JP2000055054A - Combined layer bearing - Google Patents

Combined layer bearing

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JP2000055054A
JP2000055054A JP10226858A JP22685898A JP2000055054A JP 2000055054 A JP2000055054 A JP 2000055054A JP 10226858 A JP10226858 A JP 10226858A JP 22685898 A JP22685898 A JP 22685898A JP 2000055054 A JP2000055054 A JP 2000055054A
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JP
Japan
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resin
whisker
bearing
volume
whiskers
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Pending
Application number
JP10226858A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Nakamura
一義 中村
Yoshiro Oki
芳郎 沖
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combined layer bearing having a slide characteristic equal to or better than that of a conventional combined layer bearing under a high bearing even if an impregnation covering composition containing no lead or a lead compound is used. SOLUTION: This combined layer bearing comprises a porous layer 3 formed on a surface of a metal back plate and an impregnation covering composition 4 impregnated and covered in the porous layer 3. In the impregnation covering composition 4, a carbon fiber and a whisker having Mohs' hardness of 4 or less are formulated in a resin mainly containing PTFE.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複層軸受に関し、特
に環境保全のために鉛類を配合しないでも摺動特性と耐
摩耗性に優れた複層軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-layer bearing, and more particularly to a multi-layer bearing having excellent sliding characteristics and abrasion resistance without the use of lead for environmental protection.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板などの金属板に裏打ちされた多孔質
層に、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと
記す)と、鉛または酸化鉛等の鉛類を含む含浸被覆組成
物を含浸被覆させてなる複層軸受は、高面圧下での摺動
特性に優れた軸受として知られている(例えば、特公昭
39−16950号公報、特公平7−35513号公
報、特公平7−35514号公報)。一方、環境保全の
ため、鉛または鉛化合物の使用は望ましくないことか
ら、ポリフッ化ビニリデンと酸化クロムおよび酸化鉄の
一方からなる非毒性金属酸化物を用いた軸受用材料(特
許第2630938号)、PTFEとフェノール樹脂粉
末を用いた複層摺動部材(特許第2660853号)等
が知られている。
2. Description of the Related Art A porous layer lined with a metal plate such as a steel plate is impregnated with polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) and an impregnation coating composition containing lead such as lead or lead oxide. Are known as bearings having excellent sliding characteristics under high surface pressure (for example, Japanese Patent Publication Nos. 39-16950, 7-35513, and 7-35514). ). On the other hand, since the use of lead or a lead compound is not desirable for environmental protection, a bearing material using a non-toxic metal oxide composed of polyvinylidene fluoride and one of chromium oxide and iron oxide (Japanese Patent No. 2630938), A multi-layer sliding member using PTFE and phenol resin powder (Japanese Patent No. 2660853) is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、摺動面
に存在することで、摩擦係数を下げ、摩耗量を減少さ
せ、さらに耐焼付け性を向上させることのできる鉛また
は鉛化合物を含んだ含浸被覆組成物に代わる優れた材料
は見つかっていないという問題がある。特に車のシュレ
ッダーダスト等に含まれる鉛を西暦 2000 年に 1/2、 2
005 年に 1/3に減少させるとの通産省産業構造審議会の
答申もあり、全く鉛を含まない鉛レス複層軸受が望まれ
ている。
However, the impregnated coating containing lead or a lead compound, which is present on the sliding surface, can reduce the coefficient of friction, reduce the amount of wear, and improve the seizure resistance. The problem is that no excellent material has been found to replace the composition. In particular, lead contained in car shredder dust was reduced to 1/2, 2
According to the report of the Ministry of International Trade and Industry's Industrial Structure Council to reduce it to one-third in 005, lead-free double-layer bearings containing no lead are desired.

【0004】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、鉛または鉛化合物を含まない含浸被
覆組成物を用いても、高面圧下において、従来の複層軸
受と同等もしくは同等以上の摺動特性を有する複層軸受
を提供することを目的とする。
The present invention has been made to address such a problem, and even when an impregnated coating composition containing no lead or a lead compound is used, the same or equivalent to a conventional double-layer bearing is obtained under a high surface pressure. It is an object of the present invention to provide a multilayer bearing having equal or higher sliding characteristics.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の複層軸受は、金
属裏金の表面に形成された多孔質層と、この多孔質層に
含浸被覆された含浸被覆組成物とからなり、上記含浸被
覆組成物が、PTFEを主成分とする樹脂に炭素繊維お
よびモース硬度 4以下のウィスカを配合してなることを
特徴とする。
The multilayer bearing of the present invention comprises a porous layer formed on the surface of a metal backing metal, and an impregnated coating composition impregnated on the porous layer. The composition is characterized in that a resin containing PTFE as a main component is blended with carbon fibers and whiskers having a Mohs hardness of 4 or less.

