JP2007246702A - 摺動部材 - Google Patents

Abstract

【課題】熱延鋼板の製造ラインにおけるダウンコイラーのマンドレルセグメントの拡縮部の摺動ライナーとして好適な耐摩耗性に優れた摺動部材を提供する。
【解決手段】フェノール樹脂を基材とする摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面には、黒鉛および／または二硫化モリブデンを含んでいる固体潤滑材が等間隔に好ましくは面積比率が１〜５０％で分散して表出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐摩耗性、耐熱性に優れた摺動部材に関し、熱延鋼板の製造ラインにおけるダウンコイラーのマンドレルセグメントの拡縮部の摺動ライナーとして好適なものに関する。

各種産業機械の可動部には軸受けや摺動機構が採用され、それらの動きをより円滑にするため、摺動面の性状や材質の観点から種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、自動車のプロペラシャフト用の等速ジョイントにおける潤滑グリスの劣化を防止するため、摩擦面をショットピーニング処理して摺動面における摩擦係数を低減して温度上昇を抑制することが記載されている。

特許文献２には、鋼管圧延用マンドレルバーの本体の表面に、ショットブラストなどを利用して深さと単位長さ当たりの個数を規定した凹みを配置し、耐用寿命を改善することが記載されている。

また、特許文献３には、屋外装置用スライドシューに関し、摺動部分に不飽和ポリエステル樹脂を含浸したものを配設し、摺動特性、耐荷重性、耐候性などを向上させることが記載されている。
特開平９−２６８３１９号公報 特開昭６３−２０１０５号公報 特開平１１−１４７６９２号公報

ところで、熱延鋼板用ダウンコイラーの巻取り軸部には、図２に示すマンドレル４００が用いられ、マンドレル４００は、マンドレルシャフト６００、マンドレルセグメント１０００、セグメントストッパー５００、スライドキー９００、軸受７００およびベアリング８００から構成されている。

セグメントストッパー５００の先端には、マンドレル４００に巻取られたコイルの内面に接する摺動ライナー１００が組み込まれている。マンドレル４００はマンドレルシャフト６００が図２において左側に作動する（矢印方向）ことによりマンドレルセグメント１０００が拡大し、反対方向に作動することで縮小する。

コイルの巻き始めにはマンドレルセグメント１０００が拡大することによりコイル内径をグリップし、コイルの巻取り完了後、マンドレルセグメント１０００を縮小することによりコイルの抜き出しを可能とする。図３に部分外観図を示す。

コイルの巻取り作業では、巻取りの初期や巻取り中において、マンドレル４００はコイル内径をグリップするがセグメントが拡縮を繰り返すにつれ、摺動ライナー１００が損耗する。

摺動ライナー１００が磨耗するとセグメントに軸方向のガタを生じ、コイルの巻取り形状が悪化し、需要家の要求を満足することが出来ない。さらに、近年ではコイル単重の増加や高温巻取り材が増加し、より耐磨耗性に優れる摺動ライナー１００が要望されている。

また、巻き取り開始時のコイルは約５００℃と高温なため、摺動ライナー１００には石綿を使用し、耐熱性を満足させていたが、環境衛生上、石綿の使用が禁止されるようになったため、新たな素材が必要とされている。

そこで、本発明は、耐熱性と耐摩耗性に優れ、熱延鋼板用ダウンコイラーでの使用に適した摺動部材を提供することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．フェノール樹脂を基材とする摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面には、固体潤滑材が分散して表出していることを特徴とする摺動部材。
２．前記摺動部材の摺動面には、固体潤滑材が等間隔に分散して表出していることを特徴とする１記載の摺動部材。
３．前記摺動面において固体潤滑材の面積比率が１〜５０％であることを特徴とする１または２記載の摺動部材。
４．固体潤滑材が黒鉛及び／または二硫化モリブデンを含んでいることを特徴とする１乃至３の何れか一つに記載の摺動部材。
５．１乃至４の何れか一つに記載の摺動面を備えた熱延ダウンコイラー用摺動部材

本発明によれば、石綿を使用せずに耐熱性と耐摩耗性に優れた摺動部材が得られ、熱延ダウンコイラー用マンドレルの摺動ライナーに用いた場合は、長期間の使用、従来３ヶ月に対して６〜７ヶ月、において良好な巻形状が維持される。また、補修費の低減と環境衛生上、好ましい作業環境が得られ、産業上極めて有効である。

本発明は、石綿を用いない、フェノール樹脂を基材とする摺動部材で、その摺動面上に、等間隔に分散して埋め込まれた固体潤滑材が表出していることを特徴とする。

図１は、本発明の一実施例に係る摺動部材の構造を説明する模式図で、（ａ）は摺動面が示されている上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ‐Ａ断面の固体潤滑材の配置を説明する模式図を示す。図において１は摺動部材、２は基材、３は固体潤滑材を示す。

