WO2010079719A1

WO2010079719A1 - 複層軸受

Info

Publication number: WO2010079719A1
Application number: PCT/JP2009/071783
Authority: WO
Inventors: 工林; 福澤　覚; 谷端　秀晃; 田所　健三
Original assignee: 千住金属工業株式会社
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-07-15
Also published as: CN102272469A; JP5342883B2; CN102272469B; JP2010159808A

Abstract

鉛類を含まない樹脂組成物を用い、面圧が１０ＭＰａをこえる高面圧条件において、動摩擦係数や耐摩耗特性などに優れ、さらに安定した摺動特性を有する複層軸受であって、金属基材２と、該金属基材２の一方の表面に形成された多孔質層３と、該多孔質層３に含浸被覆された樹脂組成物４とからなる複層軸受１であって、上記樹脂組成物４は、フッ素樹脂に、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、二硫化モリブデンとを少なくとも配合してなる。

Description

複層軸受

　本発明は金属基材と多孔質層と樹脂層とからなる複層軸受に関し、特に鉛類を配合しない複層軸受に関する。

　鋼板などの金属板に裏打ちされた多孔質層に、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂と、鉛または酸化鉛等の鉛類を含む樹脂組成物を含浸被覆させてなる複層軸受は、高面圧下での摺動特性に優れた軸受として知られている。鉛類はＰＴＦＥ樹脂の欠点である、耐摩耗特性を向上させるとともに、摺動時、相手材へのＰＴＦＥ樹脂の移着を助長する効果を有しているため、軸受と相手材との摺動が、相互にＰＴＦＥ樹脂を主体としたもの同士の摺動となり、摩擦係数及び耐摩耗特性の点で、優れた効果をもたらしている。

　しかし、環境保全を目的とする、ＲｏＨＳ指令、ＥＬＶ指令等では鉛類の使用が制限されており、鉛類を全く含まない複層軸受が求められている。例えば、鉛類を含まない複層軸受として、ＰＴＦＥ樹脂を主成分とする樹脂に炭素繊維およびモース硬度４以下のウィスカを配合してなる複層軸受（特許文献１参照）が提案されている。しかし、特許文献１に記載の複層軸受は、面圧がより高くなると摺動特性が急激に低下するという問題がある。また、摺動特性の中で経時的な摩擦係数のばらつきが大きいという問題がある。この特許文献１の上記問題点を解決する複層軸受として、ＰＴＦＥ樹脂を主成分とする樹脂に平均粒子径１～５０μｍの粒状無機充填材を配合してなる複層軸受（特許文献２参照）が知られている。

　しかしながら、特許文献２に記載の複層軸受は、面圧が１０ＭＰａをこえる条件では耐摩耗性が十分でないという問題がある。

特開２０００－０５５０５４号公報特開２００２－３２７７５０号公報

　本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、金属基材、多孔質層および樹脂組成物の何れにも鉛類を全く含まない鉛レス複層軸受であって、面圧が１０ＭＰａをこえる高面圧条件において、動摩擦係数や耐摩耗特性などに優れ、さらに安定した摺動特性を有する複層軸受を提供することを目的とする。

　本発明の複層軸受は、金属基材と、該金属基材の一方の表面に形成された多孔質層と、該多孔質層に含浸被覆された樹脂組成物とからなる複層軸受であって、上記樹脂組成物は、フッ素樹脂に、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、二硫化モリブデンとを少なくとも配合してなるフッ素樹脂組成物であることを特徴とする。本発明の複層軸受には、下記の更なる特徴を有する実施形態がある。
　上記フッ素樹脂がＰＴＦＥ樹脂であることを特徴とする。

　上記熱可塑性樹脂は、上記フッ素樹脂の融点の－５０℃～＋２０℃の範囲の融点を有することを特徴とする。また、上記熱可塑性樹脂がポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと記す）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと記す）樹脂、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（以下、ＰＦＡと記す）共重合樹脂から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする。

　上記炭素繊維は、平均繊維長が１００μｍ以下であることを特徴とする。また、上記炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維であることを特徴とする。

　上記フッ素樹脂組成物は、フッ素樹脂１００重量部に対して、熱可塑性樹脂を０．５～１３重量部、炭素繊維を２～２０重量部、二硫化モリブデンを４～３５重量部、少なくとも配合することを特徴とする。また、上記フッ素樹脂組成物は、実質的にフッ素樹脂、熱可塑性樹脂、炭素繊維、二硫化モリブデンの４成分からなることを特徴とする。実質的に上記４成分からなるとは、故意に他の配合物を配合しないことをいう。

