JPH09151937A

JPH09151937A - スラストワッシャ材

Info

Publication number: JPH09151937A
Application number: JP31399595A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Isobe; 俊一磯部; Takuya Ishii; 卓哉石井
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】低摩擦特性、耐摩耗特性、耐熱性に優れなが
ら応力集中や衝撃に強く、長期にわたって安定性、信頼
性のある、弾性体特性を有するスラストワッシャ材を提
供することである。【解決手段】軸方向荷重を受け持つスラスト軸受に用
いられるスラストワッシャ材であって、上記スラストワ
ッシャ材の摺動部の一部又は全部が、第１必須成分であ
るアクリロニトリルブタジエン系ゴム、第２必須成分で
あるテトラフルオロエチレン系樹脂粉末、及び第３必須
成分である球状黒鉛を含有する潤滑性ゴム組成物から形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スラストワッシ
ャ材に関し、特に、軸方向荷重を受持つスラストワッシ
ャ材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、軸方向に荷重が作用する場合、
その軸方向荷重（スラスト荷重）を受持つ部位にスラス
ト軸受が用いられる。このスラスト軸受としては、玉軸
受、ころ軸受、スラストワッシャ等がある。従来、高負
荷、高速の条件下にて使用されるスラスト軸受として、
玉軸受、ころ軸受等の金属製ころがりベアリングが採用
されている。

【０００３】しかし、近年、事務機、医療機器、一般家
庭機器、自動車、及び電送関連の低負荷あるいは低速度
条件においては、軽量化を目的として樹脂製軸受（スラ
ストワッシャ）が主流となってきた。このスラストワッ
シャの材料としては、主にベスペル（デュポン社製ポリ
イミド）、トーロン（アモコ社製ポリイミドアミド）、
又はビクトレックスＰＥＥＫ（アイ・シー・アイ社製ポ
リエーテルエーテルケトン）等のスーパーエンジニアリ
ングプラスチックの無充填品あるいは繊維物などの充填
品があげられる。

【０００４】これらにより、市場の要求がほぼ満足はさ
れているが、いずれもアクシデントによる応力集中時の
クラックなどの破壊及び破損、並びに経時的な衝撃によ
る破壊及び破損が大きな問題となっている。よって、低
摩擦特性、耐摩耗特性、耐熱性に優れながら応力集中や
衝撃に強く、緩衝材ともなり得る弾性体特性を有する材
料が要求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような特性を得る
ため、例えば、ジエン系合成ゴムなどのシート型表面に
テフロンを貼付けたものが考えられたが、長期にわたり
高圧にさらされるため、ゴムの劣化、接着部分の剥離が
生じたり、摺動部であるテフロンの耐熱性が満足されな
いなどの問題点を有していた。また、弾性体材料への低
摩擦性、耐摩耗性の付与として、ジエン系ゴム材にオイ
ルを含浸させたタイプも検討されたが、経時的にオイル
が排出され、次第に摺動抵抗が大きくなり、スティック
スリップなどの発生及び破損発生等を生じた。さらに、
ゴム部材へのテフロンコーティングも試みられたが、ゴ
ム部材の耐熱性の問題もあり、耐摩耗性が十分ではなか
った。

【０００６】一方、ジエン系ゴムにテフロン系、シリコ
ン系等の固体潤滑剤を添加し、低摩擦特性を付与させた
ものが考案されたが、いずれも添加により高硬度とな
り、弾性が不充分となったり、引張り強度及び引裂き強
度が極端に低下したり、耐摩耗性が従来品より劣ってい
た等の問題があった。また、シリコンゴム、フッ素ゴム
等も検討されたが、上記特性を得られなかった。

【０００７】また、耐衝撃性材料としてナイロン系材
料、高分子量ポリエチレン系材料に上記と同様にテフロ
ン系、シリコン系等の固形潤滑剤を添加し、低摩擦特
性、耐摩耗性を付与させたものも考えられたが、いずれ
も耐熱性が不十分であり、摺動面が発熱にて溶融してき
た。

【０００８】そこで、この発明の解決しようとする課題
は、低摩擦特性、耐摩耗特性、耐熱性に優れながら応力
集中や衝撃に強く、長期にわたって安定性、信頼性のあ
る、弾性体特性を有するスラストワッシャ材を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、軸方向荷重を受け持つスラスト軸受に
用いられるスラストワッシャ材であって、上記スラスト
ワッシャ材の摺動部の一部又は全部が、第１必須成分で
あるアクリロニトリルブタジエン系ゴム、第２必須成分
であるテトラフルオロエチレン系樹脂粉末、及び第３必
須成分である球状黒鉛を含有する潤滑性ゴム組成物から
形成される。

【００１０】上記潤滑性ゴム組成物を用いてスラストワ
ッシャ材を形成したので、弾性体特性、低摩擦特性、耐
摩耗特性、耐熱性を有して応力集中や衝撃に強く、ま
た、長期にわたって高圧下で用いても劣化が生じない特
性を発揮することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。

