WO2022215637A1 - 摺動部材および摺動体 - Google Patents

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WO2022215637A1
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sliding
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oil
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昌哉 所
トオル 川井
直樹 堀部
Original Assignee
大豊工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to sliding members and sliding bodies.
  • PTFE polytetrafluoroethylene resin
  • Patent Document 1 a PTFE-based sliding member
  • An object of the present invention is to provide a PTFE-based sliding member with higher low friction under grease lubrication and in oil, and a sliding body using the same.
  • the sliding member of the present invention is characterized by adding calcined clay to a polytetrafluoroethylene resin base.
  • FIG. 1 is a diagram showing a sliding body according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the sliding member.
  • FIG. 3 is a graph showing experimental results of the sliding member.
  • FIG. 4 is a graph showing experimental results of the sliding member.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a sliding member according to the second embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram showing the state of the friction test.
  • FIG. 6B is a diagram showing the state of the friction test.
  • FIG. 6C is a diagram showing the state of the friction test.
  • FIG. 6D is a diagram showing the state of the friction test.
  • FIG. 1 is a diagram showing a sliding body 1 according to the first embodiment.
  • the sliding body 1 has a base material 2, a sintered layer 3 and a resin layer 4.
  • the base material 2 is a layer for giving the sliding body 1 mechanical strength.
  • the base material 2 may be called a backing metal or a backing metal layer.
  • the base material 2 can use metal plates, such as Fe alloy, Cu, and a Cu alloy, for example.
  • the sintered layer 3 is a layer obtained by scattering a copper alloy such as copper-tin, copper-lead-tin, phosphor bronze, or a mixed powder of iron, copper, tin, etc. on the substrate 2 and sintering it.
  • the sintered layer 3 is a porous layer. Adhesion between the resin layer 4 and the substrate 2 can be improved by providing the sintered layer 3 on the substrate 2 .
  • the resin layer 4 is a sliding member made of PTFE5 as a base (PTFE5 being the main resin component) and calcined clay added to PTFE5.
  • the sliding member that constitutes the resin layer 4 will be described later with reference to FIG.
  • the sliding member 1 is formed by impregnating the sintered layer 3 with a mixture of raw materials constituting the sliding member, followed by firing at 350 to 420° C. to form the resin layer 4 (sliding member 41) on the base material 2. is formed.
  • the thickness of the resin layer 4 on the substrate 2 is 80-400 ⁇ m, preferably 120-250 ⁇ m.
  • the porous sintered layer is not exposed on the surface of the resin layer 4, it may be exposed.
  • the sintered layer 3 is not essential.
  • the base material 2 may be subjected to a roughening treatment such as shot blasting, and the sliding member may be applied directly to the roughened portion.
  • the coating method means such as spraying, tumbling, roll transfer, and printing are used.
  • the thickness of the coated surface is preferably 10-60 ⁇ m, more preferably 20-40 ⁇ m.
  • a wire mesh may be used instead of using a steel plate as the base material 2 . In the case of a wire mesh, the method of impregnating the porous sintered layer is basically the same.
  • the sliding member 41 is made of PTFE 5 to which baked clay 6 is added.
  • Calcined kaolin was used as an example of the calcined clay 6 in the first embodiment.
  • Calcined kaolin is obtained by subjecting kaolin, which is a natural clay mineral, to high temperature treatment.
  • the oil-absorbing effect of the calcined clay improves wettability with oil.
  • a lubricating oil film is likely to be generated under grease lubrication and in oil, and low friction property is improved.
  • the wear resistance is also improved by improving the low friction property.
  • the addition rate of the calcined clay 6 is desirably 1 vol % to 15 vol %.
  • the sliding member 41 is a sliding member (0) containing no calcined clay 6 in PTFE5, a sliding member (5) in which 5 vol% of calcined clay 6 is added to PTFE5, and a sliding member in which 15 vol% of calcined clay 6 is added to PTFE5.
  • An oil contact angle measurement experiment and a friction coefficient measurement experiment were conducted using three types of sliding members 41 of the member (15).
  • the environment for the experiment is as follows.
  • 0.2 ⁇ L of oil Hicol, which is the main component of grease
  • the oil contact angle was measured using a contact angle meter. I went 5 times.
  • the friction coefficient measurement experiment was performed by sliding a steel ball of ⁇ 8 against the surface of the sliding member 41 .
