(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも潤滑油と、超高分子量ポリエチレンと、前記超高分子量ポリエチレンよりも高融点である熱可塑性樹脂とを混合し、径方向よりも長さ方向に長い棒状体に成形した潤滑性部材において、
前記熱可塑性樹脂は、前記棒状体の径方向の周囲ではその内側よりも密な状態に結晶化し、前記密な状態の結晶化領域の内側では繊維状態に結晶化し、前記繊維状態の結晶間に形成される複数の孔は、前記潤滑油及び前記潤滑油を保持した前記超高分子量ポリエチレンの結晶体を包含し、
前記超高分子量ポリエチレンは、前記棒状体内に２〜１３重量％含まれることを特徴とする潤滑性部材。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂は、前記径方向の周囲から中心に向けて複数の層を形成し、前記繊維状態の結晶化領域を構成する層内では、前記繊維状態の結晶は、前記棒状体の径方向よりも長さ方向に向かって延在し、前記複数の層間も前記繊維状態の結晶により連結することを特徴とする請求項１に記載の潤滑性部材。
【請求項３】
前記棒状体は円柱であり、前記複数の層は、前記円柱の側面に沿って円状に配置されることを特徴とする請求項２に記載の潤滑性部材。
【請求項４】
前記潤滑油は、前記熱可塑性樹脂及び前記超高分子量ポリエチレンよりも多く前記棒状体内に包含されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の潤滑性部材。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂は、ナイロン６またはナイロン６６であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の潤滑性部材。
【請求項６】
少なくとも超高分子量ポリエチレンの粒状材料と、前記超高分子量ポリエチレンよりも高融点である熱可塑性樹脂の粒状材料と、液状の潤滑油とを混合し、前記混合物を径方向よりも長さ方向に長いキャビティを有する金型内に充填し、
前記キャビティの長さ方向に対して圧力を加えた状態にて前記金型を加熱した後、前記キャビティ内の前記混合物に前記熱可塑性樹脂の融点以上の熱を加えた後、前記金型を冷却し、前記混合物を棒状体へと成形し、
前記熱可塑性樹脂は、前記棒状体の径方向の周囲ではその内側よりも密な状態に結晶化し、前記密な状態の結晶化領域の内側では繊維状態に結晶化し、前記繊維状態の結晶間に形成される複数の孔は、前記潤滑油及び前記潤滑油を保持した前記超高分子量ポリエチレンの結晶体を包含することを特徴とする潤滑性部材の製造方法。
【請求項７】
前記キャビティは円筒状の空間であり、前記キャビティ内に充填された前記混合物に対し前記圧力を加えた状態にて前記金型を冷却し、前記混合物は、前記径方向の前記キャビティ内の外側から中心へと向けて冷却されることを特徴とする請求項６に記載の潤滑性部材の製造方法。
【請求項８】
前記金型のキャビティ内への注入部は、前記キャビティの長さ方向の端部に設けられ、前記注入部の開閉栓には前記キャビティ内へと圧力を加える押圧機構及び前記開閉蓋の動きに追随する弾性機構が配置され、
前記加熱時には、前記混合物が膨張し、前記開閉栓は前記混合物からの圧力により前記キャビティ外側へと移動し、前記冷却時には、前記混合物が収縮し、前記開閉栓は前記弾性機構の圧力により前記キャビティ内側へと移動することを特徴とする請求項７に記載の潤滑性部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性に優れ、潤滑油を包含する棒状体の潤滑性部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のオイルレス軸受の一実施例として、図６に示すものが知られている。図６に示す如く、オイルレス軸受２１は、例えば、金属を円筒状に加工し形成され、オイルレス軸受２１の壁面２２の内側には複数の孔２３が形成される。尚、孔２３は、壁面２２を貫通しない程度の凹部である。そして、孔２３には、円柱状の固体潤滑剤２４が埋設される。固体潤滑剤２４は、例えば、無定形炭素を２５００〜３０００℃に加熱（黒鉛化）して得られる人造黒鉛を主として形成される。その結果、固体潤滑剤２４は、熱に強く、熱による膨張率が小さく、耐熱衝撃性や耐薬品性が高い特性を有する。