JP2002286039A

JP2002286039A - すべりスライド及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002286039A
Application number: JP2001084206A
Authority: JP
Inventors: Mizue Fukushima; 福島　　瑞惠; Masahiro Muramatsu; 正博村松
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】低摩擦で耐摩耗性に優れた高耐久性の自己潤
滑性摺動部材を有するすべりスライド提供すること。【解決手段】すべりスライドの一方が固体潤滑剤とし
てフッ素樹脂を含み、フィラーとして一定粒径以下のマ
イカと二硫化モリブデンのいずれか又は両方を含む常温
硬化型の熱硬化性樹脂からなる摺動用樹脂部材であり、
相手摺動部材が金属摺動部材であるすべりスライド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂摺動部材を有
する自己潤滑性のすべりスライド及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械等に用いられる樹脂摺動部材を
用いるすべりスライドは、一般に対向する二つの基材
（金属、樹脂等）のいずれか一方の表面に樹脂摺動部材
を設け、その両基材を摺動させて精度の高いワーク加工
を行う為の重要な部品であり、樹脂摺動部材は、摺動特
性として、機械的強度、寸法精度、潤滑性等の特性が要
求される。

【０００３】前記樹脂摺動部材を構成するための樹脂材
料には、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド
樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が多く用いられて
おり、これらの樹脂の中でも主剤と硬化剤とからなる二
液性のエポキシ樹脂は組み合わせることにより各種特性
を有する硬化物を得ることが出来る。これらは機械的特
性が優れている、成形収縮率が小さく寸法精度が良い等
の優位性からすべりスライドに応用されていた。

【０００４】また、前記樹脂摺動部材に自己潤滑性を付
与する目的で、前記樹脂摺動材料にグラファイト、二硫
化モリブデン、フッ素樹脂等の固体潤滑剤を添加する場
合がある。

【０００５】更に、前記樹脂摺動部材の耐摩耗性を向上
する目的で、樹脂摺動材料中にガラス粉末、ガラス繊
維、グラファイト粉末、炭素繊維等のフィラー添加物を
賦与して樹脂自体を硬くして耐摩耗性を向上させる方法
もある。

【０００６】これら自己潤滑性のすべりスライドの多く
は、前記熱硬化性樹脂、固体潤滑剤、必要に応じて前記
添加剤を含む樹脂摺動材料を第一の基材表面に成型し、
更に該樹脂摺動材料を硬化させて樹脂摺動部材と、焼き
入れ鋼やステンレスなどの金属、あるいは金属表面にメ
ッキやダイアモンドライクコーティングなどを施した潤
滑性硬質薄膜のすべり面が形成された金属摺動部材を組
み合わせて使用されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すべりスライドの前記
金属摺動部材のすべり面と組み合わせる樹脂摺動部材中
に摩擦係数を低減化する目的で固体潤滑剤が添加される
と、繰り返し摺動による樹脂摺動部材の摩耗量がどうし
ても多くなってしまっていた。その対策として、樹脂摺
動材料中に前記添加物を賦与すると、樹脂自体が硬くな
り耐摩耗性は向上するが、その添加物が原因となり摩擦
係数を上昇させてしまう。この様に、低摩擦性と耐摩耗
性の両方を兼ね備えた樹脂摺動部材を得ることができな
かった。

【０００８】本発明は上記問題を解決し、摩擦係数が低
く、且つ耐摩耗性が高い樹脂摺動部材を用いたすべりス
ライド及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のすべりスライド
は、対向する基材の一方のすべり面が金属材料で構成さ
れた金属摺動部材と、他方のすべり面が樹脂摺動材料に
より構成された樹脂摺動部材を備えたすべりスライドに
於いて、前記樹脂摺動材料は、硬化性樹脂と、固体潤滑
剤としてのフッ素樹脂と、二硫化モリブデンとマイカの
いずれか又は両方のフィラーで構成されており、前記す
べりスライドが自己潤滑性を有し、且つ無潤滑下で使用
する事を特徴とする。

【００１０】本発明のすべりスライドは、対向する基材
の一方のすべり面が金属材料で構成された金属摺動部材
と、他方のすべり面が樹脂摺動材料により構成された樹
脂摺動部材を備え、前記樹脂摺動材料は、硬化性樹脂
と、全体の４０重量％以下の固体潤滑剤としてのフッ素
樹脂と、平均粒径が１０μｍ以下であり、且つ全体の１
０重量％以下の二硫化モリブデンとマイカのいずれか又
は両方のフィラーで構成されている事を特徴とする。

【００１１】本発明のすべりスライドは、前記硬化性樹
脂が、主剤と硬化剤を含む常温硬化型の熱硬化性樹脂で
ある事を特徴とする。

【００１２】本発明のすべりスライドは、前記常温硬化
型の熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である事を特徴とす
る。

【００１３】本発明のすべりスライドは、すべりスライ
ドが自己潤滑性を有し、且つ無潤滑下で使用する事を特
徴とする。

【００１４】本発明のすべりスライドの製造方法は、硬
化性樹脂と、固体潤滑剤であるフッ素樹脂と、二硫化モ
リブデンとマイカのいずれか又は両方のフィラーを含む
未硬化の樹脂摺動材料を第一の基材に塗布する工程と、
該樹脂摺動材料に第二の基材のすべり面の形状を転写す
る工程と、該形状が転写された該樹脂摺動材料を硬化さ
せ樹脂摺動部材とする工程を有する事を特徴とする。

