JPS5945006B2 - すべり摩擦材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐摩耗性、耐腐蝕性等に優れたすベリ摩擦材
料に関するものである。

すベリ摩擦材料のうちすベリ面に合成樹脂を用いたもの
としては、従来裏金鋼板上に合成樹脂をコーティングし
、これを乾燥、焼成したもの、裏金鋼板上に銅または銅
合金等の金属粉末を焼結し、その焼結多孔質層に合成樹
脂を含浸したもの、あるいは合成樹脂単体（ソリッド）
を直接すベリ摩擦材料として用いるものが一般に知られ
ている。

しかるにこれらの摩擦材料のうち裏金を用いた上記第一
、第二の材料は１ 相対的に摺動し、または当接する二
部材間の電気的絶縁を保持することが困難なため、軸と
軸受、軸受と・・ウジング等の間に電気的絶縁機能を付
与する必要がある場合には使用できない。

２ 裏金の金属が腐蝕するような腐蝕性雰囲気では使用
できない。

３ 軸受に用い、この軸受が強磁性下で使用される場合
には、軸受にうず電流が発生してみかけの摩擦力が高く
なつてしまい、また磁界により摺動面へ鉄粉などの摩耗
粉が付着する結果アブレシブ摩耗が生じるおそれがある
。

４ 重量が大になる。

等の欠点があるため、絶縁性、耐蝕性を要求されるすベ
リ摩擦材料、または強磁界下で使用されるすベリ摩擦材
料としては、裏金鋼板を有するすベー摩擦材料を使用す
ることはできない。

他方、合成樹脂単体からなる材料は、上記絶縁性、耐蝕
性には問題はないが、一般的に裏金鋼板を用いる材料に
比して耐荷重性が低いため、すベリ摩擦材料として用い
るにはある程度の板厚を必要とするからコストが高くな
り、かつ初期なじみが悪いという欠点がある。本発明は
、上記の事情に鑑み、裏金を有する合成樹脂すベリ摩擦
材料の上記欠点、すなわち耐絶縁性、耐腐蝕性に劣る点
、強磁界下の使用が困難である点、重量が大となる点等
の欠点を解消しかつ合成樹脂単体からなるすベリ摩擦材
料の欠点である初期なじみの悪さ、耐荷重性の低さを改
良することを目的としたものであつて、基材としてガラ
ス繊維またはカーボン繊維をポリイミド樹脂、エポキシ
樹脂等の接着性樹脂に含浸させた耐熱強化プラスチツク
を用いることにより耐荷重性を向上させると共に、上記
基材の表面になじみ性、すベリ特性の良好な合成樹脂混
合物をコーテイングすることにより上記諸欠点を解消し
たものである。

本発明に係るすベリ摩擦材料は、耐熱強化プラスチツク
上に、重量％で１０〜３５％の接着性樹脂と５〜３０％
の芳香族ポリエステル樹脂および残部が４弗化エチレン
樹脂からなる混合物、または上記割合の接着性樹脂と芳
香族ポリエステル樹脂を含んだ混合物にさらに１〜１５
％の一種または二種以上の固体潤滑剤を添加して残部を
４弗化エチレン樹脂とした混合物をコーテイングし、乾
燥、焼成したことを特徴とするものである。接着性樹脂
としては、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂等が
好ましく、これを用いる理由は耐熱強化プラスチツクと
の密着、接着を強化するためである。これの添加量が３
５％を越えると４弗化エチレン樹脂成分が相対的に少な
くなつて４弗化エチレン樹脂の優れた低摩擦性が充分に
発揮されず、また１０％を下まわると耐熱強化プラスチ
ツクとの密着力が低下する。次に芳香族ポリエステル樹
脂は、耐熱性、耐摩耗性を向上させ、かつ芳香族ポリエ
ステル樹脂自体の低摩擦性を利用するために添加したも
のであつて、その添加量は５〜３５％が好ましい。