この構造により、オイルレス軸受２１の壁面２２の内面とシャフトとの間には固体潤滑剤（黒鉛）の被膜が形成され、ブッシュ等による給油機構を省略することも可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の固体潤滑剤の埋め込まれた金型の一実施例として、図７に示すものが知られている。図７に示す如く、金型３１は、例えば、固定金型３２、従動金型３３及び移動金型３４とから構成される。そして、固定金型３２と従動金型３３の摺接部分では、例えば、固定金型３２の摺動面に多数の埋設用固定孔３５が形成され、その埋設用固定孔３５には、固体潤滑剤３６が埋設される。固体潤滑剤３６は、例えば、黒鉛を主成分とした結合材を焼成したものであり、その上面側が摺動面へと露出する。そして、固定金型３２と従動金型３３の摺動面は、それぞれ固体潤滑剤（黒鉛）の被膜が形成される。同様に、従動金型３３と移動金型３４の摺動面にも同様な構造が実現される（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、従来の潤滑性組成物の一実施例として、下記に説明する構造が知られている。潤滑性組成物は、熱硬化性樹脂のモノマーあるいはプリポリマーに、潤滑油あるいはその潤滑油を基油とするグリース及び高給油性高分子を重合し、その重合物を熱硬化させることで形成される。そして、潤滑性組成物の配合割合は、潤滑油あるいはグリースの全量に対して、熱硬化性樹脂が１０〜９０ｗｔ％、好ましくは２０〜５０ｗｔ％であり、一方、高給油性高分子は配合量が多くなるほど潤滑油やグリースの保持量が多くなるが、概ね５〜３０ｗｔ％であれば実用上充分であると開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５７４２４号公報（第４−６頁、第１、５−７図）
【特許文献２】特開２００１−２４６６２５号公報（第２−３頁、第１−２図）
【特許文献３】特開平７−１１８６８４号公報（第３−５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、図６に示すオイルレス軸受２１では、摺動面となる壁面２２に複数の孔２３が形成され、その孔２３は、固体潤滑剤２４により埋設される。そして、固体潤滑剤２４の主成分である黒鉛が、摺動面を被覆することで、摺動部材間の潤滑性能を維持している。また、図７に示す金型３１においても、同様に、例えば、黒鉛を主成分とした結合材を焼成した固体潤滑剤３６を用いることで、黒鉛が、摺動面を被覆し、摺動部材間の潤滑性能を維持している。
【０００７】
しかしながら、オイルレス軸受２１及び金型３１においても、固体潤滑剤２４、３６内には、潤滑油が包含されてなく、摺動面に潤滑油やグリースを供給する場合と比較して、固体潤滑剤２４、３６自体が硬く、皮膜となる潤滑剤の供給性能が低いという問題がある。また、潤滑剤の供給性能が低くなることで、摺動面に皮膜の形成されない領域が発生し、その領域では焼き領域と成り易く、その焼き領域にかじりが発生する場合もあるという問題がある。また、欠けた固体潤滑剤２４、３６の塊が摺動面に存在することで、摺動面が破損するという問題もある。
【０００８】
また、固体潤滑剤２４、３６が硬いために生じる前述した課題に対して、熱硬化性樹脂を用いて潤滑性組成物を形成する場合もある。熱硬化性樹脂を用いることで、固体潤滑剤２４、３６と比較して摺動面のかじりは低減し、潤滑油の包含量も増大する。しかしながら、熱硬化性樹脂を用いた潤滑性組成物は、固体潤滑剤２４、３６と比較して柔らかく、図６及び図７に示すように、摺動面に露出した状態で使用する場合には欠ける可能性もある。この場合には、熱硬化性樹脂は、潤滑特性が悪く、その欠けた塊が摺動面に存在すると、摺動面に貼り付き、摺動特性を劣化させる問題がある。更に、その塊が摩擦熱により摺動面にて炭化すると、その炭化層により摺動面が破損される問題もある。
【０００９】
