JPH08277334A - 摩擦装置 - Google Patents

摩擦装置

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JPH08277334A
JPH08277334A JP26468795A JP26468795A JPH08277334A JP H08277334 A JPH08277334 A JP H08277334A JP 26468795 A JP26468795 A JP 26468795A JP 26468795 A JP26468795 A JP 26468795A JP H08277334 A JPH08277334 A JP H08277334A
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polymer
polyketone
gear
gears
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JP26468795A
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Andre Wakker
アンドレ・ヴアツケル
John Wilbur Kelley
ジヨン・ウイルバー・ケリー
John Marvin Clasby
ジヨン・マーヴイン・クラスビー
John Edmund Flood
ジヨン・エドモンド・フラツド
Davis Rodney Roane
デイヴイス・ロドニー・ローン
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G67/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing oxygen or oxygen and carbon, not provided for in groups C08G2/00 - C08G65/00
    • C08G67/02Copolymers of carbon monoxide and aliphatic unsaturated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2/00Addition polymers of aldehydes or cyclic oligomers thereof or of ketones; Addition copolymers thereof with less than 50 molar percent of other substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
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    • F16C33/20Sliding surface consisting mainly of plastics
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  • Gears, Cams (AREA)
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  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い耐摩耗性を有する摩擦装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 お互いに接触して摩擦する部品から成る
装置であって、一つの部品の接触表面がポリケトンから
成り、そして他の部品の接触表面がポリマーから成る装
置によって課題が解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、お互いに接触して
摩擦する(rub against eachothe
r)部品から成る装置(arrangement)に関
する。このような装置は、本明細書中では以後、摩擦装
置と呼ばれる。摩擦装置の例は、歯車の組及び軸受であ
る。別の例は、ベルトチェーン、平面及びころ軸受、線
状軸受、滑り軸受、プーリー、滑り板、並びに機械デバ
イスにおいて運動及び力を伝える、伝達する、又は助長
する(facilitate)ために長く使用されてき
たその他の類似のデバイスである。
【0002】
【従来の技術】多くの場合には、摩擦装置中では金属部
品が使用される。ポリマーの接触表面を有する部品は、
より大きいショック及び振動の減衰、軽量化、腐食保護
性の向上、運転雑音の低減、消力化及びメンテナンスの
簡略化、並びに構成部品デザインの自由化といった利点
を一つ以上提供する魅力的な代替え品を形成する。これ
らの利点は、プリンター、コピー機械及び家庭用電化製
品例えばヒゲソリ装置及びビデオ装置のような応用にお
いて殊に重要である。摩擦装置においてしばしば使用さ
れるポリマーは、ナイロン及びポリアセタールである。
しかしながら、このようなポリマーで作られた摩擦装置
は、耐摩耗性に欠け、即ち材料に加えられた力に対して
擦り減らされる材料の量が多い。このため、装置は比較
的短い寿命を有する。装置の部品に機械加工又は一次加
工を行うことができれば有利である。更なる要件は、材
料が適切に公差を保持し、始動及び停止の、そして循環
