固体潤滑剤及び摺動部材
【課題】高荷重条件下での使用においても、従来の鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し得る鉛を含有しない固体潤滑剤及び該固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を提供すること。
【解決手段】固体潤滑剤は、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とからなる。
【解決手段】固体潤滑剤は、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体潤滑剤及び摺動部材に関し、詳しくは、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤及び摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開昭５５−１０８４２７号公報
【０００３】
従来、この種の固体潤滑剤としては、層状構造を持つもの、中でもとくに黒鉛を主成分とするものが賞用されている。黒鉛はその組織が層状構造のため荷重方向に対しては大きい抵抗力を示すが、すべり方向に対しては抵抗力が小さく、しかも軟質であり、さらに常温からかなりの高温まで潤滑性能を保つことができるという利点を有している。軸受等の摺動部材の摺動面に埋め込まれて使用されるこのような固体潤滑剤は、摺動面に適当な薄膜として形成されてはじめて有用なものであり、被膜形成の巧拙が摩擦摩耗特性及び被膜の寿命に大きな影響を及ぼす。
【０００４】
しかしながら、前述の黒鉛を主成分とした固体潤滑剤は、被膜の形成能がやや不足するとともに、繰り返し摩擦に対する被膜の寿命の点で充分でない。そのため、低速度、高荷重用途には不向きである。
【０００５】
他方、高荷重用途に使用される固体潤滑剤としては、四ふっ化エチレン樹脂、インジウム、鉛、錫等の軟質金属、ワックスを配合した固体潤滑剤が挙げられる。特に、四ふっ化エチレン樹脂、鉛及びワックスを配合した固体潤滑剤が広く使用されている。この固体潤滑剤は、高荷重条件下において摩擦係数がきわめて低く、また被膜の形成能に優れ、該被膜の寿命も長く、さらに被膜の自己補修性にも優れているという利点を有しているものである。
【０００６】
しかしながら、近年の機械装置の大型化、高性能化に伴い、このような固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材には、さらなる負荷能力、摩擦摩耗特性の向上等が要求されている。また、別の観点では、近年、材料開発の動向は環境問題への配慮から環境負荷物質である鉛を含有しない方向に進んでおり、この開発動向は上記固体潤滑剤においても例外ではない。しかしながら、固体潤滑剤において、摩擦摩耗等の摺動特性を満足させる上で鉛は重要な構成成分である。とくに、軸受等の摺動部材の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込んで高荷重条件下で使用する場合は、被膜形成能の点からも鉛は重要である。
【０００７】
鉛を含有しない摺動部材として、メラミンとイソシアヌル酸との付加物を含有する樹脂を成形してなる摺動部材が例示されている（特許文献１所載）。しかしながら、このメラミンとイソシアヌル酸との付加物を含有する樹脂を成形してなる摺動部材組成物を固体潤滑剤として使用した場合、高荷重条件下における摩擦係数が充分とは言えない。このため、上記した環境問題を解決することができ、かつ鉛を含有することなく高荷重条件下で充分な摩擦摩耗等の摺動特性を発揮する固体潤滑剤の提供が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記諸点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高荷重条件下での使用においても、従来の鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し得る鉛を含有しない固体潤滑剤及び該固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の要旨は、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とからなることを特徴とする固体潤滑剤に存する。
【００１０】
本発明の第二の要旨は、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に、上記固体潤滑剤を埋め込んで成る摺動部材に存する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、環境負荷物質である鉛を含有しない固体潤滑剤であって、高荷重条件下での使用においても当該鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し、しかも摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込んで使用されるのに好適な固体潤滑剤が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を更に詳細に説明する。先ず、固体潤滑剤について述べる。
【００１３】
カーボンブラックは、固体潤滑剤を補強する効果を発揮すると共に後述する炭化水素油を吸収保持する保持体としての役割を発揮する。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ガスファーネスブラック等が挙げられる。特に、一次粒子径が約２０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が約１００ｍｌ／１００ｇ、比表面積が約１１０ｍ２／ｇを有しているものが好ましい。具体的には、旭カーボン社製の「ＳＵＮＢＬＡＣＫ Ｘ１５（商品名）」、三菱化学社製の「ＭＡ１００（商品名）」が好ましいものとして例示される。そして、カーボンブラックの配合量は、５〜１５重量％、好ましくは１０〜１５重量％である。配合量が５重量％未満では、固体潤滑剤の補強効果が充分発揮されず、また１５重量％を超えた場合は、固体潤滑剤の流動性を損ない、摺動部材基体の凹部、孔又は溝への固体潤滑剤の充填作業性を悪化させる虞がある。
【００１４】
