(57)【要約】【課題】広範囲の分野において、低摩擦性が要求される部位への適用を可能とする低摩擦性を有する軸受、すべり板などの摺動部材を提供すること。【解決手段】平板状の摺動部材１は、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる四角柱の基体２と、該基体２の一方の表面３に一体に接合された表層材４と、該基体２及び表層材４に該表層材４の表面５で開口すると共に基体２の一部まで伸びて形成された複数個の円柱状の凹部６と、該凹部６に充填保持された固体潤滑剤７とからなり、固体潤滑剤７は、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる基体と、この基体の一方の表面に一体に接合された表層材と、基体及び表層材に表層材の表面で開口すると共に基体の一部まで伸びて形成された少なくとも一つの凹部又は溝と、この凹部又は溝に充填保持された固体潤滑剤とからなり、固体潤滑剤は、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とを含んでいることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
表層材は、ポリアミド樹脂シートからなり、該シートの一方の面において基体の一方の表面に一体に接合されている請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
ポリアミド樹脂シートは、１２ナイロンシートからなる請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
表層材は、有機繊維からなる織布と該織布の表面及び繊維組織間隙に含浸塗工された四ふっ化エチレン樹脂を含有する熱硬化性合成樹脂とからなる少なくとも一枚の織布シートからなる請求項１に記載の摺動部材。
【請求項５】
表層材は、四ふっ化エチレン樹脂繊維の織布と有機繊維の織布とが重ね合わされ、かつふっ素樹脂製糸によって縫合一体化された複合織布と該複合織布に含浸塗工された熱硬化性合成樹脂とからなる複合織布シートからなり、有機繊維の織布側において基体の一方の表面に一体に接合されている請求項１に記載の摺動部材。
【請求項６】
ふっ素樹脂製糸は、四ふっ化エチレン樹脂からなる糸及び四ふっ化エチレン・六ふっ化プロピレン共重合体からなる糸のいずれかから選択されたものである請求項５に記載の摺動部材。
【請求項７】
ふっ素樹脂製糸は、単糸及び紡糸のいずれか一方であり、おおむね２００〜１,２００デニールの範囲のものである請求項５又は６に記載の摺動部材。
【請求項８】
有機繊維は、綿繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維及び綿繊維とポリエステル繊維との混紡繊維のいずれかから選択されたものである請求項４から７のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項９】
炭化水素系ワックスは、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックス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１から８のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項１０】
芳香族ポリアミド樹脂粉末は、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末である請求項１から９のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項１１】
炭化水素油は、炭化水素系鉱油又は炭化水素系合成油である請求項１から１０のいずれか一項に記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低摩擦性を有する軸受、すべり板などの摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特公昭３９−１４８５２号公報
【特許文献２】特公昭５８−３５４６８号公報
【０００３】
従来、綿布基材入りフェノール樹脂製すべり部材を得るにあたり、黒鉛や二硫化モリブデン又は四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」と略称する）などの固体潤滑剤粉末をフェノール樹脂ワニスに分散含有させたものに綿布基材を浸漬して引上げ、適宜加温して溶剤を逸散してこれら固体潤滑剤が基材に付着含浸せしめられたプリプレグを得、これを成形材料として積層すべり部材とするなどの方法が用いられている。
【０００４】
しかしながら、綿布基材の浸漬、引上げによりプリプレグを形成するに際しての作業性を保つべく、固体潤滑剤の混入割合を比較的低く抑える必要があり、その結果前記公知の方法で得られた固体潤滑剤入りすべり部材では、あまり摩擦係数を低下させることができず、また必ずしも充分な耐摩耗性が得られない。
【０００５】
加えて、仮に固体潤滑剤の混入割合を高め得たとしても、単なる浸漬によっては繊維基材の繊維組織間隙に樹脂と固体潤滑剤との混合物が充分には充填されず、また混合物が基材に必ずしも充分には付着され得ず、このようなプリプレグを用いて積層成形すると、得られた成形物が層間剥離を起こす虞があり、その結果すべり部材の機械的強度を著しく低下させる虞がある。
