JPS6358288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、四ふつ化エチレン樹脂（PTFE）薄
板からなる摺動面層とワイヤーメツシユからなる
中間層と樹脂布による多重巻回層で形成された補
強層とからなる軸受ならびにその製造方法に関す
るものである。

従来、内側摺動面層がPTFEからなり、外側補
強層が他の合成樹脂からなる巻きブツシユ軸受の
製造方法としては、特公昭47−50893号、特公昭
56−8045号、そして特開昭54−3892号などがある
が、これらはいずれも摺動面を形成するPTFE層
が、PTFE繊維と他の繊維と交織布からなるもの
であるため、寸法精度上の問題を生じたり、ある
いは拡径の必要を生じた場合、この内側摺動面層
を切削加工によつて修正できないという問題があ
つた。

すなわち、摺動面を形成する交織布が刃物によ
つて切断除去される結果、軸受性能を著しく低減
させることになるからである。

さらにPTFE交織布を内張りしたものは、補強
層との接合に使用した接着剤が、成形時に織布表
面（摺動面）に浸み出して該表面を覆う傾向があ
り、PTFEが本来具有している低摩擦特性を損う
という問題がある。

このような状態のものを、とくに重負荷条件で
使用すると、摩擦トルクが大きいため往々にして
内張り層の剥離を来たすという問題をも惹起す
る。

したがつて、この種の軸受においては、芯金の
寸法精度は当然として、使用する樹脂および基材
の種類、樹脂布やプライマー処理面の乾燥（硬
化）度合のほか、成形条件、キユアリング条件な
どを厳しく管理しないと満足のゆく製品が得られ
ない。

もし内側摺動面層の切削加工が可能であり、ま
た接着剤の浸み出しを懸念しなくてよいとすれ
ば、工程が一工程増えたり、切削屑の発生という
多少のデメリツトがあつたとしても、上述したよ
うな厳しい管理による問題解決の困難さに比較し
て、生産実務上のメリツトはむしろ大きいという
ことができる。

本発明者らは、このような観点に立つて上述の
問題を解決せんとして鋭意研究し、本発明をなす
に至つたものである。

すなわち、摺動面層として片面に脱ふつ素処理
を施した充填もしくは無充填PTFEの薄板を使用
することによつて、上述した切削加工の問題、接
着剤の浸み出しの問題を解決した。

このPTFE薄板と樹脂布からなる多重巻回補強
層との接合強度を高めるため、両者の間に中間層
としてワイヤーメツシユを配し、このワイヤーメ
ツシユの目に両者が喰い込むことによる機械的な
係合と、PTFEの脱ふつ素処理面と樹脂布とがワ
イヤーメツシユの目を通して行なわれる接着とを
併せ行なわせることにより、所望の軸受製品を得
た。

そして、本発明では、この機械的係合と接着と
をロールド成形の技法を採用して効果的に行なわ
せることを製法上の特徴とするものである。

以下に、本発明について詳述する。

まず、片面を脱ふつ素処理したPTFE薄板を用
意する。このPTFE薄板は、得ようとする軸受の
径によつても異なるが、通常0.3〜５mm程度、就
中0.5〜３mmの厚さのものが使用される。

PTFEは無充填の市販の薄板をそのまま使用す
ることができるが、摺動材料として低摩擦特性を
ほとんど損うことなく耐摩耗性、耐荷重性の向上
を狙いとして、黒鉛や二硫化モリブデンなどの固
体潤滑剤粉末、あるいは金属粉末や無機質の粉末
を混入した充填材入りPTFE薄板の適用をはかる
ことは一層好ましいものである。

PTFE薄板の脱ふつ素処理は、薄板がメーカー
から引渡されるとき、すでに行なわれている場合
はそのまま使用すればよく、そうでない場合は常
法に従つて処理剤（たとえば潤工社製「テトラエ
ツチ」）を用いて処理する。脱ふつ素処理は、補
強層との接着強度を高める目的で行なわれるが、
巻回積層成形に先立つて、該処理面にプライマー
を塗布しておくことは一層好ましい。

プライマーとしては、樹脂布に使用されている
熱硬化性合成樹脂と同種の樹脂からなるワニスが
一般には使用される。ワニスを塗布したのち、溶
剤を飛ばしてから次の工程に移る。

このように前処理を施したPTFE薄板を、処理
面を外側にして芯金に一重に巻き付ける。

芯金への巻き付けは、つぎの２通りの態様を例
示することができる。

すなわち、予め芯金の円周長さに合わせて薄板
の幅を決めておき、これを芯金に巻き付けると、
巻き始めと巻き終り端縁とが少くとも重なり合わ
ないように一重に巻き付けることができる。