炭化水素系ワックスは、固体潤滑剤に低摩擦性を付与すると共に前記カーボンブラックと同様、後述する炭化水素油を吸収保持する保持体としての役割を発揮する。炭化水素系ワックスとしては、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくとも一つから選択される。具体的には、日本精蝋社製のパラフィンワックス「１５０（商品名）」、クラリアントジャパン社製のポリエチレンワックス「リコワックスＰＥ５２０（商品名）」、日本精蝋社製のマイクロクリスタリンワックス「Ｈｉ−Ｍｉｃ−１０８０（商品名）」、日興ファインプロダクツ社製のポリエチレンワックスとパラフィンワックスとの混合物「ゴデスワックス（商品名）」等が挙げられる。そして、炭化水素系ワックスの配合量は、１０〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満では、固体潤滑剤に低摩擦性を充分付与し得ず、また２０重量％を超えて配合すると摺動部材基体に形成された凹部、孔又は溝への固体潤滑剤の接合力を低下させる虞がある。
【００１５】
芳香族ポリアミド樹脂粉末は、固体潤滑剤に耐摩耗性を付与する効果を発揮する。芳香族ポリアミド樹脂粉末としては、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末で、例えば帝人社製の「コーネックス」等が挙げられる。そして、芳香族ポリアミド樹脂粉末の配合量は、１〜５重量％、好ましくは３〜５重量％である。配合量が１重量％未満では固体潤滑剤に耐摩耗性を充分付与することができず、また配合量が５重量％を超えると、固体潤滑剤の低摩擦性を損なうばかりでなく固体潤滑剤の流動性を損ない、摺動部材基体の凹部、孔又は溝への充填作業性を悪化させる虞がある。
【００１６】
炭化水素油は、固体潤滑剤に低摩擦性を付与するものであり、その潤滑形態としては、固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材と相手材（軸等）との摺動時に発生する摩擦熱により固体潤滑剤から摺動面にスムーズに供給され、摺動面に介在して低摩擦性を与えるものである。炭化水素油としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル等の炭化水素系鉱油、ポリ−α−オレフィン、ポリブテン等の炭化水素系合成油が挙げられる。具体的には、出光興産社製のパラフィン系オイル「ダイアナプロセスオイルＰＷ（商品名）」、出光興産社製のナフテン系オイル「ダイアナプロセスオイルＮＳ（商品名）」、三井化学社製のポリ−α−オレフィン「ルーカント（商品名）」、日本油脂社製のポリブテン「ＮＡソルベント（商品名）」等が挙げられる。本発明で使用する炭化水素油としては、いわゆる基油のみの使用でもよく、この基油に潤滑油の添加剤として一般に用いられる酸化防止剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、摩擦調整剤・油性剤、摩耗防止剤・極圧剤、防錆剤等を配合したものも使用し得る。そして、炭化水素油の配合量は、前記カーボンブラック及び炭化水素系ワックスに吸収保持されることから比較的多量の配合が可能であり、１０〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満では、固体潤滑剤への低摩擦性の付与が充分でなく、また配合量が２０重量％を超えると、成形時に流出（ブリードアウト）すると共に固体潤滑剤の保形性を低下させる虞がある。
【００１７】
常温硬化型エポキシ樹脂は、前記カーボンブラック、炭化水素系ワックス、芳香族ポリアミド樹脂粉末及び炭化水素油の各成分同志を接合する接合剤の役割と固体潤滑剤を凹部、孔又は溝において摺動部材基体に接合させる接合剤の役割を担うものである。具体的には、常温硬化型の二液性エポキシ樹脂であるレジナス化成社製の「レジナスボンド（商品名）」を挙げることができる。そして、常温硬化型エポキシ樹脂の配合量は、４０〜５５重量％、好ましくは４５〜５５重量％である。配合量が４０重量％未満では、上記接合剤としての役割が充分発揮されず、また配合量が５５重量％を超えると、固体潤滑剤を凹部、孔又は溝において摺動部材基体に接合させる接合剤としての役割は高まる反面、潤滑に寄与しないエポキシ樹脂が固体潤滑剤の表面に露出する割合が多くなりすぎ、前記炭化水素系ワックス及び炭化水素油の低摩擦性の効果を失わせることになる。
【００１８】
本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材は、次のようにして形成される。上記の各成分を所定量計量し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル、ダンブラー等の混合機に投入し、各成分を混合して固体潤滑剤混練物を作製する。固体潤滑剤混練物を作製した後、この混練物を凹部、孔又は溝が形成された摺動部材基体に供給する。ついで、所定の圧力を加え該混練物を摺動部材基体の凹部、孔又は溝に充填すると共に所定時間放置して混練物の成分中のエポキシ樹脂の硬化を生じさせ、この硬化でもって該凹部、孔又は溝に充填された該混練物を摺動部材基体に接合固定させることにより、固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を形成する。
【００１９】
摺動部材基体としては、高力黄銅等の銅合金又は繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体が使用されて好適であり、これらを用いた摺動部材は、平板の形態あるいは円筒状ブッシュの形態で形成される。
【００２０】
図１及び図２において、本例の固体潤滑剤５を埋め込んだ摺動部材１は、平板の形態をなすものであり、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる摺動部材基体２と該摺動部材基体２の一方の表面３に該表面３に開口して形成された複数個の円柱状の凹部４と該凹部４に充填保持された固体潤滑剤５とからなる。
【００２１】
