JP2016180440A - Radial sliding bearing - Google Patents

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福澤 覚
Satoru Fukuzawa
覚 福澤
石井 卓哉
Takuya Ishii
卓哉 石井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radial sliding bearing which can reduce restrictions during injection molding, suppresses the alignment disorder of a filling material or the generation of weld, and is composed of a base material and a resin layer.SOLUTION: A radial sliding bearing 1 has a cylindrical base material 2, and a resin layer 3 formed on an inner diameter surface 2a of the cylindrical base material 2. The cylindrical base material 2 has a tapered surface 4 connecting an end surface 2c on an end portion side and the inner diameter surface 2a at the end portion 2b. The diametrical width W of the tapered surface 4 is larger than the layer thickness Tof the resin layer 3, and the resin layer 3 is formed by injection-molding a resin composition using a gate 5 provided within a range on an axial extension line of the tapered surface 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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。   The present invention relates to a sliding bearing with high lubrication stability and high rotational accuracy, and more particularly to a radial sliding bearing in which a resin layer is formed on the inner diameter surface of a metal substrate.

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。   Conventionally, a sliding bearing in which a porous sintered metal is impregnated with oil is known as a sliding bearing with high rotational accuracy. If this sliding bearing is used by impregnating a sintered metal-based porous material with oil, the oil can be continuously supplied to the sliding interface. Is possible. The counterpart material with which such a sliding bearing comes into contact is usually the same metal material as the sliding bearing, so there is no concern about so-called “drilling or slipping” due to differences in linear expansion, and the processing accuracy is increased and rotation is improved. Suitable for applications that require accuracy. In addition to the above-mentioned sliding bearings having self-lubricating properties, known are those in which a solid lubricant such as polytetrafluoroethylene resin, graphite, or molybdenum disulfide is blended with a resin, or a lubricant or wax is blended. It has been.

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。   However, the sliding bearing used by impregnating the porous sintered metal with oil may wear the mating material when the shaft or the mating material to be fixed is a soft material, and the supply of lubricating oil is interrupted. In some cases, metal contact may occur. In particular, when a resin material with better sliding characteristics is used as the material of the sliding bearing, if the counterpart material is a soft material, the shaft may be stiffened due to shrinkage and expansion of the resin without attacking it. In addition, it is necessary to set a large clearance between the bearings, which deteriorates the rotational accuracy.

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)。   For this reason, a metal is used as the outer periphery of the bearing, a resin layer is formed by insert molding of a resin material on the sliding portion of the outer periphery of the bearing, and at least a bearing in contact with the resin layer on the surface of the outer periphery of the bearing A fine concave portion is provided on the surface portion of the outer peripheral portion, (the linear expansion coefficient of the resin material) × (thickness of the resin layer) in the resin layer is 0.15 or less, and the total apparent area occupied by the concave portion is defined as the resin layer A high-accuracy plain bearing having a surface area of 25 to 95% of a surface portion of a bearing outer peripheral portion in contact with the bearing is known (see Patent Document 1).

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)。   Further, in such a high-precision sliding bearing, the gate trace at the time of injection molding may adversely affect the bearing performance, and the processing of the gate trace may increase the production process, resulting in poor productivity. In order to cope with such a problem, there is known a high-precision sliding bearing that employs insert molding through a tunnel gate when a resin layer is formed on a sintered metal (see Patent Document 2).

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。   Such a high-precision sliding bearing is used for a photosensitive drum, a developing unit, a supporting unit for a fixing unit, or a carriage bearing of a copying machine or a printer. However, this conventional high-accuracy plain bearing does not have sufficient characteristics with respect to the wear resistance of the resin layer, so that it may be difficult to use it in a portion with high load and high rotation. For example, to support the rotating shafts of compressors for room air conditioners and car air conditioners, and to support the rotating shafts of transmissions such as automobiles and construction machinery, precise rotational accuracy is required and a large radial load is required. It may be difficult to use as a sliding bearing for receiving.

