JP3489586B2 - 固体潤滑剤ならびに該固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材 - Google Patents

固体潤滑剤ならびに該固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油剤を含有した潤
滑性および流動性を有する固体潤滑剤ならびに該固体潤
滑剤を埋込んだ摺動部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属基体の摺動面に設けられた孔
もしくは溝に固体潤滑剤を埋設固定した、所謂固体潤滑
剤埋込型摺動部材は各種機械部品として使用されてい
る。該固体潤滑剤埋込型摺動部材の製造方法としては、
外周面に螺旋状の凸条部を形成した黒鉛丸棒を鋳型の
中子とし、該鋳型に溶湯金属を鋳造したのち、該中子を
切削加工により取り除き、摺動面に固体潤滑剤（黒鉛）
を螺旋状に露出させる方法（特公昭３９−２５０６号公
報所載）、溶湯金属の鋳造時に燃焼消失する紙または
フィルムに固体潤滑剤ペレット（円柱体）を接着固定
し、これをシェル砂型からなる心棒の外周面に接着固定
してこれを鋳型の中子とする（特公昭５６−１４３８１
号公報所載）か、もしくはシェル砂型からなる心棒に固
体潤滑剤ペレットを接着固定してこれを鋳型の中子とし
（特公昭５２−５４４９号公報所載）、該鋳型に溶湯金
属を鋳造し、摺動面に固体潤滑剤ペレットを露出させる
方法、金属基体に孔もしくは溝を形成し、該孔もしく
は溝に接着剤を塗布した固体潤滑剤ペレットを埋設固定
する方法、などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法において、の方法は熱伝導性の良い黒鉛をそのまま
中子として使用するため、鋳造時に溶湯金属が十分に行
きわたりにくいという欠点と摺動部材の形状が限定され
るという欠点があること、またの方法は鋳造時に固体
潤滑剤ペレットがはげ落ちたり、ずれたりし、固体潤滑
剤ペレットが規則正しく配列された摺動部材が得られ難
いという欠点があること、から上記の方法が一般的に
使用されている。
【０００４】しかしながら、上記の方法においても、
いくつかの問題点がある。すなわち、（ａ）金属基体の
寸法の大小に応じて該基体に設けられる孔の大きさ（孔
径）が異なるため、該孔に埋込まれる固体潤滑剤ペレッ
トも当該孔径に合致した各寸法の固体潤滑剤ペレットを
取り揃え、かつ孔およびペレットの寸法を精度良く加工
する必要があること、（ｂ）接着剤を塗布した固体潤滑
剤ペレットの埋込み作業は自動化が難しく手作業となる
ため、作業性が極めて悪いこと、（ｃ）金属基体、とく
に円筒状金属基体の内面に設けられた溝、例えば螺旋状
溝あるいはリング状溝に固体潤滑剤を埋設固定するに
は、固体潤滑剤ペレットを使用することができないた
め、別途流動性を有する固体潤滑剤を用意する必要があ
ること、などの問題である。
【０００５】一方、摺動部材の性能面から検討すると、
固体潤滑剤埋込型摺動部材は、埋込まれた固体潤滑剤が
少量づつ摺動面に供給されてそこに固体潤滑剤被膜が形
成されるから、別途に潤滑剤を供給することなく長期間
の使用に供し得るという利点を有する反面、その用途は
低速度高荷重領域にほぼ限られているため、上記領域を
はずれる用途においては潤滑油を併用することを余儀な
くされている。
【０００６】したがって、上記領域をはずれる用途に使
用される固体潤滑剤埋込型摺動部材においては、摺動面
にグリース溜まり用の溝を形成したり、給油装置により
摺動面に潤滑油を供給するなどの手段が必要とされる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述した製
造上および性能上の問題点に対し、（ａ）金属基体に設
けられる孔もしくは溝の大きさ、形状等に何ら制約され
ることなく埋込み可能なこと、（ｂ）潤滑油による潤滑
作用と固体潤滑剤による潤滑作用の両作用を兼ね備えて
いること、（ｃ）金属基体の孔もしくは溝に接合可能な
こと、の三点を技術的課題として挙げ、これらの課題を
すべて満足することにより上述した問題点は一挙に解決
されるものと考え、かつこれら課題の解決は上記埋込型
摺動部材への適用ばかりでなく各種形体からなる金属基
体の摺動面への適用をも可能とするものと考え、鋭意研
究を行った。
【０００８】その結果、固体潤滑剤粉末と常温で液状も
しくはペースト状を呈する潤滑油剤と該潤滑油剤を保持
する担体と熱可塑性合成樹脂と熱硬化性合成樹脂結合剤
とからなる固体潤滑剤は湿潤性および流動性を有し、金
