JPS5824620A - しゆう動部材 - 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】 こ−こで、本明細書において「しゆう動部材」とは、機
械部品などにおいて荷重と１滑べりとを受ける箇所に使
用される滑べり板、ブシュ、あるいは、荷重と滑ベシに
加えて密封機能をも要求される接触形パッキンなどのシ
ールを含むものである。従来このような目的に使用され
るしゆう動部材としては、金属材料、黒鉛その他のセラ
建ツクから成る非金属材料、サーメットなどの複合材料
、四ふつ化エチレｙ　ｍ脂（　ＰＴＦｌｅ　＞中ボリイ
オド樹脂などの耐熱プラスチック材料がある。これらは
、いずれも耐熱性を有しているが、乾燥摩擦条件の下に
おいては摩擦や、摩耗に問題があつ穴り、機械的強度、
特に、衝撃強度に難点があつ之り、相手材とのなじみ性
が必ずしも良好でないなどの問題が残されている。

そこで、例えば、米国特許オ／／３り３７３号や、特会
昭ダダーー３２６４号公報に開示されているように、黒
鉛を特殊処理して得られる膨張黒鉛を補強材と共に造形
したしゅう動部材が開発されているが、このものは、耐
熱性を有し、相手Ｗとのなじみ性圧すぐれ、また、衝撃
強度も著しく改善されている反面、乾燥摩擦におけるし
ゆう励時に往々にして異常音を発生するという欠点があ
る。

この他、雲母や石綿などの耐熱材料を同様に補強材と一
諸に造形し九しゆう動部材も知られているが、これにつ
いても同様の問題がある。

すなわち、このしゆう動部材にｓＰ％Ａては、その耐熱
材料の静止摩擦係数と、動摩擦係数との差が大きいこと
及びこの耐熱材料から成るしゆう動部材の滑べり速度に
対する摩擦抵抗が負性抵抗を示すことなどが、その原因
と考えられ、更に、しゆう動系を構成する各部材の形状
及び材料の固有振動数が影響するものと考えられる。

そこで、本発明は、しゆう動面に油あるーはワックスな
どの潤滑油剤の適用が困離な用途、例えば、常温から高
温までの広いＩＬＩｆｌｌｌｌＫ渡って乾燥摩擦条件の
下における使用に適し良しゆう動部材を提供することを
、一つの目的とするものである。

本発明の他の目的は、上述の条件の下における使用に際
して異常音の発生することのないしゆう動部材を提供す
るととＩｎｃｈる・本発明の更に他の目的は、上述の使
用条件の下に訃いて摩擦摩耗特性にすぐれたしゆう動部
材を提供することにある。本発明のなお他の目的は、相
手材とのなじみ性にすぐれ、密封機能を有するしゆう動
部材を提供することにある。

本発明者らは、このような目的を達成するために、特に
、上述したしゅう動部材としての諸性質を低下させるこ
と表しに異常音の発生を防止することのできる材料の開
発について鋭意研究を行なった結果、膨張黒鉛、雲母あ
るいは石綿から成る耐熱材料を補強材と一諸に造形して
得られるしゆう動抹母材表面を改質することによって、
この問題の解決することのできることを確ｉ！した。

すなわち、本発明によるしゆう動部材は、膨張黒鉛、雲
母、石綿などから成る耐熱材料のｌ檀又は−２ｆａ以上
を混合したものを、金属緘維、細線又はこれらをＩＩｔ
す、あるいは、編むととＫよって得られる網から成る補
強軟と一諸に造形し７て得られるしゆう動体母材の表面
に、四ふつ化工チン７樹脂（’ＰｒＦｌ）から成る潤滑
組成物を被着形成させて成ることを特徴とするものであ
る。