【００１２】この発明に係るスラストワッシャ材は、そ
の摺動部の一部又は全部が、第１必須成分であるアクリ
ロニトリルブタジエン系ゴム、第２必須成分であるテト
ラフルオロエチレン系樹脂粉末、及び第３必須成分であ
る球状黒鉛を含有する潤滑性ゴム組成物から形成されて
いる。

【００１３】上記第１必須成分であるアクリロニトリル
ブタジエン系ゴム（以下、ＮＢＲと称する。）は、ブタ
ジエンとアクリロニトリルとの共重合体であり、各種有
機合成法にて合成される。この構造としては、下記の
（化１）を主要構造単位とするもの等があげられる。

【００１４】

【化１】

【００１５】（ｍ、ｎは、整数を示す。）上記ＮＢＲは、室温においてゴム状弾性を有するもので
あれば、どのようなＮＢＲでもよく、特に、ＮＢＲの物
性を変化させる場合は、ＮＢＲ中のアクリロニトリル量
を１５〜５０重量％の範囲内にすることが好ましい。一
般的に、アクリロニトリル量２４重量％未満のＮＢＲを
低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル量２４〜３０重量
％のＮＢＲを中ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル量３
０〜３６重量％のＮＢＲを中高ニトリルＮＢＲ、アクリ
ロニトリル量３６〜４２重量％のＮＢＲを高ニトリルＮ
ＢＲ、アクリロニトリル量４２重量％超のＮＢＲを極高
ニトリルＮＢＲと分類できる。耐摩耗性、耐老化性、引
張強さを増加させるためには、アクリロニトリル量は多
いほうがよいが、ゴム弾性、耐寒性、低温特性を損なわ
ない程度に止めるためには、アクリロニトリル量を約２
４重量％以上４２重量％以下の範囲、又は約２４重量％
を越えて４２重量％未満の範囲、すなわち、中ニトリル
ＮＢＲから高ニトリルＮＢＲに属するＮＢＲを用いるの
が好ましい。

【００１６】上記ＮＢＲの重量平均分子量は、特に限定
されないが、５万以上のものがよく、可及的に高分子量
のものが良好な結果を得られることから、７万以上のも
のが好ましく、１０万〜５０万のものが特に好ましい。

【００１７】このようなＮＢＲの例としては、日本合成
ゴム社製：ＪＳＲ−Ｎ、日本ゼオン社製：ＮＩＰＯＬ、
グッドイヤー社製：ＣＨＥＭＩＧＵＭ等を例示すること
ができる。

【００１８】上記の第２必須成分であるテトラフルオロ
エチレン系樹脂粉末とは、例えば以下に示すテトラフル
オロエチレン系樹脂からなる粉末をいう。

【００１９】このテトラフルオロエチレン系樹脂として
は、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦ
Ｅと称する。）、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と称する。）、エチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥと称する。）、
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体（ＥＰＥと称す
る。）等が挙げられる。また、これらと合わせて、ポリ
クロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥと称す
る。）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合
体（ＥＣＴＦＥと称する。）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦと称する。）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦと
称する。）等のフルオロエチレン系樹脂を混合してもよ
い。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種以上の共重合体や３元共
重合体等のフッ素化ポリオレフィン等であってもよい。

【００２０】このうちＰＴＦＥは、四フッ化エチレンの
単独重合体で、融点が約３２７℃であり、約３４０〜３
８０℃でも溶融粘度が約１０¹¹〜１０¹²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。また、Ｐ
ＴＦＥ誘導体として、アルキルビニルエーテルで変性さ
れたＰＴＦＥを用いることもできる。

【００２１】上記テトラフルオロエチレン系樹脂の中で
も、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＰＥ等のパーフルオ
ロ系テトラフルオロエチレン系樹脂は、骨格である炭素
原子の周囲を全てフッ素原子又は微量の酸素原子で取り
囲まれた状態であり、Ｃ−Ｆ間の強固な結合により、フ
ッ素系樹脂のなかでも比較的耐熱温度が高く、また、低
摩擦係数、非粘着性、耐薬品性等の諸特性に優れてい
る。

【００２２】上記テトラフルオロエチレン系樹脂の粉末
は、懸濁重合法により製造されたモールディングパウダ
ー、乳化重合法により製造されたファインパウダーのい
ずれも使用することができるが、重合後に加圧・加熱処
理して粉砕したもの、重合後に加圧・加熱処理して粉砕
し、γ線照射処理若しくは電子線照射処理したもの、又
は、重合後にγ線照射処理若しくは電子線照射処理した
もののいずれであっても構わない。

【００２３】上記テトラフルオロエチレン系樹脂粉末の
平均粒径は、特に限定されないが、成形品のゴム弾性及
び表面硬度の点から２０μｍ以内が好ましく、５〜２０
μｍがより好ましい。平均粒径が２０μｍを越えると、
ゴム硬度が高くなり、ゴム弾性を失う危険性があり、５
μ未満であると、耐摩耗特性が満足されない。