属基体に設けられた孔もしくは溝へ充填でき、かつ潤滑
油剤が含有されているにもかかわらず当該孔もしくは溝
への接合が可能であることを見出し、上述した技術的課
題をすべて満足することを確認し、本発明をなすに至っ
た。
【０００９】すなわち、本発明は、固体潤滑剤粉末と常
温で液状もしくはペースト状を呈する潤滑油剤と該潤滑
油剤を保持する担体と熱可塑性合成樹脂と熱硬化性合成
樹脂結合剤とからなる湿潤性および流動性を有する固体
潤滑剤ならびに該固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材を提供
するものである。
【００１０】上述した構成において、固体潤滑剤粉末と
しては、黒鉛、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化
タングステン、窒化ホウ素、フッ化カルシウム、ポリテ
トラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、軟質金属
（鉛、錫、鉛−錫合金、インジウムなど）、金属セッケ
ン（リチウム、カルシウム、アルミニウムおよびバリウ
ムなどの脂肪酸塩類）が挙げられ、これらの一種もしく
は二種以上が選択される。
【００１１】とくに、固体潤滑剤粉末として、フッ化黒
鉛、窒化ホウ素、フッ化カルシウム、ＰＴＦＥ、金属セ
ッケンを選択した場合、固体潤滑剤は白色を呈し、また
微量の着色剤の添加により所望の着色が可能となる。こ
のことは、例えば繊維、食品機械等で従来使用されてい
る摺動部材の黒色ないし灰色のイメージを払拭し、クリ
ーンな摺動部材を提供することを可能とする。
【００１２】そして、固体潤滑剤粉末の配合割合が１５
重量％以下では、固体潤滑剤本来の固体潤滑作用が発揮
されず、また４５重量％を超えて配合した場合には、固
体潤滑剤を金属基体に設けられた孔もしくは溝に流動充
填せしめて摺動部材とするさい、該固体潤滑剤の金属基
体に設けられた孔もしくは溝への接合強度を低下させた
り、該固体潤滑剤自体の強度低下を来す。したがって、
固体潤滑剤粉末の配合割合は１５〜４５重量％が適当で
ある。
【００１３】常温で液状もしくはペースト状を呈する潤
滑油剤としては、機械油、エンジン油などの鉱油、ヒマ
シ油などの植物油、エステル油、シルコーン油などの合
成油、グリースなどが挙げられ、これらの一種もしくは
二種以上が選択されて使用される。これら潤滑油剤は後
述する該潤滑油剤を保持する担体に吸着ないし吸収保持
される。
【００１４】そして、潤滑油剤の配合割合が５重量％以
下では、固体潤滑剤の金属基体への接合強度が高められ
る反面、摺動面への潤滑油剤の滲み出し量が少なく、当
該潤滑油剤による摺動性能の向上を期待し難い。また、
２０重量％を超えて配合すると、潤滑油剤の固体潤滑剤
中に占める割合が多くなり、これが固体潤滑剤と該固体
潤滑剤が流動充填せしめられる金属基体の孔もしくは溝
との接合界面に介在して、当該固体潤滑剤の金属基体の
孔もしくは溝への接合強度を弱め、結果として該固体潤
滑剤の金属基体の孔もしくは溝からの抜け出し等を惹起
するなどの欠点として現れる。したがって、潤滑油剤の
配合割合は５〜２０重量％、就中８〜１５重量％が適当
である。
【００１５】担体は上述した潤滑油剤を吸着ないし吸収
保持して該潤滑油剤の流動粘度を高め、該潤滑油剤の流
失（ブリードアウト）を防止するとともに固体潤滑剤中
に連続して分散せしめられて該潤滑油剤を摺動面に供給
する導通路の役割を果たす。
【００１６】本発明において使用することのできる担体
としては、炭化水素系ワックス、高級脂肪酸、高
級脂肪酸を誘導して得られるワックスなどロウ状を呈す
る物質、好油性繊維、スチレンまたはメタクリル系
を主成分とする架橋多孔質球状粒子、多孔質炭酸カル
シウム、炭化フェノール樹脂、ゴム系吸油剤、であ
り、これらはその一種もしくは二種以上の混合物として
用いることができる。以下、これら担体について具体的
に説明する。
【００１７】炭化水素系ワックス 炭化水素系ワックスとしては、おおむね炭素数が２４以
上のパラフィン系ワックス、おおむね炭素数が２６以上
のオレフィン系ワックス、おおむね炭素数が２８以上の
アルキルベンゼンであり、このほか結晶質のマイクロク
リスタリンワックスも有効に使用し得る。
【００１８】高級脂肪酸 高級脂肪酸としては、おおむね炭素数が１４以上の飽和
脂肪酸、例えばミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリ
ン酸、アラキン酸、モンタン酸など、そしておおむね炭
素数が１８以上の不飽和脂肪酸、例えばオクタデセン
