(57)【要約】【課題】射出成形時の制約を少なくでき、充填材などの配向の乱れやウェルドの発生を抑制した、基材と樹脂層からなるラジアル滑り軸受を提供する。【解決手段】ラジアル滑り軸受１は、円筒状基材２と、円筒状基材２の内径面２ａに形成された樹脂層３とを有し、円筒状基材２は、端部２ｂに該端部側の端面２ｃと内径面２ａとを繋ぐテーパー面４を有し、テーパー面４の径方向幅Ｗは、樹脂層３の層厚Ｔ１よりも大きく、樹脂層３は、テーパー面４の軸方向延長上の範囲内に設けたゲート５を用いた樹脂組成物の射出成形により形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基材と、該円筒状基材の内径面に形成された樹脂層とを有するラジアル滑り軸受であって、
前記円筒状基材は、少なくとも一方の端部に該端部側の端面と内径面とを繋ぐテーパー面を有し、
前記テーパー面の径方向幅は、前記樹脂層の層厚よりも大きく、
前記樹脂層は、前記テーパー面の軸方向延長上の範囲内に設けたゲートを用いた樹脂組成物の射出成形により形成されたことを特徴とするラジアル滑り軸受。
【請求項２】
前記テーパー面の進入角が３０〜５０度であることを特徴とする請求項１記載のラジアル滑り軸受。
【請求項３】
前記円筒状基材は金属製であり、前記樹脂層の層厚は０.１〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のラジアル滑り軸受。
【請求項４】
前記円筒状基材は焼結金属製であり、前記樹脂組成物は合成樹脂に繊維状充填材を配合してなることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のラジアル滑り軸受。
【請求項５】
前記繊維状充填材はアスペクト比３以上であり、繊維の長さ方向が軸受の軸芯方向に対して０〜３０度に配向していることを特徴とする請求項４記載のラジアル滑り軸受。
【請求項６】
前記合成樹脂が芳香族ポリエーテルケトン系樹脂であることを特徴とする請求項４または請求項５記載のラジアル滑り軸受。
【請求項７】
前記樹脂層の層厚が、前記円筒状基材の肉厚の１／８〜１／２であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項記載のラジアル滑り軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑性を安定させた回転精度の高い滑り軸受に用いられ、特に金属基材の内径面に樹脂層が形成されたラジアル滑り軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転精度の高い滑り軸受として、多孔質の焼結金属に油を含浸させた滑り軸受が知られている。この滑り軸受は、焼結金属系の多孔質材料に油を含浸させて使用すれば、油を継続的に摺動界面に供給することが可能であるため、摩擦力を安定的に低くすることが可能である。このような滑り軸受が接する相手材は、通常、該滑り軸受と同じ金属材料であることが多く、線膨張の相違によるいわゆる「ダキツキ、抜け」などの心配はなく、加工精度を高めて、回転精度が要求される用途に適している。また、上記以外の自己潤滑性を有する滑り軸受としては、樹脂にポリテトラフルオロエチレン樹脂や黒鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤を配合したり、潤滑油やワックスを配合したりしたものが知られている。
【０００３】
しかし、多孔質の焼結金属に油を含浸させて用いる滑り軸受は、軸または固定される相手材が軟質材料である場合、相手材を摩耗させるおそれがあり、また潤滑油の供給が途切れた場合などに金属接触が生じるおそれがある。特に、滑り軸受の材料として、より摺動特性のよい樹脂材料を用いた場合には、相手材が軟質材であれば、これを攻撃しなくても樹脂の収縮膨張などによって軸へのダキツキが発生し、また、軸受の隙間を大きく設定する必要が生じ、これでは回転精度が悪くなる。
【０００４】
