摺動面材及び摺動部材
【課題】滑り軸受等の摺動部材に用いられる摺動面材及び摺動部材を提供する。
【解決手段】合成繊維の紡績糸と四ふっ化エチレン樹脂繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布（２５〜５０重量％）とそれに含浸された四ふっ化エチレン樹脂（２５〜３５重量％）を含有した熱硬化性合成樹脂（２５〜５０重量％）とからなる。ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、アラミド繊維のいずれかの合成繊維を用いる。経二重織、緯二重織、経緯二重織及び三重織のいずれかの織布を用いる。レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のいずれかの合成樹脂を用いる。摺動面材を、金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に一体に接合し、該摺動面材を摺動層とする。円筒状裏金は鋼管からなる。摺動層の肉厚が１ｍｍである。
【解決手段】合成繊維の紡績糸と四ふっ化エチレン樹脂繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布（２５〜５０重量％）とそれに含浸された四ふっ化エチレン樹脂（２５〜３５重量％）を含有した熱硬化性合成樹脂（２５〜５０重量％）とからなる。ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、アラミド繊維のいずれかの合成繊維を用いる。経二重織、緯二重織、経緯二重織及び三重織のいずれかの織布を用いる。レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のいずれかの合成樹脂を用いる。摺動面材を、金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に一体に接合し、該摺動面材を摺動層とする。円筒状裏金は鋼管からなる。摺動層の肉厚が１ｍｍである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑り軸受等に用いられる摺動部材及びその部品である摺動面材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低摩擦摺動部を表面層のみに有する軸受などの摺動部材としては、例えば特許文献１及び特許文献２などで提案されている。特許文献１は、積層摺動部材に関するものであり、特許文献２は、ふっ素樹脂繊維と他の繊維との交織布を低摩擦摺動面とする軸受の製造方法に関するものである。特許文献３には、固体潤滑剤粒と熱硬化性樹脂液とを一様に混合してなる混合液をシート状補強基材の一方の面から該基材の繊維組織間隙内に加圧充填する段階と、前記熱硬化性樹脂液と付着性を有する熱硬化性樹脂を前記基材の他方の面に付着する段階とからなる摺動部材の製造方法が開示されている。特許文献４には、（イ）低摩擦係数を有する樹脂加工シート基材を所望の寸法に裁断し、これを成形金型の芯金に捲きつける工程、（ロ）熱硬化性合成樹脂によって樹脂加工されたチップ基材を金型を用いて所望の成形物に近い形状に予備成形する工程、（ハ）樹脂加工シート基材を捲きつけた芯金を有する成形金型に上記予備成形物を装填し、延滞を加温すると同時に押型によって芯金の軸線方向に内容物を押圧して樹脂加工シート基材とチップ基材とを一体に圧縮成形する工程、以上（イ）（ロ）（ハ）の工程からなる内孔面に低摩擦摺動面層を有する合成樹脂摺動部材の製造方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１のように、積層構成の成形物においては、それが平板状あるいは半円筒、半球状のものであれば、表面層に低摩擦を有する樹脂加工シートを配して通常の圧縮成形法により何ら支障なく成形することができる。また、それが円筒状、長尺のパイプ状のものであっても積層管成形法（ロールド成形法）によればその積層物は容易に成形することができる。
【０００４】
【特許文献１】特公昭３９−１４８５２号公報
【特許文献２】特公昭４７−５０８９３号公報
【特許文献３】特開昭５６−１６０４２３号公報
【特許文献４】特開昭５７−１００１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、表面層の樹脂加工シートの基体部が、特許文献１のように積層構成であると、軸受などの摺動部材としたときの耐荷重性に劣り、自ら摺動部材としての使用範囲が限定されるという問題がある。そこで、表面層の樹脂加工シートの基体部を金属製の円筒体、例えば鋼管とした場合は、積層管成形法は当然のことながら採用できない。特許文献２は、このような円筒内面に配される低摩擦摺動面層のシワやずれを防止すべく案出された製造方法であるが、ここに開示された技術は、圧縮成形法を排除し、射出成形、移送成形（基体部が金属の場合はダイキャスト法など）を採用するものであるが、製造方法が煩雑であるという問題があるばかりでなく、表面層の肉厚を薄肉とする必要があるなど、摺動部材としての使用範囲が限定されるという問題もある。
【０００６】
本発明者らは、上記諸点に鑑み、裏金としての金属製の円筒体の円筒内面に一体に接合されて摺動層を形成する摺動面材について鋭意検討を重ねた結果、合成繊維の糸と四ふっ化エチレン樹脂繊維の糸との交撚糸から形成した多重織織布に、四ふっ化エチレン樹脂を含有した熱硬化性合成樹脂を含浸した摺動面材は、その肉厚を厚くできるばかりでなく成形加工性に優れており、この摺動面材を裏金としての金属製の円筒体の円筒内面に一体に接合した複層摺動部材は、高荷重用途であって乾燥摩擦条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮するとの知見を得た。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、その目的とするところは、滑り軸受等の摺動部材に用いられる摺動面材及び該摺動面材を使用した複層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】
【０００８】
本発明の摺動面材は、合成繊維の紡績糸と四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」という）繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布と、該多重織織布に含浸されたＰＴＦＥを含有した熱硬化性合成樹脂とからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の摺動面材によれば、表面にはＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸又は紡績糸が露出していると共にＰＴＦＥ粒子が多重織織布の組織間隙に分散されているので低摩擦性が発揮され、該摺動面材を備えた摺動部材は、乾燥摩擦条件下での使用を可能とする。
【００１０】
また、本発明の摺動面材は、該多重織織布２５〜５０重量％とＰＴＦＥ２５〜３５重量％と熱硬化性合成樹脂２５〜５０重量％からなっている。
【００１１】
本発明の摺動面材において、合成繊維はポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及びアラミド繊維の少なくとも一つから選択されることが好ましく、該合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸を使用して形成される多重織織布としては、経二重織、緯二重織、経緯二重織及び三重織の各組織から選ばれた織布であることが好ましい。 また、前記熱硬化性合成樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂から選択された合成樹脂であることが望ましい。
【００１２】