疲労からの捩れ応力に耐えることができることである。
これらの問題は、熱的軟化に起因する塑性変形又はクリ
ープによって倍加され得る過度の摩耗からの歯の不全
(破損)(failure)をもたらす可能性がある。
加えて、歯の曲げ疲労、接触疲労(点食及び割れ(sp
alling))、熱疲労、歯の曲げ衝撃、歯の剪断、
歯の剪断、歯の刈り込み(clipping)、ケース
破砕、捩れ剪断、及び応力破裂は、類似のインパクトを
有する。かくして、材料選択及び調製の役割は、運動及
び力の伝達を良好にするデザインと明らかに大いに関係
がある。苛酷な応用における考察から、低い耐熱性、大
きな熱変形、一次加工の際の大きな収縮、及び並の機械
的強度のため、多数の熱可塑性プラスチック、熱硬化性
プラスチック及び樹脂が使用されることはなかった。
【0003】これらの考察は明らかに歯車の構造及び製
造に当てはまるけれども、力及び運動を伝える、伝達す
る、又は助長するために使用される殆どすべてのデバイ
スは必然的に類似の問題を含むこともまた心に止めなけ
ればならない。例えば、カムは、縁(又はその中の溝)
又は表面と従動節との間の連結によって運動及び力を伝
達するために一般に使用される。繰り返しの/循環の動
き及びカムと従動節の両方に作用する力の賦課に加え
て、これらの機構はしばしば大きな加速を組み込むよう
に設計される。かくして、公差を保持することができな
い(例えば、材料の損失によって)又は正確な一次加工
若しくは製造されにくい材料の使用は、むやみに偏心し
た運動そして、最後には、不全を容易にもたらす可能性
がある。それ故、正確に加工され、お互いに連絡して置
かれる時に良く機能し、そして繰り返しの/循環の動き
及び衝撃に耐えることができる材料を用いることが重要
である。同じことを、転り又は滑り接触を含む軸受に関
しても言うことができる。運動の繰り返しのそして循環
の助長は、必然的に歯車及びカムのものと類似の問題を
もたらす。事実、当業者は、材料の展望から、力及び運
動を伝えるための一つの手段における改善は、力及び運
動の伝達のすべての手段に一般に適用可能であることを
容易に認めるであろう。転り接触及び滑り接触は、殆ど
の力及び運動の歯車用途において見られる。このような
用途が平行な軸の間又は交差する軸の間である時には、
運動及び力伝達において転り接触が優勢である。平行で
はないそして交差しない軸が用いられる時には、滑り接
触が優勢である。かくして、すべての軸機構の間の力及
び運動伝達において有用な材料は、良好な摩耗及び良好
な強度の両方を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリマーの
接触表面から成りそして高い耐摩耗性を有する摩擦装置
を提供する。このような装置を求める探索は、ポリマー
材料のある組み合わせの摩擦特性を予想することは、例
え両者が異なる組み合わせから知られている場合でも、
困難であるという事実によって妨げられる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、お互いに接触
して摩擦する部品から成る装置であって、一つの部品の
接触表面が一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との
線状交互ポリマーであるポリケトンから成り、そしても
う一つの部品の接触表面がポリマー、好ましくは、炭
素、水素及び酸素を基にしたポリマーであって、ポリア
セタール及び、一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物
との線状交互ポリマーであるポリケトンから成る群から
選ばれるポリマーから成る装置に関する。このような装
置は、比較的高いトルクで使用される時に殊に良好な特
性を示す。更にまた、本発明は、力及び運動を伝えるた
めの少なくとも二つの手段から成る、力及び運動を伝え
るためのシステムであって、少なくとも一つの手段がポ
リケトンポリマーから成りそしてポリケトンポリマーか
ら成るもう一つのこのような手段に力及び運動を伝達す
るシステムに関する。運動及び力の伝送(transm
ission)は、力及び運動の移転(transla
tion)、伝達(communication)又は
助長(facilitation)を含む。
【0006】本発明による歯車は、力及び運動伝送のた
めのトルクに耐えることができるような歯の強度及び耐
摩耗性を有することが見い出された。例えば、このよう
な歯車を射出成形する場合に得られるような低い成形収
縮により、優れた歯の品質がもたらされることが更に見
い出された。即ち、単一ピッチ、隣接ピッチ、累積ピッ
チなどにおいて殆ど全く誤差が存在しない。かくして、
平歯車が本発明に従って成功裏に作られるばかりでな
く、また円筒(cylindrical)歯車、はすば
歯車、やまば歯車、すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車、
ゼロールかさ歯車、直交(crossed)はすば歯
車、ハイポイド歯車、ウォーム歯車、多条ねじ(mul
tithread)ウォーム歯車、及びかみ合いピッチ
円が力が伝えられる方向と同じ面にない又はそれらのピ
ッチつる巻線がシリンダーの軸方向と平行ではないその
他の歯車も成功裏に作られる。運動及び力を伝えるため