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)。   As a composite sliding bearing that solves the problems described above, a resin layer is integrally provided on the sintered metal base of the bearing, and this resin layer is a state in which fibrous filler is dispersed in an aromatic polyether ketone resin. The fibrous filler is oriented so that the length direction of the fiber intersects with the rotation direction of the bearing at 45 to 90 degrees, and the resin layer has a layer thickness of 0.1. There is known a compound plain bearing characterized by being provided at ˜0.7 mm (see Patent Document 3).

特開2003−239976号公報JP 2003-239976 A 特開2005−337381号公報JP-A-2005-333781 特開2012−077764号公報JP 2012-077764 A

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。   The composite sliding bearing of Patent Document 3 can be used as a sliding bearing that receives a relatively large radial load, such as a rotary shaft of a compressor for a room air conditioner or a compressor for a car air conditioner, a transmission of an automobile, a construction machine, or the like. It is known as a high-precision sliding bearing with improved loadability, heat resistance, low friction characteristics, and wear resistance characteristics. However, since the thickness of the resin layer is as thin as 0.1 to 0.7 mm, various restrictions are necessary to form the resin layer by injection molding.

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。 For example, the melt viscosity at a resin temperature of 380 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 of the aromatic polyetherketone resin composition needs to be 50 to 200 Pa · s. In addition, the orientation of the fibrous filler is oriented in a wide range of 45 to 90 degrees with respect to the direction of motion of the sliding bearing, and it is difficult to align the orientation beyond that, which limits the suppression of wear of the mating material. there were. In order to align the orientation of the fibrous filler, it is necessary to dispose the gate position on the thickness of the resin layer. In this case, there is a possibility that weld is strongly generated in the resin layer. The occurrence of welds may cause a decrease in roundness and a decrease in mechanical strength.

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。   The present invention has been made in order to cope with such problems, and in a configuration including a cylindrical base material and a resin layer insert-molded on the inner diameter surface thereof, the restriction during injection molding can be reduced, and the filler An object of the present invention is to provide a radial plain bearing capable of suppressing the occurrence of orientation disorder and welds.

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。   The radial plain bearing of the present invention is a radial plain bearing having a cylindrical base material and a resin layer formed on the inner diameter surface of the cylindrical base material, wherein the cylindrical base material has at least one end portion. A taper surface connecting the end surface on the end side and the inner diameter surface, and the radial width of the taper surface is larger than the thickness of the resin layer, and the resin layer extends in the axial direction of the taper surface. It is formed by injection molding of a resin composition using a gate provided in the upper range.

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。   The approach angle of the tapered surface is 30 to 50 degrees. Here, the penetration angle of the tapered surface refers to an angle formed by the tapered surface and the inner diameter surface in the cylindrical base material.

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。   The cylindrical base material is made of metal, and the layer thickness of the resin layer is 0.1 to 1.0 mm.

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。   The cylindrical base material is made of sintered metal, and the resin composition is formed by blending a fibrous filler with a synthetic resin. The fibrous filler has an aspect ratio of 3 or more, and the length direction of the fibers is oriented at 0 to 30 degrees with respect to the axial direction of the bearing. The synthetic resin is an aromatic polyether ketone resin.

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。   The thickness of the resin layer is 1/8 to 1/2 of the thickness of the cylindrical base material.

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。   The radial plain bearing of the present invention has a cylindrical base material and a resin layer formed on the inner diameter surface of the cylindrical base material, and the cylindrical base material has at least one end on the end side. Resin that has a tapered surface that connects the end surface and the inner diameter surface, the radial width of the tapered surface is larger than the thickness of the resin layer, and the resin layer is a resin that uses a gate provided within the axial extension of the tapered surface Since it is formed by injection molding of the composition, the flow of the molten resin from the gate at the time of manufacture becomes very smooth. That is, since the injection-molded gate is provided within a range on the axial extension of the tapered surface of the cylindrical base material, the molten resin injected from the gate hits the tapered surface of the cylindrical base material and collides with it. The molten resin flows along the tapered surface without rebounding in the gate direction, the molten resin flows smoothly, and the orientation of the resin in the resin layer is not disturbed. In addition, since the gate is arranged at a position away from the resin layer (thin wall portion formed on the inner diameter surface) in the radial direction, weld does not occur strongly on the surface of the resin layer. Reduction in mechanical strength can be prevented.

