(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸され形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上含む芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥとよりなることを特徴とする樹脂被覆摺動材。
【請求項２】
裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸され形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上含む芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥと固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤とよりなることを特徴とする樹脂被覆摺動材。
【請求項３】
前記固体潤滑剤は、ＭoＳ2またはグラファイトを用い、前記耐摩耗剤は、ＳiＣ、Ａl2Ｏ3、Ｓi3Ｎ4またはＳiＯ2の少なくとも１種以上を用いることを特徴とする請求項２に記載の樹脂被覆摺動材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂被覆摺動材に関し、特に、Ｐｂを使用しないようにして環境問題に配慮した樹脂被覆摺動材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般的に知られている軸受は、自動車や家電などの摺動部や回転部に使用されており、樹脂被覆摺動材がそのブシュあるいはスラストワッシャーとして幅広く使用されて来ている。
【０００３】
図４は、従来の樹脂被覆摺動材１０の断面図を示す。１１は鋼板などの裏金、１２は多孔質金属焼結層、１３は鉛を含む表面樹脂層を示す。
【０００４】
樹脂被覆摺動材１０は、鋼板などの裏金１１上に多孔質金属焼結層１２を形成し、この多孔質金属焼結層１２にＰｂなどの低融点金属を混合させたＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）を含浸し表面樹脂層１３を被着したものである。
【０００５】
樹脂被覆摺動材１０により形成された軸受は、なじみ運転されると表面樹脂層１３の表面にＰＴＦＥと、表面樹脂層１３に混合されたＰｂによるＰｂＯとの混合皮膜が形成され、ＰｂＯは潤滑成分でもあるため、耐摩耗性と低摩擦の特性を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の樹脂被覆摺動材１０には、次のような問題があった。
【０００７】
上記したごとく、樹脂被覆摺動材１０は、耐摩耗性と低摩擦との潤滑性能を有し、ブシュあるいはスラストワッシャーとして軸受などに幅広く使用されて来ている。
【０００８】
しかし、近年、環境面からＰｂの使用が規制される動きとなり、潤滑成分であるＰｂの不使用が要求されているという環境問題がある。また、使用用途によっては、さらに潤滑性能の向上が要求されているという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、Ｐｂを使用しないようにして環境問題に配慮した従来と同等または同等以上の潤滑性能を有する樹脂被覆摺動材を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂被覆摺動材は、裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸され形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上含む芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥとよりなることを特徴とする。
また、  本発明の樹脂被覆摺動材は、裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸され形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上含む芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥと固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤とよりなることを特徴とする。
【００１１】
また、裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸される状態で被着形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥと固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤とよりなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記固体潤滑剤は、ＭoＳ2またはグラファイトを用い、前記耐摩耗剤は、ＳiＣ、Ａl2Ｏ3、Ｓi3Ｎ4またはＳiＯ2の少なくとも１種以上を用いることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に関わる第１実施例の樹脂被覆摺動材２０の断面図を示す。２１は鋼板などの裏金、２２は多孔質金属焼結層、２３は表面樹脂層、２４は芳香族ポリアミド繊維を示す。
【００１５】
多孔質金属焼結層２２は、鋼板などの裏金２１の上にＣｕとＳｎの合金粉を散布し、散布後焼結してＣｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層を形成したものである。本発明に関する樹脂被覆摺動材２０は、この多孔質金属焼結層２２に芳香族ポリアミド繊維２４とＰＴＦＥを混合したものを含浸し、表面樹脂層２３を被着形成したものである。
【００１６】
