摺動機構及びその摩擦低減方法
【課題】摺動面で潤滑膜が生成されて摩擦低減性能を発揮出来る摺動部材の提供。
【解決手段】摺動面に窒化チタン系材料（例えば、窒化チタンカーボン、窒化チタン、窒化チタンアルミ）をコーティングし、ディーゼルエンジンオイルにモリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加し、摺動部材の算術平均粗さを２〜１０ｎｍにして、ゾンマーフェルド数の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いる。
【解決手段】摺動面に窒化チタン系材料（例えば、窒化チタンカーボン、窒化チタン、窒化チタンアルミ）をコーティングし、ディーゼルエンジンオイルにモリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加し、摺動部材の算術平均粗さを２〜１０ｎｍにして、ゾンマーフェルド数の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の摺動部材（例えば軸）と他方の摺動部材（例えば軸受）とから成り、両者が潤滑剤により潤滑されている摺動機構に関し、その様な摺動機構における摩擦低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動部材として鋼等の鉄系材料を用いた場合に、摩擦緩和剤であるモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）等の有機モリブデン系潤滑油添加剤を潤滑剤に添加すれば、低摩擦性能を発揮することが、従来から知られている。
【０００３】
ここで、産業界で実際に使用されている潤滑剤（例えばエンジンオイル）には、様々な添加剤が含有されている。例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）に代表される極圧剤や、清浄分散剤等は、潤滑剤と同様に、摺動面に潤滑膜を生成してしまう。そのため、有機モリブデン系潤滑油添加剤が添加された潤滑油が摺動面で潤滑膜を十分に生成できなくなってしまう。
すなわち、潤滑油添加剤以外の各種添加剤が潤滑膜を生成する際に競合してしまい、有機モリブデン系潤滑油添加剤を添加しても、その効果が得られず、或いは、その効果が十分に発揮できない場合が存在する。
特に、ディーゼルエンジンオイルは清浄分散剤を多く含有するので、有機モリブデン系潤滑油添加剤を添加しても、その効果が得られず、或いは、その効果が十分に発揮できない、という現象が顕著に現れてしまう。
【０００４】
その他の従来技術として、例えば、ジアルキルジチオ亜鉛化合物と潤滑剤とを混合する技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術は、低〜中温度領域における摩擦係数を低減することを目的としており、上述した問題を解消することは意図していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、摺動面で潤滑膜が生成されて摩擦低減性能を発揮出来る摺動部材の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は種々研究の結果、一般的なディーゼルエンジンオイルであっても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加し、少なくとも一方の摺動部材を窒化チタン系材料（例えば、窒化チタンカーボン、窒化チタン、窒化チタンアルミ）でコーティングすれば、一定の条件下であれば、摩擦係数が減少して、低摩擦性能が発揮されることを見出した。
本発明は、係る知見に基いて創作されたものである。
【０００８】
本発明の摺動機構は、ゾンマーフェルド数（Ｓ＝粘度×速度÷荷重）の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いられ、鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面が窒化チタン系材料でコーティングされており、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑剤として摺動部材間に介在しており、摺動部材の算術平均粗さが２〜１０ｎｍの範囲であることを特徴としている。
【０００９】
そして、本発明の摺動機構の摩擦低減方法は、鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面に窒化チタン系材料をコーティングし、ディーゼルエンジンオイルにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加し、摺動部材の算術平均粗さを２〜１０ｎｍにして、ゾンマーフェルド数（Ｓ＝粘度×速度÷荷重）の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いることを特徴としている。
【００１０】
本発明において、前記窒化チタン系材料は、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）であるのが好ましい。
または、前記窒化チタン系材料は、窒化チタンであり、摺動部材の算術平均粗さが２〜４ｎｍであるのが好ましい。
或いは、前記窒化チタン系材料は、窒化チタンカーボンであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上述する構成を具備する本発明によれば、通常のディーゼルエンジンオイルでは摩擦係数が増加してしまう窒化チタン系材料（例えば、窒化チタンカーボン、窒化チタン、窒化チタンアルミ）でコーティングされた摺動面を有していても、摩擦性能が大幅に低下する。
ここで、潤滑条件を上述した範囲内にすることにより、摺動部材間に潤滑膜が生成される境界摩擦の領域で良好な潤滑性能が発揮されることが、確認されている。すなわち、本発明によれば、清浄分散剤を多く含有するディーゼルエンジンオイルであっても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した際に、その効果が十分に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実験例で使用したボールオンディスク形式の高周波往復装置の概念図である。
【図２】実験例１の８種類のサンプルにおける摩擦係数を比較して示す図である。
【図３】実験例１の８種類のサンプルにおける摩耗量を比較して示す図である。
【図４】実験例２の結果を示す図であって、潤滑条件と摩擦係数の関係を示している。
【図５】実験例６の８種類のサンプルにおける摩擦係数を比較して示す図である。
【図６】実験例６の８種類のサンプルにおける摩耗量を比較して示す図である。
【図７】実験例１０の８種類のサンプルにおける摩擦係数を比較して示す図である。
【図８】実験例１０の８種類のサンプルにおける摩耗量を比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態として、例えば軸受構造において、一方の摺動部材が軸であり、当該軸の外周面（摺動面）を物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、窒化チタン系材料である窒化チタンカーボン（ＴｉＡｌＮ）でコーティングした。そして、軸表面の算術平均粗さを５．０ｎｍとした。
一方、他方の摺動部材として、軸受（少なくとも、インナーレース）を高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で製造した。
そして、潤滑剤として、日本自動車技術会規格「ＤＨ−２」のディーゼルエンジンオイルに、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加したものを用いた。
【００１４】
係る軸受をゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で、使用した。ここでゾンマーフェルト数は、粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した数値である。
その結果、係る軸受は、摺動する双方の部材が高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）であり、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加していないディーゼルエンジンオイル（ＤＨ−２）で潤滑し、ゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で使用した場合に比較して、摩擦係数が著しく減少した。
【００１５】
［実験例１］
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いて、実験例１を行なった。
図１において、平板状の基材１０（算術平均粗さ５．０ｎｍ）上に、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）製のボール２０を載置して、基材１０とボール２０の間をディーゼルエンジンオイルで潤滑した。
【００１６】
図１において、矢印Ｐはボール２０に負荷される荷重であり、矢印Ｆは摩擦力が作用する方向である。
荷重Ｐについては、後述する実験例２における潤滑条件がなるべく等間隔に配列されるように、１０００ｇ或いは４００ｇとした。
【００１７】
基材１０は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した場合と、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）のボール２０側（摺動面側）に窒化チタンアルミをコーティングした場合とに分けた。
潤滑剤については、２種類のディーゼルエンジンオイル{米国石油学会の規格「ＣＤ」のディーゼルエンジンオイル（以下、符号「ＣＤ」で示す）と、出願人が所属するボルボグループ独自の規格では「ＶＤＳ−４」であり且つ日本自動車技術会規格では「ＤＨ−２」であるディーゼルエンジンオイル（以下、符号「ＶＨＳ−４（ＤＨ−２）」で示す）：何れも一般的なディーゼルエンジンオイル}を使用した。そして、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した場合と、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない場合とに分けた。
【００１８】
基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせることにより、全部で８通りのサンプル（下表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．８）について、実験を行なった。
８種類のサンプルの各々について、基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせを、下表１で示す。
表１
【００１９】
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いた実験例１の実験結果が、図２で示されている。
図２の横軸は摩擦係数μを示し、縦軸はサンプルＮｏ．を示している。
図２において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２、サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６とを比較すると、２種類のディーゼルエンジンの何れにおいても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない場合には、基材１０に窒化チタンアルミをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．６）は、基材１０に窒化チタンアルミをコーティングしないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．５）よりも摩擦が大きく（μが大きい）、潤滑性能が劣っていることが分る。
このことから、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイトを添加しない場合（一般的な場合）には、窒化チタンアルミをコーティングすると、潤滑性能は低下することが分る。
【００２０】
これに対して、図２においてサンプルＮｏ．４、Ｎｏ．８の結果を、その他の資料の結果と比較すると、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンアルミをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが理解される。
すなわち、実験例１から、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加して、且つ、摺動材料の一方に窒化チタンアルミをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが確認された。
換言すれば、実験例１より、清浄分散剤を多く含有する通常のディーゼルエンジンオイルを潤滑剤として用いる場合でも、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑膜を生成することを、清浄分散剤が阻害してしまうことがなく、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルの潤滑膜が生成されて、潤滑性能を発揮したために、摩擦係数μが低下したと推定される。
【００２１】
なお、従来から公知のモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合の低摩擦性能は、サンプルＮｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５とＮｏ．７を比較すれば明らかである。
【００２２】
実験例１を行なった後、基材１０側に生じる摩耗量を比較して示すのが図３である。
図３の縦軸には、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）が示されており、横軸にはサンプルＮｏ．が示されている。ここで、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）は、摩耗量に比例する。
図３において、窒化チタンアルミをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、コーティングしていないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７）に比較すると、明らかに摩耗量が減少している。
図３より、窒化チタンアルミをコーティングした場合には、耐摩耗性が向上することが明らかである。
【００２３】
［実験例２］
