(57)【要約】【課題】フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなり、優れた摺動特性、耐磨耗性を有するベーンポンプ用摺動部品を提供する。【解決手段】フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなることを特徴とするベーンポンプ用摺動部品であって、好ましくは前記フェノール樹脂が数平均分子量５００〜１０００のノボラック型フェノール樹脂であり、フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの合計１００重量部に対して、黒鉛１１０〜１７０重量部を含有するものである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンポンプ用の摺動部品であって、フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなることを特徴とするベーンポンプ用摺動部品。
【請求項２】
前記フェノール樹脂が、ノボラック型フェノール樹脂である請求項１に記載のベーンポンプ用摺動部品。
【請求項３】
前記ノボラック型フェノール樹脂が、数平均分子量５００〜１０００のものである請求項１又は２に記載のベーンポンプ用摺動部品。
【請求項４】
前記フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの合計１００重量部に対して、黒鉛１１０〜１７０重量部を含有するものである請求項１ないし３のいずれかに記載のベーンポンプ用摺動部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプ用摺動部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等に使用される機構部品は、使用環境などから耐熱性や耐摩耗性等が要求されてきている。これらの要求特性を満たすために、セラミックや金属製の部品が用いられていた。しかし、セラミックや金属を用いると部品個体の重量が重くなる、加工に時間がかかる、コストが高い等の問題が挙げられる。そこで、部品の軽量化への移行が進むにつれてプラスチック材料が注目されてきた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
中でも要求特性を満たす材料としてフェノール樹脂成形材料があり、セラミックや金属の代替材として注目されている。フェノール樹脂成形材料の成形品は耐熱性があり、製品の加工も容易であることからその使用メリットは大きい。要求される特性を付与するために、従来のフェノール樹脂成形材料には充填基材としてガラス繊維や球状シリカ、破砕シリカなどが使用されてきた。この場合、機械的強度は向上するがコストが高くなる上に、耐摩耗性が悪化するという問題があり、耐摩耗性が必要な部品には、このようなフェノール樹脂成形材料は使用することができなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４１３８９号公報
【特許文献２】特開２００３−１３８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなり、優れた摺動特性、耐磨耗性を有するベーンポンプ用摺動部品を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、以下の本発明（１）〜（４）により達成される。
（１）ベーンポンプ用の摺動部品であって、フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなることを特徴とするベーンポンプ用摺動部品。
（２）上記フェノール樹脂が、ノボラック型フェノール樹脂である上記（１）に記載のベーンポンプ用摺動部品。
（３）上記ノボラック型フェノール樹脂が、数平均分子量５００〜１０００のものである上記（１）又は（２）に記載のベーンポンプ用摺動部品。
（４）上記フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの合計１００重量部に対して、黒鉛１１０〜１７０重量部を含有するものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のベーンポンプ用摺動部品。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなるベーンポンプ用摺動部品であり、優れた摺動特性、耐摩耗性を有するベーンポンプ用摺動部品を得ることができる。
【０００８】
以下、本発明のベーンポンプ用摺動部品について詳細に説明する。
本発明のベーンポンプ用摺動部品（以下、単に「摺動部品」ということがある）は、フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなることを特徴とする。
