１の両端部には、連結ピン３５２が貫通可能な連結孔３５０ｂ，３５１ｂがそれぞれ形成される。外側リンクプレート３５０、内側リンクプレート３５１、連結ピン３５２、及びローラ３５３は、図１２に示すリアスプロケット４３と同様な構成の摺動部材３５０ａ，３５１ａ，３５２ａ，３５３ａをそれぞれ有する。摺動部材３５０ａ，３５１ａ，３５２ａ，３５３ａは、図１４及び図１５に太線で示す領域に設けられる。ここで、摺動部材３５０ａ，３５１ａ，３５２ａ，３５３ａは、図１２に示すように、基材２３０と、図１２のＡ部に拡大して示す固体潤滑剤３２ａを含む摺動めっき層２３２と、基材２３０と摺動めっき層２３２との間に配置され、基材２３０と摺動めっき層２３２との密着性を高める中間めっき層２３４と、を有する。なお、摺動めっき層２３２及び中間めっき層２３４の膜厚及び固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂの割合などのその他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このような構成のチェーン１７では、上記作用効果に加えてクランク組立体２０とリアスプロケット組立体１１との間の摺動抵抗を低減でき、回転伝達効率をさらに向上させることができる。また、チェーン１７の耐食性を高めることもできる。

＜第５実施形態＞
上記第１実施形態から第４実施形態では、自転車用部品を例に本発明を説明したが、第５実施形態以降では、釣り具用部品を例に本発明を説明する。

図１６に示すように、第５実施形態を採用した釣り糸ガイド４５４は、釣り竿４５２の外周面に固定される部材である。釣り糸ガイド４５４は、釣り具用部品の一例である。釣り糸ガイド４５４は、釣り竿４５２の外周面に固定される固定部４５５と、固定部４５５より起立する脚部４５６と、脚部４５６の頭端に形成された釣り竿４５２の軸方向に沿って貫通する貫通孔４５７ａを有するガイドフレーム４５７と、貫通孔４５７ａにはめ込まれ釣り糸Ｌが挿通可能なガイドリング４５８と、を有する。

ガイドリング４５８は、釣り糸が内部を挿通可能なリング部材である。ガイドリング４５８は、摺動部材４５８ａを有する。図１７に示すように、摺動部材４５８ａは、環状の基材４３０と、図１７のＡ部に拡大して示す固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを有する摺動めっき層４３２と、基材４３０と摺動めっき層４３２との間に配置され、基材４３０と摺動めっき層４３２との密着性を高める中間めっき層４３４と、を有する。基材４３０は、例えばステンレス（ＳＵＳ）などの硬質金属製の環状部材である。摺動めっき層４３２及び中間めっき層４３４は、基材４３０の全周を覆うように形成される。基材４３０は、図１２に示す第３実施形態と同様な構成である。なお、摺動めっき層４３２及び中間めっき層４３４の膜厚並びに固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂの割合などのその他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このような構成の釣り糸ガイド４５４では、上記作用効果に加えて釣り糸との摺動抵抗が小さくなり、ライントラブルを減少させることができる。しかも釣り糸Ｌとの接触が頻繁に生じても、ガイドリング４５８が磨耗しにくくなる。

＜第６実施形態＞
図１８及び図１９に示すように、第６実施形態を採用した釣り具用部品としてのピニオンギア５６０は、両軸受リール、電動リール、スピニングリールなどの釣り用リールに用いられる。ピニオンギア５６０は、摺動部材５６０ａを有する。摺動部材５６０ａは、スプール軸１６が中心を貫通する段付きの貫通孔５６０ｂを有する筒状部材である。摺動部材５６０ａは、図示しないリール本体に軸受を介して両端が回転自在かつ軸方向移動可能に支持される。摺動部材５６０ａは、クラッチ係合部５６０ｃと、ギア部５６０ｄと、くびれ部５６０ｅと、を有する。クラッチ係合部５６０ｃは、図示しないクラッチピンが係合する溝である。ギア部５６０ｄは、ハンドルに連動して回転可能な図示しない駆動ギアが噛み合うギア歯を有する。くびれ部５６０ｅは、図示しないクラッチ機構を動作させるクラッチ制御機構に係合する。ピニオンギア５６０は、クラッチ係合部がクラッチピンに係合するオン位置と、クラッチ係合部がクラッチピンから離脱するオフ位置とに移動する。これらの構成は、公知であるため詳細な説明を省略する。

