JP3649896B2 - スラスト部材およびその使用方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸端を支持するピポット型スラスト軸受などのスラスト部材に関し、さらに詳しくは、電気および電子機器、すなわち、ビデオテープレコーダやオーディオカセットテープレコーダなどの映像、音響機器、およびコンパクトディスクプレーヤ、ハードディスク装置、フロッピーディスク装置のような各種データ装置などに使用されるモータの回転軸端を支持するスラスト部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、回転体の回転軸端を支持するスラスト部材を採用したモータの側断面図である。同図において、第１の平面部２に複数の所定の極に着磁された円環状の永久磁石３と、上記第１の平面部２と所定の間隙を有して対向し、電気配線部を有するところの磁性材料製の固定子平板４上に施された複数相の固定子巻線５とを具備している。また永久磁石３は磁性材料からなるバックヨーク６に永久磁石３の第２の平面部７を当接して固着されている。
【０００３】
一方、モータの回転軸８にはボス９を介してバックヨーク６が固着され、永久磁石３と一体的に回転するように構成されている。回転軸８は、固定子平板４に取り付けられた軸受ハウジング１０の下部に設けられた軸受１１ならびに上部に設けられた軸受１２に嵌合し、回転自在に軸承されている。回転軸８をスラスト支持するスラスト部材１３は、スラスト保持部材１４により保持される。軸受ハウジング１０に螺合したスラスト部材保持部材１４を治工具等を用いて回転させると、これとともにスラスト部材１３は軸方向に移動するので、スラスト部材１３の平坦面１３ａは回転軸端部８ａに当接し、上方に付勢された回転軸８もそれに追従して移動する。したがって、永久磁石３の第１の平面部２と固定子平板４の空隙距離を容易にかつ適正に調整することができる。また図１に示すように、回転軸８の先端部８ａ形状は凸球面状であり、この先端部８ａがスラスト部材１３の平坦面１３ａに摺動自在に当接し、スラスト支持する。なお、ピンチローラ１が回転軸８に近接して設けられている。
【０００４】
従来、このスラスト部材は、摺動性および強度を兼ね備えた樹脂であるピロメリット酸と４，４′−ジアミノジフェニールエーテルの重縮合物であるポリイミド樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂などにより成形されていた。
【０００５】
一方、新規なポリイミド樹脂として、特表平６−５０１７３８号に、従来のポリイミド樹脂が有する良好な物性を有するとともに、従来のポリイミド樹脂と比較して極めて改良された加水分解および酸化安定性を示すポリイミド樹脂として、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と少なくとも約６０％がメタフェニレンジアミンである芳香族ジアミンとから製造したポリイミド樹脂が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来例のモータにおいて、例えば永久磁石３がストロンチウムフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2 Ｏ3 ）製であり、外径が５５ｍｍ、厚みが４. ５ｍｍ、永久磁石３と軟鉄材からなる固定子平板４の空隙距離が２ｍｍであるモータにおいては、永久磁石３の磁力による吸引力は１．５ｋｇ以上にも達する。このような、永久磁石の磁力による吸引力が非常に大きい径の大きなモータや、高速で回転するモータにおいては、回転軸８とスラスト部材１３の接触部におけるＰＶ値（Ｐはスラスト部材の接触部における圧縮応力であり、Ｖは接触部の摺動速度である。）が非常に大きくなることにより、接触部の温度も上昇するため、従来の樹脂から成るスラスト部材１３は容易に摩耗する。この摩耗によって回転軸８は軸受方向の上方に移動し、永久磁石３の第１の平面部２と固定子巻線５が接触し、モータの回転不良を招くという問題点があった。
【０００７】
また、回転軸８とスラスト部材１３は、略々点接触である。接触部の摩擦係数を下げることによって発熱を抑えるために、接触部に鉱油、合成油等からなる潤滑剤を適量点滴していた。しかしながら、使用条件により潤滑油が無くなった場合、摩耗が著しく増加するという問題点もあった。
【０００８】
本発明は上記した問題点に鑑み、高ＰＶ値の条件下で耐摩耗特性に優れた特性を有するスラスト部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のスラスト部材は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に基づくスラスト部材は、前記黒鉛の（１）黒鉛化度（ｐ価）が０．２５以上であり、平均粒子径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上であるか、または（２）黒鉛化度（ｐ価）が０．２５未満である、上記のポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であるスラスト部材である。この場合は回転軸端の支持体として潤滑剤とともに用いられる。
【００１１】
さらにまた、本発明に基づくスラスト部材は、前記黒鉛の固定炭素量が９７％以上である上記のポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であるスラスト部材である。この場合回転軸端の支持体として潤滑剤なしで用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のスラスト軸受のポリイミド樹脂は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と、１，３−フェニレンジアミンとからなるものであり、１ｇ当たりの表面積が１５平方メートル以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明で用いるポリイミド樹脂は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとを本質的に等モル量で反応させることにより製造することができる。これらの反応体を、これらの反応体のどちらかと感知できる程反応する官能基を有しておらず、かつ約８から１０のｐＨを示す有機溶媒中で一緒にする。最終粒子状生成物で高い表面積を達成するために有機溶媒としては、ジメチルアセトアミドまたはピリジンが好ましい。溶媒は、ジアミンとカルボン酸無水物とのポリマー状反応生成物の濃度がこの溶液の約１から５０重量％、好ましくは約１から２０重量％となるような量で使用される。次に得られるポリアミド酸を沈殿させると同時に、これを少なくとも部分的にポリイミドに変換するために、非溶媒を用いる。この非溶媒としてはポリイミドの製造で使用される公知の如何なるものも使用することができるが、最終生成物に高い表面積を与えるとともに、優れた機械的強度を提供することができるアセトンを用いることが好ましい。非溶媒は、非溶媒と反応溶媒の全量の少なくとも約４０％、好ましくは約６０から８０％で用いられる。
【００１４】