最後に、潤滑油を含有し、樹脂から成り、耐熱性や耐久性を有する潤滑性組成物において、長い棒状体に成形され、摺動面の孔の深さに応じて、その棒状体の潤滑性組成物を切断しながら、その孔内に潤滑性組成物を埋設するようなものは、業界内のニーズはあるが、高温環境対応の商品として実現されていないという現実がある。例えば、熱硬化性樹脂を用いた場合には、成形品が硬くなり過ぎてしまい、加工性が悪いという問題がある。また、長い棒状体に加工する際に、潤滑油が全体に均一に含有され難く、切断面に応じて潤滑特性が異なるという問題がある。また、材料の配合割合や製造条件により長い棒状体に加工することが難しいという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の潤滑性部材では、少なくとも潤滑油と、超高分子量ポリエチレンと、前記超高分子量ポリエチレンよりも高融点である熱可塑性樹脂とを混合し、径方向よりも長さ方向に長い棒状体に成形した潤滑性部材において、前記熱可塑性樹脂は、前記棒状体の径方向の周囲ではその内側よりも密な状態に結晶化し、前記密な状態の結晶化領域の内側では繊維状態に結晶化し、前記繊維状態の結晶間に形成される複数の孔は、前記潤滑油及び前記潤滑油を保持した前記超高分子量ポリエチレンの結晶体を包含することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の潤滑性部材の製造方法では、少なくとも超高分子量ポリエチレンの粒状材料と、前記超高分子量ポリエチレンよりも高融点である熱可塑性樹脂の粒状材料と、液状の潤滑油とを混合し、前記混合物を径方向よりも長さ方向に長いキャビティを有する金型内に充填し、前記キャビティの長さ方向に対して圧力を加えた状態にて前記金型を加熱した後、前記キャビティ内の前記混合物に前記熱可塑性樹脂の融点以上の熱を加えた後、前記金型を冷却し、前記混合物を棒状体へと成形し、前記熱可塑性樹脂は、前記棒状体の径方向の周囲ではその内側よりも密な状態に結晶化し、前記密な状態の結晶化領域の内側では繊維状態に結晶化し、前記繊維状態の結晶間に形成される複数の孔は、前記潤滑油及び前記潤滑油を保持した前記超高分子量ポリエチレンの結晶体を包含することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、潤滑油を包含し、潤滑特性を有する熱可塑性樹脂を用いることで、潤滑特性を維持しつつ、耐熱性、耐久性に優れた潤滑性部材が実現される。
【００１３】
また、本発明では、潤滑性部材の外周面が、密な結晶状態の熱可塑性樹脂で被覆されることで、形状を維持し易く、長さ方向への潤滑油の供給に優れた潤滑性部材が実現される。
【００１４】
また、本発明では、熱可塑性樹脂が、径方向よりも長さ方向に向かって繊維状態に結晶化し複数の孔が形成されることで、潤滑性部材が包含する潤滑油が増大し、より均一に潤滑油が包含される。
【００１５】
また、本発明では、潤滑性部材が、超高分子量ポリエチレンを２〜１３ｗｔ％包含することで、潤滑性部材の機械的強度を維持しつつ、その加工性が向上される。
【００１６】
また、本発明では、潤滑性部材が円柱形状に成形されることで、摺動面への加工性が向上し、摺動面への潤滑性部材の設置作業も容易となる。
【００１７】
また、本発明では、金型のキャビティ内の混合物に対して、その長さ方向から圧力を加えた状態にて熱処理を行うことで、棒状体に加工された潤滑性部材が成形される。
【００１８】
また、本発明では、金型のキャビティを円筒形状とすることで、放熱性をより均一化し、加工形状に優れた潤滑性部材が成形される。
【００１９】
また、本発明では、弾性機構を用いてキャビティ内の混合物の状態に応じて金型の開閉栓の移動を調整することで、長さ方向に長い潤滑性部材が成形される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における潤滑性部材を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）写真、（Ｃ）概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態における潤滑性部材の使用状況の一例を説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）斜視図、（Ｃ）斜視図、（Ｄ）斜視図、（Ｅ）斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における潤滑性部材の実験例を説明する（Ａ）写真、（Ｂ）写真、（Ｃ）写真である。
【図４】本発明の実施の形態における潤滑性部材の実験例を説明する（Ａ）写真、（Ｂ）写真、（Ｃ）写真である。
【図５】本発明の実施の形態における潤滑性部材を説明する断面図である。
