JPH06501765A - 低摩擦軸受ライナー - 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】 低摩擦軸受ライナ一 本発明の要約 本発明によって、以前に使用されている多数の物質より低価格であり所望の特徴 を有する低摩擦製品が提供される。特に、本製品に使用される低摩擦性物質は、 随伴する摩擦効率の減少がなしに従来物質より量を著しく低減できる。出願人は 、この結果を上述した従来技術の教示を無視することによって達成することかで きた。すなわち、本発明の製品は、一般に、支持体及び該製品に可動荷重を加え たとき、少なくとも荷重と接触するポリマー樹脂部分に常温流れを生ずるような 、該支持体によって支持されている低摩擦性ポリマー樹脂から成る。本発明の好 ましい態様によれば、低摩擦性ポリマー樹脂は、フルオロカーボンポリマーのモ ノフィラメントから成る。

本発明の他の態様では、軸受集成体における一部材としてかような製品の使用、 および好ましくは可動荷重を支持するのに使用される軸受集成体におけるライナ ーとしての使用である。かようなライナーは、好ましくは支持用編織物および該 編織物によって支持されている低摩擦性ポリマー樹脂の付形体から成り、少なく とも荷重と接触している付形体の部分は軸受ライナーに該荷重を加えたときに常 温流れを起こす。ある態様によれば、付形体によって示される常温流れの量は、 荷重と付形体との間の表面接触域では例えば約１０００％以上のように実質的に 増加させるのに十分な量である。

本発明めいによって、可動荷重を支持する方法も提供される。これらの方法は、 本発明による軸受ライナーを用意し、そして、該軸受ライナーに荷重を加えるこ とによって中に含まれている低摩擦性ポリマー樹脂の少なくとも一部に常温流れ を起こさせることから成る。本発明の方法によって使用される製品は、好ましく は、マルチフィラメント糸およびフルオロカーボンポリマーモノフィラメントを 含む編組編織物（ｂｒａｉｄｅｄ　ｆａｂｒｉｃ）から成り、該編織物は約７５ ＝５〜約５０：４０のマルチフィラメント：モノフィラメント重量比を有する。

図面の簡単な説明 図１は、本発明による編組編織物軸受ライナーの拡大正面図である。

図２は、本発明による軸受集成体の一部を切欠いた縦断面の拡大図である。

好ましい態様の説明 本発明の製品は、一般に、支持体および低摩擦性ポリマー樹脂から成る。本明細 書において使用する支持体の用語は、低摩擦性ポリマー樹脂を支持するための手 段をいう。これに加えて、支持体にはまた、製品に形状、強度および形態を付与 する手段も含まれる。支持体は特定の用途によって可撓性または剛性であっても よく、がっ、多種類の形状および寸法であることかてきる。例えば、支持体は正 方形または長方形形体を有する剛性から成ることかできる。寸法、形状および剛 性の種々の変種も本発明の範囲内であるか、支持体はチューブ形態の可撓性物質 から成るのか好ましい。本発明の製品か軸受ライナーとして使用される場合には 、支持体は接着性樹脂なとによって軸受集成体の支持部材に容易に接着てきるこ とか好ましい。

当業界の熟練者には認識されるであろうか、本発明の支持体の機能的要件は、多 数の物質および構造によって満足させられる。例えば、支持体は紙、厚紙、樹脂 固体なとの多数のシート物質から成ることかできる。しかし、支持体は天然、半 合成および合成糸のような繊維物質を含む可撓性編織物から成るのか好ましい。

編織物は、繊維の製織、編成、または編組のような周知の方法によるフィラメン ト状物質の綴じ込みによって形成できる。本発明の編織物物質の形成には多数の 樹脂物質か適しているものと考えられる。支持体は合成、半合成樹脂のフィラメ ントから成るのか好ましい。かような物質には、セルロース、ポリアセテート、 ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリウ レタン、ポリフルオロカーボンおよびこれらの混合物か含まれ、これらのうち表 面模様付（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）ポリエステルフィラメントか好ましい。