酸、パリナリン酸などである。
【００１９】高級脂肪酸を誘導して得られるワックス
これに属するワックスとしては、（ａ）高級脂肪酸エス
テル、（ｂ）高級脂肪酸アミド、（ｃ）高級脂肪酸塩、
などが挙げられる。
【００２０】（ａ）高級脂肪酸エステル 高級脂肪酸エステルとしては、おおむね炭素数が２２以
上の高級脂肪酸のメチルおよびエチルエステル、例えば
ベヘン酸エチル、トリコサンメチル、おおむね炭素数が
１６以上の高級脂肪酸と炭素数が１５以上の高級一価ア
ルコールとのエステル、ステアリン酸オクタデシルエス
テル、そしておおむね炭素数が１３以上の高級脂肪酸の
モノ・ジグリセリンエステル、例えば１・３ジラウリン
酸グリセライド、モノステアリン酸グリセライド、さら
におおむね炭素数が１４以上の高級脂肪酸のトリグリセ
ライドなどを挙げることができる。
【００２１】（ｂ）高級脂肪酸アミド 高級脂肪酸アミドとしては、とくにパルミチン酸アミ
ド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミドなどが挙げ
られる。
【００２２】（ｃ）高級脂肪酸塩 高級脂肪酸塩としては、アルカリおよびアルカリ土類金
属との塩、例えばステアリン酸リチウム、ステアリン酸
カルシウムなどが挙げられる。
【００２３】好油性繊維 好油性繊維としては、セルロース繊維、ポリプロピレン
繊維などが挙げられる。
【００２４】スチレンまたはメタクリル系を主成分と
する架橋多孔質球状粒子スチレンまたはメタクリル系を
主成分とする架橋多孔質球状粒子としては、スチレン−
ジビニルベンゼン共重合体などが挙げられる。
【００２５】多孔質炭酸カルシウム
【００２６】炭化フェノール樹脂 炭化フェノール樹脂としては、レゾール樹脂またはノボ
ラック樹脂を窒素ガス雰囲気下で１０００〜２０００℃
の温度で炭化焼成し、炭素含有率９４〜９９．８％のも
のが挙げられる。
【００２７】ゴム系吸油剤 ゴム系吸油剤としては、ポリイソブチレン、ポリブタジ
エン、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、エチレン−プ
ロピレン共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ターポリ
マー、ポリノルボーネン系合成エラストマーなどが挙げ
られる。
【００２８】そして、これらの担体の配合割合は前述し
た潤滑油剤の配合割合との兼ね合いで決定され、おおむ
ね１〜８重量％が適当である。潤滑油剤の配合割合が下
限側であるときは、該担体も下限側に、また潤滑油剤の
配合割合が上限側であるときは該担体も上限側をとるこ
とにより、固体潤滑剤の金属基体に設けられた孔もしく
は溝への接合強度および潤滑性能上から最も好ましい組
合せが得られる。
【００２９】熱可塑性合成樹脂は、各種形体の金属基体
に流動充填される固体潤滑剤の強度を高める目的と後述
する熱硬化性合成樹脂の結合剤としての役割を十分発揮
させる目的で配合される。熱可塑性合成樹脂としては、
固体潤滑剤中の固体潤滑剤粉末および潤滑油剤の潤滑性
を損なうことのないことが重要で、本発明ではポリアミ
ド樹脂（６ナイロン、６・６ナイロン、１１ナイロン、
１２ナイロンなど）、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアセ
タール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポ
リブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、オキシベン
ゾイルポリエステル樹脂が好結果をもたらした。
【００３０】これらの熱可塑性合成樹脂の形態としては
使用目的に応じて粉末状、繊維状、織布チップ状のもの
が使用される。そして、熱可塑性合成樹脂の配合割合が
１０重量％以下では上述した配合目的が達成されず、ま
た３０重量％を超えて配合した場合は固体潤滑剤中の固
体潤滑剤粉末および潤滑油剤の潤滑性を損なう欠点が現
れる。したがって、熱可塑性合成樹脂の配合割合は１０
〜３０重量％、就中１０〜２０重量％が適当である。
【００３１】熱硬化性合成樹脂結合剤は、固体潤滑剤の
結合剤としての役割と固体潤滑剤を金属基体の孔もしく
は溝に接合する役割を担うもので、エポキシ樹脂、変性
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、アル
キッド樹脂が挙げられる。本発明では、とくにエポキシ
樹脂が最も好ましいものとして使用される。
【００３２】エポキシ樹脂は常温硬化型の液状エポキシ