このため、軸受外周部として金属を用い、この軸受外周部の摺動部に樹脂材料をインサート成形して樹脂層を形成するとともに、この軸受外周部の表面のうち、少なくとも樹脂層と接触する軸受外周部の表面部分に細かい凹部を設け、樹脂層における（樹脂材料の線膨張係数）×（樹脂層の肉厚）を０．１５以下とし、上記凹部が占める見かけ面積の合計を、樹脂層と接触する軸受外周部の表面部分の面積の２５〜９５％とした高精度滑り軸受が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、このような高精度滑り軸受は、射出成形時のゲート痕が軸受性能に悪影響を及ぼす場合があり、またゲート痕の処理をすることにより生産工程が増え、生産性に劣る場合がある。そのような課題に対処するため、焼結金属に樹脂層を成形する際に、トンネルゲートを経てインサート成形することを採用した高精度滑り軸受が知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
このような高精度滑り軸受は、複写機やプリンターの感光ドラム、現像部、定着部の支持軸受、またはキャリッジ軸受に用いられる。しかし、この従来の高精度滑り軸受は、樹脂層の耐摩耗性について充分な特性は得られておらず、そのために高荷重、高回転の部位には使用困難となる場合がある。例えば、ルームエアコン用やカーエアコン用などのコンプレッサの回転軸支持用や、自動車や建設機械などのトランスミッションの回転軸を支持するなどのために、精密な回転精度を要求され、かつ大きなラジアル荷重を受けるための滑り軸受としては使用困難となるおそれがある。
【０００７】
上記したような課題を解決する複合滑り軸受として、軸受の焼結金属製基材に重ねて樹脂層を一体に設け、この樹脂層は芳香族ポリエーテルケトン系樹脂に繊維状充填材を分散状態に配合した樹脂組成物からなり、上記繊維状充填材は、繊維の長さ方向を軸受の回転方向に対して４５〜９０度に交差するように配向させ、上記樹脂層を層厚０.１〜０.７ｍｍに設けたことを特徴とする複合滑り軸受が知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２３９９７６号公報
【特許文献２】特開２００５−３３７３８１号公報
【特許文献３】特開２０１２−０７７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３の複合滑り軸受は、例えば、ルームエアコン用コンプレッサやカーエアコン用コンプレッサの回転軸、自動車や建設機械などのトランスミッションなどのように比較的大きなラジアル荷重を受ける滑り軸受として使用可能である耐荷重性、耐熱性、低摩擦特性、耐摩耗特性を向上した高精度な滑り軸受として知られている。しかしながら、樹脂層の層厚が０.１〜０.７ｍｍと薄いために、射出成形で樹脂層を形成するためには様々な制約が必要であった。
【００１０】
例えば、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂の樹脂組成物の樹脂温度３８０℃、せん断速度１０００ｓ−１における溶融粘度を、５０〜２００Ｐａ・ｓにする必要があった。また、繊維状充填材の配向が滑り軸受の運動方向に対して４５〜９０度という広範囲に配向され、配向をそれ以上に揃えることが困難であり、それにより相手材の摩耗の抑制に限界があった。繊維状充填材の配向を揃えるためには、ゲート位置を樹脂層の層厚上に配置する必要が有るが、この場合、樹脂層にウェルドが強く発生するおそれがあった。ウェルドが発生することで、真円度の低下や機械的強度の低下のおそれがある。
【００１１】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、円筒状基材とその内径面にインサート成形された樹脂層とからなる構成において、射出成形時の制約を少なくでき、充填材などの配向の乱れやウェルドの発生を抑制できるラジアル滑り軸受の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のラジアル滑り軸受は、円筒状基材と、該円筒状基材の内径面に形成された樹脂層とを有するラジアル滑り軸受であって、上記円筒状基材は、少なくとも一方の端部に該端部側の端面と内径面とを繋ぐテーパー面を有し、上記テーパー面の径方向幅は、上記樹脂層の層厚よりも大きく、上記樹脂層は、上記テーパー面の軸方向延長上の範囲内に設けたゲートを用いた樹脂組成物の射出成形により形成されたことを特徴とする。