【0006】上記含浸被覆組成物は、炭素繊維が 3〜 3
0 体積%であり、モース硬度 4以下のウィスカが 1〜 2
5 体積%であり、残部がPTFE樹脂であることを特徴
とする。
The above impregnated coating composition has a carbon fiber content of 3 to 3
0% by volume, and whiskers with Mohs hardness of 4 or less
5% by volume, with the balance being PTFE resin.

【0007】PTFEを主成分とする樹脂は、融点 280
℃以上の結晶性樹脂がさらに配合されてなることを特徴
とする。
The resin containing PTFE as a main component has a melting point of 280.
It is characterized in that a crystalline resin having a temperature of at least ℃ is further blended.

【0008】また、結晶性樹脂が配合された含浸被覆組
成物は、炭素繊維が 3〜 30 体積%であり、ウィスカが
1〜 25 体積%であり、結晶性樹脂が 5〜 40 体積%で
あり、残部がPTFE樹脂であることを特徴とする。
The impregnated coating composition containing a crystalline resin contains 3 to 30% by volume of carbon fibers and whiskers.
1 to 25% by volume, the crystalline resin is 5 to 40% by volume, and the balance is PTFE resin.

【0009】上記結晶性樹脂がポリフェニレンスルフィ
ド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂およびポリイ
ミド樹脂から選ばれた少なくとも一つの樹脂であること
を特徴とする。
[0009] The crystalline resin is characterized in that it is at least one resin selected from polyphenylene sulfide resin, polyether ether ketone resin and polyimide resin.

【0010】上記炭素繊維が、繊維長 0.05mm 〜1mm の
短繊維であり、また、上記ウィスカが、硫酸カルシウム
ウィスカ、酸化亜鉛ウィスカおよびチタン酸カリウムウ
ィスカから選ばれた少なくとも一つのウィスカであるこ
とを特徴とする。
The carbon fiber is a short fiber having a fiber length of 0.05 mm to 1 mm, and the whisker is at least one whisker selected from calcium sulfate whisker, zinc oxide whisker and potassium titanate whisker. Features.

【0011】本発明の複層軸受は、PTFEを主成分と
する樹脂に炭素繊維およびモース硬度 4以下のウィスカ
を配合することにより、鉛または鉛化合物を含まない含
浸被覆組成物により構成される。また、この配合とする
ことにより、優れた摺動特性を有する反面、耐摩耗特
性、耐クリープ特性が樹脂類の中でも劣るPTFEを主
成分としても、鉛または鉛化合物を含む従来の複層軸受
と同等もしくは同等以上の高面圧下での摺動特性が得ら
れる。
The multilayer bearing of the present invention is constituted by an impregnated coating composition containing no lead or a lead compound by blending carbon fibers and whiskers having a Mohs hardness of 4 or less with a resin mainly composed of PTFE. In addition, by adopting this composition, it has excellent sliding properties, but also has abrasion resistance and creep resistance which are inferior to PTFE, which is inferior to resins, as well as conventional multilayer bearings containing lead or a lead compound. Equivalent or equal or higher sliding characteristics under high surface pressure can be obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の複層軸受の一例を図1に
示す。図1は複層軸受の断面図である。複層軸受1は、
鋼板などの金属裏金2の表面に焼結金属などの多孔質層
3を形成し、この多孔質層3中に含浸被覆組成物4が含
浸被覆された三層構造体となっている。含浸被覆面が摺
動面となり、高面圧下での摺動特性に優れた軸受が得ら
れる。
FIG. 1 shows an example of a double-layer bearing of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a multilayer bearing. Double-layer bearing 1
A porous layer 3 of a sintered metal or the like is formed on the surface of a metal backing metal 2 such as a steel plate, and the porous layer 3 is impregnated with an impregnating coating composition 4 to form a three-layer structure. The impregnated coated surface becomes a sliding surface, and a bearing having excellent sliding characteristics under high surface pressure can be obtained.