前記摺動部材基体２は、図３に示す製造装置によって作製される。図３に示す製造装置において、アンコイラ６に巻かれた繊維織布からなる補強基材７は、送りローラ８によって熱硬化性合成樹脂ワニス９を貯えた容器１０に送られ、容器１０内に設けられた案内ローラ１１及び１２によって容器１０内に貯えられた熱硬化性合成樹脂ワニス９内を通過せしめられることにより、該補強基材７の表面に該熱硬化性合成樹脂ワニス９が塗工される。ついで、熱硬化性合成樹脂ワニス９が塗工された補強基材７は送りローラ１３によって圧縮ローラ１４及び１５に送られ、該圧縮ローラ１４及び１５によって補強基材７の表面に塗工された熱硬化性合成樹脂ワニス９が繊維組織間隙にまで含浸せしめられる。そして、熱硬化性合成樹脂ワニス９が含浸塗布された補強基材７に対して乾燥炉１６内で溶剤を逸散させると同時に樹脂の反応が進められ、これにより成形可能なプリプレグ（樹脂加工基材）１７が作製される。このようにして作製されたプリプレグ１７を図４に示すように所望の寸法に切断してこれを複数枚重ね合わせて積層にした後、積層方向に加熱加圧成形して繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる摺動部材基体２が作製される。
【００２２】
図５に示す摺動部材１ａは、円筒状ブッシュの形態をなすものであり、本例の固体潤滑剤５を埋め込んだ摺動部材１ａは、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる円筒状の摺動部材基体２ａと該摺動部材基体２ａの内周面３ａに長手方向に沿って配列されて形成された複数個のリング状の溝４ａと該溝４ａに充填保持された固体潤滑剤５とからなる。
【００２３】
円筒状の摺動部材基体２ａは、図６に示す製造装置によって作製される。図６に示す製造装置において、二本の加熱ローラ１８と一本の加圧ローラ１９とを夫々三角形の頂点に位置するように配置し、その真ん中に芯型２０を置いて、この芯型２０にアンコイラ２１に巻かれた前記と同様のプリプレグ１７を巻き付け、芯型２０を一定方向に駆動回転せしめ、前記二本の加熱ローラ１８と一本の加圧ローラ１９とによって加熱、加圧しながら円筒状の摺動部材基体２ａが作製される。
【００２４】
摺動部材基体２及び２ａに用いられる繊維織布としては、ガラス繊維布及び炭素繊維布等の無機繊維布又は綿布、アラミド繊維布、ポリエステル繊維布及び木綿とポリエステル繊維の混紡織布等の有機繊維布等が好適に使用される。また、熱硬化性合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が好適に使用され、これら熱硬化性合成樹脂の揮発性溶剤としては、メタノール、アセトン、メチルエチルケトン等の使用する熱硬化性合成樹脂によって適宜選択される。そして、熱硬化性合成樹脂を揮発性溶剤に溶かして形成される熱硬化性合成樹脂ワニスの固形分は、おおむね３０〜６５重量％であり、熱硬化性合成樹脂ワニスの粘度は、おおむね８００〜５０００ｃＰ、就中１０００〜４０００ｃＰが好ましい。
【００２５】
平板の形態をなす図１に示す摺動部材基体２の一方の表面３には、その積層方向（厚さ方向）に凹んだ複数個の凹部４が形成される。この凹部４は、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が２０〜３０％の割合となるように形成される。この凹部４は、前記固体潤滑剤５を充填保持するものであり、固体潤滑剤５の低摩擦性等の摩擦特性を良好に発揮させるためには、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が少なくとも２０％必要とされる。しかしながら、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が３０％を超えると摺動部材基体２の強度低下を来すことになる。
【００２６】
円筒状ブッシュの形態をなす図５に示す摺動部材基体２ａの内周面３ａには、その長手方向に沿って配列された複数個のリング状の溝４ａが形成される。この溝４ａは、前記と同様、摺動部材基体２ａの内周面３ａの面積に占めるリング溝４ａの開口部の面積の総和が２０〜３０％の割合となるように形成される。
【００２７】
これら凹部４及び溝４ａは、ドリル、バイト等を用いた穴明け加工あるいは切削加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【００２８】
図７及び図８に示す摺動部材１ｂは、銅合金からなる円筒状ブッシュの形態をなすものであり、本例の固体潤滑剤５を埋め込んだ摺動部材１ｂは、銅合金からなる円筒状の摺動部材基体２ｂと該摺動部材基体２ｂにその内周面３ｂで開口すると共にその肉厚方向に貫通して形成された複数個の円柱状の孔４ｂと該孔４ｂに充填保持された固体潤滑剤５とからなる。この孔４ｂは、ドリル等を用いた穴明け加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【００２９】
前記固体潤滑剤混練物は、摺動部材基体２、２ａ及び２ｂの凹部４、溝４ａ及び孔４ｂを含む摺動面としての表面３並びに内周面３ａ及び３ｂに所定量が供給され、該混練物に所定の圧力を加え該混練物を凹部４、溝４ａ及び孔４ｂに充填するとともに、常温（２５℃）で所定時間放置することにより、摺動部材基体２、２ａ及び２ｂの表面３並びに内周面３ａ及び３ｂに形成された凹部４、溝４ａ及び孔４ｂにそれぞれ充填される。
【００３０】
このようにして、摺動部材基体２、２ａ及び２ｂと、該摺動部材基体２、２ａ及び２ｂに形成された複数個の凹部４、溝４ａ及び孔４ｂと、該凹部４、溝４ａ及び孔４ｂに充填保持された固体潤滑剤５とからなる摺動部材１、１ａ及び１ｂが作製される。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３２】
〔摺動部材基体の作製〕
摺動部材基体Ｉ
高力黄銅鋳物４種（ＪＩＳ−Ｈ−５１２０）を準備し、機械加工により直径６０ｍｍ、厚さ１０．５ｍｍの円板に形成した後、一方の表面に直径８ｍｍ、深さ１ｍｍの円柱状の凹部を１２個形成（円板の表面の面積に占める凹部の開口部の面積の総和は２１％）し、これを摺動部材基体Ｉとした。
【００３３】
繊維織布として平織り綿布を準備し、該綿布を送りローラにて、樹脂固形分６４．５重量％のフェノール樹脂ワニスを貯えた容器内を通過させて、該綿布の表面に樹脂ワニスを塗工し、圧縮ロールによって綿布の表面に塗工された樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめたのち、乾燥炉内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応を進めプリプレグ（樹脂加工綿布）を得た。このプリプレグを直径６０ｍｍの円形状に切断し、これを８枚重ね合わせたプリプレグに、厚さ方向に成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形温度１６０℃、成形時間１０分間の条件で加熱加圧成形し、積層体（積層体の厚さ１０．５ｍｍ）を得た。