以下、本発明をその実施例その他に基づいて詳細に説明
する。

上に説明したとおり、本発明によるしゆう動材料は、し
ゆ９動体母材とその表面に被着、形成された潤滑組成物
とから成立っている。

まず、本発明によるしゆう動体母材を得るには、補強材
に耐熱材料粉末又はそのフレークを混じた９、耐熱材料
粉末と揮発性液体とから成るスラリーを用いて補強材料
を被覆したり、あるいは、耐熱材料のフィルム又はシー
トを網状補強材と重ね合わせて巻回し、仁のような巻回
物を網状補強材が変形してそれ自体が互いにからみ合う
ように加圧、成形し、板状、棒状、リング状、円筒状、
わん状などの形状とする。

なお、このシート状の耐熱材料と、網状補強材とを重ね
合わせて成形する技術にういては、特開昭Ｓａ−プロア
Ｓ？号公報に開示されている。

ところで、加圧、成形工程においては、上記のように、
補強材料は互いにからみ合って一体化するか、それぞれ
の巻回層が変形してからみ合い、耐熱材料が補強材の網
目や、すＩｆに充てんされ、ま次、母材表面を一様にお
おうように造形されることが重要である。一般に、この
ように加圧、成形されると、この両者を接合する接着剤
の使用は不要であや、所望のしゆう動体母材を寸法精度
良く得ることができる。几だし、特に、補強材のからみ
合いが少なかつ文り、変形によるからみ合いが期待しに
くい薄板状のしゆう動体母材においては、適量の接着剤
の使用は有効である。この場合、接着剤は、補強材に塗
布するなどして施しておいても良く、あるいは、耐熱材
料に混合して適用しても良く、更には、この両者を併用
して％ＪＬｖｈａ壕九、このしゆう動体母材中に占める
耐熱材料の割合は、７５〜４１５重量％、特に、−２０
〜３０重量％とすることが好ましい０次ぎに、このよう
にして得られたしゆう動体母材の表面に潤滑組成物を被
着、形成するが、その被着の九めには、種々の方法が採
用される。

すなわち、比較的簡便な方法として、しゆう動体母材の
表面に接着剤を塗布し、次いで、潤滑組成物粉末をこの
構面に散布して被着させる方法や、潤滑組成物粉末と、
接着剤とを混合したものを揮発性溶剤によって適宜稀釈
し、これを母材表面にブラシによって塗り、又は、吹き
付けるなどの方法を採用することによって好結果が得ら
れる。なお、ここに使用する接着剤は、数百度の温度に
も耐えるものである必要はないＯしゆう動部材を製造す
る段階、あるいは、しゆう動部材を検査したヤ、包装し
九カ、輸送し危り、あるいは、使用箇所に組付けるなど
の通常の取扱いにおいて被着した潤滑組成物がはがれた
り、脱落したりすることがなく、壕九、実使用時に荷重
や、滑べりによって容易には母材表面から離脱しない接
着強度を有していれば十分である。このような簡便な着
着方法に１代って、しゆう動体母材を造形する以前の段
階において、潤滑組成物を適用する方法は、一層好まし
いものである。すなわち、シート状の耐熱材料の表面に
接着剤を塗布し、次いで、潤滑組成物粉末を散布して被
着させるか、潤滑組成物粉末に接着剤を混合したものを
揮発性溶剤によって適宜稀釈し、これをシー）［Ｗにブ
ラシによって塗り、又は、吹き付けるなどの方法、ある
いは、耐熱材料が軟質であり且つ多孔質の膨張黒鉛シー
トやアスベストペーパーのような場合には、潤滑組成物
粉末又はこれらの粉末から成るスラリー（例えば、ＦＴ
ＦＩ水性ディスパージョン）を耐熱材料の表面に供給し
、四−ル圧下によってこれらの粉末粒子を材料に食い込
ませたり、含浸させたりすると共にその表面に一体に被
着させるなどの方法は、有効に採用し得るものである。

次いで、この潤滑組成物を表面に被着させたしゆう動体
母材を加圧、造形するととＫよって、しゆう動体母材表
面に潤滑組成物が一様に形成されたしゆう動部材が得ら
れる。