【図６】従来の実施の形態におけるオイルレス軸受を説明する斜視図である。
【図７】従来の実施の形態における固体潤滑剤の埋め込まれた金型を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施の形態である潤滑性部材について説明する。図１（Ａ）は、本実施の形態の潤滑性部材を説明する平面図である。図１（Ｂ）は、本実施の形態の潤滑性部材を写した写真である。図１（Ｃ）は、本実施の形態の潤滑性部材を説明する概略図である。図２（Ａ）〜図２（Ｅ）は、本実施の形態の潤滑性部材の使用方法の一例を説明する斜視図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）及び図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、潤滑性部材の実験実施例の結果を写した写真である。
【００２２】
図１（Ａ）に示す如く、潤滑性部材１は、径方向（Ｄ）よりも長さ方向（Ｌ）に長い棒状体として成形される。以下の説明では、潤滑性部材１は、円柱形状として説明するが、円柱形状に限定するものでなく、径方向の断面が三角形、四角形等の多角形状の棒状体でも良い。
【００２３】
先ず、潤滑性部材１は、例えば、少なくとも熱可塑性樹脂と、超高分子量ポリエチレンと、潤滑油とを混合し、その混合物を金型内に充填した後、その混合物に圧力を加えた状態にて加熱し、冷却することで成形される。図示したように、潤滑性部材１は、径方向（Ｄ）の寸法は、４．２ｍｍ〜１２．２ｍｍの範囲で設計され、長さ方向（Ｌ）の寸法は、３０．０ｍｍ〜２００．０ｍｍの範囲で設計される。尚、使用用途に応じて、径方向（Ｄ）、長さ方向（Ｌ）の寸法は、任意の設計変更が可能である。
【００２４】
次に、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂が用いられ、例えば、ナイロン６（東レ株式会社製）やナイロン６６（宇部興産株式会社製）が用いられる。ナイロン６微粒子は、平均粒径が１３μｍ（ＴＲ−１）、２０μｍ（ＴＲ−２）であり、シャープな粒度分布にて特長的なポーラス（多孔質）形状であり、優れた給油性や水への分散性を有し、高い耐熱性を有する。そして、ポリアミド樹脂は、潤滑性部材１の骨組みを構成し、その融点が２３０℃〜２６０℃と高く、潤滑性部材１の耐熱性や耐久性を向上させ、摺動面が２００℃前後の高温状態となった場合でも使用可能となる。また、上記ポリアミド樹脂は、熱硬化性樹脂と比較して、機械的強度が悪化することなく、給油性を有し潤滑剤としても機能するため、ポリアミド樹脂の欠けた塊が摺動面に存在する場合でも、摺動面に貼り付き、摺動特性を劣化させることはない。また、その塊が、摺動動作中に摩擦熱により炭化し、その炭化層により摺動面が破損されることもない。尚、ポリアミド樹脂としては、その他、、ナイロン１２、ＰＥＴ等も使用することが出来る。
【００２５】
次に、超高分子量ポリエチレンとしては、例えば、ハイゼックスミリオン（三井化学株式会社製）やミペロン（三井化学株式会社製）が用いられる。ハイゼックスミリオンは、平均粒径が１５０〜２００μｍ、平均分子量が５０万〜６００万の超高分子量ポリエチレンであり、優れた機械特性を有する。また、ミペロンは、平均粒径が２５〜３０μｍ、平均分子量が１５０万〜３００万の超高分子量ポリエチレンであり、優れた潤滑性や耐摩耗性を有する。そして、超高分子量ポリエチレンの融点は、１３０℃前後である。
【００２６】
次に、潤滑油としては、ポリアルファオレフィンとエステルとの混合液を用いる。その他、潤滑油としては、炭化水素系のαオレフィンオリゴマー等、エステル系のポリフェニルエステル等、エステル系のエチルヘキシルセバゲート等、シリコーン系のポリシロキサン等、フッ素系のフルオロカーボン等も使用できる。また、潤滑油として、オリーブ油等の植物油やラード等の動物油を用いて潤滑性部材１を成形することもでき、この場合には、食品加工機械の摺動面に潤滑性部材１を用いることも可能となる。
【００２７】
その他、潤滑性部材１には、黒鉛粉末等の固体潤滑剤、グラファイト、二硫化モリブデンが含有され、これらの材料が潤滑油に混合し摺動面を被膜することで、摺動部品間の摺動性が更に向上される。
【００２８】