【0013】含浸被覆組成物4を構成する本発明に係る
PTFEは、−(CF2−CF2n−で表される公知の
樹脂を用いることができる。また、PTFEにパーフル
オロアルキルエーテル基(−Cp2p−O−)(pは 1〜
4 の整数)あるいはポリフルオロアルキル基(H(CF
2q−)(qは 1〜 20 の整数)などを導入した変性P
TFEもPTFEと共に使用することができる。これら
のPTFEおよび変性PTFEは、一般的なモールディ
ングパウダーを得る懸濁重合法、ファインパウダーを得
る乳化重合法のいずれを採用してもよいが、数平均分子
量(Mn)は約 50 万から 1000 万が好ましく、さらに
限定すれば 50 万から 300万が好ましい。PTFEの市
販品としては、三井・デュポンフロロケミカル社製:テ
フロン7Jを、変性PTFEの市販品としては、三井・
デュポンフロロケミカル社製:テフロンTG70J、ダ
イキン工業社製:ポリフロンM111、ポリフロンM1
12、ヘキスト社製:ホスタフロンTFM1600、ホ
スタフロンTFM1700等を例示することができる。
A known resin represented by-(CF 2 -CF 2 ) n- can be used for the PTFE of the present invention constituting the impregnated coating composition 4. Further, PTFE perfluoroalkyl ether group (-C p F 2p -O -) (p is 1
4) or a polyfluoroalkyl group (H (CF
2) q -) (q is modified P was introduced such as an integer) of 1 to 20
TFE can also be used with PTFE. For these PTFE and modified PTFE, any of a suspension polymerization method for obtaining a general molding powder and an emulsion polymerization method for obtaining a fine powder may be employed, but the number average molecular weight (Mn) is about 500,000 to 10,000,000. And more preferably, 500,000 to 3,000,000. As commercially available PTFE, Teflon 7J manufactured by DuPont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., and as commercially available modified PTFE,
DuPont Fluorochemical: Teflon TG70J, Daikin Industries: Polyflon M111, Polyflon M1
12, Hoechst: Hostaflon TFM1600, Hostaflon TFM1700 and the like.

【0014】本発明に係る融点 280℃以上の結晶性樹脂
は、耐熱性に優れ、炭素繊維およびモース硬度 4以下の
ウィスカとPTFEとの配合において、耐摩耗特性、耐
クリープ特性を向上させることのできる樹脂であれば使
用することができる。例えば、ポリフェニレンスルフィ
ド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ナイロン46樹脂等を
挙げることができる。これらの中で耐摩耗特性、耐クリ
ープ特性をより向上させることのできるポリフェニレン
スルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポ
リイミド樹脂が好ましく、最も好ましいのはポリフェニ
レンスルフィド樹脂である。
The crystalline resin having a melting point of 280 ° C. or higher according to the present invention is excellent in heat resistance and can improve abrasion resistance and creep resistance in a mixture of carbon fiber and whisker having a Mohs hardness of 4 or less with PTFE. Any resin that can be used can be used. For example, polyphenylene sulfide resin, polyether ether ketone resin, polyimide resin, polyether ketone resin, nylon 46 resin and the like can be mentioned. Among these, polyphenylene sulfide resin, polyether ether ketone resin, and polyimide resin, which can further improve the wear resistance and creep resistance, are preferable, and the most preferable is polyphenylene sulfide resin.

【0015】本発明に係る炭素繊維は、後述するウィス
カと併用することで、含浸被覆組成物を補強できるもの
であれば、ピッチ系あるいはPAN系のいずれでも用い
ることができる。炭素繊維の繊維長は 0.05mm 〜1mm の
短繊維であることが好ましく、さらに好ましくは 0.05m
m 〜0.1mm である。繊維径はφ 20 μm 以下、好ましく
は、φ 7μm 〜φ15μm であり、アスペクト比は 5〜8
0、好ましくは 20 〜 50 である。この特性を有する炭
素繊維であると、含浸被覆組成物への補強効果に優れ、
耐摩耗特性、耐クリープ特性に優れる。また、糸種は特
に限定しないが、2000℃焼成、あるいはそれ以上の温度
での処理品(黒鉛化品)より 1000 ℃焼成品(炭化品)
の方が好ましい。なお、焼成温度については低弾性を狙
った低温焼成品あるいは高弾性を狙った高温焼成品も用
いることができる。
The carbon fiber according to the present invention can be used in any of pitch-based or PAN-based as long as it can reinforce the impregnated coating composition by being used in combination with a whisker described later. The carbon fiber preferably has a fiber length of 0.05 mm to 1 mm, and more preferably 0.05 m.
m to 0.1 mm. The fiber diameter is φ20 μm or less, preferably φ7 μm to φ15 μm, and the aspect ratio is 5 to 8
0, preferably 20 to 50. If the carbon fiber having this property, excellent effect of reinforcing the impregnated coating composition,
Excellent wear and creep resistance. The type of yarn is not particularly limited.
Is preferred. Regarding the firing temperature, a low-temperature fired product aimed at low elasticity or a high-temperature fired product aimed at high elasticity can be used.