  • the pressing load was 4.9 N
  • the sliding speed was 3.0 mm/s
  • the sliding distance was 10 mm
  • the test was performed at room temperature under grease lubrication.
  • FIG. The experimental results show that the smaller the oil contact angle, the better the wettability between the sliding member 41 and the oil.
  • the horizontal axis indicates the amount of clay added to the PTFE 5 in the sliding member 41
  • the vertical axis indicates the oil contact angle of the oil dropped onto the sliding member 41 with respect to the sliding member 41 .
  • the plot of the point where the clay addition amount is 0% indicates the oil contact angle with respect to the sliding member (0)
  • the plot of the point where the clay addition amount is 5% above the sliding member (5) The oil contact angle is shown, and the plot of points above 15% clay addition shows the oil contact angle on the sliding member (15).
  • the oil contact angle with respect to the sliding member (5) is smaller than the oil contact angle with respect to the sliding member (0). That is, the sliding member (5) has improved wettability to oil than the sliding member (0).
  • the oil contact angle for the sliding member (15) is smaller than the oil contact angles for the sliding member (0) and the sliding member (5). That is, the sliding member (15) has improved wettability to oil than the sliding member (0) and the sliding member (5).
  • the sliding member 41 made by adding 5 to 15 vol% of the sintered clay 6 to the PTFE 5 can improve wettability with oil.
  • calcined clay is obtained by subjecting clay to a high heat treatment, but the high heat treatment activates it and makes it porous, increasing its oil absorption. Therefore, it is considered that the wettability with oil is improved by adding it to PTFE5.
  • the wettability with oil improves, a lubricating oil film is likely to occur, and under oil lubrication, in addition to the original low friction property of PTFE5, the effect of oil lubrication further improves the low friction property and wear resistance. sexuality is also improved.
  • the horizontal axis represents the oil contact angles of the sliding member (0), the sliding member (5), and the sliding member (15), and the vertical axis represents the coefficient of friction for each oil contact angle.
  • the oil contact angles (points plotted in FIG. 4) of sliding member (0), sliding member (5), and sliding member (15) in FIG. It is the average value of the oil contact angle of the experimental results.
  • the coefficient of friction at sliding member (0) is between 0.020 and 0.021.
  • the coefficient of friction in the sliding member (5) is between 0.019 and 0.020 and is close to 0.020.
  • the coefficient of friction in the sliding member (15) is between 0.019 and 0.020 and is close to 0.019.
  • the sliding member (5) has improved wettability and a smaller coefficient of friction than the sliding member (0).
  • the sliding member (15) has better wettability than the sliding member (0) and the sliding member (5), and has a smaller coefficient of friction than the sliding member (0) and the sliding member (5). . This is probably because the better the wettability, the easier it is for the oil to remain on the friction surface, and the more effective the oil is in reducing the frictional force.
  • the sliding member 41 of the first embodiment has a structure in which the baked clay 6 is added to the PTFE 5 as a base. Since the sliding member 41 of the first embodiment can improve the wettability, the coefficient of friction of the sliding member 41 is made smaller when oil is present than when the calcined clay 6 is not added. be able to. Therefore, a PTFE-based sliding member 41 with higher low friction can be provided.
  • the friction coefficient can also be reduced in the sliding body 1 in which the sintered layer 3 on the base material 2 is impregnated with the sliding member 41 of the first embodiment. Therefore, it is possible to provide the sliding body 1 with higher low friction.
  • the sliding member 41 and the sliding body 1 of the first embodiment also have improved wear resistance due to the addition of the calcined clay 6 .
  • the resin layer 4 in the second embodiment includes sliding members 42 .
  • the sliding member 42 is made of PTFE 5, baked clay 6, and solid lubricant 7 added.
  • PTFE 5 has the same configuration as in the first embodiment.
  • the solid lubricant 7 is preferably magnesium phosphate, barium sulfate, molybdenum disulfide, or the like. The reason why the solid lubricant 7 is added in the second embodiment is to further adjust the balance of low friction, wear resistance, and seizure resistance in addition to the first embodiment.
  • the sliding body 1 of the second embodiment includes a sliding member 42 .
  • the solid lubricant 7 added to the sliding member 42 preferably contains 12 to 16% by weight of magnesium phosphate, 13 to 19% by weight of barium sulfate, and 4 to 6% by weight of molybdenum disulfide.