実験例２では、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない潤滑剤（図４ではＶＤＳ４（ＤＨ−２）と表記：「ＤＨ−２」は日本自動車技術会の規格）と、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ）を用意した。なお、図４に関して使用された潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}は、一般的なディーゼルエンジンオイルである。
そして、窒化チタンアルミをコーティングしていない高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した基材と、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用意した。
その結果、次の４通りのサンプルを作成した。
【００２４】
Ｎｏ．２−１（図４のプロット「▲」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンアルミをコーティングしていない基材（ＳＵＪ２）の組み合わせ。
Ｎｏ．２−２（図４のプロット「△」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングしていない基材の組み合わせ。
Ｎｏ．２−３（図４のプロット「●」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）の組み合わせ。
Ｎｏ．２−４（図４のプロット「○」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）の組み合わせ。
【００２５】
そして、潤滑条件を変化させて、実験例１と同様な態様で、低摩擦性能を比較した。
潤滑条件については、混合潤滑領域の範囲で、ゾンマーフェルド数を基準に定めた。
ゾンマーフェルド数Ｓは Ｓ＝粘度×速度÷荷重 の様な無次元量である。
実験例２の結果を図４で示す。図４において、縦軸は摩擦係数μを示し、横軸はゾンマーフェルド数Ｓを示している。
【００２６】
図４では、ゾンマーフェルド数Ｓにおける粘度に関する項を「Ｐａ・ｓ」、速度に関する項を「周波数（ｓ−１）」、荷重に関する項を「平均ヘルツ応力（Ｐａ）」に換算して、求めている。
図４の横軸において、
符号Ａは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝２．１２３６５×１０−２０の箇所、
符号Ｂは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝９．０３５２６×１０−２０の箇所、
符号Ｃは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝２．１２３６５×１０−１９の箇所、
符号Ｄは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝３．６１４１×１０−１９の箇所、
符号Ｅは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９の箇所である。
実験例２は、符号Ａ〜Ｅで示すゾンマーフェルド数Ｓに対応する潤滑条件と、符号Ｅよりもゾンマーフェルド数Ｓが大きな潤滑条件と、符号Ａよりもゾンマーフェルド数Ｓが小さな潤滑条件について、行なわれた。
【００２７】
図２を参照して述べた様に、潤滑剤にモリブデンジチオカーバメイトを添加しない場合（一般的な場合）には、窒化クロムをコーティングすると、潤滑性能は低下する。一方、潤滑剤にモリブデンジチオカーバメイトを添加した場合には、窒化チタンアルミをコーティングすると、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上する。
図４において、Ｃ〜Ｅで示すゾンマーフェルド数Ｓの範囲においては、Ｎｏ．２−４のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「○」）は、Ｎｏ．２−１のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「▲」）、Ｎｏ．２−２のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「△」）、Ｎｏ．２−３のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「●」）よりも低くなっており、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されていることが確認された。
【００２８】
発明者の実験では、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと（図４において、符号Ｃで示す箇所よりも左側の領域）、Ｎｏ．２−４のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「○」）よりも、Ｎｏ．２−２のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「△」）の方が小さい。
すなわち、発明者の実験において、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも大きい領域（図４における符号Ｃよりも右側の領域）のみであった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、潤滑剤が潤滑膜を形成する境界摩擦の範疇よりも、固体接触を生じるドライ摩擦の範疇における性質が強く出てしまうためと推定される。
【００２９】
図４において、符号Ｃにおけるプロット、符号Ｄにおけるプロット、符号Ｅにおけるプロットを比較すれば明らかな様に、Ｎｏ．２−４のサンプルのプロット（○）と、Ｎｏ．２−１、Ｎｏ．２−２、Ｎｏ．２−３のプロット（▲、△、●）との差異は小さくなっている。
発明者の実験では、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きい領域（図４における符号Ｅよりも右側の領域）では、Ｎｏ．２−４のサンプルのプロット（○）と、その他のプロット（Ｎｏ．２−１、Ｎｏ．２−２、Ｎｏ．２−３のプロット：▲、△、●）との差異はさらに小さかった。
【００３０】
換言すれば、発明者の実験において、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも小さい領域（図４における符号Ｅよりも左側の領域）であった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも大きいと、いわゆる流体摩擦の範疇に属してしまい、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されないことよると推定される。流体摩擦の範疇に属している場合には、摺動面間には十分な潤滑剤が存在するが、膜を生成することはない。
実験例２から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能は、ゾンマーフェルド数Ｓが ２．１２３６５×１０−１９≦Ｓ≦５．９４５０９×１０−１９ の範囲で発揮されることが確認された。
【００３１】
［実験例３］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤（ＶＤＳ４ １０Ｗ３０＋ＭｏＤＴＣ）と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として５００〜１１００ｐｐｍの範囲で１００ｐｐｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例３の実験結果を下表２で示す。
表２
【００３２】
表２において、「○」はモリブデンジチオカーバメイトを添加しない場合に比較して低摩擦性能が確認された旨を示している。「×」は低摩擦性能が確認されなかった旨を示す。
表２において、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量を、モリブデン含量として６００ｐｐｍとした場合の低摩擦性能は、「△」となっている。これは低摩擦性能は発揮されたが、モリブデン含量として７００〜１０００ｐｐｍの場合の低摩擦性能ほどではなかったことを示している。
モリブデンジチオカーバメイト添加量が少ないと、摩擦低減効果が不十分であり、モリブデン含量として６００ｐｐｍ以上添加するべきことが、実験例３で確認された。
表２において、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍの場合の摩擦係数μと、添加量がモリブデン含量として１１００ｐｐｍの場合の摩擦係数μは、大差はなかった。潤滑剤とモリブデンジチオカーバメイト添加量と摩擦低減効果の特性は、モリブデンジチオカーバメイト添加量が所定値を超えると摩擦低減効果の増加が殆ど見られないことが従来から良く知られており、実験例３から、係る所定値がモリブデン含量として１０００ｐｐｍ程度であることが確認された。
換言すれば、実験例３より、モリブデンジチオカーバメイト添加量はモリブデン含量として６００〜１０００ｐｐｍにおいて、コストの高騰を招くこと無く、摩擦低減効果が確認できた。
【００３３】
［実験例４］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを１〜４ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例４の実験結果を下表３で示す。
表３
【００３４】
表３において、「○」は摩擦係数が十分に低いことが確認された旨を示し、「−」は摩擦係数の計測が出来なかった旨を示している。
基材１０の算術平均粗さが２ｎｍよりも小さいと、流体摩擦の範疇となってしまい、図１で示す様な装置では摩擦係数が計測できないことに起因すると推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍ以上でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を生成する境界摩擦の範疇に属しないことが、実験例４で確認された。
【００３５】
［実験例５］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを８．０〜１１．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例５の実験結果を下表４で示す。
表４
【００３６】
表４において、「○」は摩擦係数が十分に低いことが確認された旨を示し、「×」は摩擦係数が大きかった旨を示している。
基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍよりも大きいと、表面の凹凸が大きいため、摺動部材として機能しなかったと推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍ以下でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を形成する境界摩擦を行う摺動部材として機能し得ないことが、実験例５で確認された。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、例えば軸受構造において、一方の摺動部材が軸であり、当該軸の外周面（摺動面）を物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、窒化チタン（ＴｉＮ）でコーティングした。そして、軸表面の算術平均粗さを３．０ｎｍとした。
一方、他方の摺動部材として、軸受（少なくとも、インナーレース）を高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で製造した。
そして、潤滑剤として、日本自動車技術会規格「ＤＨ−２」のディーゼルエンジンオイルに、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加したものを用いた。
【００３８】
係る軸受をゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で、使用した。ここでゾンマーフェルト数は、粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した数値である。
その結果、係る軸受は、摺動する双方の部材が高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）であり、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加していないディーゼルエンジンオイル（ＤＨ−２）で潤滑し、ゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で使用した場合に比較して、摩擦係数が著しく減少した。
【００３９】
［実験例６］
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いて、実験例６を行なった。
ここで、基材１０において、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）のボール２０側（摺動面側）に窒化チタンをコーティングする場合がある点を除き、実験例６は実験例１と同様な条件で行なわれた。
【００４０】
実験例６で用いられた８通りのサンプル（下表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．８）について、基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせを、下表５で示す。
表５
【００４１】
また、実験例６の結果を図５で示す。
図５の横軸は摩擦係数μを示し、縦軸はサンプルＮｏ．を示している。
図５において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２、サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６とを比較すれば、基材１０に窒化チタンをコーティングすると、窒化チタンをコーティングしない場合に比較して、摩擦が大きく（μが大きい）、潤滑性能が劣っていることが分る。
【００４２】
これに対して、図５において、サンプルＮｏ．４、Ｎｏ．８の結果を、その他の資料の結果と比較すると、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが分る。
ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンをコーティングした場合には、清浄分散剤を多く含有する通常のディーゼルエンジンオイルを潤滑剤として用いたとしても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑膜を生成することを、清浄分散剤が阻害してしまうことがなく、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルの潤滑膜が生成されて、潤滑性能を発揮し、摩擦係数μが低下したと推定される。