【0016】炭素繊維の市販品は、ピッチ系として、呉
羽化学社製:クレカミルドM101S、M101F、M
101T、M107S、M1007S、M201S、M
207S、大阪ガスケミカル社製:ドナカーボンS24
1、S244、SG241、SG244を、PAN系と
して、東邦レーヨン社製:ベスファイトHTA−CMF
0160−0H、CMF0070−0Hを挙げることが
できる。
A commercially available carbon fiber is available as pitch material from Kureha Chemical Co., Ltd .: Crecamild M101S, M101F, M
101T, M107S, M1007S, M201S, M
207S, manufactured by Osaka Gas Chemical Company: Donna Carbon S24
1, S244, SG241, SG244 as PAN system, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd .: Vesfight HTA-CMF
0160-0H and CMF0070-0H.

【0017】本発明に係るモース硬度 4以下のウィスカ
は、含浸被覆組成物におけるミクロ補強の役割を果た
し、耐クリープ性、耐摩耗性の向上に寄与できるもので
あれば使用することができる。本発明において、モース
硬度 4以下とした理由は、摩擦摩耗の特性が向上するた
めである。モース硬度 4以下のウィスカとしては、例え
ば、硫酸カルシウムウィスカ、チタン酸カリウムウィス
カ、酸化亜鉛ウィスカ、硫酸マグネシウムウィスカ等が
挙げられる。これらのなかでも特に硫酸カルシウムウィ
スカ、酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウムウィスカが
好ましい。また、ウィスカは炭素繊維に比べて全体の形
状が小さいため、摩擦面での存在割合が大きく、ほとん
どの摩擦せん断を受け持つために、相手材を損傷しな
い。しかし、ウィスカの繊維長が短かすぎると十分な耐
クリープ性、耐摩耗性は得られず、繊維長は炭素繊維よ
りもわずかに短い 50 μm 前後であることが好ましい。
これに該当するウィスカとしては、硫酸カルシウムウィ
スカの無水塩型、半水塩型が挙げられ、好ましくは無水
塩型である。
The whisker having a Mohs' hardness of 4 or less according to the present invention can be used as long as it plays a role of micro reinforcement in the impregnated coating composition and can contribute to improvement of creep resistance and abrasion resistance. In the present invention, the reason for setting the Mohs' hardness to 4 or less is to improve the friction and wear characteristics. Examples of whiskers having a Mohs hardness of 4 or less include calcium sulfate whiskers, potassium titanate whiskers, zinc oxide whiskers, and magnesium sulfate whiskers. Among these, calcium sulfate whiskers, zinc oxide whiskers, and potassium titanate whiskers are particularly preferable. Further, since the whisker has a smaller overall shape than the carbon fiber, the whisker has a large proportion on the friction surface, and is responsible for most of the frictional shear, so that the mating material is not damaged. However, if the fiber length of the whisker is too short, sufficient creep resistance and abrasion resistance cannot be obtained, and the fiber length is preferably about 50 μm, which is slightly shorter than carbon fiber.
The whisker corresponding to this includes an anhydrous salt type and a hemihydrate salt type of calcium sulfate whisker, and is preferably an anhydrous salt type.

【0018】モース硬度 4以下のウィスカの市販品は、
硫酸カルシウムウィスカとして、大日精化工業社製:フ
ランクリンフアイバーA−30(無水塩型、モース硬度
2〜3 、繊維長 50 〜 60 μm )、H−30(半水塩
型、モース硬度 2〜3 、繊維長50 〜 60 μm )、チタ
ン酸カリウムウィスカとして、大塚化学社製:ティスモ
N(モース硬度 4、繊維長 10 〜 20 μm )、川鉄鉱業
社製:タイブレック(モース硬度 4、繊維長 20 μm
)、酸化亜鉛ウィスカとして、松下電器産業社製:酸
化亜鉛ウィスカ(モース硬度 4、繊維長 2〜 50 μm
)、硫酸マグネシウムウィスカとして、宇部興産社
製:モスハイジ(モース硬度 2.5、繊維長 10 〜 30μm
)を挙げることができる。
Commercially available whiskers having a Mohs hardness of 4 or less are:
As calcium sulfate whisker, manufactured by Dainichi Seika Kogyo: Franklin Fiber A-30 (anhydrous salt type, Mohs hardness)
2-3, fiber length 50-60 μm), H-30 (hemihydrate salt, Mohs hardness 2-3, fiber length 50-60 μm), potassium titanate whisker manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .: Tismo N (Mohs Hardness 4, fiber length 10-20 μm), manufactured by Kawatetsu Mining Co., Ltd .: Thaibreck (Mohs hardness 4, fiber length 20 μm)
), Zinc oxide whiskers, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd .: zinc oxide whiskers (Mohs hardness 4, fiber length 2-50 μm)
), Magnesium sulfate whisker, manufactured by Ube Industries: Moss Heidi (Mohs hardness 2.5, fiber length 10-30 μm)
).