以上に述べ次いずれの方法を採用するＫしても、母材表
面における潤滑組成物の厚さは、通常／Ｉ１１以下、特
に、１０ζクロ／ないしｚｏ。

ミクロ／とすることが好ましい。本発明のような柔軟性
を有する母材の表面に上述の潤滑組成物を被着、形成さ
せる場合は、金属などの硬い母材表面に固体潤滑剤を被
着形成させる場合に比較して、やや厚めに形成させるこ
とが好ましい。すなわち、潤滑組成物の被着厚さが薄い
と、しゆう動面になじみが出るまでの初期の時点で母材
の微視的流動を生じ、耐熱材料が摩擦面に現われ、摩擦
面をおおうような傾向があるので、潤滑組成物を施した
効果にばら付きを生ずるからである。

ま几、潤滑組成物の厚さが余り厚過ぎても、この組成物
による摩擦係数の低下、異常音防止の効果は飽和領竣に
入っていて意味がないばかりではなく、シゆう動部材と
しての耐摩耗性などにも良い影響を良えない・ ここで、本発明において使用される主要材料について、
別々にやや詳細に説明する。

まず、本発明において、耐熱材料として使用される膨張
黒鉛は、特公ＷＢダ参−−２３９６４号公報に開示され
ている米国ユニオンカーノ（イド社製の膨張黒鉛粉末、
フレーク又はシートなどが好適である。雲母は、天然又
は人工雲母粉末（例えば、特会昭３９−／３９０４号公
報所載）又はシリコンで接合したマイカペーノく−が好
適である。

石綿ハ、クリンタイル又はアモサイト系の繊維粉末、ア
スベストペーパー（例えば十条製紙社ａ）又はリボ／、
シートなどが有効に用いられる・補強材料としての金属
繊維、金属ａｉｍは、オーステナイト系のＳＵＢ　３０
ＩＩ、　ＳＯ８３／ｌ、、フェライト系の８ＵＳ４４３
０などのステンレスが用いられ、特に、これらの編組金
網は、最も好ましい適用形態の一つである・また、本発
明において使用されるＰ’ｌ’ＰＩｌｔから成る潤滑組
成物は、Ｐ’ｒＦＢ単独又はＰＴＦＩＩ　Ｋ　＆　Ｄ重
量Ｘ以下の充てん材を混合して成るものを使用するが、
ＦＴＰＫは、成形用の微粉末、コーチ／グ用のディスバ
ージ四７などの他、「焼成テフロン」などと称されてい
る潤滑用ＰＴＦＦｉ粉末が用いられる。例えば、三井フ
ロロケンカル社の粒径が数ミク四ン以下の「ＦＴＰＩフ
ァインパウダー」、同じく平均粒径０．／　ｉクロン以
下のＰテ１Ｉｌｌ形分が分散された「水性デイスバニジ
璽Ｖ　Ｊ　（固形分ｚσ〜６０重量Ｘ）が好ましく、オ
た、同社の潤滑用ＰＴＦＩＩ「ＴＬＰパウダー」、ある
いは、日本パルカー社の潤滑用ＦＴＦＫ　（二ノンＰ）
などが有効に使用される。この信奉発明に使用されるＦ
ＴＩＦｍとして、例えば、米国デュポン社から市販され
ている「テフロンｌθ０」、三井７０ロケ建カル社から
市販されている「テアａｙｌｌＰＪなどの四ふツ化エチ
Ｖンと六ふつ化プ■ビレ／との共重合体を含むことがで
きる。ＰＴＦＩに混合される充てん材としては、ガラス
、チタ／酸カリ、シリカ、アルミナ、マグネシアなどの
セラミック繊維粉末、黒鉛、二硫化モリブデ／、二硫化
タ／ゲステン、窒化ホウＸ（Ｂ）ｒ）％軟質金１属など
の固体潤滑剤粉末を例示することができ、これらは、単
独又はＪ１１以上の合計量が３０重量％以下の範囲で混
合することができる。この潤滑組成物は、摩擦係数の低
減、母材を構成する耐熱材料の相手材への移着防止、静
止摩擦係数と動摩擦係数との差の縮小などの作用、効果
がある他、主体をなすＰＴＦＩは、滑べり速度に対する
摩擦挙動が負性抵抗（すなわち、滑べり速度が増加する
と、摩擦係数が減少する現象。多くの材料はこのような
性向を示す。）を示さないので、上述した諸効果と相俟
って、しゆう動部材の「耐着−滑べりｊに基づく自励振
動の発生を押え、異音発生防止に貢献する。なお、本発
明のしゆう動部材は、潤滑組成物として四ふつ化物を使
用した場合で３θＯ℃以下の雰囲気温度、好ましくは、
１６０℃以下、Ｉｔ、四ふつ化・六ふつ化第のものを使
用し九場合は２１０℃以下、で 好ましくは、２００℃以下での使用が＃ましい。