樹脂あるいは熱硬化型の液状または粉末状エポキシ樹脂
が使用される。具体的には、常温硬化型の二液性エポキ
シ樹脂としてはセメダイン社から市販されている「セメ
ダイン（商品名）」が挙げられる。また、熱硬化型の液
状エポキシ樹脂としては田岡化学社から市販されている
「テクノダイン（商品名）」、油化シェルエポキシ社か
ら市販されている液状エポキシ樹脂「エピコート（商品
名）」に旭化成工業社の潜在型硬化剤「ノバキュア（商
品名）」あるいは味の素社の「アミキュア（商品名）」
を加えたエポキシ樹脂などが挙げられる。
【００３３】熱硬化型の粉末状エポキシ樹脂としては、
ソマール社の「エピフォーム（商品名）」が挙げられ、
この粉末状エポキシ樹脂は固体潤滑剤の流動調整用とし
ても使用することができる。そして、熱硬化性合成樹脂
結合剤の配合割合は２５〜５０重量％が適当である。配
合割合が２５重量％以下では結合剤としての役割が十分
発揮されず、結果として金属基体の孔もしくは溝からの
剥離、脱落等を惹起する欠点として現れる。また、５０
重量％を超えて配合した場合は、固体潤滑剤の金属基体
の孔もしくは溝への接合強度は高められる反面、固体潤
滑剤中の固体潤滑剤粉末および潤滑油剤の潤滑性を損ね
る結果を招来する。
【００３４】上述した成分組成からなる固体潤滑剤およ
び該固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材は、つぎのようにし
て作製される。
【００３５】（固体潤滑剤の作製） 固体潤滑剤粉末に熱可塑性合成樹脂および潤滑油剤を保
持する担体を配合して混合物を形成したのち、この混合
物に潤滑油剤を配合してさらに混合する。ついで、固体
潤滑剤粉末と熱可塑性合成樹脂と潤滑油剤と担体とから
なる混合物に液状の熱硬化性合成樹脂結合剤を加え、こ
れを混練して湿潤性および流動性を有する固体潤滑剤を
得る。この混合物を混練するにあたり、固体潤滑剤の流
動性を調整する目的で、液状の熱硬化性合成樹脂結合剤
に加えて粉末状の熱硬化性合成樹脂結合剤を適宜配合す
る。
【００３６】（固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材の作製） 上述した湿潤性および流動性を有する固体潤滑剤を金属
基体に設けられた孔もしくは溝に、常温もしくは加熱下
で５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で流動充填せし
め、ついで熱硬化性合成樹脂結合剤を硬化せしめると共
に潤滑油剤を含有した固体潤滑剤を該金属基体の孔もし
くは溝に接合せしめることにより、固体潤滑剤を埋込ん
だ摺動部材が得られる。
【００３７】上述した固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材に
おいて、該摺動部材を構成する金属基体は、孔もしくは
溝が設けられた平板状、円筒状、球面状の銅系または鉄
系合金が使用される。そして、湿潤性および流動性を有
する固体潤滑剤を金属基体に設けられた孔もしくは溝に
流動充填する方法としては、トランスファー成形、圧縮
成形、インジェクション成形などが使用される。摺動部
材の金属基体が平板状を呈するものにおいては、上記湿
潤性および流動性を有する固体潤滑剤を予め板状に成形
し、これを金属基体上に載置してプレス成形あるいはロ
ール成形により行う方法を採ることができる。
【００３８】図１は固体潤滑剤の金属基体への流動充填
装置の一例を示す断面図、図２は図１のイ−イ断面図で
ある。図中符号１は円筒部１ａを備えた保持具、２は該
保持具１の円筒部１ａ内にその外周面が拘束されて嵌挿
され、その円周方向に互いに重畳するように形成された
孔２ａを有する金属基体、３は該金属基体２の内面に該
金属基体の内径面との間に微小隙間Ｓをもって挿入さ
れ、上端面に放射状の流通路３ａを有する案内具、４は
該金属基体２を保持した保持具１の円筒部上端に嵌合さ
れ、前記流通路３ａと連通する流通路４ａを備えた容
器、５は該容器４内に装填された固体潤滑剤、６は該容
器４内にその上下方向に移動可能に嵌合された押圧具で
ある。
【００３９】図３は上述した装置を使用して作製された
固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材を示す縦断面図であり、
図中符号７は摺動部材、７ａは該摺動部材を形成する金
属基体に形成された孔、７ｂは該孔７ｂに充填された固
体潤滑剤である。
【００４０】
【作用】固体潤滑剤は湿潤性および流動性を有するの
で、各種形体からなる金属基体に設けられた孔もしくは