なお、図５において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５とＮｏ．７を比較すれば、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合の低摩擦性能が確認される。
【００４３】
実験例６を行なった後、基材１０側に生じる摩耗量を比較して示すのが図６である。
図６の縦軸には、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）が示されており、横軸にはサンプルＮｏ．が示されている。ここで、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）は、摩耗量に比例する。
図６において、窒化チタンをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、コーティングしていないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７）に比較すると、明らかに摩耗量が減少している。
図６より、窒化チタンをコーティングした場合には、耐摩耗性が向上することが明らかである。
【００４４】
［実験例７］
実験例７では、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）：「ＤＨ−２」は日本自動車技術会の規格）と、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ）を用意した。なお、当該潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}は、一般的なディーゼルエンジンオイルである。
そして、窒化チタンをコーティングしていない高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した基材と、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に窒化チタン（ＴｉＮ）をコーティングした基材を用意した。
【００４５】
実験例７では、次の４通りのサンプルを作成した。
Ｎｏ．７−１：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンをコーティングしていない基材（ＳＵＪ２）の組み合わせ。
Ｎｏ．７−２：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンをコーティングしていない基材の組み合わせ。
Ｎｏ．７−３：モリブデンジチオカーバメイト添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタン（ＴｉＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
Ｎｏ．７−４モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタン（ＴｉＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
【００４６】
そして、潤滑条件を変化させて、上記実験例６と同様な態様で低摩擦性能を比較した。
潤滑条件については、第１実施形態の実験例２と同様に、混合潤滑領域の範囲で、ゾンマーフェルド数を基準に定めた。
ゾンマーフェルド数Ｓは、粘度に関する項を「Ｐａ・ｓ」、速度に関する項を「周波数（ｓ−１）」、荷重に関する項を「平均ヘルツ応力（Ｐａ）」に換算して、求めている。
ゾンマーフェルト数Ｓは、第１実施形態の実験例２と同様に、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−２０、
Ｓ＝９．０３５２６×１０−２０、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−１９、
Ｓ＝３．６１４１×１０−１９、
Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９とした。
実験例７では、ゾンマーフェルド数ＳがＳ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きな潤滑条件についても行なわれた。
【００４７】
実験例７の結果は、第１実施形態における実験例２の結果（図４参照）と同様であった。
すなわち、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」、「３．６１４１×１０−１９」、「５．９４５０９×１０−１９」では、Ｎｏ．７−４のサンプルの摩擦係数μは、Ｎｏ．７−１のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．７−２のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．７−３のサンプルの摩擦係数μよりも低くなっており、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されていることが確認された。そして、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、Ｎｏ．７−４のサンプルの摩擦係数μよりも、Ｎｏ．７−２のサンプルの摩擦係数μの方が小さかった。
上述した結果から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも大きい領域のみであることが確認された。
ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、潤滑剤が潤滑膜を形成する境界摩擦の範疇よりも、固体接触を生じるドライ摩擦の範疇における性質が強く出てしまうためと推定される。
【００４８】
実験例７では、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きい領域では、Ｎｏ．７−４のサンプルにおける摩擦係数μと、その他のサンプルＮｏ．７−１、Ｎｏ．７−２、Ｎｏ．７−３における摩擦係数μの差異は、非常に小さかった。
換言すれば、実験例６では、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が有意に確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも小さい領域であった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも大きいと、いわゆる流体摩擦の範疇に属してしまい、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されないことよると推定される。流体摩擦の範疇に属している場合には、摺動面間には十分な潤滑剤が存在するが、膜を生成することはない。
【００４９】
実験例７から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能は、ゾンマーフェルド数Ｓが ２．１２３６５×１０−１９≦Ｓ≦５．９４５０９×１０−１９ の範囲で発揮されることが確認された。
【００５０】
［実験例８］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤（ＶＤＳ４ １０Ｗ３０＋ＭｏＤＴＣ）と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として５００〜１１００ｐｐｍの範囲で１００ｐｐｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例７の結果、実験例３（表２参照）と同様に、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として５００ｐｐｍでは摩擦低減効果を発揮しなかった。モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含有量として、６００ｐｐｍでは摩擦低減効果は発揮されたが、モリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの場合における摩擦低減効果ほどではなかった。モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として６００ｐｐｍ以上とするべきことが確認された。
また、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍの場合の摩擦係数μと、添加量がモリブデン含量として１１００ｐｐｍの場合の摩擦係数μは大差なく、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍを超えると、潤滑剤とモリブデンジチオカーバメイト添加量と摩擦低減効果の増加が殆ど見られないことが確認された。
実験例８より、モリブデンジチオカーバメイト添加量はモリブデン含量として６００〜１０００ｐｐｍにおいて、コストの高騰を招くこと無く、摩擦低減効果が確認できた。
【００５１】
［実験例９］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンをコーティングした基材（ＴｉＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを１．０〜５．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例９の実験結果を下表６で示す
表６
【００５２】
表６において、「○」は摩擦係数が十分に低いことが確認された旨を示し、「−」は摩擦係数の計測が出来なかった旨を示し、「×」は摩擦係数が大きかった旨を示している。
基材１０の算術平均粗さが２ｎｍよりも小さいと、流体摩擦の範疇となってしまい、図１で示す様な装置では摩擦係数が計測できないことに起因すると推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍ以上でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を生成する境界摩擦の範疇に属しないことが、実験例９で確認された。
一方、基材１０の算術平均粗さが４．０ｎｍよりも小さいと、表面の凹凸が大きいため、摺動部材として機能できなかったと推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが４．０ｎｍ以下でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を形成する境界摩擦を行う摺動部材として機能し得ないことが、実験例９で確認された。
【００５３】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、例えば軸受構造において、一方の摺動部材が軸であり、当該軸の外周面（摺動面）を物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）でコーティングした。そして、軸表面の算術平均粗さを５．０ｎｍとした。
一方、他方の摺動部材として、軸受（少なくとも、インナーレース）を高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で製造した。
そして、潤滑剤として、日本自動車技術会規格「ＤＨ−２」のディーゼルエンジンオイルに、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加したものを用いた。
【００５４】
係る軸受をゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で、使用した。ここでゾンマーフェルト数は、粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した数値である。
その結果、係る軸受は、摺動する双方の部材が高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）であり、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加していないディーゼルエンジンオイル（ＤＨ−２）で潤滑し、ゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で使用した場合に比較して、摩擦係数が著しく減少した。
【００５５】
［実験例１０］
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いて、実験例１０を行なった。
ここで、基材１０において、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）のボール２０側（摺動面側）に窒化チタンカーボンをコーティングする場合がある点を除き、実験例９は実験例１、実験例６と同様な条件で行なわれた。
【００５６】
実験例１０で用いられた８通りのサンプル（下表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．８）について、基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせを、下表７で示す。
表７
【００５７】
また、実験例１０の結果を図７で示す。
図７の横軸は摩擦係数μを示し、縦軸はサンプルＮｏ．を示している。
図７において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２、サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６とを比較すれば、基材１０に窒化チタンカーボンをコーティングすると、窒化チタンカーボンをコーティングしない場合に比較して、摩擦が大きく（μが大きい）、潤滑性能が劣っていることが分る。
【００５８】
これに対して、図７において、サンプルＮｏ．４、Ｎｏ．８の結果を、その他の資料の結果と比較すると、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンカーボンをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが分る。
ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンカーボンをコーティングした場合には、清浄分散剤を多く含有する通常のディーゼルエンジンオイルを潤滑剤として用いたとしても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑膜を生成することを、清浄分散剤が阻害してしまうことがなく、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルの潤滑膜が生成されて、潤滑性能を発揮し、摩擦係数μが低下したと推定される。
