JPH10204282A

JPH10204282A - 湿式ラジアル軸受用摺動部材

Info

Publication number: JPH10204282A
Application number: JP9024266A
Authority: JP
Inventors: Eiji Karo; 英二加蕗; Shiyouji Yasunaga; 章二安長; Hidehiko Tamura; 英彦田村; Tadashi Tanaka; 正田中
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-08-04
Anticipated expiration: 2017-01-22
Also published as: JP3149377B2; GB2321503B; US5998339A; GB9721267D0; GB2321503A

Abstract

(57)【要約】【課題】高い荷重の下でも耐摩耗性に優れた湿式ラジア
ル軸受用摺動部材とする° 【解決手段】カーボンファイバ１０〜４５重量％と、ポ
リテトラフルオロエチレン０．１〜８．５重量％、及び
残部が実質的にポリエーテルエーテルケトン又はポリフ
ェニレンサルフアイドとから構成する。これにより、耐
摩耗性に優れた湿式ラジアル軸受用摺動部材とすること
ができる。

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、芳香族ポリエー
テルケトン樹脂又はポリアリーレンサルフアイド樹脂を
基材とする潤滑液中で使用される湿式ラジアル軸受用摺
動部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、発電機、ポンプ、船舶エンジ
ンなどの装置に組み込まれる湿式のラジアル軸受は高加
重の条件下で使用される。このような軸受用摺動部材と
して、ホワイトメタルや、ポリテトラフルオロエレン
（ＰＴＦＥ）とグラスファイバの複合材料、ポリエーテ
ルスルホン（ＰＥＳ）などが知られている。

【０００３】芳香族ポリエーテルケトン樹脂は優れた耐
熱性、機械的性質、耐摩耗性を有するエンジニアリング
樹脂として知られており、英国特許第２０７９８６７号
には、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を摺動
部材とした軸受が開示されている。しかし、芳香族ポリ
エーテルケトン樹脂単独では摩擦係数が高いために、従
来から芳香族ポリエーテルケトン樹脂を基材としてフル
オロカーボン重合体などの樹脂を加えることによって摩
擦係数を低くした摺動部材が開発されている。しかし反
面、フルオロカーボン重合体を含有することによって耐
摩耗性や機械的強度の低下がもたらされる。

【０００４】これら芳香族ポリエーテルケトン樹脂に関
係する技術として、乾式に関するものであるが特開昭５
８ー１６０３４６号公報に開示された技術が知られてい
る。この従来技術では、芳香族ポリエーテルケトン樹脂
を基材とし、また、フルオロカーボン重合体としてポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を２．５〜６０重
量％及び炭素繊維を２．５〜６０重量％を含有する摺動
部材とするものである。この摺動部材によって高い熱変
形温度（ＨＤＴ）と、高い限界ＰＶ値が得られるとして
いる。

【０００５】また、ポリアリーレンサルフアイド樹脂
は、優れた耐熱性、機械的性質、耐摩耗性を有するエン
ジニアリング樹脂として知られている。しかし、芳香族
ポリエーテルケトン樹脂と同様に、ポリアリーレンサル
フアイド樹脂単独では摩擦係数が高く、摺動部材に適用
するのが困難とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、発電機やポンプ
などの装置に組み込まれる軸受は、装置が小型化する傾
向に伴って、摺動面も小面積化し、摺動面にさらに高い
面圧が加わるようになってきている。このような過酷な
条件の下で適用されるラジアル軸受用摺動部材には、優
れた摺動特性に加えて、耐摩耗性が要求されている。ま
た、起動・停止が繰り返し行われる湿式ラジアル軸受に
ついては、起動時に軸受の摺動面が部分的に固体接触し
ているために、大きな起動動力が必要となるばかりか、
摺動面を損傷するおそれもある。このため、運転時にお
ける耐摩耗性に加えて、起動時の摩擦係数の小さいこと
も要求されている。

【０００７】しかし、ホワイトメタルを用いた摺動部材
では、起動時に固体接触による損傷を起こしやすく、ま
た、ＰＥＳを摺動部材とした摺動部材では、潤滑油との
反応により劣化しやすく耐久性に欠けるという課題を有
している。また、ＰＴＦＥとグラスファイバの複合材料
からなる摺動部材では、機械的強度が小さく、変形しや
すいという課題を有している。