【００１３】
上記テーパー面の進入角が、３０〜５０度であることを特徴とする。ここで、テーパー面の侵入角とは、円筒状基材においてテーパー面と内径面とがなす角をいう。
【００１４】
上記円筒状基材は金属製であり、上記樹脂層の層厚は０.１〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
上記円筒状基材は焼結金属製であり、上記樹脂組成物は合成樹脂に繊維状充填材を配合してなることを特徴とする。また、上記繊維状充填材はアスペクト比３以上であり、繊維の長さ方向が軸受の軸芯方向に対して０〜３０度に配向していることを特徴とする。また、上記合成樹脂が芳香族ポリエーテルケトン系樹脂であることを特徴とする。
【００１６】
上記樹脂層の層厚が、上記円筒状基材の肉厚の１／８〜１／２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のラジアル滑り軸受は、円筒状基材と、該円筒状基材の内径面に形成された樹脂層とを有し、円筒状基材は、少なくとも一方の端部に該端部側の端面と内径面とを繋ぐテーパー面を有し、テーパー面の径方向幅は樹脂層の層厚よりも大きく、樹脂層はテーパー面の軸方向延長上の範囲内に設けたゲートを用いた樹脂組成物の射出成形により形成されているので、製造時におけるゲートからの溶融樹脂の流れが非常にスムーズになる。すなわち、射出成形のゲートが円筒状基材におけるテーパー面の軸方向延長上の範囲内に設けられているので、該ゲートから射出された溶融樹脂が円筒状基材におけるテーパー面に当たり、この衝突した溶融樹脂がゲート方向に跳ね返ることなくテーパー面に沿う形で流動し、溶融樹脂の流動がスムーズになるとともに、樹脂層における樹脂の配向が乱れることがない。また、樹脂層（内径面に形成した薄肉部分）から径方向に離れた位置にゲートを配置するので、樹脂層の表面にウェルドが強く発生することがなく、ウェルドによる真円度の低下や、機械強度の低下が防止できる。
【００１８】
上記円筒状基材のテーパー面の進入角を３０〜５０度に設定することで、溶融樹脂の流動がさらにスムーズになる。
【００１９】
上記のとおり溶融樹脂の流動がスムーズになるので、樹脂層の層厚が０.１〜１．０ｍｍと薄肉であってもショートショットにならずに成形できる。また、円筒状基材を金属製とすることで、樹脂層の層厚が０.１〜１．０ｍｍであっても樹脂剥がれが発生する危険性を小さくできる。
【００２０】
上記円筒状基材に焼結金属を用いることで、樹脂層から基材、基材から外部に放熱し易い。また、表面が凹凸形状であるので表面積が大きく、樹脂層とのアンカー効果が高く、密着強さを高くできる。
【００２１】
また、上記樹脂組成物は、合成樹脂に繊維状充填材を配合してなるので、樹脂層の耐摩耗性が高くなり、軸受寿命が向上する。また、繊維状充填材をアスペクト比３以上とすることで、補強効果が高くなる。さらに、繊維の長さ方向を軸受の軸芯方向に対して０〜３０度に配向することで、繊維状充填材のエッジで相手材である軸を攻撃して相手材が摩耗損傷する機会を軽減でき、軸受の回転時の摩擦係数が小さくなり軸受のトルク変動は低く安定する。
【００２２】
また、上記合成樹脂が芳香族ポリエーテルケトン系樹脂であるので、連続使用温度が２５０℃と高耐熱性であり、摩擦摩耗特性、耐クリープ特性、耐焼付き性、各種耐化学薬品性、耐油性に優れたラジアル滑り軸受が得られる。
【００２３】
上記樹脂層の層厚が、円筒状基材の肉厚の１／８〜１／２であるので、樹脂層のクリープを防止できる。さらに、摩擦発熱による熱が摩擦面から軸受基材側に逃げ易く、蓄熱し難く、耐荷重性が高く、高面圧下でも変化量が小さくなる。これにより、摩擦面における真実接触面積も小さくなり、摩擦力、摩擦発熱が低減され、摩耗の軽減、摩擦面温度の上昇を抑制できる。