本発明の重要な特徴は、本発明の支持体によって支持された低摩擦性ポリマー樹 脂の特定の特徴にある。本明細書において使用する低摩擦性ポリマー樹脂の用語 は、一般に、約０．５またはこれより低い鋼上の静摩擦係数を存する物質をいう 。製品に減摩性を付与するのに加えて、本発明の低摩擦性ポリマー樹脂は、使用 条件下で実質的に常温流れを起こすものから好ましく選ばれる。便宜上、かよう な低摩擦性樹脂を本明細書において時々常温流れ樹脂とも称する。本明細書にお いて使用する常温流れ（Ｃｏｌｄ　ｆＩｏｗ）の用語は、ある種の物質がある限 界を超えて圧縮または伸長されたとき、これらの物質によって示される非弾性変 形を云う。例えば、本発明の製品は、可動荷重を支持する軸受およびブッシング 用のライナーとしての使用に特に適応性がある。本発明の製品が軸受ライナーと して使用された場合には、可動荷重が荷重と接触する低摩擦性ポリマー樹脂部分 に常温流れを起こさせる。低摩擦物質のこの常温流れかこんどは荷重と低摩擦物 質との間の表面接触の有効域を増加させる。出願人は任意の特定の理論に拘束ま たは制限される積りはないが、低摩擦物質の有効表面のこの増加が、本発明製品 の所望の減摩特性に大部分寄与しているものと考えている。

使用時において発揮される常温流れの量は実質的であることか好ましい。本明細 書において使用する実質的常温流れの用語は、低摩擦物質と荷重との間の表面接 触の量の少なくとも約１００％の増加を起こす常温流れを云う、ある態様によれ ば、表面接触は少なくとも約５００％の増加、さらに好ましくは少なくとも１０ ００％、さらに好ましくは少なくとも約２０００％増加する。

当業界の熟練者には理解されるであろうが、本発明の低摩擦性ポリマー樹脂の常 温流れ特性には数種の因子か影響を及ぼす。例えば、使用される特定の樹脂、そ の物理的形態、および支持体へのそれの配合方法のすべてか常温流れか一定の可 動荷重に対して所望程度に起こると否とに拘らず影響を与える。これらの因子の すべての操作組合せのすべては本発明の範囲内である。さらに、当業者の熟練者 であれば因子の任意の特定の組合せか本発明の範囲内の製品を製造できるかどう かを、余分な実験を行うことなく決定できるものと考えられる。

本発明の軸受ライナーに関しては、かような製品は一般に約５０　ｐｏｕｎｄｓ またはそれ以上の荷重にさらされることか予想される。従って、本発明の製品に は約５０ｐｏｕｎｄｓまたはそれ以上の可動荷重にさらされたとき常温流れを示 す低摩擦性ポリマー樹脂を含ませることか好ましい。本明細書において使用する 可動荷重（ｍｏｖｉｎｇ　Ｉｏｏｄ）は、回転、振動および並進運動を受ける任 意の荷重部材および上記の運動の種々の組合せを存する荷重部材を云う。本発明 とは対照的に、従来技術では編織物軸受ライナーに使用される低摩擦性物質の常 温流れは不利であり、従って避けるへきであると教示されている。常温流れに関 する従来技術の制限の不利な点は、製品の全体の構造的の一体性を損うことなく 低摩擦性物質が常温流れを起こすことかてきるのに十分な構造的一体性を備えて いる支持体を使用することによる本発明によって一部分は克服できる。本発明の 支持体自体は、低摩擦性ポリマー樹脂に近い減摩特性を有する物質で構成されて いるが、このことは一般的には必要ではない。

本発明の製品は、好ましくは構造的一体性を有する製品を付与するのに有効な量 の支持体を含む。本発明の製品はまた好ましくは、本発明に所望の低摩擦特性を 付与するのに有効な量の常温流れポリマー樹脂も含まれる。