溝の大きさ、形状等に何ら制約されることなく当該孔も
しくは溝への充填埋込みが可能である。固体潤滑剤に
はそれ自体に潤滑油剤が含有されているので、該固体潤
滑剤を埋込んだ摺動部材においては相手材との摺動にお
いて、その摺動面には該固体潤滑剤中の担体に保持され
た潤滑油剤が供給されるから、潤滑油剤による湿潤性が
保たれることになり、それによって固体潤滑剤と潤滑油
剤との潤滑作用が行われ、固体潤滑剤を埋込んだ摺動部
材の適正用途である低速度高荷重条件下での使用はもち
ろん、当該条件をはずれる用途においても別途潤滑剤を
供給することなくその使用を可能とする。
【００４１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 ＜実施例１＞ 固体潤滑剤粉末としてポリテトラフルオロエチレン樹脂
（ＰＴＦＥ）１６重量％と窒化ホウ素粉末１３重量％を
使用し、これに熱可塑性合成樹脂として芳香族ポリアミ
ド樹脂（帝人社製「コーネックス（商品名）」）粉末１
１重量％と、担体として炭化水素系ワックス（日興ファ
インプロダクツ社製「ゴデスワックス（商品名）」４重
量％を加えてミキサーにより混合したのち、潤滑油剤と
して鉱油（出光興産社製「ダフニースーパーマルチ（商
品名）」）１３重量％を加えて混合し、ＰＴＦＥと窒化
ホウ素と芳香族ポリアミド樹脂と炭化水素系ワックスと
鉱油との混合物を得た。
【００４２】ついで、この混合物に熱硬化性合成樹脂結
合剤として液状エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製
「エピコート（商品名）」）２６重量％と潜在型硬化剤
（旭化成工業社製「ノバキュア（商品名）」）７重量％
と流動調整用として粉末状エポキシ樹脂（ソマール社製
「エピフォーム（商品名）」）１０重量％を配合し、混
練して湿潤性および流動性を有する固体潤滑剤を得た。
この固体潤滑剤は白色を呈するものであった。
【００４３】金属基体として、高力黄銅鋳物（ＪＩＳ−
Ｈ２２０５）を使用し、これを切削加工して内径６０ｍ
ｍ、外径８０ｍｍ、長さ８０ｍｍの円筒状基体を得ると
共に該円筒状基体に直径１０ｍｍの孔を該円筒状基体の
円周方向に互いに重畳するように５４個形成し、これを
摺動部材素材とした。
【００４４】この摺動部材素材の外周面を拘束し、前記
図１に示す流動充填装置により該摺動部材素材の内径面
から固体潤滑剤を常温で１５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をか
けて流動させ、該摺動部材素材の孔に密に充填した。つ
いで、該孔に固体潤滑剤を保持した摺動部材素材を８０
℃の温度に加熱された加熱炉内に６０分間保持して該エ
ポキシ樹脂の一次硬化を行ったのち、１４０℃の温度に
加熱された加熱炉内に３０分間保持し、該エポキシ樹脂
の二次硬化を行うと共に潤滑油を含有した固体潤滑剤を
該摺動部材素材の孔に接合せしめ、該固体潤滑剤を埋込
んだ摺動部材（軸受ブッシュ）を得た。得られた摺動部
材は黄金色の高力黄銅（素材）に５４個の白色の固体潤
滑剤が埋設固定されているものであった。
【００４５】＜実施例２＞ 固体潤滑剤粉末としてＰＴＦＥ１６重量％と窒化ホウ素
粉末１３重量％を使用し、これに熱可塑性合成樹脂とし
てポリアミド樹脂（１２ナイロン）粉末１１重量％と、
担体として炭化水素系ワックス（実施例１と同じ）４重
量％を加えてミキサーにより混合したのち、潤滑油剤と
して鉱油（実施例１と同じ）１３重量％を加えて混合
し、ＰＴＦＥと窒化ホウ素とポリアミド樹脂と炭化水素
系ワックスと鉱油との混合物を得た。
【００４６】ついで、この混合物に熱硬化性合成樹脂結
合剤として液状エポキシ樹脂（実施例１と同じ）２６重
量％と潜在型硬化剤（実施例１と同じ）７重量％と流動
調整用として粉末状エポキシ樹脂（実施例１と同じ）１
０重量％を配合し、混練して湿潤性および流動性を有す
る固体潤滑剤を得た。この固体潤滑剤は白色を呈するも
のであった。
【００４７】金属基体として、前記実施例１と同様の高
力黄銅鋳物を切削加工して実施例１と同じ寸法の円筒状
基体を得たのち、該円筒状基体に直径１０ｍｍの孔を該
円筒状基体の円周方向に互いに重畳するように５４個形
成し、これを摺動部材素材とした。以下、前記実施例１
と同様の方法にて固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材（軸受
ブッシュ）を得た。得られた摺動部材は黄金色の高力黄
銅（素材）に５４個の白色の固体潤滑剤が埋設固定され
ているものであった。
【００４８】＜実施例３＞ 固体潤滑剤粉末としてＰＴＦＥ１６重量％と窒化ホウ素