　上記多孔質層は、非鉄金属の焼結層または溶射層であることを特徴とする。また、上記金属基材は鋼板であり、上記多孔質層の非鉄金属は上記鋼板より軟質の金属であることを特徴とする。また、上記非鉄金属は、銅および銅を主成分とする銅合金であることを特徴とする。また、上記鋼板には、上記非鉄金属と同等の金属がメッキされていることを特徴とする。

　上記金属基材の他方の表面には防錆用メッキが付けられていることを特徴とする。また、上記防錆用メッキは錫メッキであることを特徴とする。

　上記複層軸受は、相手材との摺動条件が油脂類を使用しない無潤滑で使用されるドライ軸受であることを特徴とする。特に、上記複層軸受は、面圧が１０ＭＰａをこえる条件下で使用されることを特徴とする。

　本発明の複層軸受は、金属基材と、上記金属基材の一方の表面に形成された多孔質層と、上記多孔質層に含浸被覆された樹脂組成物とからなり、上記樹脂組成物が、フッ素樹脂に、熱可塑性樹脂、炭素繊維、二硫化モリブデンを少なくとも配合してなるフッ素樹脂組成物であるので、鉛化合物を全く配合しないにもかかわらず、鉛化合物を配合する従来の複層軸受より同等以上の摩擦特性、耐摩耗特性を有する。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、フッ素樹脂がＰＴＦＥ樹脂であるので、高耐熱性と優れた摺動特性を有する複層軸受とすることができる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、熱可塑性樹脂がフッ素樹脂の融点の、－５０℃～＋２０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であるので、樹脂組成物を多孔質層に含浸被覆する際に、熱可塑性樹脂がフッ素樹脂、炭素繊維、二硫化モリブデンを三次元網目構造的に保持することができる。このため、樹脂組成物の耐摩耗特性を向上させることができる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、熱可塑性樹脂がＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＦＡ共重合樹脂から選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂であるので、樹脂組成物の摩擦特性と耐摩耗特性を向上させることができる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、炭素繊維の平均繊維長が１００μｍ以下であるので、樹脂組成物における炭素繊維の分散性に優れるとともに多孔質層への含浸性に優れる。このため、１０ＭＰａをこえる高面圧条件下での樹脂組成物の剥離が防止できる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、炭素繊維がＰＡＮ系炭素繊維であるので、樹脂組成物の強度向上を図ることができる。このため、１０ＭＰａをこえる高面圧条件下でも耐圧縮特性に優れる複層軸受とすることができる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、フッ素樹脂組成物がフッ素樹脂１００重量部に対して、熱可塑性樹脂を０．５～１３重量部、炭素繊維を２～２０重量部、二硫化モリブデンを４～３５重量部少なくとも配合するので、低面圧条件から高面圧条件まで一様に低摩擦特性および耐摩耗特性を有する。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、フッ素樹脂組成物が実質的にフッ素樹脂、熱可塑性樹脂、炭素繊維、二硫化モリブデンの４成分からなるので、低摩擦特性および耐摩耗特性が安定する。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、多孔質層が非鉄金属の焼結層または溶射層であるので、焼結層または溶射層としての金属基材への接着強度に優れる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、金属基材が鋼板であり、多孔質層の非鉄金属が上記鋼板より軟質の金属であるので、複層軸受を誤った条件で使用し異常摩耗が発生した場合でも、軟質金属からなる多孔質層によって焼き付きを未然に防止できることも期待できる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、多孔質層の非鉄金属が銅または銅を主成分とする銅合金であるので、異常摩耗が発生した場合での焼き付き防止効果がさらに高くなる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、鋼板には多孔質層の非鉄金属と同等の金属がメッキされているので、鋼板と多孔質層との接着強度がさらに高くなる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、金属基材の他方の表面には防錆用メッキが付けられているので、腐食雰囲気での使用も可能となる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、金属基材の他方の表面に付けられる防錆用メッキが錫メッキであるので、環境負荷がはるかに小さく、どのような用途でも広く使用可能となる。