【０００８】また、上述した従来技術（特開昭５８−１
６０３４６号）においては、湿式の条件下で、ＰＴＦＥ
の含有量が１０重量％を越えると、耐摩耗性や機械的強
度の点で十分といえるものではなかった。また、この従
来技術において、実際に乾式の実施例として確認されて
いる範囲はＰＴＦＥｌ０〜４０重量％及びカーボンファ
イバ１０〜４０重量％であり、またさらに従来技術の比
較例３には、ＰＴＦＥを２重量％、１８重量％、ＰＥＥ
Ｋ８０重量％の摺動部材を示しており、潤滑性に乏しく
摩擦係数が高くなるため非常に低い限界ＰＶ値しか得ら
れなかったとしている。

【０００９】発明者らは、上述した課題について研究し
た結果、湿式スラスト軸受の摺動部材、特に高い面圧を
受ける摺動部材として、芳香族ポリエーテルケトン樹脂
又はポリアリーレンサルフアイド樹脂にカーボンファイ
バを添加し、さらにこれにフルオロカーボン重合体を添
加すると耐摩耗性が向上することを見出した。そして、
フルオロカーボン重合体の含有量が約２重量％のときに
耐摩耗性が最高となり、さらに、それ以上添加するに従
ってかえって低下して、１０重量％を越えるとほとんど
変わらないことを見出した。

【００１０】また、芳香族ポリエーテルケトン樹脂又は
ポリアリーレンサルフアイド樹脂にカーボンファイバと
フルオロカーボン重合体を添加するとともに吸油量７０
〜５００ｍｌ／１００ｇの黒鉛を混合したラジアル軸受
用摺動部材では、耐摩耗性が向上するとともに起動時の
摩擦係数を下げることも見出し、本発明を完成させたも
のである。

【００１１】そこで、この発明では、芳香族ポリエーテ
ルケトン樹脂又はポリアリーレンサルフアイド樹脂を基
材として、高い荷重の下でも適用できる湿式ラジアル軸
受用摺動部材を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、カ
ーボンファイバ１０〜４５重量％と、フルオロカーボン
重合体０．１〜８．５重量％、及び残部が実質的に芳香
族ポリエーテルケトン樹脂としていることを特徴とする
湿式ラジアル軸受用摺動部材としている。また、請求項
４の発明では、請求項１の発明に用いる芳香族ポリエー
テルケトン樹脂に代えてポリアリーレンサルフアイド樹
脂としている。ポリアリーレンサルフアイド樹脂を基材
とするものは、一般に芳香族ポリエーテルケトン樹脂を
基材とするものより安価な摺動部材を提供できる点に利
点を有する。

【００１３】芳香族ポリエーテルケトン樹脂は式１の構
成単位を単独で、または式１で表される構成単位と式
２、式３、式４で表される構成単位を含む結晶性の熱可
塑性芳香族樹脂である。

【００１４】

【式１】

【００１５】

【式２】

【００１６】

【式３】

【００１７】

【式４】

【００１８】これらの芳香族ポリエーテルケトン樹脂と
しては、ポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫ
という。）が、特に機械的強度、耐熱性の点から望まし
い。ＰＥＥＫは、例えば特開昭５４−９０２９６号公報
に記載される方法によって製造でき、又、ＡＳＴＭＤ
１２３８に準じて３６０°Ｃ、２．１６Ｋｇの荷重の下
で測定したメルトフローインデックスが１〜５ｇ／１０
ｍｉｎの範囲であることが望ましい。

【００１９】ポリアリーレンサルフアイド樹脂として
は、ポリフェニレンサルフアイド（以下、ＰＰＳとい
う。）を使用することができる。ＰＰＳとしては、主要
構造単位が一般式、式５で示される繰り返し単位からな
るポリマーを使用し得る。このＰＰＳには、架橋型、直
鎖型又は半架橋型のポリマーが含まれる。