  • the calcined clay 6 added to the sliding member 42 is preferably contained at a rate of 1 to 4% by weight.
  • the sliding member 42 contains at least one filler selected from spherical carbon, glass balls, carbon fiber, graphite fiber, glass fiber, resin powder, resin fiber, metal powder, and metal fiber in an amount of 10 vol % or less. may be added. By adding such a filler, the strength, wear resistance, etc. of the sliding material are improved according to the type of filler.
  • the amount of PTFE 5 in the sliding member 42 is the remaining amount after subtracting the amount of the solid lubricant 7 and filler (if the filler is contained) from the sliding member 42, preferably 40 to 95% by weight. , more preferably 56 to 66% by weight.
  • the sliding body 1 of the second embodiment is manufactured by forming the resin layer 4 on the base material 2 .
  • a material similar to that of the first embodiment is used for the base material 2 .
  • the method for generating the resin layer 4 is the same as in the first embodiment.
  • the thickness and degree of exposure of the resin layer 4 are also the same as in the first embodiment.
  • the steel plate may be roughened by shot blasting or the like, and the resin layer 4 may be applied directly to the roughened portion.
  • the coating method and the thickness of the coating surface are the same as in the first embodiment.
  • Raw materials contained in the sliding member 42 used in each example are as follows.
  • PTFE average particle size 350-550 ⁇ m
  • magnesium phosphate particle size 200 mesh under
  • barium sulfate average particle size 8-12 ⁇ m
  • molybdenum disulfide average particle size 0.5-2.5 ⁇ m
  • calcined clay Particle size under 325 mesh.
  • Example 1 After sanding the surface of the base material 2, phosphor bronze powder is sprinkled on the degreased back metal steel plate, and then sintered at 920 to 950 ° C. to form a sintered layer 3 with a thickness of 0.1 to 0.2 mm. was formed (the same applies to Examples 2 to 5 so far).
  • the sliding member 42 a raw material mixture obtained by adding 15.6% by weight of magnesium phosphate, 13.0% by weight of barium sulfate, 6.0% by weight of molybdenum disulfide, and 3.1% by weight of baked clay to PTFE5 was used.
  • the sintered layer 3 was impregnated and coated with a roll, and then the temperature was raised to 350 to 420° C. to obtain a sample.
  • the coating thickness (above the sintered layer 3) of these samples was 0.01-0.06 mm.
  • Example 2 As the sliding member 42, 12.5% by weight of magnesium phosphate, 16.1% by weight of barium sulfate, 4.1% by weight of molybdenum disulfide, and 1.3% by weight of baked clay are added to PTFE5 to form a sintered layer. Samples were obtained by roll dip coating on 3 and then raising the temperature to 350-420°C. The coating thickness (above the sintered layer 3) of these samples was 0.01-0.06 mm.
  • Example 3 As the sliding member 42, 13.3% by weight of magnesium phosphate, 16.9% by weight of barium sulfate, 4.7% by weight of molybdenum disulfide, and 2.1% by weight of baked clay are added to PTFE5 to form a sintered layer. Samples were obtained by roll dip coating on 3 and then raising the temperature to 350-420°C. The coating thickness (above the sintered layer 3) of these samples was 0.01-0.06 mm.
  • Example 4 As the sliding member 42, 14.0% by weight of magnesium phosphate, 17.7% by weight of barium sulfate, 5.4% by weight of molybdenum disulfide, and 2.9% by weight of baked clay are added to PTFE5 to form a sintered layer. Samples were obtained by roll dip coating on 3 and then raising the temperature to 350-420°C. The coating thickness (above the sintered layer 3) of these samples was 0.01-0.06 mm.
  • Example 5 As the sliding member 42, 14.8% by weight of magnesium phosphate, 18.5% by weight of barium sulfate, 6.0% by weight of molybdenum disulfide, and 3.6% by weight of baked clay are added to PTFE5 to form a sintered layer. Samples were obtained by roll dip coating on 3 and then raising the temperature to 350-420°C. The coating thickness (above the sintered layer 3) of these samples was 0.01-0.06 mm.
  • FIGS. 6A to 6D are diagrams showing the state of the friction test.
  • FIG. 6A is a diagram of the state of the test viewed from the axial direction of the axis J.
  • FIG. 6B is a side view of FIG. 6A taken along line AA.