粉末１３重量％を使用し、これに熱可塑性合成樹脂とし
て芳香族ポリアミド樹脂繊維（繊維径１５μm、長さ３
ｍｍ以下、帝人社製「コーネックス（商品名）」）１１
重量％と、担体として炭化水素系ワックス（実施例１と
同じ）４重量％を加えてミキサーにより混合したのち、
潤滑油剤として鉱油（実施例１と同じ）１３重量％を加
えて混合し、ＰＴＦＥと窒化ホウ素と芳香族ポリアミド
樹脂繊維と炭化水素系ワックスと鉱油との混合物を得
た。
【００４９】ついで、この混合物に熱硬化性合成樹脂結
合剤として液状エポキシ樹脂（実施例１と同じ）２５重
量％と潜在型硬化剤（実施例１と同じ）８重量％と流動
調整用として粉末状エポキシ樹脂（実施例１と同じ）１
０重量％を配合し、混練して湿潤性および流動性を有す
る固体潤滑剤を得た。この固体潤滑剤は白色を呈するも
のであった。
【００５０】金属基体として、前記実施例１と同様の高
力黄銅鋳物を切削加工して実施例１と同じ寸法の円筒状
基体を得たのち、該円筒状基体に直径１０ｍｍの孔を該
円筒状基体の円周方向に互いに重畳するように５４個形
成し、これを摺動部材素材とした。以下、前記実施例１
と同様の方法にて固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材（軸受
ブッシュ）を得た。得られた摺動部材は黄金色の高力黄
銅（素材）に５４個の白色の固体潤滑剤が埋設固定され
ているものであった。
【００５１】＜実施例４＞ 固体潤滑剤粉末としてフッ化黒鉛１６重量％とＰＴＦＥ
１８重量％を使用し、これに熱可塑性合成樹脂としてポ
リエーテルエーテルケトン樹脂（ＩＣＩジャパン社製
「ビクトレックス（商品名）」粉末１３重量％と、担体
としてステアリン酸４重量％を加えてミキサーにより混
合したのち、潤滑油剤として鉱油（実施例１と同じ）１
３重量％を加えて混合し、フッ化黒鉛とＰＴＦＥとポリ
エーテルエーテルケトン樹脂とステアリン酸と鉱油との
混合物を得た。
【００５２】ついで、この混合物に熱硬化性合成樹脂結
合剤として液状エポキシ樹脂（田岡化学工業社製「テク
ノダインＡＨ６０４Ｗ（商品名）」）３０重量％と粉末
状エポキシ樹脂（実施例１と同じ）６重量％を配合し、
混練して湿潤性および流動性を有する固体潤滑剤を得
た。この固体潤滑剤は白色を呈するものであった。
【００５３】金属基体として、前記実施例１と同様の高
力黄銅鋳物を切削加工して実施例１と同じ寸法の円筒状
基体を得たのち、該円筒状基体に直径１０ｍｍの孔を該
円筒状基体の円周方向に互いに重畳するように５４個形
成し、これを摺動部材素材とした。以下、前記実施例１
と同様の方法にて固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材（軸受
ブッシュ）を得た。得られた摺動部材は黄金色の高力黄
銅（素材）に５４個の白色の固体潤滑剤が埋設固定され
ているものであった。
【００５４】つぎに、上述した各実施例で得た固体潤滑
剤を埋込んだ摺動部材について、摺動特性を試験した結
果を述べる。摺動特性は、つぎの試験条件により摩擦係
数および摩耗量を測定した。
【００５５】試験条件 荷重 ５００ｋｇｆ／ｃｍ２ 速度 １ｍ／ｍｉｎ 相手材 機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ） 往復揺動試験 ストローク ２００ｍｍ 試験サイクル １００×１０４（４００ｋｍ） 潤滑 無潤滑 荷重 1０ｋｇｆ／ｃｍ２ 速度 ４０ｍ／ｍｉｎ 相手材 機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ） 往復揺動試験 ストローク ２００ｍｍ 試験サイクル １００×１０４（４００ｋｍ） 潤滑 無潤滑
【００５６】上記試験条件で試験した各実施例からなる
摺動部材の試験結果を表１に示す。（以下余白）
【００５７】
【表１】
【００５８】表１中の比較例１は黒鉛ペレットを孔に接
着剤で接合した固体潤滑剤埋込み型摺動部材で、このも
のは試験条件の試験において、試験時間の経過と共に
除々に摩擦係数が高くなり、試験ストローク３００ｋｍ
で摩耗量が急激に増大した。表１中の摩耗量は試験スト
ローク３００ｋｍ時の測定結果である。また、試験条件
の試験においては試験開始後、試験ストロークにして
１ｋｍで軸受温度、摩擦係数および摩耗量が急激に増大
したため試験を中止した。
【００５９】比較例２は黒鉛ペレットを孔に接着剤で接
合した固体潤滑剤埋込み型摺動部材で、かつ試験開始前
に摺動面にグリースを塗布したもので、このものは試験
条件の試験においては実施例１ないし実施例３の摺動