樹脂被覆摺動材２０により形成された軸受がなじみ運転され初期のなじみ摩耗が行われると、表面樹脂層２３の表面に芳香族ポリアミド繊維２４が露出する。芳香族ポリアミド繊維２４は、耐摩耗性に優れ荷重を支えると共にＰＴＦＥが本来持っている低摩擦性を引き出すことができ、表面樹脂層２３は耐久性のある潤滑性能が得られることとなる。
【００１７】
本発明の樹脂被覆摺動材２０の製造方法は、鋼板など（銅メッキ付鋼板も含む）の裏金２１の上にＣｕとＳｎの合金粉を散布し多孔質金属焼結層２２を被着形成し、ＰＴＦＥのファインパウダの表面に有機溶剤を含む溶液を湿潤させた後にこのファインパウダと芳香族ポリアミド繊維２４とを混合したものを多孔質金属焼結層２２上に散布し、ロールなどで含浸被覆させた後に焼成被着し表面樹脂層２３を形成するものである。
【００１８】
芳香族ポリアミド繊維２４は、低摩耗性を引き出すために混合するが、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上を含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上を含むため、芳香族ポリアミド繊維２４が軸受面に対し垂直になったりすることなく、軸受面に対し有効に並ぶようにすることができる。
【００１９】
次に、本発明の樹脂被覆摺動材２０の試供品により行った摩擦摩耗試験につき述べる。摩擦摩耗試験は、荷重６Ｍｐａ、周速度１５ｍ／ｍｉｎ、試験時間１時間の試験条件で行った。表１は、試験用の試供品No.１〜６の組成成分と試験結果を示す。試供品No.１〜６は、Ｃｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層２２に、表面樹脂層２３を形成したものであり、表面樹脂層２３は、予め定めた体積％のＰＴＦＥと、予め定めた体積％の芳香族ポリアミド繊維２４との組成より形成した。
【００２０】
試供品No.１〜６の試験結果は表１の右側に示す。また、試験結果より、芳香族ポリアミド繊維の体積％と摩耗量のグラフを図２に示す。
【００２１】
試供品No.１、２の芳香族ポリアミド繊維２４が１５体積％以下では繊維同士のネットワーク状のつながりが殆ど無く潤滑性は問題ないが、ＰＴＦＥの損耗を防止する効果が不充分となり耐摩耗性の大幅の向上が図れない。
【００２２】
また、試供品No.５、６の芳香族ポリアミド繊維２４が７０体積％以上ではＰＴＦＥに比べ摩擦性に劣る繊維の露出部分が過大となり、摩擦係数の増大や、相手材との凝着による剥落が多くなり摩耗も増加するので望ましくない。
【００２３】
従って、図２に示す通り、試供品No.１〜６による試験結果は芳香族ポリアミド繊維２４が３０〜６０体積％の範囲では摩耗量はＰｂを含まない比較例より全般的に少ない良好の範囲にあると云える。また、この３０〜６０体積％の範囲では摩擦係数には変動が見られない安定した摺動が行われ、摺動面にも凝着が見られることはない。
【００２４】
芳香族ポリアミド繊維とＰＴＦＥを組合わせた滑り軸受けとして特表平９ー５００１９５には２〜１０体積％のフィブリル化アラミド繊維を含有するポリテトラフルオロエチレンが記載されている。芳香族ポリアミド繊維が１０体積％越える量を加えた場合、芳香族ポリアミド繊維が多孔質金属焼結層２２に充分含浸せず、焼成後、表面樹脂層２３と多孔質金属焼結層２２が剥離する現象が発生した。これを解決するため上記試供品No.１〜６の製作に当りＰＴＦＥと芳香族ポリアミド繊維の混合物を多孔質金属焼結層２２上に散布した後、ロールにて多孔質金属焼結層２２と裏金２１の厚さが焼成前１０％以上、焼成後３％以上となる圧下を加え剥離現象を防止することができた。
【００２５】
以上、第１実施例の樹脂被覆摺動材２０は、芳香族ポリアミド繊維を有効に使用しＰｂを使用しないようにして、環境問題に配慮した従来と同等または同等以上の耐摩耗性の潤滑性能にすることができる。
【００２６】
なお、多孔質金属焼結層２２は、金属熔射された熔射層で置き換えることもできる。
【００２７】
図３は、本発明に関わる第２実施例の樹脂被覆摺動材３０の断面図を示す。３１は鋼板などの裏金、３２は多孔質金属焼結層、３３は表面樹脂層、２４は芳香族ポリアミド繊維、３５は固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤を示す。
【００２８】
多孔質金属焼結層３２は、第１実施例と同様に鋼板など（銅メッキ付鋼板も含む）の裏金３１の上にＣｕとＳｎの合金粉を散布し、散布後焼結してＣｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層を形成したものである。樹脂被覆摺動材３０は、この多孔質金属焼結層３２に芳香族ポリアミド繊維２４と、固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤３５とＰＴＦＥとを混合させたものを含浸し、表面樹脂層３３を被着形成したものである。固体潤滑剤３５としては、ＭoＳ2またはグラファイトを用い、耐摩耗剤３５としては、ＳiＣ、Ａl2Ｏ3、Ｓi3Ｎ4 またはＳiＯ2の少なくとも１種以上を添加する。
【００２９】
なじみ摩耗後に芳香族ポリアミド繊維は軸受面に露出するが、芳香族ポリアミド繊維２４は耐摩耗性に優れ荷重を支えると共にＰＴＦＥの低摩擦性を引き出すことができ、表面樹脂層３３は固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤３５の添加により、より耐久性のある潤滑性能が得られることとなる。
【００３０】
本発明の樹脂被覆摺動材３０の製造方法は、第１実施例の樹脂被覆摺動材２０と同様に鋼板などの裏金３１の上にＣｕとＳｎの合金粉を散布し多孔質金属焼結層３２を被着形成し、ＰＴＦＥのファインパウダの表面に有機溶剤を含む溶液を湿潤させた後にこのファインパウダと芳香族ポリアミド繊維２４と固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤３５とを混合させたものを多孔質金属焼結層３２上に散布し、ロールなどで含浸被覆させた後に焼成被着し表面樹脂層３３を形成するものである。
【００３１】
次に、本発明の樹脂被覆摺動材３０の試供品により行った摩擦試験につき述べる。
【００３２】