  • FIG. 6C is a diagram showing the shape of the sample, and
  • FIG. 6D is a cross-sectional diagram along BB of FIG. 6C. As shown in FIGS.
  • a sample S (radius: R 13 mm, height: 9.5 mm, arc direction length: 30 mm, axial length : 32 mm)
  • a load is applied to the pedestal D
  • the sample is pressed against the peripheral edge of the shaft J having a shaft diameter of ⁇ 26 mm
  • a sliding test is performed in which reciprocating motion is performed in the axial direction (left and right direction in FIG. 6B). gone.
  • Example 1 the wear amount was 5 ⁇ m and the friction coefficient was 0.09; in Example 2, the wear amount was 9 ⁇ m and the friction coefficient was 0.07; In Example 5, the amount of wear was 9 ⁇ m and the coefficient of friction was 0.06.
  • the sliding member 42 of the second embodiment has a structure in which the baked clay 6 and the solid lubricant 7 are added to the PTFE 5 as a base. Since the calcined clay 6 is added to the sliding member 42 of the second embodiment, the wettability can be improved under grease lubrication, and the friction coefficient of the sliding member 42 can be reduced. . Therefore, a PTFE-based sliding member 42 with higher low friction can be provided.
  • PTFE 5 12 to 16% by weight of magnesium phosphate, 13 to 19% by weight of barium sulfate, and 4 to 6% by weight of molybdenum disulfide are added to PTFE 5 as a solid lubricant 7, and fired. 1-4% by weight of clay was added. Therefore, the wettability of the oil can be improved, and the coefficient of friction of the sliding member 42 under grease lubrication and in oil can be reduced. Therefore, a PTFE-based sliding member 42 with higher low friction can be provided.
  • the coefficient of friction under grease lubrication and in oil can be reduced. Therefore, it is possible to provide the sliding body 1 with higher low friction.
  • the sliding member 42 and the sliding body 1 of the second embodiment have improved wear resistance due to the addition of the calcined clay 6 .

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Abstract