本発明の摺動面材は、金属製の円筒体からなる裏金の円筒内面に一体に接合されることにより、該摺動面材を摺動層とした複層摺動部材とすることができる。
【００１３】
金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に摺動面材を一体に接合した複層摺動部材の製造方法は、（ａ）ＰＴＦＥ粉末を含有した熱硬化性合成樹脂ワニスを、合成繊維の紡績糸を含む織布に含浸塗布する含浸塗布工程と、（ｂ）該含浸塗布工程にて、得られた織布を乾燥してＰＴＦＥ２５〜３５重量％と熱硬化性合成樹脂２５〜５０重量％と織布２５〜５０重量％からなる摺動面材を作製する摺動面材作製工程と、（ｃ）該摺動面材作製工程にて得られた摺動面材を、前記円筒状裏金の円筒内面の展開長さ及び前記円筒状裏金の高さに相当する寸法に切断すると共にこれを複数枚重ね合わせて積層する切断積層工程と、（ｄ）該切断積層工程にて得られた複数枚積層された摺動面材を、積層方向に加熱、加圧成形して積層摺動面材を作製する積層摺動面材作製工程と、（ｅ）該積層摺動面材作製工程にて得られた積層摺動面材に加熱下において曲げ加工を施し、該積層摺動面材を前記円筒状裏金の円筒内面の曲率に合致する曲率を有すると共に、両端に突合せ端部を有する予備円筒積層摺動面材に成形する予備円筒積層摺動面材成形工程と、（ｆ）該予備円筒積層摺動面材成形工程にて得られた予備円筒積層摺動面材の円筒外面に接着層を形成するとともに、前記金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に接着層を形成する接着層形成工程と、（ｇ）該接着層形成工程にて得られた予備円筒積層摺動面材を接着剤が塗布された円筒外面を前記円筒状裏金の円筒内面に形成された接着層と接触させて該円筒状裏金の円筒内面に挿入する挿入工程と、（ｈ）該円筒状裏金の円筒内面に挿入された予備円筒積層摺動面材の内面に、熱膨張係数が大きい金属製パイプを圧入する金属製パイプ圧入工程と、（ｉ）該金属製パイプ圧入工程にて得られた円筒状裏金、予備円筒積層摺動面材及び金属性パイプを乾燥炉内において１５０〜２００℃の温度で２０〜４０分間乾燥させる乾燥工程と、（ｊ）該乾燥工程にて得られた円筒状裏金、予備円筒積層摺動面材及び金属製パイプを冷却し、金属性パイプを収縮によりはずす冷却工程と、からなり、乾燥炉内において金属製パイプの径方向外方への熱膨張により予備円筒積層摺動面材を円筒状裏金の円筒内面側に圧接し、摺動面材からなる摺動層を該裏金の円筒内面に一体に接合するものである。前記円筒状裏金は、鋼管からなることが望ましい。前記摺動層の肉厚が少なくとも１ｍｍであることが望ましい。
【００１４】
この製造方法によれば、金属製の円筒体からなる裏金の円筒内面に挿入された円筒状の摺動面材の内面に、熱膨張係数が大きい金属製パイプを圧入し、これらを乾燥炉内において１５０〜２００℃の温度で２０〜４０分間乾燥させた後、冷却する工程において、金属製パイプに生じた径方向外方への熱膨張によリ、該摺動面材には、裏金の円筒内面側に高い圧力が持続的に作用し、該摺動面材は裏金の円筒内面に圧接されるものであり、これにより摺動面材は該裏金の円筒内面に強固に接合一体化される。そして、この製造方法においては、何ら大型の設備を必要としないため、その製造コストを著しく減少させることができるばかりでなく、裏金の円筒内面に一体に接合された摺動面材の表面を何ら機械加工等を必要とすることなく寸法精度を確保し得るため、製品コストをも低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、合成繊維の糸とＰＴＦＥ繊維の糸との交撚糸から形成した多重織織布に、ＰＴＦＥを含有した熱硬化性合成樹脂を含浸してなるものであり、肉厚を厚くできるばかりでなく成形加工性に優れた摺動面材と、該摺動面材を裏金としての金属製の円筒体の円筒内面に一体に接合することにより高荷重用途であって乾燥摩擦条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮する複層摺動部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の摺動面材及び該摺動面材を使用した摺動部材（複層摺動部材）について詳細に説明する。
【００１７】
本発明の摺動面材は、合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布に、ＰＴＦＥを含有した熱硬化性合成樹脂を含浸してなるものである。
【００１８】
本発明において、合成繊維としては、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）及びアラミド繊維の少なくとも一つから選択されることが好ましい。ポリエステル繊維は、一般にジカルボン酸成分とジオール成分より重縮合されて得られるポリエステル繊維である。ポリエステルのカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸等、ポリエステルのジオール成分としては、エチレングリコール、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ビフェニル等があげられる。又、両成分を兼ねるものとしては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、２−オキシ−６−ナフトエ酸等が挙げられる。
【００１９】
ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）は、ポリ酢酸ビニルをアルカリでケン化してポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とし、その水溶液を湿式又は乾式紡糸をして繊維にしたものである。
【００２０】
アラミド繊維は、その分子骨格によりパラ型とメタ型に大別される。メタ系アラミド繊維は、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）とイソフタル酸ジクロライド（ＩＰＣ）を原料として、縮重合したポリメタフェニレンイソフタルアミド（ＭＰＩＡ）を繊維化したものである。そして、メタ系アラミド繊維の具体例としては、テイジン社製の「コーネックス（商標）」が挙げられる。
【００２１】
パラ系アラミド繊維は、通常アミド結合を少なくとも一個有する繊維であって、少なくとも一個のベンゼン環がパラ位で結合している繊維である。例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、ポリパラフェニレンジフェニルエーテルテレフタルアミド繊維又はコポリパラフェニレン−３，４'−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維等が挙げられる。そして、パラ系アラミド繊維の具体例としては、米国デュポン、東レ・デュポン社製の「ケブラー（商標）」、テイジン・トワロン社製の「トワロン（商標）」、テイジン社製の「テクノーラ（商標）」が挙げられる。
【００２２】
上記した合成繊維の紡糸の形態は、後述する熱硬化性合成樹脂を含浸保持するという観点から紡績糸であることが好ましい。
【００２３】
ＰＴＦＥ繊維は、フィラメント糸、マルチフィラメント糸及び紡績糸のいずれも使用できる。
【００２４】