　本発明の１つの実施形態の複層軸受は、相手材との摺動条件が油脂類を使用しない無潤滑で使用されるドライ軸受であるので、廃油の処理が不要であり、コストを削減できる。

複層軸受の断面図である。往復動試験機の概略図である。摩耗量の測定結果を示す図である。摩擦係数の測定結果を示す図である。

　本発明の複層軸受の一例を図１に示す。図１は複層軸受の断面図である。複層軸受１は、鋼板などの金属基材２の表面に焼結金属などの多孔質層３を形成し、この多孔質層３中に樹脂組成物４が含浸被覆された三層構造体となっている。含浸被覆面が摺動面となり、高面圧下での摺動特性に優れた軸受が得られる。この樹脂組成物４は、フッ素樹脂に、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、二硫化モリブデンとを少なくとも配合してなるフッ素樹脂組成物である。以下、樹脂組成物４について詳細に説明する。

　樹脂組成物４のベース樹脂となるフッ素樹脂は、合成樹脂の中でも優れた摺動特性を有する合成樹脂として周知であり、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ共重合樹脂、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン（以下、ＦＥＰと記す）共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン－エチレン（以下、ＥＴＦＥと記す）共重合体樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合樹脂、ポリビニリプロピレン－パーフルオロオレフィン共重合樹脂等が上市されている。これらのフッ素樹脂の中で、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ共重合樹脂、ＦＥＰ共重合樹脂、ＥＴＦＥ共重合樹脂は、いずれも融点が２６０℃以上を有し、連続使用温度も１５０℃以上あるため摺動摩擦による発熱に対し耐熱性が十分に確保されるため、複層軸受の樹脂組成物のベース樹脂として好ましい。

　上述のＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ共重合樹脂、ＦＥＰ共重合樹脂、ＥＴＦＥ共重合樹脂の中でもＰＴＦＥ樹脂は、融点３２７℃、連続使用温度２６０℃以上の高い耐熱性を持ち、摺動特性が最も高く、さらに価格も比較的安価なため、複層軸受の樹脂組成物のベース樹脂として特に好ましい。

　ＰＴＦＥ樹脂は、－（ＣＦ_２－ＣＦ_２）_ｎ－で表される一般のＰＴＦＥ樹脂を用いることができ、また、一般のＰＴＦＥ樹脂にパーフルオロアルキルエーテル基（－Ｃ_ｐＦ_２ｐ－Ｏ－）（ｐは１－４の整数）あるいはポリフルオロアルキル基（Ｈ（ＣＦ_２）_ｑ－）（ｑは１－２０の整数）などを導入した変性ＰＴＦＥ樹脂も使用できる。上記の変性ＰＴＦＥ樹脂は、耐圧縮特性が一般のＰＴＦＥ樹脂より優れているため、好適に使用できる。なお、一般のＰＴＦＥ樹脂と変性ＰＴＦＥ樹脂を併用してもよい。

　これらのＰＴＦＥ樹脂および変性ＰＴＦＥ樹脂は、一般的なモールディングパウダーを得る懸濁重合法、ファインパウダーを得る乳化重合法のいずれを採用してもよいが、数平均分子量（Ｍｎ）は約５０万から１０００万が好ましく、さらに限定すれば５０万から３００万が好ましい。ＰＴＦＥ樹脂の市販品としては、テフロン（登録商標）７Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル社製）を、変性ＰＴＦＥ樹脂の市販品としては、テフロン（登録商標）ＴＧ７０Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル社製）、ポリフロンＭ１１１、ポリフロンＭ１１２（ダイキン工業社製）、ホスタフロンＴＦＭ１６００、ホスタフロンＴＦＭ１７００（ヘキスト社製）等を例示できる。

　樹脂組成物４に用いる熱可塑性樹脂は、ベース樹脂であるフッ素樹脂の融点の－５０℃～＋２０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることが望ましい。熱可塑性樹脂は、結着作用の欠しいフッ素樹脂や、結着作用を持たない炭素繊維や二硫化モリブデンを三次元網目構造的に保持することができる。このため、熱可塑性樹脂を配合したこの樹脂組成物４は、ＰＴＦＥ樹脂の焼結体以上にお互いを強固につなぎ合わせることができる。フッ素樹脂を熱可塑性樹脂の三次元網目構造で保持することで、フッ素樹脂の欠点である耐摩耗性、耐クリープ特性が改善できる。熱可塑性樹脂がフッ素樹脂の融点の－５０℃より低い融点の熱可塑性樹脂の場合、フッ素樹脂組成物の焼成工程で熱劣化する恐れがあり、＋２０℃より高い融点を有する熱可塑性樹脂の場合では、フッ素樹脂組成物の焼成工程で溶融せず、熱可塑性樹脂の三次元網目構造が形成されない場合がある。

