JPH07286646A

JPH07286646A - オートテンショナの摩擦部材

Info

Publication number: JPH07286646A
Application number: JP4052895A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Niwa; 洋丹羽
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】オートテンショナの摩擦部材を、耐摩耗性に
優れ、軟質・硬質金属製摺動相手材を摩耗させず、かつ
摩擦係数が低い値で安定したものとする。【構成】ポリアミド４−６樹脂３０〜８２重量％、炭
素繊維または芳香族ポリアミド繊維５〜４５重量％、四
フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂２〜２５重量
％、必要に応じて二硫化モリブデン１〜１０重量％を含
む樹脂組成物の成形体からなるオートテンショナの摩擦
部材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等エンジンの
カム軸駆動用タイミングベルト等の張力を一定に保持す
るオートテンショナに取り付けられ、ベルトの張力に応
じて作動する部材に摺接するオートテンショナの摩擦部
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のエンジンのベルトの張
力を一定に保持するオートテンショナとして実公平５−
３７９９号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】このものは、揺動自在に支持されたブラケ
ットにプーリ支持体を取り付け、このプーリ支持体の底
壁に形成した長孔にボルトを挿入し、このボルトの外側
に嵌合した一対の６６ナイロン製の摩擦板で上記底壁を
挟み、一方の摩擦板を圧縮コイルばねで底壁に押しつ
け、一対の摩擦板と底壁の接触部に作用する摩擦抵抗に
よってプーリの揺動を減衰し、かつベルトの振動を低減
させ、ブラケットに張力調整ばねのばね力を付与してプ
ーリをベルトに押しつけてベルトの張力を一定に保持し
ようとしたものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のオートテンショナでは、揺動の減衰力を大きくしてそ
の性能を向上させるために、大型のコイルばねを使用
し、かつ摩擦面を拡大する必要があり、このために装置
が大型化するという欠点がある。またこの装置では、摩
擦部材の摩擦係数を増大させると、ベルトの変動が大き
い場合にプーリの振動が大きくなり、騒音が大きくなる
欠点もある。

【０００５】このような問題点を解決するために、本願
の出願人は、特願平４−１３８４９３号明細書におい
て、エンジンブロック等の基台に固定してカム軸を取り
付け、このカム軸を中心として揺動自在に支持されたプ
ーリ支持体とカム軸との間にくさび形空間を形成し、こ
のくさび形空間に、そのくさび形空間と略同形状の摩擦
部材と、この摩擦部材をくさび形空間の狭小部に向けて
押圧するばね部材とを組み込み、上記プーリ支持体に張
力調整ばねのばね力を付与して、プーリ支持体をベルト
張り側に偏向させるようにしたオートテンショナを提案
した。

【０００６】そして、このようなオートテンショナに組
み付けられた摩擦部材は、所要の機械的強度を有するプ
ラスチックまたは表面にフッ素樹脂被膜を被覆したプラ
スチックを用いており、またこのような摩擦部材に摺接
するプーリ支持体は、鋼またはステンレス鋼、またはこ
れらにニッケルやクロム等をメッキした比較的硬質の金
属材からなるものであった。

【０００７】しかし、上記した摩擦部材は、硬質の金属
材からなるプーリ支持体に摺接するので、比較的摩耗し
易く、また摩擦係数が安定し難いので、オートテンショ
ナが安定して動作し難いという問題点がある。

【０００８】また、プラスチック製の摩擦部材を炭素繊
維などの繊維補強材で充填すると、耐摩耗性は改善され
るが、摺動相手材を損傷するという問題点がある。

【０００９】また、摺動相手材として、Ｍｇを含むアル
ミニウム系合金に比べて比較的硬質の合金であるＭｇや
Ｓｉを含むアルミニウム系合金が採用された摺動条件で
は、これに接触する前記樹脂組成物の低摩擦特性、耐摩
耗性、摺動相手材の損傷性を全て満足させることは比較
的困難であると推定されている。

【００１０】そこで、この発明は上記した問題点を解決
し、オートテンショナの摩擦部材を、耐摩耗性に優れ、
軟質・硬質金属製摺動相手材を摩耗させず、摩擦係数が
低く安定して動作するものとすることを課題としてい
る。

