(57)【要約】【課題】厚さが薄い複層摺動部材を提供する。【解決手段】裏金２と、裏金２の表面２Ａ上に被覆された接着層３と、接着層３を介して裏金２に接合される樹脂摺動層４と、を備える。接着層３は、ポリアミドイミド樹脂を含んでいる。樹脂摺動層４は、ポリイミド樹脂を含んである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金と、前記裏金の表面上に被覆された接着層と、前記接着層を介して前記裏金に接合される樹脂摺動層と、を備え、
前記接着層は、ポリアミドイミド樹脂を含んでおり、
前記樹脂摺動層は、ポリイミド樹脂を含んでいる、複層摺動部材。
【請求項２】
前記樹脂摺動層は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、溶融フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、および、液晶ポリエステル樹脂のうちの少なくとも１種以上含んでいる、請求項１に記載の複層摺動部材。
【請求項３】
前記樹脂摺動層は、ポリイミド樹脂５〜４０質量％を含む、請求項１または請求項２に記載の複層摺動部材。  
【請求項４】
前記樹脂摺動層は、金属リン酸塩、固体潤滑剤、および／または、繊維補強材を含んでいる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
【請求項５】
前記裏金の前記表面上に凹凸が形成されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複層摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、裏金と、裏金上に形成された多孔質焼結層と、多孔質焼結層に被覆された樹脂摺動層とを備えた複層摺動部材が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる複層摺動部材の樹脂摺動層には、低摩擦性、耐摩耗性に優れた合成樹脂組成物が使用されるが、非粘着性であることから直接裏金に接合できないため、裏金上に形成された多孔質焼結層の孔隙および表面に充填被覆されることにより、多孔質焼結層への強固な接合強度（アンカー効果）が達成される。この強固な接合強度を得るには、多孔質焼結層にある程度の厚さが必要である。樹脂摺動層は、この多孔質焼結層への接合を介して裏金に接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９４３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、良好な摺動性能を確保するための樹脂摺動層の厚さを維持したうえで、この複層摺動部材の厚さを薄くしたい場合、多孔質焼結層の厚さを薄くせざるを得なく、それでは樹脂摺動層の裏金への十分な接合力が得られないという問題があった。
【０００５】
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、裏金の表面にポリアミドイミド樹脂（以下、ＰＡＩという）を含む中間層を介して樹脂摺動層を形成するとともに、当該樹脂摺動層としてポリイミド樹脂（以下、ＰＩという）を含む合成樹脂組成物を用いると、裏金に強固に接合された樹脂摺動層を有する複層摺動部材が得られることを見出した。本発明は、前記知見に基づきなされたもので、その目的は、多孔質焼結層を介さなくても裏金と樹脂摺動層とが強固に接合されるとともに厚さが薄い複層摺動部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による複層摺動部材は、裏金と、前記裏金の表面上に被覆された接着層と、前記接着層を介して前記裏金に接合される樹脂摺動層と、を備え、前記接着層は、ポリアミドイミド樹脂を含んでおり、前記樹脂摺動層は、ポリイミド樹脂を含んでいる。
【０００７】
また、前記樹脂摺動層は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥという）、溶融フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、および、液晶ポリエステル樹脂のうちの少なくとも１種以上含んでいてもよい。
【０００８】
前記樹脂摺動層は、ポリイミド樹脂５〜４０質量％を含んでいてもよい。
【０００９】
また、前記樹脂摺動層は、金属リン酸塩、固体潤滑剤、および／または、繊維補強材を含んでいてもよい。
【００１０】
前記裏金の前記表面上に凹凸が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、厚さが薄い複層摺動部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る複層摺動部材の部分断面図である。
【図２】複層摺動部材の製造工程の説明図である。
【図３】複層摺動部材から製造されるブッシュ形状軸受の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係る複層摺動部材について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態における複層摺動部材１の部分断面図を示している。