他の方法は、一定の幅をもつて条片状に切断し
たPTFE薄板を用意し、これを条片の側縁が少く
とも重なり合わないように芯金の長手方向にスパ
イラル状に巻き付ける方法である。

いずれも芯金に一重巻きした摺動面層が得られ
る。ここで「少くとも重なり合わない」とは、そ
れぞれの巻き付け方法において端縁もしくは側縁
が互に当接することは構わないことを意味する。

この巻き付けに際して、摺動面層薄板を加温し
た状態（おおむね120℃前後）で用いると、柔軟
性を増しているから、巻き付けが容易である。

とくに、プライマー処理を施したものは、塗布
したプライマーを120℃前後の温度で加温乾燥
（溶剤除去）させ、直ちにこれを巻き付けに供す
れば、巻き付けに際して薄板を改めて加温する必
要がない。

つぎに、このPTFE巻回層上にワイヤーメツシ
ユを被嵌させる。

ワイヤーメツシユは、たとえば３〜５mm目程度
に袋編みした金網が用いられる。ステンレス線、
洋白線、リン青銅線などからなる編組金網が好適
で、あまり軟質の金属線からなるものは樹脂への
喰い込みが十分でないので好ましくない。

袋編みした金網は、径方向にある程度拡げるこ
とができ、弾力もあるから、PTFE巻回層の外径
寸法よりやや小さめに袋編みしたワイヤーメツシ
ユを用いると、ぴつたりと適合して被嵌させるこ
とができる。

このワイヤーメツシユは、たとえばシート状の
網をPTFE巻回層の上にスパイラル巻きして被覆
させることもできるが、袋編みした網を拡径して
用いると、網の合わせ目などが無いから、一様に
被嵌させることができ、均質性においてすぐれる
ものである。

このワイヤーメツシユ中間層の上に重ねて、フ
エノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
などの熱硬化性合成樹脂ワニスを塗工して得た樹
脂布を加熱加圧しながら巻き付けて積層補強層を
形成させる。

この積層成形には、後述するロールド成形法が
適用される。

巻き終つたものを芯金とともにロールド成形機
から外し、これを樹脂の硬化温度（おおむね130
〜180℃）に加温された雰囲気中で外部から加圧
することなしに硬化を進める。硬化温度は、比較
的低目に抑え、硬化時間をやや長目にとることが
好ましい。

フエノール樹脂を使用した場合で、135±５℃
の温度で６時間程度を標準とするが、軸受の径が
大きかつたり補強層の肉厚が厚い場合（たとえば
10数ミリメートル）などでは、硬化時間をさらに
長くとることが必要である。

この加温された雰囲気中での処理（キユアリン
グ）工程で、成形物には芯金の熱膨張と成形物の
硬化の進行にともなう収縮とで、径方向の圧縮力
が発生し、密な成形物となる。

このキユアリング工程で発生する径方向の圧縮
力は、樹脂布の積層成形時にロールで加圧される
圧力よりも大きく、加温雰囲気中での保持時間も
成形時の加熱時間に比較して著しく長い。

したがつて、摺動面層を形成するPTFE薄板と
補強層を形成する樹脂布へのワイヤーメツシユの
喰い込みは成形時にも起るが、このキユアリング
工程で完全なものとなる。

また、PTFE処理面と樹脂布との接着がこの時
点で完了する。

所定時間キユアリング後、芯金を抜去すると、
成形物にはなお若干の収縮が起るので、寸法変化
が収まるまで成形物を放置する。

このキユアリング工程と芯金抜去後の放置を経
た成形物は、当初PTFE薄板の巻き始めと巻き終
り端縁部あるいはスパイラル巻きの場合における
側縁部間に僅かな隙間が存在していたとしても、
この隙間はほぼ完全に閉塞する。

このようにして得られた筒管状の積層成形物
（４メートル長さ程度まで可能）は、用途に応じ
て適当な長さに切断し、内外径を軽く切削加工す
ることによつて、内側にPTFE摺動面層を有し外
側に熱硬化性合成樹脂からなる補強層を有し、こ
の両者の中間に両者を強固に結び付けるワイヤー
メツシユ中間層をもつた合成樹脂積層成形物から
なる軸受が得られる。勿論、寸法精度がそれ程要
求されない用途には、PTFE内径面は成形したま
まの面を摺動面とすることもできる。