摺動部材（４１，４２）において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂をベースに焼成クレーが添加されている。

Description

摺動部材および摺動体
　本発明は、摺動部材および摺動体に関する。
　従来から、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以降「ＰＴＦＥ」と略称する）は、自己潤滑性に優れ、摩擦係数が低く、更には、耐薬品性および耐熱性を有することから、自動車等の車両のステアリング機構における摺動部材等として広く使用されている。そして、最近は、ＰＴＦＥをベースとした摺動部材が知られている（特許文献１）。
特開２００２－２０５６８号公報
　しかしながら、最近はグリス潤滑下及び油中において使用されるＰＴＦＥベースの摺動部材においては、より高い低摩擦性が求められている。
　本発明は、グリス潤滑下及び油中において、より高い低摩擦性のＰＴＦＥベースの摺動部材およびこれを用いた摺動体を提供することを目的とする。
　本発明の摺動部材は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂をベースに焼成クレーが添加されていることを特徴とする。
　本発明によれば、グリス潤滑下及び油中において、より高い低摩擦性のＰＴＦＥベースの摺動部材およびこれを用いた摺動体を提供することができる。
図１は、第１実施形態に係る摺動体を示す図である。 図２は、摺動部材の構成を示す図である。 図３は、摺動部材の実験結果を示すグラフである。 図４は、摺動部材の実験結果を示すグラフである。 図５は、第２実施形態に係る摺動部材の構成を示す図である。 図６Ａは、摩擦試験の状態を示す図である。 図６Ｂは、摩擦試験の状態を示す図である。 図６Ｃは、摩擦試験の状態を示す図である。 図６Ｄは、摩擦試験の状態を示す図である。
　以下、実施形態について図面を参照して説明する。実施形態は、グリス潤滑下において摺動体を車両に用いた例を説明する。
（第１実施形態）
　例えば、自動車等の車両において、ステアリング機構の中で用いられる軸受のうち、すべり速度が低くグリス潤滑で使用されるすべり軸受が有る。この軸受は、例えば、ラック＆ピニオン式パワーステアリングに取り付けられたサポートヨーク部分に使用され、低摩擦性が重視される。
　図１は第１実施形態に係る摺動体１を示す図である。図１に示すように、摺動体１は、基材２と焼結層３と樹脂層４を有する。基材２は、摺動体１に機械的強度を与えるための層である。基材２は、裏金、または、裏金層と称される場合がある。基材２は、例えば、Ｆｅ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などの金属板を用いることができる。
　また、焼結層３は、基材２上に、銅合金、例えば銅錫、銅鉛錫、リン青銅または鉄、銅、錫等の混合粉末を散布して焼結した層である。焼結層３は、多孔質層である。基材２上に焼結層３を備えた構成とすることで、樹脂層４と基材２との密着性向上の向上を図ることができる。
　また、樹脂層４は、ＰＴＦＥ５をベース（ＰＴＦＥ５を主たる樹脂成分）とし、ＰＴＦＥ５に焼成クレーを添加した摺動部材である。樹脂層４を構成する摺動部材については、図２で後述する。摺動部材が焼結層３に含浸することで、基材２と摺動部材が強固に密着する。
　摺動体１は、摺動部材を構成する各原材料の混合物を焼結層３に含浸させた後に、３５０～４２０℃で焼成せしめることにより、基材２上に樹脂層４（摺動部材４１）が形成される。基材２上の樹脂層４の厚さは、８０～４００μｍ、好ましくは１２０～２５０μｍである。また、樹脂層４の表面は多孔質焼結層が露出していないことが好ましいが、露出していてもよい。
　なお、焼結層３は必須ではなく、例えば基材２上へショットブラスト等の粗面化処理を行い、その粗面化部分へ直接摺動部材を塗布してもよい。塗布法としては、スプレー、タンブリング、ロール転写、印刷等の手段が用いられる。塗布面の厚さは、好ましくは１０～６０μｍ、より好ましくは２０～４０μｍである。また、基材２として鋼板を使用せず、金網を使用してもよい。金網の場合は、基本的に上記多孔質焼結層へ含浸する方法と同様である。
　次に、摺動部材について説明する。摺動部材４１は、ＰＴＦＥ５に焼成クレー６が添加されている。第１実施形態では焼成クレー６の一例として焼成カオリンを用いた。焼成カオリンは、天然粘土鉱物であるカオリンを高温処理したものである。ＰＴＦＥ５に焼成クレー６を添加することにより、焼成クレーの吸油効果で油との濡れ性が向上する。油との濡れ性が向上すると、グリス潤滑下及び油中で潤滑油膜が発生し易くなり、低摩擦性が向上する。また低摩擦性が向上することで耐摩耗性も向上する。第１実施形態において、焼成クレー６の添加率は１ｖｏｌ％～１５ｖｏｌ％が望ましい。