これらの要件は、約５０〜約９５重量％の支持体および少なくとも約５重量％の 常温流れポリマー樹脂から成る製品によって一般的に満足させられることを出願 人は見出したか、ある態様においては約５重量％未満の常温流れ樹脂も使用でき るものと予想される。当業界における熟練者には認識されることであろうが、材 料費の釣合の観点からは極く少量の低摩擦物質を使用する製品が望ましい。従っ て、本発明製品は好ましくは約５〜約４０重量％の常温流れポリマー樹脂を含み 、さらに好ましくは約５〜約２０重量％を含み、約５〜約１５％かさらに好まし い。従って、支持体：常温流れポリマーの重量比は、好ましくは約９５：５〜約 ５０：４０であり、さらに好ましくは約９５．５〜約５０：　２０、さらに好ま しくは約９５．５〜約５０：１５である。

本発明の製品における常温流れ樹脂として使用するための多数の低摩擦性樹脂は 、当業者には公知であり、かつ、入手できる。しかし、常温流れポリマー物質か 、フルオロカーボンポリマー、ポリアミドおよびポリオレフィンから成る群から 選ばれるのか非常に好ましく、フルオロカーボンポリマーか最も好ましい。周知 のように、フルオロカーボンポリマーは、水素の幾らかまたは全部か弗素によっ て置換されているパラフィン系ポリマーの一部類である。常温流れ樹脂は従って 、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）　、弗素化エチレンプロピレンコポ リマー（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）樹脂、ポリククロルフル オロエチレン（ＰＣＴＦＥ）　、エチレン−トリクロルトリフルオロエチレンコ ポリマー（ＥＣＴＦＥ）　、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（Ｅ ＴＦＥ）　、ポリビニルフルオライド（ＰＶＤＦ）　、ポリビニルフルオライド （ＰＶＦ）、およびこれらの混合物から成る群から選ばれるのか好ましい。上記 の任意のポリマーのホモポリマーコポリマー、ブロック並びにグラフトコポリマ ーを含めで、」二足のフルオロカーボンポリマーを含めて、上記のフルオロカー ボンポリマーのすへてか使用できるか、本発明の常温流れ樹脂はＰＥＡ樹脂から 成るのが好ましい。ＰＦＡ樹脂は、一般構造式。

！Ｆ、−＜Ｆ２−（Ｆ−ＣＦ２！Ｆ、−ＣｎＦ２ｒ＋ａＬ を有するテトラフルオロエチレンとパーフルオロ化ヒニルエーテルとのコポリマ ーである。

本発明の常温流れ性樹脂は、好ましくは付形体として供給される。本発明によっ て使用するためには広い範囲の種類の付形体が適用てきると考えられるが、本発 明の樹脂はモノフィラメント構造を存するのか好ましい。本明細書において使用 するモノフィラメントの用語は、単一の、個々のフィラメントを云う。この用語 は、密接に連携している約１５本以上のフィラメントの弦（Ｃｈｏｒｄ）、加工 糸および糸を云うマルチフィラメントの用語に対するものである。モノフィラメ ントは、好ましくは約０゜００４〜約０．０６ｉｎｃｈの外径を育する。さらに 、モノフィラメントは好ましくは約３またはこれ以上の破断点での応力、降伏点 での応力比、さらに好ましくは約７またはそれ以上の応力比を有する。一部はモ ノフィラメント形態における異人手性のために、本発明の製品はＰＦＡのモノフ ィラメントから成るのが好ましい。特に、本発明の好ましい編組編織物支持体に 配合する場合に、モノフィラメント形態は本発明の低摩擦性物質の所望の常温流 れ性を得るのに役立つことを出願人は見出した。上記に説明したように、この常 温流れ性は、本発明の有利な性質に対して有意に貢献しているものと考えている 。

例えば、図１に例示したような本発明の好ましい態様によれば、支持体はマルチ フィラメント合成繊維の編組編織物から成る。マルチフィラメント合成繊維は、 好ましくはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ＰＴＦＥ繊維およびこれらの混 合物から成る群から選ばれる。がようなマルチフィラメント繊維は、好ましくは 約２００〜約２０００のデニールを有し、約６００デニールを有するものかさら に好ましい。本製品の低摩擦性は、好ましくは低摩擦性樹脂のモノフィラメント によって付与される。支持体と共に編組されることによって支持されているモノ フィラメントは、好ましくは約０．００４〜約０゜０６１ｎｃｈ、さらに好まし くは約２００〜約０．０２ｉｎｃｈの外径を存するＰＦＡモノフィラメントから 成る。