【００２４】
このラジアル滑り軸受は、潤滑剤を用いないドライ軸受としても、また、油またはグリースで潤滑される液体潤滑用軸受としても高い荷重に耐えると共に高精度の回転安定性を確保できるものとなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のラジアル滑り軸受の一例を示す断面図および斜視図である。
【図２】本発明のラジアル滑り軸受の他の例を示す断面図および斜視図である。
【図３】従来のラジアル滑り軸受の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明のラジアル滑り軸受の一例を図１に基づいて説明する。図１（ａ）はラジアル滑り軸受の断面図を、図１（ｂ）はその斜視図をそれぞれ示す。図１（ａ）に示すように、ラジアル滑り軸受１は、円筒状基材２と、円筒状基材２の内径面２ａに形成された樹脂層３とを有する。円筒状基材２は、その一方の軸方向端部２ｂに、該端部２ｂ側の端面２ｃと内径面２ａとを繋ぐテーパー面４を有する。テーパー面４は、該滑り軸受の軸方向断面図で見ると、端面２ｃと内径面２ａとを繋ぐ直線（傾斜線）で表され、同傾斜角で円周方向に連続する面である。ここで、射出成形時のゲート５が、テーパー面４の端部２ｂ側の軸方向延長上の範囲内（テーパー面４の径方向幅Ｗの範囲内）に設けられている。射出成形時には金型内に円筒状基材２がインサートされており、この金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填して樹脂層３を形成する（インサート成形）。図１に示す形態では、樹脂層３は、円筒状基材２の内径面２ａと端面２ｃの全体を覆うように形成されている。
【００２７】
また、ゲート５は、樹脂層３の端面（軸受端面）に位置しており、ピンゲートとして設けている。ゲート５の個数は、任意の個数とできるが、軸受の大きさに準じるとともに軸受面の真円度を小さくできるため、３〜１２個で円周方向には等間隔の多点ピンゲートとすることが好ましい。ゲート５を設ける場合は、そのいずれもがテーパー面４の端部２ｂ側の軸方向延長上の範囲内（テーパー面４の径方向幅Ｗの範囲内）に入るように配置する。また、該範囲内におけるテーパー面４に対する径方向位置も揃えることが好ましい。なお、図１（ｂ）ではゲート位置を省略している。
【００２８】
テーパー面４の進入角θは、３０〜５０度に設定することが好ましい。５０度をこえると溶融樹脂の流動性が低下するおそれがある。また、３０度より小さいと樹脂層３の厚肉部（テーパの分厚くなる）の長さが長くなり、樹脂層３の寸法変化が生じるおそれがある。
【００２９】
本発明のラジアル滑り軸受の他の例を図２に基づいて説明する。図２（ａ）はラジアル滑り軸受の断面図を、図２（ｂ）はその斜視図をそれぞれ示す。図２（ａ）に示すように、ラジアル軸受１は、円筒状基材２と、円筒状基材２の内径面２ａに形成された樹脂層３とを有する。円筒状基材２は、その一方の軸方向端部２ｂに、該端部２ｂ側の端面２ｃと内径面２ａとを繋ぐテーパー面４を有する。ここで、端面２ｃ上には樹脂層が形成されておらず、該端面２ｃは軸受端面に露出している。この形態では、端面２ｃ側の樹脂層の層厚分、テーパー面４とゲート５との距離が近くなるため、テーパー面の角度を図１の場合よりも若干小さく設定することが好ましい。
【００３０】
ここで、図３に従来のラジアル滑り軸受の一例を示す。図３のラジアル滑り軸受１１は、図１のラジアル滑り軸受と軸受外観としては同形状であり、円筒状基材１２と、円筒状基材１２の内径面１２ａに形成された樹脂層１３とを有する。樹脂層１３は、円筒状基材１２に対してインサート成形される。ゲート１５は、樹脂層１３の端面（軸受端面）に位置している。この場合は、ゲート１５から射出された溶融樹脂が円筒状基材１２の端面に当たり跳ね返るなどしてスムーズな流動ができないおそれがある。特に、樹脂層１３が薄肉（０．１〜１．０ｍｍ）であるような場合は、ショートショットなどのおそれがある。
【００３１】