　ＰＴＦＥ５に焼成クレー６を添加した摺動部材４１を用いて以下の実験を行い、油に対する摺動部材４１の油接触角と、摩擦係数を測定した。摺動部材４１は、ＰＴＦＥ５に焼成クレー６を含まない摺動部材（０）、ＰＴＦＥ５に焼成クレー６を５ｖｏｌ％添加した摺動部材（５）、ＰＴＦＥ５に焼成クレー６を１５ｖｏｌ％添加した摺動部材（１５）の３種類の摺動部材４１を用いて、油接触角の計測実験、摩擦係数の計測実験を行った。
　実験の環境は次の通りである。油接触角の計測実験は、室温下で油（グリスの主成分であるハイコール）を０．２μＬを摺動部材４１の表面に滴下し、１秒後に接触角計を用いて油接触角測定を５回行った。また、摩擦係数の計測実験は、摺動部材４１の表面をΦ８の鋼球を押し当てて滑らせて行った。押し当てる負荷を４．９Ｎとし、すべり速度３．０ｍｍ／ｓ、すべり距離１０ｍｍとし、室温、グリス潤滑下で行った。その結果を図３および図４に示す。なお、実験結果において、油接触角が小さいほど摺動部材４１と油との濡れ性が向上していることを示している。
　図３において、横軸が、摺動部材４１におけるＰＴＦＥ５へのクレーの添加量を示し、縦軸が、摺動部材４１上に滴下した油の摺動部材４１に対する油接触角を示す。図３において、クレーの添加量が０％上の点のプロットが摺動部材（０）に対する油接触角を示し、クレーの添加量が５％上の点のプロットが摺動部材（５）に対する油接触角を示し、クレーの添加量が１５％上の点のプロットが摺動部材（１５）に対する油接触角を示す。
　図３に示すように、摺動部材（０）に対する油接触角より摺動部材（５）に対する油接触角が小さいことが分かる。すなわち、摺動部材（５）の方が摺動部材（０）より油に対する濡れ性が向上している。同様に、摺動部材（０）および摺動部材（５）に対する油接触角より摺動部材（１５）に対する油接触角が小さいことが分かる。すなわち、摺動部材（１５）の方が、摺動部材（０）および摺動部材（５）より油に対する濡れ性が向上している。
　以上の実験により、本出願の出願人は、ＰＴＦＥ５に焼成クレー６を５～１５ｖｏｌ％添加した摺動部材４１は、油に対する濡れ性を向上させることができることを発見した。
　具体的には、焼成クレーはクレーを高熱処理することにより得られるが、高熱処理により、活性化・多孔質化して吸油性が高くなる。このため、ＰＴＦＥ５に添加することにより、油との濡れ性が向上すると考えられる。油との濡れ性が向上すると、潤滑油膜が発生し易くなり、油潤滑下において、ＰＴＦＥ５の元来の低摩擦性に加え、油潤滑の効果で、更に低摩擦性が向上すると同時に、耐摩耗性も向上する。
　また図４において、摺動部材（０）、摺動部材（５）、摺動部材（１５）における油接触角を横軸とし、各油接触角に対する摩擦係数を縦軸とした。なお、図４における摺動部材（０）、摺動部材（５）、摺動部材（１５）の各油接触角（図４にプロットした点）は、それぞれにおいて図３でプロットした５回の実験結果の油接触角の平均値である。図４に示すように、摺動部材（０）における摩擦係数は０．０２０～０．０２１間の値である。摺動部材（５）における摩擦係数は０．０１９～０．０２０間であって、０．０２０に近い値である。摺動部材（１５）における摩擦係数は０．０１９～０．０２０間であって、０．０１９に近い値である。
　このように、摺動部材（５）は、摺動部材（０）よりも濡れ性が向上し、摩擦係数も摺動部材（０）より小さくなる。また、摺動部材（１５）は、摺動部材（０）および摺動部材（５）よりも濡れ性がより向上し摩擦係数も摺動部材（０）および摺動部材（５）より小さくなる。濡れ性が良い方が、油が摩擦面に残り易く、油の摩擦力を下げる効果がより発揮されるためと考えられる。
　このように、第１実施形態の摺動部材４１は、ＰＴＦＥ５をベースに焼成クレー６が添加された構成を備える。このような第１実施形態の摺動部材４１は、濡れ性を向上させることができるため、油が有る場合は、摺動部材４１の摩擦係数を、焼成クレー６が添加されない場合よりも小さくすることができる。そのため、より高い低摩擦性のＰＴＦＥベースの摺動部材４１を提供することができる。
　また、基材２上の焼結層３に、第１実施形態の摺動部材４１を含浸させた摺動体１においても、摩擦係数を小さくすることができる。そのため、より高い低摩擦性の摺動体１を提供することができる。
　また、第１実施形態の摺動部材４１および摺動体１は、焼成クレー６を添加したことにより耐摩耗性も向上する。
（第２実施形態）