【０００６】
このような問題を解決するべく、補強基材に予め合成樹脂ワニスを含浸せしめ、ついでこのワニス含浸基材に固体潤滑剤入りワニスを塗布するか、固体潤滑剤の水分散体を塗布するなどして基材のほぼ表面にのみ固体潤滑剤を付着せしめるという方法がある（特許文献１所載）。しかしながら、この特許文献１に開示された方法においても、すべり部材の低摩擦性、耐摩耗性などが充分とは言い難い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したすべり部材とは別に、綿布等の織布に樹脂ワニスを含浸したプリプレグを複数枚重ね合わせた基体の表面（摺動面）にＰＴＦＥ繊維と他の繊維、例えば綿繊維、ガラス繊維などとの交織布を一体に積層してなるすべり部材が提案されている（特許文献２所載）。この特許文献２には、ＰＴＦＥ繊維とＰＴＦＥ繊維以外の他の繊維からなり、ＰＴＦＥ繊維が表面に６０〜８５％を占める交織布に熱硬化性合成樹脂２５〜４０重量％を含浸せしめた樹脂加工ＰＴＦＥ交織布からなる表層材が開示されている。この表層材は、裏材に接合一体化されて使用されることから、裏材との接合面となる裏面にはＰＴＦＥ繊維以外の繊維を露出させる必要があり、相手材との摺動面となる表面には低摩擦性を発揮するＰＴＦＥ繊維の露出割合を１００％とすることはできない。したがって、摺動面には低摩擦性に寄与しない繊維が露出することになり、低摩擦性を発揮するすべり部材とは言い難いものでる。
【０００８】
上記特許文献１及び特許文献２に開示されたすべり部材は、特定の用途においては充分使用可能であるが、特に低摩擦性が要求される用途、例えば建築、土木分野における建物や橋梁、高架道路を支持する弾性支承と併用して設置し、当該建物等に加わる地震力を減少させるすべり免震装置への適用は、低摩擦性の観点で到底難しい。
【０００９】
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広範囲の分野において、低摩擦性が要求される部位への適用を可能とする低摩擦性を有する軸受、すべり板などの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】
【００１０】
本発明の摺動部材は、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる基体と、この基体の一方の表面に一体に接合された表層材と、基体及び表層材に表層材の表面で開口すると共に基体の一部まで伸びて形成された少なくとも一つの凹部又は溝と、この凹部又は溝に充填保持された固体潤滑剤とからなり、固体潤滑剤は、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とを含んでいることを特徴とする。
【００１１】
本発明の摺動部材によれば、摺動面には摺動性に優れた表層材と表層材の表面で開口する凹部又は溝に充填保持された固体潤滑剤とが露出しており、固体潤滑剤中に炭化水素系ワックスに吸収保持された炭化水素油が相手材との摺動により生じる摩擦熱によって摺動面に供給されるので、相手材とは摺動性に優れた表層材と表層材の表面に供給された炭化水素油とを介しての摺動に移行することにより低摩擦性が発揮される。
【００１２】
本発明の摺動部材において、表層材は、好ましくはポリアミド樹脂シート、より好ましくは１２ナイロンシートからなり、更に好ましくはグラファイトを３〜７重量％含有したグラファイト入り１２ナイロンシートからなり、該シートの一方の面において基体の一方の表面に一体に接合されているとよい。
【００１３】
ポリアミド樹脂シート、特に１２ナイロンシートはそれ自体低摩擦性を有することから表層材として使用して好適であり、更には３〜７重量％のグラファイトが含有された１２ナイロンシートは低摩擦性に加えて耐摩耗性が高められていることから表層材としては好ましい。
【００１４】
また、表層材は、有機繊維からなる織布と該織布の表面及び繊維組織間隙に含浸塗工されたＰＴＦＥを含有する熱硬化性合成樹脂とからなる少なくとも一枚の織布シートからなっていてもよい。この織布シートにおいては、熱硬化性合成樹脂に含有されたＰＴＦＥが混在されているので、該シートの表面においてＰＴＦＥの低摩擦性が発揮される。
【００１５】
有機繊維としては、綿繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維及び綿繊維とポリエステル繊維との混紡繊維のいずれかから選択されたものが好ましく、したがって、織布シートにおいて、有機繊維からなる織布としては、綿織布、アラミド繊維織布、ポリエステル繊維織布及び綿繊維とポリエステル繊維との混紡織布のうちの一つから選択されたものが好ましい。
【００１６】
更に、表層材は、ＰＴＦＥ繊維の織布と有機繊維の織布とが重ね合わされ、かつふっ素樹脂製糸によって縫合一体化された複合織布と該複合織布に、具体的には、該複合織布の表面及び繊維組織間隙に含浸塗工された熱硬化性合成樹脂とからなる複合織布シートからなっていてもよい。この複合織布シートは、有機繊維の織布側において基体の一方の表面に一体に接合されているとよい。
【００１７】
この複合織布シートにおいては、摺動面となる表面はＰＴＦＥ繊維の織布とふっ素樹脂製糸との露出面となるため、ＰＴＦＥ及びふっ素樹脂の固有の低摩擦性が発揮される。
