JPS6357645B2 - - Google Patents

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JPS6357645B2
JPS6357645B2 JP58014315A JP1431583A JPS6357645B2 JP S6357645 B2 JPS6357645 B2 JP S6357645B2 JP 58014315 A JP58014315 A JP 58014315A JP 1431583 A JP1431583 A JP 1431583A JP S6357645 B2 JPS6357645 B2 JP S6357645B2
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JP
Japan
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resin
powder
bearing
ptfe
pfa
Prior art date
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Application number
JP58014315A
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English (en)
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JPS59140298A (ja
Inventor
Takeshi Shindo
Tatsuo Umeyama
Masahito Fujita
Kyoshi Nakanishi
Noboru Okabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NDC Co Ltd
Original Assignee
NDC Co Ltd
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Publication date
Application filed by NDC Co Ltd filed Critical NDC Co Ltd
Priority to JP1431583A priority Critical patent/JPS59140298A/ja
Publication of JPS59140298A publication Critical patent/JPS59140298A/ja
Publication of JPS6357645B2 publication Critical patent/JPS6357645B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は複層軸受に係り、詳しくは、低摩擦低
摩耗性に優れた低粘度の潤滑剤が介在する場合、
とくに、水中潤滑の如き場合でも耐蝕性に優れ自
己潤滑性を有する多層軸受に係る。 従来から種々の複層軸受が提案実施されてい
る。例えば、特公昭39−16950号には鋼板裏金上
の青銅粉末の多孔質層に四弗化エチレン樹脂(以
下PTFE樹脂という)を主成分とする樹脂を含浸
焼成して固められたものが記載されている。この
軸受はPTFE樹脂が自己潤滑性に優れており、良
好な材料であるが、表面のPTFE樹脂は機械的強
度が低く耐摩耗性に乏しいという欠点を持つてい
るため、金属鉛、酸化鉛等副成分として添加され
ている。 しかし、上記軸受では主成分のPTFE樹脂が化
学的に極めて不活性であるため、PTFE樹脂は副
成分の固体潤滑剤と全く結合されておらず、単に
PTFE樹脂と固体潤滑剤とは物理的に混合されて
いるに過ぎない。つまり、PTFE樹脂中において
固体潤滑剤が周囲と全く化学的に結合せずに保持
固定されているに過ぎない。従つて、この軸受は
水や、低粘度潤滑剤の如くキヤビテーシヨン現象
によつて衝撃波が発生する条件下であると、衝撃
波によつて主成分のPTFE樹脂から副成分の固体
潤滑剤が破壊され、その部分から腐蝕が進行する
という欠点がある。また、上記のほかにPTFE樹
脂にPTFE樹脂の共重合樹脂を副成分としたもの
を配合し、含浸させた軸受も開示されているが、
しかし、この軸受でも各成分樹脂粉末を単に混合
して含浸させており、成分粉末の混合度が不均一
であつてキヤビテーシヨン現象が生じるところで
は同様な問題が生じる。 本発明は上記欠点を解決することを目的とし、
具体的には、キヤビテーシヨンの起こりやすい潤
滑下、例えば、シヨツクアブソーバーにおけるス
トラツト軸受のような低粘度油を使用するところ
や、水中潤滑のような使用条件下等でキヤビテー
シヨンによる壊食が起らない軸受を提案する。 なお、このキヤビテーシヨン壊食とは液体潤滑
剤中に気水分離により発生した気泡の消滅時に生
ずる衝撃圧力によつて軸受が局部的に破壊され、