まず、本発明の摺動部品に用いられるフェノール樹脂成形材料（以下、単に「成形材料」ということがある）について説明する。
【０００９】
本発明で用いられる成形材料に配合されるフェノール樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラックフェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂が挙げられる。これらの中でも、フェノールとホルムアルデヒドとから高制されたノボラック型フェノール樹脂を用いることが好ましい。
【００１０】
本発明で用いられる成形材料において、ノボラック型フェノール樹脂（以下、ノボラック樹脂という）を用いる場合は、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンは、特に限定されないが、ノボラック樹脂１００重量部に対して１０〜２５重量部使用することが好ましい。更に好ましくは、１３〜２０重量部である。前記下限値未満では成形時の硬化に時間を必要とし、また前記上限値を超えると成形品にフクレを生じさせてしまう。
【００１１】
また、本発明に使用されるノボラック樹脂の数平均分子量は特に限定されないが、５００〜１０００のものが好ましく、更に７００〜９００のものが好ましい。数平均分子量が前記下限値未満では、成形材料の製造において溶融した成形材料の粘度が低いために作業性が悪くなり生産に時間を要する場合がある。また前記上限値を超えると成形材料が十分に溶融せず生産性が低下する場合がある。
【００１２】
本発明では、充填基材として黒鉛を配合する。これにより成形品の摺動特性が向上する。黒鉛の種類としては、特に限定されないが、例えば、土状黒鉛、鱗状黒鉛、塊状黒鉛等があり、いずれも使用することができる。この中でも土状黒鉛が好ましく、摺動特性の向上効果が大きい。
黒鉛の平均粒子径は特に限定されないが、１〜１０μｍが好ましく、更に好ましくは４〜７μｍである。平均粒子径が前記下限値未満のものも摺動特性は優れており使用可能であるが、コストが高いため大量生産には向いていない。また前記上限値を超えると摺動特性が低下し、充填基材に黒鉛を使用する効果が十分に発現できないことがある。
【００１３】
本発明で用いられる成形材料において、黒鉛の含有量は特に限定されないが、ノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミンの合計量１００重量部に対し１１０〜１７０重量部であることが好ましい。更に好ましくは１３０〜１５０重量部である。これにより、摺動特性に優れた清家品を得ることができる。
黒鉛の含有量が前記下限値未満では摺動特性への効果が不十分となることがある。また、前記上限値を越えると流動性が低下して射出成形性が低下し、作業性に問題が生じることがある。
【００１４】
本発明で用いられる成形材料は、好ましくはノボラック樹脂、ヘキサメチレンテトラミン、黒鉛を所定量含有し、必要に応じて着色剤、滑剤などを添加した材料を予備混合した後、加熱ロールまたは二軸混練機等を用いて加熱混練を行い、冷却後に粉砕または造粒化して成形材料を得ることができる。
【００１５】
次に、本発明の摺動部品について説明する。
本発明の摺動部品は、以上に説明した成形材料を成形してなり、ベーンポンプ用として用いられるものである。
上記成形材料を成形する方法としては特に限定されないが、例えば、射出成形、移送成形、圧縮成形等いずれの方法を用いることもできる。これらの中でも特に、射出成形法が適している。射出成形の成形条件の一例を挙げると、温度が１６０〜１８０℃、圧力１００〜２００ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間３０秒間から２分間で、各種成形品を成形することができる。
【００１６】
本発明の摺動部品は、ベーンポンプを構成する部品の中で、ベーン、ロータ、カムリングなどに好適に用いることができる。これにより、摩耗が少なく、摺動特性に優れ、かつ、ベーンポンプ本体や可動部を軽量とすることができる。
本発明の摺動部品が適用される部品の一例としては、例えば自動車部品として用いられるパワーステアリング用ベーンポンプが挙げられる。
パワーステアリング用ベーンポンプとは、自動車のハンドル操舵を軽くするための油圧倍加装置（パワーステアリング）におけるギア部へ油圧を供給する部品である。
次にパワーステアリング用ベーンポンプの概要を図１に示す概略図によって説明する。ポンプ自体は外側に壁のある水車のような構造で、壁の内面はカムリングと呼ばれる。内部には何本かの羽根（ベーン）を収納して回転するロータが取付けられている。カムリングは真円ではなくロータは偏芯回転する構造で、ロータが回転すると軸と羽根の間には弱いスプリングが入っているため、羽根はカムリングの壁に沿って伸び縮みしてオイルを運び、油圧を供給する。羽根はスプリングと、ロータと一緒に回る事で起こる遠心力やベーンポンプから発生する油圧を利用することによってカムリングの壁と密着する。ここで発生する最大の摩擦はこの羽根とカムリング間の摺動摩擦で、摩耗性が少ない素材が求められている。本発明の摺動部品は、このような用途に好適に用いることができるものである。