摺動部材５６０ａは、図２０に示すように、基材５３０と、図２０のＡ部に拡大して示す固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂを含む摺動めっき層５３２と、基材５３０と摺動めっき層５３２の間に配置され、基材５３０と摺動めっき層５３２との密着性を高める中間めっき層５３４と、を有する。ここで摺動部材５６０ａにおいて、図１８に太線で示す場所、及び図１９において網掛けした場所に摺動めっき層５３２及び中間めっき層５３４が形成される。したがって、第６実施形態では、摺動部材５６０ａのうち、ギア部５６０ｄには、摺動めっき層５３２及び中間めっき層５３４設けられていない。これは、ピニオンギア５６０の製造過程の途中ではこれらのめっき層は形成されるが、製造の最終段階でギア部５６０ｄを切削加工によって形成するためである。なお、ギア部を形成してからめっき処理を行って、ギア部にも摺動めっき層及び中間めっき層を設けてもよい。

図２０に示すように、基材５３０は、第１実施形態で例示された金属群から選ばれた一種の金属製である。第６実施形態では、黄銅が選ばれる。なお、基材５３０がステンレス製であってもよい。黄銅は、強度が高い高力黄銅である。摺動めっき層５３２は、第１実施形態で例示された複数の金属群から選択された少なくとも一種の金属であり、第６実施形態では、固体潤滑剤３２ａが分散共析されたニッケルが選ばれる。固体潤滑剤は、第１実施形態で例示された複数の物質からなる群から選択された一種であり、第６実施形態では、第１実施形態と同様にフッ素化合物としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が選ばれる。硬質粒子３２ｂは、第１実施形態で例示された複数の物質からなる群から選択された一種であり、第６実施形態では、第１実施形態と同様にＺｒＯ_２が選ばれる。中間めっき層５３４は、第１実施形態で例示された複数の金属群から選択された少なくとも一種の金属であり、第６実施形態では、銅が選ばれる。第６実施形態では、中間めっき層５３４には、固体潤滑剤は含まれない。なお、摺動めっき層５３２及び中間めっき層５３４の膜厚並びに固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ｂの割合などのその他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このような構成の第６実施形態によるピニオンギアでは、上記作用効果に加えて軸受によって支持される両端を含んで摺動めっき層が形成されるため、回転効率が向上する。また、オン位置とオフ位置とへの軸方向への移動のときの摺動抵抗が小さくなり、クラッチのオンオフをスムーズに行える。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）上記実施形態では、固体潤滑剤としてフッ素化合物としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が選ばれるが、本発明はこれに限定されない。固体潤滑剤は、上記した、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、及び、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体からなる群から選択された少なくとも一種の粒子を含めばよい。

（ｂ）上記実施形態では、摺動めっき層としてニッケルめっき層を例示したが、本発明はこれに限定されない。摺動めっき層は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された金属を含んでもよい。

（ｃ）上記実施形態では、自転車用部品として、クランク組立体のスプロケット、リアスプロケット組立体のスプロケット、自転車用のチェーンを例示し、釣り具用部品として、釣り糸ガイド及びピニオンギアを例示したが本発明はこれに限定されない。本発明に係る摺動部材を有する自転車用部品は、例えば、ブレーキ装置とブレーキ操作装置又は変速装置と変速操作装置などを連結可能な制御ケーブルであってもよい。また、ブレーキレバー１６のレバー部分、内装又は外装変速装置の摺動部分に本発明に係る摺動部材を用いてもよい。さらに、釣り具用部品としては、糸巻用のスプール又はドラグ調整用のねじ部分、或いは、釣り針に摺動部材を用いてもよい。

（ｄ）上記実施形態では、硬質粒子３２ｂとしてＺｒＯ_２を例示したが、本発明はこれに限定されない。硬質粒子３２ｂは、ナノダイヤ、ＺｒＯ_２、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＢＮ（ボロンナイトライド）からなる群から選択された少なくとも一種であればよい。