　ここからは、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同等の構成については第１実施形態と同じ参照符号を付し、説明を簡略化または省略する。第２実施形態における樹脂層４は、摺動部材４２を備える。摺動部材４２は、ＰＴＦＥ５、焼成クレー６に加え、固体潤滑剤７が添加されている。ＰＴＦＥ５は、第１実施形態と同一の構成を有する。固体潤滑剤７は、リン酸マグネシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデン等が好ましい。第２実施形態において固体潤滑剤７を添加するのは、第１実施形態から更に、低摩擦性、耐摩耗性、耐焼付性のバランスを調整するためである。また、第２実施形態の摺動体１は、摺動部材４２を備える。
　また、摺動部材４２に添加される固体潤滑剤７には、好ましくはリン酸マグネシウム１２～１６重量％、硫酸バリウム１３～１９重量％、二硫化モリブデン４～６重量％の割合で含まれる。
　摺動部材４２に添加される焼成クレー６は好ましくは１～４重量％の割合で含まれる。
　また、摺動部材４２には、球状カーボン、ガラス球、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス繊維、樹脂粉末、樹脂繊維、金属粉末、及び金属繊維から選択される少なくとも１種の充填材が１０ｖｏｌ％以下添加されていてもよい。このような充填材を添加することにより、充填材の種類に応じて、摺動材料の強度、耐摩耗性等が向上する。
　摺動部材４２中のＰＴＦＥ５の量は、摺動部材４２から固体潤滑剤７と充填材の量（充填材が入っている場合）を差引いた残りの量であり、好ましくは４０～９５重量％、更に好ましくは５６～６６重量％である。
　第２実施形態の摺動体１は、基材２上に樹脂層４が形成されて製造される。基材２は第１実施形態と同様の素材が使用される。また、樹脂層４の生成方法も第１実施形態と同様である。そして、樹脂層４の厚み、露出程度も第１実施形態と同様である。また、第１実施形態と同様に、鋼板上へショットブラスト等の粗面化処理を行い、その粗面化部分へ直接樹脂層４を塗布してもよい。塗布法および塗布面の厚さは、第１実施形態と同様である。
　ここからは、第２実施形態における実施例１～実施例５について説明する。各実施例で用いた摺動部材４２に含まれる原材料は次の通りである。ＰＴＦＥ（平均粒径３５０～５５０μｍ）、リン酸マグネシウム（粒径２００メッシュアンダー）、硫酸バリウム（平均粒径８～１２μｍ）、二硫化モリブデン（平均粒径０．５～２．５μｍ）、焼成クレー（粒径３２５メッシュアンダー）。
　（実施例１）
　基材２の表面をサンディング処理した後、脱脂した裏金鋼板上へりん青銅粉末を散布し、その後、９２０～９５０℃で焼結を行い、厚さ０．１～０．２ｍｍの焼結層３を形成した（ここまでは実施例２～実施例５も同様）。一方、摺動部材４２として、ＰＴＦＥ５に、リン酸マグネシウム１５．６重量％、硫酸バリウム１３．０重量％、二硫化モリブデン６．０重量％、焼成クレー３．１重量％を添加した原材料混合物を焼結層３上にロールで含浸被覆し、その後、３５０～４２０℃まで温度を上げて試料を得た。これらの試料の被覆の厚さ（焼結層３より上の部分）は、０．０１～０．０６ｍｍであった。
　（実施例２）
　摺動部材４２として、ＰＴＦＥ５に、リン酸マグネシウム１２．５重量％、硫酸バリウム１６．１重量％、二硫化モリブデン４．１重量％、焼成クレー１．３重量％を添加して、焼結層３上にロールで含浸被覆し、その後、３５０～４２０℃まで温度を上げて試料を得た。これらの試料の被覆の厚さ（焼結層３より上の部分）は、０．０１～０．０６ｍｍであった。
　（実施例３）
　摺動部材４２として、ＰＴＦＥ５に、リン酸マグネシウム１３．３重量％、硫酸バリウム１６．９重量％、二硫化モリブデン４．７重量％、焼成クレー２．１重量％を添加して、焼結層３上にロールで含浸被覆し、その後、３５０～４２０℃まで温度を上げて試料を得た。これらの試料の被覆の厚さ（焼結層３より上の部分）は、０．０１～０．０６ｍｍであった。
　（実施例４）
　摺動部材４２として、ＰＴＦＥ５に、リン酸マグネシウム１４．０重量％、硫酸バリウム１７．７重量％、二硫化モリブデン５．４重量％、焼成クレー２．９重量％を添加して、焼結層３上にロールで含浸被覆し、その後、３５０～４２０℃まで温度を上げて試料を得た。これらの試料の被覆の厚さ（焼結層３より上の部分）は、０．０１～０．０６ｍｍであった。
　（実施例５）
　摺動部材４２として、ＰＴＦＥ５に、リン酸マグネシウム１４．８重量％、硫酸バリウム１８．５重量％、二硫化モリブデン６．０重量％、焼成クレー３．６重量％を添加して、焼結層３上にロールで含浸被覆し、その後、３５０～４２０℃まで温度を上げて試料を得た。これらの試料の被覆の厚さ（焼結層３より上の部分）は、０．０１～０．０６ｍｍであった。
　これらの実施例１～実施例５で作製した摺動部材４２について下記の摩耗試験を行った。
（１）摩耗試験の摩耗量および（２）摩耗試験時の摩擦係数
