JPH06100227B2 - 弾性摺動部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は弾性摺動部材に係り、特にジョイント装置にお
ける軸受部材や車両サスペンションの枢支連結部に用い
られる摺動部材等として有用な、弾性特性乃至は防振特
性と共に、自己潤滑特性を併わせ有する摺動部材に関す
るものである。

（背景技術） 従来から、ボールジョイント等のジョイント装置におい
ては、本来の摺動性能を与える部材と共に、伝達される
振動や衝撃を吸収する等の目的から、軸部材の軸受け部
に防振ゴムである軸受ゴムが配されたり（実公昭55−33
059号公報等参照）、また車両サスペンションの枢支連
結部に配される摺動型の防振ブッシュ（摺動ブッシュ）
にあっても、防振性能を有する部材と摺動性能を有する
部材とを組み合わせた構造が採用されており（米国特許
第3331642号明細書、実開昭59−153736号公報等参
照）、そしてその防振効果を発現させる材料としてはゴ
ム材料が用いられている一方、摺動効果を発現させる材
料としては、オイルを含浸させた樹脂やフッ素樹脂ライ
ナー等が用いられているのである。

より具体的には、例えば、後者の摺動ブッシュ構造にお
いては、ゴムがアウター金具の内側に筒状に加硫接着さ
れており、そしてそのゴムの中空部内に、それぞれ、バ
ックメタル，樹脂，更にインナー金具が順次圧入せしめ
られたり、或いはフッ素樹脂ライナーを介してインナー
金具が圧入されたりした構造となっている。そして、摺
動は、それぞれ、樹脂とインナー金具との間或いはフッ
素樹脂ライナーとインナー金具との間で行なわれるよう
になっているのである。また、樹脂を使用する構造のブ
ッシュにあっては、かかる樹脂とインナー金具との間に
グリースを封入し、更に摺動性能を高めており、そのた
めに、かかるグリースの抜け（漏れ）対策や異物混入対
策として、複雑なシール構造が採用されている。

しかしながら、このような従来の摺動性能を与える部
材、換言すれば摺動部材としての樹脂タイプのものにあ
っては、グリースを併用しない場合には、その摺動特性
が今一つ充分でなく、またグリースを併用した場合にあ
っては、必然的に部品点数が多くなり、構造も複雑とな
って、製作工程が多くなるところから、生産能率が悪
く、高コスト化する問題を内在している。また、フッ素
樹脂製のライナーを用いる場合にあっては、材料費が高
く、しかもそのようなライナーを摺動面に貼付するため
の操作が面倒であることに加えて、手間賃が高く、更に
フッ素樹脂の摩耗性が悪いところから、性能保持能力に
劣る等といった問題が内在している。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その解決すべき課題とするところ
は、摺動部材の高性能化及び高機能化を図って、摺動機
構における部品点数の削減や形状の簡素化を可能とする
ことが出来、以て低コスト化を図ることにあり、また良
好な摺動性能を確保しつつ、弾性特性、ひいては防振性
能を保持し得る摺動部材を提供することにある。

（解決手段） そして、本発明にあっては、かかる課題解決のために、
二つの部材間に介装されて、少なくとも一方の部材に対
して摺動可能とされる摺動部材にして、熱硬化型ポリウ
レタンエラストマの液状プレポリマを用い、その100重
量部に対して３〜20重量部の割合で、25℃における動粘
度が1000〜10000センチストークスであるシリコーンオ
イルが配合せしめられた組成物より、成形・硬化されて
なる弾性摺動部材を、その要旨とするものである。

このように、本発明は、摺動部材を構成する材料とし
て、熱硬化型ポリウレタンエラストマを用い、それの有
する弾性特性によって防振性能が付与されるようにする
と共に、かかるポリウレタンエラストマ中に、シリコー
ンオイルをブリード性の潤滑剤として含有せしめ、以て
かかるシリコーンオイルを表面に漸次滲み出させて、そ
れにより摺動性能が永続的に確保されるようにしたもの
であり、これによって、ポリウレタンエラストマ自体、
換言すれば摺動部材自体に、有効な自己潤滑性が付与さ
れるようにしたのである。