摺動部材１の摺動面には固体潤滑材３を略等間隔に分散させて表出させる。固体潤滑材３は、摺動時に基材２から脱落しない深さまで埋め込む。基材への固体潤滑材の埋め込み方法は下記のとおりである（図５参照）。
１．基材２に円柱状に孔加工し、それに合うように固体潤滑材３も加工する。固体潤滑材３の直径Ｄは５〜２０ｍｍとする。２．固体潤滑材３の表面には凹部を設けて、マイナスドライバーでねじ込みを行う。３．ねじ込み後、固体潤滑材３の表面積を確保するため、基材２の表面から突出している部分３ａを取り除く。

固体潤滑材３の形状は円柱に限定されず、固体潤滑材３が基材２に均等に埋め込まれればよく他の形状であっても良い。また、埋め込み方法も上記方法に限定されるものではない。

摺動面に固体潤滑材３が略等間隔に分散して表出しているので、摺動時、固体潤滑材３は磨耗して、摺動面上の全面に拡散し、摺動面の摩擦係数を低下させることが可能となる。尚、固体潤滑材は、図４に示すように、基材中に挿通させても良い。

図４は、本発明の一実施例に係る摺動部材の構造を説明する模式図で、（ａ）は摺動面が示されている上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ‐Ｂ断面の固体潤滑材の配置を説明する模式図を示す。

摺動部材１の基材２は、フェノール樹脂とし、ガラス繊維で強化することが望ましい。固体潤滑材は、黒鉛および／または二硫化モリブデンを含んだものとする。

表１に、基材もしくは固体潤滑材の組成が異なる４種類の摺動部材について、その特性を調査した結果を示す。

供試材Ｎｏ．１は基材２がガラス繊維で強化したフェノール樹脂、固体潤滑材３が黒鉛、供試材Ｎｏ．２は基材２がガラス繊維で強化したフェノール樹脂、固体潤滑材３が二硫化モリブデン、供試材Ｎｏ．３、４は基材２のみで、供試材Ｎｏ．３は基材２がアスベスト、供試材Ｎｏ．４は基材２がガラス繊維で強化したフェノール樹脂とした。尚、供試材Ｎｏ．１、２の固体潤滑材の面積比率は２５％として評価した。

試験は実機により行い、３ヵ月使用後の摺動部材の磨耗性および耐熱性を評価した。また、摩耗性は３ヶ月使用後、目視で表面の磨耗状況により評価し、耐熱性は目視により表面の熱変形状況（変色、反り等の変形）により評価した。

表１より、ガラス繊維で強化したフェノール樹脂を基材とし、固体潤滑材として黒鉛もしくは二硫化モリブデン用いた本発明例が耐磨耗性、耐熱性に優れていることが確認できた。

特に、本発明例の供試材Ｎｏ．１、２においては固体潤滑材が磨耗により摺動面上に全面に拡散し、拡散した固体潤滑材が緩衝材としての機能も果たし、耐衝撃性の向上とともに摩擦係数を低下させ供試材Ｎｏ．３のアスベスト単体と比較して耐衝撃性および耐磨耗性に優れている。

尚、基材としてアスベストを用いた供試材Ｎｏ．３も耐磨耗性および耐熱性も良好であったが、環境衛生上の問題もあり好ましくない。また、固体潤滑材の比率は１〜５０％が好ましく、特に、１０〜３０％で耐磨耗性、耐熱性の向上効果が大であり好ましい。

本発明の一実施例に係る摺動部材の構造を説明する図で（ａ）は上面図、（ｂ）は基材内における固体潤滑材の配置を示す。 マンドレルの構造を説明する図。 マンドレルの一部外観を示す図。 本発明の他の実施例。 固体潤滑材の埋め込み方法を説明するための図。

符号の説明

１ 摺動部材
２ 基材
３ 固体潤滑材
４００ マンドレル
５００ セグメントストッパー
６００ マンドレルシャフト
７００ 軸受
８００ ベアリング
９００ スライドキー
１０００ マンドレルセグメント

Claims (5)

1. フェノール樹脂を基材とする摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面には、固体潤滑材が分散して表出していることを特徴とする摺動部材。
2. 前記摺動部材の摺動面には、固体潤滑材が等間隔に分散して表出していることを特徴とする請求項１記載の摺動部材。
3. 前記摺動面において固体潤滑材の面積比率が１〜５０％であることを特徴とする請求項１または２記載の摺動部材。
4. 固体潤滑材が黒鉛及び／又は二硫化モリブデンを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の摺動部材。
5. 請求項１乃至４の何れか一つに記載の摺動面を備えた熱延ダウンコイラー用摺動部材
   

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