これに対して、図１（ａ）や図２（ａ）に示すように、本願発明では、円筒状基材２のテーパー面４とゲート５とを上述のように配置しているため、射出成形時にゲート５から射出された溶融樹脂がテーパー面４に当たり、この衝突した溶融樹脂がゲート５の方向に跳ね返ることなくテーパー面４に沿う形で流動し、円筒状基材２の内径面２ａにおける薄肉の樹脂層３の全体にスムーズに流動する。これにより、樹脂層３の層厚が薄肉（０．１〜１．０ｍｍ）であってもショートショットにならずに成形できる。また、樹脂層の表面にウェルドが強く発生することがなく、ウェルドによる真円度の低下や、機械強度の低下が防止できる。これらの結果、軸受としてその物性などの向上が図れる。なお、最終的なラジアル滑り軸受において、ゲート５はゲート痕として残存するか、または、必要に応じて該ゲート痕を後処理により取り除いてもよい。
【００３２】
テーパー面４の径方向幅Ｗは、樹脂層３の層厚Ｔ１よりも大きい。このため、射出成形時にテーパー面４から、円筒状基材２の内径面２ａにおける薄肉の樹脂層３の部分に溶融樹脂を流入させやすくなる。また、テーパー面４は、円筒状基材２の端面２ｃと内径面２ａとを繋ぐ面であるので、その径方向幅Ｗは、円筒状基材２の肉厚Ｔ２よりも小さい。また、図１および図２では、テーパー面を円筒状基材の一方の端部にのみ形成しているが、これに限定されず、両端部に形成してもよい。
【００３３】
樹脂層３の層厚Ｔ１は、０．１〜１．０ｍｍが好ましい。なお、この層厚Ｔ１は、図１（ａ）や図２（ａ）に示すように、軸受端面およびテーパー面４を除いて円筒状基材２の内径面２ａに形成されている部分の層（一定厚さ）の径方向の厚さである。上記の好適範囲は、インサート成形面や物性面を考慮して設定されたものである。樹脂層の厚さが０.１ｍｍ未満では、インサート成形が困難である。また、長期使用時の耐久性に劣るおそれ、すなわち寿命が短くなるおそれがある。一方、樹脂層の厚さが１．０ｍｍをこえると、ヒケが発生し寸法精度が低下するおそれがある。また、摩擦による熱が摩擦面から基材に逃げ難く、摩擦面温度が高くなるおそれがある。さらに、荷重による変形量が大きくなるとともに、摩擦面における真実接触面積も大きくなり、摩擦力、摩擦発熱が高くなり、耐焼付き性などが低下するおそれがある。摩擦発熱の基材への放熱を考慮すると、樹脂層の層厚は０.２〜０.５ｍｍがより好ましい。なお、高寸法精度が必要な場合は、インサート成形後に機械加工にて所要の樹脂厚みに仕上げてもよい。また、ハウジングに組み付けた後で相手軸の軸径に合わせて内径寸法を仕上げてもよい。
【００３４】
また、樹脂層３の層厚Ｔ１は、円筒状基材２の肉厚Ｔ２の１／８〜１／２であることが好ましい。樹脂層の層厚が基材の肉厚の１／８未満では、基材に対して樹脂層が相対的に薄くなりすぎ、長期使用時の耐久性に劣るおそれがある。一方、樹脂層の層厚が基材の肉厚の１／２をこえると、基材に対して樹脂層が相対的に厚くなりすぎ、摩擦による熱が摩擦面から基材に逃げ難く、摩擦面温度が高くなる。また、荷重による変形量が大きくなるとともに、摩擦面における真実接触面積も大きくなり、摩擦力、摩擦発熱が高くなり、耐焼付き性などが低下するおそれがある。
【００３５】
円筒状基材２は金属製であることが好ましく、特に焼結金属製であることが好ましい。焼結金属製の基材とすることで、射出成形時に、溶融樹脂が該基材の表面の凹凸に深く入り込み、樹脂層と基材とが強固に密着する。焼結金属の材質としては、鉄系、銅鉄系、銅系、ステンレス系などが挙げられる。基材と樹脂層との密着性に優れることから、鉄が主成分（銅を含んでもよい）である焼結金属を採用することが好ましい。なお、銅を含む場合、銅は鉄よりも樹脂との密着性（接着性）に劣るため、銅の含有量は１０重量％以下が好ましい。さらに好ましくは、銅の含有量は５重量％以下である。
【００３６】
焼結金属製の基材に油などの付着、含油がある場合、樹脂層の射出成形時において分解・ガス化する油残分が界面に介在するため、樹脂層と基材との密着性が低下してしまうおそれがある。そのため、樹脂層を形成する前の基材には、油を含浸しない焼結金属を使用することが好ましい。また、焼結金属の成形または再圧（サイジング）の工程内にて油を使用する場合は、溶剤洗浄などで油を除去した非含油焼結金属にすることが好ましい。