本発明において用いられる黒鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれでもよい。
【００１５】
天然黒鉛は、天然に地熱と地下の高圧、および永い時間の間にほぼ完全に黒鉛化したものが地中より産出したものなので、黒鉛化度が高く摺動時の劈開性に優れ、したがって良好な潤滑性を示すものであり、潤滑性に優れている。また、一般的に天然黒鉛は、アスペクト比も大きいことにより、層状平面が摺動面になる。従って、潤滑油が金属表面と層状表面の凝着のみならず、不純物の凝着をも阻止することにより、表面の摩耗は生じにくい。
【００１６】
人造黒鉛は、例えばピッチ由来のコークスをタールやピッチで固めて約１２００℃で焼成してから黒鉛化炉に入れ、約２３００℃の高温で炭素の結晶を成長させたものが好ましい。
【００１７】
耐摩耗性に優れ、結晶化処理前後の成形品の収縮率の少ないスラスト部材を得るためには、好ましくは、固定炭素量が９７％以上の黒鉛を用いる。ここで黒鉛化成分中の固定炭素とは、石炭試験法の工業分析において、水分、灰分、揮発分を定量して除いた残りの成分であって、炭素を主成分として少量の水素、酸素、窒素を含むものである。
【００１８】
また、黒鉛に含有される灰分の量が少ないことにより研磨性が小さくなる。さらに、相手材表面において黒鉛微細粒子の黒鉛の転移層が形成されるため、摺動面においては３元摩耗（相手材とスラスト部材と転移層を形成できない摩耗粉との三者によって生ずる摩耗のこと）の状態が生じにくく、無潤滑時においても研磨性を低下させることができる。したがって、本発明のスラスト部材を、無潤滑で回転軸端の支持体として用いる場合には、固定炭素量は９７％以上でなければならない。
【００１９】
黒鉛の黒鉛化度（ｐ価）も摺動性に影響を及ぼす。ここでの黒鉛化度（ｐ価）とは、乱層構造の存在する確率であり、黒鉛構造の存在する確率は、（１−ｐ）で表される。具体的には、平行な層面よりなる結晶子からのＸ線散乱強度の和により炭素の構造モデルを導きだしたＦｒａｎｋｌｉｎの理論式から求められる。
【００２０】
黒鉛の形状は特に限定されるものではないが、好ましくは鱗片状のものである。
【００２１】
本発明のスラスト部材を潤滑剤とともに回転軸端の支持体として用いる場合には、後述の実施例に示すとおり、黒鉛の黒鉛化度（ｐ価）が０．２５以上であれば、平均粒子径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上でなければならない。また、黒鉛化度（ｐ価）が０．２５未満であるならば、平均粒子径および固定炭素量は特に制限されない。
【００２２】
回転軸端の支持体として当初は潤滑剤とともに用い、潤滑剤が切れた後にも良好な摺動性を得ることができるスラスト部材は、黒鉛化度（ｐ価）、平均粒径、および固定炭素量と、潤滑または無潤滑との関係より、黒鉛化度（ｐ価）が０．２５以上、平均粒子径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上の黒鉛を用いるか、黒鉛化度（ｐ価）が０．２５未満、固定炭素量が９７％以上の黒鉛を用いることにより提供される。
【００２３】
ポリイミド樹脂の粉末と、黒鉛とは、後述の実施例で示すとおりその成形品の圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であるような配合割合で混合されなければならない。ここでの圧縮破壊強度とは、室温２３℃下で、外径２．８ｍｍ、厚さ２ｍｍの円柱状試験片に外径方向より１ｍｍ／分で圧縮荷重を加える試験において得られる実破壊荷重であり、圧縮破壊強度５０ｋｇ以上とは、このような試験法により測定された実破壊荷重が５０ｋｇ以上であることをいう（本明細書中の圧縮破壊強度は同様の定義である）。
【００２４】
本発明で用いたポリイミド樹脂組成物は具体的な成形条件により多少異なる強度を提供するため、ポリイミド樹脂粉末と黒鉛との具体的な配合割合によってポリイミド樹脂組成物を特定することはできないが、ポリイミド樹脂と黒鉛との配合割合を、重量に基づき９０〜５０：１０〜５０を目安とし、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上になるように決定する。
【００２５】
黒鉛とポリイミド樹脂の粉末とを混合し、金型に充填し、圧縮成形により所望の形状とし、通常１３０℃から４００℃の温度で更に熱硬化させることにより、ポリマーからポリイミドへの実質的に完全な変換を生じさせる。
【００２６】
本発明で用いたポリイミド樹脂組成物は、スラスト部材の圧縮破壊強度および摺動性に影響を及ぼさない範囲で、公知の固体潤滑剤、たとえば、フッ素樹脂、炭素繊維、アラミド繊維、無機繊維、球状無機物、雲母、ケイ酸アルミニウム粉、ケイ酸マグネシウム粉、ケイ酸カルシウム粉、窒化ホウ素粉、二硫化モリブデンなどを添加することができる。
【００２７】
以下本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１において、本発明が従来例のモータと異なる点は、回転軸８をスラスト支持するスラスト部材１３に、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有し、その圧縮強度が５０ｋｇ以上であるポリイミド樹脂組成物から成形したスラスト部材を用いたことにある。
【００２９】
（実施例１〜５、比較例１〜３）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、固定炭素量９７％、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛を３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実破壊荷重が５０ｋｇ以上のスラスト部材を成形した。得られたスラスト部材を用いて、回転軸８の先端凸部８ａとスラスト部材１３との接触部に、鉱油、合成油等からなる潤滑剤を点滴し、摩耗試験を実施した。摩耗試験においては、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（１．７５ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を２５００ｒｐｍとし、１０００時間経過後に摩耗量を測定した。これを実施例１とした。
【００３０】
ｐ価０．２４、固定炭素量８９％、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛を用いた以外は実施例１と同様にスラスト部材を成形し、同一条件下で摩耗試験を実施した。これを実施例２とした。
【００３１】
実施例１と同一のスラスト部材を用いて、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを実施例３とした。
【００３２】
実施例２と同一のスラスト部材を用いて、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを実施例４とした。
【００３３】
ｐ価０．２６、固定炭素量９７％、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛を用いた以外は実施例１と同様にスラスト部材を成形し、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを実施例５とした。