の適切な手段は、歯車、ベルト、チェーン及びスプロケ
ット組立体、平面及びローラー(plane and
roller)軸受、線状軸受、滑り軸受、プーリー、
滑り板及びその他の類似の機構を含む。好ましい手段は
歯車である。最も好ましい手段は平歯車である。
【0007】本発明のシステムは、その手段の機械的不
全の点に至るまで力及び運動を伝えることができること
が見い出された。かくして、例えば、システムが2以上
の平歯車から成る時には、歯車は、歯車の歯が破断する
まで運動及び力を伝達するであろう。これは、典型的に
はこのような破断が起きるずっと前に運動及び力を伝達
することができなくなるポリマーの歯車システムに関し
ては異例である。むしろ、先行技術のこのようなシステ
ムは、一般に、一つの歯車の各々の歯が、それが連絡す
る(communicate)予定の歯車の歯を過ぎて
スリップするまで歯の摩耗を示す。部品の接触表面と
は、お互いに接触して摩擦する表面を意味する。明らか
なように、本発明の利点は、接触表面が本発明に従って
作られる場合に達成される。しかしながら、製造の容易
さのために、部品の表面がこれらの特定のポリマーから
なるだけでなく、部品が全体としてこのポリマーから作
られることが好ましい。このような場合には、本発明の
摩擦装置は、ポリケトンから成る一つの部品を含み、一
方他の部品は、ポリマー、好ましくは炭素、水素及び酸
素を基にしたポリマーから成る。本明細書中で後で議論
するように、これらの部品は、必要に応じて更に添加剤
を含むことができる。充填剤、伸展剤、滑剤、顔料、可
塑剤及びその他のポリマー物質を、組成物に添加して組
成物の特性を改善するか又は変えることができる。添加
できる添加剤の量は、50重量%程度である。
【0008】本発明による好ましい摩擦装置は、ポリケ
トンから成る表面を有する一つの部品及びポリアセター
ルから成る表面を有するもう一つの部品から成る。この
ポリアセタールはホモポリマー又はコポリマーで良い。
適切なポリアセタールは、ポリオキシメチレン、例えば
デュポンから商業的に入手できるポリアセタール−H、
又は式−CHR−O−に従う大量の基及び式−CH2
CH2 −Oに従う小量の基を含むコポリマーであり、式
中Rは水素又はアルキル基である。
【0009】本発明において使用されるポリケトンは、
一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との線状交互ポ
リマー、即ち等モル量のモノマー即ち一酸化炭素及び不
飽和化合物を含む線状ポリマーであって、不飽和化合物
から誘導された実質的にそれぞれのモノマー単位が一酸
化炭素から誘導されたモノマー単位の次に位置付けら
れ、そして逆もそのようであるポリマーである。好まし
くは、ポリケトンは、一酸化炭素とオレフィン性不飽和
化合物例えばエテン、プロペン、ブテン、イソブテン、
アミレン、ブタジエン、イソプレン及び/又はビニル化
合物例えばスチレン及び/又はα−メチルスチレンとの
線状交互ポリマーである。好ましくは、オレフィン性不
飽和化合物は、エテン、プロペン及び/又は1−ブテン
である。好ましいポリケトンは、一酸化炭素、エテン、
及び必要に応じて一種以上のその他の不飽和炭化水素、
例えば3〜20(両端も含む)の炭素原子、好ましくは
3〜10(両端も含む)の炭素原子の炭化水素から作ら
れる。好ましくは、その他の不飽和炭化水素はプロペン
及び/又は1−ブテンである。好ましいポリケトンは、
欧州特許出願公開明細書第213 671号中で既に述
べられている。本発明における魅力的な線状交互ポリケ
トンは、一酸化炭素、エチレン及びプロピレンの線状交
互ポリマーである。好ましくは、プロピレン含量は、良
好な熱変形温度のためにポリケトンの7.0重量%未
満、好ましくはポリケトンの1.0〜4.0重量%でな
ければならない。本発明において殊に好ましいのは、
1.0〜5.0、好ましくは1.3〜4.0dl/g、
特に2.1〜3.0dl/gの60℃でのm−クレゾー
ル中で測定された極限粘度数(LVN)を有するポリケ
トンである。
【0010】ポリケトンを作る方法は当該技術において
知られている。適切な方法は以下の文献中で既に述べら
れている。欧州特許出願公開明細書第307 027
号、欧州特許出願公開明細書第181 014号、欧州
特許出願公開明細書第121965号、欧州特許出願公
開明細書第391 579号、欧州特許出願公開明細書
第314 309号及び欧州特許出願第9220369
7.5号。これらの方法によって得られるポリケトン
は、本発明に殊に適している。ポリケトンはそのままで
もよく、又はそれはそれを雲母及び/又はガラス繊維と
混合することによって強化することもできる。殊に適切
である混合物は、欧州特許出願公開明細書第30611
6号中にそして欧州特許出願公開明細書第474309
号中で既に述べられている。
【0011】接触表面を形成するポリマーは、更に、内
部滑剤例えばポリテトラフルオロエチレン、グラファイ
ト、二硫化モリブデン及び耐摩耗性を増しそして摩擦損
失を減らすための種々のオイルと混合されたもので良
い。内部滑剤又は表面滑剤、例えばオイル又はグリース
により、更に、耐摩耗性を増しそして接触表面の間の摩
擦損失を減らすことができる。好ましい内部滑剤はシリ
コーンオイルである。有用なシリコーンオイルは、1.