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。   By setting the approach angle of the tapered surface of the cylindrical base material to 30 to 50 degrees, the flow of the molten resin is further smoothed.

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。   Since the flow of the molten resin is smooth as described above, even if the thickness of the resin layer is as thin as 0.1 to 1.0 mm, it can be molded without causing a short shot. Further, by making the cylindrical base material metal, it is possible to reduce the risk of the resin peeling even if the thickness of the resin layer is 0.1 to 1.0 mm.

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。   By using a sintered metal for the cylindrical base material, heat is easily radiated from the resin layer to the base material and from the base material to the outside. Further, since the surface is uneven, the surface area is large, the anchor effect with the resin layer is high, and the adhesion strength can be increased.

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。   Moreover, since the said resin composition mix | blends a fibrous filler with a synthetic resin, the abrasion resistance of a resin layer becomes high and a bearing life improves. Moreover, a reinforcing effect becomes high by making a fibrous filler into the aspect-ratio 3 or more. Furthermore, by orienting the length direction of the fiber at 0 to 30 degrees with respect to the axial direction of the bearing, the edge of the fibrous filler attacks the shaft that is the mating material and the mating material has an opportunity to wear damage. The friction coefficient during rotation of the bearing is reduced and the torque fluctuation of the bearing is low and stable.

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。   In addition, since the synthetic resin is an aromatic polyetherketone resin, the continuous use temperature is 250 ° C. and high heat resistance, friction and wear characteristics, creep resistance, seizure resistance, various chemical resistance, oil resistance Can be obtained.

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。   Since the thickness of the resin layer is 1/8 to 1/2 of the thickness of the cylindrical base material, creep of the resin layer can be prevented. Furthermore, heat generated by frictional heat is likely to escape from the friction surface to the bearing base material, it is difficult to store heat, load resistance is high, and the amount of change is small even under high surface pressure. Thereby, the real contact area on the friction surface is also reduced, the frictional force and the frictional heat generation are reduced, and wear can be reduced and the increase in the friction surface temperature can be suppressed.

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。   This radial plain bearing has the advantage that it can withstand high loads and ensure high-precision rotational stability, both as a dry bearing that does not use a lubricant and as a liquid lubrication bearing that is lubricated with oil or grease. is there.

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。It is sectional drawing and a perspective view which show an example of the radial sliding bearing of this invention. 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。It is sectional drawing and the perspective view which show the other example of the radial sliding bearing of this invention. 従来のラジアル滑り軸受の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional radial sliding bearing.

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。   An example of the radial plain bearing of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a sectional view of a radial plain bearing, and FIG. 1B is a perspective view thereof. As shown in FIG. 1A, the radial plain bearing 1 has a cylindrical base material 2 and a resin layer 3 formed on the inner diameter surface 2 a of the cylindrical base material 2. The cylindrical base material 2 has a tapered surface 4 connecting the end surface 2c on the side of the end 2b and the inner diameter surface 2a at one axial end 2b. The tapered surface 4 is a surface that is represented by a straight line (inclined line) connecting the end surface 2c and the inner diameter surface 2a when viewed in the axial sectional view of the sliding bearing, and is continuous in the circumferential direction at the same inclination angle. Here, the gate 5 at the time of injection molding is provided within the range on the axial direction extension on the end 2b side of the tapered surface 4 (within the range of the radial width W of the tapered surface 4). At the time of injection molding, the cylindrical base material 2 is inserted into the mold, and the resin layer 3 is formed by injection filling molten resin into the cavity of the mold (insert molding). In the form shown in FIG. 1, the resin layer 3 is formed so as to cover the entire inner diameter surface 2 a and end surface 2 c of the cylindrical base material 2.