【００２０】

【式５】

【００２１】フルオロカーボン重合体としては、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフルオ
ロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦ
Ｅ）、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などを使用すること
ができ、特にＰＴＦＥが低摩擦の点から望ましい。

【００２２】フルオロカーボン重合体の含有量が０．１
重量％未満では、含有した効果が十分に発揮されず、耐
摩耗性が低くなる。一方、８．５重量％を越えると再び
耐摩耗性が低くなるため、０．１〜８．５重量％とす
る。好ましくは、０．１〜５重量％の含有量の場合に、
耐摩耗性が特に優れており望ましい。さらに好ましく
は、０．５〜２．３重量％である。

【００２３】カーボンファイバとしては、ピッチ系、セ
ルロース系、ポリアクリロニトリル系などのカーボンフ
ァイバのいずれも使用することができ、特にポリアクリ
ロニトリル系が摩擦摩耗の点から望ましい。繊維長とし
ては、０．１〜１０ｍｍのものが好ましく、通常は平均
長６ｍｍ程度のものが使用される。

【００２４】カーボンファイバの含有量が１０重量％未
満では所望の機械的強度が得られない。一方４５重量％
を越えると、組成物の成形加工が困難になる。このため
カーボンファイバの含有量は１０〜４５重量％とする
が、特に２５〜３５重量％の含有量のものが成形加工性
が良好であり機械的強度も高いために望ましい。

【００２５】芳香族ポリエーテルケトン樹脂、フルオロ
カーボン重合体及びカーボンファイバの各構成成分は、
均一に分散していることが望ましく、予め混合機により
所定の含有比率になるように混合して溶融押出機に供給
するなど適宜の方法により混合する。

【００２６】請求項２の発明では、カーボンファイバ１
０〜４５重量％、フルオロカーボン重合体０．１〜３０
重量％、吸油量７０〜５００ｍｌ／１００ｇの黒鉛０．
１〜２０重量％及び残部が実質的に芳香族ポリエーテル
ケトン樹脂とし、かつ残部の芳香族ポリエーテルケトン
樹脂が３５重量％以上としていることを特徴とするラジ
アル軸受用摺動部材としている。

【００２７】また、請求項５の発明では、請求項２の発
明の芳香族ポリエーテルケトン樹脂に代えてポリアリー
レンサルフアイド樹脂としている。

【００２８】黒鉛は、通常１００ｇ当たり５０ｍｌの吸
油量を有している。以下、本願においては１００ｇ当た
り７０ｍｌ未満の吸油量の黒鉛を通常黒鉛という。一
方、膨張化処理により黒鉛層間が拡大されることにより
空間を多く持った黒鉛は、優れた吸油性及び保油性を有
している。このように１００ｇ当たり７０ｍｌ以上の吸
油量を有する黒鉛を以下、上述の通常黒鉛に対して膨張
黒鉛という。

【００２９】通常黒鉛を含有した摺動部材では、起動時
の摩擦係数を下げることがあまり期待できない。また、
含油量が１００ｇ当たり５００ｍｌを越える膨張黒鉛で
は、粒径が大きくなって、芳香族ポリエーテルケトン樹
脂又はポリアリーレンサルフアイド樹脂に混合する際の
分散性と機械的強度が低下する。このため、膨張黒鉛の
吸油量は７０ｍｌ〜５００ｍｌとする。特に、強度の点
から吸油量が１００ｇ当たり８０ｍｌから３００ｍｌの
膨張黒鉛が望ましく、更に１００ｇ当たり８０ｍｌから
１５０ｍｌの膨張黒鉛が望ましい。

【００３０】膨張黒鉛の含有量は０．１重量％未満では
添加した効果が得られない。一方、２０重量％を越える
と成形が困難になる。このため、膨張黒鉛の含有量は
０．１〜２０重量％とする。特に耐摩耗性の点から１〜
１０重量％が望ましい。更に、二硫化モリブデン（Ｍ_o
Ｓ₂）や通常黒鉛などの固体潤滑剤を０．１〜２０重量
％添加すると起動時の摩擦係数を下げることもできる
（請求項３、請求項６）。また、金属酸化物やセラミッ
クを添加して耐摩耗性をさらに高めることもできる。