　フッ素樹脂にＰＴＦＥ樹脂（融点３２７℃）を用いた場合は、熱可塑性樹脂として、ＰＰＳ樹脂（融点２８８℃）、ＰＥＥＫ樹脂（融点３３４℃）、ＰＦＡ共重合樹脂（融点３１０℃）が使用できる。ＰＰＳ樹脂はＰＴＦＥ樹脂の耐摩耗性、耐クリープ特性の改善効果が高く、安価であることから最も使用に適している。

　熱可塑性樹脂の配合量は、フッ素樹脂１００重量部に対して０．５～１３重量部であることが好ましい。熱可塑性樹脂の配合量が、０．５重量部未満では三次元網目構造を形成することが困難であり、フッ素樹脂の耐摩耗性、耐クリープ特性の改善効果が得られない。熱可塑性樹脂の配合量が、１３重量部をこえるとフッ素樹脂の低摩擦特性を阻害するようになる。

　樹脂組成物４に用いる炭素繊維は、炭素繊維を粉砕処理して短繊維化したミルドファイバーであって、平均繊維長が１００μｍ以内の短繊維が樹脂組成物における分散性が優れ、多孔質層への含浸性が高いので望ましい。なお、繊維長の下限値は特に設ける必要は無いが、繊維形状が保たれる２０μｍ程度が妥当である。平均繊維長が１００μｍ以下の炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維あるいはＰＡＮ系炭素繊維のいずれでも用いることができるが、ＰＡＮ系炭素繊維は弾性率が高く補強効果が高いので好ましい。また、糸種は特に限定しないが、２０００℃焼成、あるいはそれ以上の温度での処理品（黒鉛化品）より１０００℃焼成品（炭化品）の方が好ましい。なお、焼成温度については低弾性を狙った低温焼成品あるいは高弾性を狙った高温焼成品も使用できる。

　炭素繊維の配合量は、フッ素樹脂１００重量部に対して２～２０重量部であることが好ましい。炭素繊維の配合量が、２重量部未満では、樹脂組成物の耐摩耗性向上の効果が乏しい。炭素繊維の配合量が、２０重量部をこえると混合による均一分散性、多孔質層への含浸工程で含浸性が悪くなり、未含浸部が発生するおそれがあり好ましくない。なお、さらに好ましくはフッ素樹脂１００重量部に対して炭素繊維５～１６重量部である。

　炭素繊維の市販品としては、トレカＭＬＤ３０（東レ社製、ＰＡＮ系、平均繊維長３０μｍ、平均繊維径７μｍ）、ベスファイトＨＴＡ-ＣＭＦ００４０－０Ｈ（東邦テナックス社製、ＰＡＮ系、平均繊維長４０μｍ、平均繊維径７μｍ）、ザイラスＧＭ１００Ｊ（大阪ガス社製、ピッチ系、平均繊維長１００μｍ、平均繊維径１２μｍ）等が挙げられる。

　樹脂組成物４に用いる二硫化モリブデンは、樹脂すべり軸受やグリース等の固体潤滑剤として広く用いられており、その潤滑機構としては、層状格子構造を持ち、すべり運動により薄層状に容易に剪断して、摩擦抵抗を低下させることが知られている。

　二硫化モリブデンの配合量は、フッ素樹脂１００重量部に対して４～３５重量部であることが好ましい。二硫化モリブデンの配合量が、４重量部未満では、摩擦係数低減、耐摩耗性向上を得ることができない。二硫化モリブデンの配合量が、２０重量部をこえると混合による均一分散性、多孔質層への含浸工程で含浸性が悪くなるので未含浸部が発生する恐れがあり、さらに樹脂組成物の機械強度が低下する恐れがある。市販品としては、モリコートマイクロサイズ（ダウコーニング社製）、モリパウダーＰＡ（住鉱潤滑剤社製）等が挙げられる。

　なお、フッ素樹脂組成物は、実質的にフッ素樹脂、熱可塑性樹脂、炭素繊維、二硫化モリブデンの他に、耐摩耗性、低摩擦特性、耐圧縮クリープ特性等の必要特性を著しく低下させない範囲であれば他の添加材を配合しても構わないが、最も顕著に低摩擦特性や耐摩耗特性が安定するのは、フッ素樹脂、熱可塑性樹脂、炭素繊維、二硫化モリブデンの４成分のみによる樹脂組成物である。