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。   The gate 5 is located on the end surface (bearing end surface) of the resin layer 3 and is provided as a pin gate. The number of gates 5 can be set to any number, but it can be 3 to 12 gates with equal intervals in the circumferential direction because the roundness of the bearing surface can be reduced according to the size of the bearing. Is preferred. In the case where the gates 5 are provided, all of them are arranged so as to fall within the range on the extension in the axial direction on the end 2b side of the tapered surface 4 (within the range of the radial width W of the tapered surface 4). In addition, it is preferable that the radial position with respect to the tapered surface 4 within the range is also aligned. In FIG. 1B, the gate position is omitted.

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。   The approach angle θ of the tapered surface 4 is preferably set to 30 to 50 degrees. If it exceeds 50 degrees, the fluidity of the molten resin may be reduced. On the other hand, if the angle is less than 30 degrees, the length of the thick portion (thickened by the taper) of the resin layer 3 becomes long, and the dimensional change of the resin layer 3 may occur.

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。   Another example of the radial plain bearing of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a sectional view of the radial plain bearing, and FIG. 2B shows a perspective view thereof. As shown in FIG. 2A, the radial bearing 1 has a cylindrical base material 2 and a resin layer 3 formed on the inner diameter surface 2 a of the cylindrical base material 2. The cylindrical base material 2 has a tapered surface 4 connecting the end surface 2c on the side of the end 2b and the inner diameter surface 2a at one axial end 2b. Here, the resin layer is not formed on the end surface 2c, and the end surface 2c is exposed to the bearing end surface. In this embodiment, since the distance between the taper surface 4 and the gate 5 is reduced by the thickness of the resin layer on the end surface 2c side, the angle of the taper surface is preferably set slightly smaller than in the case of FIG.

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。   Here, FIG. 3 shows an example of a conventional radial plain bearing. The radial plain bearing 11 of FIG. 3 has the same appearance as the radial plain bearing of FIG. 1 and includes a cylindrical base 12 and a resin layer 13 formed on the inner diameter surface 12a of the cylindrical base 12. Have. The resin layer 13 is insert-molded with respect to the cylindrical base material 12. The gate 15 is located on the end surface (bearing end surface) of the resin layer 13. In this case, there is a possibility that the molten resin injected from the gate 15 hits the end surface of the cylindrical base member 12 and bounces back, so that it cannot flow smoothly. In particular, when the resin layer 13 is thin (0.1 to 1.0 mm), there is a risk of short shots.

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。   On the other hand, as shown in FIGS. 1A and 2A, in the present invention, the tapered surface 4 and the gate 5 of the cylindrical base material 2 are arranged as described above. The molten resin injected from the gate 5 at the time of molding hits the tapered surface 4, and the collided molten resin flows along the tapered surface 4 without rebounding in the direction of the gate 5, and on the inner diameter surface 2 a of the cylindrical substrate 2. It flows smoothly throughout the thin resin layer 3. Thereby, even if the layer thickness of the resin layer 3 is thin (0.1-1.0 mm), it can shape | mold without becoming a short shot. In addition, weld does not occur strongly on the surface of the resin layer, and it is possible to prevent a decrease in roundness and a decrease in mechanical strength due to the weld. As a result, the physical properties of the bearing can be improved. In the final radial plain bearing, the gate 5 remains as a gate trace, or the gate trace may be removed by post-processing as necessary.

テーパー面4の径方向幅Wは、樹脂層3の層厚T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T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。 The radial width W of the tapered surface 4 is larger than the layer thickness T 1 of the resin layer 3. For this reason, it becomes easy to allow the molten resin to flow from the tapered surface 4 into the thin resin layer 3 portion on the inner diameter surface 2a of the cylindrical base material 2 during injection molding. Further, since the tapered surface 4 is a surface connecting the end surface 2 c of the cylindrical substrate 2 and the inner diameter surface 2 a, the radial width W thereof is smaller than the thickness T 2 of the cylindrical substrate 2. In FIGS. 1 and 2, the tapered surface is formed only at one end of the cylindrical base material, but is not limited thereto, and may be formed at both ends.