【００３１】なお、基材とする芳香族ポリエーテルケト
ン樹脂又はポリアリーレンサルフアイド樹脂が３５重量
％未満となると成形が困難となる。このため、芳香族ポ
リエーテルケトン樹脂又はポリアリーレンサルフアイド
樹脂の含有量は３５重量％以上とする。

【００３２】また、請求項１〜６の摺動部材を単体で軸
受に成形した単体軸受として適用する他、裏金に接合し
て複層軸受とすることもできる（請求項７）。なお、ラ
ジアル軸受は、摺動面が軸の円周面に沿う形状となるよ
うに、円筒形に成形したり、円筒を二分割した半円筒形
や、多分割したティルティングパッドに形成される。

【００３３】特に、発電機などに使用される複層ラジア
ル軸受にあっては、５ｍｍ以上の厚肉の半割軸受やティ
ルティングパッド軸受が適用される。かかる大型の半割
軸受やティルティングパッド軸受のティルティングパッ
ドを製造するには、表面に多孔質金属層を焼結した平板
状の裏金面に、請求項１〜６記載のいずれかの摺動部材
を接合した上で湾曲形成し、その後に、前記摺動部材を
加熱溶融して製造することができる（請求項８）。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
６の発明によれば、耐摩耗性に優れるとともに起動時摩
擦係数の低い湿式ラジアル軸受用摺動部材とすることが
できる。

【００３５】

【発明の実施の形懸】以下、実施例を比較例とともに説
明する。まず、表１〜表６に示す各組成からなる均一配
合のペレツト状の樹脂を、射出成形機によって厚さ５ｍ
ｍの樹脂板に形成した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】

【表５】

【００４１】

【表６】

【００４２】ここで、芳香族ポリエーテルケトン樹脂は
ＰＥＥＫ、ポリアリーレンサルフアイド樹脂はＰＰＳに
ついて実施した。ＰＥＥＫは、英国ＩＣＩ社製ＰＥＥＫ
４５０Ｇ（商品名）、メルトフローインデックス３．１
ｇ／１０ｍｉｎ．を使用した。また、ＰＰＳは、フイリ
ップ社製ライトンＰ−４（商品名）を使用した。フルオ
ロカーボン重合体として、三井デュボンフロロケミカル
株式会社製のＴＬＰ−１０（商品名）のＰＴＦＥを用い
た。カーボンフアイバ（表１〜表６においてＣＦと表
す。）としては、東レ社製トレカＭＤＬ（商品名）を使
用した。

【００４３】膨張黒鉛は日本黒鉛工業株式会社製のもの
を使用した。吸油量は８０ｍｌ／１００ｇとしたが、実
施例４５及び９５では１５０ｍｌ／１００ｇ、実施例４
８及び９８では３００ｍｌ／１００ｇ、実施例４９及び
９９では５００ｍｌ／１００ｇのものを使用した。一
方、比較例として添加する通常黒鉛は、日本黒鉛工業株
式会社製の吸油量５０ｍｌ／１００ｇのものを使用し
た。

【００４４】ＰＥＥＫを基材とする実施例１〜１１、比
較例１〜４の樹脂板、及びＰＰＳを基材とする実施例５
１〜６１、比較例５１〜５４の樹脂板について、引張り
試験を行なった。この結果を表１、表４それぞれに示
す。また、これらの実施例及び比較例の内、カーボンフ
ァイバ（ＣＦ）３０重量％を含有するものについて、引
張り強度に対するＰＴＦＥの含有量の影響を示したもの
が図１であって、これにより、ＰＴＦＥの含有量が増加
するに従って引張り強度が低下することが判明した。

【００４５】次に、銅メッキを施した厚さ１ｍｍの鋼板
上に銅合金粉末を０．３ｍｍの厚さに散布して焼結し、
多孔質金属層を形成した。この多孔質金属層を３３０〜
４００°Ｃに加熱した状態で、上述した樹脂板を重ね合
わせてプレスで圧接し、含浸被覆した。続いて切削およ
びホーミング加工によって外径２３ｍｍ、内径２０ｍ
ｍ、幅２０ｍｍの円筒形状に加工して各実施例及び比較
例の試験試料を得た。