【００２４】このようなテトラフルオロエチレン系樹脂
粉末の例としては、ダイキン社製：ルブロンＬ１０、旭
硝子社製：フルオンＧ１６３、フルオンＣＤ１、ルーブ
リカントＬ１６９、ルーブリカントＬ１８２Ｊ、三井デ
ュポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ等を例示する
ことができる。

【００２５】また、上記テトラフルオロエチレン系樹脂
粉末の中でも、その表面にカーボン材が突出したテトラ
フルオロエチレン系樹脂粉末がより好ましい。表面にカ
ーボン材が突出したテトラフルオロエチレン系樹脂粉末
とは、図１に示すような構造を有しており、その製造法
としては、例えば、上記ファインパウダー製造における
乳化重合終了時に上記カーボン材を入れて共沈させて、
凝析、洗浄、乾燥することにより、テトラフルオロエチ
レン系樹脂粉末の表面に上記カーボン材が突出した粉末
を得る方法や、上記カーボン材を含有しないテトラフル
オロエチレン系樹脂粉末に上記カーボン材を乾式混合し
て、テトラフルオロエチレン系樹脂粉末の表面に上記カ
ーボン材が突き刺さることにより、テトラフルオロエチ
レン系樹脂粉末の表面に上記カーボン材が突出した粉末
を得る方法がある。

【００２６】上記カーボン材としては、一般的な炭素粉
や黒鉛等の粉末状のものであり、特に黒鉛が好ましく、
また、ゴム材に汎用的に用いられるストラクチュアの大
きいカーボンブラックのＨＡＦ、ＳＡＦ、ＦＥＦ、又は
ＭＴ等であってもよい。

【００２７】上記の表面にカーボン材が突出したテトラ
フルオロエチレン系樹脂粉末は、図１に示すように、テ
トラフルオロエチレン系樹脂粉末２にカーボン材３が全
方向に突き刺さっているので、上記ＮＢＲ１内におい
て、カーボン材３による物理的な杭効果が生じ、また、
上記ＮＢＲ１とカーボン材３との間に親和性が生じる。
このため、単純にＮＢＲとテトラフルオロエチレン系樹
脂粉末とを混練したものより高強度なものが得られると
考えられる。

【００２８】第３必須成分である球状黒鉛とは、ピッチ
から紡糸する工程にて副生される球状黒鉛又はフェノー
ル系樹脂を触媒下にてパラホルムアルデヒドと反応させ
て球状に重合させたものである。また、さらにその後、
焼成、粉砕した球状黒鉛があげられる。

【００２９】上記球状黒鉛の一次粒径は、１〜２００μ
ｍがよく、１〜４０μｍが好ましく、より好ましくは、
５〜４０μｍである。粒径が１μｍ未満では、上記ＮＢ
Ｒに分散混合して上記球状黒鉛を摺動面に露出させて
も、上記ＮＢＲの被圧による弾性変形によって埋没した
状態となってしまい、摺動相手材に接して荷重を支える
ことができないからである。また、２００μｍを越える
大径では、表面の平滑性が悪くなってしまう。さらに、
球状黒鉛が上記ＮＢＲに混練した際、球状黒鉛による耐
摩耗性、耐摩擦特性を維持させるため、混練の際にその
球形状が破壊されず、微細化しない剛性を有することが
必要である。

【００３０】このような球状黒鉛の外形状としては、表
面が平滑な球状ばかりでなく、表面に多少の凹凸がある
ものであってもよい。表面が平滑な球状黒鉛の代表例と
しては、日本カーボン社製：ＩＣＢ系（黒鉛質、粒径５
〜５００μｍ、比表面積≦１、嵩比重０．８０〜０．９
０、真比重１．３５〜１．４０）があげられる。

【００３１】表面に微小凹凸を有する球状黒鉛の代表例
としては、日本カーボン社製：ＭＣ系（黒鉛質、粒径５
〜３０μｍ、比表面積≦１０、嵩比重０．６０〜０．８
０、真比重１．３７〜１．３９）があげられる。

【００３２】このような球状黒鉛の製法は、特に限定さ
れるものではないが、所定の一次粒子径ものを得るため
には、いわゆる液層炭化法または固層炭化法を用いるこ
とができる。製造例として、下記（１）〜（３）があげ
られる。

【００３３】（１）フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、
フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、
スチレン−ジビニルベンゼン重合体のうち少なくとも一
種を出発原料とし、これらの原料から公知のエマルジョ
ン重合法によって球状粒子を調製し、更にこの球状粒子
を窒素ガス、アルゴンガス等の不活性雰囲気下または真
空下で焼成することによって炭素化・黒鉛化する。