樹脂層3の層厚Tは、0.1〜1.0mmが好ましい。なお、この層厚T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。 The thickness T 1 of the resin layer 3, 0.1 to 1.0 mm is preferred. The layer thickness T 1 is the portion formed on the inner diameter surface 2 a of the cylindrical substrate 2 excluding the bearing end surface and the tapered surface 4 as shown in FIG. 1 (a) and FIG. 2 (a). This is the radial thickness of the layer (constant thickness). The preferred range is set in consideration of the insert molding surface and physical properties. When the thickness of the resin layer is less than 0.1 mm, insert molding is difficult. Further, the durability during long-term use may be inferior, that is, the life may be shortened. On the other hand, if the thickness of the resin layer exceeds 1.0 mm, sink marks may occur and dimensional accuracy may be reduced. In addition, heat due to friction is difficult to escape from the friction surface to the substrate, and the friction surface temperature may increase. Further, the amount of deformation due to the load increases, the true contact area on the friction surface also increases, the frictional force and the frictional heat generation increase, and the seizure resistance may decrease. In consideration of heat dissipation of the frictional heat to the base material, the layer thickness of the resin layer is more preferably 0.2 to 0.5 mm. In addition, when high dimensional accuracy is required, you may finish to required resin thickness by machining after insert molding. Further, the inner diameter may be finished according to the shaft diameter of the counterpart shaft after being assembled to the housing.

また、樹脂層3の層厚Tは、円筒状基材2の肉厚T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。 The layer thickness T 1 of the resin layer 3 is preferably 1/8 to 1/2 of the wall thickness T 2 of the cylindrical substrate 2. When the layer thickness of the resin layer is less than 1/8 of the thickness of the base material, the resin layer becomes too thin relative to the base material, which may deteriorate durability during long-term use. On the other hand, if the thickness of the resin layer exceeds 1/2 of the thickness of the base material, the resin layer becomes too thick relative to the base material, and heat due to friction is difficult to escape from the friction surface to the base material. The surface temperature increases. In addition, the amount of deformation due to the load increases, the true contact area on the friction surface also increases, the frictional force and the frictional heat generation increase, and the seizure resistance may decrease.

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。   The cylindrical substrate 2 is preferably made of metal, and particularly preferably made of sintered metal. By using a sintered metal base material, the molten resin penetrates deeply into the irregularities on the surface of the base material at the time of injection molding, and the resin layer and the base material adhere firmly. Examples of the material of the sintered metal include iron, copper iron, copper, and stainless steel. In view of excellent adhesion between the substrate and the resin layer, it is preferable to employ a sintered metal whose main component is iron (which may include copper). In addition, since copper is inferior to adhesiveness (adhesiveness) with resin rather than iron, when copper is included, content of copper is 10 weight% or less. More preferably, the copper content is 5% by weight or less.

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。   If there is oil adhesion or oil impregnation on the sintered metal base material, the oil residue that decomposes and gasifies during the injection molding of the resin layer is present at the interface, so the adhesion between the resin layer and the base material is good. May decrease. Therefore, it is preferable to use a sintered metal not impregnated with oil for the base material before forming the resin layer. Moreover, when using oil in the process of shaping | molding or re-pressing (sizing) of a sintered metal, it is preferable to set it as the non-oil-containing sintered metal which removed oil by solvent washing etc.

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。   The base material made of sintered metal with iron as the main component is treated with steam to unintentionally adhere to the sintered surface during the molding or re-pressing (sizing) process, or oil or deposits that have penetrated inside. Since there is an effect of removing water, variation in adhesion with the resin layer is small and stable. Moreover, antirust property can also be provided to the base material made of sintered metal. The conditions for the steam treatment are not particularly limited, but a method of spraying steam heated to about 500 ° C. is common.

