JPH03172327A - プラスチック摺動部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種家電機器、ＯＡ機器、精密機器に用いられ
るギヤ、軸受、カム等の摺動部材に関し、さらに詳しく
は、低騒音性のプラスチック摺動部材に関する。

（従来の技術および背景） 近年、プラスチックは、成形技術の向上、新材料の開発
等により精度および性能が向上し、各種家電機器、ＯＡ
機器、精密機器等の分野において、幅広く使用されてい
る。

特にプラスチックギヤは、金属ギヤに比べて剛性や強度
といった点では劣るものの、大量生産によるコストダウ
ン、耐食性、騒音低減等の点が重視されて伝達トルクの
小さい小型のギヤを中心に幅広く使用されている。

そして、精密小型ギヤの成形材料としては、成形精度、
疲労強度等ギヤ用材料に要求される特性のバランスが比
較的優れたポリアセクールが多く使用されている。しか
し、このポリアセタールからなるギヤも、比較的高負荷
・高速回転のギヤに用いると騒音が大きくなる。

一方、各種家電機器等の摺動部材の市場ニーズとしては
、高負荷・高速の使用条件の下で、低騒音化に加えて、
耐摩耗性、摺動潤滑性、成形精度等の一層の向上が望ま
れている。

これに関して、特開昭６３−２８４２５４号公報には、
「６０〜９４重量部のポリアセクール（成分ａ）と、４
〜３０！Ｉｊｆｆｔ部のポリオレフィン（成分ｂ）と、
２〜ｌＯ重量部のカーボンブラック（成分Ｃ）からなり
、且つ成分ａ、ｂ、Ｃの合計珊が１００重層部の樹脂材
料の成形体であることを特徴とする電気機器用摺動部材
」に関する発明が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記公報に開示された摺動部材は、ポリアセクールとポ
リオレフィンでマトリックス樹脂を構成しようとするも
のであるが、これらは化学構造が異なるため相溶性が悪
く、混練時相分離を起こしやすい。さらに両者の溶融温
度には差があるため（ポリアセタール＝１７０〜１９０
″Ｃ、ポリオレフィン＝２００〜２２０℃）、完全に溶
融混練しようとするとポリアセタールが分解する。

たとえ混練押出できても、大きな剪断力を受ける射出成
形においては相分離し易く、寸法安定性、形状精度、ウ
ェルド強度などに問題を生じる。

また、ポリアセクールもしくはポリオレフィン単独のも
のでは、樹脂の損失係数が低く、高負荷・高速条件下で
は衝撃音が問題となる。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、安定した混練押出が
可能で、寸法安定性・形状精度・耐摩耗性に優れ且つ低
騒音で高負荷・高速条件での使用にも十分に耐え得るプ
ラスチック摺動部材を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の要旨は、下記成分（
Ａ）〜（Ｄ）からなることを特徴とするプラスチック摺
動部材にある。

成分（Ａ）が２０〜１５重量％のポリオレフィン系樹脂
、成分（Ｂ）が１０〜３５重量％のポリオレフィン系熱
可塑性エラストマー、成分（Ｃ）が１０〜３０重量％の
無機質繊維、金属粉のいずれか一方または両方からなる
もの、成分（Ｄ）が５〜１５重量％の固体潤滑剤からな
るもので、成分（Ａ）〜（１））の合計が１００重量％
である。

無機質繊維としては、例えばチタン酸カリウム、硫酸カ
ルシウム等を用いることができる。

金属粉としては、例えば銅合金、アルミニウム合金等の
粉末を用いることができる。

固体潤滑剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥともいう）、グラファイト、二硫化モリブ
デン等を用いることができる。

（作用） マトリックス樹脂が、化学構造の類似したポリオレフィ
ン系樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エラストマーから
なるため、相溶性が高く、且つ成形温度が同等でよく、
その結果、混練押出性が良好で射出成形性に優れ、形状
精度の高い成形品を得ることができる。

ポリオレフィン系樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エラ
ストマーからなるマトリックスは、その表面層がエラス
トマーリッチの不均質なマトリックス樹脂となるので、
振動が効果的に遮断され、また、損失係数が増大するの
で衝撃音が低下する。

また、無機質繊維を添加することにより強度を増すこと
ができるので、複雑形状部位や細部（例えば、歯車の歯
部）の寸法精度が向上する。

さらに、金属粉を添加することにより熱伝導性が良くな
るので熱変形を抑制し、寸法安定性が増す、また、無機
質繊維と同様に成形収縮を減少させるので、成形品の寸
法精度が向上する。

そして、固体潤滑剤を添加することにより摺動性が改善
され、摺動音の低減と耐摩耗性の向とを図ることができ
る。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例によりなんら限定されるものではない。