【００３４】
次に、ピロメリット酸と４，４′−ジアミノジフェニルエーテルの重縮合物であるポリイミド樹脂８５重量％と、実施例１で用いたものと同一の黒鉛１５重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度で焼成し、スラスト部材を成形した。実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを比較例１とした。
【００３５】
また、ポリフェニレンサルファイドに炭素繊維を充填した材料で、スラスト部材を成形した。実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを比較例２とした。
【００３６】
さらに、比較例２と同一のスラスト部材を用いて、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを比較例３とした。
【００３７】
摩耗量の測定結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
ここで、測定不可とは、スラスト部材が摩滅するか、または原形をとどめない程摩耗してしまい、摩耗量を測定することができないことをいう（以下、同様の定義である）。
【００４０】
実施例１と比較例１とを比較すると、ピロメリット酸と４，４′−ジアミノジフェニールエーテルの重縮合物であるポリイミド樹脂に対して、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂を用いる方が耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００４１】
また、実施例１と比較例２とを比較すると、本発明のスラスト部材は、ポリフェニレンサルファイドに炭素繊維を充填した材料からなるスラスト部材と摩耗量が同等であることがわかる。実施例１と同一のスラスト部材を無潤滑で用いた実施例３と、比較例２と同一のスラスト部材を無潤滑で用いた比較例３とを比較すると、無潤滑では、本発明のスラスト部材の耐摩耗性が非常に優れていることがわかる。
【００４２】
さらに、実施例１と実施例２とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合は、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下の黒鉛を用いた場合には、固定炭素量に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。実施例１と実施例３とを比較すると、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下、固定炭素量が９７％以上であれば、潤滑剤とともに用いても、無潤滑で用いても耐摩耗性は同等であることがわかる。実施例２と実施例４とを比較すると、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％より少ない場合には、潤滑剤とともに用いた方がよいことがわかる。実施例３と実施例４とを比較すると、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下の黒鉛であれば、無潤滑で使用する場合には、固定炭素量が高い方がよいことがわかる。実施例３と実施例５とを比較すると、平均粒径５μｍ以下で、固定炭素量が９７％以上であれば、無潤滑で用いる場合にはｐ価の値に影響されることなく耐摩耗性に優れることがわかる。
【００４３】
（実施例６〜９、比較例４〜６）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、固定炭素量９７％以上、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実施例６から実施例９、および比較例４から比較例６までのそれぞれ実破壊荷重が異なるスラスト部材を成形した。摩耗試験は、回転軸８の先端凸部８ａとスラスト部材１３との接触部に、鉱油、合成油等からなる潤滑剤を点滴し、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（２．０ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を３０００ｒｐｍとして、１００時間行った。１００時間経過後の結果を表２に示す。
【００４４】
さらに、摩耗試験を行った後、室温２３℃のもとで、試験片に外径方向より１ｍｍ／分で圧縮荷重を加え、実破壊荷重を測定した。その結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
表２より、実破壊荷重が５０ｋｇ以上である場合と５０ｋｇ未満である場合とでの摩耗量に著しい差で生じることがわかる。
【００４７】
（実施の形態２）
（実施例１０〜１３、比較例７）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、平均粒子径３〜５μｍ、固定炭素量９７％の黒鉛３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実破壊荷重５０ｋｇ以上のスラスト部材を成形した。得られたスラスト部材を用いて、回転軸８の先端凸部８ａとスラスト部材１３との接触部に、鉱油、合成油等からなる潤滑剤を点滴し、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（１．５ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を２５００ｒｐｍとして、摩耗試験を実施した。３００時間経過後に摩耗量を測定した。これを実施例１０とした。
【００４８】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２４、平均粒子径７〜１０μｍ、固定炭素量９７％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１１とした。
【００４９】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２４、平均粒子径７〜１０μｍ、固定炭素量８９％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１２とした。
【００５０】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径３μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１３とした。
【００５１】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径１０μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを比較例７とした。
【００５２】
結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
【００５４】