【００３４】（２）フェノール類にホルマリン発生化合
物を用いて製造されたノボラック型またはレゾール型の
フェノール樹脂に、必要に応じて公知の充填材を含有さ
せ、そのまま、或いはヘキサメチレンテトラミン等の架
橋材を加えて加熱し硬化物とした後、粉砕して所定の粒
子径を得る。

【００３５】（３）コールタール又はコールタールピッ
チを３５０〜５００℃に加熱して、低分子物が重合反応
して生成した球状グラファイトを分離生成する。

【００３６】このような球状黒鉛としては、上記の日本
カーボン社製：カーボンマイクロビーズＩＣＢ、ＭＣ
の他にも、鐘紡社製：ベルパールＣ−２０００、大阪
ガスケミカル社製：メソカーボンビーズ、ユニチカ社
製：ユニベックス等をあげることができる。

【００３７】この発明におけるＮＢＲとテトラフルオロ
エチレン系樹脂の重量比は、ＮＢＲ１００重量部に対
し、テトラフルオロエチレン系樹脂１０重量部以上１０
０重量部未満が好ましい。テトラフルオロエチレン系樹
脂が１０重量部未満だと、上記弾性ゴム組成物に充分な
摩擦特性を付与できず、１００重量部を越えるとゴム硬
度が高くなり、ゴム特性がなくなる。また、機械的強度
が極端に低下して実際の使用に耐えられない。

【００３８】また、この発明におけるＮＢＲ１００重量
部に対する球状黒鉛の充填重量比は、５重量部以上８０
重量部未満が好ましい。球状黒鉛が５重量部未満だと、
上記弾性ゴム組成物に充分な耐摩耗特性を付与できず、
８０重量部を越えるとゴム硬度が高くなり、ゴム特性が
なくなる。また、機械的強度が極端に低下して実際の使
用に耐えられない。

【００３９】なお、この発明の目的を損なわない範囲で
次のようなゴム用の配合剤及び公知の添加剤を配合する
ことができる。補強剤として、カーボンブラック、シリ
カ、クレー、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水
酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、タルク、マイ
カ、カオリン、ベントナイト、シラス、ウォラストナイ
ト、炭化ケイ素、ガラス粉末、カーボン粉末、ボロン繊
維、アラミド繊維等があげられる。加硫助剤として、亜
鉛華、脂肪酸等があげられる。加硫促進剤として、グア
ニジン類、イオウ類、アルデヒド−アミン類、亜鉛類等
があげられる。可塑剤として、ジメチルフタレート、ジ
オクチルフタレート等があげられる。また、老化防止剤
として、アミン類、フェノール類があげられる。その
他、一般に用いられている酸化防止剤、紫外線吸収剤、
難燃剤、着色剤等を用いることができる。

【００４０】さらに、成形時の離型性及び表面の非粘着
性を得る目的で、オイル、ワックス、グリース類を添加
してもよい。その配合量は、成形品の機械的強度に影響
を及ぼさない、ＮＢＲ１００重量部に対し、２〜２０重
量部、好ましくは５〜１０重量部配合することが望まし
い。

【００４１】さらにまた、固体潤滑剤として、上記テト
ラフルオロエチレン系樹脂として用いた樹脂以外のフッ
素系樹脂、例えば、上記テトラフルオロエチレン系樹脂
としてＰＴＦＥを用いた場合は、ＥＴＦＥ、ＰＦＡ、Ｆ
ＥＰ等を添加することができる。

【００４２】上記の各種原材料を混練する方法は、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、
例えば、主原料となるＮＢＲ、その他の原材料を個別に
あるいは同時にロール混合機、プロペラ混合機、ニーダ
混合機、その他混合機にて混合すればよい。また、この
とき摩擦による発熱を防止する意味で温調器を設置する
ことが好ましい。また、ロール混合器を使用する場合、
仕上げ混合として、ロール間隔を３ｍｍ以下として薄通
しすることが好ましい。

【００４３】成形品は、この発明の潤滑性ゴム組成物単
独でも何ら問題はないが、部品の設計仕様などから金属
材料あるいは高分子材料との複合成形品となってもよ
い。特に高分子材料が自己潤滑性を有する複合材料であ
れば、更に効果が発揮される。

【００４４】なお、この発明において、アルコール性水
酸基等の水酸基、アミノ基、カルボキシル基、グリシジ
ル基、及びメルカプト基等から選ばれる少なくとも１つ
の基を含むオルガノポリシロキサンを上記潤滑性ゴム組
成物中に分散保持させてもよい。このようなオルガノポ
リシロキサンは、ジメチルシロキサン、メチルフェニル
シロキサン、トリメチルフルオロプロピルシロキサン等
の単独重合体、または２種類以上の共重合体に上記官能
基を導入したものであってもよい。