最後に、本発明において使用される接着剤としては、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ボリイｉド樹脂などの合
成樹脂接着剤を例示することができるが、この＃ｌか、
コーンシロップ、アラビアゴム、にかわ、あるいは、ア
ルギン酸塩なども使用することかで惠る。

次ぎに本発明によるしゆう動部材の実験結果′ｆｒｉ！
５２明する。

添付図面に、試験要領を略図によって示しであるが、図
中、／は試験片、コはそのしゆう動面、３は試験片ｌを
保持固定させる次めのホルダ、Ｖはホルダ３を固定して
いる機台、ｊは冷間圧延ステ／レス鋼板から成る相手材
、６は試験片とのしゆう接面を示すものである。試験片
／としては、線径０．−！簡の８ＵＳＪ１７１をｊｌｌ
ｌｌ目に−組し友金網７０重量部に対し、耐熱材料３０
重量部から成る圧縮成形品で、そのしゆう動面ＪＫＩＩ
Ｉ滑組成物が被着されているものを使用し、を九、相手
材ｊのしゆう接面６は、：ｙｏｏ番エメリーベーパー仕
上げのものを用いたＯなお、この相手材！は、しゆう接
面６にｆｌ［な荷重Ｐ（ｊ７麺／ａ／）が与えられ、矢
印Ａ、Ｂｌの方向にしゆう動距＠３０１Ｅ１１．毎分３
０サイクルで往復しゆう動させた。試験雰囲気温度は、
室温から１１００′ｃｔでの間で調整できるようにし友
。実験結果がオ１表に表示しであるが、表中、試験番号
／から１０ｔでは比較例であシ、試験番号／／から１４
までは母材として膨張黒鉛とステンレス金網補強材とか
ら成るもの、／りからｉｔまでは石綿とステンレス金網
補強材とから成るもの、λθからλ３ｔでは雲母とステ
／レス金網補強材とから成るものである・潤滑組成物の
母材表面への被着は、造形後の母材表面に接着剤として
アラビアゴムの水溶液を薄く塗布し、次いで、潤滑組成
物粉末を散布し几のち、抑圧板によってこの粉末表面を
押圧して平滑にし、ｉｓｏ℃の雰囲気温度で０．３−／
時間保持し、接着剤を固化させるという方法を採用した
・潤滑組成物の被着厚さは、／！０〜−ｇｏｔクロ／で
ある。摩擦係数及び摩擦量の値は、特記事項がない限り
、表示した雰囲気温度で３０時間しゆう勤させた時点に
おける測定値を示１しである０また、異常音評価欄の記
号は、下記の内容を持つものである。