【0019】含浸被覆組成物における配合割合は、炭素
繊維が 3〜 30 体積%、モース硬度4以下のウィスカが
1〜 25 体積%であり、残部がPTFE樹脂であること
が好ましい。また、PTFE樹脂の一部を融点 280℃以
上の結晶性樹脂で置換する場合の配合割合は、炭素繊維
が 3〜 30 体積%であり、モース硬度 4以下のウィスカ
が 1〜 25 体積%であり、融点 280℃以上の結晶性樹脂
が 5〜 40 体積%であり、残部がPTFE樹脂であるこ
とが好ましい。炭素繊維の配合量が 30 体積%を越える
と成形性に問題が生じ、 3体積%未満であると補強効果
に乏しく、十分な耐クリープ性、耐摩耗性が得られな
い。モース硬度 4以下のウィスカが 25 体積%を越える
と成形が困難となり、 1体積%未満であると所望するミ
クロ補強効果、損傷緩和効果に乏しく、十分な摺動特性
が得られない。融点 280℃以上の結晶性樹脂が 40 体積
%を越えると高荷重下で摩擦係数が上昇し、初期トルク
の増大および摩擦による発熱量の増大等の不具合が生
じ、 5体積%未満であると補強効果が発揮できない。P
TFE樹脂の配合量は、全配合量の残部とすることがで
きる。
The compounding ratio in the impregnated coating composition is as follows: 3 to 30% by volume of carbon fibers and whiskers having a Mohs hardness of 4 or less.
Preferably, the content is 1 to 25% by volume, and the balance is PTFE resin. When a part of the PTFE resin is replaced with a crystalline resin having a melting point of 280 ° C. or higher, the mixing ratio is 3 to 30% by volume of carbon fiber and 1 to 25% by volume of whisker having Mohs hardness of 4 or less. Preferably, the crystalline resin having a melting point of 280 ° C. or more is 5 to 40% by volume, and the remainder is PTFE resin. If the amount of the carbon fiber exceeds 30% by volume, there is a problem in formability. If the amount is less than 3% by volume, the reinforcing effect is poor and sufficient creep resistance and wear resistance cannot be obtained. If the whisker having a Mohs' hardness of 4 or less exceeds 25% by volume, molding becomes difficult. When the crystalline resin having a melting point of 280 ° C. or more exceeds 40% by volume, the friction coefficient increases under a high load, causing problems such as an increase in initial torque and an increase in heat generation due to friction. No effect. P
The amount of the TFE resin may be the balance of the total amount.

【0020】なお、この発明の目的を損なわない範囲で
以下に列記する公知の添加剤を配合することができる。
例えば、PTFE潤滑粉、二硫化モリブデン等の摩耗補
強剤、炭化粉末、酸化亜鉛、酸化チタン等の電気特性向
上剤、黒鉛などのクラッキング性向上剤、鉛、カドミウ
ムなどの環境汚染可能性のある金属を除いた他の金属酸
化粉末、黒鉛等の熱伝導度向上剤、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロピレン共重合体(FEP)等の靭性向上剤を挙げる
ことができる。
It is to be noted that known additives listed below can be blended within a range not to impair the object of the present invention.
For example, PTFE lubricating powder, wear reinforcing agent such as molybdenum disulfide, carbonized powder, electric property improving agent such as zinc oxide and titanium oxide, cracking property improving agent such as graphite, and metals having environmental pollution potential such as lead and cadmium. Other metal oxide powders excluding, heat conductivity improvers such as graphite, improvement in toughness such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA) and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) Agents can be mentioned.

【0021】本発明に係る金属裏金2としては、鋼(S
PCC等の構造用圧延鋼等)あるいは鋼以外の金属、例
えばステンレス鋼または青銅などの銅系合金等を使用す
ることができる。また、裏金表面には、焼結金属層との
密着性強化のため、焼結金属層と同等のメッキ(銅ある
いは青銅等の銅合金)をするのが好ましい。本発明に係
る多孔質層3としては焼結金属層が好ましく、焼結金属
層としては、銅あるいは青銅等の銅合金が摩擦摩耗特性
に優れ好ましい。
As the metal backing metal 2 according to the present invention, steel (S
Rolled steel for structural use such as PCC) or a metal other than steel, for example, a copper-based alloy such as stainless steel or bronze can be used. Further, it is preferable that the back metal surface be plated (copper or a copper alloy such as bronze) equivalent to the sintered metal layer in order to enhance the adhesion to the sintered metal layer. As the porous layer 3 according to the present invention, a sintered metal layer is preferable, and as the sintered metal layer, a copper alloy such as copper or bronze is preferable because of its excellent friction and wear characteristics.

