JP2001221231A - 摺動材 - Google Patents

摺動材

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Hideki Iwata
英樹 岩田
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隆之 柴山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鉛粒子を含有しない環境に配慮した摺動材とす
る。 【解決手段】ポリテトラフルオロエチレンにビスマス粒
子を３〜４０容量％を含有し、鉛粒子を含有しない。こ
れにより、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた摺動材
にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ポリテトラフル
オロエチレン（以下、ＰＴＦＥという。）をベース樹脂
とした摺動材に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＦＥは、摩擦係数が低く自己潤滑性
に優れているために、摺動材に適した樹脂であるが、耐
摩耗性が十分でないために、金属粒子や他の樹脂等を混
合して耐摩耗性を高めた摺動材が広く使用されている。
【０００３】例えば特公昭３９−１６９５０号公報で
は、裏金に焼結した多孔質銅合金上に、鉛粒子を１６〜
２４容量％混合したＰＴＦＥからなる樹脂を含浸被覆し
たものが知られている。鉛粒子を含有することによっ
て、耐摩耗性が改善され、特に、乾式条件下ではその効
果が顕著である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、環境問
題への配慮から、鉛粒子を含有していない摺動材も要望
されるようになっている。
【０００５】そこで、発明者らは、ＰＴＦＥに鉛粒子を
含有する摺動材に代わる摺動材を開発するために、試行
錯誤を繰り返した結果、ＰＴＦＥにビスマス粒子を含有
する摺動材では、摩擦係数や耐摩耗性などの性質におい
て、鉛粒子に代わる摺動材になることを見出して、本発
明を完成した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、Ｐ
ＴＦＥにビスマス粒子を３〜４０容量％を含有し、鉛粒
子を含有していない樹脂から構成されている。鉛粒子を
含有していないことにより、環境を配慮した摺動材とす
ることができる。
【０００７】ビスマス粒子の含有量が３容量％未満で
は、耐摩耗性の改善効果が十分に得られない。また、１
０〜４０容量％までは良好な耐摩耗性が得られるが、３
０容量％を越えると、耐摩耗性が徐々に低下する。この
ため、ビスマス粒子の含有量は３〜４０容量％の範囲と
することができるが、望ましくは１０〜３０容量％であ
り、特に望ましくは１５〜２０容量％である。
【０００８】ビスマス粒子は、樹脂中に分散して含有さ
れているのが望ましく、一方、余りに細かいとＰＴＦＥ
に分散させるのが困難になる。このため、１〜５０μｍ
程度のビスマス粒子を選択するのが望ましい。
【０００９】ビスマスに銀や錫、亜鉛、インジウムなど
の金属を含有するビスマス合金粒子では、純粋なビスマ
ス粒子よりも硬質になり、耐摩耗性をさらに向上するこ
とができる（請求項２）。これら金属の含有量は、０．
５〜３０重量％が望ましく、より望ましくは５〜１５重
量％である。
【００１０】また、請求項１または２記載の摺動材を単
体で使用することもできるが、裏金に請求項１または２
記載の摺動材を被覆することにより、機械的強度を高め
たすべり軸受とすることができる（請求項３）。また、
請求項３記載のすべり軸受において裏金に金属粉末を焼
結し、摺動材を含浸被覆すると、樹脂層の接合力が高め
られる（請求項４）。また、金網やエキスパンドメタル
に請求項１または２記載の摺動材を充填被覆してすべり
軸受とすることもできる（請求項５）。
【００１１】
【発明の効果】請求項１の発明では、ＰＴＦＥにビスマ
ス粒子を３〜４０容量％を含有させた樹脂によって、摩
擦係数や耐摩耗性などの軸受特性に優れ、また鉛粒子を
含有しないことによって環境を配慮した摺動材とするこ
とができる。また、請求項２の発明では、ビスマス粒子
をビスマス合金粒子にすることによって、さらに摩耗係
数や耐摩耗性などの軸受特性をさらに優れたものにする
ことができる。
【００１２】請求項１または２に記載した摺動材を請求
項３〜５の発明の構造とすることにより、熱伝導性、耐
荷重性、耐摩耗性を向上したすべり軸受とすることがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を比較例
