JPH03500328A - 軸受 - 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】 軸　受 本発明はすべり軸受とそれに適した材料に関言るちのである。

ポリアリールエーテルケトン類のような高性能で結晶性の芳香族熱可塑性ポリマ ーは、すべり軸受用途に使われることが知られている。その一つの樹脂であるポ リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）は、高温において優れた機械的強度と油 劣化に対する抵抗性を有しているにも拘らず、未変性の状態では限界的な潤滑状 態で使われる場合、理悲的表面諸性質に比べると劣るものであった。

これらの問題を克服するため、種々のフィラー（充填物）や乾燥した潤滑材料を 表面諸性質の向上のため添加してきた。このためマトリックス（母材）が脆弱化 し、また加工が複雑となり経済的に不利であるという結果を招いている。

出願人は本質的に優れた表面性質を有し、かつ上記の不利益を克服するポリマー を見い出すに至った。

本発明の第一の観点に従えば、潤滑剤の存在下に操作されるすべり軸受の作用表 面に適する材料は、ポリシアノアリールエーテル（Ｐｏ１ｙ　ｃｙａｎｏ　ａｒ ｙｌ　ｅｔｈｅｒ、　Ｐ　ＣＡ　Ｅ　）を含む。

出願人は、ＰＣＡＥの表面性質はその高度に活性な極性ニトリルＷ（−ＣＮ）ゆ えに、特に潤滑付与軸受の用途に適することを発見した。これらニトリル基は、 ペースオイル（基油）および潤滑油中に存在する境界潤滑添加剤の両者に対し強 い親和性を有している。このため油膜特性の持続性が良好であり、例えば自動車 エンジン始動時のように軸受面と反対面との間に摩擦接触が発生する限界的潤滑 状態で寿命が改善されることにつながる。

ＰＣＡＥは固体軸受材料、すなわち軸受材料層が専らこのポリマーだけから成る もの、として使用できる。この場合ポリマー層厚さは０．１から１１ＩＩＩ、好 ましい範囲は０．２から０．４＃ＩＩ＋である。

ＰＣＡＥは前記に代り、例えばアルミニウムー錫合金のような伯の軸受材料の表 面に流す薄い被ＩＩＩ層としても使用できる。この金属性軸受材料はそれ自体、 鋼のようなより強靭な裏当材料を有していてもよい。ＰＣＡＥが被ｌＩ！＠とし て使用されるこの例においては、金属性軸受層は全体の疲労強度を高くするのに 寄与し、ポリマーは塊界江滑状態における表面性質を改善づるのに寄与する。

ＰＣＡＥ被１１１Ｎｔ！ｉハ０．０１　カラ０．０５ａｍ（７）範ＩＷ（７）０ す、好ましくは０．０２から０．０３ｔｔｍの範囲の厚さを有する。

ＰＣＡＥは直接的に、もしくは例えば焼結ブロンズまたは吹付はアルミニウムブ ロンズのような結合中間層を介して、鋼に接着される。

ＰＣＡＥを接着できる他の裏当材料には、ステンレス鋼、アルミニウム合金類や 銅系合金類が含まれる。

本発明の第二の観点に従えば、ポリシアノ７覧テ彫′エーテルを含む作用表面を 有する軸受を供給することである。

この種の軸受には、例えば薄肉半周軸受、スラストワッシャや巻きブツシュ（ｗ ｒａｐｐｅｄ　ｂｕｓｈ）が含まれる。潤滑は油またはグリースによって行なわ れる。

より変性してもよい。

補強添加剤には、例えばマイカ、炭素ｓＩＩ雑、ケブラー（商品名）のようなア ラミド繊維、金属性もしくは鉱物性繊維が含まれる。

摩擦および摩耗減少剤には、アルミニウム、酸化アンチモン、アラミド１ａ維、 アスベスト、硫酸バリウム、窒化ホウ素、硫化カドミウム、フッ化カルシウム、 炭素繊維、セラミック粉（微細晶）、クレイ、酸化クロム、コークス、酸化銅、 酸化鉄、ガラス、グラファイト、フッ化グラファイト、フッ化鉛、ヨウ化鉛、酸 化鉛類、硫化鉛、リン酸アンモニウムマンガン、金属［Ｉ、金Ｒ薄片、金属粉、 マイカ、二硫化モリブデン、フタロシアニン類、ポリオキシベンゾエート、ＰＰ ５ＳＰＴＦＥ、シリコンカーバイド、ケイ素、タルク、ウオラストナイト、硫化 亜鉛が含まれる。