【００１８】
この複合織布において、有機繊維の織布としては、前記と同様の織布が使用されるとよい。
【００１９】
ふっ素樹脂製糸としては、ＰＴＦＥからなる糸及び四ふっ化エチレン・六ふっ化プロピレン共重合体（以下「ＦＥＰ」という）からなる糸のいずれかから選択されるとよく、これらふっ素樹脂製糸は、単糸及び紡糸のいずれか一方であり、おおむね２００〜１,２００デニールの範囲の糸であることが好ましい。
【００２０】
基体と表層材とに表層材の表面で開口すると共に基体の一部まで伸びて形成された少なくとも一つの凹部又は溝に充填保持される固体潤滑剤において、炭化水素系ワックスは、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくとも一つから選択されるとよい。
【００２１】
固体潤滑剤中の芳香族ポリアミド樹脂粉末は、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末が使用されて好適である。
【００２２】
固体潤滑剤中の炭化水素油は、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル等の炭化水素系鉱油又はポリ−α−オレフィン、ポリブテン等の炭化水素系合成油であると好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、摺動面は低摩擦性を有する表層材と該表層材の表面で開口する凹部又は溝に充填保持された固体潤滑剤とが露出しており、凹部又は溝に充填保持された固体潤滑剤中の炭化水素油が摺動摩擦熱によって摺動面に供給される結果、表層材の低摩擦性と固体潤滑剤の低摩擦性とがいかんなく発揮される摺動部材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２５】
図１において、平板状の摺動部材１は、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる四角柱の基体２と、基体２の一方の表面３（図５等参照）に一体に接合された表層材４と、基体２及び表層材４に表層材４の表面５で開口すると共に基体２の一部まで伸びて形成された複数個の円柱状の凹部６と、凹部６に充填保持された固体潤滑剤７とからなる。摺動部材１は、図２に示すように円柱をなすものであってもよく、更に凹部６は、図２に示すように互いに直交する二つの直方体の長溝からなる一つの凹部６であってもよい。
【００２６】
図３に示す平板状の摺動部材１の基体２の製造装置において、アンコイラ８に巻かれた繊維織布からなる補強基材９は、送りローラ１０によって熱硬化性合成樹脂ワニス１１を貯えた容器１２に送られ、容器１２内に設けられた案内ローラ１３及び１４によって容器１２内に貯えられた熱硬化性合成樹脂ワニス１１内を通過せしめられることにより、補強基材９の表面に熱硬化性合成樹脂ワニス１１が塗工される。ついで、熱硬化性合成樹脂ワニス１１が塗工された補強基材９は送りローラ１５によって圧縮ロール１６及び１７に送られ、圧縮ロール１６及び１７によって補強基材９の表面に塗工された熱硬化性合成樹脂ワニス１１が繊維組織間隙にまで含浸せしめられる。そして、熱硬化性合成樹脂ワニス１１が含浸塗布された補強基材９に対して乾燥炉１８内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応が進められ、これにより成形可能なプリプレグ（樹脂加工基材シート）１９が作製される。このようにして得られたプリプレグ１９を図４に示すように所望の寸法に切断してこれを複数枚重ね合わせて積層にする。
【００２７】
基体２となる補強基材９に用いられる繊維織布としては、綿布（綿繊維織布）、アラミド繊維織布、ポリエステル繊維織布などの有機繊維織布又はガラス繊維布、炭素繊維布などの無機繊維織布が好適である。また、熱硬化性合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが好適であり、これら熱硬化性合成樹脂の揮発性溶剤としては、メタノール、アセトン、メチルエチルケトンなど使用する熱硬化性合成樹脂によって適宜選択される。そして、熱硬化性合成樹脂を揮発性溶剤に溶かして形成される熱硬化性合成樹脂ワニスの固形分は、おおむね３０〜６５重量％であり、樹脂ワニスの粘度は、おおむね８００〜５０００ｃＰ、就中１０００〜４０００ｃＰが好ましい。
【００２８】
第一の表層材４は、図５に示すように、ポリアミド樹脂シート４０、好ましくは１２ナイロン樹脂シートであり、更に好ましくはグラファイトを３〜７重量％含有したグラファイト入り１２ナイロン樹脂シートである。このシートは、おおよそ０．５ｍｍの厚さに形成される。
【００２９】
第二の表層材４は、図６に示すように、有機繊維からなる織布４１ａと織布４１ａの表面及び繊維組織間隙に含浸塗工されたＰＴＦＥを含有する熱硬化性合成樹脂４１ｂとからなる織布シート４１から形成されている。
【００３０】