【００１１】また、この発明の第２の課題は、オートテ
ンショナの摩擦部材を、ポリアミド４−６樹脂を主要材
料とする従来の組成物からなるものよりも優れた低摩擦
特性、耐摩耗性およびアルミニウム系合金等の軟質合金
に対する非攻撃性を具備するものとし、さらにはＭｇや
Ｃｕなどを含むアルミニウム系合金ばかりでなく、Ｍ
ｇ、Ｃｕ、Ｓｉなどを含むアルミニウム系合金を摺動相
手とした場合でも、上記良好な結果が得られる高性能の
オートテンショナの摩擦部材とすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、固定されたカム軸とこのカム
軸に対して偏心した状態で回転自在に取り付けられたプ
ーリ支持体との間のくさび形空間に組み込まれ、前記プ
ーリ支持体がベルトの張力に対応して揺動した際に、前
記固定軸およびプーリ支持体に摺接して適当な揺動抵抗
を与えるオートテンショナの摩擦部材において、この摩
擦部材が、ポリアミド４−６樹脂３０〜８２重量％、フ
ッ素系樹脂１〜２４重量％、炭素繊維５〜４５重量％を
含む樹脂組成物の成形体からなる構成を採用したのであ
る。

【００１３】また、前記した樹脂組成物に、さらに二硫
化モリブデン１〜１０重量％を配合することもできる。

【００１４】また、上記したオートテンショナの摩擦部
材において、炭素繊維５〜４５重量％に代えて、芳香族
ポリアミド繊維５〜４５重量％を配合した樹脂組成物を
採用することもできる。

【００１５】前記したフッ素系樹脂としては、四フッ化
エチレン樹脂を採用することができる。

【００１６】以下に、その詳細を述べる。この発明に用
いるポリアミド４−６樹脂は、下記の化１の式で表わさ
れる直鎖脂肪族ポリアミドであって、ジアミノブタンと
アジピン酸の重縮合反応によって工業的に製造される周
知の樹脂を採用することができる。

【００１７】

【化１】

【００１８】このようなポリアミド４−６樹脂は、ポリ
アミドが一般的に備えている潤滑性、耐摩耗性、耐薬品
性を有すると共に、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６−
６樹脂に比較して、引張り強さ、曲げ強さ、曲げ弾性率
などの機械的強度および耐熱性の点でより優れたもので
ある。ポリアミド４−６樹脂の市販品としては、日本合
成ゴム社製：スタニールＴＷ３００などを挙げること
ができる。

【００１９】これらの標準品樹脂成形体の代表的な物性
値を、下記の表１に示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、ポリアミド４−６樹脂は、結晶化を
進行させることで熱変形温度を約１５０℃から２２０℃
前後へ引き上げることができると考えられる。

【００２２】また、ポリアミド４−６樹脂の球晶は、約
１〜２μｍ程度であり、ポリアミド６−６の球晶の約１
０〜２０μｍと比べて約１／１０程度に小さく、このた
めにポリアミド４−６樹脂のアイゾット衝撃強さ等の強
度は高いと考えられる。また、ポリアミド４−６樹脂
は、射出成形体とした場合に流れ方向に対する成形収縮
率は比較的小さく、流れ方向の吸水による寸法変化はポ
リアミド６−６樹脂に比べてかなり小さい値を示す。

【００２３】上記したポリアミド４−６樹脂の全組成物
中の配合割合は、３０〜８２重量％である。なぜなら３
０重量％未満の少量では成形体の機械的強度が低下する
からであり、８２重量％を越える多量では、所定の充填
剤を添加しても補強効果が得られず、このため成形体の
耐摩耗性が劣る結果となり好ましくないからである。