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。   The theoretical density ratio of the sintered metal base material is preferably 0.7 to 0.9. The theoretical density ratio of the material is the ratio of the density of the base material when the theoretical density of the material (density when the porosity is 0%) is 1. If the theoretical density ratio is less than 0.7, the strength of the base material becomes low, and the base material may be cracked by the injection molding pressure at the time of insert molding. On the other hand, when the theoretical density ratio exceeds 0.9, the unevenness is reduced, so that the surface area and the anchor effect are lowered, and the adhesion with the resin layer is lowered. More preferably, the theoretical density ratio of the materials is 0.72 to 0.84.

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。   The resin composition forming the resin layer 3 is not particularly limited as long as it can be injection-molded with a thin wall and satisfies the required characteristics of a radial sliding bearing. Since the continuous use temperature is 250 ° C. and excellent in heat resistance, oil resistance / chemical resistance, creep resistance, and friction and wear characteristics, it is preferable to use a resin composition based on an aromatic polyether ketone resin. . In addition, aromatic polyetherketone resins have high toughness, high mechanical properties at high temperatures, and excellent fatigue resistance and impact resistance. The layer is difficult to peel from the substrate.

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。   Examples of the aromatic polyether ketone resin that can be used in the present invention include polyether ether ketone (PEEK) resin, polyether ketone (PEK) resin, and polyether ketone ether ketone ketone (PEKEKK) resin. Examples of commercially available PEEK resins that can be used in the present invention include: Victorex: PEEK (90P, 150P, 380P, 450P, 90G, 150G, etc.), Solvay Advanced Polymers: KetaSpire (KT-820P, KT-880P) Etc., manufactured by Daicel Degussa, Inc .: VESTAKEEEP (1000G, 2000G, 3000G, 4000G, etc.). Examples of the PEK resin include Victrex-HT manufactured by Victrex, and examples of the PEKKK resin include Victrex-ST manufactured by Victrex.

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。   The resin composition for forming the resin layer uses the above aromatic polyetherketone resin as a base resin, and a fiber filler such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, whisker or the like is mixed in a dispersed state. Can do. Thereby, the mechanical strength of the resin layer can be further improved. In particular, in the radial sliding bearing of the present invention, since the resin layer is thin (0.1 to 1.0 mm), improvement in mechanical strength is desirable.

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。   In addition to fibrous fillers, solid lubricants such as polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, graphite and molybdenum disulfide, and inorganic fillers such as calcium carbonate, calcium sulfate, mica and talc can also be blended. is there. By blending the above-mentioned solid lubricant, it is possible to improve the seizure resistance by reducing friction even under non-lubricated conditions and even when the lubricating oil is dilute. Moreover, creep resistance can be improved by mix | blending the said inorganic filler.

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。   Fibrous fillers, inorganic solid lubricants (such as graphite and molybdenum disulfide), and inorganic fillers have the effect of reducing the molding shrinkage of aromatic polyether ketone resins. Therefore, there is also an effect of suppressing the internal stress of the resin layer at the time of insert molding with the sintered metal base material.

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。   The fibrous filler has an aspect ratio of 3 or more, and the length direction of the fiber is preferably oriented at 0 to 30 degrees with respect to the axial direction of the bearing. Needle-like or fibrous fillers have a sharp edge with an edge of 90 degrees or less, so when the filler edge is in the direction of movement of the sliding bearing, the sliding contact material is physically worn. It is easy to damage and the coefficient of friction is difficult to stabilize. On the other hand, by orienting the fiber length direction of the fibrous filler to 0 to 30 degrees with respect to the axial direction of the bearing, the sliding contact material is hardly damaged by wear and the friction coefficient is also stabilized. It should be noted that the orientation of the fibrous filler is preferably closer to 0 degrees because there is less abrasion damage due to the edge of the filler and the friction coefficient is stable. If it is 0 to 30 degrees, wear damage is extremely reduced.