図１（Ｂ）に示す如く、潤滑性部材１の径方向（Ｄ）の側面は、ポリアミド樹脂と超高分子量ポリエチレンとの融点の差により、主に、ポリアミド樹脂が密な状態に結晶化した膜２にて覆われる。そして、潤滑性部材１の膜２内側では、冷却状況に応じてポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンが、主に、繊維状態に結晶化し、その結晶構造間に複数の孔３が形成される。複数の孔３には、それぞれ潤滑油や潤滑油をその結晶化内に貯蔵する超高分子量ポリエチレンが包含される。
【００２９】
図１（Ｃ）に示す如く、潤滑性部材１は、冷却状況に応じて円柱側面の表面側から中央側へと年輪状に複数の層を積層するように結晶化する。詳細は後述するが、金型のキャビティを円筒形状とし、金型内の温度をポリアミド樹脂の融点以上に加熱した後冷却することで、冷却速度に応じて、前述した年輪状の層が形成されると推測される。尚、各層間は、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶により連結している。
【００３０】
具体的には、膜２の層は、ポリアミド樹脂が密な状態に結晶化した複数の板状の結晶層４が、潤滑性部材１の長さ方向に隣接して結晶化していると推測される。そして、説明の都合上、図では結晶層４間の隙間５を広く描いているが、実際はその隙間５は狭く、その隙間５には、内側の層６からの繊維状態の結晶や近傍の結晶層４からの繊維状態の結晶が形成されていると推測される。前述したように、膜２の層では、融点の差により、主に、密な状態のポリアミド樹脂の結晶層が形成され、滑らかであり、しなやかな面となることで、径方向（Ｄ）への潤滑油の漏れを最小限に抑え、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）への潤滑油の供給量を増大させる機能も果たす。
【００３１】
次に、膜２の層の内側の層６においても、膜２の層と同様に、複数の板状の結晶層７が、潤滑性部材１の長さ方向に隣接して結晶化していると推測される。結晶層７では、結晶層４と比較して結晶状態が粗な状態となる。これは、温度のゆっくりとした低下によりポリアミド樹脂の結晶化が、超高分子量ポリエチレンの連鎖により単独の結晶化が阻害され、両結晶が絡み合いながら結晶するからと推測される。その結果、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンが、塊としてそれぞれ密な状態に結晶化することを抑止し、結晶層７内に複数の孔３を有する構造が実現されると推測される。
【００３２】
このとき、詳細は後述するが、金型のキャビティに対して、円筒形状の長さ方向に圧力を加えた状態にて加熱作業及び冷却作業を行うことで、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が、潤滑性部材１の径方向（Ｄ）よりも長さ方向（Ｌ）へ延在する。この構造により、繊維状態の結晶間に形成される孔３も潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）に縦長の空洞となり易く、孔３に貯蔵される潤滑油は、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）へと供給され易い構造となる。
【００３３】
次に、図示していないが、層６の内側にも年輪状に複数の層が積層して形成され、同様に、各層を構成する結晶層においても、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）に絡み合いながら延在し、複数の孔３が形成される。その孔３内には、主に、超高分子量ポリエチレンの結晶内に包含しきれない潤滑油が貯蔵される。そして、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンが繊維状態の結晶となることで、複数の孔３同士が、径方向（Ｄ）に連続し易く、潤滑油が孔３を介して径方向（Ｄ）にも移動可能であり、潤滑性部材１に対して潤滑油の均一化が実現される。
【００３４】
尚、図示していない領域を含み、膜２の層の内側に形成される結晶層４、７では、複数の繊維状体の結晶が連結し、ひだ状態の結晶体となり、潤滑性部材１の径方向（Ｄ）よりも長さ方向（Ｌ）へ延在し、その結晶間に複数の孔３を形成する場合もある。また、各層を形成する結晶層の大きさや径方向（Ｄ）の厚みは、冷却速度により各層において異なっている。