【００４５】このようなオルガノポリシロキサンは、例
えば、化２

【００４６】

【化２】

【００４７】（Ｐは１〜１００００の整数を示す。）を
主要構造単位内に含むもの等があげられる。

【００４８】また、アルコール性水酸基等の水酸基、ア
ミノ基、カルボキシル基、エステル基、イソシアネート
基、スルフォン基、エポキシ基、及びメルカプト基等か
ら選ばれる少なくとも１つの基を含む含フッ素重合体を
上記潤滑性ゴム組成物中に分散保持させてもよい。この
ような含フッ素重合体は、ポリフルオロアルキル基含有
化合物又はポリフルオロエーテル等があり、上記官能基
のうち少なくとも１つを導入したものであればよい。

【００４９】このような含フッ素重合体は、例えば、化
３

【００５０】

【化３】

【００５１】（Ｘは、１〜４の整数を示す。）を主要構
造単位内に含むもの等があげられる。具体的には、モン
テカチーニ社製：ＦＯＭＢＬＩＮＺＤＩＳＯＣのよ
うな、化４

【００５２】

【化４】

【００５３】（ｍ、ｎは、整数を示す。）のものがあげ
られる。

【００５４】上記官能基を含むオルガノポリシロキサン
や上記官能基を含む含フッ素重合体の数平均分子量は、
約３００〜１００００程度、好ましくは、約１０００〜
５０００程度のものであればよい。

【００５５】このようなスラストワッシャを使用する例
として、ハウジングに固定した含油樹脂製軸受や焼結含
油軸受等の平軸受に軸を回転自在に挿通し、上記軸と共
に回転するスラスト受けを、上記含有樹脂製軸受や焼結
含油軸受等の平軸受のスラスト受け面に摺接させてなる
軸受装置があげられ、ＶＴＲ等のキャプスタンモータ等
が具体例としてあげられる。

【００５６】次に、具体的に説明する。図２に示す軸受
装置は、基板４に軸受ハウジング５を固定すると共に、
そのまわりにステータ６を設け、上記軸受ハウジング５
の内径面の上下に焼結含油軸受７、７’を取付け、軸受
７、７’の内孔に主軸８を回転自在に支持する。また、
主軸８の基部にプーリ１０を取り付け、その上面にロー
タケーシング９を設ける。そのロータケーシング９に上
記ステータ６と対向したロータ１１が設けられる。スラ
スト受け１６は、上記ロータケーシング９上で主軸８の
まわりに嵌合固定した保持部材１７と、その保持部材１
７に保持されたティルティングパッド形式の３枚のスラ
ストワッシャ１８とにより構成される。

【００５７】保持部材１７は図３に示すように、主軸８
を挿通する中心孔１９を有し、軸受７’側の端面に、上
記中心孔１９のまわりの３等分位置に扇形の保持凹所２
１が形成され、その保持凹所２１の中央部に半球状の小
突起２２が設けられている。

【００５８】３枚のスラストワッシャ１８は、上記の保
持凹所２１に余裕をもって嵌合される扇形をなし、その
裏面の中央部に前記の小突起２２が嵌る小凹所２３（図
４参照）が設けられている。

【００５９】上記の各スラストワッシャ１８は、モータ
が停止しているときは軸受端面２４と平行に対面した状
態に保持されているが、ロータ１１が回転すると、主軸
８及びこれと一体の保持部材１７及び各スラストワッシ
ャ１８が回転する（図４の矢印ａ参照）。これにより、
各スラストワッシャ１８が小突起２２をピボットとして
回転方向（矢印ａ参照）に隙間が狭くなるように傾斜す
る。この傾斜角は、ティルティングパッド軸受の軸受理
論から知られているように、常に負荷と釣り合うよう自
動的に定まる。

【００６０】なお、各スラストワッシャ１８は上記潤滑
性ゴム組成物を成形してできたものである。また、平軸
受７、７’の材料としては、摺動性の良い合成樹脂、例
えば高分子量ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリエー
テルエーテルケトン系、ポリイミド系、ポリエーテルニ
トリル系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリアミド
イミド系等を用いることができる。また焼結含油軸受で
構成することもできる。

【００６１】また、上記の含油樹脂製軸受や焼結含油軸
受等の平軸受７’の軸受端面２４を、ラッピング等の手
段によって他の部分より孔の閉める比重面積を小さくし
た構成とすることができる。

【００６２】上記保持部材１７の保持凹所２１の底面に
設ける小突起２２として、図４（ａ）に示す軸受用ボー
ル２５を部分的に露出させたもの、あるいは軸受用ニー
ドルを部分的に露出させた構成とすることができる。

【００６３】また、図４（ｂ）図に示すように、コイル
バネ２６を各凹所２１の底面に埋め、その上端でスラス
トワッシャ１８を支持するようにしてもよい。このコイ
ルばねにかえて、バネ性のある薄板２７（（ｃ）図）、
バネ性のある丸棒２８（（ｄ）図）あるいはゴム性のあ
る丸棒（（ｅ）図）を用いてもよい。