なお、図７において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５とＮｏ．７を比較すれば、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合の低摩擦性能が確認される。
【００５９】
実験例１０を行なった後、基材１０側に生じる摩耗量を比較して示すのが図８である。
図８の縦軸には、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）が示されており、横軸にはサンプルＮｏ．が示されている。ここで、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）は、摩耗量に比例する。
図８において、窒化チタンカーボンをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、コーティングしていないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７）に比較すると、明らかに摩耗量が減少している。
図８より、窒化チタンカーボンをコーティングした場合には、耐摩耗性が向上することが明らかである。
【００６０】
［実験例１１］
実験例１１では、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）：「ＤＨ−２」は日本自動車技術会の規格）と、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ）を用意した。なお、当該潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}は、一般的なディーゼルエンジンオイルである。
そして、窒化チタンカーボンをコーティングしていない高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した基材と、高炭素クロム軸受鋼（ＵＪ２）に窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）をコーティングした基材を用意した。
【００６１】
実験例１１では、次の４通りのサンプルを作成した。
Ｎｏ．１１−１：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンカーボンをコーティングしていない基材（ＳＵＪ２）の組み合わせ。
Ｎｏ．１１−２：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボンをコーティングしていない基材の組み合わせ。
Ｎｏ．１１−３：モリブデンジチオカーバメイト添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
Ｎｏ．１１−４モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
【００６２】
そして、潤滑条件を変化させて、上記実験例１０と同様な態様で低摩擦性能を比較した。
潤滑条件については、第１実施形態の実験例２、第２実施形態の実験例７と同様に、混合潤滑領域の範囲で、ゾンマーフェルド数を基準に定めた。
ゾンマーフェルド数Ｓは、粘度に関する項を「Ｐａ・ｓ」、速度に関する項を「周波数（ｓ−１）」、荷重に関する項を「平均ヘルツ応力（Ｐａ）」に換算して、求めている。
ゾンマーフェルト数Ｓは、第１実施形態の実験例２、第２実施形態の実験例７と同様に、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−２０、
Ｓ＝９．０３５２６×１０−２０、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−１９、
Ｓ＝３．６１４１×１０−１９、
Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９とした。
実験例１１では、ゾンマーフェルド数ＳがＳ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きな潤滑条件についても行なわれた。
【００６３】
実験例１１の結果は、第１実施形態における実験例２の結果（図４参照）、第２実施形態における実験例７の結果と同様であった。
すなわち、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」、「３．６１４１×１０−１９」、「５．９４５０９×１０−１９」では、Ｎｏ．１１−４のサンプルの摩擦係数μは、Ｎｏ．１１−１のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．１１−２のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．１１−３のサンプルの摩擦係数μよりも低くなっており、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されていることが確認された。そして、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、Ｎｏ．１１−４のサンプルの摩擦係数μよりも、Ｎｏ．１１−２のサンプルの摩擦係数μの方が小さかった。
【００６４】
上述した結果から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも大きい領域のみであることが確認された。
ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、潤滑剤が潤滑膜を形成する境界摩擦の範疇よりも、固体接触を生じるドライ摩擦の範疇における性質が強く出てしまうためと推定される。
【００６５】
実験例１１では、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きい領域では、Ｎｏ．１１−４のサンプルにおける摩擦係数μと、その他のサンプルＮｏ．１１−１、Ｎｏ．１１−２、Ｎｏ．１１−３における摩擦係数μの差異は、非常に小さかった。
換言すれば、実験例１１では、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が有意に確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも小さい領域であった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも大きいと、いわゆる流体摩擦の範疇に属してしまい、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されないことよると推定される。流体摩擦の範疇に属している場合には、摺動面間には十分な潤滑剤が存在するが、膜を生成することはない。
【００６６】
実験例１１から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能は、ゾンマーフェルド数Ｓが ２．１２３６５×１０−１９≦Ｓ≦５．９４５０９×１０−１９ の範囲で発揮されることが確認された。
【００６７】
［実験例１２］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤（ＶＤＳ４ １０Ｗ３０＋ＭｏＤＴＣ）と、窒化チタンカーボンをコーティングした基材（ＴｉＣＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として５００〜１１００ｐｐｍの範囲で１００ｐｐｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例１２の結果、実験例３（表２参照）、実験例７と同様に、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として５００ｐｐｍでは、摩擦低減効果は確認されなかった。モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含有量として、６００ｐｐｍでは、摩擦低減効果は確認されたが、モリブデン含量として７００ｐｐｍ以上を添加した場合に発揮される摩擦低減効果ほどではなかった。従って、モリブデンジチオカーバメイト添加量は、モリブデン含量として６００ｐｐｍ以上とするべきことが確認された。
また、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍの場合の摩擦係数μと、添加量がモリブデン含量として１１００ｐｐｍの場合の摩擦係数μは大差なく、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍを超えると、潤滑剤とモリブデンジチオカーバメイト添加量と摩擦低減効果の増加が殆ど見られないことが確認された。
実験例１２より、モリブデンジチオカーバメイト添加量はモリブデン含量として６００〜１０００ｐｐｍにおいて、コストの高騰を招くこと無く、摩擦低減効果が確認できた。
【００６８】
［実験例１３］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボンをコーティングした基材（ＴｉＣＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを１〜４ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１０と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例１３の結果は、第１実施形態における実験例４の実験結果（表３参照）と同様であった。
すなわち、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍよりも小さいと、流体摩擦の範疇となってしまい、図１で示す様な装置では摩擦係数が計測できないことに起因すると推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍ以上でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を生成する境界摩擦の範疇に属しないことが、実験例１３で確認された。
【００６９】
［実験例１４］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボンをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを８．０〜１１．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１０と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例１４の結果は、第１実施形態における実験例５の実験結果（表４参照）と同様であった。
すなわち、基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍよりも大きいと、低摩擦性能は発揮されなかった。表面の凹凸が大きいと摺動部材として機能しなかったためと推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍ以下でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を形成する境界摩擦を行う摺動部材として機能し得ないことが、実験例１４で確認された。
【００７０】
上述した実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、窒化クロムで摺動面をコーティングした基材１０の相手方の部材であるボール２０は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）製であった。しかし、発明者の実験によれば、炭素量が０．１５〜０．５５重量％であり、焼入れ、焼戻し処理を施し、浸炭処理を施した鉄鋼材により、ボール２０を構成した場合でも、図示の実施形態や、実験例１、実験例２と同様な結果が得られている。
従って、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に代えて、炭素量が０．１５〜０．５５重量％で、焼入れ、焼戻し、浸炭を施した鉄鋼材を用いても良い。
【００７１】
また、実施形態において、軸受が例示されているが、その他の摺動部材についても、本発明が適用出来ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７２】
１０・・・１０
２０・・・２０
Ｐ・・・荷重
Ｆ・・・摩擦力が作用する方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の摺動部材（例えば軸）と他方の摺動部材（例えば軸受）とから成り、両者が潤滑剤により潤滑されている摺動機構に関し、その様な摺動機構における摩擦低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動部材として鋼等の鉄系材料を用いた場合に、摩擦緩和剤であるモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）等の有機モリブデン系潤滑油添加剤を潤滑剤に添加すれば、低摩擦性能を発揮することが、従来から知られている。
【０００３】
ここで、産業界で実際に使用されている潤滑剤（例えばエンジンオイル）には、様々な添加剤が含有されている。例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）に代表される極圧剤や、清浄分散剤等は、潤滑剤と同様に、摺動面に潤滑膜を生成してしまう。そのため、有機モリブデン系潤滑油添加剤が添加された潤滑油が摺動面で潤滑膜を十分に生成できなくなってしまう。
すなわち、潤滑油添加剤以外の各種添加剤が潤滑膜を生成する際に競合してしまい、有機モリブデン系潤滑油添加剤を添加しても、その効果が得られず、或いは、その効果が十分に発揮できない場合が存在する。
特に、ディーゼルエンジンオイルは清浄分散剤を多く含有するので、有機モリブデン系潤滑油添加剤を添加しても、その効果が得られず、或いは、その効果が十分に発揮できない、という現象が顕著に現れてしまう。
【０００４】
その他の従来技術として、例えば、ジアルキルジチオ亜鉛化合物と潤滑剤とを混合する技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術は、低〜中温度領域における摩擦係数を低減することを目的としており、上述した問題を解消することは意図していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、摺動面で潤滑膜が生成されて摩擦低減性能を発揮出来る摺動部材の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は種々研究の結果、一般的なディーゼルエンジンオイルであっても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加し、少なくとも一方の摺動部材を窒化チタン系材料（例えば、窒化チタンカーボン、窒化チタン、窒化チタンアルミ）でコーティングすれば、一定の条件下であれば、摩擦係数が減少して、低摩擦性能が発揮されることを見出した。