【００３７】
鉄を主成分とする焼結金属製の基材は、スチーム処理を施すことで、成形または再圧（サイジング）工程時に意図せず焼結表面に付着、または内部に浸透した油分、付着物などを除去する効果があるため、樹脂層との密着性のばらつきが小さく、安定する。また、焼結金属製の基材に防錆性も付与することができる。スチーム処理の条件は特に限定するものではないが、５００℃程度に加熱したスチームを吹きかける方法が一般的である。
【００３８】
焼結金属製の基材の理論密度比は、０.７〜０.９であることが好ましい。材質の理論密度比とは、材質の理論密度（気孔率０％の場合の密度）を１としたときの基材の密度の比である。理論密度比０.７未満では基材の強度が低くなり、インサート成形時の射出成形圧力により該基材が割れるおそれがある。一方、理論密度比０.９をこえると、凹凸が小さくなるため、表面積、アンカー効果が低下し、樹脂層との密着性が低くなる。さらに好ましくは、材質の理論密度比０.７２〜０.８４である。
【００３９】
樹脂層３を形成する樹脂組成物としては、薄肉での射出成形が可能であり、ラジアル滑り軸受の必要特性を満たすものであれば特に限定されない。連続使用温度が２５０℃であり、耐熱性、耐油・耐薬品性、耐クリープ性、摩擦摩耗特性に優れることから、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物を用いることが好ましい。また、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂は、靭性、高温時の機械物性が高く、耐疲労特性、耐衝撃性にも優れているため、使用時に摩擦力、衝撃、振動が加わる際にも、樹脂層が基材から剥離し難い。
【００４０】
本発明で使用できる芳香族ポリエーテルケトン系樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）樹脂などがある。本発明で使用できるＰＥＥＫ樹脂の市販品としては、ビクトレックス社製：ＰＥＥＫ（９０Ｐ、１５０Ｐ、３８０Ｐ、４５０Ｐ、９０Ｇ、１５０Ｇなど）、ソルベイアドバンストポリマーズ社製：キータスパイア（ＫＴ−８２０Ｐ、ＫＴ−８８０Ｐなど）、ダイセルデグザ社製：ＶＥＳＴＡＫＥＥＰ（１０００Ｇ、２０００Ｇ、３０００Ｇ、４０００Ｇなど）などが挙げられる。また、ＰＥＫ樹脂としては、ビクトレックス社製：ＶＩＣＴＲＥＸ−ＨＴなどが、ＰＥＫＥＫＫ樹脂としてはビクトレックス社製：ＶＩＣＴＲＥＸ−ＳＴなどが、それぞれ挙げられる。
【００４１】
樹脂層を形成する樹脂組成物は、ベース樹脂として上記芳香族ポリエーテルケトン系樹脂などを用い、これにガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ウィスカなどの繊維状充填材を分散状態に配合することができる。これにより、樹脂層の機械的強度を一層向上させることができる。特に、本発明のラジアル滑り軸受では、樹脂層が薄肉（０.１〜１．０ｍｍ）であるため、機械的強度の向上は望ましい。
【００４２】
繊維状充填材の他に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、黒鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤や、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、マイカ、タルクなどの無機充填材を配合することも可能である。上記固体潤滑剤を配合することで、無潤滑、潤滑油が希薄な条件であっても低摩擦となり、耐焼き付き性を向上させることができる。また、上記無機充填材を配合することで、耐クリープ性を向上させることができる。
【００４３】
繊維状充填材、無機系の固体潤滑剤（黒鉛、二硫化モリブデンなど）、および無機充填材は、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂の成形収縮率を小さくする効果がある。そのため、焼結金属製基材とのインサート成形時に、樹脂層の内部応力を抑える効果もある。