実施例１０と実施例１１とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。実施例１１と実施例１２とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が７〜１０μｍであれば、固定炭素量に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。実施例２と実施例１０〜１２とから、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であれば、平均粒径および固定炭素量に関係なく優れた耐摩耗性が得られることがわかる。
【００５５】
実施例１０と実施例１３とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、平均粒径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上であれば、ｐ価に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。
【００５６】
実施例１３と比較例７とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５以上で、固定炭素量が９７％以上であれば、粒径が小さい方が耐摩耗性に優れることがわかる。
【００５７】
（実施の形態３）
（実施例１４〜１９）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、固定炭素量９７％、平均粒径３〜５μｍの黒鉛３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実破壊荷重が５０ｋｇ以上のスラスト部材を成形した。得られたスラスト部材を用いて、無潤滑で、摩耗試験を実施した。摩耗試験においては、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（１．７５ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を２５００ｒｐｍとし、３００時間経過後の摩耗量を測定した。これを実施例１４とした。
【００５８】
実施例１４の黒鉛に代えて、平均粒子径７〜１０μｍの黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１５とした。
【００５９】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径３μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１６とした。
【００６０】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径１０μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１７とした。
【００６１】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径３８μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１８とした。
【００６２】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径５４μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１９とした。
【００６３】
測定結果を表４に示す。
【００６４】
【表４】
【００６５】
実施例１４および実施例１５から、無潤滑で用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。実施例１７〜１９より、無潤滑で用いる場合には、ｐ価が０．２５以上であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。実施例１４と実施例１６とを比較すると、無潤滑で用いる場合には、平均粒径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上であれば、ｐ価に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。実施例１６と実施例１７とを比較すると、無潤滑で用いる場合には、ｐ価が０．２５以上であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。以上の考察より、無潤滑で使用する場合には、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径およびｐ価に関係なく優れた耐摩耗性が得られることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形し、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上である組成物をスラスト部材として用いることにより、高ＰＶ値の条件下でも耐摩耗性に優れた特性を有するスラスト部材を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転体の回転軸端を支持するスラスト部材を用いたモータの側断面図である。
【符号の説明】
１ ピンチローラ
２ 第１の平面
３ 永久磁石
４ 固定子平板
５ 固定巻線
６ バックヨーク
７ 第２の平面部
８ 回転軸
８ａ 回転軸端部
９ ボス
１０ 軸受ハウジング
１１ 下部軸受
１２ 上部軸受
１３ スラスト部材
１３ａ スラスト部材１３の平坦面
１４ スラスト保持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸端を支持するピポット型スラスト軸受などのスラスト部材に関し、さらに詳しくは、電気および電子機器、すなわち、ビデオテープレコーダやオーディオカセットテープレコーダなどの映像、音響機器、およびコンパクトディスクプレーヤ、ハードディスク装置、フロッピーディスク装置のような各種データ装置などに使用されるモータの回転軸端を支持するスラスト部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、回転体の回転軸端を支持するスラスト部材を採用したモータの側断面図である。同図において、第１の平面部２に複数の所定の極に着磁された円環状の永久磁石３と、上記第１の平面部２と所定の間隙を有して対向し、電気配線部を有するところの磁性材料製の固定子平板４上に施された複数相の固定子巻線５とを具備している。また永久磁石３は磁性材料からなるバックヨーク６に永久磁石３の第２の平面部７を当接して固着されている。
【０００３】
一方、モータの回転軸８にはボス９を介してバックヨーク６が固着され、永久磁石３と一体的に回転するように構成されている。回転軸８は、固定子平板４に取り付けられた軸受ハウジング１０の下部に設けられた軸受１１ならびに上部に設けられた軸受１２に嵌合し、回転自在に軸承されている。回転軸８をスラスト支持するスラスト部材１３は、スラスト保持部材１４により保持される。軸受ハウジング１０に螺合したスラスト部材保持部材１４を治工具等を用いて回転させると、これとともにスラスト部材１３は軸方向に移動するので、スラスト部材１３の平坦面１３ａは回転軸端部８ａに当接し、上方に付勢された回転軸８もそれに追従して移動する。したがって、永久磁石３の第１の平面部２と固定子平板４の空隙距離を容易にかつ適正に調整することができる。また図１に示すように、回転軸８の先端部８ａ形状は凸球面状であり、この先端部８ａがスラスト部材１３の平坦面１３ａに摺動自在に当接し、スラスト支持する。なお、ピンチローラ１が回転軸８に近接して設けられている。