【００２４】次に、この発明に用いる炭素繊維は、平均
繊維径が約１〜２０μｍ、好ましくは約５〜１８μｍで
あり、かつアスペクト比が約１〜８０、より好ましくは
約５〜５０のものが好ましい。なぜなら、平均繊維径が
約１μｍ未満の細いものでは繊維間の凝集が起こり、均
一分散が困難となり、また約２０μｍを越える太いもの
では軟質相手材を摩耗させるからであり、平均繊維径が
約５〜１８μｍではこのような傾向がより少なくなって
好ましい。また、アスペクト比が約１未満のものではマ
トリックス自体の補強効果が損われ機械的特性が低下
し、逆に約８０を越えると混合時の均一分散がきわめて
困難となって、摩耗特性に支障を来たし、品質低下を招
くからである。アスペクト比が約１〜８０では、このよ
うな傾向が全くなく、好ましい結果が得られる。

【００２５】この発明に用いる芳香族ポリアミド繊維
は、下記の化２の式で表わされる繊維状の耐熱樹脂とし
て周知のものであり、芳香族環がメタ位でアミド結合に
よって結合されたもの、芳香族環がパラ位でアミド結合
によって結合されたもののいずれであってもよい。

【００２６】

【化２】

【００２７】パラ系芳香族ポリアミド繊維としては、下
記化３の式で表わされる反復単位を含むパラ系芳香族ポ
リアミド繊維が挙げられる。

【００２８】

【化３】

【００２９】このような組成物に添加されるパラ系芳香
族ポリアミド繊維は、繊維軸方向に分子鎖が配列してい
るので、軸方向に高弾性・高強度であるが、直角方向に
は分子間力が弱いものである。このようにパラ系芳香族
ポリアミド繊維は軸方向の強度によって、配合された樹
脂組成物の耐摩耗性をよく向上させることができ、一
方、繊維直角方向に圧縮力を受けると分子鎖が座屈しま
たは破壊され易いので、軟質の摺動相手材を損傷しない
と考えられる。

【００３０】また、パラ系以外の芳香族ポリアミド繊維
を採用する場合は、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素
系樹脂の所定量を含むものを添加することによって、前
記組成物と同様に軟質の摺動相手材を損傷せず、耐摩耗
性に優れた組成物となる。

【００３１】パラ系芳香族ポリアミド繊維は、前記した
化３に示す反復単位を含む重合体からなり、下記化４に
示すメタ系芳香族ポリアミド樹脂とは分子構造が異なる
ものである。パラ系芳香族ポリアミド繊維の市販品とし
ては、デュポン・東レ・ケブラー社製：ケブラー、日本
アラミド社製：トワロン、帝人社製：テクノーラが挙げ
られる。

【００３２】

【化４】

【００３３】パラ系以外の芳香族ポリアミド繊維（すな
わち、メタ系の芳香族ポリアミド繊維）を使用する場合
は、フッ素系樹脂としてＰＴＦＥを採用し、その所定量
を添加する。この場合さらに、他のフッ素系樹脂を併用
することもできる。メタ系芳香族ポリアミド繊維の市販
品としては、デュポン・東レ・ケブラー社製：ノーメッ
クス、帝人社製：コーネックスが挙げられる。

【００３４】このような芳香族ポリアミド繊維の形態
は、繊維長約０．１５〜３ｍｍ、アスペクト比約１〜２
３０程度の範囲のものとなっている。

【００３５】芳香族ポリアミド繊維の形態としては、平
均繊維径が約１〜２０μｍのものが好ましく、より好ま
しくは約５〜１５μｍのものである。また、アスペクト
比は、約１〜６０のものが好ましく、より好ましくは約
１５〜４０のものである。

【００３６】芳香族ポリアミド繊維が所定範囲未満の繊
維長では、耐摩耗性が不充分となり、上記範囲を越える
繊維長では組成物中の分散不良で好ましくない。また、
上記範囲未満のアスペクト比では、粉末形状に近くなっ
て耐摩耗性改善効果が不充分となり、上記範囲を越える
アスぺクト比では組成物中の均一分散が困難で好ましく
ない。

【００３７】そして、平均繊維径が約１μｍ未満の細径
のものでは、マトリックスに混合した際に繊維間に凝集
が起こり均一な分散が困難であり、平均繊維径が約２０
μｍを越える太径のものでは、組成物が軟質相手材を摺
動摩耗するからであり、平均繊維径が約５〜１５μｍの
ものではこのような傾向が全くみられず極めて好まし
い。また、アスペクト比が約１未満のものではマトリッ
クスの補強効果がなく機械的特性が低くなり、約６０を
越えると混合時の均一な分散が困難となり、組成物の摩
耗特性が一様でなくなるからである。