【００４４】
繊維状充填材はアスペクト比３以上であり、繊維の長さ方向が軸受の軸芯方向に対して０〜３０度に配向していることが好ましい。針状または繊維状充填材は端部のエッジが９０度以下の尖った形状であり、そのため充填材のエッジが、滑り軸受の運動方向に向かっている場合、摺接相手材を物理的に摩耗損傷させ易く、摩擦係数も安定し難い。これに対して、繊維状充填材の繊維の長さ方向を軸受の軸芯方向に対して０〜３０度に配向させることで、摺接相手材を摩耗損傷させ難く、摩擦係数も安定する。なお、繊維状充填材の配向は、０度により近い方が充填材のエッジによる摩耗損傷が少なく、摩擦係数も安定するので望ましい。０〜３０度であれば摩耗損傷が極めて少なくなる。
【００４５】
繊維状充填材の平均繊維長は、０.０２〜０.２ｍｍが好ましい。０.０２ｍｍ未満では充分な補強効果が得られず、耐クリープ性、耐摩耗性が満足しないおそれがある。０.２ｍｍをこえる場合は樹脂層の層厚に対する繊維長の比率が大きくなるため、薄肉成形性に劣る。より薄肉成形の安定性を高めるには、平均繊維長０.０２〜０.１ｍｍが好ましい。
【００４６】
繊維状充填材の中でも、炭素繊維を用いることが好ましい。炭素繊維は、樹脂層を成形する際に樹脂の溶融流動方向への配向性が強い。本発明で使用する炭素繊維としては、原材料から分類されるピッチ系またはＰＡＮ系のいずれのものであってもよいが、高弾性率を有するＰＡＮ系炭素繊維の方が好ましい。その焼成温度は特に限定するものではないが、２０００℃またはそれ以上の高温で焼成されて黒鉛（グラファイト）化されたものよりも、１０００〜１５００℃程度で焼成された炭化品のものが、高ＰＶ下でも摺接相手材を摩耗損傷しにくいので好ましい。
【００４７】
炭素繊維の平均繊維径は２０μｍ以下、好ましくは５〜１５μｍである。この範囲をこえる太い炭素繊維では、極圧が発生するため、耐荷重性の向上効果が乏しく、摺接相手材がアルミニウム合金、焼入れなしの鋼材の場合、相手材の摩耗損傷が大きくなるため好ましくない。また、炭素繊維は、チョップドファイバー、ミルドファイバーのいずれであってもよいが、安定した薄肉成形性を得るためには、繊維長が１ｍｍ未満のミルドファイバーの方が好ましい。
【００４８】
樹脂層を形成する樹脂組成物は、ベース樹脂として上記芳香族ポリエーテルケトン系樹脂を用い、これに炭素繊維と、固体潤滑剤であるＰＴＦＥ樹脂とを必須成分として含むことが好ましい。
【００４９】
ＰＴＦＥ樹脂としては、懸濁重合法によるモールディングパウダー、乳化重合法によるファインパウダー、再生ＰＴＦＥのいずれを採用してもよい。芳香族ポリエーテルケトン系樹脂をベース樹脂とする場合の樹脂組成物の流動性を安定させるためには、成形時のせん断により繊維化し難く、溶融粘度を増加させ難い再生ＰＴＦＥを採用することが好ましい。
【００５０】
再生ＰＴＦＥとは、熱処理（熱履歴が加わったもの）粉末、γ線または電子線などを照射した粉末のことである。例えば、モールディングパウダーまたはファインパウダーを熱処理した粉末、また、この粉末をさらにγ線または電子線を照射した粉末、モールディングパウダーまたはファインパウダーの成形体を粉砕した粉末、また、その後γ線または電子線を照射した粉末、モールディングパウダーまたはファインパウダーをγ線または電子線を照射した粉末などのタイプがある。再生ＰＴＦＥの中でも、凝集せず、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂の溶融温度おいて、全く繊維化せず、内部潤滑効果があり、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の流動性を安定して向上させることが可能なことから、γ線または電子線などを照射したＰＴＦＥ樹脂を採用することがより好ましい。
【００５１】
なお、この発明の効果を阻害しない程度に、樹脂層を形成する樹脂組成物に対して周知の樹脂用添加剤を配合してもよい。この添加剤としては、例えば、窒化ホウ素などの摩擦特性向上剤、炭素粉末、酸化鉄、酸化チタンなどの着色剤、黒鉛、金属酸化物粉末などの熱伝導性向上剤が挙げられる。