評価記号Ｉ−通常の摩擦音だけで、異常音の発生がない
もの 評価記号■−試験片に耳を近付は元状態で摩擦音の他に
かすかに異常音 が聴えるもの 評価記号■一定位置（試験片からｔ、Ｓ、離れ元位置）
では生活環況音に 消されて一般には識別しにく いが、試験尚事者には異常音 として判別できるもの 評価記号■一定位置で誰でも異常音（不快音）として識
別できるもの オ１表から理解することがてきるように、潤滑組成物の
適用のない母材だけのもの（比較例）でも、雰囲気温度
が上昇すると異常音の発生は消滅する。なお、実験の結
果、雰囲気温度が／ｊＯ℃前後から異常音は小さくなり
、−□〇℃に達するまでにはＰｌぼ完全に消滅すること
がｔった。従って、雰囲気温度ＪＯＯ℃〜ダｏｏ℃の試
験においては、潤滑組成物を適用しなくてもこの異常音
の発生は全く認められない・これは雰囲気温度が上昇す
ると、尚該しゅう動系における摩擦抵抗が減少し、静摩
擦係数と動摩擦係数との差もせばまる几めと考えられる
。これに対し、本発明のしゆう動部材を構成する耐熱材
料においては、上述し次摩擦係数の差が／　！Ｄ℃近辺
においである一定値に達することによって滑べ９振動が
収を夛、異常音が消滅して行くものと考えられる。しか
し、本発明のしゅう動部材は、常温から高温オでの広い
温度範囲に渡って乾燥摩擦の下において使用に供される
ものであり、この低温領域ＫＴｈける異常音の発生を特
に防止しなければならないのである・ 試験番号／ｌ以下に表示された本発明の潤滑組成物を適
用したしゅう動部材におｉては、異常音の発生は室温か
ら３００℃に型名雰囲気温度において完全に防止されて
かり、摩耗も低減′　　されている。

オー表は、本発明のしゆう動部材が管継手の球面シール
ベアリングとして使用され定時に訃ける揺動トルクと密
封機能につｉて試験した結果を示すもので、曲率牛径Ｊ
Ｏ■の凸球面部を有するシールベアリングを一万の管端
に取付け、これを他方の管端部に設けられたステンレス
製の凹球面部と次ぎの条件でしゆう接させた。

押圧力　４ｆＯＫｇ 管内ガス圧　　　０　、　Ｊ　Ｋｌ／ｄ揺動角　士ゲ０ 振　動　数　　　２θヘルツ 雰囲気温度　　　室温 潤滑組成物を用いて表面処１１ｔ施した本発明第２表 のしゆう動部材は、揺動トルクにおいて著しく効果が現
われておシ、密封機能において４％はぼ同程度か、やや
向上が見られる・また、オ１表に示した試験結果と同様
に、本試験においても、試験番号ｌは異常音の発生があ
り几が、試験番号／／、　／？及び−〇については異常
音の発生が全くないこともＴＨＩＮされ几。

以上説明し友ように、本発明のしゆう動部材は、常温か
ら高温まての広い温度間Ｉ！に渡って乾燥摩擦条件の下
ＫｓＰける使用に適して−るものであや、特に、従来問
題とされ九異常音の発生もなく、シかｔ１摩擦摩耗特性
にすぐれている他、密封機能をも有してい為ので、特に
、自動車用排気管継手にお叶るシール体として使用する
時などに多大の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図は１本発明のしゆう動部材の実験の要領を示す略図で
ある。 特許出願人　　オイレス工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　耐熱材料を金属＊Ｍ、金属細線又はこれらを織り、
   あるいは、編むことによって得られる網から成る補強材
   と一諸に造形して得られるしゆう動体母材の表面に潤滑
   組成物を被着形成させて成ることを特徴とするしゆう動
   部材０ ２　耐熱材料が、膨張黒鉛、雲母、石綿などの７種又は
   一種以上を混合したものから成立っている特許請求の範
   ！！オ／項記載のしゆう動部材。 ３　金属がステ／レスである特許請求の範Ｎオｌ又は−
   項記載のしゆう動部材。 嘱　潤滑組成物が四ふつ化エチレン樹脂あるいは四ふつ
   化エチレンと六ふつ化プ胃ピレンとの共重合体である特
   許請求の範Ｈオ／、Ｊ又は３項記載のしゆう動部材。