特に、図１を参照すると、上記に記載した一般型の低摩擦軸受ライナー１ｏが例 示されている。ライナー１０は、低摩擦性ポリマーモノフィラメント２のストラ ンドと共に編組されているマルチフィラメント合成糸ｌがら構成されている円筒 状編織物から成る。図に示した編組模様によれば、円筒状軸受ライナー１０は、 低摩擦性モノフィラメント２の各端に対してマルチフィラメント系の２個の端か ら成る。しかし、当業者の熟練者には、図１に示した特定の編組模様およびモノ フィラメントの相対的量は限定するものでなく単に説明用のためであることを認 識されるであろう。実際に、以後に示す例に記載されているように、本発明の利 点はモノフィラメントの相対的清か図１に示したものより少ないときに最も完全 に発揮される。

図１に関連して説明した型の編組編織物製品は、低摩擦性樹脂の常温流れを促進 させるのに特に良く適合していることを出願人は見出している。特に、編組編織 物支持体は、低摩擦性樹脂が上記した寸法および特性を有するモノフィラメント から成るときは特別に、使用時における低摩擦性樹脂の常温流れ性を促進するよ うに該樹脂を支持する手段となる。さらに、かような形状は所望の減摩性を得る ために必要とする低摩擦性樹脂が比較的少なくてすむ製品が得られることが見出 されている。従って、本発明の編組編織物製品は、好ましくは、約５〜約４０重 量％の低摩擦性モノフィラメントと共に編組された約５０〜約９５重量％のマル チフィラメント合成樹脂から成る。

本発明の重要な特徴は、発明製品が軸受集成体、特に、可動荷重の支持用の集成 体における軸受ライナーとしての使用に容易に適用できることの出願人の発見に ある。

出願人は、軸受ライナーとして使用したとき本発明の製品がかような用途に要求 される構造的一体性および摩擦効率を付与することを見出した。上述したように 、本製品は多数の従来技術製品に要求されるのより実質的に低い量の低摩擦性ポ リマー樹脂を使用してこれらの結果を達成することかできる。当業者には周知の ことであるが、低摩擦性樹脂は典型的に軸受ライナーの価格を存意に増加させる 、従って、性能を犠牲にすることなくこの高価な物質の使用を最小にすることは 極めて望ましいことである。

図２を参照すると、本発明による軸受集成体１０か可動荷重１１を支持している 。ジャーナル軸受の場合には、軸受集成体１０は円筒状シャフト１１に関して主 として回転滑り運動用に取付けられている。２個の先端を存する太い矢印１５は 、軸受集成体ＩＯの隣接する内側に露出した面に関して滑り作用の所望の回転性 を示す。軸受集成体ＩＯには、シャフト１１の外面の形状および寸法と全般的に 適合している内面を有する支持部材１２が含まれる。上記しまたような編組編織 物軸受ライナー１３は、支持部材１２の内面に接着されている。軸受集成体の製 造工程において、支持部材１４の内側環状面は接着剤樹脂のような接着剤か被覆 されており、そして、支持部材１２の内側面と密に適合するような寸法および形 状の外側面を有する編組編織物１３か接着剤と接触して配置され、それによって 支持部材と結合させる。本発明による編組編織物の使用によって、製造工程にお けるこの点て非常に有利な特徴か得られる。特に、メリヤス生地模様に比較して 編組編織物の模様は一般に少ない空隙が得られる。この特徴によって、集成工程 の間に編織物の内側、軸受面への接着剤の望ましくない流れか阻止される。内側 面におけるような接着剤の存在は、軸受集成体の摩擦特性に頁の効果を及はすた め一般には望ましくない。

本発明の方法は、発明の製品を可動荷重の支持に使用することに関する。これら の方法には、上述した型の軸受集成体を付与する工程か含まれる。当業界の熟練 者には認識されていることであるか、軸受における常温流れ樹脂の少なくとも一 部は荷重部材の表面と接触している。

