JP3886676B2

JP3886676B2 - 摺動用受け部材と摺動用受け部材のための成形材料の製造法

Info

Publication number: JP3886676B2
Application number: JP25832499A
Authority: JP
Inventors: 秋由河崎
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2019-09-13
Also published as: JP2001081204A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製の摺動用受け部材（例えば、スラストワッシャ、軸受、歯車）に関する。また、摺動用受け部材を成形するための成形材料の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂製のスラストワッシャは、例えば、トランスミッションのリテーナとミッションケースとの間に摺動用受け部材として用いられ、摺動特性と強度が要求される。摺動面には、当該面を斜め方向からこするように圧縮の力が加えられるので、前記強度として、圧縮強度に加えて、特に曲げ強度が要求される。相手歯車に噛み合う歯車の歯面も前記と同様の摺動面であるので、同様の特性が要求される。従来、スラストワッシャとしては、次のような技術が提案されている。
（ａ’）フェノール樹脂粉末と、（ｂ）補強繊維としてのアラミド繊維と、（ｃ）黒鉛粉末を、液中に分散して抄造した成形材料を準備する。この成形材料を所定形状に加熱加圧成形して摺動用受け部材とする技術である。
【０００３】
上記のスラストワッシャは、補強繊維として強度の大きいアラミド繊維を使用しており、加えて、液中に分散したアラミド繊維を抄造した成形材料を、その厚さ方向に圧縮して成形しているので、アラミド繊維の長さ方向がスラストワッシャの面方向とよく一致している。このことが、スラストワッシャの曲げ強度を大きくすることに寄与している。また、アラミド繊維の長さ方向とスラストワッシャの面方向とがよく一致していることが、スラストワッシャの動摩擦係数を小さくすることにも寄与している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、上記のスラストワッシャをはじめとする摺動用受け部材の材料組成を改良し、摺動面の摩耗を抑制して使用寿命を延ばすことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る摺動用受け部材は、（ａ）フェノール樹脂と、（ｂ）補強繊維としてのアラミド繊維を主成分として成形した摺動用受け部材が、さらに、（ｃ）黒鉛粉末と、（ｄ）球状非晶質炭素微粒子を必須成分として含有していることを特徴とする。
このような摺動用受け部材成形のためには、（ａ’）フェノール樹脂粉末と、（ｂ）補強繊維としてのアラミド繊維を主成分とし、さらに、（ｃ）黒鉛粉末と、（ｄ）球状非晶質炭素微粒子を必須成分とし、これらを液中に分散して抄造した成形材料を準備する。当該成形材料をその厚さ方向に圧縮する加熱加圧成形を行ない、所定形状の摺動用受け部材とする。
【０００６】
黒鉛粉末の配合は、動摩擦係数を小さくして摺動性を高めるために有効である。しかし、軟らかいために、相手部材への当接圧力が高い状態で摺動を続けると摩耗が早い。本発明に係る摺動用受け部材は、球状非晶質炭素微粒子が摺動面に露出している。あるいは、摺動面の摩耗に伴って球状非晶質炭素微粒子が表面に露出してくる。球状非晶質炭素微粒子は硬く、これが相手部材に当接することになるので、摺動用受け部材の摩耗を抑制することが可能になる。球状の形態は、動摩擦係数を小さくする上でも有効である。
球状非晶質炭素微粒子は、フェノール樹脂粉末を焼成して得ることができ、その径は１〜１０μｍである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る摺動用受け部材のための成形材料を製造するに当たり、フェノール樹脂粉末の粒子径は、１〜１００μｍが適当であるが、抄造するときに分散させることができれば特に限定するものではない。また、黒鉛粉末の粒子径は、１〜５０μｍが適当であるが、抄造するときに分散させることができれば特に限定するものではない。さらに、アラミド繊維は、繊維径５〜２０μｍ、繊維長１〜６mmが適当であるが、抄造するときに分散させることができれば特に限定するものではない。抄造に際しては、フェノール樹脂粉末と補強繊維としてのアラミド繊維を主成分とし、さらに、黒鉛粉末と球状非晶質炭素微粒子を使用するが、他の摺動剤や着色剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