【００１７】
次に本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１８】
１．実施例１
ノボラック樹脂を３４重量％、ヘキサメチレンテトラミンを６重量％、土状黒鉛を５８重量％、酸化マグネシウム、ステアリン酸を各１重量％の割合で配合し、ヘンシェルミキサーで予備混合したものを、８５〜９０℃の加熱ロールで５分間溶融混練してシート状にした後、粉砕装置により粉砕して成形材料を得た。
この成形材料を用いて、下記の条件で射出成形を行い、下記の仕様の摺動部品の成形を行った。
（１）射出成形の条件
・温度  １７０℃
・圧力  １２０ｋｇ／ｃｍ2
・硬化時間  １分間
（２）成形した摺動部品の仕様
・ベーン：高さ１０．５ｍｍ、幅５．２ｍｍ、厚み２．５ｍｍ
・ロータ：外径寸法１７．０ｍｍ、厚み１１．０ｍｍ
・カムリング：外径２２．０ｍｍ、厚み１５．０ｍｍ
【００１９】
２．実施例２
ノボラック樹脂を３６重量％に増量し、土状黒鉛を５６重量％に減量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得て、摺動部品の成形を行った。
【００２０】
３．実施例３
ノボラック樹脂を３８重量％に増量し、土状黒鉛を５３重量％に減量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得て、摺動部品の成形を行った。
【００２１】
４．実施例４
ノボラック樹脂を３３重量％に減量し、ヘキサメチレンテトラミン５重量％に減量し、土状黒鉛を６０重量％に増量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得て、摺動部品の成形を行った。
【００２２】
５．比較例１
実施例１の土状黒鉛５８重量％を球状シリカに置換した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得て、摺動部品の成形を行った。
【００２３】
実施例及び比較例の配合について、表１に示す。
【表１】
2005272652.tif 000002
【００２４】
〔表の注〕
（１）ノボラック樹脂：住友ベークライト社製  Ａ−１０８２（数平均分子量８５０）
（２）ヘキサメチレンテトラミン：三菱瓦斯化学社製  ヘキサミン
（３）土状黒鉛：西村黒鉛社製  特微粉＃９０（平均粒子径５μｍ）
（４）硬化触媒：酸化マグネシウム
（５）滑剤：ステアリン酸（微粉末状）
（６）シリカ：球状シリカ（平均粒径２６μｍ）
【００２５】
実施例及び比較例で得られた成形材料及びその成形品について、下記の評価を行った。結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
2005272652.tif 000003
【００２７】
〔表の注〕
（１）射出成形性
実施例及び比較例で得られた成形材料を用いて、以下に示す条件で射出成形を行い、連続成形による射出成形性を確認した。判定は、上記成形条件で１時間連続成形できた場合を良好とし、できなかった場合を不良とした。
〔試験片の成形条件〕
・温度  １７５℃
・圧力  １００ｋｇ／ｃｍ2
・硬化時間  １分間
【００２８】
（２）摺動特性
実施例及び比較例で得られた成形材料を、圧縮成形（金型温度１７０℃、硬化時間３分間）して摺動特性評価用試験材を成形した。摺動特性は、滑り摩耗試験（鈴木式摩耗試験機）により、相手材として「Ｓ−５５Ｃ」を用いて、試験材の摩耗量及び相手材の摩耗量を測定した。
【００２９】
実施例１〜４においては射出成形性の良好な成形品を得ることができた。
特に実施例１、２、４においては摺動特性にも優れた成形品を得ることが出来た。
また実施例３は、連続成形性に問題はないが摺動特性は実施例１、２、４に比較し劣る結果となっ  た。
また、比較例１は射出成形性に問題はないが、摺動特性は劣る結果が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、フェノール樹脂と黒鉛とを含有するフェノール樹脂成形材料を成形してなり、優れた摺動特性、耐摩耗性を有するベーンポンプ用摺動部品を提供するものである。本発明の摺動部品は、例えば、このような特性を要求される自動車のパワーステアリング用ベーンポンプ部品、各種ベーンポンプ部品の他に、ガスメーター部品（分配室、バルブ）等の摺動部品として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の摺動部品を適用できるベーンポンプの一例
【図１】
2005272652.tif 000004