ところで、構造の簡単な低コストの摺動部材の実現のた
めの一つの方策としては、摺動部材自体を自己潤滑性と
為すことが考えられ、そのような自己潤滑性の摺動部材
を用いれば、特別な摺動性材料等が必要でなくなるとこ
ろから、その低コスト化が図れることとなるが、そのよ
うな自己潤滑性の摺動部材にあっては、それを構成する
材料から潤滑剤が漸次滲み出すようにして、摺動によっ
て消費される潤滑剤を補償し、以てその摺動寿命を補償
することが望ましい。

ここにおいて、摺動部材を構成する材料として熱硬化型
ポリウレタンエラストマを用いる場合において、上記の
如き自己潤滑剤としては、二硫化モリブデンやフッ素樹
脂粒子等の固体潤滑剤、鉱物系プロセスオイル、ワック
ス等が考えられるが、固体潤滑剤については、撹拌によ
るプレポリマ中への分散が悪く、使用困難であり、しか
も表面においてのみ点在するものであるところから、表
面はエラストマの特性を示すこととなり、摩擦係数が低
下せず、充分な摺動性能が確保し得ない問題を内在して
いる。また、鉱物系プロセスオイル、ワックス等のブリ
ード現象或いはブルーム現象が期待出来る配合剤につい
ても、必要な摺動性能を得ることが困難であり、更に添
加によって著しく物性を低下させる物質も潤滑剤として
は望ましくないのである。

要するに、熱硬化型ポリウレタンエラストマからなる自
己潤滑性の摺動部材を得る上において、かかるエストラ
マを与えるプレポリマに配合せしめられる潤滑剤として
は、それがポリマ（部材）表面に効果的にブリードする
ものであり、表面に対する効果的な補給が行なわれるも
のであることは勿論、エラストマを媒体として利用する
ところから、エラストマの物理的性能を劣化させず、ま
た生産性の目安である架橋（硬化）特性等の加工性乃至
は作業性を悪化させないものでなければならない。

本発明は、上記の事情に応える潤滑剤を得るべく、本発
明者が鋭意検討した結果、シリコーンオイルを配合せし
めてなる液状プレポリマから得られる熱硬化型ポリウレ
タンエラストマが、その物理的諸性能や加工性、作業性
等を低下せしめることなく、効果的な自己潤滑性を発揮
して、有効な弾性摺動部材となり得ると共に、そのブリ
ード性に優れ、従って摺動効果を長期間に亘って維持す
ることが出来る事実を見い出したことに基づいて完成さ
れたものである。

ここにおいて、かかる本発明に用いられるシリコーンオ
イルは、よく知られているように、比較的低重合度の直
鎖状のポリシロキサンであって、例えば、ジメチルポリ
シロキサン等のアルキルポリシロキサンやそのオレフィ
ン変性物、フッ素変性物等を挙げることが出来る。ま
た、このシリコーンオイルとしては、25℃において1000
〜10000センチトークスの動粘度を有するものが用いら
れ、これによって、より一層優れた自己潤滑性能、ひい
ては摺動性能が発揮されるのである。

そして、本発明にあっては、かかるシリコーンオイル
は、熱硬化型ポリウレタンエラストマを与える液状プレ
ポリマの100重量部に対して３〜20重量部の割合におい
て、好ましくは３〜10重量部の割合において配合せしめ
られることとなる。けだし、シリコーンオイルの配合量
があまりにも少なくなり過ぎると、そのブリード性やそ
の保持能力が低下してしまい、目的とする自己潤滑特性
乃至は摺動性能を充分に発揮することが出来なくなるか
らであり、またあまりにも多量の配合は、ポリウレタン
エラストマの物理的性質及び架橋特性を著しく低下せし
める等の問題を惹起するからである。

なお、本発明において、熱硬化型のポリウレタンエラス
トマを与える液状プレポリマとしては、よく知られてい
るように、成形前の硬化剤（架橋剤）を配合して高分子
化（硬化）せしめられることにより、網状構造の熱硬化
性のポリウレタンエラストマを与える、従来から公知の
各種の液状プレポリマの何れも使用可能であり、例え
ば、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリエステルア
ミド系、ブタジエン系等のプレポリマを挙げることが出
来る。

また、かかる液状プレポリマに対して所定量のシリコー
ンオイルを添加した後、かかるプレポリマを架橋，硬化
せしめて、所望の形状の成形品と為すために、従来から
知られている硬化剤（架橋剤）が適宜に配合されること
となる。この硬化剤は、公知のものの中から、プレポリ
マの種類や成形方式等に応じて適宜に選択され、またそ
の配合量が決定されるものであって、例えば、ポリエス
テル系やポリエーテル系のプレポリマの場合にあって
は、ジアミン、ジオール、トリオール等が選択され、ま
たブタジエン系のプレポリマにあっては、変性MDI等が
用いられることとなる。