000〜300.000センチストークスの範囲の粘度
を有するポリジメチルシロキサンの線状連鎖である。1
00,000センチストークスからの高い粘度を有する
シリコーンオイルが好ましい。典型的には、シリコーン
オイルは、ポリケトンの重量を基にして0.1〜5重量
%、そして好ましくは2〜4重量%の量で含まれる。適
切なシリコーンオイルにより、動摩擦係数(DCOF)
が減少し、一方極限圧力速度(LPV)が増加すること
が見い出された。接触している二つの表面の相対的運動
の間には、DCOFは、相対的表面速度を時間にわたっ
て一定に保持しながらの、生じる摩擦力対加えられた法
線力の比である。接触している二つの標本の間の相対的
表面速度を一定に維持しそして加えられる法線力を時間
において段階的に増加させる場合には、LPVは、熱軟
化に起因する破局的な材料の不全の直前の段階での法線
力と表面速度の掛け算の積である。
【0012】別の好ましい内部滑剤は、フッ素化炭化水
素及びシリコーンオイルの組み合わせである。この応用
において有用なフッ素化炭化水素(フルオロポリマー)
は、典型的には、278℃よりも少なくとも5〜10度
高い溶融温度を有する。このようなフルオロポリマーの
例は、ペルフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、エチレ
ン−テトラフルオロエチレン(ETFE)、フッ素化エ
チレンプロピレン(FEP)及びポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)を含む。PTFEが好ましい。フル
オロポリマーは、ポリケトンの全量を基にして一般に1
〜20重量%、そして好ましくは5〜15重量%の量で
含まれる。有用なシリコーンオイルは、1.000〜3
00.000センチストークスの範囲の粘度を有するポ
リジメチルシロキサンの線状連鎖である。典型的には、
シリコーンオイルはフッ素化炭化水素とともに、ポリケ
トンの量を基にして0.1〜5重量%、そして好ましく
は0.5〜2重量%、そして好ましくは0.5〜2重量
%の量で含まれる。有用なシリコーンオイルとフッ素化
炭化水素の組み合わせにより、DCOFは一層改善され
る。シリコーンオイルはフルオロポリマーに優先的に接
着しそして分散剤として作用し、それによってコンパウ
ンディングステップの間の凝集を減らすと考えられる。
フルオロポリマーのより良い分散は、優れた摩擦特性、
そしてある場合には衝撃エネルギー及び通常の総括靭性
(toughness)の改善へと導くと考えられる。
【0013】更に、本発明のポリマーは、当該技術にお
いて知られている添加剤、例えば難燃剤、安定剤、顔
料、離型剤、酸化防止剤及び充填剤を含むことができ
る。ポリマー含有部品は、例えば射出成形のような方法
によって製造することができる。本発明による装置が、
お互いに接触して摩擦する2よりも多い部品を含むこと
ができることは明らかであろう。本発明による機構をそ
の中で有利に使用することができる摩擦装置は、歯車、
軸受、玉軸受、カム、スライド、ラチェット、ポンプ、
電気接点及び補形物(prostheses)である。
【0014】
【発明の実施の形態】実施例1〜4 実施例1〜4の各々においては、純粋なポリマーを加工
して平歯車を製造した。2つの異なるタイプのポリケト
ンポリマーを使用した。即ち、エチレン及び一酸化炭素
から生成されたポリケトンホモポリマーを使用して一組
のポリケトン歯車を製造し、そしてエチレン、一酸化炭
素及びプロピレンから生成されたポリケトンコポリマー
を使用してもう一つの組を製造した。各々の実施例にお
いて、両方の組のポリケトン歯車は実質的に同一に作動
することが見い出された。かくして、両方の組のポリケ
トン歯車に関する結果を歯車Aとして報告する。デュポ
ン社によって商品名“ザイテル 101”の下で販売さ
れているナイロン6,6組成物を使用して歯車Bを製造
し、そしてヘキスト セラニーズ社によって商品名“セ
ルコン M90”の下で販売されているアセタールコポ
リマーを使用して歯車Cを製造した。マンチェスター、
コネチカットのABA PGT社から得られた平歯車金
型インサートを、生成する歯車が33個の歯の歯車(3
3T)及び34個の歯の歯車(34T)の2つの種類の
ものとなるように改造した。ポリケトンポリマーを加工
助剤又は添加剤の使用なしで射出成形した。アセタール