その理由は、添加量が３５％を越えると４弗化エチレン
樹脂成分が少なくなつてその優れた低摩擦性が充分に発
揮されず、逆に５％を下まわると芳香族ポリエステル樹
脂の優れた耐摩耗性等が発揮できないからである。また
、固体潤滑剤は４弗化エチレン樹脂と芳香族ポリエステ
ル樹脂との相乗効果をより顕著にするために加えたもの
である。

つまり二硫化モリブデン（ＭＯＳ２）、鉛（Ｐｂ）、グ
ラフアイト（Ｇｒ）等の固体潤滑剤は、それ自体低摩擦
性を有しており、これを加えることによつてなじみ性や
親油性をより向上させることができるのである。添加量
は、１％を下まわると添加効果が期待できず、１５％を
越えるとコーテイング被膜が胞弱になるので、１〜１５
％が望ましい。またこの固体潤滑剤は一種のみならず、
二種以上を混合して用いることができる。なお、残部、
すなわち主成分に４弗化エチレン樹脂を用いたのは前述
のようにこの樹脂の低摩擦性を利用するためである。

本発明のすベリ摩擦材料は、以上のように耐熱強化プラ
スチツクに上記組成の混合物をコーテイングし、これを
乾燥、焼成することにより得られるものであるが、上記
コーテイングの前工程において、耐熱強化プラスチツク
に、接着性樹脂と４弗化エチレン樹脂との混合物によつ
て下塗を施すことにより、コーテイングした樹脂と耐熱
強化プラスチツクとのより強い密着が得られ、また、コ
ーテイングした樹脂表面にオイルポケツトを設ければ、
極めて低摩擦で給油メンテナンスの不要なすベリ摩擦材
料が得られる。

なお、上記下塗を施す場合に１１ζその膜厚を０．００
５〜０．０１０鰭程度とすることが望ましい。次に、実
施例にしたがつて本発明を説明する。

実施例 １（試料７ｆ６．１、２、３）ガラス繊維また
はカーボン繊維にポリイミド樹脂を含浸したシート材（
以下、耐熱強化プラスチツクという）をサンデイング処
理し、水洗後９０〜１００℃で３０分間乾燥して水分を
除く。

次に、ポリアミドイミド樹脂（第１表中にＰＡＩと略記
）、芳香族ポリエステル樹脂および４弗化エチレン樹脂
（残部、第１表中に４Ｆと略記）とを第１表に示す割合
で混合し、これを耐熱強化プラスチツク上にスプレーコ
ーテイングしたのち、９０〜１００℃で３０分間乾燥し
て溶剤を蒸発させ、さらに、２８０℃で３０分間焼成し
てすべり摩擦材料とした。実施例 ２（試料７Ｖ）．４
、５、６） 耐熱強化プラスチツクをサンデイング処理し、水洗後９
０〜１００℃で３０分間乾燥して水分を除く。

次に下塗としてポリアミドイミド樹脂（第１表中にＰＡ
Ｉと略記）と４弗化エチレン樹脂（同４Ｆと略記）との
第１表に示す割合の混合物をスプレーコーテイングし、
９０〜１００℃で３０分間乾燥する。この下塗の終了し
た耐熱強化プラスチツクに、ポリアミドイミド樹脂、芳
香族ポリエステル樹脂および４弗化エチレン樹脂の第１
表に示す割合の混合物をスプレーコーテイングし、９０
〜１００℃で３０分間乾燥して溶剤を蒸発させた後、さ
らに２８０℃で３０分間焼成してすべり摩擦材料とした
。実施例 ３（試料／Ｆ６．７、８、９） 耐熱強化プラスチツクにコーテイングする合成樹脂混合
物の混合割合を第１表に示すようにすると共に、これに
同表に示す割合でＭＯＳ２、Ｐｂ、Ｇｒの一種または二
種を添加し、実施例１と同一の手順ですベリ摩擦材料を
作成した。