【００５２】
樹脂層を形成する樹脂組成物は、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂をベース樹脂とし、炭素繊維を５〜３０体積％、ＰＴＦＥ樹脂を１〜３０体積％を必須成分として含むことが好ましい。この必須成分と他の添加剤を除く残部が芳香族ポリエーテルケトン系樹脂である。この配合割合とすることで、高ＰＶ条件においても、樹脂層の変形および摩耗、摺接相手材への攻撃性が小さく、油などに対する耐性も高くなる。また、炭素繊維は、５〜２０体積％がより好ましく、ＰＴＦＥ樹脂は、２〜２５体積％がより好ましい。
【００５３】
炭素繊維の配合割合が３０体積％をこえると、溶融流動性が著しく低下し、薄肉成形が困難になるとともに、摺接相手材がアルミニウム合金、焼入れなしの鋼材の場合、摩耗損傷するおそれがある。また、炭素繊維の配合割合が５体積％未満では、樹脂層を補強する効果が乏しく、充分な耐クリープ性、耐摩耗性が得られない場合がある。
【００５４】
ＰＴＦＥ樹脂の配合割合が３０体積％をこえると、耐摩耗性、耐クリープ性が所要の程度より低下するおそれがある。また、ＰＴＦＥ樹脂の配合割合が１体積％未満では組成物に所要の潤滑性の付与効果に乏しく、充分な摺動特性が得られない場合がある。
【００５５】
以上の諸原材料を混合し、混練する手段は、特に限定するものではなく、粉末原料のみをヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレット（顆粒）を得ることができる。また、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。この成形用ペレットを用い、上述した方法で円筒状基材に対して樹脂層をインサート成形により射出成形する。
【００５６】
樹脂層を形成する樹脂組成物は、樹脂温度３８０℃、せん断速度１０００ｓ−１における溶融粘度が５０〜２００Ｐａ・ｓであることが好ましい。溶融粘度がこの範囲であると、精密な成形と繊維状充填材を所定角度に配向をさせることが可能となり、円筒状基材の表面に、層厚０．１〜１．０ｍｍの薄肉インサート成形が円滑に行なえる。薄肉インサート成形を可能とし、インサート成形後の後加工を不要とすることで、製造が容易となり、製造コストの低減が図れる。
【００５７】
樹脂温度３８０℃、せん断速度１０００ｓ−１における溶融粘度を５０〜２００Ｐａ・ｓにするためには、該条件における溶融粘度が１５０Ｐａ・ｓ以下の芳香族ポリエーテルケトン系樹脂を採用することが好ましい。このような芳香族ポリエーテルケトン系樹脂としては、ビクトレックス社製：ＰＥＥＫ（１５０Ｐ、９０Ｐ、１５０Ｇ、９０Ｇ）、ソルベイアドバンストポリマーズ社製：キータスパイア（ＫＴ−８８０Ｐ）などが例示できる。
【００５８】
本発明のラジアル滑り軸受を作動油、冷凍機油、潤滑油、トランスミッションオイル、エンジンオイル、ブレーキオイルなどの油、またはグリースが介在するすべり部のラジアル軸受として使用する場合、樹脂層の摩擦面に潤滑溝を形成することで、より安定した低摩擦、低摩耗特性が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のラジアル滑り軸受は、円筒状基材とその内径面にインサート成形された樹脂層とからなる構成において、射出成形時の制約を少なくでき、充填材などの配向の乱れやウェルドの発生を抑制しているので、ルームエアコン用やカーエアコン用などのコンプレッサの回転軸支持用や、自動車や建設機械などのトランスミッションの回転軸を支持するラジアル滑り軸受として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１  ラジアル滑り軸受
２  円筒状基材
３  樹脂層
４  テーパー面
５  ゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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