摩擦摩耗試験は、荷重６Ｍｐａ、周速度１５ｍ／ｍｉｎ、試験時間１時間の試験条件で行った。表２は、試験用の試供品No.７〜１３の組成成分と試験結果を示す。試供品No.７〜１３は、Ｃｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層３２に、表面樹脂層３３を形成したものである。表面樹脂層３３は、予め定めた体積％のＰＴＦＥと、５０体積％の芳香族ポリアミド繊維２４と、予め定めた体積％の耐摩耗剤（ＳiＣ、Ａl2Ｏ3、Ｓi3Ｎ4 またはＳiＯ2）と固体潤滑剤（ＭoＳ2 またはグラファイト）の組成より形成される。
【００３３】
試供品No.７〜１３の試験結果は表２の右側に示す。試供品No.７〜１３の試験結果は、固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤の組成混入により、摩耗量は第１実施例の表１の結果より低めになっており、試験中の摩擦係数には変動が見られない安定した摺動が行われ、摺動面にも凝着は見られない。
【００３４】
従って、表面樹脂層３３は、摩耗量は耐久性のあるより良好の範囲にあり、安定した摺動が行われている。
【００３５】
以上、第２実施例の樹脂被覆摺動材３０は、芳香族ポリアミド繊維と固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤とを有効に使用しＰｂを使用しないようにして環境問題に配慮した従来と同等以上の耐摩耗性の潤滑性能にすることができる。
【００３６】
なお、上記の第１、第２実施例は、ＰＴＦＥのファインパウダと芳香族ポリアミド繊維２４とを混合させたもの、または、ＰＴＦＥのファインパウダと芳香族ポリアミド繊維２４と固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤３５とを混合させたものを多孔質金属焼結層２２上に散布し表面樹脂層２３、３３を形成するようにしているが、ＰＴＦＥのファインパウダと芳香族ポリアミド繊維２４とを混合させたもの、または、ＰＴＦＥのファインパウダと芳香族ポリアミド繊維２４と固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤３５とを混合させたものを予めシート状にしたもの、または、水性懸濁物中のファイバー状芳香族ポリアミド繊維およびＰＴＦＥ分散物を長網抄紙機を用いて乾燥紙状物としてシートにしたものを多孔質金属焼結層２２、３２上に重ね表面樹脂層２３、３３を形成するようにすることもできる。
【００３７】
また、シート状にしたものは多孔質金属焼結層２２、３２を除いた粗面化した裏金２１、３１上に直接重ね、ロールにて圧着して樹脂被覆摺動材とすることもできる。この場合、裏金は鋼板の他、アルミ合金板または銅合金板を使用することができる。
【００３８】
さらに、上記樹脂被覆摺動材２０、３０は、軸受に使用する例に付いて述べたが、これに限定されることなく各種の摺動材として使用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の樹脂被覆摺動材は、裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸され形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上含む芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥとよりなるため、芳香族ポリアミド繊維を有効に使用しＰｂを使用しないようにして環境問題に配慮した従来と同等または同等以上の耐摩耗性の潤滑性能にすることができる。また、早期になじみ摩耗は完了し、表面樹脂層２３は摩擦係数に変動が見られない安定した摺動が行われていた。
【００４０】
また、裏金上に被着形成した多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層に含浸され形成される表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、繊維長の０．１〜１ｍｍのものを５０％以上含み、繊維径の０．０１〜０．０２ｍｍのものを５０％以上含む芳香族ポリアミド繊維３０〜６０体積％と、残部がＰＴＦＥと固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤とよりなるため、芳香族ポリアミド繊維と固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤とを有効に使用しＰｂを使用しないようにして、環境問題に配慮した従来と同等以上の耐摩耗性の潤滑性能にすることができる。早期に軸受面と軸とのなじみ摩耗は完了し、表面樹脂層３３は、摩擦係数に変動が見られない安定した摺動が行われる。
【００４１】
また、前記固体潤滑剤は、ＭoＳ2またはグラファイトを用い、前記耐摩耗剤は、ＳiＣ、Ａl2Ｏ3、Ｓi3Ｎ4 またはＳiＯ2の少なくとも１種以上を用いるため、耐久性のある潤滑を的確に得ることができる。
【００４２】
【表１】
0004125831.tif 000002
【００４３】
【表２】
0004125831.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる第１実施例の樹脂被覆摺動材の断面図を示す。
【図２】試験結果より、芳香族ポリアミド繊維の体積％と摩耗量のグラフを示す。
【図３】本発明に関わる第２実施例の樹脂被覆摺動材の断面図を示す。
【図４】従来の樹脂被覆摺動材の断面図を示す。
【符号の説明】
１０  従来の樹脂被覆摺動材
１１、２１、３１  鋼板などの裏金
１２、２２、３２  多孔質金属焼結層
１３  鉛を含む表面樹脂層
２０、３０  樹脂被覆摺動材
２３、３３  表面樹脂層
２４  芳香族ポリアミド繊維
３５  固体潤滑剤およびまたは耐摩耗剤
【図１】
0004125831.tif 000004
【図２】
0004125831.tif 000005
【図３】
0004125831.tif 000006
【図４】
0004125831.tif 000007