【００３４】
この積層体の一方の表面に直径８ｍｍ、深さ１ｍｍの円柱状の凹部を１２個形成（円板の表面の面積に占める凹部の開口部の面積の総和は２１％）し、これを摺動部材基体ＩＩとした。
【００３５】
〔固体潤滑剤の作製〕
カーボンブラックとして旭カーボン社製の「ＳＵＮＢＬＡＣＫ Ｘ１５（商品名）」５〜１５重量％と、炭化水素系ワックスとして日興ファインプロダクツ社製の「ゴデスワックス（商品名）」１０〜２０重量％と、芳香族ポリアミド樹脂粉末として帝人社製の「コーネックス（商品名）」５重量％と、炭化水素油として出光興産社製のパラフィン系オイル「ＰＷ−９０（商品名）」及び「ＰＷ−３８０（商品名）」の合量１０〜２０重量％と、常温硬化型エポキシ樹脂（常温硬化型二液性エポキシ樹脂）としてレジナス化成社製「レジナスボンド（商品名）」４０〜５５重量％とをヘンシェルミキサーに投入し、混合して固体潤滑剤混練物を作製した。
【００３６】
実施例１〜６
表面に１２個の円柱状の凹部を備えた摺動部材基体Ｉ及びＩＩの夫々に固体潤滑剤混練物を供給したのち、摺動部材基体と固体潤滑剤混練物とに所定の圧力をかけ、室温に放置して固体潤滑剤混練物中のエポキシ樹脂を硬化させ、該摺動部材基体Ｉ及びＩＩの夫々の凹部に固体潤滑剤を充填保持し、これを摺動部材Ｉ及びＩＩとした。表１及び表２に固体潤滑剤の成分組成（重量％）を示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
比較例
四ふっ化エチレン樹脂粉末（三井・デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７Ａ−Ｊ（商品名）」）とアトマイズ鉛粉末とを混合撹拌して混合物を得、この混合物をプレス成形機により加圧成形し、直径８ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状固体潤滑剤を作製し、この円柱状固体潤滑剤を潤滑油（モービル社製の「ＤＴＥエキストラヘビーオイル（商品名）」）の入った油槽に浸漬して潤滑油を含浸させ、含油固体潤滑剤を作製した（四ふっ化エチレン樹脂１８．８重量％、鉛７９．６重量％、潤滑油１．６重量％）。この含油固体潤滑剤を前記と同様の積層体からなる摺動部材基体の表面に形成された孔に充填し、これを摺動部材とした。
【００４０】
つぎに、上記実施例１〜６からなる摺動部材及び比較例からなる摺動部材について、スラスト試験にて摩擦性能を試験した。試験条件を表３に示す。
【００４１】
（表３）
面 圧：１９．６Ｎ／ｍｍ２ （２００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速 度：（１）３ｃｍ／ｓｅｃ、（２）１０ｃｍ／ｓｅｃ、（３）２０ｃｍ／ｓｅｃ
（４）５０ｃｍ／ｓｅｃ
ストローク：±５０ｍｍ
時 間：各１０ストローク
相手材：ＳＵＳ３０４
潤 滑：無潤滑
試験方法：二軸試験機の台上に相手材を固定し、該相手材に摺動部材の固体潤滑剤の充填側を摺動自在に接触させると共に、該摺動部材に面圧が１９．６Ｎ／ｍｍ２となるように荷重を加え、相手材側に加振（±５０ｍｍ）を行った。
【００４２】
試験結果（摩擦係数）を表４及び表５に示す。なお、表４及び表５において、Ｉは、摺動部材Ｉの試験結果を示し、ＩＩは、摺動部材ＩＩの試験結果を示す。
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】
以上の試験結果から明らかなように、実施例１〜６の成分組成の固体潤滑剤を埋め込んで成る摺動部材Ｉ及びＩＩは、高荷重条件下において、比較例に示す鉛を含有する固体潤滑剤を埋め込んで成る摺動部材に比して低い摩擦係数を示した。摺動部材Ｉ及びＩＩにおいては、相手材との摺動によって生じる摩擦熱により、固体潤滑剤の成分中の炭化水素油が摺動面にスムースに供給されているのが確認され、この摺動面に供給された炭化水素油を介しての摺動に移行することにより低摩擦性を発揮したものと推察される。
【００４６】
以上のように、本発明によれば、高荷重条件下での使用においても、従来の鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し得る鉛を含有しない固体潤滑剤及び該固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示す摺動部材基体の製造工程を示す説明図である。
【図４】プリプレグの積層方法の説明斜視図である。
【図５】本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材の他の例の断面図である。
【図６】図５に示す摺動部材基体の製造工程を示す説明図である。
【図７】本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材の他の例の断面図である。
【図８】図７に示す摺動部材基体の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、１ａ、１ｂ 摺動部材
２、２ａ、２ｂ 摺動部材基体
４ 凹部
４ａ 溝
４ｂ 孔
５ 固体潤滑剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体潤滑剤及び摺動部材に関し、詳しくは、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤及び摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開昭５５−１０８４２７号公報
【０００３】
従来、この種の固体潤滑剤としては、層状構造を持つもの、中でもとくに黒鉛を主成分とするものが賞用されている。黒鉛はその組織が層状構造のため荷重方向に対しては大きい抵抗力を示すが、すべり方向に対しては抵抗力が小さく、しかも軟質であり、さらに常温からかなりの高温まで潤滑性能を保つことができるという利点を有している。軸受等の摺動部材の摺動面に埋め込まれて使用されるこのような固体潤滑剤は、摺動面に適当な薄膜として形成されてはじめて有用なものであり、被膜形成の巧拙が摩擦摩耗特性及び被膜の寿命に大きな影響を及ぼす。
【０００４】
しかしながら、前述の黒鉛を主成分とした固体潤滑剤は、被膜の形成能がやや不足するとともに、繰り返し摩擦に対する被膜の寿命の点で充分でない。そのため、低速度、高荷重用途には不向きである。
【０００５】
