JP3472050B2 - 湿式スラスト軸受用摺動部材 - Google Patents

湿式スラスト軸受用摺動部材

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JP3472050B2 JP27161896A JP27161896A JP3472050B2 JP 3472050 B2 JP3472050 B2 JP 3472050B2 JP 27161896 A JP27161896 A JP 27161896A JP 27161896 A JP27161896 A JP 27161896A JP 3472050 B2 JP3472050 B2 JP 3472050B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は湿式スラスト軸受
用摺動部材、特に芳香族ポリエーテルケトン樹脂又はポ
リアリーレンサルファイド樹脂を基材とする湿式スラス
ト軸受用摺動部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】発電機やポンプなどに組み込まれて、回
転軸を支承する湿式スラスト軸受では、従来から、その
摺動部材として、ホワイトメタルや、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)とグラスファイバの複合材料な
どが用いられている。一方、芳香族ポリエーテルケトン
樹脂又はポリアリーレンサルファイド樹脂は優れた耐熱
性、機械的性質、耐摩耗性を有するエンジニアリング樹
脂である。しかし、芳香族ポリエーテルケトン樹脂又は
ポリアリーレンサルファイド樹脂単独では摩擦係数が高
く、軸受を構成する摺動部材への適用が困難なために、
従来から芳香族ポリエーテルケトン樹脂を基材としてフ
ルオロカーボン重合体などの摩擦係数の低い樹脂を加え
ることによって摩擦係数を低くした摺動部材が開発され
ている。しかし反面、フルオロカーボン重合体を含有す
ることによって耐摩耗性や機械的強度の低下がもたらさ
れる。
【0003】これら芳香族ポリエーテルケトン樹脂系に
関係する技術として、特開昭58ー160346号公報
に開示された技術が知られている。この従来技術は、乾
式の摺動部材に関するものであるが、熱可塑性芳香族ポ
リエーテルケトン樹脂を基材とし、フルオロカーボン重
合体としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を
2.5〜60重量%及び炭素繊維を2.5〜60重量%
を含有する樹脂組成物が記載されている。この樹脂組成
物によって高い熱変形温度(HDT)と、高い限界PV
値が得られるとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、発電機やポンプ
などに組み込まれる湿式スラスト軸受は、装置が小型化
する傾向に伴って、パッドも小面積化し、パッドに高い
面圧が加わるようになってきている。このような過酷な
条件の下で適用される湿式スラスト軸受用摺動部材に
は、優れた摺動特性に加えて、高い耐摩耗性などの諸性
質が併せて要求されている。例えば起動・停止が繰り返
し行われる湿式スラスト軸受については、起動時に軸受
の摺動面が部分的に固体接触しているために、大きな起
動動力が必要となるばかりか、摺動面が損傷するおそれ
もある。このため、運転時における耐摩耗性に加えて、
起動時の摩擦係数が小さく、起動時の耐摩耗性に優れか
つ機械強度も高いことが要求される。なお、起動時に摺
動面の損傷を回避するために、オイルリフタ装置によっ
て軸から摺動面を離した上で起動することも行われてい
る。
【0005】しかし、ホワイトメタルを用いた摺動部材
では、起動時に固体接触による損傷を起こしやすく、ま
た、PTFEとグラスファイバの複合材料からなる摺動
部材では、機械的強度が小さく、変形しやすいという課
題を有している。また、上述した従来技術(特開昭58
ー160346号)では、湿式の条件下では、PTFE
の含有量が10重量%を越えると、耐摩耗性や機械的強
度の点で十分といえるものではなかった。また、この従
来技術において、実際に乾式の実施例として確認されて
いる範囲はPTFE10〜40重量%及びカーボンファ
イバ10〜40重量%であり、またさらに従来技術の比
較例3には、PTFEを2重量%、18重量%、PEE
K80重量%の摺動部材を示しており、潤滑性に乏しく
摩擦係数が高くなるため非常に低い限界PV値しか得ら
れなかったとしている。
【0006】発明者らは、上述した課題について研究し
た結果、高い面圧を受ける湿式スラスト軸受の摺動部材
として、芳香族ポリエーテルケトン樹脂又はポリアリー
レンサルファイド樹脂にカーボンファイバを添加し、さ
らにこれにフルオロカーボン重合体を添加すると耐摩耗
性が向上することを見出した。そして、フルオロカーボ
ン重合体の含有量が約2重量%のときに最高の値とな
り、さらに、それ以上添加するに従って耐摩耗性が、か
えって低下して、10重量%を越えるとほとんど変わら
ないことを見出した。
【0007】そこで、この発明では、芳香族ポリエーテ
ルケトン樹脂又はポリアリーレンサルファイド樹脂を基
材として、高い荷重の下でも適用できる湿式スラスト軸
受用摺動部材を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、カ
ーボンファイバ10〜45重量%と、フルオロカーボン
重合体0.1〜8.5重量%、及び残部が実質的にフル
オロカーボン重合体以外の熱可塑性樹脂としている。
【0009】熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリエーテ
ルケトン樹脂、又はポリアリーレンサルファイド樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
芳香族ポリエーテルケトン樹脂は式1の構成単位を単独
で、または式1で表される構成単位と式2、式3、式4
で表される構成単位を含む結晶性の熱可塑性芳香族樹脂
である。
【0010】
【式1】
【0011】
【式2】
【0012】
【式3】
【0013】
【式4】
【0014】これらの芳香族ポリエーテルケトン樹脂と
しては、ポリエーテルエーテルケトン(以下、PEEK
という。)を使用することができ、特に機械的強度、耐
熱性の点からPEEKが望ましい。PEEKは、例えば
特開昭54ー90296号公報に記載される方法によっ
て製造でき、又、ASTM D1238に準じて360
°C、2.16Kgの荷重の下で測定したメルトフロー
インデックスが1〜5g/10minの範囲であること
が望ましい。
【0015】ポリアリーレンサルファイド樹脂として
は、ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSとい
う。)を使用することができる。PPSとしては、主要
構造単位が一般式、式5で示される繰り返し単位からな
るポリマーを使用し得る。このPPSには、架橋型、直
鎖型又は半架橋型のポリマーが含まれる。
【0016】
【式5】
【0017】フルオロカーボン重合体としては、ポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)、ポリテトラフルオ
ロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTF
E)、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体(PFA)などを使用すること
ができ、特にPTFEが低摩擦の点から望ましい。フル
オロカーボン重合体の含有量が0.1重量%未満では、
含有した効果が十分に発揮されず、耐摩耗性が低くな
る。一方、8.5重量%を越えると再び耐摩耗性が低く
なるため、0.1〜8.5重量%とする。好ましくは、
0.1〜5重量%の含有量の場合に、耐摩耗性が特に優
れており望ましい。さらに好ましくは、0.5〜2.3
重量%である。
【0018】カーボンファイバとしては、ピッチ系、セ
ルロース系、ポリアクリロニトリル系などのカーボンフ
ァイバのいずれも使用することができ、特にポリアクリ
ロニトリル系が摩擦摩耗の点から望ましい。繊維長とし
ては、0.1〜10mmのものが好ましく、通常は平均
長6mm程度のものが使用される。カーボンファイバの
含有量が10重量%未満では所望の機械的強度が得られ
ない。一方45重量%を越えると、組成物の成形加工が
困難になる。このためカーボンファイバの含有量は10
〜45重量%とするが、特に25〜35重量%の含有量
のものが成形加工性が良好であり機械的強度も高いため
に望ましい。
【0019】芳香族ポリエーテルケトン樹脂、フルオロ
カーボン重合体及びカーボンファイバの各構成成分は、
均一に分散していることが望ましく、予め混合機により
所定の含有比率になるように混合して溶融押出機に供給
するなど適宜の方法により混合する。
【0020】また、湿式スラスト軸受用摺動部材を単体
の摺動部材として適用する他、裏金付き多孔質焼結層に
含浸被覆した複層摺動部材とすることもできる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カーボンファイバ10〜45重量%と、フルオロカーボ
ン重合体0.1〜8.5重量%、及び残部が実質的に芳
香族ポリエーテルケトン樹脂又はポリアリーレンサルフ
ァイド樹脂としたことによって、耐摩耗性に優れた湿式
スラスト軸受用摺動部材とすることができる。なお、本
発明の摺動部材が組み込まれた発電機やポンプなどで
は、起動時に部分的に固体接触している摺動面が損傷す
ることが防止されるために、従来必要とされていたオイ
ルリフタ装置を必ずしも使用しなくてもよくなり、装置
の構造を簡単なものとすることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、実施例1〜13を比較例1
〜6とともに説明する。まず、表1に示す各組成からな
る均一配合のペレット状の樹脂を、射出成形機によって
5mmの厚さの樹脂板を形成した。
【0023】
【表1】
【0024】ここで、芳香族ポリエーテルケトン樹脂は
PEEK、ポリアリーレンサルファイド樹脂はPPSに
ついて実施した。PEEKは、英国ICI社製PEEK
450G(商品名)、メルトフローインデックス3.1
g/10min.を使用した。また、PPSは、フィリ
ップ社製ライトンPー4(商品名)を使用した。フルオ
ロカーボン重合体として、三井デュポンフロロケミカル
株式会社製のTLP−10(商品名)のPTFEを用い
た。
【0025】カーボンファイバ(表1においてCFと表
す。)としては、東レ社製トレカMDL(商品名)を使
用した。
【0026】得られた実施例と比較例の樹脂板につい
て、引張り試験を行い、この結果を表1に示す。また、
この得られたカーボンファイバ(CF)30重量%にお
ける引張り強度に対するPTFEの含有量の影響をグラ
フにしたものが図1であって、これにより、PTFEの
含有量が増加するに従って引張り強度は低下し、PTF
Eの含有量は低いほど望ましいことが判明した。
【0027】次に、銅メッキを施した厚さ3mmの鋼板
上に銅粉末を0.5mmの厚さに散布して焼結し、多孔
質焼結層を形成した。この多孔質焼結層を350〜40
0゜Cに加熱した状態で、上述した樹脂板を重ね合わせ
てプレスで圧接し、含浸被覆した。続いて外径27.2