及びナイロン歯車は、ポリマーを販売されているペレッ
ト状態のまま、加工助剤及び添加剤も含めて射出成形し
た。特定のサイズの歯車を製造するために使用された各
々のポリマーは、同じ金型を通して加工した(例えば、
すべての34T歯車は、同じ金型から作ったなど)。結
果を、特定のタイプのすべての歯車に関して平均した。
例えば、歯車Aに関する重量損失として報告される結果
は、かみ合うペアーとして試験された33T及び34T
に関する平均重量損失である。各々の場合において、歯
車は先端及び歯元逃げを有するインボリュート形状を有
するように成形された。33T及び34T歯車の各々
は、12の直径ピッチ並びに、それぞれ7.19cm
(2.83インチ)及び6.99cm(2.75イン
チ)の理論的ピッチ円直径を有していた。各々の実施例
においては、各々の歯車を給油なしで試験した。
【0015】実施例1 歯車を2本のシャフト、即ち可変速モーターに接続され
た駆動シャフト及び駆動シャフトに平行な捩りバーを有
する正方形(four−square)歯車試験機に固
定した。1つのスチールの歯車を各々のシャフトに固定
し、次にそれらをお互いに連結して置き、その結果駆動
シャフトの運動が捩りバーに伝わるようにした。モータ
ーと反対のシャフトの端で、ポリマーから作られた歯車
を各々のシャフトに、即ち一つは33Tそして他の一つ
は34Tに固定した。2つのポリマーの歯車をお互いに
連結して置いた。かくして、運動もまたこれらの2つの
ポリマーの歯車の間で伝えられた。トルクメーターを駆
動シャフトに沿ってほぼ中央に置いて、システムにかか
るトルクの量を測定しそして調節した。正方形歯車試験
機を、1分あたり1200回転(RPM)で運転し、2
64m/min(865ft/min)のピッチ線速度
を得た。各々の実験の間中、トルクは一定に保持した。
トルクが一つのポリマーの歯車から他の一つにもはや伝
えられなくなるまで、これらの条件下で試験機を運転す
ることによって歯車寿命を測定した。結果を図1中に示
す。この実施例は、ポリケトン歯車は、通常使用される
ポリマーの歯車よりもずっと長い期間の間(運転のサイ
クルによって測定された)トルクに耐えることを示す。
更に、歯車の歯の不全は、ポリケトン歯車においては機
械的疲労不全の結果として起きたことが見い出された。
他のポリマーの各々の場合における不全は、摩耗不全の
結果として起きた。これは、殆どの他のポリマーの歯車
システムとは違って、ポリケトン歯車システムは、お互
いに直接に連結している歯車が同じポリマーから作られ
ている時でさえ、歯の寸法の有意の損失なしでそれらの
機械的限度まで応力を加えることができることを示す。
【0016】実施例2 この実施例は、正方形歯車試験機を周期的に停止して歯
車を取り外しそして秤量することができるようにした以
外は実施例1中で述べたようにして実施した。材料損失
を歯車摩耗の指標として取った。更に、4.3N.m
(38in−lbs)及び11N.m(95in−lb
s)のトルクにて2つの異なる実験を各々の歯車の組に
関して実施した。4.3N.mの実施例の結果を図2a
中に示す。11N.mの実施例の結果を図2b中に示
す。この実施例は、通常使用されるポリマーの歯車シス
テムにおいて見い出されるものよりもずっと少ない摩耗
のレベルをポリケトン歯車システムが示したことを示
す。ポリケトン歯車システムの場合には機械的疲労の結
果として機能停止が起こり、一方他のポリマーの歯車シ
ステムは摩耗/材料損失のために機能停止したこともま
た観察された。即ち、ポリケトンではない歯車システム
は、過度の歯の摩耗が結果として滑り並びに運動及び力
を伝え続けることが不可能であることをもたらしたので
機能停止し、一方ポリケトン歯車システムは歯の破損の
点に至るまで運動及び力を伝えた。
【0017】実施例3 上で述べた実施例の各々において使用された正方形試験
機中の歯車の回りに雑音遮断箱を置いた。この箱の内側
に2つのマイクロホンを置き、そしてBruel an
d Kjaerモデル2610アンプにそして引き続い
てアナログ信号をデジタル出力に変換するためのナカミ
チ DMP 100コンバーターに接続した。次に、出
力をパナソニック AG2400 VHSレコーダーで
記録した。記録されたデジタル出力を、Bruel a
nd Kjaerモデル2032FTT分析計を使用し