他方、高荷重用途に使用される固体潤滑剤としては、四ふっ化エチレン樹脂、インジウム、鉛、錫等の軟質金属、ワックスを配合した固体潤滑剤が挙げられる。特に、四ふっ化エチレン樹脂、鉛及びワックスを配合した固体潤滑剤が広く使用されている。この固体潤滑剤は、高荷重条件下において摩擦係数がきわめて低く、また被膜の形成能に優れ、該被膜の寿命も長く、さらに被膜の自己補修性にも優れているという利点を有しているものである。
【０００６】
しかしながら、近年の機械装置の大型化、高性能化に伴い、このような固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材には、さらなる負荷能力、摩擦摩耗特性の向上等が要求されている。また、別の観点では、近年、材料開発の動向は環境問題への配慮から環境負荷物質である鉛を含有しない方向に進んでおり、この開発動向は上記固体潤滑剤においても例外ではない。しかしながら、固体潤滑剤において、摩擦摩耗等の摺動特性を満足させる上で鉛は重要な構成成分である。とくに、軸受等の摺動部材の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込んで高荷重条件下で使用する場合は、被膜形成能の点からも鉛は重要である。
【０００７】
鉛を含有しない摺動部材として、メラミンとイソシアヌル酸との付加物を含有する樹脂を成形してなる摺動部材が例示されている（特許文献１所載）。しかしながら、このメラミンとイソシアヌル酸との付加物を含有する樹脂を成形してなる摺動部材組成物を固体潤滑剤として使用した場合、高荷重条件下における摩擦係数が充分とは言えない。このため、上記した環境問題を解決することができ、かつ鉛を含有することなく高荷重条件下で充分な摩擦摩耗等の摺動特性を発揮する固体潤滑剤の提供が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記諸点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高荷重条件下での使用においても、従来の鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し得る鉛を含有しない固体潤滑剤及び該固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の要旨は、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とからなることを特徴とする固体潤滑剤に存する。
【００１０】
本発明の第二の要旨は、摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に、上記固体潤滑剤を埋め込んで成る摺動部材に存する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、環境負荷物質である鉛を含有しない固体潤滑剤であって、高荷重条件下での使用においても当該鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し、しかも摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込んで使用されるのに好適な固体潤滑剤が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を更に詳細に説明する。先ず、固体潤滑剤について述べる。
【００１３】
カーボンブラックは、固体潤滑剤を補強する効果を発揮すると共に後述する炭化水素油を吸収保持する保持体としての役割を発揮する。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ガスファーネスブラック等が挙げられる。特に、一次粒子径が約２０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が約１００ｍｌ／１００ｇ、比表面積が約１１０ｍ２／ｇを有しているものが好ましい。具体的には、旭カーボン社製の「ＳＵＮＢＬＡＣＫ Ｘ１５（商品名）」、三菱化学社製の「ＭＡ１００（商品名）」が好ましいものとして例示される。そして、カーボンブラックの配合量は、５〜１５重量％、好ましくは１０〜１５重量％である。配合量が５重量％未満では、固体潤滑剤の補強効果が充分発揮されず、また１５重量％を超えた場合は、固体潤滑剤の流動性を損ない、摺動部材基体の凹部、孔又は溝への固体潤滑剤の充填作業性を悪化させる虞がある。
【００１４】
炭化水素系ワックスは、固体潤滑剤に低摩擦性を付与すると共に前記カーボンブラックと同様、後述する炭化水素油を吸収保持する保持体としての役割を発揮する。炭化水素系ワックスとしては、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくとも一つから選択される。具体的には、日本精蝋社製のパラフィンワックス「１５０（商品名）」、クラリアントジャパン社製のポリエチレンワックス「リコワックスＰＥ５２０（商品名）」、日本精蝋社製のマイクロクリスタリンワックス「Ｈｉ−Ｍｉｃ−１０８０（商品名）」、日興ファインプロダクツ社製のポリエチレンワックスとパラフィンワックスとの混合物「ゴデスワックス（商品名）」等が挙げられる。そして、炭化水素系ワックスの配合量は、１０〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満では、固体潤滑剤に低摩擦性を充分付与し得ず、また２０重量％を超えて配合すると摺動部材基体に形成された凹部、孔又は溝への固体潤滑剤の接合力を低下させる虞がある。
【００１５】
芳香族ポリアミド樹脂粉末は、固体潤滑剤に耐摩耗性を付与する効果を発揮する。芳香族ポリアミド樹脂粉末としては、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末で、例えば帝人社製の「コーネックス」等が挙げられる。そして、芳香族ポリアミド樹脂粉末の配合量は、１〜５重量％、好ましくは３〜５重量％である。配合量が１重量％未満では固体潤滑剤に耐摩耗性を充分付与することができず、また配合量が５重量％を超えると、固体潤滑剤の低摩擦性を損なうばかりでなく固体潤滑剤の流動性を損ない、摺動部材基体の凹部、孔又は溝への充填作業性を悪化させる虞がある。
【００１６】