その部分から腐蝕が進行する現象である。この壊
食圧力は極めて大きい値を示し、その圧力波は気
泡消滅時に発生し超音波であり、この超音波によ
つて壊食が発生する。 従つて、本発明は、主成分のPTFE樹脂に対し
て四弗化エチレンとの共重合樹脂、例えば、四弗
化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル
共重合樹脂(以下、PFA樹脂という。)が一体に
共凝析されているため、機械的強さならびに耐摩
耗性が向上し、かつ、キヤビテーシヨン壊食にも
十分に耐えることができる。 更に詳しく説明すると、PTFE樹脂とPFA樹
脂とは単にこれら成分が粉末状態で混合されたも
のでなく、一つの粉末の中に2種の成分の樹脂が
一体に共凝析されるもので、一つの粉末粒子中に
は2つの成分が細く均一に分散されている。従つ
て、PTFE樹脂を主成分とする粉末中にPFAを
細く均一に分散させることが可能となり、むし
ろ、冶金的な固溶状態に近いレベルに均一化で
き、PFA樹脂の添加効果をより一層増加でき、
主成分のPTFE樹脂の機械的強さ、耐摩耗性も向
上でき、キヤビテーシヨン壊食に対する改善効果
も達成できる。 以下、本発明について詳しく説明する。 まず、キヤビテーシヨン壊食に強い軸受とする
ために、青銅粉末等の金属粉末の多孔質材(焼結
による)に対しPTFE樹脂とPFA樹脂とが共凝
析されて複合単一化された樹脂粉末を含浸し焼成
し表面の軸受層を形成する。この際PTFE樹脂70
〜95重量%(以下単に%という)とPFA樹脂5
〜30%とから成つている。また、これら成分が共
凝析された粉末とは、PTFE樹脂中にPFA樹脂
微粉末を均一に分散させて共凝析させた粉末であ
つて、この粉末1は第1図に示すように粉末粒子
1中にPTFE樹脂2とPFA樹脂3の2成分が均
一に分散され、しかも、相互に固溶して一体化し
ている。すなわち、PFA樹脂は一般には粉末状、
水性デスパージヨンの形として求められるが、こ
れはPTFEモノマーとパーフロロアルキルビニル
エーテル樹脂モノマーとの共重合体であつて、
PTFE樹脂と共凝析して一体化する。この共凝析
されたものであると、PTFE樹脂の自己潤滑性は
十分保持した上でPFA樹脂によつて機械的強さ、
耐摩耗性が向上する。 なお、PFA樹脂を5〜30%、なかでも5〜15
%に限定した理由は5%以下では機械的強さ、耐
摩耗性の向上がほとんどなく、キヤビテーシヨン
壊食を起す。また、30%以上にしても、それに応
じて機械的強さ、耐摩耗性がそれほど向上せず、
逆に摩擦係数が高くなる傾向を示す。さらに、
PFA樹脂が高価であることから経済的意味でも
30%以下が好ましい。また、キヤビテーシヨン壊
食の改善効果の上からみると、15%以下で十分で
実用的には15%以下が好ましい。 以下の通りに上記2成分の共凝析されたものを
多孔質層に含浸させると、単に強度や耐食性が向
上できるのみならず、キヤビテーシヨン壊食が防
止でき、とくに水中潤滑等においてきわめて有効
である。一般にPTFE樹脂では機械的強さ、耐摩
耗性の低下が欠点であると云われ、PFA樹脂の
添加によつてこの欠点が改善できる。しかし、こ
の効果は単に混合添加するのみでもある程度達成
できるが、共凝析状態として2成分は金属的な固
溶状態に近い状態になり、PFA樹脂により機械
的強度、耐摩耗性を一層向上できる。更に、2成
分の樹脂は完全に一体化しているため、キヤビテ
ーシヨン現象により局部的に破壊されることもな
く、従つてその破壊部分を通して腐食が進行する
こともない。なお、これら2成分の共凝析された
粉末の多孔層への含浸時には樹脂粉末の展延性を
得るために石油系溶剤を加えてロール圧入すれば
良く、その後、例えば、380℃×10分の条件で焼
成すれば良く、このようにすると、多孔質上に樹
脂層が被覆され、複層軸受材が製造できる。 また、多孔質層は鋼板裏金に、例えば、青銅粉
末を焼結して得られるもので、通常、帯状鋼板に
連続して焼結したものであるが、この多孔質層に
対し表面の樹脂層はPFA樹脂の配合によつて密
着力が向上する。 しかし、多孔質層と樹脂層との密着力を一層向
上させるには、クサビ効果によつて強固な接合を
得る必要があり、焼結金属粉末は球やだ円等を除
いた不規則形状の粉末が好ましい。 次に、実施例について説明する。 まず、第2図に示す如く、帯状鋼板7(厚さ
1.20mm)に多孔質層6(青銅厚さ0.3mm)を焼結
し、この上にPTFE樹脂90%ならびにPFA樹脂
10%の共凝析粉末(10メツシユ以下)を散布して
から、ロールで圧入した。その後、380℃で10分
間焼成し更にロール圧下し寸法調整を行ない、表
面に樹脂層5が形成された複層軸受4を得た。こ
れに対し、比較材料としてPTFE樹脂粉末70体積
%とPb粉末30体積%の混合粉(試料No.1)、
PTFE樹脂粉末90体積%とPb粉末10体積%の混
合粉(試料No.2)PTFE樹脂粉末のみ(試料No.