本発明は、係る知見に基いて創作されたものである。
【０００８】
本発明の摺動機構は、ゾンマーフェルド数（Ｓ＝粘度×速度÷荷重）の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いられ、鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面が窒化チタン系材料でコーティングされており、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑剤として摺動部材間に介在しており、摺動部材の算術平均粗さが２〜１０ｎｍの範囲であることを特徴としている。
【０００９】
そして、本発明の摺動機構の摩擦低減方法は、鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面に窒化チタン系材料をコーティングし、ディーゼルエンジンオイルにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加し、摺動部材の算術平均粗さを２〜１０ｎｍにして、ゾンマーフェルド数（Ｓ＝粘度×速度÷荷重）の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いることを特徴としている。
【００１０】
本発明において、前記窒化チタン系材料は、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）であるのが好ましい。
または、前記窒化チタン系材料は、窒化チタンであり、摺動部材の算術平均粗さが２〜４ｎｍであるのが好ましい。
或いは、前記窒化チタン系材料は、窒化チタンカーボンであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上述する構成を具備する本発明によれば、通常のディーゼルエンジンオイルでは摩擦係数が増加してしまう窒化チタン系材料（例えば、窒化チタンカーボン、窒化チタン、窒化チタンアルミ）でコーティングされた摺動面を有していても、摩擦性能が大幅に低下する。
ここで、潤滑条件を上述した範囲内にすることにより、摺動部材間に潤滑膜が生成される境界摩擦の領域で良好な潤滑性能が発揮されることが、確認されている。すなわち、本発明によれば、清浄分散剤を多く含有するディーゼルエンジンオイルであっても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した際に、その効果が十分に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実験例で使用したボールオンディスク形式の高周波往復装置の概念図である。
【図２】実験例１の８種類のサンプルにおける摩擦係数を比較して示す図である。
【図３】実験例１の８種類のサンプルにおける摩耗量を比較して示す図である。
【図４】実験例２の結果を示す図であって、潤滑条件と摩擦係数の関係を示している。
【図５】実験例６の８種類のサンプルにおける摩擦係数を比較して示す図である。
【図６】実験例６の８種類のサンプルにおける摩耗量を比較して示す図である。
【図７】実験例１０の８種類のサンプルにおける摩擦係数を比較して示す図である。
【図８】実験例１０の８種類のサンプルにおける摩耗量を比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態として、例えば軸受構造において、一方の摺動部材が軸であり、当該軸の外周面（摺動面）を物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、窒化チタン系材料である窒化チタンカーボン（ＴｉＡｌＮ）でコーティングした。そして、軸表面の算術平均粗さを５．０ｎｍとした。
一方、他方の摺動部材として、軸受（少なくとも、インナーレース）を高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で製造した。
そして、潤滑剤として、日本自動車技術会規格「ＤＨ−２」のディーゼルエンジンオイルに、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加したものを用いた。
【００１４】
係る軸受をゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で、使用した。ここでゾンマーフェルト数は、粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した数値である。
その結果、係る軸受は、摺動する双方の部材が高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）であり、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加していないディーゼルエンジンオイル（ＤＨ−２）で潤滑し、ゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で使用した場合に比較して、摩擦係数が著しく減少した。
【００１５】
［実験例１］
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いて、実験例１を行なった。
図１において、平板状の基材１０（算術平均粗さ５．０ｎｍ）上に、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）製のボール２０を載置して、基材１０とボール２０の間をディーゼルエンジンオイルで潤滑した。
【００１６】
図１において、矢印Ｐはボール２０に負荷される荷重であり、矢印Ｆは摩擦力が作用する方向である。
荷重Ｐについては、後述する実験例２における潤滑条件がなるべく等間隔に配列されるように、１０００ｇ或いは４００ｇとした。
【００１７】
基材１０は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した場合と、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）のボール２０側（摺動面側）に窒化チタンアルミをコーティングした場合とに分けた。
潤滑剤については、２種類のディーゼルエンジンオイル{米国石油学会の規格「ＣＤ」のディーゼルエンジンオイル（以下、符号「ＣＤ」で示す）と、出願人が所属するボルボグループ独自の規格では「ＶＤＳ−４」であり且つ日本自動車技術会規格では「ＤＨ−２」であるディーゼルエンジンオイル（以下、符号「ＶＨＳ−４（ＤＨ−２）」で示す）：何れも一般的なディーゼルエンジンオイル}を使用した。そして、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した場合と、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない場合とに分けた。
【００１８】
基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせることにより、全部で８通りのサンプル（下表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．８）について、実験を行なった。
８種類のサンプルの各々について、基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせを、下表１で示す。
表１
【００１９】
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いた実験例１の実験結果が、図２で示されている。
図２の横軸は摩擦係数μを示し、縦軸はサンプルＮｏ．を示している。
図２において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２、サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６とを比較すると、２種類のディーゼルエンジンの何れにおいても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない場合には、基材１０に窒化チタンアルミをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．６）は、基材１０に窒化チタンアルミをコーティングしないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．５）よりも摩擦が大きく（μが大きい）、潤滑性能が劣っていることが分る。
このことから、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイトを添加しない場合（一般的な場合）には、窒化チタンアルミをコーティングすると、潤滑性能は低下することが分る。
【００２０】
これに対して、図２においてサンプルＮｏ．４、Ｎｏ．８の結果を、その他の資料の結果と比較すると、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンアルミをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが理解される。
すなわち、実験例１から、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加して、且つ、摺動材料の一方に窒化チタンアルミをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが確認された。
換言すれば、実験例１より、清浄分散剤を多く含有する通常のディーゼルエンジンオイルを潤滑剤として用いる場合でも、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑膜を生成することを、清浄分散剤が阻害してしまうことがなく、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルの潤滑膜が生成されて、潤滑性能を発揮したために、摩擦係数μが低下したと推定される。
【００２１】
なお、従来から公知のモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合の低摩擦性能は、サンプルＮｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５とＮｏ．７を比較すれば明らかである。
【００２２】
実験例１を行なった後、基材１０側に生じる摩耗量を比較して示すのが図３である。
図３の縦軸には、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）が示されており、横軸にはサンプルＮｏ．が示されている。ここで、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）は、摩耗量に比例する。
図３において、窒化チタンアルミをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、コーティングしていないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７）に比較すると、明らかに摩耗量が減少している。
図３より、窒化チタンアルミをコーティングした場合には、耐摩耗性が向上することが明らかである。
【００２３】
［実験例２］
実験例２では、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない潤滑剤（図４ではＶＤＳ４（ＤＨ−２）と表記：「ＤＨ−２」は日本自動車技術会の規格）と、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ）を用意した。なお、図４に関して使用された潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}は、一般的なディーゼルエンジンオイルである。
そして、窒化チタンアルミをコーティングしていない高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した基材と、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用意した。
その結果、次の４通りのサンプルを作成した。
【００２４】
Ｎｏ．２−１（図４のプロット「▲」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンアルミをコーティングしていない基材（ＳＵＪ２）の組み合わせ。
Ｎｏ．２−２（図４のプロット「△」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングしていない基材の組み合わせ。
Ｎｏ．２−３（図４のプロット「●」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）の組み合わせ。
Ｎｏ．２−４（図４のプロット「○」）：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）の組み合わせ。
【００２５】
そして、潤滑条件を変化させて、実験例１と同様な態様で、低摩擦性能を比較した。
潤滑条件については、混合潤滑領域の範囲で、ゾンマーフェルド数を基準に定めた。
ゾンマーフェルド数Ｓは Ｓ＝粘度×速度÷荷重 の様な無次元量である。
実験例２の結果を図４で示す。図４において、縦軸は摩擦係数μを示し、横軸はゾンマーフェルド数Ｓを示している。
【００２６】
図４では、ゾンマーフェルド数Ｓにおける粘度に関する項を「Ｐａ・ｓ」、速度に関する項を「周波数（ｓ−１）」、荷重に関する項を「平均ヘルツ応力（Ｐａ）」に換算して、求めている。
図４の横軸において、
符号Ａは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝２．１２３６５×１０−２０の箇所、
符号Ｂは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝９．０３５２６×１０−２０の箇所、
符号Ｃは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝２．１２３６５×１０−１９の箇所、
符号Ｄは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝３．６１４１×１０−１９の箇所、
符号Ｅは、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９の箇所である。
実験例２は、符号Ａ〜Ｅで示すゾンマーフェルド数Ｓに対応する潤滑条件と、符号Ｅよりもゾンマーフェルド数Ｓが大きな潤滑条件と、符号Ａよりもゾンマーフェルド数Ｓが小さな潤滑条件について、行なわれた。