成形材料の抄造は、上記成分を水中に分散させて行なう。これらを金網上に漉き、シート状の成形材料を抄造することができる。抄造後に乾燥する。
【０００８】
スラストワッシャを成形するときには、そのまま成形金型に仕込むことができる所定形状に打ち抜いた上記シート状の成形材料を成形金型に仕込んで、その厚さ方向に加熱加圧成形する。詳細は、後述する実施例に記載したとおりである。
【０００９】
歯車を成形するときには、上記シート状成形材料を筒状にして、又は、ロール状に重ね巻きして成形金型に仕込み、加熱加圧成形する。中心には、金属製のブッシュを配置する。加圧方向は、前記筒状にした、又は、ロール状にした成形材料の軸方向である。成形した円盤状の歯車素形体に切削加工を施して、歯を形成する。
【００１０】
上記の配合成分に、さらに、微細なガラス繊維（ミルドファイバ）を加える実施の形態は好ましいものである。摺動用受け部材の表面に露出したミルドファイバの先端が、当接した相手部材の表面を研磨して滑らかにする作用をするので、摺動用受け部材の摩耗を少なくする上で、好ましいものである。
【００１１】
【実施例】
実施例１〜２，従来例１
フェノール樹脂粉末（粒径７〜１３μｍ，鐘紡製「ベルパールＳ８９０」）、アラミド繊維（径１３μｍ，繊維長３mm）、黒鉛粉末（粒径１〜２０μｍ）、球状非晶質炭素微粒子（粒径３〜１０μｍ，フェノール樹脂粉末を２０００℃で焼成したもの）、二硫化モリブデン粉末(粒径２〜１５μｍ)、ミルドファイバ（径１０μｍ，繊維長０．１４mm）を表１に示した配合割合（重量比）で水に分散し、これを抄造してシート状の成形材料とした。抄造後に乾燥して水分を除去した成形材料は、厚さ６mm、単位重量１４５０ｇ／m²である。尚、前記乾燥は、フェノール樹脂の硬化反応が進まない温度範囲（常温）で行なった。
この成形材料を外径６８mm，穴径５８mmのドーナツ形状に打抜き加工したものを３枚重ねて加熱加圧成形（直圧成形）し、外径７０mm，穴径５６mm，厚さ３mmのスラストワッシャとした。その特性を表１に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
上記実施例では、アラミド繊維と黒鉛の配合量を従来例より減らして、これを球状非晶質炭素微粒子に置き換えている。実施例は従来例とほぼ同程度に曲げ強度と動摩擦係数を維持している。
上記実施例と従来例のスラストワッシャを摩擦盤（ＳＳ４１−２０ｓ）に１０kgf／cm²の圧力で当接し、１００℃のＡＴＦオイル中で１３ｍ／secの速度で摺動回転させて、スラストワッシャ摺動面の摩耗量を測定した。摺動距離とスラストワッシャ摺動面の摩耗量との関係を図１に示す。図１から明らかなように、実施例のスラストワッシャは、摺動面の摩耗がわずかしか進まず、長期にわたって使用できることが分かる。
【００１４】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る摺動用受け部材は、黒鉛粉末に球状非晶質炭素微粒子を組合せて配合したことにより、摺動面の摩耗が抑制され長期にわたっての使用が可能になる。加えて、ガラス繊維を配合すると、摺動面の摩耗は一層抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラストワッシャの摺動距離と摺動面の摩耗量の関係を示す図である。

Claims

（ａ）フェノール樹脂と、（ｂ）補強繊維としてのアラミド繊維を主成分とし、さらに、（ｃ）黒鉛粉末と、（ｄ）球状非晶質炭素微粒子（粒子径１〜１０μｍ）を必須成分とし、これらが所定形状に加熱加圧成形されてなることを特徴とする摺動用受け部材。
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に加えて、ガラス繊維を必須成分とする請求項１記載の摺動用受け部材。
（ａ’）フェノール樹脂粉末と、（ｂ）補強繊維としてのアラミド繊維を主成分とし、さらに、（ｃ）黒鉛粉末と、（ｄ）球状非晶質炭素微粒子（粒子径１〜１０μｍ）を必須成分とし、これらを液中に分散して抄造することを特徴とする摺動用受け部材のための成形材料の製造法。
（ａ’）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に加えて、ガラス繊維を必須成分とする請求項３記載の摺動用受け部材のための成形材料の製造法。