上記合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸、マルチフィラメント糸及び紡績糸のいずれかとの交撚糸から多重織織布が形成される。多重織織布としては、経二重織、緯二重織及び三重織の各組織から選ばれた織布が使用されて好適であり、その肉厚はおおよそ２〜４ｍｍとされる。図３は、合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維の紡績糸との交撚糸から形成された接結二重織織布の断面図であり、図４は、前記図３に示す接結二重織織布に、さらに中間層を備えた普通接結三重織織布の断面図を示すものである。図中、符号１ａ、１ｂは、交撚糸からなる緯（よこ）糸、２ａ、２ｂは、交撚糸からなる経（たて）糸、３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂは、交撚糸からなる緯糸、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂは、交撚糸からなる経糸である。そして、摺動面材中に含まれる多重織織布の量は、２５〜５０重量％が適当である。多重織織布の量が２５重量％未満では、充分な摩擦摩耗特性が発揮されず、また５０重量％を超えると後述する熱硬化性合成樹脂の量が少なくなり、成形性を著しく阻害する虞がある。
【００２５】
本発明において使用される熱硬化性合成樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂などが好適であり、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など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、摺動面材中に含まれる熱硬化性合成樹脂の量は、３０〜５０重量％が適当である。熱硬化性合成樹脂の量が３０重量％未満では、摺動面材の成形加工性に支障をきたし、また５０重量％を超えると摺動面材の機械的強度を低下させる。
【００２６】
上記熱硬化性合成樹脂に含有されるＰＴＦＥは、成形用のモールディングパウダー（以下「高分子量ＰＴＦＥ」と略称する。）と、放射線照射などにより高分子量ＰＴＦＥに比べて分子量を低下させた、粉砕し易くまた分散性がよい、主に添加材料として使用されるＰＴＦＥ（以下「低分子量ＰＴＦＥ」と略称する。）が使用できる。
【００２７】
高分子量ＰＴＦＥの具体例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７Ｊ」、「テフロン（登録商標）７Ａ-Ｊ」、「テフロン（登録商標）７０-Ｊ」等、ダイキン工業社製の「ポリフロンＭ‐１２（商標）」等、旭硝子社製の「フルオンＧ１６３（商標）」、「フルオンＧ１９０（商標）」等が挙げられる。
【００２８】
また、低分子量ＰＴＦＥの具体例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「ＴＬＰ-１０Ｆ（商標）」等、ダイキン工業社製の「ルブロンＬ‐５（商標）」等、旭硝子社製の「フルオンＬ１５０Ｊ（商標）」、「フルオンＬ１６９Ｊ（商標）」等、喜多村社製の「ＫＴＬ‐８Ｎ（商標）」等が挙げられる。
【００２９】
本発明においては、上記高分子量ＰＴＦＥ及び低分子量ＰＴＦＥのいずれも使用することができるが、上記熱硬化性合成樹脂と混合するにあたって、均一に分散しボイドを生成しにくくするためには低分子量ＰＴＦＥの粉末が好ましい。また、ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、均一に分散し、ボイドの生成を防ぐという観点から１〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍである。
【００３０】
そして、摺動面材中に含まれるＰＴＦＥの量は、１０〜３０重量％が適当である。ＰＴＦＥの量が１０重量％未満では、摩擦摩耗特性の向上に効果が得られず、また３０重量％を超えると成形の際に樹脂の粘度が増大し、ボイドを生成する虞があるのと、上記熱硬化性合成樹脂の接着性を低下させ、複層摺動部材としての強度低下を来たす虞がある。
【００３１】
次に、上記した摺動面材及び該摺動面材を使用した複層摺動部材について、図に示す好ましい例に基づいて説明する。
【００３２】
摺動面材は、次のようにして作製される。図１は、摺動面材（樹脂加工基材）の製造装置を示す説明図である。図１に示す製造装置において、アンコイラ１０に巻かれた多重織織布からなる補強基材１１は、送りローラ１２によってＰＴＦＥ粉末を均一に分散含有した熱硬化性合成樹脂ワニス１３を貯えた容器１４に送られ、容器１４内に設けられた案内ローラ１５及び１６によって容器１４内に貯えられた該熱硬化性合成樹脂ワニス１３内を通過せしめられることにより、補強基材１１の表面に該熱硬化性合成樹脂ワニス１３が塗工される。ついで、該熱硬化性合成樹脂ワニス１３が塗工された補強基材１１は送りローラ１７によって圧縮ロール１８及び１９に送られ、圧縮ロール１８及び１９によって補強基材１１の表面に塗工された該熱硬化性合成樹脂ワニス１３繊維組織隙間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４１３含浸塗布された補強基材１１に対して乾燥炉２０内で溶剤を飛ばすと同時に該樹脂ワニス１３の反応が進められ、これにより成形可能な摺動面材（樹脂加工基材）２１が作製される。
【００３３】
図２は、こうして作製された摺動面材を示す斜視図である。このように形成された摺動面材２１の肉厚は、おおよそ１〜２ｍｍとされる。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、該樹脂ワニスの粘度は、おおむね８００〜５０００ｃＰ、就中１０００〜４０００ｃＰが好ましい。
【００３４】
次に、摺動面材２１を使用した複層摺動部材２２及びその製造方法について説明する。
【００３５】
複層摺動部材２２（図９参照）は、金属製の円筒体からなる円筒状裏金２３と、該円筒状裏金２３の円筒内面２４に一体に接合された摺動面材２１とから形成されており、該摺動面材２１を摺動層とするものである。ここで、円筒状裏金２３としては、ＪＩＳＧ３４４５で規定されている機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１３Ｃ）などが使用されて好適である。
【００３６】
図５は、金属製の円筒体からなる円筒状裏金の斜視図である。前記金属製の円筒体からなる円筒状裏金２３として、機械構造用炭素鋼鋼管を準備し、該円筒状裏金２３の円筒内面２４に接着層２５を形成する。接着層２５としては、エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解し、これを接着剤として該円筒状裏金２３の円筒内面２４に一様に塗布、乾燥して形成される。
【００３７】
図６は、裏金の円筒内面の展開長さ及び裏金の高さに相当する寸法に切断した摺動面材を示す平面図である。前記摺動面材（樹脂加工基材）２１を準備し、該摺動面材２１を前記円筒状裏金２３の円筒内面２４の展開長さに相当する長さｌ１と該裏金２３の高さｈに相当する長さｌ２の寸法に切断すると共に、該摺動面材２１を加熱下において、前記円筒状裏金２３の円筒内周面２４の曲率と合致する曲率を有する円筒状に捲回し、両端に突合せ端部２６及び２６を有する予備円筒摺動面材２７に成形する。
【００３８】
図７は、予備円筒摺動面材を示す斜視図である。該予備円筒摺動面材２７の外周面２８に、エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解して作製した接着剤を塗布し、乾燥して接着層２９を形成する。
【００３９】
図８は、複層摺動部材の製造工程を示す斜視図である。該予備円筒摺動面材２７を前記金属製の円筒体からなる円筒状裏金２３の円筒内面２４に挿入したのち、該予備円筒摺動面材２７の内面３０に、熱膨張係数が大きい金属製パイプ３１を圧入する。金属製パイプ３１としては、黄銅（熱膨張係数２０．５×１０-６／℃）、アルミニウム青銅（熱膨張係数１７×１０-６／℃）、オーステナイト系ステンレス鋼（熱膨張係数１７．３×１０-６／℃）などが挙げられる。
【００４０】
裏金２３の円筒内面２４に挿入された予備円筒摺動面材２７の内面３０に金属製のパイプ３１を圧入した状態で、これらを乾燥炉内において１５０〜２００℃の温度で２０〜４０分間乾燥させた後、冷却する。
【００４１】