【００４６】得られた実施例及び比較例の試験試料につ
いて、円筒型式摩擦摩耗試験機を使用して、表７に示す
試験条件の下で、摩擦摩耗試験を行った。試験は軸を３
０秒回転して３００秒休止するサイクルを１５回繰り返
し、最後の５回について、起動時の摩擦係数を測定し、
この平均値を起動時の摩擦係数とした。また、摩耗量に
ついては、試験前と試験後の試験試料の厚さの変化によ
って求めた。これらの試験結果を表１〜表６に併せて示
す。

【００４７】

【表７】

【００４８】ＰＥＥＫを基材とする表１〜表３に示され
る試験結果の内、カーボンファイバ（ＣＦ）の含有量が
３０重量％の実施例及び比較例について、起動時の摩擦
係数、摩耗量に及ぼすＰＴＦＥの含有量の影響をまとめ
たのが図２および図３である。

【００４９】図２はＰＴＦＥの含有量が起動時摩擦係数
に及ぼす影響を示し、膨張黒鉛を含有しない実施例１〜
４及び比較例１〜３では、起動時の摩擦係数は、ＰＴＦ
Ｅの含有量が０重量％（比較例１）では０．２４と高
く、含有量が多くなるに従って徐々に０．１３まで低く
なり、８重量％以上で、ほば一定の値となった。これに
より、起動時の摩擦係数に関しては、摺動部材として十
分に良好である結果が得られた。また、カーボンファイ
バの含有量による起動時の摩擦係数への影響はほとんど
認められなかった。

【００５０】また、吸油量８０ｍｌ／１００ｇの膨張黒
鉛を２．５重量％含有した実施例２１〜２４では、ＰＴ
ＦＥの含有量が５重量％までは起動時の摩擦係数が低く
なり、５重量％を越えるとほぼ一定の値０．１１を示す
結果となった。また、膨張黒鉛の含有量を２．５、５．
０、７．５、１０とした実施例２１〜３４から、膨張黒
鉛の含有量が多くなるに従って起動時摩擦係数が低下し
ている。また、膨張黒鉛の含有量が多くなるに従って、
起動時摩擦係数が低い一定の値となるためのＰＴＦＥの
含有量が少なくなり、実施例３２により示されるよう
に、膨張黒鉛の含有量が１０重量％になると、ＰＴＦＥ
の含有量が２重量％で、０．０８の起動時摩擦係数を示
している。以上から、膨張黒鉛は起動時の摩擦係数を下
げる効果を有しており、また、ＰＴＦＥと併含するとそ
の効果がさらに増すことがわかった。

【００５１】実施例４２又は実施例４３は、実施例２９
又は実施例２１に固体潤滑剤を添加した例であって、起
動時摩擦係数の向上が得られた。

【００５２】図３は摩耗量に対するＰＴＦＥの含有量の
影響を示している。膨張黒鉛を含有しない実施例１〜４
及び比較例１〜３について、摩耗量はＰＴＦＥを含まな
い比較例１の１１．２μｍからＰＴＦＥを含有するに従
って急速に減少し、実施例２の２重量％で最低値を示し
ている。そして８．５重量％（実施例４）まで緩やかに
増加し、８．５重量％から１０重量％（比較例２）の間
で急速に増加している。そして１０重量％以上では、ほ
ば一定の摩耗量を示すようになる。また、実施例４、８
および１０の対比から、カーボンファイバ（ＣＦ）の含
有量が増加するのに従って摩耗量が減少する傾向が見ら
れた。

【００５３】吸油量８０ｍｌ／１００ｇの膨張黒鉛を
２．５重量％含有する実施例２１〜２４では、同量のＰ
ＴＦＥを含有するが膨張黒鉛を含有しない実施例２、
３、比較例２、３に対していずれも摩耗量が減少してお
り、膨張黒鉛を含有する効果が得られた。また、吸油量
が１００ｇ当たり５０ｇの通常黒鉛とした実施例１４
と、吸油量が１００ｇ当たり８０、１５０、３００、５
００ｍｌの膨張黒鉛とした実施例２５、４５、４８、４
９とを比較すると、起動時摩擦係数及び摩耗量において
共に膨張黒鉛の含有する効果が認められた。