　上述の各原材料を溶媒に溶解あるいは分散させてディスパージョン液等とし、このディスパージョン液等を撹拌することによりペースト状にした後、多孔質層３に含浸させて、溶媒を除去することにより、本発明の複層軸受に用いるフッ素樹脂組成物（樹脂組成物４）が得られる。市販のＰＴＦＥ樹脂ディスパージョンとして、ＰＴＦＥディスパージョン３１－ＪＲ（三井・デュポンフロロケミカル社製）が例示できる。

　本発明の複層軸受において、多孔質層３は、金属基材２に対し優れた接着強度を確保するために、非鉄金属の焼結層または溶射層として形成することが好ましい。非鉄金属としては、銅または銅を主成分とする銅合金が摩擦摩耗特性に優れ好ましい。非鉄金属（銅合金）の焼結層は、例えば、鋼板上に、銅合金粉末を厚さ０．３ｍｍで散布し、次いで、還元雰囲気中で７５０～９００℃の温度に加熱して銅合金粉末を焼結することによって得ることができる。

　また、金属基材２に対する多孔質層３の密着強度をさらに高めるために、金属基材２の多孔質層３を形成する表面に、この多孔質層３の非鉄金属と同等の金属をメッキすることが好ましい。

　本発明の複層軸受において、金属基材２としては、鋼（ＳＰＣＣ等の構造用圧延鋼等）あるいは鋼以外の金属、例えばステンレス鋼または青銅などの銅系合金等を使用できる。運転時に異常摩耗が発生した場合でも、焼き付きを未然に防止するため、金属基材を鋼板とし、多孔質層の非鉄金属を上記鋼板より軟質の金属とすることが好ましい。また、多孔質層の非鉄金属を、上述の銅または銅を主成分とする銅合金とすることで、焼き付き防止効果をさらに向上できる。

　本発明の複層軸受は、酸性物質や腐食性物質と接触する腐食雰囲気での使用可能とするために、金属基材２の他方の表面（多孔質層３を形成する面の反対面）に防錆用メッキを付けることが好ましい。また、環境負荷をはるかに小さくし、どのような用途でも広く使用可能とするためには、この防錆用メッキを錫メッキとすることが好ましい。

　本発明の複層軸受は、相手材との摺動条件が油脂類を使用しない無潤滑で使用されるドライ軸受として用いることで、廃油の処理が不要となり、コストを削減できる。

　各実施例および各比較例に用いた樹脂組成物の配合材料を以下に示す。
（１）ＰＴＦＥ樹脂：三井・デュポンフロロケミカル社製；テフロン（登録商標）７Ｊ
（２）ＰＰＳ樹脂：東ソー社製；Ｂ１６０（融点２８８℃）
（３）ＰＥＥＫ樹脂：ビクトレックス・エムシー社製；ＰＥＥＫ４５０Ｐ（融点３３４℃）
（４）ポリイミド樹脂：宇部興産社製；ＵＩＰ－Ｒ（融点４００℃）
（５）ＰＡＮ系炭素繊維：東レ社製；トレカＭＬＤ３０（繊維長３０μｍ　、繊維径７μｍ）
（６）ピッチ系炭素繊維　１：大阪ガス社製；ザイラスＧＭ－１００Ｊ（繊維長１００μｍ、繊維径１２μｍ）
（７）ピッチ系炭素繊維　２：呉羽化学社製；クレカミルドＭ１０１Ｓ（繊維長１３０μｍ、繊維径１４．５μｍ）
（８）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
（９）四酸化三鉛：鉛市化学工業社製；鉛丹１号
（１０）硫酸カルシウム：大日精化工業社製；硫酸カルシウム

実施例１～実施例６および比較例１～比較例４
　両面に銅メッキの付けられたＳＰＣＣ鋼板（日新製鋼社製；カッパータイト）の片方の表面に青銅粉末（＃１００メッシュパス、＃２００メッシュオン）を散布し、加熱・加圧することにより鋼板上に均一な層厚の多孔質性層（焼結金属層）を形成した。この多孔質層の上に、表１に示す配合割合で調整したＰＴＦＥ樹脂組成物のディスパージョンを塗布し、乾燥炉中で溶媒を蒸発させ、加熱・加圧により固形成分を多孔質層に含浸被覆した。このようにして得られた複層軸受の板材を幅２５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ１ｍｍの形状に加工し、複層軸受試験片を得た。得られた複層軸受試験片を以下に示す往復動試験に供し、摩擦係数および摩耗量を測定した。結果を摩耗量を図３に、摩擦係数を図４に、それぞれ示す。