この工程において、金属製のパイプ３１は乾燥炉内の温度上昇に伴い径方向外方に熱膨張を来たし、この熱膨張により予備円筒摺動面材２７は裏金２４の円筒内面２４側に強く圧接されることになり、該摺動面材２１からなる摺動層が裏金２３の円筒内面２４に一体に接合された複層摺動部材２２が得られる。この複層摺動部材２２において、予備円筒摺動面材２７に形成された両端の突合せ端部２６及び２６は当接するので、該摺動層に隙間を生じることはない。図９は、完成した複層摺動部材を示す斜視図である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、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。
【００４３】
裏金として、内径５０ｍｍ、外径６２ｍｍ、長さ４８ｍｍの機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１３Ｃ）を準備した。エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解し、これを接着剤として裏金の円筒内面に一様に塗布し、乾燥して該円筒内面に接着層を形成した。
【００４４】
合成繊維としてメタ系アラミド繊維（テイジン社製の「コーネックス（商標）」）の紡績糸とＰＴＦＥ繊維の紡績糸との交撚糸から普通接結三重織織布を作製した。この三重織織布の肉厚は、３．６ｍｍであった。
【００４５】
樹脂固形分６４．５重量％を有するレゾール型フェノール樹脂ワニス１００重量部と平均粒径１〜３０μｍの低分子量ＰＴＦＥ（喜多村社製の「ＫＴＬ‐８Ｎ（商標）」）粉末２０重量部とを混合し、これにメタノール１５重量部を加えて粘度を２７５０〜２８００ｃｐｓに調整した混合液を作製した。この混合液を前記図１に示す製造装置の容器に貯えた。図１に示す製造装置において、アンコイラに巻かれた三重織織布からなる補強基材を、送りローラによっ混合溶液を貯えた容器に送り、容器内に設けられた案内ローラによって容器内に貯えられた該混合液内を通過せしめることにより、補強基材の表面に該混合液を塗工した。ついで、該混合溶液を塗工した補強基材を送りローラによって圧縮ロールに送り、圧縮ロールによって補強基材の表面に塗工した該混合溶液を繊維組織隙間にまで含浸せしめた。そして、混合溶液を含浸塗布した補強基材を乾燥炉内に送り、該補強基材中の溶剤を飛ばすと同時に該混合溶液の反応を進め、補強基材（三重織織布）２５重量％と低分子量ＰＴＦＥ２５重量％と残部レゾール型フェノール樹脂（５０重量％）からなる成形可能な摺動面材（樹脂加工基材）を作製した。
【００４６】
この摺動面材を、前記裏金の円筒内面の展開長さに相当する長さと該裏金の高さに相当する長さの寸法、すなわち展開長さ１５７ｍｍ、高さ４８ｍｍの長方形状の寸法に切断した。ついで、該摺動面材を加熱下において、前記裏金の円筒内面の曲率と合致する曲率を有する円筒状に捲回し、両端に突合せ端部を有する予備円筒摺動面材に成形した。
【００４７】
エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解し、これを接着剤として前記予備円筒摺動面材の円筒外面に一様に塗布し、乾燥して該円筒外面に接着層を形成した。
【００４８】
円筒外面に接着層が形成された予備円筒摺動面材を、前記裏金の円筒内面に挿入したのち、該予備円筒摺動面材の内面に、熱膨張係数が大きい金属製パイプを圧入した。金属製パイプとしては、黄銅（熱膨張係数２０．５×１０-６／℃）を使用した。
【００４９】
裏金の円筒内面に挿入された予備円筒摺動面材の内面に金属製のパイプを圧入した状態で、これらを乾燥炉内において１８０℃の温度で３０分間加圧成形し、冷却した後乾燥炉から取出し、裏金の円筒内面に摺動面材からなる摺動層を具備した複層摺動部材を得た。摺動層の肉厚は、１．６ｍｍであった。
【００５０】
この工程において、金属製のパイプは乾燥炉内の温度上昇に伴い径方向外方に熱膨張を来たし、この熱膨張により予備円筒摺動面材は裏金の円筒内面側に強く圧接されることになり、該摺動面材からなる摺動層が裏金の円筒内面に一体に接合される。
【００５１】
このようにして作製された複層摺動部材は、
荷重（面圧） ４９ＭＰａ（５００ｋｇｆ／ｃｍ２）
すべり速度 ０．５ｍ／ｍｉｎ
揺動角度 ±４５°
相手材 Ｓ４５Ｃ高周波焼入れ
試験サイクル ３万サイクル
潤滑 なし（乾燥潤滑）
の試験条件でのジャーナル揺動試験において、摩擦係数０．０４、摩耗量４０μｍと優れた摩擦摩耗特性を発揮するものであった。
【００５２】
以上のように本発明の摺動面材は、合成繊維の糸とＰＴＦＥ繊維の糸との交撚糸から形成した多重織織布に、ＰＴＦＥ粉末を含有した熱硬化性合成樹脂を含浸してなるものであり、肉厚を厚くできるばかりでなく成形加工性に優れたものであり、この摺動面材を金属製の円筒体からなる裏金の円筒内面に一体に接合した複層摺動部材は、高荷重用途であって乾燥摩擦条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮するものであり、該複層摺動部材の製造方法においては、金属製のパイプの熱膨張を利用することにより該摺動面材の裏金の円筒内面への接合一体化を容易に行うことができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
軸受の部品として利用できる。特に、小ロット生産に適している。さらに言えば、多品種小ロット生産にて軸受を製造するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】摺動面材（樹脂加工基材）の製造装置を示す説明図である。
【図２】摺動面材を示す斜視図である。
【図３】二重織織布の断面図である。
【図４】三重織織布の断面図である。
【図５】金属製の円筒体からなる裏金の斜視図である。
【図６】裏金の円筒内面の展開長さ及び裏金の高さに相当する寸法に切断した摺動面材を示す平面図である。
【図７】予備円筒摺動面材を示す斜視図である。
【図８】複層摺動部材の製造工程を示す斜視図である。
【図９】複層摺動部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ アンコイラ
１１ 補強部材
１２，１７ 送りローラ
１３ 熱硬化性合成樹脂ワニス
１４ 容器
１５，１６ 案内ローラ
１８，１９ 圧縮ロール
２０ 乾燥炉
２１ 摺動面材
２２ 複層摺動部材
２３ 円筒状裏金
２４ 円筒内面
２５，２９ 接着層
２６ 突合せ端部
２７ 予備円筒摺動面材
２８ 外周面
３０ 内面
３１ 金属製のパイプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑り軸受等に用いられる摺動部材及びその部品である摺動面材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低摩擦摺動部を表面層のみに有する軸受などの摺動部材としては、例えば特許文献１及び特許文献２などで提案されている。特許文献１は、積層摺動部材に関するものであり、特許文献２は、ふっ素樹脂繊維と他の繊維との交織布を低摩擦摺動面とする軸受の製造方法に関するものである。特許文献３には、固体潤滑剤粒と熱硬化性樹脂液とを一様に混合してなる混合液をシート状補強基材の一方の面から該基材の繊維組織間隙内に加圧充填する段階と、前記熱硬化性樹脂液と付着性を有する熱硬化性樹脂を前記基材の他方の面に付着する段階とからなる摺動部材の製造方法が開示されている。特許文献４には、（イ）低摩擦係数を有する樹脂加工シート基材を所望の寸法に裁断し、これを成形金型の芯金に捲きつける工程、（ロ）熱硬化性合成樹脂によって樹脂加工されたチップ基材を金型を用いて所望の成形物に近い形状に予備成形する工程、（ハ）樹脂加工シート基材を捲きつけた芯金を有する成形金型に上記予備成形物を装填し、延滞を加温すると同時に押型によって芯金の軸線方向に内容物を押圧して樹脂加工シート基材とチップ基材とを一体に圧縮成形する工程、以上（イ）（ロ）（ハ）の工程からなる内孔面に低摩擦摺動面層を有する合成樹脂摺動部材の製造方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１のように、積層構成の成形物においては、それが平板状あるいは半円筒、半球状のものであれば、表面層に低摩擦を有する樹脂加工シートを配して通常の圧縮成形法により何ら支障なく成形することができる。また、それが円筒状、長尺のパイプ状のものであっても積層管成形法（ロールド成形法）によればその積層物は容易に成形することができる。