【００５４】カーボンファイバについて、実施例２６、
３７、４１及び比較例６を対比すると、カーボンファイ
バを１０重量％以上添加することによる摩擦摩耗特性が
向上することが認められた。

【００５５】また、比較例２１〜２３は、カーボンファ
イバ、ＰＴＦＥ、膨張黒鉛及び固体潤滑剤の合計が６５
重量％を越えている例であるが、成形が困難で、試験試
料を得ることができなかった。

【００５６】ＰＰＳを基材とする表４〜表６に示される
試験結果から、ＰＥＥＫを基材とする実施例及び比較例
とほぼ同様の結果が得られた。図２、図３と同様に、カ
ーボンファイバ（ＣＦ）の含有量が３０重量％の実施例
及び比較例について、起動時の摩擦係数、摩耗量に及ぼ
すＰＴＦＥの含有量の影響をまとめたのが図４および図
５である。

【００５７】図４によれば、膨張黒鉛を含有しない実施
例５１〜５４及び比較例５１〜５３について、起動時の
摩擦係数は、ＰＴＦＥが含まれない比較例５１において
は０．２７と高く、含有量が多くなるに従って徐々に
０．１６まで低くなり、８重量％以上で、ほば一定の値
となった。これにより、摺動部材として十分に良好な起
動時の摩擦係数を有する結果が得られた。

【００５８】また、吸油量８０ｍｌ／１００ｇの膨張黒
鉛を２．５重量％含有した実施例７１〜７４では、ＰＴ
ＦＥの含有量が５重量％までは起動時の摩擦係数が低く
なり、１０重量％を越えるとほぼ一定の値０．１３を示
す結果となった。また、膨張黒鉛の含有量を２．５、
５．０、７．５、１０とした実施例７１〜８４から、膨
張黒鉛の含有量が多くなるに従って起動時摩擦係数が低
下し、実施例８３により示されるように、０．０８の起
動時摩擦係数を示している。以上から、膨張黒鉛は起動
時の摩擦係数を下げる効果を有しており、また、ＰＴＦ
Ｅと併含するとその効果がさらに増すことがわかった。

【００５９】実施例９２又は実施例９３は、実施例７９
又は実施例７１に固体潤滑剤を添加した例であって、起
動時摩擦係数の向上が得られた。

【００６０】図５によれば、膨張黒鉛を含有しない実施
例５１〜５４及び比較例５１〜５３について、摩耗量は
ＰＴＦＥを含まない比較例５１の１８．５μｍからＰＴ
ＦＥを含有するに従って急速に減少し、実施例５２の２
重量％で最低値を示している。そして８．５重量％（実
施例５４）まで緩やかに増加し、８．５重量％から１０
重量％（比較例５２）の間で急速に増加している。１０
重量％以上では、ほば一定の摩耗量を示すようになる。

【００６１】また、吸油量８０ｍｌ／１００ｇの膨張黒
鉛を２．５重量％含有する実施例７１〜７４では、同量
のＰＴＦＥを含有する実施例５２，５３、比較例５２，
５３に対していずれも摩耗量が減少しており、膨張黒鉛
を含有する効果が得られた。また、比較例７１〜７３
は、カーボンファイバ、ＰＴＦＥ、膨張黒鉛及び固体潤
滑剤の合計が６５重量％を越えている例であるが、成形
が困難で、試験試料を得ることができなかった。

【００６２】次に、上述した各実施例に示す摺動部材を
用いて、発電機などに組み込まれる肉厚の半割軸受を製
造する方法の一例を図６〜図８に基づいて説明する。上
述した実施例や比較例の試験試料に示しているように、
裏金となる鋼板および樹脂板の厚さが薄い場合には、こ
の複層板を円筒形や半円筒形に湾曲してラジアル軸受を
製造することができる。しかし、肉厚の厚い大型のラジ
アル軸受では、湾曲する際に多孔質金属層から部分的に
樹脂が抜き出ることがある。このような厚肉のラジアル
軸受の製造方法を厚さ１０ｍｍの鋼板を裏金とする半割
軸受を例に説明する。