て分析した。1)0〜1、2800Hzの周波数帯域中
の16Hzの帯域幅を使用する狭い帯域分析、及び2)
オクターブ帯域分析の2つの別々の分析を実施した。歯
車の作動なしで記録を取った時に、約175Hzよりも
大きい周波数を有する箱の外側で発生させた雑音は箱の
内側の雑音測定に影響しないであろうことが見い出され
た。歯車の製造は実施例1のものと同じであった。図3
中に示した結果は、5.7N.m(50in−lbs)
のトルクを加えた実験からである。
【0018】実施例4 ディスクを、純粋なポリケトン(ディスクA)及びデュ
ポン社によって商品名“デルリン II 500”の下
で販売されているアセタールホモポリマー(ディスク
B)の射出成形されたプラックから機械加工した。同じ
材料の射出成形された引張標本から、固定ピンを機械加
工した。次に、標準的な配列を使用する標準的なディス
クの上のピンの組立でディスク及びピンを使用した。滑
り接触にある表面は、機械加工によっては射出成形され
た状態そのままから変わらなかった。ピンの機械加工さ
れた形状は、各々の縁で寸法1cm(0.394イン
チ)の四角形ブロックであった。機械加工されたディス
クを、回転の間にディスクに接触するピンから生じる環
の上の0.25cm/s(49ft/min)の平均表
面速度をもたらす速度で回転させた。5×106 N/m
2 (725lb/in2)の軸受圧力をもたらす力で、ピ
ンをディスクに対して押し付けた。表1は得られた結果
を示す。動摩擦係数(DCOF)及び摩耗指数を測定し
たが、摩耗指数はピンとディスクの両方の平均であっ
た。ポリケトンの比較的低いDCOFは、比較的高い潤
滑性の指標である。これは、アセタールホモポリマーよ
りも二桁低い摩耗指数と共に、滑り運動が優勢である運
動及び力を伝えるためのポリケトン手段のシステムは適
切であり、一方他の物質から作られた手段は適切ではな
いことを示す。かくして、このようなポリケトン手段
は、例えば、プレート上のカム、回転軸受、並びに力及
び運動が平行ではないそして交差しないシャフトの間を
伝えられる歯車システムを含む。
【0019】
【表1】
【0020】摩耗指数は、ピンがディスクに沿って動い
た距離の単位あたりそしてピンとディスクの間に加えら
れた力の単位元あたりの摩耗除去された材料の体積であ
る。
【0021】実施例5 この実験において使用したポリアセタール−Hは、デュ
ポンから商業的に入手できるデルリン II 500
(デルリンは商標である)である。ポリアミド6は、ア
トケムから商業的に入手できるオルガミド RMNCD
(オルガミド RMNCDは商標である)である。ポリ
ケトンは以下のようにして製造することができる。10
0リットルの容量を有する機械的に撹拌されたオートク
レーブに、45kgのメタノール及び3.5kgのプロ
ペンを仕込む。オートクレーブの内容物を75℃にした
後で、1:1の一酸化炭素/エテン混合物を、45ba
rの圧力に到達するまで吹き込む。引き続いて、100
mlのメタノール、100mlのトルエン、0.75ミ
リモルの酢酸パラジウム、15ミリモルのトリフルオロ
酢酸及び0.90ミリモルの1,3−ビス[ジ(2−メ
トキシフェニル)ホスフィノ]プロパンから成る触媒溶
液をオートクレーブ中に導入する。重合の間は、1:1
の一酸化炭素/エテン混合物の導入によって圧力を45
barに保持する。47時間後に反応混合物を室温まで
冷却しそして圧力を解放することによって重合を停止す
る。ポリマー懸濁液をオートクレーブの底の開口を通し
て取り出した後で、オートクレーブに45lのメタノー
ルを流して、後に残っているポリマーを除去する。メタ
ノール懸濁液を合わせそして濾過する。ターポリマーを
メタノールで洗浄しそして50℃で乾燥する。収量は、
1.88dl/gのLVN(60)、290kg/m3
の嵩密度及び228℃の融点を有する5.2kgのター
ポリマーである。ピン及びディスクを成形し、そしてピ
ンのISO 7148中に述べられた試験組立で試験し
たが、ピンを5MPaの接触圧力でディスクの上に押し
付け、そしてピン及びディスクを0.25m/sの速度
でお互いに対して動かした。表2及び3中には、摩耗を
10-15 3 /Nmで与えた。
【0022】
【表2】
【0023】
【0024】実施例6 ピン及びディスクをISO 7148中に述べられた手
順に従って試験した。ピン及びディスクは、一酸化炭
