JPS63199924A - 樹脂軸受 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は樹脂軸受に関するものである。

（従来の技術） 従来、ポリアミド、フェノール、ＰＰＳ等の所謂プラス
チックスにグラファイト、炭素繊維、ガラス繊維、金属
粉末、カーボン等の改質材を混入して成形した所謂樹脂
軸受が知られており、この樹脂軸受は給油の必要が無く
、メンテナンスの面で非常に有利であるために、広く使
用されている。

上記樹脂軸受は、プラスチックスに混合される改質材の
種類、量により、その特性が左右されるものであり、耐
摩耗性、摩擦性、耐熱性向上というそれぞれの目的に応
じて、種々の改質材が混入されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、耐摩耗性向上を目的として、プラスチックス
に例えばカーボンを混入した場合には、樹脂軸受の耐摩
耗性が向上する反面、摩擦性の面が大幅に劣り、また摩
擦性向上を目的として、例えば潤滑性及び潤滑油吸着性
の良い膨張黒鉛を混入した場合には、樹脂軸受の摩擦性
が向上する反面、耐摩耗性が劣り、耐熱性向上を目的と
して。

例えば金属粉末を混入した場合には、樹脂軸受の耐熱性
が向上する反面、摩擦性の面が劣ってしまう、このよう
にプラスチックスに混入する改質材の種類により、樹脂
軸受のある特性の向上がなされる一方、混入した改質材
の欠点により、他の特性の劣化が必らずなされてしまう
ので、上述の耐摩耗性、摩擦性及び耐熱性の全てを概ね
高水準で満足させるのは困難であり、特に１種の改質材
だけで満足させるものは無かった。

そこで上記従来技術の問題点を解消した。酎摩純性と低
摩擦性及び耐熱性の全ての面に優れ、１種の改質材のみ
の混入により成形される樹脂軸受が１本出願人が先に出
願した樹脂軸受（特願昭６２−　　号）において提案さ
れているが、該樹脂軸受は、経時的に改質材たるアモル
ファス状カーボンがプラスチックスから脱落してしまい
、急激に耐摩耗性が悪化し、それに伴い、摩擦性、耐熱
性も極端に悪化してしまうという間圧点を生じていた。

本発明の目的は、改質材としてのアモルファス状カーボ
ンが経時的に脱落しない、長期に渡って耐摩耗性と低摩
擦性及び耐熱性に優れた樹脂軸受を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記間圧点を解決するために、プラスチックス
と、アモルファス状カーボンと、界面活性剤またはカッ
プリング剤の何れかとを含むことを特徴としている。

（作　　用） 本発明によれば、界面活性剤またはカップリング剤は、
プラスチックスとアモルファス状カーボンとの接合力を
高めるように働く。

（実施例） 以下１本発明の実施例について説明する。

まず、アモルファス状態、すなわち無定形状態のカーボ
ンの一形態であるガラス状カーボンを得るために、ガラ
ス状カーボン成形材としての部分架橋フェノール樹脂を
生成する。この部分架橋フェノール樹脂の生成は、フェ
ノール・ノボラック樹脂粉末を部分架橋することにより
なされ、得られた部分架橋フェノール樹脂は、その分子
内にエポキシ樹脂の硬化を行うフェノール性水酸基と自
己縮合性を示すメチロール基とを有している。その代表
特性は次の通りである。

比　　　重　　　　１．２５ｇｒ／ｃｍ”見掛は比重　
　０．３ｇｒ／ａｍ’ 平均粒子径　　５−３０μ 溶解性 溶解広大　Ｎ−メチル−２−ピロリドンＭＦ メチルセロソルブ イソブチルカルピトール 溶解変車　ＴＨＦ アセトン ＥＫ トルエン キシレン トルクレン メタノール 熱軟化温度　　１３０℃ ゲル化時間　　１８０〜２２０秒７１５０℃このように
生成された部分架橋フェノール樹脂を直圧成形（５分間
／１７０℃／１００Ｋｇ／ａｍ１）Ｌ、窒素気流下に室
温から１０００℃まで４８時間かけて昇温焼成して１次
に示すような物性値を有するガラス状カーボンを得た。

比　　　重　　　　１．４５〜１．５０ｇｒ／　ｃｍｊ
硬　　　度　　　　１００〜１１０Ｈｓ９００〜１３０
０　Ｈｖ　（焼成条件による）曲げ強度　１０００〜１
２００　Ｋ　ｇ／　ａｍ”圧縮強度　２５００〜３００
０　Ｋ　ｇ／　ｃｖａ”固有抵抗　（５〜１０）　Ｘ　
ｔｏ”’Ω−ａｍ熱伝導率　０．０１〜０．０２　ｃａ
　Ｑ　／ｃｖｌＩ−ｓｅｅ　°’Ｃなお、焼成時の体積
収縮は約１７％であり、架橋密度が上がるために、その
耐熱性は高い。斯くの如く得られたガラス状カーボンを
改質材として、以下の４種の軸受を成形した。