【０００４】
【特許文献１】特公昭３９−１４８５２号公報
【特許文献２】特公昭４７−５０８９３号公報
【特許文献３】特開昭５６−１６０４２３号公報
【特許文献４】特開昭５７−１００１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、表面層の樹脂加工シートの基体部が、特許文献１のように積層構成であると、軸受などの摺動部材としたときの耐荷重性に劣り、自ら摺動部材としての使用範囲が限定されるという問題がある。そこで、表面層の樹脂加工シートの基体部を金属製の円筒体、例えば鋼管とした場合は、積層管成形法は当然のことながら採用できない。特許文献２は、このような円筒内面に配される低摩擦摺動面層のシワやずれを防止すべく案出された製造方法であるが、ここに開示された技術は、圧縮成形法を排除し、射出成形、移送成形（基体部が金属の場合はダイキャスト法など）を採用するものであるが、製造方法が煩雑であるという問題があるばかりでなく、表面層の肉厚を薄肉とする必要があるなど、摺動部材としての使用範囲が限定されるという問題もある。
【０００６】
本発明者らは、上記諸点に鑑み、裏金としての金属製の円筒体の円筒内面に一体に接合されて摺動層を形成する摺動面材について鋭意検討を重ねた結果、合成繊維の糸と四ふっ化エチレン樹脂繊維の糸との交撚糸から形成した多重織織布に、四ふっ化エチレン樹脂を含有した熱硬化性合成樹脂を含浸した摺動面材は、その肉厚を厚くできるばかりでなく成形加工性に優れており、この摺動面材を裏金としての金属製の円筒体の円筒内面に一体に接合した複層摺動部材は、高荷重用途であって乾燥摩擦条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮するとの知見を得た。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、その目的とするところは、滑り軸受等の摺動部材に用いられる摺動面材及び該摺動面材を使用した複層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】
【０００８】
本発明の摺動面材は、合成繊維の紡績糸と四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」という）繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布と、該多重織織布に含浸されたＰＴＦＥを含有した熱硬化性合成樹脂とからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の摺動面材によれば、表面にはＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸又は紡績糸が露出していると共にＰＴＦＥ粒子が多重織織布の組織間隙に分散されているので低摩擦性が発揮され、該摺動面材を備えた摺動部材は、乾燥摩擦条件下での使用を可能とする。
【００１０】
また、本発明の摺動面材は、該多重織織布２５〜５０重量％とＰＴＦＥ２５〜３５重量％と熱硬化性合成樹脂２５〜５０重量％からなっている。
【００１１】
本発明の摺動面材において、合成繊維はポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及びアラミド繊維の少なくとも一つから選択されることが好ましく、該合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸を使用して形成される多重織織布としては、経二重織、緯二重織、経緯二重織及び三重織の各組織から選ばれた織布であることが好ましい。 また、前記熱硬化性合成樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂から選択された合成樹脂であることが望ましい。
【００１２】
本発明の摺動面材は、金属製の円筒体からなる裏金の円筒内面に一体に接合されることにより、該摺動面材を摺動層とした複層摺動部材とすることができる。
【００１３】
金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に摺動面材を一体に接合した複層摺動部材の製造方法は、（ａ）ＰＴＦＥ粉末を含有した熱硬化性合成樹脂ワニスを、合成繊維の紡績糸を含む織布に含浸塗布する含浸塗布工程と、（ｂ）該含浸塗布工程にて、得られた織布を乾燥してＰＴＦＥ２５〜３５重量％と熱硬化性合成樹脂２５〜５０重量％と織布２５〜５０重量％からなる摺動面材を作製する摺動面材作製工程と、（ｃ）該摺動面材作製工程にて得られた摺動面材を、前記円筒状裏金の円筒内面の展開長さ及び前記円筒状裏金の高さに相当する寸法に切断すると共にこれを複数枚重ね合わせて積層する切断積層工程と、（ｄ）該切断積層工程にて得られた複数枚積層された摺動面材を、積層方向に加熱、加圧成形して積層摺動面材を作製する積層摺動面材作製工程と、（ｅ）該積層摺動面材作製工程にて得られた積層摺動面材に加熱下において曲げ加工を施し、該積層摺動面材を前記円筒状裏金の円筒内面の曲率に合致する曲率を有すると共に、両端に突合せ端部を有する予備円筒積層摺動面材に成形する予備円筒積層摺動面材成形工程と、（ｆ）該予備円筒積層摺動面材成形工程にて得られた予備円筒積層摺動面材の円筒外面に接着層を形成するとともに、前記金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に接着層を形成する接着層形成工程と、（ｇ）該接着層形成工程にて得られた予備円筒積層摺動面材を接着剤が塗布された円筒外面を前記円筒状裏金の円筒内面に形成された接着層と接触させて該円筒状裏金の円筒内面に挿入する挿入工程と、（ｈ）該円筒状裏金の円筒内面に挿入された予備円筒積層摺動面材の内面に、熱膨張係数が大きい金属製パイプを圧入する金属製パイプ圧入工程と、（ｉ）該金属製パイプ圧入工程にて得られた円筒状裏金、予備円筒積層摺動面材及び金属性パイプを乾燥炉内において１５０〜２００℃の温度で２０〜４０分間乾燥させる乾燥工程と、（ｊ）該乾燥工程にて得られた円筒状裏金、予備円筒積層摺動面材及び金属製パイプを冷却し、金属性パイプを収縮によりはずす冷却工程と、からなり、乾燥炉内において金属製パイプの径方向外方への熱膨張により予備円筒積層摺動面材を円筒状裏金の円筒内面側に圧接し、摺動面材からなる摺動層を該裏金の円筒内面に一体に接合するものである。前記円筒状裏金は、鋼管からなることが望ましい。前記摺動層の肉厚が少なくとも１ｍｍであることが望ましい。
【００１４】
この製造方法によれば、金属製の円筒体からなる裏金の円筒内面に挿入された円筒状の摺動面材の内面に、熱膨張係数が大きい金属製パイプを圧入し、これらを乾燥炉内において１５０〜２００℃の温度で２０〜４０分間乾燥させた後、冷却する工程において、金属製パイプに生じた径方向外方への熱膨張によリ、該摺動面材には、裏金の円筒内面側に高い圧力が持続的に作用し、該摺動面材は裏金の円筒内面に圧接されるものであり、これにより摺動面材は該裏金の円筒内面に強固に接合一体化される。そして、この製造方法においては、何ら大型の設備を必要としないため、その製造コストを著しく減少させることができるばかりでなく、裏金の円筒内面に一体に接合された摺動面材の表面を何ら機械加工等を必要とすることなく寸法精度を確保し得るため、製品コストをも低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、合成繊維の糸とＰＴＦＥ繊維の糸との交撚糸から形成した多重織織布に、ＰＴＦＥを含有した熱硬化性合成樹脂を含浸してなるものであり、肉厚を厚くできるばかりでなく成形加工性に優れた摺動面材と、該摺動面材を裏金としての金属製の円筒体の円筒内面に一体に接合することにより高荷重用途であって乾燥摩擦条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮する複層摺動部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の摺動面材及び該摺動面材を使用した摺動部材（複層摺動部材）について詳細に説明する。