　図６Ａ～図６Ｄは、摩擦試験の状態を示す図である。図６Ａは、試験の様子を軸Ｊの軸方向から見た図である。図６Ｂは、図６ＡをＡ－Ａ断面した側面図である。図６Ｃは、サンプルの形状を示す図であり、図６Ｄは、図６ＣをＢ－Ｂ断面した図である。図６Ａ～図６Ｄに示すように、台座Ｄに、摺動体１を円弧板形状にしたサンプルＳ（半径：Ｒ１３ｍｍ、高さ：９．５ｍｍ、円弧方向の長さ：３０ｍｍ、軸方向の長さ：３２ｍｍ）を取り付けて、台座Ｄに荷重を与えることで当該サンプルを軸径Φ２６ｍｍの軸Ｊの周縁部に押し当てて、軸方向（図６Ｂにおける左右方向）に往復動を行う摺動試験を行った。試験は、往復動のストローク：２０ｍｍ、すべり速度：５５ｍｍ／ｓ、評価時間：３Ｈｒ、荷重：３５００Ｎ、荷重形態：静荷重、油温：常温、給油方法：グリス塗布、油種：共同油脂製モリホワイトＬＳＧ、軸材質：Ｓ４５Ｃ、軸硬さ：ＨＲＣ２４～３０、軸粗さ：Ｒａ０．０５～０．１の条件で行った。その結果を表１にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　すなわち、実施例１では、摩耗量５μｍ、摩擦係数０．０９、実施例２では、摩耗量９μｍ、摩擦係数０．０７、実施例３では、摩耗量７μｍ、摩擦係数０．０７、実施例４では、摩耗量９μｍ、摩擦係数０．０６、実施例５では、摩耗量８μｍ、摩擦係数０．０６という結果であった。
　このように、第２実施形態の摺動部材４２は、ＰＴＦＥ５をベースに焼成クレー６および固体潤滑剤７が添加された構成を備える。このような第２実施形態の摺動部材４２は、焼成クレー６が添加されているため、グリス潤滑下において濡れ性を向上させることができ、摺動部材４２の摩擦係数を小さくすることができる。そのため、より高い低摩擦性のＰＴＦＥベースの摺動部材４２を提供することができる。
　また、第２実施形態では、ＰＴＦＥ５に、固体潤滑剤７として、リン酸マグネシウムを１２～１６重量％、硫酸バリウムを１３～１９重量％、二硫化モリブデンを４～６重量％を添加し、焼成クレーを１～４重量％を添加した。そのため、油の濡れ性を向上させることができ、摺動部材４２のグリス潤滑下及び油中での摩擦係数を小さくすることができる。そのため、より高い低摩擦性のＰＴＦＥベースの摺動部材４２を提供することができる。
　また、基材２上の焼結層３に、第２実施形態の摺動部材４２を含浸させた摺動体１においても、グリス潤滑下及び油中での摩擦係数を小さくすることができる。そのため、より高い低摩擦性の摺動体１を提供することができる。
　また、第２実施形態の摺動部材４２および摺動体１は、焼成クレー６を添加したことにより耐摩耗性が向上する。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態および変形例は例示であり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態および変形例、およびこれらの変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１　　　摺動体
　２　　　基材
　３　　　焼結層
　４　　　樹脂層
　５　　　ＰＴＦＥ
　６　　　焼成クレー
　７　　　固体潤滑剤
　４１　　摺動部材
　４２　　摺動部材
　Ｄ　　　台座
　Ｓ　　　サンプル
　Ｊ　　　軸受け

Claims (6)

  1. 　ポリテトラフルオロエチレン樹脂をベースに焼成クレーが添加されている摺動部材。
  2. 　前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂にさらに固体潤滑剤が添加されている、請求項１に記載の摺動部材。
  3. 　前記固体潤滑剤は、リン酸マグネシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデンである、請求項２に記載の摺動部材。
  4. 　前記リン酸マグネシウムを１２～１６重量％、前記硫酸バリウムを１３～１９重量％、前記二硫化モリブデンを４～６重量％、前記焼成クレーを１～４重量％を添加した、請求項３に記載の摺動部材。
  5. 　前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂にさらに充填剤が添加され、前記充填剤は球状カーボン、ガラス球、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス繊維、樹脂粉末、樹脂繊維、金属粉末、及び金属繊維から選択される少なくとも１種であって充填総量で１０重量％以下を含有する請求項２乃至４のいずれか一に記載の摺動部材。
  6. 　基材上に、請求項１乃至５のいずれか一に記載の摺動部材を設けた摺動体。
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