【００３５】
次に、図２（Ａ）〜図２（Ｅ）を用いて、潤滑性部材１の使用例を説明する。
【００３６】
図２（Ａ）に示す如く、摺動プレート８の摺動面に対してドリル９等により円柱状の孔１０を形成する。尚、加工機械の摺動面に対して、ドリル９等により、直接、孔１０を形成する場合でも良い。次に、図２（Ｂ）に示す如く、孔１０の深さよりも長くなるように、カッター１１等により潤滑性部材１を径方向（Ｄ）に沿って切断する。このとき、潤滑性部材１は、孔１０と同等か、若干、孔１０の径より大きいものが使用される。次に、図２（Ｃ）に示す如く、摺動プレート８の孔１０に対して切断した潤滑性部材１Ａ、１Ｂを埋め込む。次に、図２（Ｄ）に示す如く、孔１０からはみ出した潤滑性部材１Ａ、１Ｂを摺動プレート８の摺動面に沿って切断し、図２（Ｅ）に示す如く、潤滑性部材１Ａ、１Ｂの露出面が、実質、摺動面と同一面になるようにする。
【００３７】
前述したように、潤滑性部材１の膜２が、機械的強度を維持しつつ、薄膜にて形成され、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）に延在することで、潤滑性部材１を径方向（Ｄ）に沿って切断加工し易くなる。そして、切断された潤滑性部材１Ａ、１Ｂは、径方向（Ｄ）の切断面が摺動面に対して露出するが、潤滑油を包含する孔が、摺動プレート８の孔１０の深さ方向に配置されることで、摺動面に対して潤滑油が段々と供給され、使用期間の長期化が実現される。
【００３８】
更に、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）に延在することで、潤滑性部材１Ａ、１Ｂの露出面では、個々の繊維状またはひだ状の結晶体の幅は狭くなる。その結果、潤滑性部材１Ａ、１Ｂの露出面には、複数の繊維状またはひだ状の結晶体が露出することで、摺動部品との接触面積が低減し、摺動部品の動きに対してしなやかに対応でき、摺動部品から受ける機械的ストレスが大幅に低減される。
【００３９】
更に、潤滑性部材１が、円柱形状となることで、摺動プレート８の摺動面に対してドリル９等により孔１０を形成するが、その孔１０の加工形状も容易となり、潤滑性部材１を取り付ける際の加工性も容易となる。
【００４０】
更に、潤滑性部材１の側面からの潤滑油の漏れが抑制することで、潤滑性部材１が孔１０から抜け難くなる構造が実現できる。
【００４１】
【表１】
0004819178.tif 000002
【００４２】
上記表１では、潤滑性部材１に対し、潤滑油（ポリアルファオレフィンとエステルとの混合液）を６０ｗｔパーセントに固定し、ポリアミド樹脂（ナイロン６）と超高分子量ポリエチレン（ミペロン）との配合量を替えながら実施例１〜実施例１７を行い、その加工性及び耐熱性の観点から検証する。尚、耐熱性とは、成形された潤滑性部材を切断し、摺動面に埋め込み、実際に摺動試験した結果の状態から判断する。
【００４３】
実施例１では、図３（Ａ）に示すように、ナイロン６が、潤滑油と分離して結晶化し、棒状体（円柱形状）として成形することが出来ない結果となった。尚、ナイロン６の結晶部分は、密な状態に結晶化し、硬くなり、例えば、カッターでの径方向（Ｄ）への切断加工を行うことが出来なかった。
【００４４】
実施例２では、超高分子量ポリエチレンを１．０ｗｔ％含有することで、棒状体として成形することが出来るが、ナイロン６の膜２（図１（Ｂ）参照）部分が厚く、例えば、カッターでの径方向（Ｄ）への切断加工が出来なかった。尚、実施例１、２では、切断加工が出来ず、耐熱性を検証出来なかった。
【００４５】
実施例３では、超高分子量ポリエチレンを１．５ｗｔ％含有するが、図３（Ｂ）に示すように、ナイロン６の含有量が多く、ナイロン６の結晶状況に応じて径方向（Ｄ）への切断加工を行える箇所と行えない箇所が存在する。また、図示したように、潤滑性部材の中央領域に引け巣が発生する。これは、超高分子量ポリエチレンの含有量が少なく単一結晶化を抑止出来ないためと推測される。尚、ナイロン６の含有量が多く、摺動試験後も形状が崩れることなく、耐熱性は問題ない。
【００４６】
実施例４〜実施例７では、超高分子量ポリエチレンの含有量が２．０〜４．５ｗｔ％であり、任意の断面において径方向（Ｄ）への切断加工を行える。そして、ナイロン６の含有量が多く、摺動試験後も形状が崩れることなく、耐熱性も問題ない。