【００１７】
本発明の摺動面材は、合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布に、ＰＴＦＥを含有した熱硬化性合成樹脂を含浸してなるものである。
【００１８】
本発明において、合成繊維としては、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）及びアラミド繊維の少なくとも一つから選択されることが好ましい。ポリエステル繊維は、一般にジカルボン酸成分とジオール成分より重縮合されて得られるポリエステル繊維である。ポリエステルのカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸等、ポリエステルのジオール成分としては、エチレングリコール、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ビフェニル等があげられる。又、両成分を兼ねるものとしては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、２−オキシ−６−ナフトエ酸等が挙げられる。
【００１９】
ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）は、ポリ酢酸ビニルをアルカリでケン化してポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とし、その水溶液を湿式又は乾式紡糸をして繊維にしたものである。
【００２０】
アラミド繊維は、その分子骨格によりパラ型とメタ型に大別される。メタ系アラミド繊維は、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）とイソフタル酸ジクロライド（ＩＰＣ）を原料として、縮重合したポリメタフェニレンイソフタルアミド（ＭＰＩＡ）を繊維化したものである。そして、メタ系アラミド繊維の具体例としては、テイジン社製の「コーネックス（商標）」が挙げられる。
【００２１】
パラ系アラミド繊維は、通常アミド結合を少なくとも一個有する繊維であって、少なくとも一個のベンゼン環がパラ位で結合している繊維である。例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、ポリパラフェニレンジフェニルエーテルテレフタルアミド繊維又はコポリパラフェニレン−３，４'−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維等が挙げられる。そして、パラ系アラミド繊維の具体例としては、米国デュポン、東レ・デュポン社製の「ケブラー（商標）」、テイジン・トワロン社製の「トワロン（商標）」、テイジン社製の「テクノーラ（商標）」が挙げられる。
【００２２】
上記した合成繊維の紡糸の形態は、後述する熱硬化性合成樹脂を含浸保持するという観点から紡績糸であることが好ましい。
【００２３】
ＰＴＦＥ繊維は、フィラメント糸、マルチフィラメント糸及び紡績糸のいずれも使用できる。
【００２４】
上記合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維のフィラメント糸、マルチフィラメント糸及び紡績糸のいずれかとの交撚糸から多重織織布が形成される。多重織織布としては、経二重織、緯二重織及び三重織の各組織から選ばれた織布が使用されて好適であり、その肉厚はおおよそ２〜４ｍｍとされる。図３は、合成繊維の紡績糸とＰＴＦＥ繊維の紡績糸との交撚糸から形成された接結二重織織布の断面図であり、図４は、前記図３に示す接結二重織織布に、さらに中間層を備えた普通接結三重織織布の断面図を示すものである。図中、符号１ａ、１ｂは、交撚糸からなる緯（よこ）糸、２ａ、２ｂは、交撚糸からなる経（たて）糸、３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂは、交撚糸からなる緯糸、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂは、交撚糸からなる経糸である。そして、摺動面材中に含まれる多重織織布の量は、２５〜５０重量％が適当である。多重織織布の量が２５重量％未満では、充分な摩擦摩耗特性が発揮されず、また５０重量％を超えると後述する熱硬化性合成樹脂の量が少なくなり、成形性を著しく阻害する虞がある。
【００２５】
本発明において使用される熱硬化性合成樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂などが好適であり、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など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、摺動面材中に含まれる熱硬化性合成樹脂の量は、３０〜５０重量％が適当である。熱硬化性合成樹脂の量が３０重量％未満では、摺動面材の成形加工性に支障をきたし、また５０重量％を超えると摺動面材の機械的強度を低下させる。
【００２６】
上記熱硬化性合成樹脂に含有されるＰＴＦＥは、成形用のモールディングパウダー（以下「高分子量ＰＴＦＥ」と略称する。）と、放射線照射などにより高分子量ＰＴＦＥに比べて分子量を低下させた、粉砕し易くまた分散性がよい、主に添加材料として使用されるＰＴＦＥ（以下「低分子量ＰＴＦＥ」と略称する。）が使用できる。
【００２７】
高分子量ＰＴＦＥの具体例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７Ｊ」、「テフロン（登録商標）７Ａ-Ｊ」、「テフロン（登録商標）７０-Ｊ」等、ダイキン工業社製の「ポリフロンＭ‐１２（商標）」等、旭硝子社製の「フルオンＧ１６３（商標）」、「フルオンＧ１９０（商標）」等が挙げられる。
【００２８】
また、低分子量ＰＴＦＥの具体例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「ＴＬＰ-１０Ｆ（商標）」等、ダイキン工業社製の「ルブロンＬ‐５（商標）」等、旭硝子社製の「フルオンＬ１５０Ｊ（商標）」、「フルオンＬ１６９Ｊ（商標）」等、喜多村社製の「ＫＴＬ‐８Ｎ（商標）」等が挙げられる。
【００２９】
本発明においては、上記高分子量ＰＴＦＥ及び低分子量ＰＴＦＥのいずれも使用することができるが、上記熱硬化性合成樹脂と混合するにあたって、均一に分散しボイドを生成しにくくするためには低分子量ＰＴＦＥの粉末が好ましい。また、ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、均一に分散し、ボイドの生成を防ぐという観点から１〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍである。
【００３０】
そして、摺動面材中に含まれるＰＴＦＥの量は、１０〜３０重量％が適当である。ＰＴＦＥの量が１０重量％未満では、摩擦摩耗特性の向上に効果が得られず、また３０重量％を超えると成形の際に樹脂の粘度が増大し、ボイドを生成する虞があるのと、上記熱硬化性合成樹脂の接着性を低下させ、複層摺動部材としての強度低下を来たす虞がある。
【００３１】
次に、上記した摺動面材及び該摺動面材を使用した複層摺動部材について、図に示す好ましい例に基づいて説明する。
【００３２】