【００３８】このような条件を満足する市販の芳香族ポ
リアミド繊維としては、アクゾ社製：トワロン（商品
名）が挙げられる。

【００３９】上記した芳香族ポリアミド繊維、または前
記した炭素繊維の全組成物中の配合割合は、５〜４５重
量％、好ましくは１０〜３０重量％である。なぜなら、
５重量％未満では成形体の耐摩耗性が殆ど向上せず、４
５重量％を越える多量では溶融流動性が著しく低下して
成形性が悪くなるからである。さらに前記した配合割合
が１０〜３０重量％であれば、このような傾向が全くな
く、好ましい結果が得られる。

【００４０】この発明に用いるフッ素系樹脂としては、
例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと
略称する）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡと略称する）、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰと略称する）、エチレン−テトラフルオ
ロエチレン共重合体（ＥＴＦＥと略称する）、テトラフ
ルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル−フ
ルオロオレフィン共重合合体（ＥＰＥと略称する）、ポ
リクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥと略称す
る）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体
（ＥＣＴＦＥと略称する）、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦと略称する）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦと略称
する）等が挙げられる。これらは、それぞれ単独もしく
は、例えば１：１０から１０：１の範囲で前記２種以上
の混合物として用いてもよい。

【００４１】このうちＰＴＦＥは、融点が約３２７℃で
あり、約３４０〜３８０℃でも溶融粘度が約１０¹¹〜１
０¹²ポイズと高く、融点を越えても流動し難く、フッ素
樹脂のなかでは最も耐熱性に優れた樹脂であると考えら
れている。このようなＰＴＦＥを採用する場合は、これ
が成形用の粉末であっても、また、いわゆる固体潤滑剤
用の微粉末であってもよく、市販品としては三井・デュ
ポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ、ＴＬＰ−１
０、旭硝子社製：フルオンＧ１６３、ダイキン工業社
製：ポリフロンＭ１５、ルブロンＬ５などを例示するこ
とができる。また、アルキルビニルエーテルで変性され
たようなＰＴＦＥであってもよい。一般にＰＴＦＥは、
四ふっ化エチレンの単独重合体で、圧縮成形可能な樹脂
として例えば喜多村社製：４００Ｈ等の市販の樹脂も採
用できる。

【００４２】ＰＦＡとしては、三井・デュポンフロロケ
ミカル社製：テフロンＰＦＡ−Ｊ、ＭＰ−１０、ヘキス
ト社製：ホスタフロンＴＦＡ、ダイキン工業社製：ネオ
フロンＰＦＡを、ＦＥＰとしては三井・デュポンフロロ
ケミカル社製：テフロンＦＥＰ−Ｊ、ダイキン工業社
製：ネオフロンＦＥＰを、ＥＴＦＥとしては三井・デュ
ポンフロロケミカル社製：テフゼル、旭硝子社製：アフ
ロンＣＯＰを、また、ＥＰＥとしては三井・デュポンフ
ロロケミカル社製：テフロンＥＰＥ−Ｊ、などを挙げる
ことができる。

【００４３】ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰは、フッ素系樹
脂のなかでも比較的耐熱温度が高く好ましいものであ
る。ＰＶＤＦとしては、呉羽化学工業社製；ＫＦポリマ
ーなどを例示できる。

【００４４】また、例えば芳香族系ポリエステル樹脂
は、下記の化５の式に示すポリオキシベンゾイルポリエ
ステルの他、これを共重合成分として含む共重合体を更
に約１〜１０重量％程度混合してもよい。このような芳
香族系ポリエステル樹脂は、化５に示すポリオキシベン
ゾイルポリエステルの市販品として、住友化学工業社
製：エコノールＥ１０１などを例示できる。

【００４５】

【化５】

【００４６】上記したフッ素系樹脂の配合割合は１〜２
４重量％、好ましくは５〜２５重量％である。なぜなら
１重量％未満では、自己潤滑性および耐摩耗性などの摺
動特性の改良が顕著に認められず、また２５重量％をこ
えると成形性が悪くなり、機械的特性が低下するからで
ある。同配合割合が５〜２５重量％であれば、このよう
な傾向が全くなく、好ましい結果が得られる。