【００６３】図６（Ａ）に示すように、裏金１は、銅メ
ッキを施した厚さ１０ｍｍの鋼板からなり、その上面に
散布された銅合金粉末が焼結された厚さ１ｍｍの多孔質
金属層２が形成されている。また、樹脂板３は、上述し
た実施例の組成からなる厚さ５ｍｍの板に形成されてい
る。多孔質金属層２を溶融温度の３３０〜４００°Ｃに
加熱した状態で、上述した樹脂板３を重ね合わせてプレ
スで圧接し、樹脂を多孔質金属層２中に十分含浸して、
裏金層１上に樹脂層３ａが溶融接合した複層板４を得る
（図６（Ｂ）参照）。

【００６４】図７に示すように、複層板４を湾曲加工す
るには、ダイス１０とポンチ１１を使用する。ダイス１
０には、半割軸受の外径に相当する直径２３０ｍｍの半
円形の凹面１０ａが設けられており、また、ポンチ１１
には、その先端に半割軸受の内径に相当する直径２００
ｍｍの凸面１１ａが設けられている。このダイス１０と
ポンチ１１との間に複層板４を置き、ポンチ１１を降下
して複層板４を湾曲して、半円筒形状に成形する。この
際、多孔質金属層２の各銅合金粉末間は、含浸された樹
脂によって充填されているため、各銅合金粉末が押し潰
されないで湾曲加工される。なお、湾曲加工に伴って、
樹脂層３ａには強い圧縮に伴う残留応力が発生し、また
多孔質金属層から部分的に樹脂が抜き出ている。

【００６５】次に、図８に示すように、湾曲した複層板
４を加熱治具２０により再加熱する。加熱治具２０に
は、湾曲した複層板４の外周を収容する直径２３０ｍｍ
の半円筒形の加熱凹面２０ａが設けられており、また、
その内部にヒータ２０ｂが配設されている。また、押圧
具２１の頭部は、湾曲した複層板４の内周を押圧保持す
る直径２００ｍｍの凸面とされている。そして、押圧具
２１の先端に湾曲した複層板４を載置した状態で、湾曲
した複層板を加熱凹面２０ａ内に挿入して密着保持し
て、樹脂層３ａを３３０〜４００°Ｃに加熱し、再び溶
融する。この方法によって、樹脂層３ａに生じていた多
孔質金属層からの樹脂の抜けが消失し、また残留応力も
除去される。このように、複層板４を湾曲するに伴っ
て、樹脂層３ａに多孔質金属層から部分的に樹脂が抜き
出るような厚肉のラジアル軸受であっても、容易に製造
することができる。なお、この製造方法は、半割軸受に
限らず、円筒形状の軸受や、ティルティングパッドジャ
ーナル軸受のように円筒形を複数に分割したティルティ
ングパッドを製造する場合にも適用することができる。

【００６６】なお、上述した軸受の製造方法において
は、裏金層１上に樹脂層３ａを溶融接合した複層板４を
湾曲加工した後に再加熱しているが、かならずしもこれ
らの工程を順次経る必要はなく、再加熱する温度で湾曲
加工したり、さらには溶融接合する際に湾曲加工を行な
うことによって、再加熱する工程を省略することができ
る。また、加熱方法としては、棒状ヒータなどの加熱手
段による他、高周波加熱によるなど適宜手段を採用して
もよい。

【００６７】また、上述した軸受の製造方法では、裏金
１に多孔質金属層２を形成する方法として、銅合金粉末
を散布した後に焼結する例について説明しているが、こ
れを溶射法や溶融含浸法などによって形成してもよい。
また、複層板４を形成するには、裏金１に樹脂板３をプ
レス圧接する例を説明したが、プレス圧接をロール圧接
によることもできる。