【００２７】
図２を参照して述べた様に、潤滑剤にモリブデンジチオカーバメイトを添加しない場合（一般的な場合）には、窒化クロムをコーティングすると、潤滑性能は低下する。一方、潤滑剤にモリブデンジチオカーバメイトを添加した場合には、窒化チタンアルミをコーティングすると、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上する。
図４において、Ｃ〜Ｅで示すゾンマーフェルド数Ｓの範囲においては、Ｎｏ．２−４のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「○」）は、Ｎｏ．２−１のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「▲」）、Ｎｏ．２−２のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「△」）、Ｎｏ．２−３のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「●」）よりも低くなっており、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されていることが確認された。
【００２８】
発明者の実験では、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと（図４において、符号Ｃで示す箇所よりも左側の領域）、Ｎｏ．２−４のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「○」）よりも、Ｎｏ．２−２のサンプルの摩擦係数μ（図４のプロット「△」）の方が小さい。
すなわち、発明者の実験において、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも大きい領域（図４における符号Ｃよりも右側の領域）のみであった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、潤滑剤が潤滑膜を形成する境界摩擦の範疇よりも、固体接触を生じるドライ摩擦の範疇における性質が強く出てしまうためと推定される。
【００２９】
図４において、符号Ｃにおけるプロット、符号Ｄにおけるプロット、符号Ｅにおけるプロットを比較すれば明らかな様に、Ｎｏ．２−４のサンプルのプロット（○）と、Ｎｏ．２−１、Ｎｏ．２−２、Ｎｏ．２−３のプロット（▲、△、●）との差異は小さくなっている。
発明者の実験では、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きい領域（図４における符号Ｅよりも右側の領域）では、Ｎｏ．２−４のサンプルのプロット（○）と、その他のプロット（Ｎｏ．２−１、Ｎｏ．２−２、Ｎｏ．２−３のプロット：▲、△、●）との差異はさらに小さかった。
【００３０】
換言すれば、発明者の実験において、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも小さい領域（図４における符号Ｅよりも左側の領域）であった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも大きいと、いわゆる流体摩擦の範疇に属してしまい、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されないことよると推定される。流体摩擦の範疇に属している場合には、摺動面間には十分な潤滑剤が存在するが、膜を生成することはない。
実験例２から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンアルミのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能は、ゾンマーフェルド数Ｓが ２．１２３６５×１０−１９≦Ｓ≦５．９４５０９×１０−１９ の範囲で発揮されることが確認された。
【００３１】
［実験例３］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤（ＶＤＳ４ １０Ｗ３０＋ＭｏＤＴＣ）と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として５００〜１１００ｐｐｍの範囲で１００ｐｐｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例３の実験結果を下表２で示す。
表２
【００３２】
表２において、「○」はモリブデンジチオカーバメイトを添加しない場合に比較して低摩擦性能が確認された旨を示している。「×」は低摩擦性能が確認されなかった旨を示す。
表２において、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量を、モリブデン含量として６００ｐｐｍとした場合の低摩擦性能は、「△」となっている。これは低摩擦性能は発揮されたが、モリブデン含量として７００〜１０００ｐｐｍの場合の低摩擦性能ほどではなかったことを示している。
モリブデンジチオカーバメイト添加量が少ないと、摩擦低減効果が不十分であり、モリブデン含量として６００ｐｐｍ以上添加するべきことが、実験例３で確認された。
表２において、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍの場合の摩擦係数μと、添加量がモリブデン含量として１１００ｐｐｍの場合の摩擦係数μは、大差はなかった。潤滑剤とモリブデンジチオカーバメイト添加量と摩擦低減効果の特性は、モリブデンジチオカーバメイト添加量が所定値を超えると摩擦低減効果の増加が殆ど見られないことが従来から良く知られており、実験例３から、係る所定値がモリブデン含量として１０００ｐｐｍ程度であることが確認された。
換言すれば、実験例３より、モリブデンジチオカーバメイト添加量はモリブデン含量として６００〜１０００ｐｐｍにおいて、コストの高騰を招くこと無く、摩擦低減効果が確認できた。
【００３３】
［実験例４］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを１〜４ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例４の実験結果を下表３で示す。
表３
【００３４】
表３において、「○」は摩擦係数が十分に低いことが確認された旨を示し、「−」は摩擦係数の計測が出来なかった旨を示している。
基材１０の算術平均粗さが２ｎｍよりも小さいと、流体摩擦の範疇となってしまい、図１で示す様な装置では摩擦係数が計測できないことに起因すると推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍ以上でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を生成する境界摩擦の範疇に属しないことが、実験例４で確認された。
【００３５】
［実験例５］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを８．０〜１１．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例５の実験結果を下表４で示す。
表４
【００３６】
表４において、「○」は摩擦係数が十分に低いことが確認された旨を示し、「×」は摩擦係数が大きかった旨を示している。
基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍよりも大きいと、表面の凹凸が大きいため、摺動部材として機能しなかったと推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍ以下でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を形成する境界摩擦を行う摺動部材として機能し得ないことが、実験例５で確認された。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、例えば軸受構造において、一方の摺動部材が軸であり、当該軸の外周面（摺動面）を物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、窒化チタン（ＴｉＮ）でコーティングした。そして、軸表面の算術平均粗さを３．０ｎｍとした。
一方、他方の摺動部材として、軸受（少なくとも、インナーレース）を高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で製造した。
そして、潤滑剤として、日本自動車技術会規格「ＤＨ−２」のディーゼルエンジンオイルに、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加したものを用いた。
【００３８】
係る軸受をゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で、使用した。ここでゾンマーフェルト数は、粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した数値である。
その結果、係る軸受は、摺動する双方の部材が高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）であり、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加していないディーゼルエンジンオイル（ＤＨ−２）で潤滑し、ゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で使用した場合に比較して、摩擦係数が著しく減少した。
【００３９】
［実験例６］
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いて、実験例６を行なった。
ここで、基材１０において、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）のボール２０側（摺動面側）に窒化チタンをコーティングする場合がある点を除き、実験例６は実験例１と同様な条件で行なわれた。
【００４０】
実験例６で用いられた８通りのサンプル（下表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．８）について、基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせを、下表５で示す。
表５
【００４１】
また、実験例６の結果を図５で示す。
図５の横軸は摩擦係数μを示し、縦軸はサンプルＮｏ．を示している。
図５において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２、サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６とを比較すれば、基材１０に窒化チタンをコーティングすると、窒化チタンをコーティングしない場合に比較して、摩擦が大きく（μが大きい）、潤滑性能が劣っていることが分る。
【００４２】
これに対して、図５において、サンプルＮｏ．４、Ｎｏ．８の結果を、その他の資料の結果と比較すると、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが分る。
ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンをコーティングした場合には、清浄分散剤を多く含有する通常のディーゼルエンジンオイルを潤滑剤として用いたとしても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑膜を生成することを、清浄分散剤が阻害してしまうことがなく、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルの潤滑膜が生成されて、潤滑性能を発揮し、摩擦係数μが低下したと推定される。
なお、図５において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５とＮｏ．７を比較すれば、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合の低摩擦性能が確認される。
【００４３】
実験例６を行なった後、基材１０側に生じる摩耗量を比較して示すのが図６である。
図６の縦軸には、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）が示されており、横軸にはサンプルＮｏ．が示されている。ここで、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）は、摩耗量に比例する。
図６において、窒化チタンをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、コーティングしていないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７）に比較すると、明らかに摩耗量が減少している。
図６より、窒化チタンをコーティングした場合には、耐摩耗性が向上することが明らかである。
【００４４】
［実験例７］
実験例７では、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）：「ＤＨ−２」は日本自動車技術会の規格）と、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ）を用意した。なお、当該潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}は、一般的なディーゼルエンジンオイルである。
そして、窒化チタンをコーティングしていない高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した基材と、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に窒化チタン（ＴｉＮ）をコーティングした基材を用意した。
【００４５】
実験例７では、次の４通りのサンプルを作成した。
Ｎｏ．７−１：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンをコーティングしていない基材（ＳＵＪ２）の組み合わせ。
Ｎｏ．７−２：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンをコーティングしていない基材の組み合わせ。
Ｎｏ．７−３：モリブデンジチオカーバメイト添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタン（ＴｉＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