ＰＣＡＥは従来の技術、例えば配合とテープ押出し、配合と型成形、粉末コーテ ィング、溶媒キャスティングや割出成形等により加工することができる。

本発明をより十分に理解できるように、単に例示を目的として数例を以下に２述 する。

実施例１ 日本の出光興産■によって製造されたＩＤ３００　（商品名）というＰＣＡＥを 、１０容１％の炭素！！維、５容量％のグラファイト、５容量％のブロンズおよ び１０容量％のＰＴＦＥと配合する。

その混合物を慣用の２軸混合押出機を用いて溶融状態で混合する。温度は３５０ と３９０℃の間に保持されるが、この温度ではＰＣＡＥは溶融状であり、ＰＴＦ Ｅはきわめて粘度の高い状態にある。得られるブレンド物をストランドの形で押 出し、固化後グラニユールに粉砕する。そのグラニユールを再度押出し、２ｏＣ ＩＲ幅、４００μｍ厚さの連続テープにする。

次いでテープを０．５ｍ孔系で多孔性な錫ブロンズ中間層を備えた厚さ１．５ｍ ＋の鋼片に接着する。裏当材料片は、誘導加熱コイルを通すことにより３５０か ら３８０℃の間に予熱しておく。裏当材はその上にポリマーテープ層を持ち、加 熱された裏当材とテープを回転ミルの間に通し、テープがブロンズ中間層の中へ 浸透するようＢ５２００メツシユ篩を１００％通過するＰＣＡＥ粉を２０１曾％ のＩＣＩ　Ｆｌｕｏｎ　ＶＸ−２（商品名）とよく混合する。この商品は２０容 最％のブロンズ粉と２０容量％のグラファイト充填ＰＴＦＥ成型パウダーから成 っている。

これら粉末を高速ミキサーで混合する。次のようにしてポリマー粉末からテスト 用軸受ライニングを作成りる。

厚さ１．５履の鋼片を裏当材どして用い、その一方の表面を研磨してきれいな荒 い表面にする。予め乾燥したポリマー粉末混合物を振動供給ホッパーにより１． ５１ｍの厚さに基板の上にひろげ、その後誘導加熱により３５０Ｄ′・ら３８０ ’Ｃの間の温度に加熱する。この半加工品をロールにかけ粉末を融合させ、連続 的均質なうイニングどする。このように被覆した半加工品を自然冷却し、軸受を 製作づる。

実施例３ 予め乾燥した１０重量％のＰＣＡＥ粉と９０％の安息香酸ベンジルとを混合する 。この註合物を２５０から２９０℃の間の温度で加熱撹拝し、ポリマー粉を安息 香酸ベンジルに溶解させる。スズ６重量％、ケイ素１１重量％、残りアルミニウ ムの組成をもつアルミニウム合金から作製された冷たい軸受中間材を、０．５秒 間浸漬し引き上げる。溶液の膜が中間材に付着する。次いで被覆した中間材を空 気循環オーブンに移し、３００から３１０℃の間の温度で約５分間保持する。こ の中間材を自然冷却する際、溶媒が被覆した中間材から蒸発する。厚さ０．０１ ＃ｌで／４０％以上の結晶性をもつＰＣＡＥ層がアルミニウム合金に付着し、上 層膜を形成する。

実施例４ ＢＳ２００メツシュ篩を１００％通過するＰＣＡＥ粉と、２０容足％のブロンズ 粉および２０容ω％のグラフアイ１−充填ＰＴＦＥ成型パウダーから構成される ＩＣＩＮ、、ｉｏｎ　ＶＸ−２（商品名＞　（’）　２　・、）’蔽ｕ”％とを 良く混合、る。