【００６８】また、複層板４を湾曲する方法として、ダ
イス１０とポンチ１１を用いる方法について説明した
が、湾曲方法はこれに限ることなく、たとえばロールに
より湾曲するなど適宜方法を採用できる。さらに、冷間
の湾曲加工方法のみならず、樹脂のガラス転移点の温度
以上に加熱した温間で湾曲加工してもよい。さらに、図
７、図８に示される実施例において、複層板４とポンチ
１１または押圧具２１との間に銅箔、アルミ箔またはゴ
ムシートなどのクッション材を介在したり、ポンチ１１
または押圧具２１の押圧面にスリットを入れたり、各治
具の曲率を代えたりすることのできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＴＦＥ含有量が引張り強度に及ばす影響を示
すグラフ。

【図２】ＰＥＥＫを基材とする摺動部材のＰＴＦＥ含有
量が起動時の摩擦係数に及ばす影響を示すグラフ。

【図３】ＰＥＥＫを基材とする摺動部材のＰＴＦＥ含有
量が摩耗量に及ばす影響を示すグラフ。

【図４】ＰＰＳを基材とする摺動部材のＰＴＦＥ含有量
が起動時の摩擦係数に及ばす影響を示すグラフ。

【図５】ＰＰＳを基材とする摺動部材のＰＴＦＥ含有量
が摩耗量に及ばす影響を示すグラフ。

【図６】図６〜図８は、厚肉の半割軸受の製造工程を示
し、図６は、表面に多孔質金属層を焼結した裏金と、摺
動部材の樹脂板を接合する前後の状態示す一部の断面
図。

【図７】複層板を湾曲加工している状態を示す説明断面
図。

【図８】湾曲加工された複層板を加熱している状態を示
す説明断面図。

【符号の説明】

１…裏金３ａ…樹脂層４…複層板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ //(Ｃ０８Ｌ 71/08 27:12） (Ｃ０８Ｌ 81/02 27:12） (72)発明者田中正名古屋市北区猿投町２番地大同メタル工業株式会内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーボンファイバ１０〜４５重量％と、
フルオロカーボン重合体０．１〜８．５重量％、及び残
部が実質的に芳香族ポリエーテルケトン樹脂としている
ことを特徴とする湿式ラジアル軸受用摺動部材。
【請求項２】カーボンファイバ１０〜４５重量％、フ
ルオロカーボン重合体０．１〜３０重量％、吸油量７０
〜５００ｍｌ／１００ｇの黒鉛０．１〜２０重量％及び
残部が実質的に芳香族ポリエーテルケトン樹脂とし、か
つ残部の芳香族ポリエーテルケトン樹脂が３５重量％以
上としていることを特徴とする湿式ラジアル軸受用摺動
部材。
【請求項３】固体潤滑剤０．１〜２０重量％を加え
て、残部の芳香族ポリエーテルケトン樹脂が３５重量％
以上としていることを特徴とする請求項１，２記載の湿
式ラジアル軸受用摺動部材。
【請求項４】カーボンファイバ１０〜４５重量％と、
フルオロカーボン重合体０．１〜８．５重量％、及び残
部が実質的にポリアリーレンサルフアイド樹脂としてい
ることを特徴とする湿式ラジアル軸受用摺動部材。
【請求項５】カーボンファイバ１０〜４５重量％、フ
ルオロカーボン重合体０．１〜３０重量％、吸油量７０
〜５００ｍｌ／１００ｇの黒鉛０．１〜２０重量％及び
残部が実質的にポリアリーレンサルフアイド樹脂とし、
かつ残部のポリアリーレンサルフアイド樹脂が３５重量
％以上としていることを特徴とする湿式ラジアル軸受用
摺動部材。
【請求項６】固体潤滑剤０．１〜２０重量％を加え
て、残部のポリアリーレンサルフアイド樹脂が３５重量
％以上としていることを特徴とする請求項４，５記載の
湿式ラジアル軸受用摺動部材。
【請求項７】請求項１〜６記載のいずれかの摺動部材
を裏金に被覆していることを特徴とする複層ラジアル軸
受。
【請求項８】表面に多孔質金属層を焼結した平板状の
裏金面に、請求項１〜６記載のいずれかの摺動部材を溶
融接合した上で湾曲成形し、その後に、前記摺動部材を
加熱溶融して成形することを特徴とする厚肉ラジアル軸
受の製造方法。