織布シート４１は、基体２の製造方法で使用した図３に示す製造装置と同様の製造装置によって同様の製造方法によって製作される。すなわち、アンコイラ８に巻かれた有機繊維からなる織布４１ａは、送りローラ１０によってＰＴＦＥ粉末と熱硬化性合成樹脂ワニスとの混合液２１を貯えた容器１２に送られ、容器１２内に設けられた案内ローラ１３及び１４によって容器１２内に貯えられた混合液２１内を通過せしめられることにより、織布４１ａの表面に混合液２１が塗工される。ついで、混合液２１が塗工された織布４１ａは送りローラ１５によって圧縮ロール１６及び１７に送られ、圧縮ロール１６及び１７によって織布４１ａの表面に塗工された混合液２１が繊維組織間隙にまで含浸せしめられる。そして、混合液２１が含浸塗布された織布４１ａに対して乾燥炉１８内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応が進められ、これにより成形可能なプリプレグ（織布シート４１）が作製される。
【００３１】
第二の表層材４を形成する有機繊維からなる織布４１ａに含浸塗工される熱硬化性合成樹脂ワニスに含有されるＰＴＦＥ粉末は、成形用又は固体潤滑用の粉末が使用されるが、熱硬化性合成樹脂ワニスとの混合における当該熱硬化性合成樹脂ワニスへの均一分散性の観点からは固体潤滑用の粉末が好ましく、その平均粒径はおおよそ１〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍである。このようなＰＴＦＥの具体例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７Ｊ（商品名）」及び「ＴＬＰ−１０（商品名）」、旭硝子社製の「フルオンＧ１６３（商品名）」、「フルオンＬ１６９Ｊ（商品名）」、ダイキン工業社製の「ポリフロンＭ１５（商品名）」及び「ルブロンＬ５（商品名）」、喜多村社製の「ＫＴＬ６１０、ＫＴＬ３５０、ＫＴＬ８Ｎ（いずれも商品名）」などが挙げられる。
【００３２】
そして、第二の表層材４を形成する有機繊維からなる織布４１ａと熱硬化性合成樹脂とＰＴＦＥとの割合は、織布２５〜３５重量％、熱硬化性合成樹脂３０〜４５重量％、ＰＴＦＥ３０〜４５重量％が好ましい範囲である。この範囲において、表層材４（織布シート４１）としての摩擦摩耗特性の観点から、織布４１ａと織布４１ａに含浸塗工される熱硬化性合成樹脂とＰＴＦＥとの配合割合が決定される。熱硬化性合成樹脂の配合割合が３０重量％未満では表層材４としての接合強度が充分でなく、また４５重量％を超えて配合するとＰＴＦＥの低摩擦性を損なう虞がある。また、ＰＴＦＥは表層材４に低摩擦性を付与するものであるが、配合割合が３０重量％未満では表層材４に充分な低摩擦性を付与し難く、また４５重量％を超えて配合すると、熱硬化性合成樹脂の具有する接合性を低下させ、結果として表層材４の剥離を惹起させる虞がある。
【００３３】
第三の表層材４は、図７に示すように、ＰＴＦＥ繊維の織布４２ａと有機繊維の織布４２ｂとが重ね合わされ、かつふっ素樹脂製糸４２ｃによって縫合一体化された複合織布４２ｄ（図８及び図９参照）と複合織布４２ｄの表面及び繊維組織間隙に含浸塗工された熱硬化性合成樹脂４２ｅとからなる複合織布シート４２から形成されている。
【００３４】
複合織布４２ｄにおいて、ＰＴＦＥ繊維の織布４２ａと有機繊維の織布４２ｂとを縫合一体化するふっ素樹脂製糸４２ｃとしては、ＰＴＦＥからなる糸及びＦＥＰからなる糸のいずれかが使用され、ふっ素樹脂製糸４２ｃは単糸及び紡糸のいずれか一方であり、おおむね２００〜１,２００デニールの範囲のものが好適に使用される。そして、両織布４２ａ及び４２ｂはふっ素樹脂製糸４２ｃによって、ぐし縫い、並縫い、本返し縫い、半返し縫い及びステッチング縫いのいずれか一つの方法で縫合一体化される。
【００３５】
複合織布シート４２も、基体２の製造方法で使用した図３に示す製造装置と同様の製造装置によって同様の製造方法によって製作される。すなわち、アンコイラ８に巻かれた複合織布４２ｄは、送りローラ１０によって熱硬化性合成樹脂ワニス１１を貯えた容器１２に送られ、容器１２内に設けられた案内ローラ１３及び１４によって容器１２内に貯えられた熱硬化性合成樹脂ワニス１１内を通過せしめられることにより、複合織布４２ｄの表面に熱硬化性合成樹脂ワニス１１が塗工される。ついで、熱硬化性合成樹脂ワニス１１が塗工された複合織布４２ｄは送りローラ１５によって圧縮ロール１６及び１７に送られ、圧縮ロール１６及び１７によって複合織布４２ｄの表面に塗工された熱硬化性合成樹脂ワニス１１が繊維組織間隙にまで含浸せしめられる。そして、熱硬化性合成樹脂ワニス１１が含浸塗布された複合織布４２ｄに対して乾燥炉１８内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応が進められ、これにより成形可能なプリプレグ（複合織布シート４２）が作製される。
【００３６】
第二及び第三の表層材４を形成する織布シート４１及び複合織布シート４２において、有機繊維からなる織布４１ａ及び４２ｂは、綿布、アラミド繊維織布、ポリエステル繊維織布及び木綿（綿繊維）とポリエステル樹脂繊維との混紡織布などが好適に使用される。これら織布４１ａ及び４２ｂの織物組織は、特に限定されるものではなく、平織、斜文織、朱子織などいずれであってもよい。
【００３７】
第一の表層材４を形成するポリアミド樹脂シート４０、第二の表層材４を形成する織布シート４１及び第三の表層材４を形成する複合織布シート４２は、それぞれ所望の寸法に切断され、これを積層体からなる基体２の一方の表面３に載置し、積層方向に加熱、加圧成形して基体２の表面３に一体に接合される。なお、第三の表層材４の複合織布シート４２は、有機繊維からなる織布４２ｂ側を基体２の表面３に向けて載置される。