【０００４】
従来、このスラスト部材は、摺動性および強度を兼ね備えた樹脂であるピロメリット酸と４，４′−ジアミノジフェニールエーテルの重縮合物であるポリイミド樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂などにより成形されていた。
【０００５】
一方、新規なポリイミド樹脂として、特表平６−５０１７３８号に、従来のポリイミド樹脂が有する良好な物性を有するとともに、従来のポリイミド樹脂と比較して極めて改良された加水分解および酸化安定性を示すポリイミド樹脂として、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と少なくとも約６０％がメタフェニレンジアミンである芳香族ジアミンとから製造したポリイミド樹脂が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来例のモータにおいて、例えば永久磁石３がストロンチウムフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2 Ｏ3 ）製であり、外径が５５ｍｍ、厚みが４. ５ｍｍ、永久磁石３と軟鉄材からなる固定子平板４の空隙距離が２ｍｍであるモータにおいては、永久磁石３の磁力による吸引力は１．５ｋｇ以上にも達する。このような、永久磁石の磁力による吸引力が非常に大きい径の大きなモータや、高速で回転するモータにおいては、回転軸８とスラスト部材１３の接触部におけるＰＶ値（Ｐはスラスト部材の接触部における圧縮応力であり、Ｖは接触部の摺動速度である。）が非常に大きくなることにより、接触部の温度も上昇するため、従来の樹脂から成るスラスト部材１３は容易に摩耗する。この摩耗によって回転軸８は軸受方向の上方に移動し、永久磁石３の第１の平面部２と固定子巻線５が接触し、モータの回転不良を招くという問題点があった。
【０００７】
また、回転軸８とスラスト部材１３は、略々点接触である。接触部の摩擦係数を下げることによって発熱を抑えるために、接触部に鉱油、合成油等からなる潤滑剤を適量点滴していた。しかしながら、使用条件により潤滑油が無くなった場合、摩耗が著しく増加するという問題点もあった。
【０００８】
本発明は上記した問題点に鑑み、高ＰＶ値の条件下で耐摩耗特性に優れた特性を有するスラスト部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のスラスト部材は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に基づくスラスト部材は、前記黒鉛の（１）黒鉛化度（ｐ価）が０．２５以上であり、平均粒子径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上であるか、または（２）黒鉛化度（ｐ価）が０．２５未満である、上記のポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であるスラスト部材である。この場合は回転軸端の支持体として潤滑剤とともに用いられる。
【００１１】
さらにまた、本発明に基づくスラスト部材は、前記黒鉛の固定炭素量が９７％以上である上記のポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であるスラスト部材である。この場合回転軸端の支持体として潤滑剤なしで用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のスラスト軸受のポリイミド樹脂は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と、１，３−フェニレンジアミンとからなるものであり、１ｇ当たりの表面積が１５平方メートル以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明で用いるポリイミド樹脂は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとを本質的に等モル量で反応させることにより製造することができる。これらの反応体を、これらの反応体のどちらかと感知できる程反応する官能基を有しておらず、かつ約８から１０のｐＨを示す有機溶媒中で一緒にする。最終粒子状生成物で高い表面積を達成するために有機溶媒としては、ジメチルアセトアミドまたはピリジンが好ましい。溶媒は、ジアミンとカルボン酸無水物とのポリマー状反応生成物の濃度がこの溶液の約１から５０重量％、好ましくは約１から２０重量％となるような量で使用される。次に得られるポリアミド酸を沈殿させると同時に、これを少なくとも部分的にポリイミドに変換するために、非溶媒を用いる。この非溶媒としてはポリイミドの製造で使用される公知の如何なるものも使用することができるが、最終生成物に高い表面積を与えるとともに、優れた機械的強度を提供することができるアセトンを用いることが好ましい。非溶媒は、非溶媒と反応溶媒の全量の少なくとも約４０％、好ましくは約６０から８０％で用いられる。
【００１４】
本発明において用いられる黒鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれでもよい。
【００１５】
天然黒鉛は、天然に地熱と地下の高圧、および永い時間の間にほぼ完全に黒鉛化したものが地中より産出したものなので、黒鉛化度が高く摺動時の劈開性に優れ、したがって良好な潤滑性を示すものであり、潤滑性に優れている。また、一般的に天然黒鉛は、アスペクト比も大きいことにより、層状平面が摺動面になる。従って、潤滑油が金属表面と層状表面の凝着のみならず、不純物の凝着をも阻止することにより、表面の摩耗は生じにくい。
【００１６】
人造黒鉛は、例えばピッチ由来のコークスをタールやピッチで固めて約１２００℃で焼成してから黒鉛化炉に入れ、約２３００℃の高温で炭素の結晶を成長させたものが好ましい。
【００１７】
耐摩耗性に優れ、結晶化処理前後の成形品の収縮率の少ないスラスト部材を得るためには、好ましくは、固定炭素量が９７％以上の黒鉛を用いる。ここで黒鉛化成分中の固定炭素とは、石炭試験法の工業分析において、水分、灰分、揮発分を定量して除いた残りの成分であって、炭素を主成分として少量の水素、酸素、窒素を含むものである。
【００１８】
また、黒鉛に含有される灰分の量が少ないことにより研磨性が小さくなる。さらに、相手材表面において黒鉛微細粒子の黒鉛の転移層が形成されるため、摺動面においては３元摩耗（相手材とスラスト部材と転移層を形成できない摩耗粉との三者によって生ずる摩耗のこと）の状態が生じにくく、無潤滑時においても研磨性を低下させることができる。したがって、本発明のスラスト部材を、無潤滑で回転軸端の支持体として用いる場合には、固定炭素量は９７％以上でなければならない。
【００１９】