【００４７】
実施例８〜実施例１０では、超高分子量ポリエチレンの含有量が５．５〜１０．０ｗｔ％と増え、図４（Ａ）に示すように、ナイロン６の膜２の厚みが適度に薄膜となり、任意の断面において径方向（Ｄ）への切断加工を行え、その切断加工性も向上した。そして、ナイロン６の含有量も問題なく、摺動試験後も形状が崩れることなく、耐熱性も問題ない。尚、図４（Ｂ）に示すように、潤滑性部材の膜２の内側において、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が見られ、適度の大きさの孔も存在している。
【００４８】
実施例１１〜実施例１３では、超高分子量ポリエチレンの含有量が１１．０〜１３．０ｗｔ％であり、任意の断面において径方向（Ｄ）への切断加工を行え、その切断加工性も向上した。そして、超高分子量ポリエチレンの含有量が増大するが、摺動試験後も形状が崩れることなく、耐熱性も問題ない。尚、実施例８〜実施例１０と比較すると、摺動試験後の超高分子量ポリエチレンの流出量が増え、潤滑性部材の中央領域に窪みが発生するが問題ない。
【００４９】
実施例１４では、超高分子量ポリエチレンの含有量が１３．５ｗｔ％であり、任意の断面において径方向（Ｄ）への切断加工を行え、その切断加工性も向上した。その一方で、摺動動試験後の超高分子量ポリエチレンの流出量が増え、図４（Ｃ）の丸印Ａでは、潤滑性部材の中央領域に窪みが発生し、また、丸印Ｂでは、潤滑性部材の中央領域に膨らみが発生し、摺動性を阻害する形状となり、耐熱性に劣る。
【００５０】
実施例１５〜実施例１７では、超高分子量ポリエチレンの含有量が１４．０〜１６．５ｗｔ％であり、任意の断面において径方向（Ｄ）への切断加工を行え、その切断加工性も向上した。その一方で、摺動動試験後の超高分子量ポリエチレンの流出量が実施例１４と比較しても更に増え、摺動性を阻害する形状となり、耐熱性に問題がある。
【００５１】
以上の実験の実施例１〜実施例１７の結果により、超高分子量ポリエチレンの含有量が２．０〜１３．０ｗｔ％の場合には、加工性及び耐熱性からも適した潤滑性部材が成形されることが検証された。その一方で、超高分子量ポリエチレンの含有量が２．０ｗｔ％未満の場合には加工性に問題があり、超高分子量ポリエチレンの含有量が１３．０ｗｔ％より多く含まれる場合には耐熱性に問題があり、所望の特性を有する潤滑性部材を成形し難いことが検証された。
【００５２】
尚、本実施の形態では、潤滑性部材１の膜２の層が１層から成る場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、冷却温度や冷却方法等の調整により、膜２の層が多層となる場合でも良い。前述したように、膜２の層が厚膜化することで、潤滑性部材１の切断加工性が悪くなるため、潤滑性部材１の機械的強度や加工性等が比較考慮され、任意の設計変更が可能である。その他、本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。
【００５３】
次に、本発明の他の実施の形態である潤滑性組成物の製造方法について説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、本実施の形態の潤滑性部材の製造方法を説明する断面図である。
【００５４】
先ず、熱可塑性樹脂としてナイロン６の粒状粉体と、超高分子量ポリエチレンとしてミペロンの粒状粉体と、潤滑油としてポリアルファオレフィンとエステルとの混合液とを準備し、常温にて混合し、ゲル状態の混合物を形成する。図５（Ａ）に示す如く、この混合物を攪拌しながら混合物内に含まれた空気を十分に抜き、この混合物１３を金型１２のキャビティ１４内へと充填し、キャビティ１４を遮蔽する。尚、キャビティ１４は円筒形状である。
【００５５】
このとき、開閉栓１５には、プッシャー機構１６が連結し、矢印１７にて示す如く、キャビティ１４内にはその長さ方向に対し、プッシャー機構１６により一定の圧力が加えられる。そして、プッシャー機構１６には、バネ等から成る弾性機構１８を有し、混合物１３の状態に応じて開閉栓１５が長さ方向に可動する。尚、締めネジ機構１９により、プッシャー機構１６自体の取付位置は固定されるが、開閉栓１５及び弾性機構１８が可動する。
【００５６】
その後、金型１２を加熱炉内に配置し、キャビティ１４内の混合物１３が融解する温度（少なくともナイロン６の融点以上の温度）まで金型１２を加熱する。