炭化水素油は、固体潤滑剤に低摩擦性を付与するものであり、その潤滑形態としては、固体潤滑剤が埋め込まれた摺動部材と相手材（軸等）との摺動時に発生する摩擦熱により固体潤滑剤から摺動面にスムーズに供給され、摺動面に介在して低摩擦性を与えるものである。炭化水素油としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル等の炭化水素系鉱油、ポリ−α−オレフィン、ポリブテン等の炭化水素系合成油が挙げられる。具体的には、出光興産社製のパラフィン系オイル「ダイアナプロセスオイルＰＷ（商品名）」、出光興産社製のナフテン系オイル「ダイアナプロセスオイルＮＳ（商品名）」、三井化学社製のポリ−α−オレフィン「ルーカント（商品名）」、日本油脂社製のポリブテン「ＮＡソルベント（商品名）」等が挙げられる。本発明で使用する炭化水素油としては、いわゆる基油のみの使用でもよく、この基油に潤滑油の添加剤として一般に用いられる酸化防止剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、摩擦調整剤・油性剤、摩耗防止剤・極圧剤、防錆剤等を配合したものも使用し得る。そして、炭化水素油の配合量は、前記カーボンブラック及び炭化水素系ワックスに吸収保持されることから比較的多量の配合が可能であり、１０〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％である。配合量が１０重量％未満では、固体潤滑剤への低摩擦性の付与が充分でなく、また配合量が２０重量％を超えると、成形時に流出（ブリードアウト）すると共に固体潤滑剤の保形性を低下させる虞がある。
【００１７】
常温硬化型エポキシ樹脂は、前記カーボンブラック、炭化水素系ワックス、芳香族ポリアミド樹脂粉末及び炭化水素油の各成分同志を接合する接合剤の役割と固体潤滑剤を凹部、孔又は溝において摺動部材基体に接合させる接合剤の役割を担うものである。具体的には、常温硬化型の二液性エポキシ樹脂であるレジナス化成社製の「レジナスボンド（商品名）」を挙げることができる。そして、常温硬化型エポキシ樹脂の配合量は、４０〜５５重量％、好ましくは４５〜５５重量％である。配合量が４０重量％未満では、上記接合剤としての役割が充分発揮されず、また配合量が５５重量％を超えると、固体潤滑剤を凹部、孔又は溝において摺動部材基体に接合させる接合剤としての役割は高まる反面、潤滑に寄与しないエポキシ樹脂が固体潤滑剤の表面に露出する割合が多くなりすぎ、前記炭化水素系ワックス及び炭化水素油の低摩擦性の効果を失わせることになる。
【００１８】
本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材は、次のようにして形成される。上記の各成分を所定量計量し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル、ダンブラー等の混合機に投入し、各成分を混合して固体潤滑剤混練物を作製する。固体潤滑剤混練物を作製した後、この混練物を凹部、孔又は溝が形成された摺動部材基体に供給する。ついで、所定の圧力を加え該混練物を摺動部材基体の凹部、孔又は溝に充填すると共に所定時間放置して混練物の成分中のエポキシ樹脂の硬化を生じさせ、この硬化でもって該凹部、孔又は溝に充填された該混練物を摺動部材基体に接合固定させることにより、固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を形成する。
【００１９】
摺動部材基体としては、高力黄銅等の銅合金又は繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体が使用されて好適であり、これらを用いた摺動部材は、平板の形態あるいは円筒状ブッシュの形態で形成される。
【００２０】
図１及び図２において、本例の固体潤滑剤５を埋め込んだ摺動部材１は、平板の形態をなすものであり、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる摺動部材基体２と該摺動部材基体２の一方の表面３に該表面３に開口して形成された複数個の円柱状の凹部４と該凹部４に充填保持された固体潤滑剤５とからなる。
【００２１】
前記摺動部材基体２は、図３に示す製造装置によって作製される。図３に示す製造装置において、アンコイラ６に巻かれた繊維織布からなる補強基材７は、送りローラ８によって熱硬化性合成樹脂ワニス９を貯えた容器１０に送られ、容器１０内に設けられた案内ローラ１１及び１２によって容器１０内に貯えられた熱硬化性合成樹脂ワニス９内を通過せしめられることにより、該補強基材７の表面に該熱硬化性合成樹脂ワニス９が塗工される。ついで、熱硬化性合成樹脂ワニス９が塗工された補強基材７は送りローラ１３によって圧縮ローラ１４及び１５に送られ、該圧縮ローラ１４及び１５によって補強基材７の表面に塗工された熱硬化性合成樹脂ワニス９が繊維組織間隙にまで含浸せしめられる。そして、熱硬化性合成樹脂ワニス９が含浸塗布された補強基材７に対して乾燥炉１６内で溶剤を逸散させると同時に樹脂の反応が進められ、これにより成形可能なプリプレグ（樹脂加工基材）１７が作製される。このようにして作製されたプリプレグ１７を図４に示すように所望の寸法に切断してこれを複数枚重ね合わせて積層にした後、積層方向に加熱加圧成形して繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる摺動部材基体２が作製される。
【００２２】
図５に示す摺動部材１ａは、円筒状ブッシュの形態をなすものであり、本例の固体潤滑剤５を埋め込んだ摺動部材１ａは、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂の積層体からなる円筒状の摺動部材基体２ａと該摺動部材基体２ａの内周面３ａに長手方向に沿って配列されて形成された複数個のリング状の溝４ａと該溝４ａに充填保持された固体潤滑剤５とからなる。
【００２３】
円筒状の摺動部材基体２ａは、図６に示す製造装置によって作製される。図６に示す製造装置において、二本の加熱ローラ１８と一本の加圧ローラ１９とを夫々三角形の頂点に位置するように配置し、その真ん中に芯型２０を置いて、この芯型２０にアンコイラ２１に巻かれた前記と同様のプリプレグ１７を巻き付け、芯型２０を一定方向に駆動回転せしめ、前記二本の加熱ローラ１８と一本の加圧ローラ１９とによって加熱、加圧しながら円筒状の摺動部材基体２ａが作製される。
【００２４】