とともに説明する。この発明の効果を知るために、図１
に示す構造のすべり軸受により試験を行った。まず、銅
メッキを施した鋼板からなる厚さ１．２ｍｍの裏金１上
に、Ｃｕ−１０重量％Ｓｎからなる金属粉末（１２０メ
ッシュ以下）を０．３ｍｍの厚さに散布した。これを還
元雰囲気中で７５０°Ｃ〜９００°Ｃに１０〜３０分間
加熱焼結して、多孔質のＣｕ−Ｓｎからなる金属層２を
形成した。
【００１４】焼結後、ＰＴＦＥをベース樹脂として表１
に示す実施例１〜７及び比較例１〜４の組成に混合した
樹脂を含浸被覆し、３５０〜４００°Ｃで焼成後、圧延
し、樹脂層３を形成して、厚さが１．５ｍｍの複層板と
した。なお、ビスマス粒子は１５μｍの平均粒子径の粉
末を使用した。また、実施例６においては、１０重量％
銀を含有するビスマス合金粉を用い、また実施例７では
１０重量％スズを含有するビスマス合金粉を用いた。
【００１５】これを所定寸法に切断した後、内径２０ｍ
ｍ、幅２０ｍｍの円筒形に湾曲成形し、図１に示すよう
に、裏金１に焼結された多孔質の金属層２、その内面に
樹脂層３からなる試験試料を得た。
【００１６】
【表１】
【００１７】次に、ブシュ試験機を使用して乾式条件の
下、表２に示す条件で、摩擦係数、摩耗量を求めた。そ
の結果も表１に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】これらの試験から、摩擦係数及び摩耗量と
も、ビスマス粒子の含有量が２０容量％まではその増加
量に伴って低下し、３０容量％を超えると、徐々に摩擦
係数及び摩耗量が増加する傾向を示した。
【００２０】なお、ブシュ試験終了後に、相手軸の表面
を観察したところ、２０容量％スズを含有している比較
例４の場合を除き、ＰＴＦＥの移着膜が形成されてい
た。この移着膜の形成によって、すべり軸受と相手材と
の間が相互にＰＴＦＥの摺動になり摩擦係数や耐摩耗性
が向上しているものと考えられる。
【００２１】これらの結果から、乾式の条件下におい
て、ＰＴＦＥにビスマス粒子を３〜４０容量％含有する
ことによって、摩擦係数および耐摩耗性に優れた摺動材
を得ることができた。また、ビスマス粒子を１０重量％
銀のビスマス合金粒子にした実施例６、１０重量％スズ
のビスマス合金粒子にした実施例７では、純粋なビスマ
ス粒子を含有する場合よりもさらに摩擦係数および耐摩
耗性において優れた結果が得られた。
【００２２】以上、裏金１に焼結した金属層２を形成
し、これに摺動材を含浸被覆して樹脂層３とした図１に
示すすべり軸受の例を説明したが、本発明は、単体で使
用したり、図２に示すように、金網４に摺動材５を充填
被覆したり、図３に示すようにエキスパンドメタル６に
摺動材７を充填被覆したシート材に形成し、これを湾曲
したすべり軸受とするなど、適宜変更して使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 金属粉末を焼結した裏金に摺動材を含浸被覆
した例を示す一部の拡大断面図
【図２】 金網に摺動材を充填被覆した例を示す一部の
拡大断面図
【図３】 エキスパンドメタルに摺動材を充填被覆した
例を示す一部の拡大斜視図
【符号の説明】
１…裏金 ２…金属層 ３…樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 伸隆 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会社内 (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 QA05 SA02 SB19 SB20 SC05 4J002 BD151 DA116 DC006 FD206 GM05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリテトラフルオロエチレンにビスマス
    粒子３〜４０容量％を含有し、鉛粒子を含有しない樹脂
    からなることを特徴とする摺動材。
  2. 【請求項２】 ビスマス粒子がビスマス合金粒子である
    ことを特徴とする請求項１記載の摺動材。
  3. 【請求項３】 裏金に請求項１または２記載の摺動材を
    被覆してなることを特徴とするすべり軸受。
  4. 【請求項４】 裏金に金属粉末を焼結し、請求項３記載
    の摺動材を含浸被覆してなることを特徴とするすべり軸
    受。
  5. 【請求項５】 金網又はエキスパンドメタルに請求項１
    または２記載の摺動材を充填被覆してなることを特徴と
    するすべり軸受。
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