実施例 ４（試料洗１０、１１、１２） 第１表に示す割合の混合物により実施例２と同一の手順
で下塗を行ない、次いでＭＯＳ２、Ｐｂ、Ｇｒの一つを
同表に示す割合で添加した混合物を実施例２と同様にス
プレーコーテイングしてすべり摩擦材料を作成した。

実施例 ５（試料．７Ｖ）．１３、１４、１５）実施例
１と同様の手順で作成したすベリ摩擦材料に、第１図に
模式的に示すようなオイルポケツトＡを設けた。

同図中、Ｂは合成樹脂のコーテイング層、Ｃは耐熱強化
プラスチツク、ＤはオイルポケツトＡに保持されたグリ
スである。第１表は、上記実施例１ないし５（試料Ａｆ
）１〜※〈１５）の試料にコーテイングした合成樹脂等
の組成と、比較材としての試料Ａｌ）．１６、１７の組
成を示したものである。

但し、試料７ｆ６．１６は４弗化エチレン樹脂の単体（
ソリツド）であり、試料廃１７は裏金鋼板上に銅合金を
焼結し、その多孔質層に４弗化エチレン樹脂を含浸させ
たものである。次に、第２表は、上記各試料に対しすべ
り摩擦試験（実験１）を行なつた結果を示すもので、そ
の実験条件は次の通りである。

く実験条件〉 試験機：ピン／デイスクタイプ高速すベリ摩擦試験機相
手材；ＭＯ系合金 面圧；１０１＜９／Ｃｄ すべり速度；４０ｍ／ｓ 給油；なし（但し、実施例５（試料．４６．１３、１４
、１５）はオイルポケツトにグリースが保持されている
。

）第２表に示す実験結果は、本発明に係るすべり摩擦材
料は、摩擦係数、摩耗率とも比較材のそれに比して同等
か、これより低く、良好な摩擦特性を有することを示し
ており、かつ各樹脂等の混合割合の限定理由も明らかに
している。

すなわち、まずポリアミドイミド樹脂の混合割合が４％
である試料洗１は剥離しているが、これが１０％を越え
れば使用条件にもよるが通常剥離しない。また試料．／
Ｆ６．３が示すようにこの樹脂の混合割合が３５％を越
えた４０％となると、摩擦係数が高くなる。次に芳香族
ポリエステル樹脂は、試料應５が示すように５％を下ま
わると摩耗量の増大が見られ、また試料／１６．６が示
すように３５％を越えると摩擦係数が高くなる。また固
体潤滑剤については、Ｇｒを２０％加えた試料滝９が剥
離しており、これを加え過ぎるとコーテイング被膜が胞
弱になることを裏付けている。なお、この実験では、剥
離の有無という点では下塗を施した実施例２および４（
試料．４６．４〜６、１０〜１２）と下塗を施さない実
施例１および３（試料滝１〜３、７〜９）との差が認め
られなかつたが、下塗を施した方が耐熱強化プラスチツ
クとの密着強度が高くなることは明らかである。またオ
イルポケツトを設けた実施例５（試料洗１３〜１５）は
、摩擦係数の低いことが認められ、かつポリアミドイミ
ド樹脂が４％の試料Ａ６．ｌ３にも剥離が認められなか
つたので、オイルポケツトによる潤滑に効果のあること
が確認された。さらに、コスト面については、本発明に
係るすベリ摩擦材料と試料洗１６のソリツド材とで同一
形状の試料を作ると、ソリツド材の方がコスト高になる
。（実験２） 試料洗２、４、９、１２、１７についての耐蝕試験を下
記の条件で油中に浸すことにより行なつた。

第２図は、上記実験２の結果を試料重量が何即減少した
かをもつて示したものである。

但し試験前の各試料の重量は、試料Ａ６．２が７．２ｙ
．滝４が７．１７、滝９が７．２７、／Ｆ６．ｌ２が７
．０７、洗１７が３５．４７である。このグラフが示す
ように、本発明に係るすべり摩擦材料は重量減がほとん
ど認められないのに対し、比較材である試料滝１７は大
幅に重量の低下しているのが認められる。