摺動部材基体２及び２ａに用いられる繊維織布としては、ガラス繊維布及び炭素繊維布等の無機繊維布又は綿布、アラミド繊維布、ポリエステル繊維布及び木綿とポリエステル繊維の混紡織布等の有機繊維布等が好適に使用される。また、熱硬化性合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が好適に使用され、これら熱硬化性合成樹脂の揮発性溶剤としては、メタノール、アセトン、メチルエチルケトン等の使用する熱硬化性合成樹脂によって適宜選択される。そして、熱硬化性合成樹脂を揮発性溶剤に溶かして形成される熱硬化性合成樹脂ワニスの固形分は、おおむね３０〜６５重量％であり、熱硬化性合成樹脂ワニスの粘度は、おおむね８００〜５０００ｃＰ、就中１０００〜４０００ｃＰが好ましい。
【００２５】
平板の形態をなす図１に示す摺動部材基体２の一方の表面３には、その積層方向（厚さ方向）に凹んだ複数個の凹部４が形成される。この凹部４は、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が２０〜３０％の割合となるように形成される。この凹部４は、前記固体潤滑剤５を充填保持するものであり、固体潤滑剤５の低摩擦性等の摩擦特性を良好に発揮させるためには、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が少なくとも２０％必要とされる。しかしながら、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が３０％を超えると摺動部材基体２の強度低下を来すことになる。
【００２６】
円筒状ブッシュの形態をなす図５に示す摺動部材基体２ａの内周面３ａには、その長手方向に沿って配列された複数個のリング状の溝４ａが形成される。この溝４ａは、前記と同様、摺動部材基体２ａの内周面３ａの面積に占めるリング溝４ａの開口部の面積の総和が２０〜３０％の割合となるように形成される。
【００２７】
これら凹部４及び溝４ａは、ドリル、バイト等を用いた穴明け加工あるいは切削加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【００２８】
図７及び図８に示す摺動部材１ｂは、銅合金からなる円筒状ブッシュの形態をなすものであり、本例の固体潤滑剤５を埋め込んだ摺動部材１ｂは、銅合金からなる円筒状の摺動部材基体２ｂと該摺動部材基体２ｂにその内周面３ｂで開口すると共にその肉厚方向に貫通して形成された複数個の円柱状の孔４ｂと該孔４ｂに充填保持された固体潤滑剤５とからなる。この孔４ｂは、ドリル等を用いた穴明け加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【００２９】
前記固体潤滑剤混練物は、摺動部材基体２、２ａ及び２ｂの凹部４、溝４ａ及び孔４ｂを含む摺動面としての表面３並びに内周面３ａ及び３ｂに所定量が供給され、該混練物に所定の圧力を加え該混練物を凹部４、溝４ａ及び孔４ｂに充填するとともに、常温（２５℃）で所定時間放置することにより、摺動部材基体２、２ａ及び２ｂの表面３並びに内周面３ａ及び３ｂに形成された凹部４、溝４ａ及び孔４ｂにそれぞれ充填される。
【００３０】
このようにして、摺動部材基体２、２ａ及び２ｂと、該摺動部材基体２、２ａ及び２ｂに形成された複数個の凹部４、溝４ａ及び孔４ｂと、該凹部４、溝４ａ及び孔４ｂに充填保持された固体潤滑剤５とからなる摺動部材１、１ａ及び１ｂが作製される。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３２】
〔摺動部材基体の作製〕
摺動部材基体Ｉ
高力黄銅鋳物４種（ＪＩＳ−Ｈ−５１２０）を準備し、機械加工により直径６０ｍｍ、厚さ１０．５ｍｍの円板に形成した後、一方の表面に直径８ｍｍ、深さ１ｍｍの円柱状の凹部を１２個形成（円板の表面の面積に占める凹部の開口部の面積の総和は２１％）し、これを摺動部材基体Ｉとした。
【００３３】
繊維織布として平織り綿布を準備し、該綿布を送りローラにて、樹脂固形分６４．５重量％のフェノール樹脂ワニスを貯えた容器内を通過させて、該綿布の表面に樹脂ワニスを塗工し、圧縮ロールによって綿布の表面に塗工された樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめたのち、乾燥炉内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応を進めプリプレグ（樹脂加工綿布）を得た。このプリプレグを直径６０ｍｍの円形状に切断し、これを８枚重ね合わせたプリプレグに、厚さ方向に成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形温度１６０℃、成形時間１０分間の条件で加熱加圧成形し、積層体（積層体の厚さ１０．５ｍｍ）を得た。
【００３４】
この積層体の一方の表面に直径８ｍｍ、深さ１ｍｍの円柱状の凹部を１２個形成（円板の表面の面積に占める凹部の開口部の面積の総和は２１％）し、これを摺動部材基体ＩＩとした。
【００３５】
〔固体潤滑剤の作製〕
カーボンブラックとして旭カーボン社製の「ＳＵＮＢＬＡＣＫ Ｘ１５（商品名）」５〜１５重量％と、炭化水素系ワックスとして日興ファインプロダクツ社製の「ゴデスワックス（商品名）」１０〜２０重量％と、芳香族ポリアミド樹脂粉末として帝人社製の「コーネックス（商品名）」５重量％と、炭化水素油として出光興産社製のパラフィン系オイル「ＰＷ−９０（商品名）」及び「ＰＷ−３８０（商品名）」の合量１０〜２０重量％と、常温硬化型エポキシ樹脂（常温硬化型二液性エポキシ樹脂）としてレジナス化成社製「レジナスボンド（商品名）」４０〜５５重量％とをヘンシェルミキサーに投入し、混合して固体潤滑剤混練物を作製した。
【００３６】
実施例１〜６
表面に１２個の円柱状の凹部を備えた摺動部材基体Ｉ及びＩＩの夫々に固体潤滑剤混練物を供給したのち、摺動部材基体と固体潤滑剤混練物とに所定の圧力をかけ、室温に放置して固体潤滑剤混練物中のエポキシ樹脂を硬化させ、該摺動部材基体Ｉ及びＩＩの夫々の凹部に固体潤滑剤を充填保持し、これを摺動部材Ｉ及びＩＩとした。表１及び表２に固体潤滑剤の成分組成（重量％）を示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
比較例
四ふっ化エチレン樹脂粉末（三井・デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７Ａ−Ｊ（商品名）」）とアトマイズ鉛粉末とを混合撹拌して混合物を得、この混合物をプレス成形機により加圧成形し、直径８ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状固体潤滑剤を作製し、この円柱状固体潤滑剤を潤滑油（モービル社製の「ＤＴＥエキストラヘビーオイル（商品名）」）の入った油槽に浸漬して潤滑油を含浸させ、含油固体潤滑剤を作製した（四ふっ化エチレン樹脂１８．８重量％、鉛７９．６重量％、潤滑油１．６重量％）。この含油固体潤滑剤を前記と同様の積層体からなる摺動部材基体の表面に形成された孔に充填し、これを摺動部材とした。