【００４７】この発明に用いる二硫化モリブデンは、耐
摩耗性および寸法安定性の向上を図るために必須成分と
して添加され、その配合割合は、１〜１０重量％であ
る。なぜなら、上記所定範囲未満の配合量では、自己潤
滑性および耐摩耗性などの摺動特性の改良が顕著に認め
られず、また上記所定範囲を越える配合量では、機械的
な強度が低下し、配合量に見合う所期した効果が見られ
ないからである。

【００４８】なお、上記材料以外の添加剤としてこの発
明の効果を阻害しない範囲内で、例えば自己潤滑性、機
械的強度、および熱安定性などの向上ならびに着色等の
目的で固体潤滑剤、増量剤、粉末充填剤および顔料など
約３５０℃程度以上の高温で安定な物質を適宜混合して
もよい。また、このような添加剤を配合した際の残部ポ
リアミド４−６樹脂は、約４０重量％を下回らないよう
にすることが好ましい。

【００４９】また、ポリアミド４−６樹脂に対して各種
の添加物を添加混合する方法は特に限定するものではな
く、通常広く用いられている方法、たとえば主成分とな
る樹脂、その他の諸原料をそれぞれ個別に、またはヘン
シェルミキサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の
混合機によって適宜乾式混合した後、溶融混合性のよい
射出成形機もしくは溶融押出成形機に供給するか、又は
予め熱ロール、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出
機などで溶融混合するなどの方法を利用すればよい。

【００５０】さらに、この発明の組成物を成形する際に
は、特に成形方法を限定するものではなく、圧縮成形、
押出成形、射出成形等の通常の方法、または組成物を溶
融混合した後、これをジェットミル、冷凍粉砕機等によ
って粉砕し、所望の粒径に分級することも可能である。
なかでも射出成形法は、生産性に優れ、安価な成形体を
提供することができる。

【００５１】また、このようにして得られたペレットな
どの粒は、成形前に後述の熱処理と同程度の乾燥処理を
施しても良い。充分にペレット等の粒から水分などを蒸
発させることで、成形体の膨れや強度低下を防ぐことが
できると考えられる。

【００５２】なお、この発明においてはポリアミド４−
６樹脂を主要成分とする潤滑性組成物に、各種の添加剤
を配合することもできる。例えば、組成物の潤滑性をさ
らに改良するために、前記芳香族ポリエステル樹脂の配
合量とほぼ同等量の耐摩耗性の改良剤を配合してもよ
い。耐摩耗性改良剤の具体例としては、カーボン、グラ
ファイト、マイカ、タルク、ウォラストナイト、金属酸
化物の粉末、硫酸カルシウムなどのウィスカ、リン酸
塩、炭酸塩、ステアリン酸塩、超高分子量ポリエチレン
などを例示することができる。

【００５３】上記した材料から成形されるこの発明にお
けるオートテンショナの摩擦部材は、その形状を限定す
るものでなく、オートテンショナの仕様・条件、カム
軸、円筒部材、ばね部材などに合わせた形態をとればよ
い。

【００５４】このような成形体は、成形時のひずみを除
いて高温使用時の寸法安定性を確保するため、約１００
〜２５０℃で約０．１〜２４時間程度のアニール熱処理
をしておくことが望ましい。

【００５５】アニール熱処理温度は、約２３０℃以下、
好ましくは約１５０〜２２０℃程度で行われることが適
当である。ポリアミド４−６樹脂は、広い温度範囲にわ
たって剛性が高く、耐衝撃性も優れており、クリープな
どの歪みに対しても強く、また殆どの種類の油類や薬品
等にも耐性を示す樹脂である。また、この樹脂は結晶性
であって、その結晶化速度は大きく、吸水率はポリアミ
ド６−６樹脂よりも大きいが、吸水による寸法変化量
は、ポリアミド６−６樹脂よりも少ないと考えられてい
る。また、結晶化度の上昇で、強度や剛性の増加、耐摩
耗性や潤滑性の向上、熱膨張係数や吸水率の低下などの
性質をもっている。