【００３８】
このように基体２の一方の表面３上に一体に接合された第一、第二及び第三の表層材４には、表層材４の表面５で開口すると共に基体２の一部まで伸びた複数個の凹部６が形成される。複数個の凹部６は、表層材４の表面５の面積に占める凹部６の開口部の面積の総和が２０〜３０％の割合となるように形成される。この凹部６は後述する固体潤滑剤を充填保持するものであり、固体潤滑剤の低摩擦性等の摺動特性を良好に発揮させるためには、表層材４の表面５の面積に占める凹部６の開口部の面積の総和が少なくとも２０％必要とされる。しかしながら、表層材４の表面５の面積に占める凹部６の開口部の面積の総和が３０％を超えると表層材４の強度低下を来たすことになる。凹部６は、ドリル、バイト等を用いた穴あけ加工によって形成される。
【００３９】
図５は第一の表層材４であるポリアミド樹脂シート４０を具備した平板状の摺動部材１の断面図を、図６は第二の表層材４である織布シート４１を具備した平板状の摺動部材１の断面図を、図７は第三の表層材４である複合織布シート４２を具備した平板状の摺動部材１の断面図を夫々示す。
【００４０】
図１０に示す円筒状の摺動部材１は、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる円筒状の基体２と、基体２の内周面３ａに一体に接合された表層材４と、基体２及び表層材４に表層材４の表面５で開口すると共に基体２の一部まで伸びて長手方向に沿って配列されて形成された複数個のリング状の溝６１と、溝６１に充填保持された固体潤滑剤７とからなる。
【００４１】
図１１に示す円筒状の摺動部材１の製造装置において、二本の加熱ローラ２２及び２２と一本の加圧ローラ２３を夫々三角形の頂点に位置するように配置し、その真ん中に芯型２４を置いて、芯型２４に第一、第二及び第三の表層材４のいずれかを少なくとも一周分捲回し、ついで表層材４の外側にアンコイラ２５に巻かれた前記と同様のプリプレグ１９を巻き付け、芯型２４を一定方向に駆動回転せしめ、二本の加熱ローラ２２及び２２と加圧ローラ２３とによって所望の厚さの積層体からなる基体２を加圧、加熱しながら形成し、これにより内周面に表層材４を一体に接合した円筒状の摺動部材１が作製される。
【００４２】
このように形成された円筒状の摺動部材１の表層材の表面（内周面）５に、表層材４の表面５で開口し、しかも、長手方向に沿って配列されていると共に基体２の一部まで伸びた複数個の溝６１がバイト等を用いた切削加工によって形成される。複数個の溝６１は、表層材４の表面５の面積に占める溝６１の開口部の面積の総和が２０〜３０％の割合となるように形成される。この溝６１は後述する固体潤滑剤を充填保持するものであり、固体潤滑剤の低摩擦性等の摺動特性を良好に発揮させるためには、表層材４の表面５の面積に占める凹部６の開口部の面積の総和が少なくとも２０％必要とされる。しかしながら、表層材４の表面５の面積に占める凹部６の開口部の面積の総和が３０％を超えると表層材４の強度低下を来たすことになる。
【００４３】
表層材４の表面５で開口すると共に基体２の一部まで伸びた複数個の凹部６又は溝６１に充填保持される固体潤滑剤７は、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とを含んでいる。
【００４４】
固体潤滑剤の成分中のカーボンブラックは、固体潤滑剤を補強する効果を発揮すると共に後述する炭化水素油を吸収保持する保持体としての役割を発揮する。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ガスファーネスブラックなどが挙げられる。特に、一次粒子径が約２０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が約１００ｍｌ／１００ｇ、比表面積が約１１０ｍ２／ｇを有しているものが好ましい。具体的には、旭カーボン社製の「ＳＵＮＢＬＡＣＫ  Ｘ１５（商品名）」、三菱化学社製の「ＭＡ１００（商品名）」が好ましいものとして例示される。そして、カーボンブラックの配合量は、５〜１５重量％、好ましくは１０〜１５重量％である。配合量が５重量％未満では、固体潤滑剤の補強効果が充分発揮されず、また１５重量％を超えた場合は、固体潤滑剤の流動性を損ない、凹部又は溝への固体潤滑剤の充填作業性を悪化させる虞がある。
【００４５】
炭化水素系ワックスは、固体潤滑剤に低摩擦性を付与すると共にカーボンブラックと同様、後述する炭化水素油を吸収保持する保持体としての役割を発揮する。炭化水素系ワックスとしては、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくとも一つから選択される。炭化水素系ワックスとして、具体的には、日本精蝋社製のパラフィンワックス「１５０（商品名）」、クラリアントジャパン社製のポリエチレンワックス「リコワックスＰＥ５２０（商品名）」、日本精蝋社製のマイクロクリスタリンワックス「Ｈｉ−Ｍｉｃ−１０８０（商品名）」、日興ファインプロダクツ社製のポリエチレンワックスとパラフィンワックスとの混合物「ゴデスワックス（商品名）」等が挙げられる。そして、炭化水素系ワックスの配合量は、１０〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満では、固体潤滑剤に低摩擦性を充分付与し得ず、また２０重量％を超えて配合すると摺動部材基体に形成された凹部又は溝への固体潤滑剤の接合力を低下させる虞がある。