（ｅ）上記実施形態では、摺動層をめっき層としたが、本発明はこれに限定されない。摺動層は、めっき層以外の層であってもよい。たとえば、イオンプレイティング等の薄膜形成処理によって摺動層を形成してもよい。

（ｆ）上記実施形態では、中間層を設けたが、図２１に示すように、中間めっき層を設けずに基材６３０上に固体潤滑剤３２ａ及び硬質粒子３２ａを含む摺動層６３２を直接形成してもよい。

（ｇ）上述の各実施形態で示した、基材、中間めっき層、摺動めっき層の各組み合わせは、他の実施形態にも適用できる。

１７ チェーン
２２，１２２ 第１フロントスプロケット
２３，１２３ 第２フロントスプロケット
２２ａ，２３ａ，２４ａ，４３ａ，４３ａ’，１２２ａ，１２３ａ，４５８ａ，５６０ａ 摺動部材
３０，１３０，２３０，２３０’，４３０，５３０，６３０ 基材
３２，１３２，２３２，４３２，５３２，６３２ 摺動めっき層
３２ａ 固体潤滑剤
３２ｂ 硬質粒子
３４，１３４，１３４’，２３４，４３４，５３４ 中間めっき層
３４ａ，１３４ａ 第１中間めっき層
３４ｂ，３４ｂ’，１３４ｂ 第２中間めっき層
４１〜４９ 第１〜第９リアスプロケット
４５４ 釣り糸ガイド
５６０ ピニオンギア

Claims (14)

1. 基材と、
   前記基材の少なくとも一部に配置され、固体潤滑剤及び前記固体潤滑剤よりも硬い硬質粒子を含む摺動層と、
   前記基材と前記摺動層との間に配置され、前記基材と前記摺動層との密着性を高める中間層と、
   を備え、
   前記摺動層及び前記中間層は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された少なくとも一種の金属を含むめっき層であり、
   前記中間層は、前記摺動層の固体潤滑剤の含有率より低い含有率の固体潤滑剤を含む、摺動部材。
2. 基材と、
   前記基材の少なくとも一部に配置され、固体潤滑剤及び前記固体潤滑剤よりも硬い硬質粒子を含む摺動層と、
   前記基材と前記摺動層との間に配置され、前記基材と前記摺動層との密着性を高める中間層と、
   を備え、
   前記摺動層及び前記中間層は、ニッケル、銅、すず、及び亜鉛からなる群から選択された同種の金属を含むめっき層であり、
   前記中間層は、前記摺動層の固体潤滑剤の含有率より低い含有率の固体潤滑剤を含む、摺動部材。
3. 前記基材は、鉄、アルミニウム、チタン、及びこれらの合金からなる金属群、並びに複数の金属を重ねたクラッド材から選択された少なくとも一種である、請求項１又は２に記載の摺動部材。
4. 前記固体潤滑剤は、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、及び、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体からなる群から選択された少なくとも一種の粒子を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動部材。
5. 前記固体潤滑剤は、フッ素化合物の粒子を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動部材。
6. 前記フッ素化合物の粒子の含有率が３０容量パーセント以上７０容量パーセント以下である、請求項５に記載の摺動部材。
7. 前記フッ素化合物が、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体からなる群から選択された少なくとも一種である、請求項５に記載の摺動部材。
8. 前記硬質粒子は、ナノダイヤ、ＺｒＯ_２、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＢＮ（ボロンナイトライド）からなる群から選択された少なくとも一種である、請求項１から７のいずれか１項に記載の摺動部材。
9. 前記めっき層は、電気めっき処理によって形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動部材。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の前記摺動部材を用いた自転車用部品。
11. 前記自転車部品はフロントスプロケットである、請求項１０に記載の自転車部品。
12. 前記自転車部品はリアスプロケットである、請求項１１に記載の自転車部品。
13. 前記自転車部品はチェーンである、請求項１２に記載の自転車部品。
14. 釣り具に用いられる釣り具用部品であって、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の前記摺動部材を用いた釣り具用部品。

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