【００５７】
次に、図５（Ｂ）は、加熱時の金型１２の状況を示す。混合物１３は、ナイロン６の融点以上の温度まで加熱された後、加熱炉内にて４５分〜６０分程度養成される。このとき、混合物１３は膨張し、開閉栓１５は弾性機構１８を押圧し、キャビティ１４の外部側へと移動する。尚、この状態においても、混合物１３には、矢印１７に示すように、プッシャー機構１６により一定の圧力が加えられている。
【００５８】
次に、金型１２は加熱炉から取り出され、作業室内に置かれ、例えば、空冷にて室温まで冷却される。図５（Ｃ）は、冷却時の金型１２の状況を示すが、混合物１３が収縮することで、開閉栓１５は弾性機構１８により押圧され、キャビティ１４の内部側へと移動する。このとき、混合物１３には、プッシャー機構１６及び弾性機構１８により圧力が加えられている。最後に、金型１２内から潤滑性部材を離型し、完成する。
【００５９】
前述したように、金型１２内の混合物１３に対し、キャビティ１４の長さ方向に圧力を加えた状態にて加熱作業及び冷却作業を行うことで、前述したように、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が、主に、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）に延在し、複数の孔３が形成されると推測される。そして、その孔３も長さ方向（Ｌ）へ広がる形状となり易く、潤滑性部材１の使用期間の長期化が実現される。
【００６０】
また、金型１２が、キャビティ１４の円筒形状と同様に、円柱形状にて形成され、放熱し易い形状となることで、キャビティ１４内の混合物１３は、径方向（Ｄ）の外周側から冷却される。その結果、潤滑性部材１の最外周には、主に、密な結晶状態であり、滑らかであり、しなやかな面のナイロン６からなる膜２が形成され、潤滑性部材１の側面からの潤滑油の漏れ量を出来る限り抑止し、摺動面へ潤滑油が供給され易い構造が実現される。
【００６１】
また、開閉栓１５が、弾性機構１８により混合物１３の状態に応じて追随して移動することで、ナイロン６は硬化時に収縮する特性を有するが、潤滑性部材１の形状が円柱形状へと確実に成形される。
【００６２】
尚、本実施の形態では、作業室内に金型１２を置き、空冷する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、作業室内に一定時間、金型１２を空冷した後、温水により金型１２を冷却し、冷却時間の短縮を図る場合でも良い。つまり、段階的に金型１２を冷却することで、前述したように、潤滑性部材１内の結晶方向及び孔３の構造が実現されれば良く、冷却方法は任意の設計変更が可能である。その他、本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。
【符号の説明】
【００６３】
１  潤滑性部材
２  膜
３  孔
４  結晶層
５  隙間
６  層
７  結晶層
８  摺動プレート
１０  孔
１２  金型
１３  混合物
１４  キャビティ
１５  開閉栓
１６  プッシャー機構
１８  弾性機構
１９  締め付け機構
【要約】
【課題】従来の固体潤滑剤を用いた摺動部品では、潤滑特性も悪く、固体潤滑剤の硬さにより摺動面にかじり等の損傷が起こり易いという問題があった。
【解決手段】本発明の潤滑性部材１は、少なくとも熱可塑性樹脂のポリアミド樹脂と、超高分子量ポリエチレンと、潤滑油とを混合し、径方向（Ｄ）よりも長さ方向（Ｌ）に長い棒状体に成形される。そして、潤滑性部材１の外周面には、主に、ポリアミド樹脂からなる膜２が形成され、膜２の内側には、ポリアミド樹脂や超高分子量ポリエチレンの繊維状態の結晶が、潤滑性部材１の長さ方向（Ｌ）に延在し、複数の孔が形成される。この構造により、機械的強度や潤滑特性を維持しつつ、加工性に優れた潤滑性部材１が実現される。
【選択図】図１【図２】
0004819178.tif 000003
【図５】
0004819178.tif 000004
【図６】
0004819178.tif 000005
【図７】
0004819178.tif 000006
【図１】
0004819178.tif 000007
【図３】
0004819178.tif 000008
【図４】
0004819178.tif 000009