【００４６】
芳香族ポリアミド樹脂粉末は、固体潤滑剤に耐摩耗性を付与する効果を発揮する。芳香族ポリアミド樹脂粉末としては、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末で、好ましい例として、例えば帝人社製の「コーネックス（商品名）」等が挙げられる。そして、芳香族ポリアミド樹脂粉末の配合量は、１〜５重量％、好ましくは３〜５重量％である。配合量が１重量％未満では固体潤滑剤に耐摩耗性を充分付与することができず、また配合量が５重量％を超えると、固体潤滑剤の低摩擦性を損なうばかりでなく固体潤滑剤の流動性を損ない、摺動部材基体の凹部又は溝への充填作業性を悪化させる虞がある。
【００４７】
炭化水素油は、固体潤滑剤に低摩擦性を付与するものであり、その潤滑形態としては、固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材と相手材（軸等）との摺動時に発生する摩擦熱により固体潤滑剤から摺動面にスムーズに供給され、摺動面に介在して低摩擦性を与えるものである。炭化水素油としては、具体的には、出光興産社製のパラフィン系オイル「ダイアナプロセスオイルＰＷ（商品名）」、出光興産社製のナフテン系オイル「ダイアナプロセスオイルＮＳ（商品名）」、三井化学社製のポリ−α−オレフィン「ルーカント（商品名）」、日本油脂社製のポリブテン「ＮＡソルベント（商品名）」等が挙げられる。本発明で使用する炭化水素油としては、いわゆる基油のみの使用でもよく、この基油に潤滑油の添加剤として一般に用いられる酸化防止剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、摩擦調整剤・油性剤、摩耗防止剤・極圧剤、防錆剤等を配合したものも使用し得る。そして、炭化水素油の配合量は、カーボンブラック及び炭化水素系ワックスに吸収保持されることから比較的多量の配合が可能であり、１０〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満では、固体潤滑剤への低摩擦性の付与が充分でなく、また配合量が２０重量％を超えると、成形時に流出（ブリードアウト）すると共に固体潤滑剤の保形性を低下させる虞がある。
【００４８】
常温硬化型エポキシ樹脂は、カーボンブラック、炭化水素系ワックス、芳香族ポリアミド樹脂粉末及び炭化水素油の各成分同志を接合する接合剤の役割と固体潤滑剤を凹部又は溝において基体に接合させる接合剤の役割を担うものである。具体的には、常温硬化型の二液性エポキシ樹脂であるレジナス化成社製の「レジナスボンド（商品名）」を挙げることができる。そして、常温硬化型エポキシ樹脂の配合量は、４０〜５５重量％、好ましくは４５〜５５重量％である。配合量が４０重量％未満では、上記接合剤としての役割が充分発揮されず、また配合量が５５重量％を超えると、固体潤滑剤を凹部又は溝において基体に接合させる接合剤としての役割は高まる反面、潤滑に寄与しないエポキシ樹脂が固体潤滑剤の表面に露出する割合が多くなりすぎ、炭化水素系ワックス及び炭化水素油の低摩擦性の効果を失わせることになる。
【００４９】
本発明の固体潤滑剤及び摺動部材は、次のようにして形成される。上記の各成分を所定量計量し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル、ダンブラー等の混合機にて投入し、混合して固体潤滑剤混練物を作製した。この混練物を凹部又は溝が形成された基体の表面に一体に接合された表層材に供給する。ついで、所定の圧力を加えて該混練物を表層材の凹部又は溝に充填し、充填後、所定時間放置して混練物の成分中のエポキシ樹脂の硬化を行わせ、この硬化で該混練物を該凹部又は溝に強固に接合固定することにより、該凹部又は溝に固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材が形成される。
【実施例】
【００５０】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。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。
【００５１】
〔基体の作製〕
繊維織布として平織り綿布を準備し、該綿布を送りローラにて、樹脂固形分６４．５重量％のフェノール樹脂ワニスを貯えた容器内を通過させて、該綿布の表面に樹脂ワニスを塗工し、圧縮ロールによって綿布の表面に塗工された樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめたのち、乾燥炉内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応を進め基体プリプレグ（樹脂加工綿布）を得た。このプリプレグを一辺の長さが３０ｍｍの方形状に切断し、これを８枚重ね合わせた。
【００５２】
〔表層材の作製〕
第一の表層材
グラファイトを５重量％含有した１２ナイロンから厚さ０．５ｍｍのシートを作製し、これを第一の表層材とした。
【００５３】
第二の表層材