部材とほぼ同等の性能を示したが、試験条件の試験に
おいては試験ストローク２００ｋｍで摺動面に塗布した
グリースがスクイズアウト（掻き出され）され始め、試
験ストローク３００ｋｍで摩擦係数、摩耗量とも急激に
増大したため試験を中止した。表中の摩耗量は試験スト
ローク３００ｋｍ時の測定結果である。
【００６０】一方、実施例１ないし実施例４からなる摺
動部材は、従来の固体潤滑剤埋込み型摺動部材の適正用
途である低速度高荷重領域（上記試験条件）ばかりで
なく当該領域をはずれる（上記試験条件）用途におい
ても、別途潤滑油剤を供給することなく安定した性能を
発揮し、従来技術と同等もしくはそれ以上の摺動性能を
発揮した。また、各実施例からなる摺動部材において、
固体潤滑剤と素材の孔との接合強度はいずれも５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２以上の値を示した。この接合強度は上記比較
例１および比較例２の接着剤による接合強度（７０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２）に対し低い値を示したが、実際の使用にお
いては何ら支障を来たすものではないことが上記摺動性
能からも判断される。
【００６１】
【発明の効果】本発明は上述した構成からなるもので、
以下の特有の効果を有する。固体潤滑剤は湿潤性およ
び流動性を有するので、各種形体からなる金属基体に設
けられた孔もしくは溝の大きさ、形状等に何ら制約され
ることなく当該孔もしくは溝への充填埋込みが可能であ
り、従来技術の孔の形状、大きさに応じた固体潤滑剤ペ
レットを用意する必要があるという欠点を解決すること
ができる。固体潤滑剤にはそれ自体に潤滑油剤が含有
されているので、該固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材にお
いては相手材との摺動において、その摺動面には該固体
潤滑剤中の担体に保持された潤滑油剤が供給されるか
ら、潤滑油剤による湿潤性が保たれることになり、それ
によって固体潤滑剤と潤滑油剤との潤滑作用が行われ、
固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材の適正用途である低速度
高荷重条件下での使用はもちろん、当該条件をはずれる
用途においても別途潤滑剤を供給することなくその使用
を可能とする。固体潤滑剤は白色または微量の着色剤
の添加により所望の着色が可能であるため、繊維、食品
機械等で従来使用されている摺動部材の黒色ないし灰色
のイメージを払拭し、クリーンな摺動部材を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体潤滑剤の流動充填装置の一例を示す縦断面
図である。
【図２】図１のイ−イ断面図である。
【図３】固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材を示す縦断面図
である。
【符号の説明】
１ 保持具 ２ 金属基体 ３ 案内具 ４ 容器 ５ 固体潤滑剤 ６ 押圧具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 103/06 Ｃ１０Ｍ 103/06 105/24 105/24 107/20 107/20 107/38 107/38 107/44 107/44 109/00 109/00 (56)参考文献 特開 昭59−84990（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−179655（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−49277（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−7565（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10M 111/04 C10M 101/00 - 109/02

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体潤滑剤粉末１５〜４５重量％と、常
    温で液状もしくはペースト状を呈する鉱油、植物油、合
    成油、グリースの一種もしくは二種以上から選択される
    潤滑油剤５〜２０重量％と、該潤滑油剤を保持する炭化
    水素系ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸を誘導して得