Ｎｏ．７−４モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタン（ＴｉＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
【００４６】
そして、潤滑条件を変化させて、上記実験例６と同様な態様で低摩擦性能を比較した。
潤滑条件については、第１実施形態の実験例２と同様に、混合潤滑領域の範囲で、ゾンマーフェルド数を基準に定めた。
ゾンマーフェルド数Ｓは、粘度に関する項を「Ｐａ・ｓ」、速度に関する項を「周波数（ｓ−１）」、荷重に関する項を「平均ヘルツ応力（Ｐａ）」に換算して、求めている。
ゾンマーフェルト数Ｓは、第１実施形態の実験例２と同様に、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−２０、
Ｓ＝９．０３５２６×１０−２０、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−１９、
Ｓ＝３．６１４１×１０−１９、
Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９とした。
実験例７では、ゾンマーフェルド数ＳがＳ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きな潤滑条件についても行なわれた。
【００４７】
実験例７の結果は、第１実施形態における実験例２の結果（図４参照）と同様であった。
すなわち、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」、「３．６１４１×１０−１９」、「５．９４５０９×１０−１９」では、Ｎｏ．７−４のサンプルの摩擦係数μは、Ｎｏ．７−１のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．７−２のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．７−３のサンプルの摩擦係数μよりも低くなっており、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されていることが確認された。そして、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、Ｎｏ．７−４のサンプルの摩擦係数μよりも、Ｎｏ．７−２のサンプルの摩擦係数μの方が小さかった。
上述した結果から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも大きい領域のみであることが確認された。
ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、潤滑剤が潤滑膜を形成する境界摩擦の範疇よりも、固体接触を生じるドライ摩擦の範疇における性質が強く出てしまうためと推定される。
【００４８】
実験例７では、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きい領域では、Ｎｏ．７−４のサンプルにおける摩擦係数μと、その他のサンプルＮｏ．７−１、Ｎｏ．７−２、Ｎｏ．７−３における摩擦係数μの差異は、非常に小さかった。
換言すれば、実験例６では、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が有意に確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも小さい領域であった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも大きいと、いわゆる流体摩擦の範疇に属してしまい、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されないことよると推定される。流体摩擦の範疇に属している場合には、摺動面間には十分な潤滑剤が存在するが、膜を生成することはない。
【００４９】
実験例７から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能は、ゾンマーフェルド数Ｓが ２．１２３６５×１０−１９≦Ｓ≦５．９４５０９×１０−１９ の範囲で発揮されることが確認された。
【００５０】
［実験例８］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤（ＶＤＳ４ １０Ｗ３０＋ＭｏＤＴＣ）と、窒化チタンアルミをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として５００〜１１００ｐｐｍの範囲で１００ｐｐｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例７の結果、実験例３（表２参照）と同様に、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として５００ｐｐｍでは摩擦低減効果を発揮しなかった。モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含有量として、６００ｐｐｍでは摩擦低減効果は発揮されたが、モリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの場合における摩擦低減効果ほどではなかった。モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として６００ｐｐｍ以上とするべきことが確認された。
また、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍの場合の摩擦係数μと、添加量がモリブデン含量として１１００ｐｐｍの場合の摩擦係数μは大差なく、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍを超えると、潤滑剤とモリブデンジチオカーバメイト添加量と摩擦低減効果の増加が殆ど見られないことが確認された。
実験例８より、モリブデンジチオカーバメイト添加量はモリブデン含量として６００〜１０００ｐｐｍにおいて、コストの高騰を招くこと無く、摩擦低減効果が確認できた。
【００５１】
［実験例９］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンをコーティングした基材（ＴｉＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを１．０〜５．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例９の実験結果を下表６で示す
表６
【００５２】
表６において、「○」は摩擦係数が十分に低いことが確認された旨を示し、「−」は摩擦係数の計測が出来なかった旨を示し、「×」は摩擦係数が大きかった旨を示している。
基材１０の算術平均粗さが２ｎｍよりも小さいと、流体摩擦の範疇となってしまい、図１で示す様な装置では摩擦係数が計測できないことに起因すると推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍ以上でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を生成する境界摩擦の範疇に属しないことが、実験例９で確認された。
一方、基材１０の算術平均粗さが４．０ｎｍよりも小さいと、表面の凹凸が大きいため、摺動部材として機能できなかったと推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが４．０ｎｍ以下でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を形成する境界摩擦を行う摺動部材として機能し得ないことが、実験例９で確認された。
【００５３】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、例えば軸受構造において、一方の摺動部材が軸であり、当該軸の外周面（摺動面）を物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）でコーティングした。そして、軸表面の算術平均粗さを５．０ｎｍとした。
一方、他方の摺動部材として、軸受（少なくとも、インナーレース）を高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で製造した。
そして、潤滑剤として、日本自動車技術会規格「ＤＨ−２」のディーゼルエンジンオイルに、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）をモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加したものを用いた。
【００５４】
係る軸受をゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で、使用した。ここでゾンマーフェルト数は、粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力（Ｐａ）に換算した数値である。
その結果、係る軸受は、摺動する双方の部材が高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）であり、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加していないディーゼルエンジンオイル（ＤＨ−２）で潤滑し、ゾンマーフェルト数が、２．１２３６５×１０−１９となる摺動条件（混合潤滑領域）で使用した場合に比較して、摩擦係数が著しく減少した。
【００５５】
［実験例１０］
図１で示す様な、ボールオンディスク形式の高周波往復装置（ＨＦＲＲ）を用いて、実験例１０を行なった。
ここで、基材１０において、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）のボール２０側（摺動面側）に窒化チタンカーボンをコーティングする場合がある点を除き、実験例９は実験例１、実験例６と同様な条件で行なわれた。
【００５６】
実験例１０で用いられた８通りのサンプル（下表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．８）について、基材１０の材質と、潤滑剤とを組み合わせを、下表７で示す。
表７
【００５７】
また、実験例１０の結果を図７で示す。
図７の横軸は摩擦係数μを示し、縦軸はサンプルＮｏ．を示している。
図７において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２、サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６とを比較すれば、基材１０に窒化チタンカーボンをコーティングすると、窒化チタンカーボンをコーティングしない場合に比較して、摩擦が大きく（μが大きい）、潤滑性能が劣っていることが分る。
【００５８】
これに対して、図７において、サンプルＮｏ．４、Ｎｏ．８の結果を、その他の資料の結果と比較すると、ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンカーボンをコーティングした場合には、摩擦が非常に小さくなり（μが非常に小さい）、潤滑性能が格段に向上することが分る。
ディーゼルエンジンにモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合であって、且つ、基材１０に窒化チタンカーボンをコーティングした場合には、清浄分散剤を多く含有する通常のディーゼルエンジンオイルを潤滑剤として用いたとしても、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑膜を生成することを、清浄分散剤が阻害してしまうことがなく、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加したディーゼルエンジンオイルの潤滑膜が生成されて、潤滑性能を発揮し、摩擦係数μが低下したと推定される。
なお、図７において、サンプルＮｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５とＮｏ．７を比較すれば、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加した場合の低摩擦性能が確認される。
【００５９】
実験例１０を行なった後、基材１０側に生じる摩耗量を比較して示すのが図８である。
図８の縦軸には、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）が示されており、横軸にはサンプルＮｏ．が示されている。ここで、基材１０側に生じた摩耗痕の幅（ｍｍ）は、摩耗量に比例する。
図８において、窒化チタンカーボンをコーティングしたサンプル（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、コーティングしていないサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７）に比較すると、明らかに摩耗量が減少している。
図８より、窒化チタンカーボンをコーティングした場合には、耐摩耗性が向上することが明らかである。
【００６０】
［実験例１１］
実験例１１では、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を添加しない潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）：「ＤＨ−２」は日本自動車技術会の規格）と、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として７００ｐｐｍ添加した潤滑剤（ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ）を用意した。なお、当該潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}は、一般的なディーゼルエンジンオイルである。
そして、窒化チタンカーボンをコーティングしていない高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成した基材と、高炭素クロム軸受鋼（ＵＪ２）に窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）をコーティングした基材を用意した。
【００６１】
実験例１１では、次の４通りのサンプルを作成した。
Ｎｏ．１１−１：モリブデンジチオカーバメイトを添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンカーボンをコーティングしていない基材（ＳＵＪ２）の組み合わせ。
Ｎｏ．１１−２：モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボンをコーティングしていない基材の組み合わせ。