【0022】本発明の複層軸受は、鉛または鉛化合物を
配合しなくても、高面圧下での摺動特性に優れるため、
樹脂製軸受では割れや欠けが生じやすい分野、あるいは
自動車部品、家電部品分野で使用することができる。
The multilayer bearing of the present invention has excellent sliding characteristics under high surface pressure without blending lead or a lead compound.
Resin bearings can be used in fields where cracking and chipping are likely to occur, or in the fields of automobile parts and home electric parts.

【0023】[0023]

【実施例】実施例および比較例に用いる原材料を一括し
て以下に示す。なお、原材料に括弧書きした番号は表中
に示す原材料番号と一致している。 (1)ポリテトラフルオロエチレン[PTFE]三井・
デュポンフロロケミカル社製:テフロン7J (2)ポリフェニレンサルファイド[PPS]東ソー社
製:B160(融点 288℃) (3)ポリイミド[PI]三井化学社製:オーラム45
0(融点 388℃) (4)ポリエーテルエーテルケトン[PEEK]三井化
学社製:ビクトレックス450P(融点 334℃) (5)ピッチ系炭素繊維[CF−1]呉羽化学製:クレ
カミルドM101S(繊維長 100μm 、繊維径 14.5 μ
m ) (6)PAN系炭素繊維[CF−2]東邦レーヨン社
製:ベスファイトHTA−CMF0160−0H(繊維
長 160μm 、繊維径 7μm ) (7)ピッチ系炭素繊維[CF−3]呉羽化学製:クレ
カミルドM107S(繊維長 700μm 、繊維径 14.5 μ
m ) (8)ピッチ系炭素繊維[CF−4]呉羽化学製:クレ
カミルドM101T(繊維長 100μm 、繊維径 18 μm
) (9)硫酸カルシウムウィスカ[硫酸カルシウムW]大
日本精化工業社製:フランクリンファイバーA−30
(無水塩型、モース硬度 2〜3 、繊維長 50 〜 60μm
) (10)酸化亜鉛ウイスカ[酸化亜鉛W]松下電器産業社
製:酸化亜鉛ウイスカ(モース硬度 4、繊維長 2〜 50
μm ) (11)チタン酸カリウムウイスカ[チタン酸カリウム
W]大塚化学社製:テイスモN(モース硬度 4、繊維長
10 〜 20 μm )
EXAMPLES Raw materials used in Examples and Comparative Examples are collectively shown below. The numbers in parentheses for the raw materials correspond to the raw material numbers shown in the table. (1) Polytetrafluoroethylene [PTFE] Mitsui
Dupont Fluorochemicals: Teflon 7J (2) Polyphenylene sulfide [PPS] Tosoh: B160 (melting point: 288 ° C) (3) Polyimide [PI] Mitsui Chemicals: Aurum 45
0 (melting point: 388 ° C.) (4) Polyetheretherketone [PEEK] manufactured by Mitsui Chemicals: Victrex 450P (melting point: 334 ° C.) 100μm, fiber diameter 14.5μ
m) (6) PAN-based carbon fiber [CF-2] manufactured by Toho Rayon Co., Ltd .: Vesfight HTA-CMF0160-0H (fiber length 160 μm, fiber diameter 7 μm) (7) Pitch-based carbon fiber [CF-3] manufactured by Kureha Chemical : Crecamyl M107S (fiber length 700μm, fiber diameter 14.5μ)
m) (8) Pitch-based carbon fiber [CF-4] manufactured by Kureha Chemical: Crecamild M101T (fiber length 100 μm, fiber diameter 18 μm)
(9) Calcium sulfate whisker [Calcium sulfate W] manufactured by Dainippon Seika Kogyo: Franklin Fiber A-30
(Anhydrous salt type, Mohs hardness 2-3, fiber length 50-60μm
(10) Zinc oxide whisker [Zinc oxide W] manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd .: Zinc oxide whisker (Mohs hardness 4, fiber length 2 to 50)
μm) (11) Potassium titanate whisker [potassium titanate W] manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .: Teismo N (Mohs hardness 4, fiber length)
10 to 20 μm)