摺動面材は、次のようにして作製される。図１は、摺動面材（樹脂加工基材）の製造装置を示す説明図である。図１に示す製造装置において、アンコイラ１０に巻かれた多重織織布からなる補強基材１１は、送りローラ１２によってＰＴＦＥ粉末を均一に分散含有した熱硬化性合成樹脂ワニス１３を貯えた容器１４に送られ、容器１４内に設けられた案内ローラ１５及び１６によって容器１４内に貯えられた該熱硬化性合成樹脂ワニス１３内を通過せしめられることにより、補強基材１１の表面に該熱硬化性合成樹脂ワニス１３が塗工される。ついで、該熱硬化性合成樹脂ワニス１３が塗工された補強基材１１は送りローラ１７によって圧縮ロール１８及び１９に送られ、圧縮ロール１８及び１９によって補強基材１１の表面に塗工された該熱硬化性合成樹脂ワニス１３繊維組織隙間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４１３含浸塗布された補強基材１１に対して乾燥炉２０内で溶剤を飛ばすと同時に該樹脂ワニス１３の反応が進められ、これにより成形可能な摺動面材（樹脂加工基材）２１が作製される。
【００３３】
図２は、こうして作製された摺動面材を示す斜視図である。このように形成された摺動面材２１の肉厚は、おおよそ１〜２ｍｍとされる。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、該樹脂ワニスの粘度は、おおむね８００〜５０００ｃＰ、就中１０００〜４０００ｃＰが好ましい。
【００３４】
次に、摺動面材２１を使用した複層摺動部材２２及びその製造方法について説明する。
【００３５】
複層摺動部材２２（図９参照）は、金属製の円筒体からなる円筒状裏金２３と、該円筒状裏金２３の円筒内面２４に一体に接合された摺動面材２１とから形成されており、該摺動面材２１を摺動層とするものである。ここで、円筒状裏金２３としては、ＪＩＳＧ３４４５で規定されている機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１３Ｃ）などが使用されて好適である。
【００３６】
図５は、金属製の円筒体からなる円筒状裏金の斜視図である。前記金属製の円筒体からなる円筒状裏金２３として、機械構造用炭素鋼鋼管を準備し、該円筒状裏金２３の円筒内面２４に接着層２５を形成する。接着層２５としては、エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解し、これを接着剤として該円筒状裏金２３の円筒内面２４に一様に塗布、乾燥して形成される。
【００３７】
図６は、裏金の円筒内面の展開長さ及び裏金の高さに相当する寸法に切断した摺動面材を示す平面図である。前記摺動面材（樹脂加工基材）２１を準備し、該摺動面材２１を前記円筒状裏金２３の円筒内面２４の展開長さに相当する長さｌ１と該裏金２３の高さｈに相当する長さｌ２の寸法に切断すると共に、該摺動面材２１を加熱下において、前記円筒状裏金２３の円筒内周面２４の曲率と合致する曲率を有する円筒状に捲回し、両端に突合せ端部２６及び２６を有する予備円筒摺動面材２７に成形する。
【００３８】
図７は、予備円筒摺動面材を示す斜視図である。該予備円筒摺動面材２７の外周面２８に、エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解して作製した接着剤を塗布し、乾燥して接着層２９を形成する。
【００３９】
図８は、複層摺動部材の製造工程を示す斜視図である。該予備円筒摺動面材２７を前記金属製の円筒体からなる円筒状裏金２３の円筒内面２４に挿入したのち、該予備円筒摺動面材２７の内面３０に、熱膨張係数が大きい金属製パイプ３１を圧入する。金属製パイプ３１としては、黄銅（熱膨張係数２０．５×１０-６／℃）、アルミニウム青銅（熱膨張係数１７×１０-６／℃）、オーステナイト系ステンレス鋼（熱膨張係数１７．３×１０-６／℃）などが挙げられる。
【００４０】
裏金２３の円筒内面２４に挿入された予備円筒摺動面材２７の内面３０に金属製のパイプ３１を圧入した状態で、これらを乾燥炉内において１５０〜２００℃の温度で２０〜４０分間乾燥させた後、冷却する。
【００４１】
この工程において、金属製のパイプ３１は乾燥炉内の温度上昇に伴い径方向外方に熱膨張を来たし、この熱膨張により予備円筒摺動面材２７は裏金２４の円筒内面２４側に強く圧接されることになり、該摺動面材２１からなる摺動層が裏金２３の円筒内面２４に一体に接合された複層摺動部材２２が得られる。この複層摺動部材２２において、予備円筒摺動面材２７に形成された両端の突合せ端部２６及び２６は当接するので、該摺動層に隙間を生じることはない。図９は、完成した複層摺動部材を示す斜視図である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、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。
【００４３】
裏金として、内径５０ｍｍ、外径６２ｍｍ、長さ４８ｍｍの機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１３Ｃ）を準備した。エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解し、これを接着剤として裏金の円筒内面に一様に塗布し、乾燥して該円筒内面に接着層を形成した。
【００４４】
合成繊維としてメタ系アラミド繊維（テイジン社製の「コーネックス（商標）」）の紡績糸とＰＴＦＥ繊維の紡績糸との交撚糸から普通接結三重織織布を作製した。この三重織織布の肉厚は、３．６ｍｍであった。
【００４５】
樹脂固形分６４．５重量％を有するレゾール型フェノール樹脂ワニス１００重量部と平均粒径１〜３０μｍの低分子量ＰＴＦＥ（喜多村社製の「ＫＴＬ‐８Ｎ（商標）」）粉末２０重量部とを混合し、これにメタノール１５重量部を加えて粘度を２７５０〜２８００ｃｐｓに調整した混合液を作製した。この混合液を前記図１に示す製造装置の容器に貯えた。図１に示す製造装置において、アンコイラに巻かれた三重織織布からなる補強基材を、送りローラによっ混合溶液を貯えた容器に送り、容器内に設けられた案内ローラによって容器内に貯えられた該混合液内を通過せしめることにより、補強基材の表面に該混合液を塗工した。ついで、該混合溶液を塗工した補強基材を送りローラによって圧縮ロールに送り、圧縮ロールによって補強基材の表面に塗工した該混合溶液を繊維組織隙間にまで含浸せしめた。そして、混合溶液を含浸塗布した補強基材を乾燥炉内に送り、該補強基材中の溶剤を飛ばすと同時に該混合溶液の反応を進め、補強基材（三重織織布）２５重量％と低分子量ＰＴＦＥ２５重量％と残部レゾール型フェノール樹脂（５０重量％）からなる成形可能な摺動面材（樹脂加工基材）を作製した。
【００４６】
この摺動面材を、前記裏金の円筒内面の展開長さに相当する長さと該裏金の高さに相当する長さの寸法、すなわち展開長さ１５７ｍｍ、高さ４８ｍｍの長方形状の寸法に切断した。ついで、該摺動面材を加熱下において、前記裏金の円筒内面の曲率と合致する曲率を有する円筒状に捲回し、両端に突合せ端部を有する予備円筒摺動面材に成形した。
【００４７】
エポキシ樹脂を溶剤としてのアセトンに溶解し、これを接着剤として前記予備円筒摺動面材の円筒外面に一様に塗布し、乾燥して該円筒外面に接着層を形成した。
【００４８】
円筒外面に接着層が形成された予備円筒摺動面材を、前記裏金の円筒内面に挿入したのち、該予備円筒摺動面材の内面に、熱膨張係数が大きい金属製パイプを圧入した。金属製パイプとしては、黄銅（熱膨張係数２０．５×１０-６／℃）を使用した。
【００４９】
裏金の円筒内面に挿入された予備円筒摺動面材の内面に金属製のパイプを圧入した状態で、これらを乾燥炉内において１８０℃の温度で３０分間加圧成形し、冷却した後乾燥炉から取出し、裏金の円筒内面に摺動面材からなる摺動層を具備した複層摺動部材を得た。摺動層の肉厚は、１．６ｍｍであった。
【００５０】