mm、内径22mmのワッシャー形状に加工して比較例
及び実施例の試験試料を得た。
【0028】得られた実施例と比較例の試験試料につい
て、鈴木式摩擦摩耗試験機により表2に示す試験条件の
下で、摩擦摩耗試験を行った。試験はオイルバス中にて
軸を30秒回転して300秒休止するサイクルを15回
繰り返し、最後の5回について、起動時の摩擦係数を測
定し、この平均値を起動時の摩擦係数とした。また、摩
耗量については、試験前と試験後の試験試料の厚さの変
化によって求めた。
【0029】
【表2】
【0030】これらの試験結果を表1に併せて示す。こ
の表1に示される試験結果からカーボンファイバ30重
量%の場合に起動時の摩擦係数、摩耗量に及ぼすPTF
Eの含有量の影響をまとめたのが図2および図3であ
る。
【0031】図2によれば、カーボンファイバ(CF)
の含有量が30重量%の実施例1〜4及び比較例1〜3
について、起動時の摩擦係数は、PTFEが含まれない
比較例1においては0.13と高く、含有量が多くなる
に従って徐々に0.08まで低くなり、8重量%以上
で、ほぼ一定の値となった。これにより、起動時の摩擦
係数に関しては、摺動部材として十分に良好である結果
が得られた。また、カーボンファイバの含有量による起
動時の摩擦係数への影響はほとんどなかった。
【0032】図3は摩耗量に対するPTFEの含有量の
影響を示している。カーボンファイバ(CF)の含有量
が30重量%の実施例1〜4及び比較例1〜3につい
て、摩耗量はPTFEを含まない比較例1の7.2μm
からPTFEを含有するに従って急速に減少し、実施例
2の2重量%で最低値を示している。そして8.5重量
%(実施例4)まで緩やかに増加し、8.5重量%から
10重量%(比較例2)の間で急速に増加している。そ
して10重量%以上では、ほぼ一定の摩耗量を示すよう
になる。
【0033】また、実施例4、8および10の対比か
ら、カーボンファイバの含有量が増加するのに従って摩
耗量が減少する傾向が見られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】PTFE含有量が引張り強度に及ぼす影響を示
すグラフ。
【図2】PTFE含有量が起動時の摩擦係数に及ぼす影
響を示すグラフ。
【図3】PTFE含有量が摩耗量に及ぼす影響を示すグ
ラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI //(C08L 101/00 C08L 27:18 27:18) (72)発明者 田中 正 名古屋市北区猿投町2番地 大同メタル 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−84990(JP,A) 特開 昭58−8605(JP,A) 特開 昭58−160346(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 1/00 - 101/16 F16C 33/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンファイバ10〜45重量%と、
    フルオロカーボン重合体0.1〜8.5重量%、及び残
    部が実質的にフルオロカーボン重合体以外の熱可塑性樹
    脂とした湿式スラスト軸受用摺動部材。
  2. 【請求項2】 カーボンファイバ10〜45重量%と、
    ポリテトラフルオロエチレン0.1〜8.5重量%、及
    び残部が実質的に芳香族ポリエーテルケトン樹脂とから
    なる湿式スラスト軸受用摺動部材。
  3. 【請求項3】 カーボンファイバ10〜45重量%と、
    ポリテトラフルオロエチレン0.1〜8.5重量%、及
    び残部が実質的にポリアリーレンサルファイド樹脂とか
    らなる湿式スラスト軸受用摺動部材。
  4. 【請求項4】 裏金付多孔質焼結層に請求項1〜3記載
    のいずれかの組成物を含浸被覆したことを特徴とする湿
    式スラスト軸受用摺動部材。
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JP2000169697A (ja) 1998-12-08 2000-06-20 Daido Metal Co Ltd 複層軸受
JP6146969B2 (ja) * 2012-08-01 2017-06-14 Ntn株式会社 可変容量型アキシャルピストンポンプのクレイドルガイドおよび可変容量型アキシャルピストンポンプ
CN104321550B (zh) * 2012-03-27 2017-11-21 Ntn株式会社 复合滑动轴承、托架引导件以及滑动螺母
US10557057B2 (en) 2012-09-04 2020-02-11 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc. High melt flow PAEK compositions
JP6549484B2 (ja) * 2012-09-04 2019-07-24 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー, エルエルシー 高メルトフローpeak組成物
JP6411035B2 (ja) * 2014-02-26 2018-10-24 三菱電線工業株式会社 回転軸シールの製造方法
US10196576B2 (en) 2015-01-17 2019-02-05 Eagle Industry Co., Ltd. Water lubrication type bearing material

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