素、エテン及び小量のプロペンから製造されたポリケト
ンから、ポリアミド6,6からそしてポリオキシメチレ
ンから製造した。ピン及びディスクを2MPaの圧力で
そして0.2m/sの速度で20時間試験した。表4中
には、ピン及びディスクの全摩耗指数を10153 Nm
で与えた。
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による歯車及び従来の歯車にトルクを加
えて運転した時の歯車の寿命を示すグラフである。
【図2A】本発明による歯車及び従来の歯車の運転サイ
クル数と重量損失の関係を示すグラフである。
【図2B】本発明による歯車及び従来の歯車の運転サイ
クル数と重量損失の関係を示すグラフである。
【図3】本発明による歯車及び従来の歯車の雑音測定の
結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレ・ヴアツケル ベルギー国ベー1348 オツテイニー、ルヴ アン−ラ−ヌーヴ、アヴエニユー・ジヤ ン・モネ 1 (72)発明者 ジヨン・ウイルバー・ケリー アメリカ合衆国テキサス州77095 ヒユー ストン、ウイロー・ブリツジ・サークル 7206 (72)発明者 ジヨン・マーヴイン・クラスビー アメリカ合衆国テキサス州77478 シユガ ー・ランド、ベル・タウン 10026 (72)発明者 ジヨン・エドモンド・フラツド アメリカ合衆国テキサス州77095 ヒユー ストン、レイククリフ・ドライヴ 15819 (72)発明者 デイヴイス・ロドニー・ローン アメリカ合衆国テキサス州77082 ヒユー ストン、ピーチ・ハロウ・レーン 13818

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 お互いに接触して摩擦する部品から成る
    装置であって、一つの部品の接触表面が一酸化炭素とオ
    レフィン性不飽和化合物との線状交互ポリマーであるポ
    リケトンから成り、そしてもう一つの部品の接触表面が
    ポリマーから成る装置。
  2. 【請求項2】 前記装置において、一つの部品の接触表
    面がポリケトンから成り、一方もう一つの部品の接触表
    面が、炭素、水素及び酸素を基にしたポリマーであっ
    て、ポリアセタール及び、一酸化炭素とオレフィン性不
    飽和化合物との線状交互ポリマーであるポリケトンから
    成る群から選ばれるポリマーから成る、請求項1記載の
    装置。
  3. 【請求項3】 前記装置が、力及び運動を伝えるための
    少なくとも二つの手段から成る、力及び運動を伝えるた
    めのシステムであって、少なくとも一つの手段がポリケ
    トンポリマーから成りそしてポリケトンポリマーから成
    るもう一つのこのような手段に力及び運動を伝達する、
    請求項1又は2記載の装置。
  4. 【請求項4】 不飽和化合物がエテン、プロペン及び/
    又はブテンである、請求項1から3のいずれか一項に記
    載の装置。
  5. 【請求項5】 一つの部品がポリケトンから成り、一方
    他の部品がポリマーから成る、請求項1から4のいずれ
    か一項に記載の装置。
  6. 【請求項6】 ポリケトンとは異なるポリマーがポリア
    セタールである、請求項2、4又は5のいずれか一項に
    記載の装置。
  7. 【請求項7】 ポリアセタールがポリオキシメチレンで
    ある、請求項6記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記装置が内部及び/又は表面滑剤を含
    む、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記装置が一組の歯車又は軸受である、
    請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
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CA2158726A1 (en) 1996-03-23
AU3177995A (en) 1996-04-04
AU702530B2 (en) 1999-02-25
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