実施例１ 平均粒径１０〜２０μの球状の粉体なる改質材としての
ガラス状カーボン８０Ｗ％とプラスチックスたるフェノ
ール樹脂（スミライ１〜レジンＰＲ５０５９０）　２０
Ｗ％とを一様に分散するまで混練し。

該混合物に対して８Ｗ％のシリコーン系界面活性剤（Ｎ
ＵＣＹ　７００６）と５Ｗ％の潤滑剤としてのジエステ
ル系液状グリースとを添加し、さらに混練して充分に分
散させる。そして第２図に示す如く型込め工程として、
上述の如くして得られた混合物４を、成形型下型３に秤
量供給し、その後第３図に示す如く加圧・加熱硬化工程
に入り、成形型上型２を、　５０Ｋｇ／ａｍ”　、１５
０℃。

２０ｍ１ｎなる条件で型締めする所謂コンプレッション
法により、第１図に示すようなラジアル軸受１を成形し
た。

実施例２ 実施例１におけるジエステル系液状グリースを添加しな
い軸受を実施例１と同様なる方法で成形した。

実施例３ 実施例１におけるジエステル系液状グリースに替え、ウ
レアグリースを用い、実施例１と同様に軸受を成形した
。

実施例４ 実施例１におけるシリコーン系界面活性剤に替え、有機
系界面活性剤を用い、実施例１と同様に軸受を成形した
。

実施例５ 実施例１におけるシリコーン系界面活性剤に替え、シラ
ンクツブリング剤（ＮＵＣＡ１８７）を用い、実施例１
と同様に軸受を成形した。

実施例６ 実施例１におけるガラス状カーボンの含有量を４０Ｗ％
とし、フェノール樹脂に替えエポキシ樹脂を用い、その
含有量を６０Ｗ％として実施例１と同様に軸受を成形し
た。

実施例７ 、　実施例６におけるガラス状カーボンの含有量を７０
Ｗ％、エポキシ樹脂の含有量を３０Ｗ％にそれぞれ替え
、実施例１と同様に軸受を成形した。

なお実施例６，７においては実施例１と同様に。

シリコーン系界面活性剤及びジエステル系液状グリース
が混入されている。

また上記各実施例において成形された軸受試料７体の比
較材料として、フェノール樹脂２０Ｗ％とガラス状カー
ボン８０Ｗ％とを混合した比較例１゜プラスチックスだ
けよりなる比較例２をそれぞれ実施例１と同様なる方法
で成形した。

そして上述の如く成形された本発明による軸受試料７体
と比較品２体とに、それぞれＳＵＳ＠の回転軸を受容さ
せ、下記の条件の下で、軸受内径の経時的変化量すなわ
ち摩耗量を調べた。

軸荷重　ＩＫｇｆ／ｃｏ＋２．軸速度　５ｍ／ｗｉｎ軸
は２回転毎に反転 その結果を第４図及び下表に示す。なお、第４図におい
ては、実施例１において成形された試料１、すなわちフ
ェノール樹脂とガラス状カーボンとにシリコーン系界面
活性剤及びジエステル系液状グリースとを添加した軸受
と、実施例２において成形された試料２、すなわちフェ
ノール樹脂とガラス状カーボンとにシリコーン系界面活
性剤のみを添加した軸受と、比較例１．すなわちフェノ
ール樹脂とガラス状カーボンとだけからなる軸受との３
つだけを代表として図示し、試料１及び試料２について
は１０００時間まで測定を行った。また下表において摩
耗量１未満としているものは実際には、その摩耗量が小
さすぎて測定できなかったことをあられしている。

その結果は上表から明らかなように、まずガラス状カー
ボンを含まない比較例２に比べて、摩耗量が半減してい
るガラス状カーボンを含む比較例１と、主組成を成、す
プラスチックスとガラス状カーボンとの含有量が比較例
１と略同−な実施例１〜５とを比べれば、明らかに界面
活性剤また＋１カツプリング剤の有無が摩耗量減少に効
果があるということがわかる。

また比較例１と、比較例１に比べてガラス状カーボンの
含有量が半減している実施例６とを比べれば、ガラス状
カーボンの含有量の違いよりも界面活性剤の有無の方が
耐摩耗性に効果があるといえる。

また実施例６と実施例１〜５，７とを比べれば、界面活
性剤またはカップリング剤を含有しているならばガラス
状カーボンの含有量が多い方が耐摩耗性に効果があると
いうのがわかる。また実施例１と実施例２とを比べれば
、潤滑剤の有無では耐摩耗性が大きく左右されないとい
うのがわかるが、潤滑剤が添加されている方がさらに良
いといえる。