【００１５】
図１に示すように、複層摺動部材１は、鋼板からなる裏金２と、裏金２の表面２Ａに被覆された接着層３と、接着層３により裏金２に接合された樹脂摺動層４とを備える。
【００１６】
裏金２には、鉄系、銅系、またはアルミニウム系の板材が用いられている。鉄系としては、みがき特殊帯鋼、冷延鋼帯、冷間圧延ステンレス鋼帯、または金属皮膜鋼板が用いられる。みがき特殊帯鋼としては、かみそり鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼、炭素鋼、クロムモリブデン鋼等が挙げられる。冷延鋼帯としては、冷間圧延鋼帯、電磁軟鉄等が挙げられる。冷間圧延ステンレス鋼帯としては、オーステナイト系、マルテンサイト系、析出硬化系等が挙げられる。金属皮膜鋼板としては、溶融亜鉛メッキ鋼板、銅メッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板等が挙げられる。銅系としては、黄銅、リン青銅、ベリリウム銅、洋白等が用いられる。アルミニウム系としては、ジュラルミン等のアルミニウム合金が用いられる。
【００１７】
板厚は、０．２〜３．０ｍｍが好ましいが、これに限られない。裏金２の表面２Ａには、凹凸が形成されている。
【００１８】
接着層３には、裏金２の表面２Ａとの接着性に優れた合成樹脂が用いられる。合成樹脂として、ＰＡＩが挙げられる。
【００１９】
樹脂摺動層４には、摺動特性に優れた合成樹脂組成物が用いられる。
【００２０】
本実施形態では、樹脂摺動層４として、例えば、ＰＩ：５〜４０質量％、好ましくは１５〜２５質量％、黒鉛：０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜５質量％を含み、残部がＰＴＦＥを含むように構成されている。なお、ＰＩの添加量が５質量％より少ない場合は、接合強度が十分に得られず、鍔成形等の加工時に剥離が生じる。
【００２１】
合成樹脂組成物は、ＰＴＦＥと添加剤とを混合した後、得られた混合物に石油系溶剤を加えて、ＰＴＦＥの室温転移点（１９℃）以下の温度で、攪拌混合することにより、湿潤性が付与された合成樹脂組成物が得られる。
【００２２】
次に、複層摺動部材１の製造方法について説明する。
【００２３】
図２は、複層摺動部材１の製造方法の説明図である。
【００２４】
図２（Ａ）は、複層摺動部材１の製造方法のうちの前処理工程を示し、図２（Ｂ）は、複層摺動部材１の製造工程のうちの接着剤塗布工程および樹脂摺動層形成工程を示している。本実施形態の複層摺動部材１の製造では、前処理工程と、接着剤塗布工程および樹脂摺動層形成工程とを異なるラインで行う。すなわち、二つのラインにより、複層摺動部材１を製造する。
【００２５】
複層摺動部材１の製造方法では、まず長尺帯状の裏金２を準備する。そして、図２（Ａ）に示すように、前処理工程では、第１のアンコイラ１０に巻かれた長尺帯状の裏金２がブラスト装置１１へライン方向に沿って送られ、ブラスト装置１１において裏金２の表面２Ａ上に凹凸が形成される。表面２Ａ上に凹凸が形成された後、裏金２は第１のリコイラ１２に巻き取られる。ブラスト装置１１におけるブラスト処理は、乾式および湿式のいずれであってもよい。また、裏金２に凹凸を形成する方法としては、裏金２を構成する金属に応じて、リン酸被膜処理、エッチング処理、アルマイト処理等の化成処理、ダルロール、レーザー照射機械加工であってもよい。すなわち、アンカー効果が得られる凹凸を形成できれば、どのような加工法であっても良い。
【００２６】
図２（Ｂ）に示すように、第２のアンコイラ１３に巻かれ、表面２Ａに凹凸が形成された裏金２が、ライン方向に沿って複層装置１４へ送られ、複層装置１４において、接着層３となる接着剤（ＰＡＩを有機溶剤に溶解させたワニス）の塗布および樹脂摺動層となる前記湿潤性が付与された合成樹脂組成物の被覆が行われる。接着剤を裏金２の表面２Ａに直接塗布する方法としては、スプレー塗布、浸漬塗布、電着塗布、ローラ塗布、ブレード塗布が用いられ、接着剤の種類および膜厚に応じて適宜選択してもよい。
【００２７】
湿潤性が付与された合成樹脂組成物は、例えばホッパーから裏金２の表面２Ａに塗布された接着剤上に直接供給され、一対の散布ロール１５により、合成樹脂組成物の厚さが所定の厚さになるように圧延され、合成樹脂組成物からなる被覆層が形成される。その後、合成樹脂組成物が被覆された裏金２は、例えば、１００〜２００℃に加熱した熱風乾燥炉１６中に数分間保持されて溶剤が除去され、一対の第１の成形ロール１７により、所定の加圧力（例えば、５００ｋｇｆ）で圧延され、所望の厚さの合成樹脂組成物の被覆層が形成される。これを、焼成炉１８において、３６０〜３８０℃で数分〜十数分間加熱して接着剤であるＰＡＩと合成樹脂組成物中のＰＩとの反応、接着剤であるＰＡＩの硬化反応および合成樹脂組成物からなる被覆層の焼成が行なわれ、第２の成形ロール１９において加圧処理され、寸法調整およびうねり等の矯正を行なって、複層摺動部材１が第２のリコイラ２０に巻き取られる。これにより、０．０２〜０．５０ｍｍの樹脂摺動層４が形成される。なお、上記実施形態は、合成樹脂組成物がＰＴＦＥ組成物である例について述べたが、樹脂摺動層となる合成樹脂組成物を上記実施形態のように湿潤性が付与された合成樹脂組成物の状態で供給するか湿潤性を付与しない混合粉末の状態で供給するかは合成樹脂組成物を構成する材料に応じて適宜選択される。同様に、乾燥炉１６および焼成炉１８における温度および時間についても合成樹脂組成物を構成する材料に応じて適宜選択される。