黒鉛の黒鉛化度（ｐ価）も摺動性に影響を及ぼす。ここでの黒鉛化度（ｐ価）とは、乱層構造の存在する確率であり、黒鉛構造の存在する確率は、（１−ｐ）で表される。具体的には、平行な層面よりなる結晶子からのＸ線散乱強度の和により炭素の構造モデルを導きだしたＦｒａｎｋｌｉｎの理論式から求められる。
【００２０】
黒鉛の形状は特に限定されるものではないが、好ましくは鱗片状のものである。
【００２１】
本発明のスラスト部材を潤滑剤とともに回転軸端の支持体として用いる場合には、後述の実施例に示すとおり、黒鉛の黒鉛化度（ｐ価）が０．２５以上であれば、平均粒子径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上でなければならない。また、黒鉛化度（ｐ価）が０．２５未満であるならば、平均粒子径および固定炭素量は特に制限されない。
【００２２】
回転軸端の支持体として当初は潤滑剤とともに用い、潤滑剤が切れた後にも良好な摺動性を得ることができるスラスト部材は、黒鉛化度（ｐ価）、平均粒径、および固定炭素量と、潤滑または無潤滑との関係より、黒鉛化度（ｐ価）が０．２５以上、平均粒子径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上の黒鉛を用いるか、黒鉛化度（ｐ価）が０．２５未満、固定炭素量が９７％以上の黒鉛を用いることにより提供される。
【００２３】
ポリイミド樹脂の粉末と、黒鉛とは、後述の実施例で示すとおりその成形品の圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であるような配合割合で混合されなければならない。ここでの圧縮破壊強度とは、室温２３℃下で、外径２．８ｍｍ、厚さ２ｍｍの円柱状試験片に外径方向より１ｍｍ／分で圧縮荷重を加える試験において得られる実破壊荷重であり、圧縮破壊強度５０ｋｇ以上とは、このような試験法により測定された実破壊荷重が５０ｋｇ以上であることをいう（本明細書中の圧縮破壊強度は同様の定義である）。
【００２４】
本発明で用いたポリイミド樹脂組成物は具体的な成形条件により多少異なる強度を提供するため、ポリイミド樹脂粉末と黒鉛との具体的な配合割合によってポリイミド樹脂組成物を特定することはできないが、ポリイミド樹脂と黒鉛との配合割合を、重量に基づき９０〜５０：１０〜５０を目安とし、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上になるように決定する。
【００２５】
黒鉛とポリイミド樹脂の粉末とを混合し、金型に充填し、圧縮成形により所望の形状とし、通常１３０℃から４００℃の温度で更に熱硬化させることにより、ポリマーからポリイミドへの実質的に完全な変換を生じさせる。
【００２６】
本発明で用いたポリイミド樹脂組成物は、スラスト部材の圧縮破壊強度および摺動性に影響を及ぼさない範囲で、公知の固体潤滑剤、たとえば、フッ素樹脂、炭素繊維、アラミド繊維、無機繊維、球状無機物、雲母、ケイ酸アルミニウム粉、ケイ酸マグネシウム粉、ケイ酸カルシウム粉、窒化ホウ素粉、二硫化モリブデンなどを添加することができる。
【００２７】
以下本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１において、本発明が従来例のモータと異なる点は、回転軸８をスラスト支持するスラスト部材１３に、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有し、その圧縮強度が５０ｋｇ以上であるポリイミド樹脂組成物から成形したスラスト部材を用いたことにある。
【００２９】
（実施例１〜５、比較例１〜３）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、固定炭素量９７％、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛を３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実破壊荷重が５０ｋｇ以上のスラスト部材を成形した。得られたスラスト部材を用いて、回転軸８の先端凸部８ａとスラスト部材１３との接触部に、鉱油、合成油等からなる潤滑剤を点滴し、摩耗試験を実施した。摩耗試験においては、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（１．７５ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を２５００ｒｐｍとし、１０００時間経過後に摩耗量を測定した。これを実施例１とした。
【００３０】
ｐ価０．２４、固定炭素量８９％、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛を用いた以外は実施例１と同様にスラスト部材を成形し、同一条件下で摩耗試験を実施した。これを実施例２とした。
【００３１】
実施例１と同一のスラスト部材を用いて、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを実施例３とした。
【００３２】
実施例２と同一のスラスト部材を用いて、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを実施例４とした。
【００３３】
ｐ価０．２６、固定炭素量９７％、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛を用いた以外は実施例１と同様にスラスト部材を成形し、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを実施例５とした。
【００３４】
次に、ピロメリット酸と４，４′−ジアミノジフェニルエーテルの重縮合物であるポリイミド樹脂８５重量％と、実施例１で用いたものと同一の黒鉛１５重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度で焼成し、スラスト部材を成形した。実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを比較例１とした。
【００３５】
また、ポリフェニレンサルファイドに炭素繊維を充填した材料で、スラスト部材を成形した。実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを比較例２とした。
【００３６】
さらに、比較例２と同一のスラスト部材を用いて、無潤滑である以外は、実施例１と同様に摩耗試験を行った。これを比較例３とした。
【００３７】
摩耗量の測定結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
ここで、測定不可とは、スラスト部材が摩滅するか、または原形をとどめない程摩耗してしまい、摩耗量を測定することができないことをいう（以下、同様の定義である）。
【００４０】
実施例１と比較例１とを比較すると、ピロメリット酸と４，４′−ジアミノジフェニールエーテルの重縮合物であるポリイミド樹脂に対して、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂を用いる方が耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００４１】