3)を同様に多孔質中に含浸させて比較試料を得
た。 このようにして得られた軸受材を下記試験条件
で超音波によるキヤビテーシヨン壊食試験を行つ
た。この際に行つたキヤビテーシヨン壊食試験は
第3図に示す通りに行つてキヤビテーシヨン壊食
の際発生する超音波を人口的に作つて、比較実験
を行なつた。なお、第3図では8が発振器、9は
超音波発生装置、10は振動子、11はステンレ
スホーン、12は水、13は試験液、14は冷却
槽、16は冷却水槽であり、1回の実験で本発明
の試料と公知試料とを同時に試験することができ
る。符号15に示す試験片は第4図に示す通りで
あつた。この場合の試験条件は以下の通りであ
る。 発振方式:定振幅周波数自動追尾方式 発振周波数:19.38KHz(一定) 振幅:20μm ホーン:φ30ステンレス 時間:1H、2H、4H 介在液:水 試験片:第4図に示す如く35cm×35cm中において
符号18内で対角線17,19のところからと
つた。 試験は20KHz(19.28KHz)の電歪超音波発振器
を用い、油中でφ30のホーンを振動(20μm)さ
せてキヤビテーシヨンを発生させた。そしてホー
ンと試料の間のすきまを1.5mmだけ離し、超音波
を発振させて壊食による表面変化を観察したとこ
ろ、第1表の通りの結果が得られた。
【表】 この試験結果に示される如く、本発明に係る軸
受材(試料No.1、No.2、No.3)は比較試料(No.
1、No.2、No.3)に比べてキヤビテーシヨンに対
する衝撃圧力に優れていることがわかる。キヤビ
テーシヨン壊食試験後の比較試料No.1は顕微鏡で
拡大してみると、第6図aならびにbに示す如
く、比較試料は明らかに表面の樹脂層が壊食を起
こし多孔質青銅層が露出している。これに対し、
本発明に係る軸受(No.1)の顕微鏡で拡大してみ
ると、第7図aならびにbに示す如く、多孔質層
の露出までには致つていない。なお、第6図なら
びに第7図においてaは1時間後、bは2時間後
のものを示す。 また、更に本発明の効果を比較のために、
PTFE樹脂粉末90%とPFA樹脂粉末10%を単に
混合したのみの混合粉末を上記のところと同一条
件で含浸焼成し、この複合軸受につき上記の如き
キヤビテーシヨン壊食試験を行なつたところ、こ
れは前記比較試料とほとんど同等で2時間程度経
過すると壊食がみとめられた。また、本発明に係
る複合軸受においてPFA樹脂の配合量を変えて
同様に試験したところ、第5図の通りであつた。 また、PTFE樹脂90%とPTFEと六弗化プロピ
レン樹脂との共重合体樹脂10%とを上記のところ
と同様に共凝析させて第1図の如き構造の粉末を
得て、この粉末を多孔質層に含浸焼成して複合軸
受を製造した。この複合軸受について上記の通り
にキヤビテーシヨン壊食試験を行なつたところ、
PFA樹脂を共凝析させたものに比べるとその性
能はやや低下したが、ほとんど同様であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は共凝析された粉末の一例の拡大図、第
2図は本発明に係る軸受の一例の拡大図、第3図
はキヤビテーシヨン壊食試験装置の配置図、第4
図はその試験片の一例の平面図、第5図はPFA
樹脂の含有率とキヤビテーシヨン壊食の関係を調
べた結果を示すグラフ、第6図は本発明に係るも
ののキヤビテーシヨン壊食試験後の壊食部の顕微
鏡写真、第7図は比較例に係るもののキヤビテー
シヨン壊食試験後の壊食部の顕微鏡写真である。 符号1……共凝析された粉末、2……PTFE樹
脂、3……PFA樹脂、4……複層軸受材、5…
…フツソ樹脂層、6……焼結多孔質層、7……鋼
板裏金、8……発振器、9……超音波発生装置、
10……振動子、11……φ30ステンレスホー
ン、12……水、13……試験液、14……冷却
槽、15……試料、16……冷却水槽。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 焼結金属より成る多孔質層に四弗化エチレン
    樹脂と側鎖フツ素が結合された樹脂とが共凝析さ
    れた樹脂粉末を含浸し、かつ前記多孔質層をおお
    つて成る複層軸受。
JP1431583A 1983-01-31 1983-01-31 複層軸受 Granted JPS59140298A (ja)

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JP1431583A JPS59140298A (ja) 1983-01-31 1983-01-31 複層軸受

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JPS59140298A JPS59140298A (ja) 1984-08-11
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