    られるワックス、好油性繊維、スチレンまたはメタクリ
    ル系を主成分とする架橋多孔質球状粒子、多孔質炭酸カ
    ルシウム、炭化フェノール樹脂、ゴム系吸収剤の一種も
    しくは二種以上から選択される担体１〜８重量％と、ポ
    リアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアセタール
    樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレ
    ンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
    脂、オキシベンゾイルポリエステル樹脂から選択される
    熱可塑性合成樹脂１０〜３０重量％と、熱硬化性合成樹
    脂結合剤２５〜５０重量％からなる湿潤性および流動性
    を有する固体潤滑剤。
  2. 【請求項２】 固体潤滑剤粉末は、黒鉛、フッ化黒鉛、
    二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、
    フッ化カルシウム、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、
    軟質金属、金属石けんの一種もしくは二種以上から選択
    される請求項１に記載の湿潤性および流動性を有する固
    体潤滑剤。
  3. 【請求項３】 熱硬化性合成樹脂結合剤は、エポキシ樹
    脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹
    脂、アルキッド樹脂から選択される請求項１又は２に記
    載の湿潤性および流動性を有する固体潤滑剤。
  4. 【請求項４】 固体潤滑剤粉末１５〜４５重量％と、常
    温で液状もしくはペースト状を呈する鉱油、植物油、合
    成油、グリースの一種もしくは二種以上から選択される
    潤滑油剤５〜２０重量％と、該潤滑油剤を保持する炭化
    水素系ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸を誘導して得
    られるワックス、好油性繊維、スチレンまたはメタクリ
    ル系を主成分とする架橋多孔質球状粒子、多孔質炭酸カ
    ルシウム、炭化フェノール樹脂、ゴム系吸収剤の一種も
    しくは二種以上から選択される担体１〜８重量％と、ポ
    リアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアセタール
    樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレ
    ンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
    脂、オキシベンゾイルポリエステル樹脂から選択される
    熱可塑性合成樹脂１０〜３０重量％と、熱硬化性合成樹
    脂結合剤２５〜５０重量％からなる湿潤性および流動性
    を有する固体潤滑剤が金属基体に設けられた孔もしくは
    溝に流動充填せしめられ、かつ該金属基体の孔もしくは
    溝に接合せしめられていることを特徴とする固体潤滑剤
    を埋込んだ摺動部材。
  5. 【請求項５】 固体潤滑剤粉末は、黒鉛、フッ化黒鉛、
    二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、
    フッ化カルシウム、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、
    軟質金属、金属石けんの一種もしくは二種以上から選択
    される請求項４に記載の固体潤滑剤を埋込んだ摺動部
    材。
  6. 【請求項６】 熱硬化性合成樹脂結合剤は、エポキシ樹
    脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹
    脂、アルキッド樹脂から選択される請求項４又は５に記
    載の固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材。
  7. 【請求項７】 孔もしくは溝が設けられた金属基体の摺
    動面は、平面、円筒面もしくは球面を呈する請求項４か
    ら６のいずれか一項に記載の固体潤滑剤を埋込んだ摺動
    部材。
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