本発明の樹脂布に使用される布基材は、ポリエ
ステル繊維からなる布（商品名テトロン）、ポリ
エステル繊維と綿繊維からなる混紡または交織布
が好適である。

このほか綿布なども用いられるが、耐熱用途と
してはガラス繊維、石綿繊維、カーボン繊維など
からなる無機質綿布が好ましい。

上述したポリエステルまたはポリエステルを含
む混紡、交織布は、 ○イ 吸湿性が低いので、吸湿による膨潤がほとん
どなく、軸受としての寸法安定性にすぐれるこ
と、 ○ロ キユアリング工程での熱収縮が大きいから、
芯金の熱膨張と相俟つて成形物に発生する圧縮
力が大きく、したがつてワイヤーメツシユ中間
層の樹脂への喰い込みがよく、PTFE摺動面層
と補強層との接合力が大きいばかりでなく、成
形物全体としても密な成形物となること。

○ハ 樹脂布の製造および成形性にすぐれること。

などの利点があり、とくに本発明に使用される
汎用基材として好ましいものである。

第１図は、本発明の積層成形物からなる軸受の
製造に用いられるロールド成形法の原理図を示す
もので、１は芯金、２は加圧ローラー、３，４は
加熱ローラー、そして５は案内ローラーである。

芯金１は、これら３本のローラーに囲まれた位
置にあり、回転駆動力は芯金に与えられ、３本の
ローラーはこれに接触して従動する。

第２図は、芯金に巻き付けられたPTFE薄板と
該薄板上に被覆されたワイヤーメツシユを示す平
面図、第３図は積層成形が進んだ状態を示す横断
面図である。

６はPTFE薄板からなる巻回層（摺動面層）、
７はワイヤーメツシユ、８は積層補強層、そして
９は該補強層の形成に用いられる樹脂布である。

このようにロールド成形されて補強層が所定の
径（肉厚）に達したら、樹脂布を切断して巻き納
め、ついで成形機から成形物を芯金ともども取外
し、これを芯金とともに加熱炉に移してキユアリ
ングを行なう。

第４図は、筒管状の積層成形物を切断して得ら
れた軸受ブツシユの斜視図である。

ロールド成形による成形物は、金型を使用した
圧縮成形による成形物に比較して、積層補強層に
基材層の乱れや樹脂のフローマークが着かないか
ら均質で美麗であること、長尺の筒管状積層成形
物として得られ、これを切断することによつて所
望の長さの軸受とすることができるので製造が容
易であること、高価な金型を使用せず、しかもと
くに外径寸法については巻回重層を加減すること
により大幅な寸法上の自由度を有していることな
どの利点を有している。

そして、このようにして得られた本発明の軸受
は、摺動面に接着剤などの浸み出しがなく、中間
層を有していて摺動面層と補強層との接合が強固
で、とに重負荷条件での使用に耐えること、そし
て積層構造であるから機械的強度にすぐれるなど
多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の積層成形物からなる軸受の
製造に用いられるロールド成形法の原理図であ
る。第２図は、芯金に巻き付けられたPTFE薄板
と該薄板上に被覆されたワイヤーメツシユを示す
平面図、第３図は積層成形が進んだ状態を示す横
断面図、そして第４図は本発明の軸受ブツシユの
斜視図である。 １……芯金、２……加圧ローラー、３，４……
加熱ローラー、５……案内ローラー、６……
PTFE薄板からなる巻回層（摺動面層）、７……
ワイヤーメツシユ、８……積層補強層、９……樹
脂布。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 順次内側から、充填もしくは無充填四ふつ化
   エチレン樹脂薄板からなる摺動面層、ワイヤーメ
   ツシユからなる中間層そして熱硬化性合成樹脂と
   布基材とからなる樹脂布の多重巻回層で形成され
   た補強層とから成つていて、該四ふつ化エチレン
   樹脂と樹脂布はともに中間層のワイヤーメツシユ
   の目を充填して互に密着し、該中間層を介して三
   者が強固に一体化された合成樹脂積層成形物から
   なる軸受。 ２ (イ) 片面に脱ふつ素処理を施した四ふつ化エ
   チレン樹脂からなる薄板を用意し、この処理面
   を外側にして芯金に一重に巻き付けて摺動面層
   を形成すること、 (ロ) 巻き付けた四ふつ化エチレン樹脂薄板上に、
   中間層としてワイヤーメツシユを覆い被せるこ
   と (ハ) 覆い被せたワイヤーメツシユ上に熱硬化性合
   成樹脂と布基材とからなる樹脂布を加熱加圧し
   ながら多重巻回して積層補強層を形成させるこ
   と、 (ニ) これを芯金とともに、加温された雰囲気中で
   外部から加圧することなく熱硬化性合成樹脂の
   硬化を進めること、 (ホ) ついで芯金を抜去し、得られた筒管状積層成
   形物を所定長さに切断すること、 以上の工程を特徴とした合成樹脂積層成形物か
   らなる軸受の製造方法。