【００６４】さらに、（ｆ）図に示したものは、保持部
材１７を弾力性のあるゴムや合成樹脂により形成し、そ
の凹所２１の中央部に突起３０を設け、その突起３０の
上端面を平坦な支持面３１に形成し、スラストワッシャ
１８をその支持面３１で支持するようにしたものであ
る。（ｆ）図の場合、モータの停止時は一点鎖線で示す
ようにスラストワッシャ１８は軸受端面２４と若干の間
隙をおいて平行に対向しているが、回転すると突起３０
が弾性変形し、スラストワッシャ１８を傾斜させる。

【００６５】上記のように、スラストワッシャ１８がテ
ィルティングパッド形式のときは、軸が回転（あるいは
軸が固定でハウジングが回転）すると、ティルティング
形スラストワッシャが負荷と釣り合う油膜形状を自動的
に保つように傾斜し、軸受端面とスラストワッシャとの
間のくさび状すきまに生じる動圧によりスラスト力が支
持され、流体潤滑が実現する。これにより、摺接部が非
接触となり、トルクが安定し、摺動部での温度上昇が低
減されて油の熱劣化が抑制され、摩耗粉の発生が抑制さ
れ、負荷容量が大きくなり、長期間の使用が可能とな
る。特に、突起を凹所底面に一端を支持せしめた弾性体
で形成すると、スラストワッシャを弾性体で支持するよ
うになり、上記の効果に合わせて、内径面と端面の直角
度や、軸受端面とスラストワッシャ間の平行度に関する
ミスアライメントを修正することができ、さらに油膜形
成能力が向上し、片当たりを防止でき、経時的に性能変
化を防止できる。

【００６６】スラストワシャを用いたもう１つの例とし
て、図５に示す他の型のキャプスタインドライブ用モー
タについて説明する。

【００６７】図５（ａ）に示すように、基板４９に軸受
ハウジング４７を固定し、上記軸受ハウジング４７の内
径面の上下に軸受４８を取り付け、軸受４８の内孔に主
軸４１を回転自在に支持する。また、主軸４１の基部に
プーリ４３を取り付け、そこにロータケーシング４２を
設ける。そのロータケーシング４２にロータ４５が設け
られ、ロータ４５と突極するようにロータケーシング４
２の内周面にロータマグネット４４が設けられる。軸受
ハウジング４７の外周にはつば部４７ａが一体成形さ
れ、例えば制御、駆動回路を構成した回路基板等からな
る基板４９を取り付けられる。また、ボス４３の外周に
は凹溝４３ａが刻設され、この凹溝４３ａにリール台等
を回転駆動するためのベルトを設けることができる。

【００６８】また、シャフト４１には掛止具としてのＥ
リング５０が嵌合されている。そして、Ｅリング５０と
一方の軸受４８の上端面との間には、一対のスラスト受
け５１とスラストワッシャ５２が介在している。Ｅリン
グ５０側に配置されるスラスト受け５１は、例えば上記
潤滑性ゴム組成物、ナイロンやテフロンあるいはその他
の摩擦や摩耗の比較的少ない樹脂、または、低摩擦用の
樹脂をコーティングした金属体からなり、図５（ｂ）の
ように、一端面から突起５１ａが一体に突設されてい
る。

【００６９】Ｅリング５０は、円形Ｅ型状のリングであ
り、上記突起５１ａは、スラストワッシャ５０の挿入用
の切り欠き部に入り込み、Ｅリング５０及びシャフト４
１と一体回転されるようにしている。一方、スラストワ
ッシャ５２は、上記潤滑性ゴム組成物により略ドーナツ
状に成形され、軸受４８の上端面に当接すると共に、外
周縁が軸受ホルダ４７の端面内側に当接している。そし
て、回転するスラストワッシャ５０と固定した軸受４８
との間に一対のスラスト受け５１及びスラストワッシャ
５２を介在させることにより、シャフト１側のスラスト
受け５１と軸受４８側のスラストワッシャ５２とが互い
に接合すると共に摺動し、シャフト４１の図示下方への
移動が阻止される。なお、掛止具としては、Ｃリングや
ビス止め円筒リンク等シャフトの軸方向への移動が阻止
されるものであれば他に変更可能である。

【００７０】

【実施例】まず、実施例及び比較例に用いた潤滑性ゴム
組成物の基本組成を以下に示す。なお、各成分の配合割
合はすべて重量％であるが、ＮＢＲ１００重量部に対し
ての配合比率である。