実質的に円筒状モノフィラメントから成る常温流れ樹脂の場合には、モノフィラ メントと荷重との間の表面接触は初期には低いであろう。軸受集成体か作動され 、可動荷重にされされたとき、モノフィラメントの常温流れか起こり、そして荷 重と常温流れ性樹脂との間の表面接触面積は劇的に増加する。

例示の口約であり、かつ、本発明を限定するものでない次の例では、発明の製品 によって得られる予想外、かつ、有利な結果を示す。

例１ 本明細書の参考になるＵ、Ｓ、Ｐ、Ｎ１３，８３６，０８０の図２に示されてい る一般型の編組装置を使用して約１１ｎｃｈの内径を存する軸受ライナーを編組 した。この編組装置では、図１に開示した一般型の反復模様か製造される。編組 編織物は、約９１．２５ｗｔ、％の模様付きポリエステル（約６００　ｄｅｎｉ ｅｒ）　、約３．２５ｗｔ、％のＰＴＦＥおよび約５．５ｗｔ、％のＰＦＡから 成っていた。

ＰＦＡはモノフィラメント形態てあり、かつ、鋼上の静摩擦係数、約０．０４お よび破断点引張応カニ降伏点引張応力比、約７を有した。編織物は、１２０個の キャリヤーを有する装置上で製造した。模様付きポリエステルモノフィラメント 系（６Ｑ　Ｑ　ｄｅｎｉｅｒ）の３個の端を９０個のキャリヤー上に配置し、同 じポリエステル糸の２個の端およびＰＴＦＥのマルチフィラメント糸（４００ｄ ｅｎｉｅｒ）の１個の端を２０個のキャリヤー上に配置し、そして、同じポリエ ステル糸の２個の端およびＰＦＡのモノフィラメント（１１ｍｉｌ、）の１個の 端を１０個のキャリヤー上に配置した。モノフィラメントキャリヤーは編組機の デツキの周囲に均等に配置し、そのうち５本は一方向に、そして５本は反対方向 に向う。編組ライナーは図２に関連して記載した型の軸受集成体に組込んだ。

かように形成した集成体は、フルオロカーボンポリマー樹脂のマルチフィラメン ト糸をはるかに多いパーセントで使用した従来技術製品に比較して満足な性能を 示した。

上記に本発明の詳細な説明したが、これは本発明を限定するものではなく、本発 明の範囲は次に記載の請求の範囲によってのみ限定されるものと理解されたい。

国際調査報告 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｃｌ０Ｎ　２０：０６　 Ｂ　８２１７−４Ｈ５０：０８ Ｉ