【0024】実施例1〜実施例13 実施例1〜実施例13の複層軸受を次の方法で作製し
た。ステンレス鋼(SUS304)の鋼板を脱脂した
後、銅メッキを行い、この鋼板の表面に青銅粉末(#10
0 メッシュをパスし、#200 メッシュでオンするもの)
を散布した。青銅粉末が一様に散布された鋼板を加熱・
加圧することにより均一な層厚の多孔質層を形成した。
この多孔質層上に、表1に示す配合割合に調整したPT
FE樹脂粒子のディスパージョンを塗布し、乾燥炉中で
溶媒を蒸発させ、加熱・加圧により樹脂成分を多孔質層
に含浸被覆した。このようにして得られた複層軸受の板
材を所定の試験片形状に加工し、リングオンディスク型
試験機により動摩擦係数、摩耗量を測定した。リングオ
ンディスク型試験機の概要を図2に示す。リングオンデ
ィスク型試験機は、押圧力が印加され固定された相手材
5に対して試験片6を所定の条件で回転させ動摩擦係
数、摩耗量を測定する試験装置である。なお、7はロー
ドセルである。試験条件は速度 150m/min 、面圧 1.37
MPa で 20 時間供試し、試験終了直前の動摩擦係数、摩
耗量を測定した。測定結果を表3に示す。
Examples 1 to 13 The multilayer bearings of Examples 1 to 13 were produced by the following method. After the stainless steel (SUS304) steel plate is degreased, copper plating is performed, and bronze powder (# 10
The one that passes 0 mesh and turns on with # 200 mesh)
Was sprayed. Heats the steel sheet on which the bronze powder is evenly dispersed.
By pressing, a porous layer having a uniform layer thickness was formed.
On this porous layer, PT adjusted to the compounding ratio shown in Table 1 was used.
The dispersion of FE resin particles was applied, the solvent was evaporated in a drying oven, and the porous layer was impregnated with the resin component by heating and pressing. The plate material of the multilayer bearing thus obtained was processed into a predetermined test piece shape, and the dynamic friction coefficient and the wear amount were measured by a ring-on-disk tester. FIG. 2 shows an outline of the ring-on-disk tester. The ring-on-disk type testing machine is a testing device that measures a dynamic friction coefficient and a wear amount by rotating a test piece 6 under a predetermined condition with respect to a counterpart material 5 to which a pressing force is applied and fixed. Reference numeral 7 denotes a load cell. The test conditions were as follows: speed 150m / min, surface pressure 1.37
The test was carried out at MPa for 20 hours, and the dynamic friction coefficient and wear amount immediately before the end of the test were measured. Table 3 shows the measurement results.

【0025】比較例1および比較例2 表2に示す配合割合に調整したPTFE樹脂粒子のディ
スパージョンを塗布する以外は、実施例1と同一の条件
方法で複層軸受を作製した。得られた複層軸受の板材を
実施例1と同一のリングオンディスク型試験機を用いて
評価した。結果を表4に示す。
Comparative Example 1 and Comparative Example 2 A multilayer bearing was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion of PTFE resin particles adjusted to the compounding ratio shown in Table 2 was applied. The plate material of the obtained multilayer bearing was evaluated using the same ring-on-disk test machine as in Example 1. Table 4 shows the results.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】表3および表4の結果から明らかなとお
り、従来の鉛を含んでいない比較例2は、実施例、比較
例の中で最も劣る摩擦摩耗特性を示した。一方、従来の
鉛を含んでいる比較例1と比較して、実施例1〜実施例
13の複層軸受の動摩擦係数は同等以上であり、摩耗量
は明らかに優れていた。
As is evident from the results in Tables 3 and 4, Comparative Example 2, which does not contain conventional lead, exhibited the lowest friction and wear characteristics among Examples and Comparative Examples. On the other hand, the dynamic friction coefficients of the multilayer bearings of Examples 1 to 13 were equal to or higher than those of Comparative Example 1 containing conventional lead, and the wear amount was clearly superior.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の複層軸受は、含浸被覆される含
浸被覆組成物がPTFEを主成分とする樹脂に炭素繊維
およびモース硬度 4以下のウィスカを配合してなるの
で、鉛または鉛化合物を全く含まない。その結果、環境
保全に優れる。また、高面圧下でも摺動特性と耐摩耗性
に優れる。
The double-layer bearing according to the present invention is characterized in that the impregnating coating composition to be impregnated is a mixture of PTFE-based resin with carbon fibers and whiskers having a Mohs hardness of 4 or less. Is not included at all. As a result, it is excellent in environmental conservation. Also, it has excellent sliding characteristics and wear resistance even under high surface pressure.

【0032】また、含浸被覆組成物の配合割合を炭素繊
維 3〜 30 体積%、ウィスカ 1〜 25 体積%、残部がP
TFE樹脂とするので、上述の特性がより向上する。
Further, the compounding ratio of the impregnated coating composition was 3 to 30% by volume of carbon fiber, 1 to 25% by volume of whiskers, and the balance was P
Since the TFE resin is used, the above-described characteristics are further improved.