また、実施例１と比較例２とを比較すると、本発明のスラスト部材は、ポリフェニレンサルファイドに炭素繊維を充填した材料からなるスラスト部材と摩耗量が同等であることがわかる。実施例１と同一のスラスト部材を無潤滑で用いた実施例３と、比較例２と同一のスラスト部材を無潤滑で用いた比較例３とを比較すると、無潤滑では、本発明のスラスト部材の耐摩耗性が非常に優れていることがわかる。
【００４２】
さらに、実施例１と実施例２とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合は、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下の黒鉛を用いた場合には、固定炭素量に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。実施例１と実施例３とを比較すると、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下、固定炭素量が９７％以上であれば、潤滑剤とともに用いても、無潤滑で用いても耐摩耗性は同等であることがわかる。実施例２と実施例４とを比較すると、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％より少ない場合には、潤滑剤とともに用いた方がよいことがわかる。実施例３と実施例４とを比較すると、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が５μｍ以下の黒鉛であれば、無潤滑で使用する場合には、固定炭素量が高い方がよいことがわかる。実施例３と実施例５とを比較すると、平均粒径５μｍ以下で、固定炭素量が９７％以上であれば、無潤滑で用いる場合にはｐ価の値に影響されることなく耐摩耗性に優れることがわかる。
【００４３】
（実施例６〜９、比較例４〜６）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、固定炭素量９７％以上、平均粒径３〜５μｍの燐片状の黒鉛３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実施例６から実施例９、および比較例４から比較例６までのそれぞれ実破壊荷重が異なるスラスト部材を成形した。摩耗試験は、回転軸８の先端凸部８ａとスラスト部材１３との接触部に、鉱油、合成油等からなる潤滑剤を点滴し、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（２．０ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を３０００ｒｐｍとして、１００時間行った。１００時間経過後の結果を表２に示す。
【００４４】
さらに、摩耗試験を行った後、室温２３℃のもとで、試験片に外径方向より１ｍｍ／分で圧縮荷重を加え、実破壊荷重を測定した。その結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
表２より、実破壊荷重が５０ｋｇ以上である場合と５０ｋｇ未満である場合とでの摩耗量に著しい差で生じることがわかる。
【００４７】
（実施の形態２）
（実施例１０〜１３、比較例７）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、平均粒子径３〜５μｍ、固定炭素量９７％の黒鉛３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実破壊荷重５０ｋｇ以上のスラスト部材を成形した。得られたスラスト部材を用いて、回転軸８の先端凸部８ａとスラスト部材１３との接触部に、鉱油、合成油等からなる潤滑剤を点滴し、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（１．５ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を２５００ｒｐｍとして、摩耗試験を実施した。３００時間経過後に摩耗量を測定した。これを実施例１０とした。
【００４８】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２４、平均粒子径７〜１０μｍ、固定炭素量９７％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１１とした。
【００４９】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２４、平均粒子径７〜１０μｍ、固定炭素量８９％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１２とした。
【００５０】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径３μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１３とした。
【００５１】
実施例１０の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径１０μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１０と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを比較例７とした。
【００５２】
結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
実施例１０と実施例１１とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。実施例１１と実施例１２とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であり、平均粒径が７〜１０μｍであれば、固定炭素量に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。実施例２と実施例１０〜１２とから、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であれば、平均粒径および固定炭素量に関係なく優れた耐摩耗性が得られることがわかる。
【００５５】
実施例１０と実施例１３とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、平均粒径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上であれば、ｐ価に関係なく耐摩耗性に優れることがわかる。
【００５６】
実施例１３と比較例７とを比較すると、潤滑剤とともに用いる場合には、ｐ価が０．２５以上で、固定炭素量が９７％以上であれば、粒径が小さい方が耐摩耗性に優れることがわかる。
【００５７】
（実施の形態３）
（実施例１４〜１９）