この工程において、金属製のパイプは乾燥炉内の温度上昇に伴い径方向外方に熱膨張を来たし、この熱膨張により予備円筒摺動面材は裏金の円筒内面側に強く圧接されることになり、該摺動面材からなる摺動層が裏金の円筒内面に一体に接合される。
【００５１】
このようにして作製された複層摺動部材は、
荷重（面圧） ４９ＭＰａ（５００ｋｇｆ／ｃｍ２）
すべり速度 ０．５ｍ／ｍｉｎ
揺動角度 ±４５°
相手材 Ｓ４５Ｃ高周波焼入れ
試験サイクル ３万サイクル
潤滑 なし（乾燥潤滑）
の試験条件でのジャーナル揺動試験において、摩擦係数０．０４、摩耗量４０μｍと優れた摩擦摩耗特性を発揮するものであった。
【００５２】
以上のように本発明の摺動面材は、合成繊維の糸とＰＴＦＥ繊維の糸との交撚糸から形成した多重織織布に、ＰＴＦＥ粉末を含有した熱硬化性合成樹脂を含浸してなるものであり、肉厚を厚くできるばかりでなく成形加工性に優れたものであり、この摺動面材を金属製の円筒体からなる裏金の円筒内面に一体に接合した複層摺動部材は、高荷重用途であって乾燥摩擦条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮するものであり、該複層摺動部材の製造方法においては、金属製のパイプの熱膨張を利用することにより該摺動面材の裏金の円筒内面への接合一体化を容易に行うことができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
軸受の部品として利用できる。特に、小ロット生産に適している。さらに言えば、多品種小ロット生産にて軸受を製造するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】摺動面材（樹脂加工基材）の製造装置を示す説明図である。
【図２】摺動面材を示す斜視図である。
【図３】二重織織布の断面図である。
【図４】三重織織布の断面図である。
【図５】金属製の円筒体からなる裏金の斜視図である。
【図６】裏金の円筒内面の展開長さ及び裏金の高さに相当する寸法に切断した摺動面材を示す平面図である。
【図７】予備円筒摺動面材を示す斜視図である。
【図８】複層摺動部材の製造工程を示す斜視図である。
【図９】複層摺動部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ アンコイラ
１１ 補強部材
１２，１７ 送りローラ
１３ 熱硬化性合成樹脂ワニス
１４ 容器
１５，１６ 案内ローラ
１８，１９ 圧縮ロール
２０ 乾燥炉
２１ 摺動面材
２２ 複層摺動部材
２３ 円筒状裏金
２４ 円筒内面
２５，２９ 接着層
２６ 突合せ端部
２７ 予備円筒摺動面材
２８ 外周面
３０ 内面
３１ 金属製のパイプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維の紡績糸と四ふっ化エチレン樹脂繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布と、該多重織織布に含浸された四ふっ化エチレン樹脂を含有した熱硬化性合成樹脂とからなる摺動面材。
【請求項２】
請求項１に記載した摺動面材であって、該摺動面材は、多重織織布２５〜５０重量％と、四ふっ化エチレン樹脂２５〜３５重量％と、熱硬化性合成樹脂２５〜５０重量％とからなることを特徴とする摺動面材。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一項に記載した摺動面材であって、前記合成繊維は、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及びアラミド繊維から選択された合成繊維であることを特徴とする摺動面材。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか一項に記載した摺動面材であって、前記多重織織布は、経二重織、緯二重織、経緯二重織及び三重織の各組織から選択された織布であることを特徴とする摺動面材。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載した摺動面材であって、前記熱硬化性合成樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂から選択された合成樹脂である請求項１から４のいずれか一項に記載の摺動面材。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の摺動面材を用いてなる摺動部材であって、前記摺動面材を、金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に一体に接合し、該摺動面材を摺動層としたことを特徴とする摺動部材。
【請求項７】
請求項６に記載の摺動部材であって、前記円筒状裏金は、鋼管からなることを特徴とする摺動部材。
【請求項８】
請求項６又は７のいずれか一項に記載の摺動部材であって、前記摺動層の肉厚が少なくとも１ｍｍである摺動部材。
【請求項１】
合成繊維の紡績糸と四ふっ化エチレン樹脂繊維のフィラメント糸又は紡績糸との交撚糸から形成された多重織織布と、該多重織織布に含浸された四ふっ化エチレン樹脂を含有した熱硬化性合成樹脂とからなる摺動面材。
【請求項２】
請求項１に記載した摺動面材であって、該摺動面材は、多重織織布２５〜５０重量％と、四ふっ化エチレン樹脂２５〜３５重量％と、熱硬化性合成樹脂２５〜５０重量％とからなることを特徴とする摺動面材。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一項に記載した摺動面材であって、前記合成繊維は、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及びアラミド繊維から選択された合成繊維であることを特徴とする摺動面材。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか一項に記載した摺動面材であって、前記多重織織布は、経二重織、緯二重織、経緯二重織及び三重織の各組織から選択された織布であることを特徴とする摺動面材。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載した摺動面材であって、前記熱硬化性合成樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂から選択された合成樹脂である請求項１から４のいずれか一項に記載の摺動面材。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の摺動面材を用いてなる摺動部材であって、前記摺動面材を、金属製の円筒体からなる円筒状裏金の円筒内面に一体に接合し、該摺動面材を摺動層としたことを特徴とする摺動部材。
【請求項７】
請求項６に記載の摺動部材であって、前記円筒状裏金は、鋼管からなることを特徴とする摺動部材。
【請求項８】
請求項６又は７のいずれか一項に記載の摺動部材であって、前記摺動層の肉厚が少なくとも１ｍｍである摺動部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１０３１９３（Ｐ２００９−１０３１９３Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７４６７４（Ｐ２００７−２７４６７４）
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【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２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【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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