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。   The average fiber length of the fibrous filler is preferably 0.02 to 0.2 mm. If the thickness is less than 0.02 mm, a sufficient reinforcing effect cannot be obtained, and creep resistance and wear resistance may not be satisfied. When the thickness exceeds 0.2 mm, the ratio of the fiber length to the layer thickness of the resin layer becomes large, so that the thin moldability is poor. In order to further improve the stability of thin-wall molding, an average fiber length of 0.02 to 0.1 mm is preferable.

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。   Among the fibrous fillers, it is preferable to use carbon fibers. Carbon fiber has a strong orientation in the melt flow direction of the resin when the resin layer is molded. The carbon fibers used in the present invention may be either pitch-based or PAN-based ones classified from raw materials, but PAN-based carbon fibers having a high elastic modulus are preferred. The firing temperature is not particularly limited, but a carbonized product fired at about 1000 to 1500 ° C. is higher than that fired at a high temperature of 2000 ° C. or higher and converted to graphite (graphite). Even under PV, it is preferable because the sliding contact material is not easily damaged by wear.

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。   The average fiber diameter of the carbon fibers is 20 μm or less, preferably 5 to 15 μm. Thick carbon fiber exceeding this range generates extreme pressure, so the effect of improving load resistance is poor, and when the sliding contact material is an aluminum alloy or non-quenched steel material, wear damage of the counterpart material is increased, which is preferable. Absent. The carbon fiber may be a chopped fiber or a milled fiber, but a milled fiber having a fiber length of less than 1 mm is preferable in order to obtain stable thin-wall formability.

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。   The resin composition forming the resin layer preferably uses the above aromatic polyether ketone resin as a base resin, and contains carbon fibers and a PTFE resin as a solid lubricant as essential components.

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。   As the PTFE resin, any of molding powder by suspension polymerization, fine powder by emulsion polymerization, and recycled PTFE may be used. In order to stabilize the fluidity of the resin composition when an aromatic polyetherketone resin is used as a base resin, it is preferable to employ recycled PTFE that is difficult to be fiberized by shearing during molding and that does not easily increase the melt viscosity. .

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。   Regenerated PTFE is a powder that has been irradiated with a heat-treated powder (heated history added), γ-rays or electron beams. For example, a powder obtained by heat-treating molding powder or fine powder, a powder obtained by further irradiating this powder with γ-rays or an electron beam, a powder obtained by pulverizing a molding powder or a molded product of fine powder, and then a γ-ray or electron beam. There are types such as irradiated powder, molding powder or fine powder irradiated with gamma rays or electron beams. Among the regenerated PTFE, a resin composition comprising an aromatic polyether ketone resin as a base resin that does not aggregate, does not fiberize at the melting temperature of the aromatic polyether ketone resin, has an internal lubricating effect, and Since fluidity can be stably improved, it is more preferable to use PTFE resin irradiated with γ rays or electron beams.

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。   In addition, you may mix | blend a well-known resin additive with respect to the resin composition which forms a resin layer to such an extent that the effect of this invention is not inhibited. Examples of the additive include friction property improvers such as boron nitride, colorants such as carbon powder, iron oxide, and titanium oxide, and thermal conductivity improvers such as graphite and metal oxide powder.

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。   The resin composition for forming the resin layer preferably includes an aromatic polyether ketone resin as a base resin, 5 to 30% by volume of carbon fiber, and 1 to 30% by volume of PTFE resin as essential components. The balance excluding this essential component and other additives is an aromatic polyether ketone resin. By adopting this blending ratio, even under high PV conditions, the deformation and wear of the resin layer, the aggressiveness against the sliding contact material are small, and the resistance to oil and the like is also high. Further, the carbon fiber is more preferably 5 to 20% by volume, and the PTFE resin is more preferably 2 to 25% by volume.

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。   When the blending ratio of the carbon fiber exceeds 30% by volume, the melt fluidity is remarkably lowered and it becomes difficult to form a thin wall, and when the sliding contact material is an aluminum alloy or an unquenched steel material, there is a risk of wear damage. . Moreover, when the blending ratio of the carbon fiber is less than 5% by volume, the effect of reinforcing the resin layer is poor, and sufficient creep resistance and wear resistance may not be obtained.