【0033】PTFE樹脂に融点 280℃以上の結晶性樹
脂がさらに配合され、その配合割合を炭素繊維 3〜 30
体積%、ウィスカ 1〜 25 体積%、結晶性樹脂 5〜 40
体積%、残部がPTFE樹脂とするので、高面圧下でも
摺動特性と耐摩耗性に優れ、さらに耐クリープ特性が向
上する。
The PTFE resin is further blended with a crystalline resin having a melting point of 280 ° C. or higher.
Volume%, whisker 1 ~ 25 volume%, crystalline resin 5 ~ 40
Since the volume% and the balance are PTFE resin, the sliding characteristics and wear resistance are excellent even under high surface pressure, and the creep resistance is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】複層軸受の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a multilayer bearing.

【図2】リングオンディスク型試験機の概要を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a ring-on-disk type testing machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 複層軸受 2 金属裏金 3 多孔質層 4 含浸被覆組成物 5 相手材 6 試験片 7 ロードセル REFERENCE SIGNS LIST 1 multilayer bearing 2 metal backing 3 porous layer 4 impregnated coating composition 5 mating material 6 test piece 7 load cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 QA02 SA05 SB05 SB13 SB19 SB20 SC05 SC14 SC20 SE10 4F100 AA07B AA25B AA34B AB01A AB04 AB17 AB21 AB31 AD11B AK18B AK49B AK54B AK56B AK57B BA02 DE03B DG01B DG03B DJ00B EH76 EJ17 EJ42 EJ82B GB51 JA04B JA11B JK09 JK12B JK16 YY00B  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page F term (reference) JK09 JK12B JK16 YY00B

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属裏金の表面に形成された多孔質層
と、この多孔質層に含浸被覆された含浸被覆組成物とか
らなる複層軸受において、 前記含浸被覆組成物は、ポリテトラフルオロエチレンを
主成分とする樹脂に炭素繊維およびモース硬度 4以下の
ウィスカを配合してなることを特徴とする複層軸受。
1. A multilayer bearing comprising a porous layer formed on the surface of a metal backing metal and an impregnated coating composition impregnated on the porous layer, wherein the impregnated coating composition is polytetrafluoroethylene. A multi-layer bearing comprising carbon fibers and whiskers having a Mohs hardness of 4 or less mixed with a resin mainly composed of:
【請求項2】 前記含浸被覆組成物は、前記炭素繊維が
3〜 30 体積%であり、前記ウィスカが 1〜 25 体積%
であり、残部がポリテトラフルオロエチレン樹脂である
ことを特徴とする請求項1記載の複層軸受。
2. The impregnated coating composition, wherein the carbon fiber is
3 to 30% by volume, and the whisker is 1 to 25% by volume.
The multilayer bearing according to claim 1, wherein the balance is a polytetrafluoroethylene resin.
【請求項3】 前記樹脂は、融点 280℃以上の結晶性樹
脂が配合されてなることを特徴とする請求項1記載の複
層軸受。
3. The multilayer bearing according to claim 1, wherein said resin is a crystalline resin having a melting point of 280 ° C. or higher.
【請求項4】 前記含浸被覆組成物は、前記炭素繊維が
3〜 30 体積%であり、前記ウィスカが 1〜 25 体積%
であり、前記結晶性樹脂が 5〜 40 体積%であり、残部
がポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴と
する請求項3記載の複層軸受。
4. The impregnated coating composition according to claim 1, wherein the carbon fibers are
3 to 30% by volume, and the whisker is 1 to 25% by volume.
The multilayer bearing according to claim 3, wherein the crystalline resin is 5 to 40% by volume and the balance is a polytetrafluoroethylene resin.
【請求項5】 前記結晶性樹脂が、ポリフェニレンスル
フィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂およびポ
リイミド樹脂から選ばれた少なくとも一つの樹脂である
ことを特徴とする請求項3または請求項4記載の複層軸
受。
5. The multilayer bearing according to claim 3, wherein the crystalline resin is at least one resin selected from a polyphenylene sulfide resin, a polyether ether ketone resin, and a polyimide resin. .
【請求項6】 前記炭素繊維が、繊維長 0.05mm 〜1mm
の短繊維であることを特徴とする請求項1ないし請求項
5のいずれか一項記載の複層軸受。
6. The method according to claim 1, wherein the carbon fiber has a fiber length of 0.05 mm to 1 mm.
The multilayered bearing according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the multilayered bearing is a short fiber.
【請求項7】 前記ウィスカが、硫酸カルシウムウィス
カ、酸化亜鉛ウィスカおよびチタン酸カリウムウィスカ
から選ばれた少なくとも一つのウィスカであることを特
徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項記載の
複層軸受。
7. The whisker according to claim 1, wherein the whisker is at least one whisker selected from calcium sulfate whiskers, zinc oxide whiskers, and potassium titanate whiskers. Double layer bearing.
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