【００５６】熱処理温度が約１５０℃未満の低温では、
結晶化の進行に多大の時間を要して効率が悪く、成形体
のわずかな歪みを除くことも難しくなり、寸法安定性も
得られ難いと考えられる。

【００５７】アニール熱処理温度が、約２３０℃を越
え、特に標準品熱変形温度の約２２０℃を越えると、樹
脂にかかる熱履歴の影響が大きくなり、好ましくないと
考えられる。熱処理時は、前記所定の温度に達する前
に、例えば常温、約８０℃、約１３０℃、約１８０℃、
約２２０℃、約２３０℃というように、数段階に分け
て、約１５〜１８０分程度の範囲で、約１５〜６０分毎
に徐々に昇温し、前記温度範囲内の最適な温度にて、前
記時間の範囲で温度を一定に保持してもよい。その場合
の最高温度の保持時間は、約１５〜４８０分程度であれ
ばよい。最高温度の保持時間が所定時間よりも短時間で
あると、樹脂の結晶化が不充分となって寸法安定性が悪
くなり、所定時間よりも長時間であると、「ソリ」など
の不適当な熱変形が起こり、また電気炉などのエネルギ
ー消費量の増大や製造時間の超時間化からみても製造コ
ストの低減を図ることが難しくなる。

【００５８】また、約９０〜１２０℃程度に昇温した時
にそのような一定温度で保持してもよい。このようにす
ると、成形体内に僅かに取り込まれた水分を乾燥させる
ことができ、その後、結晶化させることができる。一
方、短時間で急激に加熱して熱処理を終了させることは
好ましくない。前記水分が沸点を越えて気化し、その際
の体積膨張によって成形体に「膨れ」などの不具合が発
生する可能性が高くなるからである。

【００５９】結晶化工程後の冷却は、前記昇温時と逆の
段階を経て冷却してもよく、または約６０〜１８０分程
度の時間をかけて連続的に徐冷してもよい。

【００６０】以上のような熱処理工程を行なうことによ
り、成形体の膨れなどの不具合の発生を極力防ぐと共
に、樹脂の結晶化を確実かつ徐々に進行させて、成形体
の寸法安定性を高めて寸法精度の高い成形体を提供する
ことができる。

【００６１】また、ポリアミド４−６樹脂は、衝撃強度
も比較的良いので、オートテンショナに大きな衝撃が付
与されたとしても比較的、耐久性は持続するものと考え
られる。耐衝撃性と寸法精度の両方の点から、前記熱処
理の最適な条件を選択でき、また、仕様によっては耐衝
撃性を優先させて、前記熱処理を省略してもよい。

【００６２】また、成形体と相手部材の少なくとも一方
の摺動面の表面粗さは、Ｒｍａｘ、Ｒａ、Ｒｚ等のＪＩ
Ｓで定義された評価法によって、約３〜２５μｍ以下で
あり、好ましくは約８μｍ以下、より好ましくは約３μ
ｍ以下である。なぜなら、表面粗さが前記所定範囲を越
えると、摺動面に傷が多く付くようになり、これは摩耗
の原因になると考えられるからである。

【００６３】なお、相手材表面の仕上げ加工などの工程
に長時間を要するので、効率的でないことや樹脂材の転
移膜の形成に影響される可能性もあるため、摩耗に影響
されないような仕様や条件であれば、約３〜８μｍ程度
の範囲以下としても良いとも推定される。

【００６４】

【作用】この発明に係るオートテンショナの摩擦部材
は、ポリアミド４−６樹脂に所定の配合割合で添加され
たフッ素系樹脂、炭素繊維または芳香族ポリアミド繊
維、二硫化モリブデンがポリアミド４−６樹脂本来の摺
動特性、機械的強度を相乗的に高めるので、従来の炭素
繊維およびＰＴＦＥの併用した樹脂組成物では不充分で
あった硬質金属製の摺動相手材の非損傷性を満足しつつ
耐摩耗特性が高まり、摩擦係数も低く安定する。