【００２８】
このようにして、長尺帯状の複層摺動部材１が製造される。この複層摺動部材１を、所定の長さに切断し、樹脂摺動層４が内側になるように円筒状に曲げ加工することにより、図３に示すようなブッシュ形状の軸受５が製造される。なお、ブッシュ形状の軸受５に限らず。複層摺動部材１により、ワッシャー形状およびプレート形状の軸受を製造してもよい。
【００２９】
以上のように、複層摺動部材１は、裏金２と、裏金２の表面２Ａ上に被覆された接着層３と、接着層３を介して裏金２に接合される樹脂摺動層４とを備える。接着層３は、ＰＡＩを含んでおり、樹脂摺動層４は、ＰＩが添加された合成樹脂組成物である。このように、樹脂摺動層４はＰＩを含有し、接着層３を分子骨格にアミド基とイミド基を有したポリアミドイミド樹脂としており、接着層３および樹脂摺動層４を相溶性および親和性のある材料により構成している。これにより、多孔質焼結層がなくても、樹脂摺動層４を裏金２に十分な強度で接合させることができる。したがって、摺動性に優れ、厚さの薄い複層摺動部材１を提供することができる。
【００３０】
また、裏金２の表面２Ａ上に凹凸が形成されているので、凹凸によるアンカー効果により裏金２と接着層３との接合力を向上させることができる。ひいては、接着層３を介する裏金２と樹脂摺動層４との接合力を向上させることができる。よって、樹脂摺動層４が裏金２から剥がれるのを一層抑制することができ、耐久性に優れた複層摺動部材１を提供することができる。
【００３１】
また、合成樹脂組成物は、ＰＴＦＥを主成分とするので、摺動性に優れた樹脂摺動層４を有する複層摺動部材１を提供することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る複層摺動部材１の製造方法では、裏金２を準備する工程と、裏金２の表面２Ａ上に、接着層３となる接着剤を塗布する工程と、接着剤上に、樹脂摺動層４となる合成樹脂組成物を被覆する工程とを備え、接着層３は、ＰＡＩを含んでおり、合成樹脂組成物の被覆層は、ＰＩを含有する合成樹脂組成物である。このような複層摺動部材１の製造方法では、裏金２の表面２Ａ上に散布した金属粉末を焼結炉により焼結する焼結工程を必要としないので、複層摺動部材１の製造設備に焼結炉が必要ない。よって、複層摺動部材１の製造設備の省スペース化を図ることができる。合成樹脂組成物の被覆層は、樹脂シートにより構成していないので、樹脂摺動層４を構成する合成樹脂組成物の変更が容易となる。
【００３３】
また、上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【００３４】
例えば、上記の実施形態では、裏金２の表面２Ａに凹凸を形成したが、凹凸を形成しなくてもよい。また、複層摺動部材１の製造方法では、前処理工程と、接着剤塗布工程および樹脂摺動層形成工程とを異なるラインで行ったが、二つのラインを一つにまとめて、一つのラインで前処理工程、接着剤塗布工程および樹脂摺動層形成工程を行ってもよい。これにより、さらに複層摺動部材１の製造設備の省スペース化を図ることができる。
【００３５】
また、樹脂摺動層４を構成する合成樹脂組成物の合成樹脂として、ＰＴＦＥを使用したが、他の摺動性に優れた合成樹脂、例えば、溶融フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリエステル樹脂等を使用してもよい。また、ＰＴＦＥを含むこれらの樹脂のうち少なくとも１種以上含む合成樹脂であってもよい。
【００３６】
また、樹脂摺動層４は、追加成分として、摺動安定性を向上させるために、オルトリン酸塩、ピロリン酸塩、メタリン酸塩等の金属リン酸塩を３０質量％以下、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素等の固体潤滑剤を１０質量％以下、および／または、耐摩耗性を向上させるために、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊維等の繊維補強材を１０質量％以下の割合で配合してもよい。
【００３７】
また、乾燥炉１６および焼成炉１８は、熱風により加熱するように構成されていたが、ＩＲ（赤外線、Infrared）またはＩＨ（高周波、Induction Heating）により加熱する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１：複層摺動部材、２：裏金、  ２Ａ：表面、  ３：接着層、  ４：樹脂摺動層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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