そして、本発明に従う摺動部材を構成する熱硬化型ポリ
ウレタンエラストマを与える液状プレポリマに対して、
所定量のシリコーンオイルが配合せしめられた組成物
は、更に上記の如き硬化剤等が適宜に配合された後、常
法に従って、注型法または混練法等の成形方式によっ
て、所定形状の成形品に成形硬化せしめられ、目的とす
る摺動部材とされるのである。

（実施例） 以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって、何等の制約をも受けるもの
でないことは、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。

先ず、熱硬化型ポリウレタンエラストマを与える液状プ
レポリマとして、カプロラクトン系ポリエステルプレポ
リマを用い、その100重量部に対して、下記第１表に示
される如き添加剤の所定量を配合して、均一に混合せし
めた後、75〜85℃の温度下で30分以上真空脱泡し、次い
で、通常のジアミン系硬化剤の15.7重量部を更に均一に
配合せしめ、その後、通常の注型法に従って所定形状の
成形品を成形，硬化せしめた。なお、型内での一次キュ
ア処理は120℃×30分の条件を採用し、また型から取り
出した成形物の二次キュア処理は110℃×15時間の条件
を採用した。また、添加剤としてのシリコーンオイル
は、各種の粘度の信越シリコーンオイルKF−96（信越化
学工業株式会社製）を用いた。

そして、かくして得られた各種の熱硬化型ポリエステル
エラストマの成形品を用いて、その常態物性を測定し、
更にそれぞれの試料片について、抜き力試験を実施し、
その結果を、下記第１表に示した。

なお、抜き力試験は、中間板としてZnメッキ処理の鉄板
（厚さ:8mm）を用い、その両側に、それぞれ、エラスト
マ試料片（25mm×40mm×８mm^t）を配置し、それらエラ
ストマ試料片が圧縮率:3％となるように、両側から所定
の圧縮荷重を加えた状態下において、中間板を引張スピ
ード:100mm/minの力で引き抜くに際しての力を抜き力と
して測定することにより実施し、その力が小さい程、自
己潤滑性乃至は摺動特性が良好であることを示してい
る。

かかる第１表の結果より明らかなように、本発明に従っ
てシリコーンオイルを含有せしめたエラストマ成形品に
あっては、その抜き力が著しく小さくなり、優れた自己
潤滑性乃至は摺動特性を有することを示している。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う摺動部材
は、所定量の特定動粘度のシリコーンオイルを配合して
なるプレポリマを用いて得られる熱硬化型ポリウレタン
エラストマにて構成されるものであるところから、かか
るエラストマの有する弾性特性によって、有効な防振効
果を奏し得ると共に、配合されたシリコーンオイルのブ
リードによって、効果的な自己潤滑性を示すものであ
る。

また、かかる本発明に従う摺動部材は、従来の如きゴム
と特別な摺動性材料を併用することなく、それ単独にお
いて摺動型防振部材として有利に用いられ得るものであ
るところから、従来の高コスト化の要因が効果的に排除
されて、その低コスト化が有利に達成され得るものであ
り、またエラストマ本体の物理的性質を実用的な範囲内
において保持しつつ、また加工性乃至は作業性等に殆ど
影響をもたらすことなく、顕著な自己潤滑性乃至は摺動
特性を発揮し得る防振材料を提供し得るものであり、そ
こに本発明の大きな工業的意義が存するのである。

従って、本発明に係る弾性摺動部材は、ゴムや特別の摺
動性材料等と何等併用することなく、そのまま二つの部
材間に介装されて、その少なくとも一方の部材に対して
有効な摺動機能を発揮すると共に、防振性能をも併わせ
有するものとなるのであり、例えばジョイント装置にお
ける軸受部材として、また車両のサスペンション装置に
おけるブッシュ型の防振摺動材料等として有利に用いら
れ得るものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二つの部材間に介装されて、少なくとも一
   方の部材に対して摺動可能とされる摺動部材にして、熱
   硬化型ポリウレタンエラストマの液状プレポリマを用
   い、その100重量部に対して３〜20重量部の割合で、25
   ℃における動粘度が1000〜10000センチストークスであ
   るシリコーンオイルが配合せしめられた組成物より、成
   形・硬化されてなる弾性摺動部材。