【００６５】

【実施例】この発明の実施例および比較例に使用した原
材料を一括して示すと、以下の通りである。

【００６６】（１）ポリアミド４−６樹脂［ＰＡ４６］
（日本合成ゴム社製：スタニールＴＷ３００）（２）ポリアミド６−６樹脂［ＰＡ６６］（ＢＡＳＦ社
製：ウルトラミッド）（３）ポリアセタール［ＰＯＭ］（ポリプラスチック社
製：ジュラコン）（４）炭素繊維（呉羽化学社製：Ｍ１０７Ｔ、平均繊維
径１８．０μｍ、アスペクト比３８）（５）芳香族ポリアミド繊維（アクゾ社製：トワロン
Ｍｉｃｒｏ１０８８、平均繊維径１３．０μｍ、アス
ペクト比１９）（６）ＰＴＦＥ（喜多村社製：４００Ｈ）（７）二硫化モリブデン（ダウコーニング社製：モリコ
ートＺパウダー）〔実施例１〜４、比較例１〜５〕以上の原材料を表１ま
たは表２に示した割合（重量％）で配合し、ヘンシェル
ミキサーを用いて乾式混合し、さらに押出機にて溶融押
出して造粒し、これを射出圧力約１０００ｋｇｆ／ｃｍ
²、シリンダー温度約３００℃の条件で射出成形してく
さび状の摩擦部材を製造すると共に、その物性を調べる
ため、外径２１ｍｍ、内径１７ｍｍ、高さ１０ｍｍの円
筒状試験片を形成した。得られた試験片に対して次に示
す試験を行なった。

【００６７】（ａ）スラスト摩擦摩耗試験スラスト摩擦摩耗試験機を用い、摺動相手材を無電解ニ
ッケルメッキした機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）、また
は硬質クロムメッキした軸受鋼（ＳＵＪ２）として、滑
り速度毎分１０ｍ、面圧５ｋｇｆ／ｃｍ²、空気雰囲気
内、試験温度約１３０℃における摩擦係数と摩耗係数
（×１０^-10ｃｍ³／ｋｇ・ｍ）を求めた。得られた結
果を表２または表３に併記した。

【００６８】

【表２】

【００６９】

【表３】

【００７０】表２および表３の結果から明らかなよう
に、ＰＡ４−６またはＰ０Ｍを主要成分とする比較例１
〜５は、他の所定材料を配合した場合でも相手材の摩耗
損傷性、自己の摩耗係数が共に実施例に比べて顕著に劣
り、摩擦係数も高かった。

【００７１】これに対して全ての条件を満足する実施例
１〜４は、いずれも自己および摺動相手材の摩耗係数が
極めて小さく、摩擦係数も安定して低い値であった。

【００７２】次に、この発明の摩擦部材を自動車のエン
ジンのカム軸駆動用ベルトの張力調整用のオートテンシ
ョナに装着した例を図１〜３に基づいて説明する。

【００７３】図２に示すように、カム軸１は、ボルト２
の締付けによってエンジンブロック３に固定されてい
る。そして、カム軸１の外側にはすべり軸受４が嵌合さ
れ、すべり軸受４の外側にプーリ支持体５が嵌合されて
いる。プーリ支持体５は、外径面の軸心に対する偏心位
置が回転自在に支持されている。

【００７４】プーリ支持体５には、軸受６を介してプー
リ７が回転自在に支持されている。プーリ支持体５のエ
ンジンブロック側の端部には円筒部８が設けられ、この
円筒部８は、カム軸１と同軸上に位置している。円筒部
８の外側には、アーム９の一端部に設けた筒部１０が圧
入され、そのアーム９の他端部に連結した張力調整ばね
１１によってプーリ支持体５はベルト張り側に揺動さ
れ、プーリ７がベルト１２（図１参照）に押しつけられ
ている。

【００７５】そして、図３に示すように、円筒部８の内
側においてカム軸１の外周には、複数のカム面１３が周
方向に所要の間隔をおいて設けられ、カム面１３と円筒
部８の内面間にくさび形空間１４が形成されている。