また実施例１と実施例３とを比べれば、潤滑剤としての
グリースの種類の違い（ジエステル系液状グリースとウ
レアグリース）で耐摩耗性が左右されるものではないと
いうのがわがる。また実施例１と実施例４とを比べれば
、界面活性剤の種類の違い（シリコーン系と有機系）で
耐摩耗性が左右されるものではないというのがわかる。

また実施例１と実施例５とを比べれば、添加剤として界
面活性剤、カップリング剤のどちらを用いても良いとい
うのがわかる。また実施例１と実施例７とを比べれば、
プラスチックスの種類を変え、ガラス状カーボンの含有
量を多少なら少なくしても、耐摩耗性に影響が無いとい
うのがわかる。

そして第４図から明らかなように、界面活性剤またはカ
ップリング剤が混合してあれば、長期的に耐摩耗性が向
上するというのがわかる。

以上より長期に渡る耐摩耗性の高水準維持、すなわちプ
ラスチックスからのガラス状カーボンの脱落防止は界面
活性剤またはカップリング剤を混合することによりなさ
れ、潤滑剤がそれに混合してあれば、さらにその効果が
あげられるといえろ６因に本発明者が、実施例１におい
て成形した軸受を、１０００　Ｈｒ稼働後に顕＊ｉａ察
した結果、前記の特願昭６２−　　号における樹脂軸受
に生じていたガラス状カーボンの脱落が１つも発見され
ず、本発明の効果が確認された。

なお界面活性剤は、プラスチックスとガラス状カーボン
のｍｈ性を改善し、プラスチックスに対するガラス状カ
ーボンの接合強度を増していると考えられ、カップリン
グ剤はプラスチックスとガラス状カーボンとの化学的な
結合を高め、プラスチックスとガラス状カーボンとの接
合強度を強固にしているものと考えられる。

そして上述の如く、ガラス状カーボンの脱落が防止され
れば、長期に渡って摩擦性、耐熱性も高水準で維持でき
るというのは、ガラス状カーボンの特性より明らかであ
る。

なお、上記実施例においては、改質材としてガラス状カ
ーボンを用いているがアモルファス状のカーボンであれ
ばなんでも良く、ガラス状カーボンに限られるものでは
ない。また上記実施例においては、プラスチックスとし
てエポキシ樹脂またはフェノール樹脂を用いているが、
熱硬ｆヒ性を有する、例えばポリイミド樹脂や熱可塑性
を有する。

例えばポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等のプラスチック
ス等を用いても当然良く、要はプラスチックスであれば
なんでも良い。また上記実施例における試料はコンプレ
ッション法により成形されているが、インジェクシ９ン
法、トランスファー法等により成形することも可能であ
り、材料が液状であれば注型工法も取り得る。また上記
実施例においては、潤滑剤としてジエステル系液状グリ
ースまたはウレアグリースを用いているが、合成油を主
体としたオイル・グリースならなんでも良い。さらにま
た上記実施例の軸受に、その成形時に、テフロン（ＰＴ
ＦＥ）や二硫化モリブデンを混合しても良い。なお本発
明の樹脂軸受は上記実施例のラジアル軸受だけではなく
スラスト軸受に対しても同様に実施可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、界面活性剤またはカップ
リング剤が、アモルファス状カーボンとプラスチックス
とを強固に接合し得るので、経時的なアモルファス状カ
ーボンのプラスチックスからの脱落を防止でき、長期に
渡って耐摩耗性と低摩擦性及び耐熱性に優れた樹脂軸受
とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により成形される一実施例としての樹脂
軸受の斜視図、第２図、第３図は第１図の樹脂軸受を成
形する際の型込め工程、加圧・加熱硬化工程の各説明図
、第４図は樹脂軸受の摩耗量の経時的変化を１組成材料
をパラメータとして示す図である。 ■・・・・樹脂軸受。 第４図　　　　第２１！１ 第４図 詩　開 手続補正書（自発） 昭和６２年１２月２９日 特許庁長官　殿　　　　　　　　”〔ハ１、事件の表示 昭和６２年特許願第２９３４４号 ２、発明の名称 樹脂軸受 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　（２２３）株式会社三協精機製作所４、代　理
　人 住　所　東京都世田谷区経堂４丁目５番４号明細書の「
発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第５頁第８行の「トルクレン」を「トリク
レン」に補正する。 （２）同第５頁第１３行の「直圧成形・・・・し、」を
「溶融し、この溶融樹脂を流体中に噴出させて粉末どし
、この粉末を」に補正する。 （３）同第５頁第１５行の「有する」の後に「球状の」
を加える。 （４）同第５頁第２０行及び同第６頁第１行を削除する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラスチックスと、アモルファス状カーボンと、界面活
   性剤またはカップリング剤の何れかとを含む樹脂軸受。