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂７０重量％と、ｐ価０．２４、固定炭素量９７％、平均粒径３〜５μｍの黒鉛３０重量％とを混合し、その混合物を金型に充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上で圧縮し、３５０℃以上の温度にて焼成し、実破壊荷重が５０ｋｇ以上のスラスト部材を成形した。得られたスラスト部材を用いて、無潤滑で、摩耗試験を実施した。摩耗試験においては、スラスト部材１３に、ステンレス鋼からなる回転軸８の先端凸部８ａ（先端シャフトＲ径３．５ｍｍ）を通じて永久磁石３の吸引力（１．７５ｋｇ）を付加し、回転軸８の回転数を２５００ｒｐｍとし、３００時間経過後の摩耗量を測定した。これを実施例１４とした。
【００５８】
実施例１４の黒鉛に代えて、平均粒子径７〜１０μｍの黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１５とした。
【００５９】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径３μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１６とした。
【００６０】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径１０μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１７とした。
【００６１】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径３８μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１８とした。
【００６２】
実施例１４の黒鉛に代えて、ｐ価０．２６、平均粒子径５４μｍ、固定炭素量９９％の黒鉛を用いた以外は実施例１４と同様にスラスト部材を成形し、摩耗試験を行った。これを実施例１９とした。
【００６３】
測定結果を表４に示す。
【００６４】
【表４】
実施例１４および実施例１５から、無潤滑で用いる場合には、ｐ価が０．２５未満であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。実施例１７〜１９より、無潤滑で用いる場合には、ｐ価が０．２５以上であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。実施例１４と実施例１６とを比較すると、無潤滑で用いる場合には、平均粒径が５μｍ以下であり、固定炭素量が９７％以上であれば、ｐ価に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。実施例１６と実施例１７とを比較すると、無潤滑で用いる場合には、ｐ価が０．２５以上であり、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径に関係なく、優れた耐摩耗性が得られることがわかる。以上の考察より、無潤滑で使用する場合には、固定炭素量が９７％以上であれば、平均粒径およびｐ価に関係なく優れた耐摩耗性が得られることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形し、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上である組成物をスラスト部材として用いることにより、高ＰＶ値の条件下でも耐摩耗性に優れた特性を有するスラスト部材を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転体の回転軸端を支持するスラスト部材を用いたモータの側断面図である。
【符号の説明】
１ ピンチローラ
２ 第１の平面
３ 永久磁石
４ 固定子平板
５ 固定巻線
６ バックヨーク
７ 第２の平面部
８ 回転軸
８ａ 回転軸端部
９ ボス
１０ 軸受ハウジング
１１ 下部軸受
１２ 上部軸受
１３ スラスト部材
１３ａ スラスト部材１３の平坦面
１４ スラスト保持部材
Claims (6)
- 回転軸端を支持するスラスト部材において、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１，３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であることを特徴とするスラスト部材。
- 回転軸を支持するスラスト部材において、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１、３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、固定炭素量が９７％以上である黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であることを特徴とするスラスト部材。
- 回転軸を支持するスラスト部材において、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１、３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛化度が０．２５未満である黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であることを特徴とするスラスト部材。
- 回転軸を支持するスラスト部材において、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物と１、３−フェニレンジアミンとから成るポリイミド樹脂と、黒鉛化度が０．２５以上、平均粒子径が５μｍ以下、および固定炭素量が９７％以上である黒鉛とを含有したポリイミド樹脂組成物から成形され、圧縮破壊強度が５０ｋｇ以上であることを特徴とするスラスト部材。
- 潤滑剤を使用しないことを特徴とする請求項２に記載のスラスト部材の使用方法。
- 潤滑剤とともに用いることを特徴とする請求項３または４に記載のスラスト部材の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04980198A JP3649896B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | スラスト部材およびその使用方法 |
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|---|---|---|---|
| JP04980198A JP3649896B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | スラスト部材およびその使用方法 |
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| JPH11247859A JPH11247859A (ja) | 1999-09-14 |
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- 1998-03-02 JP JP04980198A patent/JP3649896B2/ja not_active Expired - Fee Related
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