この粉末を高速ミキサーで混合する。その後このポリマー粉末から次のようにし てテスト用軸受ライニングを作製する。、裏当材は１，５履厚さの鋼片で、Ｂ５ ６０〜１００メツシユ篩サイズの球状粒子をその表面に焼結した多孔性ブロンズ 層を有するものである。予め乾燥したポリマー粉末混合物を振動供給ホッパーを 用い１．５Ｍの厚さに裏当材にひろげ、次いで誘導加熱により３５０から３８０ ℃の間の温度に加熱する。その後その半加工材をロールに通し粉末を融合させ多 孔性ブロンズ中間層に浸入させ、そして連続した均質なライニングを作る。

被覆した半加工材を自然冷却し、軸受を作製する。

実施例５ ＰＣＡＥを割出成形し、穴径２０−１長さ１５Ｍ、肉厚１．５馴のブツシュを作 った。ブツシュに対し特定の荷重、すなわち１．３１．２．６３．３．９４、て １０ザイクルのう・ストを行なった。各サイクルは所定荷重で３分の軸回転とそ れに続く３分の停止から成っていた。運転期間中油を２５ｄ／ｈｒで供給した。

ブツシュのテストは満足した結果で完了し、最大荷重においても到達した最高温 度は４６℃でなんら過熱の徴候はなかった。比較のため同寸法のポリエーテルク トン（ＰＥＫ）のブツシュを同一条件でテストすると、第２荷重２．６３Ｎ／５ １ｍ２で合計２０サイクル後に溶融により損壊した。ＰＥＥＫをべ−・スとし、 ＰＴＦＥ、グラファイト６よびブロンズを添加したもう一つの材料は、溶融によ る損壊に至る前に６．５７Ｎ／ｍ２までもちこたえた最良の例であった。ＰＣＡ Ｅのブツシュは、事実、テスト機で達成されるＲ高葡重に対し損壊せずもちこた えた。

このことから７．８８Ｎ／ａｍ２というｖＪＷはこの材料の本来的能力よりかな り低いものと推量される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポリシアノアリールエーテル（ＰＣＡＥ）を含むことを特徴とするすべり軸 受の作用表面に適する材料。 ２．マイカ、炭素繊維、アラミド繊維、金属性繊維および鉱物性繊維を含むグル ープより選はれた少なくとも一つの補強添加物を更に含有することを特徴とする 請求項１に記載の材料。 ３．アルミナ、酸化アンチモン、アラミド繊維、アスベスト、硫酸バリウム、窒 化ホウ素、硫化カドミウム、フッ化カルシウム、炭素繊維類、セラミック粉末類 （徴細品）、クレイ、酸化クロム、コークス、酸化銅、酸化鉄、ガラス、グラフ ァイト、フッ化グラファイト、フッ化鉛、ヨウ化鉛、酸化鉛類、硫化鉛、リン酸 アンモニウムマンガン、金属繊維、金属薄片、金属粉末類、マイカ、二硫化モリ ブデン、フタロシアニン頬、ポリオキシベンゾエート、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、シリ コンカーバイド、ケイ素、タルク、ウォラストナイトむよび硫化亜鉛を含むグル ーブから選はれた少なくとも一つの添加物を更に含有することを特徴とする請求 項１もしくは２のいずれか１項に記載の材料。 ４請求項１から３のいずれか１項に記載の材料ε含む ら榊ことを特徴とする作用表面を持つ軸受。 ５．軸受材料が鋼、銅合金およびアルミニウム合金を含むグループより選はれる 強い裏当材へ接着されることを特徴とする請求項４に記載の軸受。 ６．軸受材料の厚さが０．１から１ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項４ もしくは５のいずれか１項に記載の軸受。 ７．厚さが０．２から０．４ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項６に記載 の軸受。 ８．前記材料が他の金属性軸受材料の上部に薄膜層を形成することを特徴とする 請求項４に記載の軸受。 ９．前記の層の厚さが０．０１から０．０５ｍｍの範囲にあることを特徴とする 請求項８に記載の軸受。 １０．前記の層の厚さが０．０２から０．０３ｍｍの範囲にあることを特徴とす る請求項９に記載の軸受。 １１．全体的に前記の材料を含むことを特徴とする請求項４に記載の軸受。