【００７６】くさび形空間１４は、プーリ支持体５がベ
ルトの弛み側に揺動する方向に向けて狭くなり、そのく
さび形空間１４内にこれと同形状の摩擦部材１５と、摩
擦部材１５をくさび形空間１４の狭小部に向けて押圧す
るばね部材１６とが組み込まれている。

【００７７】ここで、カム面１３は、螺旋形もしくはカ
ム軸１の軸心に対して偏心位置に中心を有する偏心円弧
形をなし、摩擦部材１５との周方向の全接触面でくさび
角αが略一定である。

【００７８】上記の構成からなるオートテンショナは、
ベルト１２の張力が増大し、そのベルト１２でプーリ７
が押されると、プーリ支持体５がカム軸１を中心に図１
の矢印で示す方向（ベルト弛み側）に揺動しようとす
る。このとき、摩擦部材１５は、円筒部８との接触によ
ってくさび形空間１４の狭小部に向けてさらに押し込ま
れて摩擦部材１５と円筒部８の接触部に作用する摩擦力
が増大し、プーリ支持体５の揺動が抑制される。

【００７９】ここで、くさび形空間１４のくさび角α
は、滑り条件に設定されているため、ベルト１２がプー
リ７を押す押圧力が増大すると、摩擦部材１５と円筒部
８の接触部に作用する摩擦力と張力調整ばね１１のばね
力の合力を越えた分だけプーリ支持体５はベルト弛み側
へ揺動する。

【００８０】一方、ベルト１２の張力が減少すると、張
力調整ばね１１のばね力によってプーリ支持体５は、ベ
ルト張り側に揺動しようとする。このとき、摩擦部材１
５は、円筒部８との接触によってくさび形空間１４の広
幅部に向けて押し出されて、円筒部８と摩擦部材１５の
接触部における摩擦抵抗が減少する。このため、プーリ
支持体５は、ベルト張り側に速やかに揺動する。

【００８１】このように、プーリ支持体５の揺動抵抗
は、ベルト弛み側に大きく、ベルト張り側には小さい、
所謂一方向性ダンパの特性を有し、これにより、ベルト
１２の張力変動によるプーリ７の振動及びベルト１２の
振動を抑制しながら過大な張力増加や張力減少にはプー
リ７が揺動して、ベルト１２の張力を一定に保ち、オー
トテンショナとしての機能を発揮するのである。

【００８２】

【効果】この発明のオートテンショナの摩擦部材は、以
上説明したように、軟質・硬質の金属材を相手とする摺
動条件において、耐摩耗性に優れ、かつ相手材を摩耗さ
せず、しかも摩擦係数が低い値で安定し、所定のオート
テンショナに取り付けられる摩擦部材として優れた特性
を発揮する利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の摩擦部材を装着したオートテンショナ
の正面図

【図２】図１の縦断面図

【図３】図２のIII −III 線に沿った断面図

【符号の説明】

１カム軸５プーリ支持体７プーリ８円筒部１３カム面１４くさび形空間１５摩擦部材１６ばね部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定されたカム軸とこのカム軸に対して
偏心した状態で回転自在に取り付けられたプーリ支持体
との間のくさび形空間に組み込まれ、前記プーリ支持体
がベルトの張力に対応して揺動した際に、前記固定軸お
よびプーリ支持体に摺接して適当な揺動抵抗を与えるオ
ートテンショナの摩擦部材において、この摩擦部材が、ポリアミド４−６樹脂３０〜８２重量
％、フッ素系樹脂１〜２４重量％、炭素繊維５〜４５重
量％を含む樹脂組成物の成形体からなることを特徴とす
るオートテンショナの摩擦部材。
【請求項２】請求項１に記載の樹脂組成物に、さらに
二硫化モリブデン１〜１０重量％を配合したことを特徴
とするオートテンショナの摩擦部材。
【請求項３】請求項１または２に記載のオートテンシ
ョナの摩擦部材において、炭素繊維５〜４５重量％に代
えて、芳香族ポリアミド繊維５〜４５重量％を配合した
ことを特徴とするオートテンショナの摩擦部材。
【請求項４】前記フッ素系樹脂が、四フッ化エチレン
樹脂である請求項１、２または３に記載のオートテンシ
ョナの摩擦部材。