【００４０】
つぎに、上記実施例１〜６からなる摺動部材及び比較例からなる摺動部材について、スラスト試験にて摩擦性能を試験した。試験条件を表３に示す。
【００４１】
（表３）
面 圧：１９．６Ｎ／ｍｍ２ （２００ｋｇｆ／ｃｍ２）
速 度：（１）３ｃｍ／ｓｅｃ、（２）１０ｃｍ／ｓｅｃ、（３）２０ｃｍ／ｓｅｃ
（４）５０ｃｍ／ｓｅｃ
ストローク：±５０ｍｍ
時 間：各１０ストローク
相手材：ＳＵＳ３０４
潤 滑：無潤滑
試験方法：二軸試験機の台上に相手材を固定し、該相手材に摺動部材の固体潤滑剤の充填側を摺動自在に接触させると共に、該摺動部材に面圧が１９．６Ｎ／ｍｍ２となるように荷重を加え、相手材側に加振（±５０ｍｍ）を行った。
【００４２】
試験結果（摩擦係数）を表４及び表５に示す。なお、表４及び表５において、Ｉは、摺動部材Ｉの試験結果を示し、ＩＩは、摺動部材ＩＩの試験結果を示す。
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】
以上の試験結果から明らかなように、実施例１〜６の成分組成の固体潤滑剤を埋め込んで成る摺動部材Ｉ及びＩＩは、高荷重条件下において、比較例に示す鉛を含有する固体潤滑剤を埋め込んで成る摺動部材に比して低い摩擦係数を示した。摺動部材Ｉ及びＩＩにおいては、相手材との摺動によって生じる摩擦熱により、固体潤滑剤の成分中の炭化水素油が摺動面にスムースに供給されているのが確認され、この摺動面に供給された炭化水素油を介しての摺動に移行することにより低摩擦性を発揮したものと推察される。
【００４６】
以上のように、本発明によれば、高荷重条件下での使用においても、従来の鉛を含有する固体潤滑剤よりも優れた摺動特性を発揮し得る鉛を含有しない固体潤滑剤及び該固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示す摺動部材基体の製造工程を示す説明図である。
【図４】プリプレグの積層方法の説明斜視図である。
【図５】本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材の他の例の断面図である。
【図６】図５に示す摺動部材基体の製造工程を示す説明図である。
【図７】本発明の固体潤滑剤を埋め込んだ摺動部材の他の例の断面図である。
【図８】図７に示す摺動部材基体の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、１ａ、１ｂ 摺動部材
２、２ａ、２ｂ 摺動部材基体
４ 凹部
４ａ 溝
４ｂ 孔
５ 固体潤滑剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とからなることを特徴とする固体潤滑剤。
【請求項２】
カーボンブラックは、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ガスファーネスブラックのうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項１に記載の固体潤滑剤。
【請求項３】
炭化水素系ワックスは、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項１又は２に記載の固体潤滑剤。
【請求項４】
芳香族ポリアミド樹脂粉末は、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末である請求項１から３のいずれか一項に記載の固体潤滑剤。
【請求項５】
炭化水素油は、炭化水素系鉱油又は炭化水素系合成油である請求項１から４のいずれか一項に記載の固体潤滑剤。
【請求項６】
摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に、請求項１から５のいずれか一項に記載の固体潤滑剤を埋め込んでなる摺動部材。
【請求項１】
摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に埋め込まれる固体潤滑剤であって、カーボンブラック５〜１５重量％と炭化水素系ワックス１０〜２０重量％と芳香族ポリアミド樹脂粉末１〜５重量％と炭化水素油１０〜２０重量％と残部常温硬化型エポキシ樹脂とからなることを特徴とする固体潤滑剤。
【請求項２】
カーボンブラックは、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ガスファーネスブラックのうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項１に記載の固体潤滑剤。
【請求項３】
炭化水素系ワックスは、炭素数がおおむね２４以上のパラフィン系ワックス、炭素数がおおむね２６以上のオレフィン系ワックス、炭素数がおおむね２８以上のアルキルベンゼン及びマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくとも一つから選択されたものである請求項１又は２に記載の固体潤滑剤。
【請求項４】
芳香族ポリアミド樹脂粉末は、メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドとを縮合重合して得られるメタフェニレンイソフタルアミドの粉末である請求項１から３のいずれか一項に記載の固体潤滑剤。
【請求項５】
炭化水素油は、炭化水素系鉱油又は炭化水素系合成油である請求項１から４のいずれか一項に記載の固体潤滑剤。
【請求項６】
摺動部材基体の摺動面に形成された凹部、孔又は溝に、請求項１から５のいずれか一項に記載の固体潤滑剤を埋め込んでなる摺動部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３２１０５２（Ｐ２００７−３２１０５２Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５２４７４（Ｐ２００６−１５２４７４）
【出願日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【Ｆターム（参考）】
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