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。   If the blending ratio of the PTFE resin exceeds 30% by volume, the wear resistance and creep resistance may be lowered from the required levels. In addition, when the blending ratio of the PTFE resin is less than 1% by volume, the effect of imparting the required lubricity to the composition is poor, and sufficient sliding characteristics may not be obtained.

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。   The means for mixing and kneading the above raw materials is not particularly limited, and only the powder raw material is dry-mixed with a Henschel mixer, ball mixer, ribbon blender, ladyge mixer, ultra Henschel mixer, etc. Melting and kneading can be performed with a melt extruder such as an extruder to obtain molding pellets (granules). In addition, a side feed may be used for charging the filler when melt kneading with a twin screw extruder or the like. Using this molding pellet, a resin layer is injection-molded by insert molding on a cylindrical base material by the method described above.

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。 The resin composition forming the resin layer preferably has a melt viscosity of 50 to 200 Pa · s at a resin temperature of 380 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 . When the melt viscosity is within this range, precise molding and fibrous filler can be oriented at a predetermined angle, and a thin insert molding with a layer thickness of 0.1 to 1.0 mm on the surface of a cylindrical substrate Can be done smoothly. By making thin insert molding possible and making post-processing after insert molding unnecessary, manufacturing becomes easy and manufacturing costs can be reduced.

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。 In order to set the melt viscosity at a resin temperature of 380 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 to 50 to 200 Pa · s, it is preferable to employ an aromatic polyether ketone resin having a melt viscosity of 150 Pa · s or less under these conditions. Examples of such aromatic polyetherketone resins include Victorex Corporation: PEEK (150P, 90P, 150G, 90G), Solvay Advanced Polymers Corporation: KetaSpire (KT-880P), and the like.

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。   When the radial plain bearing of the present invention is used as a radial bearing for sliding parts where hydraulic oil, refrigeration oil, lubricating oil, transmission oil, engine oil, brake oil, or grease, or grease is present, lubricate the friction surface of the resin layer. By forming the groove, more stable low friction and low wear characteristics can be obtained.

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。   The radial plain bearing of the present invention has a configuration comprising a cylindrical base material and a resin layer insert-molded on the inner surface thereof, so that restrictions during injection molding can be reduced, and disorder of orientation such as fillers and generation of welds can be prevented. Therefore, it can be suitably used as a radial slide bearing for supporting a rotating shaft of a compressor such as a room air conditioner or a car air conditioner, or for supporting a rotating shaft of a transmission such as an automobile or construction machine.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radial slide bearing 2 Cylindrical base material 3 Resin layer 4 Tapered surface 5 Gate

Claims (7)

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。
A radial sliding bearing having a cylindrical base material and a resin layer formed on the inner diameter surface of the cylindrical base material,
The cylindrical substrate has a tapered surface connecting the end surface on the end side and the inner diameter surface at least one end portion;
The radial width of the tapered surface is larger than the layer thickness of the resin layer,
The radial sliding bearing according to claim 1, wherein the resin layer is formed by injection molding of a resin composition using a gate provided in an axial extension of the tapered surface.
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。   The radial sliding bearing according to claim 1, wherein an approach angle of the tapered surface is 30 to 50 degrees. 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。   The radial plain bearing according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical base material is made of metal, and the thickness of the resin layer is 0.1 to 1.0 mm. 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。   The radial slip according to claim 1, 2 or 3, wherein the cylindrical substrate is made of sintered metal, and the resin composition is formed by blending a synthetic resin with a fibrous filler. bearing. 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。   The radial sliding bearing according to claim 4, wherein the fibrous filler has an aspect ratio of 3 or more, and the length direction of the fiber is oriented at 0 to 30 degrees with respect to the axial direction of the bearing. 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。   The radial sliding bearing according to claim 4 or 5, wherein the synthetic resin is an aromatic polyether ketone resin. 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。   The radial sliding bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein a thickness of the resin layer is 1/8 to 1/2 of a thickness of the cylindrical base material.
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