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. １．支持体および該支持体によって支持されている低摩擦性ポリマー樹脂のモノ フィラメントから成り、該支持体：該モノフィラメントの重量比が９５：５〜５ ０：４０であることを特徴とする編織物軸受ライナー。
2. ２．前記のモノフィラメントが、鋼上の静摩擦係数、０．０４を有する請求の範 囲１の軸受ライナー。
3. ３．前記のモノフィラメントが、破断点引張応力：降伏点引張応力比、３を有す る請求の範囲１の軸受ライナー。
4. ４．前記のモノフィラメントが、０．００４〜０．０６ｉｎｃｈの外径を有する 実質的に円筒状モノフィラメントから成る請求の範囲１の軸受ライナー。
5. ５．支持体：モノフィラメントの前記の重量比が、９５：５〜５０：２０である 請求の範囲１の軸受ライナー。
6. ６．前記の低摩擦性ポリマーが、フルオロカーボンポリマーから成る請求の範囲 １の軸受ライナー。
7. ７．前記の軸受ライナーが編組編織物から成り、そして前記の支持体にマルチフ ィラメント糸が含まれる請求の範囲６の軸受ライナー。
8. ８．前記のフルオロカーボンポリマーが、ポリテトラーフルオロエチレン、弗素 化エチレンプロピレンコポリマー、バーフルオロアルコキシ樹脂およびこれらの 混合物から成る群から選ばれる請求の範囲６の軸受ライナー。
9. ９．前記のフルオロカーボンポリマーが、パーフルオロアルコキシ樹脂から成る 請求の範囲８の軸受ライナー。
10. １０．前記の比が、約９５：５〜５０：１５である請求の範囲１の軸受ライナー 。
11. １１．編織物支持体および該支持体によって支持されている低摩擦性ポリマー樹 脂の付形体から成り、軸受ライナーに可動荷重を適用したとき、前記の付形体の 少なくとも一部分が常温流れを起こすことを特徴とする少なくとも５０ｐｏｕｎ ｄｓの可動荷重にさらされる型の低摩擦性軸受ライナー。
12. １２．前記の軸受ライナーに前記の可動荷重を適用したとき、該荷重と接触して いる前記の付形体の少なくとも一部が実質的な常温流れを起こす請求の範囲１１ の軸受ライナー。
13. １３．前記の実質的な常温流れが、前記の付形体と前記の荷重との間の表面接触 の量を少なくとも５００％増加させる請求の範囲１２の軸受ライナー。
14. １４．前記の実質的な常温流れが、前記の付形体と前記の荷重との間の表面接触 の量を少なくとも１０００％増加させる請求の範囲１３の軸受ライナー。
15. １５．前記の付形体に、モノフィラメントが含まれる請求の範囲１１の軸受ライ ナー。
16. １６．前記の付形体にフルオロカーボンポリマーのモノフィラメントが含まれる 請求の範囲１の軸受ライナー。
17. １７．前記の支持体が、編組編織物支持体から成る請求の範囲１６の軸受ライナ ー。
18. １８．前記のモノフィラメントが、鋼上の摩擦係数、０．０４を有する請求の範 囲１６の軸受ライナー。
19. １９．前記のモノフィラメントが、破断点引張応力：降伏点引張応力の比、少な くとも３を有する請求の範囲１６の軸受ライナー。
20. ２０．前記のモノフィラメントが０．００４〜０．０６ｉｎｃｈの外径を有する 実質的に円筒状のモノフィラメントから成る請求の範囲１６の軸受ライナー。
21. ２１．支持体：モノフィラメントの前記の重量比が、９５：５〜５０：２０であ る請求の範囲１６の軸受ライナー。
22. ２２．前記の軸受ライナーが編組編織物から成り、そして前記の支持体にマルチ フィラメント糸が含まれる請求の範囲２１の軸受ライナー。
23. ２３．前記のフルオロカーボンポリマーが、ポリテトラーフルオロエチレン、弗 素化エチレンプロピレンコポリマー、パーフルオロアルコキシ樹脂およびこれら の混合物から成る群から選ばれる請求の範囲１６の軸受ライナー。
24. ２４．前記のフルオロカーボンポリマーが、パーフルオロアルコキシ樹脂から成 る請求の範囲２３の軸受ライナー。
25. ２５．前記の支持体がマルチフィラメントポリエステル糸の編組編織物から成り 、そして前記の付形体が前記のマルチフィラメント糸と共に、編組されたパーフ ルオロアルコキシ樹脂のモノフィラメントから成る請求の範囲１６の軸受ライナ ー。
26. ２６．軸受面を有する支持体および該支持体に支持されている実質的に円筒状の フルオロカーボンポリマーのモノフィラメントから成る低摩擦性製品であって、 前記のモノフィラメントが約０．００４〜約０．０６ｉｎｃｈの外径を有し、該 モノフィラメントの少なくとも最初の部分が前記の支持体の軸受面上に存在する ことを特徴とする前記の製品。
27. ２７．前記のモノフィラメントが、鋼上の静摩擦係数０．０４を有する請求の範 囲２６の軸受ライナー。
28. ２８．前記のモノフィラメントが、破断点引張応力：降伏点引張応力比、少なく とも３を有する請求の範囲２７の軸受ライナー。
29. ２９．前記のモノフィラメントが、フルオロカーボンポリマー樹脂モノフィラメ ントから成る請求の範囲２８の軸受ライナー。