Ｎｏ．１１−３：モリブデンジチオカーバメイト添加しない潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）}と、窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
Ｎｏ．１１−４モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボン（ＴｉＣＮ）をコーティングした基材の組み合わせ。
【００６２】
そして、潤滑条件を変化させて、上記実験例１０と同様な態様で低摩擦性能を比較した。
潤滑条件については、第１実施形態の実験例２、第２実施形態の実験例７と同様に、混合潤滑領域の範囲で、ゾンマーフェルド数を基準に定めた。
ゾンマーフェルド数Ｓは、粘度に関する項を「Ｐａ・ｓ」、速度に関する項を「周波数（ｓ−１）」、荷重に関する項を「平均ヘルツ応力（Ｐａ）」に換算して、求めている。
ゾンマーフェルト数Ｓは、第１実施形態の実験例２、第２実施形態の実験例７と同様に、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−２０、
Ｓ＝９．０３５２６×１０−２０、
Ｓ＝２．１２３６５×１０−１９、
Ｓ＝３．６１４１×１０−１９、
Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９とした。
実験例１１では、ゾンマーフェルド数ＳがＳ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きな潤滑条件についても行なわれた。
【００６３】
実験例１１の結果は、第１実施形態における実験例２の結果（図４参照）、第２実施形態における実験例７の結果と同様であった。
すなわち、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」、「３．６１４１×１０−１９」、「５．９４５０９×１０−１９」では、Ｎｏ．１１−４のサンプルの摩擦係数μは、Ｎｏ．１１−１のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．１１−２のサンプルの摩擦係数μ、Ｎｏ．１１−３のサンプルの摩擦係数μよりも低くなっており、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されていることが確認された。そして、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、Ｎｏ．１１−４のサンプルの摩擦係数μよりも、Ｎｏ．１１−２のサンプルの摩擦係数μの方が小さかった。
【００６４】
上述した結果から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも大きい領域のみであることが確認された。
ゾンマーフェルド数Ｓが「２．１２３６５×１０−１９」よりも小さいと、潤滑剤が潤滑膜を形成する境界摩擦の範疇よりも、固体接触を生じるドライ摩擦の範疇における性質が強く出てしまうためと推定される。
【００６５】
実験例１１では、ゾンマーフェルド数Ｓ＝５．９４５０９×１０−１９よりも大きい領域では、Ｎｏ．１１−４のサンプルにおける摩擦係数μと、その他のサンプルＮｏ．１１−１、Ｎｏ．１１−２、Ｎｏ．１１−３における摩擦係数μの差異は、非常に小さかった。
換言すれば、実験例１１では、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が有意に確認された潤滑条件は、ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも小さい領域であった。
ゾンマーフェルド数Ｓが「５．９４５０９×１０−１９」よりも大きいと、いわゆる流体摩擦の範疇に属してしまい、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能が発揮されないことよると推定される。流体摩擦の範疇に属している場合には、摺動面間には十分な潤滑剤が存在するが、膜を生成することはない。
【００６６】
実験例１１から、モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤と窒化チタンカーボンのコーティングとの組み合わせにおける低摩擦性能は、ゾンマーフェルド数Ｓが ２．１２３６５×１０−１９≦Ｓ≦５．９４５０９×１０−１９ の範囲で発揮されることが確認された。
【００６７】
［実験例１２］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤（ＶＤＳ４ １０Ｗ３０＋ＭｏＤＴＣ）と、窒化チタンカーボンをコーティングした基材（ＴｉＣＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として５００〜１１００ｐｐｍの範囲で１００ｐｐｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例１２の結果、実験例３（表２参照）、実験例７と同様に、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として５００ｐｐｍでは、摩擦低減効果は確認されなかった。モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含有量として、６００ｐｐｍでは、摩擦低減効果は確認されたが、モリブデン含量として７００ｐｐｍ以上を添加した場合に発揮される摩擦低減効果ほどではなかった。従って、モリブデンジチオカーバメイト添加量は、モリブデン含量として６００ｐｐｍ以上とするべきことが確認された。
また、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍの場合の摩擦係数μと、添加量がモリブデン含量として１１００ｐｐｍの場合の摩擦係数μは大差なく、モリブデンジチオカーバメイト添加量がモリブデン含量として１０００ｐｐｍを超えると、潤滑剤とモリブデンジチオカーバメイト添加量と摩擦低減効果の増加が殆ど見られないことが確認された。
実験例１２より、モリブデンジチオカーバメイト添加量はモリブデン含量として６００〜１０００ｐｐｍにおいて、コストの高騰を招くこと無く、摩擦低減効果が確認できた。
【００６８】
［実験例１３］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボンをコーティングした基材（ＴｉＣＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを１〜４ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１０と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例１３の結果は、第１実施形態における実験例４の実験結果（表３参照）と同様であった。
すなわち、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍよりも小さいと、流体摩擦の範疇となってしまい、図１で示す様な装置では摩擦係数が計測できないことに起因すると推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが２ｎｍ以上でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を生成する境界摩擦の範疇に属しないことが、実験例１３で確認された。
【００６９】
［実験例１４］
モリブデンジチオカーバメイトを添加した潤滑剤{ＶＤＳ４（ＤＨ−２）＋ＭｏＤＴＣ}と、窒化チタンカーボンをコーティングした基材（ＴｉＡｌＮ）を用いて、ゾンマーフェルド数Ｓを「２．１２３６５×１０−１９」、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）の添加量をモリブデン含量として７００ｐｐｍにして、基材１０の算術平均粗さを８．０〜１１．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍずつ変化させて、その他の条件は実験例１０と同じにして、低摩擦性能が発揮されるか否かを試験した。
実験例１４の結果は、第１実施形態における実験例５の実験結果（表４参照）と同様であった。
すなわち、基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍよりも大きいと、低摩擦性能は発揮されなかった。表面の凹凸が大きいと摺動部材として機能しなかったためと推測される。
換言すれば、基材１０の算術平均粗さが１０．０ｎｍ以下でなければ、潤滑剤が摺動部材間で潤滑膜を形成する境界摩擦を行う摺動部材として機能し得ないことが、実験例１４で確認された。
【００７０】
上述した実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、窒化クロムで摺動面をコーティングした基材１０の相手方の部材であるボール２０は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）製であった。しかし、発明者の実験によれば、炭素量が０．１５〜０．５５重量％であり、焼入れ、焼戻し処理を施し、浸炭処理を施した鉄鋼材により、ボール２０を構成した場合でも、図示の実施形態や、実験例１、実験例２と同様な結果が得られている。
従って、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に代えて、炭素量が０．１５〜０．５５重量％で、焼入れ、焼戻し、浸炭を施した鉄鋼材を用いても良い。
【００７１】
また、実施形態において、軸受が例示されているが、その他の摺動部材についても、本発明が適用出来ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７２】
１０・・・１０
２０・・・２０
Ｐ・・・荷重
Ｆ・・・摩擦力が作用する方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゾンマーフェルド数の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いられ、鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面が窒化チタン系材料でコーティングされており、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑剤として摺動部材間に介在しており、摺動部材の算術平均粗さが２〜１０ｎｍの範囲であることを特徴とする摺動機構。
【請求項２】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンアルミである請求項１の摺動機構。
【請求項３】
前記窒化チタン系材料は窒化チタンであり、摺動部材の算術平均粗さが２〜４ｎｍである請求項１の摺動機構。
【請求項４】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンカーボンである請求項１の摺動機構。
【請求項５】
鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面に窒化チタン系材料をコーティングし、ディーゼルエンジンオイルにモリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加し、摺動部材の算術平均粗さを２〜１０ｎｍにして、ゾンマーフェルド数の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いることを特徴とする摺動機構の摩擦低減方法。
【請求項６】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンアルミである請求項５の摩擦低減方法
【請求項７】
前記窒化チタン系材料は窒化チタンであり、摺動部材の算術平均粗さが２〜４ｎｍである請求項５の摩擦低減方法。
【請求項８】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンカーボンである請求項５の摩擦低減方法。
【請求項１】
ゾンマーフェルド数の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いられ、鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面が窒化チタン系材料でコーティングされており、モリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加したディーゼルエンジンオイルが潤滑剤として摺動部材間に介在しており、摺動部材の算術平均粗さが２〜１０ｎｍの範囲であることを特徴とする摺動機構。
【請求項２】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンアルミである請求項１の摺動機構。
【請求項３】
前記窒化チタン系材料は窒化チタンであり、摺動部材の算術平均粗さが２〜４ｎｍである請求項１の摺動機構。
【請求項４】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンカーボンである請求項１の摺動機構。
【請求項５】
鋼系材料製の摺動部材の少なくとも一方の摺動面に窒化チタン系材料をコーティングし、ディーゼルエンジンオイルにモリブデンジチオカーバメイトをモリブデン含量として６００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ添加し、摺動部材の算術平均粗さを２〜１０ｎｍにして、ゾンマーフェルド数の粘度をＰａ・ｓ、速度をｓ−１、荷重を平均ヘルツ応力に換算した際に、２．１２３６５×１０−１９〜５．９４５０９×１０−１９の範囲内の潤滑条件で用いることを特徴とする摺動機構の摩擦低減方法。
【請求項６】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンアルミである請求項５の摩擦低減方法
【請求項７】
前記窒化チタン系材料は窒化チタンであり、摺動部材の算術平均粗さが２〜４ｎｍである請求項５の摩擦低減方法。
【請求項８】
前記窒化チタン系材料は、窒化チタンカーボンである請求項５の摩擦低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２７３７１（Ｐ２０１２−１２７３７１Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６９４３（Ｐ２０１０−２７６９４３）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【出願人】（００００００３８７）株式会社ＡＤＥＫＡ (987)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【出願人】（００００００３８７）株式会社ＡＤＥＫＡ (987)
【Ｆターム（参考）】
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