これは試料洗１７が裏金として鋼板を使用しているため
である。またこの耐蝕試験によつて試料／Ｆ６．ｌ７の
合成樹脂皮膜層の密着強度は極めて低下し、試料の一部
に剥離する現象がみられた。このように、本発明のすべ
り摩擦材料は裏金使用の材料に比して格段耐蝕性に優れ
ており、かつ裏金を所用していないため軽量化のメリツ
トもある。（実験３） 試料Ａ６．２、４、１７について特に磁界下の摩耗特性
を調べるため下記の条件で摩擦試験を行つた。

（実験条件）試験機；機械試験場型摩擦摩耗試験機 相手材，永久磁石（ＭＣＡｌ５Ｏ） 面圧；１０ｋ９／Ｃｄ すベリ速度；１，５ｍ／Ｓｅｃ 給油；オイルバス中（但しＦｅ２Ｏ３の２００メツシユ
以下を０．５ｙ／ｌ混入）時間，５分間 第３図は、上記実験３の結果を試料重量が何ワ減少した
かをもつて示したものであつて、試験前の各試料の重量
は、試料，４６．２が７．３７、洗４が７．２ｙ，．．
／Ｆ６．ｌ７が３５．２７であつた。

このグラフから明らかなように、裏金鋼板を使用した試
料滝１７は試験時間の経過と共に急カーブで重量が減少
しているのに対し、本発明に係る摩擦材料（試料７１６
２、４）は重量減が少なく、両者の重量減の差は時間が
経つ程大となつている。これは摩擦試験の相手材である
永久磁石（ＭＣＡｌ５Ｏ）がオイルバス中のＦｅ２Ｏ３
粉を巻き込むため、裏金鋼板を有する試料Ａ６．ｌ７で
はこのＦｅ２Ｏ３粉によりアブレシブ摩耗を起こしてい
るのに対し、本発明の摩擦材料は耐熱強化プラスチツク
を使用しているのでＦｅ２Ｏ３粉の巻き込みによるアブ
レシブ摩耗が少ないことを示しているものと解される。
以上説明した通り、本発明に係るすベリ摩擦材料は、従
来の裏金鋼板使用の摩擦材料や合成樹脂単体よりなる摩
擦材料に比して摩耗率、摩擦係数が低いと共にコスト的
にも安く、また基板が耐熱強化プラスチツクよりなるの
で、耐蝕性に優れ、かつ軽量である。

さらに磁界下での鉄粉の巻き込みによるアブレシブ摩耗
が少ないので、磁界下で使用するすべり摩擦材料として
有利であつて、また摺動部材間の絶縁が容易に得られる
ので、絶縁を必要とする軸と軸受、軸とハウジング等に
使用できる等、極めて広範な用途に使用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るすべり摩擦材料にオイルポケツ
トを形成した状態を示す模式的断面図、第２図、第３図
は、それぞれ耐蝕試験、摩擦試験の結果を示すグラフで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱強化プラスチック上に、重量％で１０〜３５％
   の接着性樹脂と５〜３５％の芳香族ポリエステル樹脂お
   よび残部が４弗化エチレン樹脂からなる混合物をコーテ
   ィングし、これを乾燥、焼成してなるすべり摩擦材料。 ２ 耐熱強化プラスチックに、接着性樹脂と４弗化エチ
   レン樹脂との混合物による下塗が施されている特許請求
   の範囲第１項に記載のすべり摩擦材料。 ３ 耐熱強化プラスチック上に、重量％で１０〜３５％
   の接着性樹脂、５〜３５％の芳香族ポリエステル樹脂、
   １〜１５％の一種または二種以上の固体潤滑剤、および
   残部が４弗化エチレン樹脂からなる混合物をコーティン
   グし、これを乾燥、焼成してなるすべり摩擦材料。 ４ 耐熱強化プラスチックに、接着性樹脂と４弗化エチ
   レン樹脂との混合物による下塗が施されている特許請求
   の範囲第３項に記載のすべり摩擦材料。