＜摩擦摩耗試験＞
　得られた複層軸受試験片６を図２に示す往復動試験機を用いて、摩擦摩耗試験を実施した。図２に示すように往復動試験機５は、複層軸受試験片６を固定する固定治具７と、相手材８を保持し、針状ころ１０を介して固定台１１上を往復動する相手材ホルダー９と、カップリング１２を介して往復動を相手材ホルダー９に付与する油圧サーボ機構１３と、摩擦力を検出するロードセル１４とを備える。得られた複層軸受試験片６を固定治具７に取り付け、荷重１５を印加して表２に示す面圧条件で相手材８に押し付け、相手材８を往復動させたときの両者の摺動面に生じる摩擦係数をロードセル１４により測定する。摩擦摩耗試験終了後に試験片を取り出し、摩耗量を測定する。摩擦摩耗試験は表２に示す低面圧条件である往復動試験Ａおよび高面圧条件である往復動試験Ｂの２種類について実施する。

　往復動試験の結果、本発明の実施例１～実施６の複層軸受は、図３および図４に示す試験結果のとおり、低面圧条件、高面圧条件の何れにおいても低い摩擦係数を有し、耐摩耗特性に優れていた。各比較例の場合、各実施例より耐摩耗性が劣ることが明らかである。また、鉛化合物が配合された比較例１であっても耐摩耗性では実施例よりも劣る結果となった。本願発明の複層軸受は、鉛化合物が配合された従来の複層軸受よりも耐摩耗性が優れ、地球環境にも負荷のかからない複層軸受である。

　本発明の複層軸受は、鉛化合物を全く配合しないにもかかわらず、高面圧下での摺動特性に優れ、鉛化合物を配合する従来の複層軸受より同等以上の摩擦特性、耐摩耗特性を有する。このため樹脂製軸受では割れや欠けが生じやすい分野、あるいは自動車部品、家電部品分野に好適に利用できる。

　　１　　複層軸受
　　２　　金属基材
　　３　　多孔質層
　　４　　樹脂組成物
　　５　　往復動試験機
　　６　　複層軸受試験片
　　７　　固定治具
　　８　　相手材
　　９　　相手材ホルダー
　１０　　針状ころ
　１１　　固定台
　１２　　カップリング
　１３　　油圧サーボ機構
　１４　　ロードセル
　１５　　荷重

Claims

　金属基材と、該金属基材の一方の表面に形成された多孔質層と、該多孔質層に含浸被覆された樹脂組成物とからなる複層軸受であって、
　前記樹脂組成物は、フッ素樹脂に、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、二硫化モリブデンとを少なくとも配合してなるフッ素樹脂組成物であることを特徴とする複層軸受。
　前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記熱可塑性樹脂は、前記フッ素樹脂の融点の－５０℃～＋２０℃の範囲の融点を有することを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記熱可塑性樹脂は、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、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樹脂から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記炭素繊維は、平均繊維長が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維であることを特徴とする請求項５記載の複層軸受。
　前記フッ素樹脂組成物は、前記フッ素樹脂１００重量部に対して、前記熱可塑性樹脂を０．５～１３重量部、前記炭素繊維を２～２０重量部、前記二硫化モリブデンを４～３５重量部、少なくとも配合することを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記フッ素樹脂組成物は、実質的に前記フッ素樹脂、前記熱可塑性樹脂、前記炭素繊維、前記二硫化モリブデンの４成分からなることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記多孔質層は、非鉄金属の焼結層または溶射層であることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記金属基材は鋼板であり、前記多孔質層の非鉄金属は前記鋼板より軟質の金属であることを特徴とする請求項９記載の複層軸受。
　前記非鉄金属は、銅または銅を主成分とする銅合金であることを特徴とする請求項９記載の複層軸受。
　前記鋼板には、前記非鉄金属と同等の金属がメッキされていることを特徴とする請求項１０記載の複層軸受。
　前記金属基材の他方の表面には防錆用メッキが付けられていることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記防錆用メッキは、錫メッキであることを特徴とする請求項１３記載の複層軸受。
　前記複層軸受は、相手材との摺動条件が油脂類を使用しない無潤滑で使用されるドライ軸受であることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。
　前記複層軸受は、面圧が１０ＭＰａをこえる条件下で使用されることを特徴とする請求項１記載の複層軸受。