【００７１】（１）ＮＢＲ・基礎配合ＡＮＢＲ高ニトリルタイプ（ニトリル量３６〜４２％）日本合成ゴム社製：ＪＳＲ２２０Ｓ１００重量部ステアリン酸ナトリウム一般工業材１重量部カーボンブラックＦＥＦ３０重量部加硫促進剤（１）大内新興化学工業（株）社製：ＴＴ２重量部加硫促進剤（２）大内新興化学工業（株）社製：Ｍ２重量部加硫助剤酸化亜鉛活性亜鉛華１０重量部加硫剤イオウ１重量部老化防止剤アミノ系３．５重量部・基礎配合ＢＮＢＲ中ニトリルタイプ（ニトリル量２５〜３０％）日本合成ゴム社製：ＪＳＲ２４０Ｓ１００重量部ステアリン酸ナトリウム一般工業材１重量部カーボンブラックＦＥＦ３０重量部加硫促進剤（１）大内新興化学工業（株）社製：ＴＴ２重量部加硫促進剤（２）大内新興化学工業（株）社製：Ｍ２重量部加硫助剤酸化亜鉛活性亜鉛華１０重量部加硫剤イオウ１重量部老化防止剤アミノ系３．５重量部（２）テトラフルオロエチレン系樹脂粉末黒鉛共沈ＰＴＦＥ（以下、ＰＴＦＥ−１と称する。）乳化重合にて重合完了後に平均粒径６μｍの黒鉛と７：
３の重量比で共沈させ凝析、洗浄して得た。

【００７２】黒鉛とのドライブレンドＰＴＦＥ（以
下、ＰＴＦＥ−２と称する。）旭硝子社製：ＰＴＦＥルーブリカントＬ１８２Ｊを平
均粒径６μｍの黒鉛と７：３の重量比にてヘンシェルミ
キサーでドライブレンドした。

【００７３】ＰＴＦＥ（以下、ＰＴＦＥ−３と称す
る。）旭硝子社製：ＰＴＦＥルーブリカントＬ１８２ＪＥＴＦＥ旭硝子社製：アフロンＣＯＰＺ８８２０（３）球状黒鉛鐘紡社製：ベルパールＣ２０００（４）その他シリコーンオイル信越シリコーン社製：ＫＦ９６−３
００。

【００７４】〔実施例１〜９、比較例１〜６〕まず、ロ
ール間隔５〜１０ｍｍ程度に調整したロール混合機にＮ
ＢＲ（２２０Ｓあるいは２４０Ｓ）を巻き付け、基礎配
合Ａ、Ｂに示した割合で無機充填剤等として老化防止
剤、カーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤を順次混合
し、最後に表１又は２に示す割合にてテトラフルオロエ
チレン系樹脂粉末、球状黒鉛及びその他充填剤を混練し
た。その後、ロール間隔を１ｍｍに調整し、薄通しを１
０回行った。なお、このときの摩擦熱を防止する目的
で、常時、ロール内に冷却水を通し、ロール温度を６０
℃以下に保った。次に、冷却水を止めロール内にスチー
ムを通し、ＮＢＲ材温度が７０℃以上９０℃以内になる
ように調整し、その後、ロール間隔を１ｍｍに狭めて薄
通しを１０回行い、それぞれ１０ｋｇのコンパウンドを
得た。

【００７５】また、比較例６においては、ＰＴＦＥ系コ
ーティングを行った。これは、スプレー式で行い、ゴム
シートの供試面に対して約１５μｍの膜厚を塗布し、８
０℃にて２時間の焼成を行い、試験片を得た。

【００７６】各コンパウンドに対して、縦３００ｍｍ、
横３００ｍｍ、厚さ１ｍｍの金型を用いプレス成形に
て、１次加硫（１６０℃、１０分間、プレス圧１２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²）及び２次加硫（フリー加熱、１５０℃、
４時間）を行い、加硫が終わった各シートについて摩
擦、摩耗特性、弾性体特性を求めた。各試験方法は、以
下のとおりである。

【００７７】摩擦、摩耗試験得られたシートをφ１７×φ２１（ｍｍ）のリングに打
ち抜き、φ１７×φ２１×１０（ｍｍ）のアルミ合金製
リングに接着し摩擦試験片とした。相手材は軸受鋼（Ｓ
ＵＪ２）研磨品とし、スラスト型摩擦摩耗試験にて評価
した。試験条件は周速１．０ｍ／ｍｉｎ、面圧３．０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、時間１００ｈである。得られた結果を表
３及び４に示す。

【００７８】機械的特性得られた試験片に対してＪＩＳ−６３０１に準拠し、引
張り強度、伸び、硬度（ＪＩＳ−Ａ）を、ＡＳＴＭ−Ｄ
２５６に準拠してアイゾット衝撃強度を調査した。結果
を表３及び４に示す。

【００７９】実機試験得られたシートを、φ１７×φ２１（ｍｍ）のリングに
打ち抜き、それを、扇状にカットした。これを図２に記
載のＶＴＲ用キャプスターモーターのスラストワッシャ
として用い、稼働試験を行った。