有機繊維からなる織布として、平織綿布を準備し、該綿布を送りローラにて、フェノール樹脂ワニスとＰＴＦＥ粉末（ダイキン工業社製の「ルブロンＬ５（商品名）」）との混合樹脂ワニスとを貯えた容器内を通過させ、綿布の表面に混合樹脂ワニスを塗工し、圧縮ロールによって綿布の表面に塗工された混合樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめた後、乾燥炉内で溶剤を逸散させると同時に樹脂の反応を進め、綿布３０重量％とフェノール樹脂３９重量％とＰＴＦＥ３１重量％とからなるプリプレグ（織布シート）を得た。このプリプレグを一辺の長さが３０ｍｍの方形状に切断し、これを３枚重ね合わせた。
【００５４】
第三の表層材
平織したＰＴＦＥ繊維の織布と、有機繊維からなる織布として上記と同様の平織綿布とを準備し、ＰＴＦＥ繊維の織布と平織綿布とを重ね合わせた。太さ４００デニールのＰＴＦＥ製糸を準備し、重ね合わされたＰＴＦＥ繊維の織布と平織綿布とをその重ね合わせ方向に並縫いして縫合一体化した複合織布を作製した。複合織布を送りローラにて、樹脂固形分６４．５重量％のフェノール樹脂ワニスを貯えた容器内を通過させ、複合織布の表面に樹脂ワニスを塗工し、圧縮ロールによって複合織布の表面に塗工された樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめた後、乾燥炉内で溶剤を逸散させると同時に樹脂の反応を進めプリプレグ（複合織布シート）を得た。このプリプレグを一辺の長さが３０ｍｍの方形状に切断した。
【００５５】
第一の表層材、第二の表層材及び第三の表層材をそれぞれ基体プリプレグの表面に載置し、厚さ方向（重ね合わせ方向）に成形圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、成形温度１６０℃、成形時間２０分間の条件で圧縮成形し、基体と表層材とを一体に接合した積層体を得た。なお、第三の表層材の複合織布シートにおいては、有機繊維からなる織布（平織綿布）側を基体プリプレグの表面に向けて載置した。
【００５６】
表面に第一の表層材、第二の表層材及び第三の表層材をそれぞれ接合した積層体の該表層材及び基体に穴あけ加工を施し、直径８ｍｍ、深さ０．９ｍｍの円柱状の凹部を４個形成（表層材の表面の面積に占める凹部の開口部の面積の総和は２２％）し、それぞれ摺動部材基体Ｉ、摺動部材基体ＩＩ及び摺動部材基体ＩＩＩを得た。
【００５７】
〔固体潤滑剤の作製〕
カーボンブラックとして旭カーボン社製の「ＳＵＮＢＬＡＣＫ  Ｘ１５（商品名）」１０〜１５重量％と、炭化水素系ワックスとして日興ファインプロダクツ社製の「ゴデスワックス（商品名）」１６〜２０重量％と、芳香族ポリアミド樹脂粉末として帝人社製の「コーネックス（商品名）」５重量％と、炭化水素油として出光興産社製のパラフィン系オイル「ＰＷ−９０（商品名）」及び「ＰＷ−３８０（商品名）」の合量１０〜２０重量％と、常温硬化型エポキシ樹脂（常温硬化型二液性エポキシ樹脂）としてレジナス化成社製「レジナスボンド（商品名）」４０〜５５重量％とをヘンシェルミキサーに投入し、混合して固体潤滑剤混練物を作製した。固体潤滑剤混練物の成分組成（重量％）を表１に示す。
【００５８】
【表１】
2008038038.tif 000003
【００５９】
実施例１〜９
表面に４個の円柱状の凹部を備えた摺動部材基体に固体潤滑剤混練物を供給したのち、摺動部材基体と固体潤滑剤混練物に所定の圧力をかけ、室温に放置して固体潤滑剤混練物中の常温硬化型エポキシ樹脂を硬化させ、該摺動部材基体の凹部に固体潤滑剤を充填保持し、これを摺動部材とした。
【００６０】
〔比較例〕
比較例１
ＰＴＦＥ繊維（４００デニール）とガラス繊維（１０１デニール）とを綾織（斜文織）した交織布（表面にＰＴＦＥ繊維が占める割合７０％、ガラス繊維の割合３０％）にフェノール樹脂ワニス（濃度５５％）を３０重量％（固形分として）含浸せしめて乾燥して得たＰＴＦＥ交織布プリプレグを一辺の長さが３０ｍｍの方形状に切断して表層材とした。
【００６１】
熱可塑性ポリエステル繊維（６５重量％）と綿繊維（３５重量％）とよりなる混紡布にフェノール樹脂ワニス（上記と同じ）を４５重量％（固形分として）含浸せしめて乾燥してプリプレグを作製し、このプリプレグを一辺の長さが３０ｍｍの方形状に切断し、これを１０枚重ね合わせて基体とした。
【００６２】
表層材のＰＴＦＥ繊維が占める割合７０％の側を基体の上に載置し、厚さ方向（重ね合わせ方向）に成形圧力５０ｋｇ／ｃｍ２、成形温度１５０℃、成形時間５分間の条件で圧縮成形し、基体と表層材とを一体に接合した積層体を得、これを摺動部材とした。
【００６３】
比較例２
織布として、コポリパラフェニレン・３,４’オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂繊維〔帝人社製の「テクノーラ（商品名）」〕を平織りしたアラミド繊維織布を準備し、該アラミド繊維織布を送りローラにて、エポキシ樹脂とＰＴＦＥ〔ダイキン工業社製の「ルブロンＬ５（商品名）」〕との混合樹脂ワニスを貯えた容器内を通過させて、該アラミド繊維織布の表面に混合ワニスを塗工し、圧縮ロールによってアラミド繊維織布の表面に塗工された混合樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめた後、乾燥炉内で溶剤を逸散させると同時に樹脂の反応を進め、アラミド繊維織布３０重量％とＰＴＦＥ３１重量％とエポキシ樹脂３９重量％とからなるプリプレグを作製し、このプリプレグを一辺の長さ３０ｍｍの方形状に切断し、これを表層材とした。