表１に示す配合の樹脂組成物を二軸混練押出機（池貝鉄
工■製ＰＣＭ−３０）により混練押出し、射出成形にて
所定寸法の試験片およびギヤを得て、以下に示す方法で
各特性値を測定した。

〔成形収縮率〕

２ＩＩＩＩｎ厚×直径６０ｍｌ１１の射出成形品にて測
定した。

〔（農夫係数〕

動的粘弾性試験機にて測定した。測定温度は室温、初期
前型は１ｋｇ重、動歪みは０．０１ｍｍ、チャック間距
離は３０ｍｍ、振動数は５０ｆｌｚとした。

〔動）９！擦係数〕 銘木式Ｐｉ！擦摩耗試験機にて測定した。測定温度は室
温、相手材はアルミ合金、荷重は５ｋｇ重ｃｍｚ、ずベ
リ速度は５ｃｍ／ｓｅｃとした。

〔騒音レベル］ 上記のようにして得たプラスチック製のギヤと同一形状
の金属ギヤとを噛合わせ、回転数１５Ｏｒｐｍ、トルク
２０ｋｇ−ｃｍの条件で回転させ、両ギヤから発生する
騒音レベルを測定した。

以上のようにして測定した成形収縮率、損失係数、動１
？！！係数、騒音レベルならびに成形性（混練押出特性
、射出成形性）を表１に示す。

なお、表１の配合を示す数字は重量％を示し、混練押出
特性および射出成形性の評価の○は良好を示し、×は不
良を示す。

表１から以下の点が明らかである。

１）実施例１〜５は本発明の範囲内の適正配合量の樹脂
組成物からなるので、 安定した混練押出が可能で量産に適し、射出成形性が良
好で形状精度の高い成形品を得ることができ、 成形収縮率が低くて寸法安定性に優れ、損失係数が高い
ので衝撃音が小さく、 動摩擦係数が低いので摺動音が小さい。

２）比較例１のマトリックスはポリオレフィン系樹脂単
独のものであるため、損失係数が小さく、騒音レベルが
高い。

３）比較例２は無機質繊維および金属粉を有しないため
成形収縮率が大きく、その結果ギヤの噛合精度が悪くな
るので騒音レベルが高い。

４）比較例３は固体潤滑剤を有しないため、動摩擦係数
が大きく、騒音レベルが高い。

５）比較例４のマトリックス樹脂は、化学構造の異なる
ポリアセクール樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エラス
トマーからなるので、相溶性が悪く、混練時相分離を起
こした。また、両者の溶融温度に１０°Ｃ以上の差があ
るため、完全に溶融混練しようとすると、ポリアセター
ルが熱分解した。結局、混練押出が安定してできなかっ
たため、所定の試験片およびギヤを得ることはできなか
った。

６）比較例５のマトリックスはポリアセクール樹脂単独
のものであるため、ＪＪＩ失係数が小さく、騒音レベル
が高い。

７）比較例６のマトリックスも比較例４と同様に化学構
造の異なるポリアセクール樹脂とポリオレフィン系樹脂
からなるので、混練押出が安定してできなかったため、
所定の試験片およびギヤを得ることはできなかった。

（発明の効果） ■本発明のマトリックスは、化学構造の類似したポリオ
レフィン系樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エラストマ
ーからなるので、相溶性が高く、成形温度が同等でよい
ので、混練押出性が良好で量産に適し、射出成形性に優
れるから形状精度の高い成形品が得られる。

■ポリオレフィン系樹脂とポリオレフィン系熱可塑性エ
ラストマーからなる複合マトリ・ンクスであるため、…
失係数が高（、衝撃音が小さい。

■無機質繊維または金属粉が添加されているので、成形
収縮率が小さくて寸法安定性に優れた摺動部材を得るこ
とができ、噛合不良による騒音が発生することはない。

■固体潤滑剤が添加されているので、摺動性が向ヒして
摺動音が小さくなると共に耐摩耗性が向上する。

■このように、本発明に係る摺動部材は、低騒音で、摺
動性・耐摩耗性・形状精度が優れているので、高負荷・
高速条件の下で使用しても安定した作動が期待できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記成分（Ａ）〜（Ｄ）からなることを特徴とするプラ
   スチック摺動部材。 成分（Ａ）ポリオレフィン系樹脂２０〜１５重量％、 成分（Ｂ）ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー１０
   〜３５重量％、 成分（Ｃ）無機質繊維、金属粉のいずれか一方または両
   方１０〜３０重量％、 成分（Ｄ）固体潤滑剤５〜１５重量％、 但し、成分（Ａ）〜（Ｄ）の合計は１００重量％とする
   。