【００８０】なお、１０００時間後のスラストワッシャ
の摩耗度を観察し、続けて使用可能な場合は○で、続け
て使用不可能な場合は×で示した。

【００８１】

【表１】

【００８２】

【表２】

【００８３】

【表３】

【００８４】

【表４】

【００８５】表３、４より明らかなように、一般的なＮ
ＢＲの配合物だけの比較例１では摩擦係数は高く、摩耗
量が大きい。また、ＮＢＲにテトラフルオロエチレン系
樹脂粉末を添加した比較例２、３は、いずれも摩擦係数
がＮＢＲ材に比較して若干低くなっているが、摩耗特性
が充分ではない。また、球状黒鉛を配合した比較例４で
は、耐摩耗性が改善されているが、摩擦係数が大きく、
長時間使用できない。シリコーンオイルを配合した比較
例５は、機械的強度、特に引張強度が著しく低下してお
り、それに伴い、摩耗特性も極めて悪かった。表面にＰ
ＴＦＥ系のコーティングをした場合、機械的特性は有す
るものの、摩擦係数が高く、摩耗特性も極めて悪かっ
た。

【００８６】しかし、表面にカーボン材が突き刺さった
ＰＴＦＥ及び球状黒鉛を添加した実施例では、機械的強
度の低下が少なく、低摩擦係数及び耐摩耗性が得られ、
低摩擦、低摩耗特性が確認できた。

【００８７】なお、上記各表や前記に示される数値の下
限値以上で上限値以下、または下限値を越えて上限値未
満の範囲の各配合、各特性値等で、その使用に最も適し
たスラストワッシャ材を提供するように適宜選択するこ
とができる。

【００８８】

【発明の効果】この発明によれば、上記潤滑性ゴム組成
物を用いてスラストワッシャ材を形成したので、このス
ラストワッシャ材は、弾性体特性、低摩擦特性、耐摩耗
特性、耐熱性を有して応力集中や衝撃に強い特性を有す
る。また、長期にわたって高圧下で用いても劣化が生じ
ないので、長期間使用する場合、安定性及び信頼性の高
いスラストワッシャ材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＢＲ材中のテトラフルオロエチレン樹脂を示
す模式図

【図２】この発明に係るスラストワッシャをＶＴＲのキ
ャプスタンモータに用いるときの１つの実施の形態を示
す正面図

【図３】（ａ）同上の軸受装置の分解斜視図（ｂ）同上の一部拡大断面図

【図４】（ａ）図２の他の実施形態の一部拡大断面図（ｂ）図２の他の実施形態の一部拡大断面図（ｃ）弾性体の変形例の斜視図（ｄ）弾性体の変形例の斜視図（ｅ）弾性体の変形例の
斜視図（ｆ）図２の他の実施形態の一部拡大断面図

【図５】（ａ）この発明に係るスラストワッシャをＶＴ
Ｒのキャプスタンモータに用いるときの他の実施の形態
を示す正面図（ｂ）同上の一部拡大平面断面図

【符号の説明】

１ＮＢＲ２テトラフルオロエチレン系樹脂粉末３カーボン材４基板５軸受ハウジング６ステータ７、７’ 焼結含油軸受８主軸９ロータケーシリング１０プーリ１１ロータ１４ピンチローラ１５油切りワッシャ１６スラスト受け１７保持部材１８ワッシャスラスト１９中心孔２１保持凹所２２小突起２３小凹所２４軸受端面２５軸受用ボール２６コイルバネ２７薄板２８、２９丸棒３１支持面４１主軸４２ロータケーシング４３プーリ４４ロータマグネット４５ロータ４７軸受ハウジング４８軸受４９基板５０Ｅリング５１スラスト受け５２スラストワッシャ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 507:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向荷重を受け持つスラスト軸受に用
いられるスラストワッシャ材であって、上記スラストワ
ッシャ材の摺動部の一部又は全部が、第１必須成分であ
るアクリロニトリルブタジエン系ゴム、第２必須成分で
あるテトラフルオロエチレン系樹脂粉末、及び第３必須
成分である球状黒鉛を含有する潤滑性ゴム組成物から形
成されることを特徴とするスラストワッシャ材。
【請求項２】第２必須成分であるテトラフルオロエチ
レン系樹脂粉末が、乳化重合終了後にカーボン材と共沈
させて得られる表面にカーボン材が突出したテトラフル
オロエチレン系樹脂粉末である請求項１に記載のスラス
トワッシャ材。
【請求項３】第２必須成分であるテトラフルオロエチ
レン系樹脂粉末が、前記粉末にカーボン材と乾式混合に
て混合させて得られる表面にカーボン材が突出したテト
ラフルオロエチレン系樹脂粉末である請求項１に記載の
スラストワッシャ材。
【請求項４】第１必須成分であるアクリトニトリルブ
タジエン系ゴム１００重量部に対し、第２必須成分であ
るテトラフルオロエチレン系樹脂粉末を１０重量部以上
１００重量部未満含有し、第３必須成分である球状黒鉛
を５重量部以上８０重量部未満含有してなる請求項１に
記載のスラストワッシャ材。
【請求項５】上記スラストワッシャ材が潤滑性ゴム組
成物と金属あるいは高分子材料との複合となっているこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のス
ラストワッシャ材。