【００６４】
前記実施例の基体と同様の一辺の長さが３０ｍｍの方形状に切断したプリプレグを１０枚重ね合わせて形成した基体の上に表層材を載せ、厚さ方向に成形圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、成形温度１６０℃、成形時間１０分間の条件で圧縮成形し、基体と表層材とを一体に接合した積層体を得、これを摺動部材とした。
【００６５】
次に、上記実施例１乃至９及び比較例１、２の摺動部材について、スラスト試験（１）及び（２）にて摩擦性能を試験した。試験条件を表２及び表３に示し、各試験での試験結果を表４及び表５に示す。
【００６６】
（表２）
試験条件（１）
面    圧  １９．６Ｎ／ｍｍ２（２００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速    度  ０．５ｍ／ｍｉｎ
耐久時間  ７２時間
潤    滑  無潤滑
相手材    ＳＵＳ３０４
試験方法  二軸試験機の台上に相手材を固定し、該相手材に摺動部材の固体潤滑剤の充填側（比較例の場合には表層側）を摺動自在に接触させると共に、該摺動部材に面圧が１９．６Ｎ／ｍｍ２となるように荷重を加え、相手材側を上記速度で加振（±５０ｍｍ）し、１２時間毎に摩擦係数を測定した。
【００６７】
（表３）
試験条件（２）
面    圧  １９．６Ｎ／ｍｍ２（２００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速    度  ３０ｍｍ／ｓｅｃ〜５００ｍｍ／ｓｅｃ
潤    滑  実施例１乃至９及び比較例２の摺動部材については潤滑なし
比較例１の摺動部材については摺動面にグリース塗布
相手材    ＳＵＳ３０４
試験方法  二軸試験機の台上に相手材を固定し、該相手材に摺動部材の固体潤滑剤の充填側（比較例の場合には表層側）を摺動自在に当接させると共に、摺動部材に面圧が１９．６Ｎ／ｍｍ２（一定）となるように荷重を加え、相手材側を上記速度で加振（ストローク±１００ｍｍ）し、各速度における摩擦係数を測定した。
【００６８】
【表４】
2008038038.tif 000004
【００６９】
【表５】
2008038038.tif 000005
【００７０】
以上の試験結果から明らかなように、実施例１乃至９は、試験条件（１）の耐久試験においては試験時間を通じて低い摩擦係数で安定した摺動を示し、また試験条件（２）の速度依存性についての試験においても、速度の変化に対して摩擦係数の変動が極めて小さい、換言すれば速度依存性が極めて小さいという結果を示した。一方、比較例１及び２はいずれの試験においても摩擦係数が高い値を示した。とくに試験条件（２）の速度依存性の試験では、速度の変化に応じて摩擦係数の上昇が認められ、速度依存性が極めて大きいという結果を示した。
【００７１】
この速度依存性の試験結果の良否は、摺動部材のすべり免震装置への適用の可否を左右するもので、速度依存性に優れる摺動部材をすべり免震装置に適用した場合は、すべり出しの加速度を小さく保ったまま免震周期の長周期化が可能となり、大規模な地震による振動から小規模な地震等による振動に対しても構造物への振動の伝達を低減し得、構造物の確実な保護を達成し得るという効果をもたらすものである。
【００７２】
以上のとおり、本発明の摺動部材は、広範囲の分野において、低摩擦性が要求される部位への適用を可能とする低摩擦性を有する軸受、すべり板などの摺動部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の摺動部材の平面図である。
【図２】本発明の摺動部材の他の例の平面図である。
【図３】摺動部材の基体の製造工程を示す説明図である。
【図４】プリプレグの積層方法の説明斜視図である。
【図５】本発明の第一の表層材を備えた摺動部材の断面図である。
【図６】本発明の第二の表層材を備えた摺動部材の断面図である。
【図７】本発明の第三の表層材を備えた摺動部材の断面図である。
【図８】複合織布を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】本発明の円筒状の摺動部材の断面図である。
【図１１】本発明の円筒状の摺動部材の製造装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  摺動部材
２  基体
４  表層材
６  凹部
７  固体潤滑剤
４０  ポリアミド樹脂シート
４１  織布シート
４２  複合織布シート
【図１】
2008038038.tif 000006
【図２】
2008038038.tif 000007
【図３】
2008038038.tif 000008
【図４】
2008038038.tif 000009
【図５】
2008038038.tif 000010
【図６】
2008038038.tif 000011
【図７】
2008038038.tif 000012
【図８】
2008038038.tif 000013
【図９】
2008038038.tif 000014
【図１０】
2008038038.tif 000015
【図１１】
2008038038.tif 000016