【００１５】固体潤滑剤としてのフッ素樹脂濃度が全体
の４０重量％よりも高い場合は樹脂摺動材料の機械的強
度が低下してしまったり、樹脂摺動材料と基板との密着
性も低くなるので、前記フッ素樹脂濃度を４０重量％以
下とする事が重要である。

【００１６】二硫化モリブデン、マイカのいずれか又は
両方で構成されたフィラーの濃度が全体の１０重量％以
上となる場合は、未硬化の硬化性樹脂の硬度が高くなり
すぎて作業性が低下すると共に、摩擦係数の増加を伴う
ので、前記フィラー濃度は１０重量％以下とすることが
重要である。

【００１７】更に、平均粒径を必要以上に大きな粒径の
フィラーを用いた樹脂摺動部材は、機械的強度の向上が
期待できるが、摩擦係数が悪くなることが予想できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の最適な実施の形態につい
て、図１を用いて説明する。本発明の第一の基材４上に
樹脂摺動部材５を形成するために、まず、第一の基材４
の表面に硬化性樹脂と、固体潤滑剤と、フィラーを含む
未硬化の樹脂摺動材料３を塗布し、第二の基材１の表面
に剥離剤２を薄く塗布した。次に、第一の基材４と第二
の基材１を密着させた状態で前記樹脂摺動材料３を硬化
させ、第二の基材１のすべり面の形状が忠実に転写され
た樹脂摺動部材５を形成した。更に、第一の基材４と第
二の基材１を分離させ、第二の基材１上の剥離剤２を除
去して本発明のすべりスライドを形成した。

【００１９】このように、第二の基材１の表面形状を忠
実に転写する事で、通常は手作業で行っていたキサゲ工
程を簡略化することが可能となる。

【００２０】また、第二の基材１と第一の基材４のすべ
り面との間にスペーサーを設けることで、樹脂摺動部材
５の厚みを任意にコントロールする事が可能となる。

【００２１】前記未硬化の樹脂摺動材料３の主剤（硬化
性樹脂）は液状のものを用い、例えばビスフェノールＡ
系やビスフェノールＦ系のエポキシ樹脂、あるいは多官
能タイプのエポキシ樹脂等を用いることができる。

【００２２】硬化剤としては、常温硬化型の硬化剤であ
るアミン系の硬化剤として、例えば鎖状脂肪族アミンや
環状アミンやポリアミノアミドを用いることができる。
更に、本発明の未硬化の樹脂摺動材料３を硬化させるた
めに、ＤＭＰ−３０等の第三アミンやサリチル酸等の有
機酸やフェノールなどの硬化促進剤や硬化触媒を用いて
も良い。

【００２３】以下に、本発明の樹脂摺動部材５を用いた
すべりスライドのモデルを作製し、種々の評価を行っ
た。

【００２４】（本発明のすべりスライドの評価１）（評価Ａ；すべりスライドの摩擦係数測定）常温硬化型エポキシ樹脂組成主剤；ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂硬化剤；常温硬化型アミン系硬化剤固体潤滑剤；ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）
粉末フィラー；マイカＭＫ−１００（コープケミカル
（株））平均粒径１〜５μｍ

【００２５】ＰＴＦＥ濃度が全体の３０重量％に、マイ
カが全体の１０重量％となるようにＰＴＦＥ粉末とマイ
カと主剤とを混合し、その後硬化剤を添加混合し未硬化
のエポキシ樹脂３を調製した。この未硬化の樹脂摺動材
料３であるエポキシ樹脂の適量をＳ４５Ｃの試験片母材
（第一の基材４）（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ角）上
にとり、予め表面に剥離剤２を塗布したサンプル成型治
具（第二の基材１）（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍ
ｍ平板冶具）に押しあてた。塗布膜厚は６．５ｍｍ厚の
スペーサーを設けることでエポキシ樹脂の膜厚を１．５
ｍｍとなるように制御した。

【００２６】樹脂硬化後、試験片母材（第一の基材４）
上に形成された樹脂摺動部材５をサンプル成型治具（第
二の基材１）より取り外した。

【００２７】続いて、前記樹脂摺動部材５とダイヤモン
ドライクカーボンコートを施したＳ４５Ｃの平板（剥離
剤２を除いた第二の基材１に相当する。）（５０ｍｍ×
５０ｍｍ×５ｍｍ）を摺動させた。その摺動条件は、荷
重９．８Ｎ、速度６ｍ／ｍｉｎ、往復移動距離４０ｍｍ
で２万回繰り返し行なった。このようにして作成した本
発明のすべりスライドの摩擦係数測定を荷重９．８Ｎ，
速度０．１ｍ／ｍｉｎ、移動距離２０ｍｍにて行った結
果を以下に示す。静摩擦係数・・・０．１４動摩擦係数・・・０．０９

【００２８】上記のように本発明の範囲であるエポキシ
樹脂を用いた樹脂摺動部材５と金属表面にコーティング
を施した金属摺動部材からなるすべりスライドはフィラ
ーを添加しているにもかかわらず充分な低摩擦性を有す
ることが判った。

【００２９】（評価Ｂ；樹脂摺動材料の機械的強度の評
価）評価Ａと同組成の未硬化樹脂摺動材料３を調整し、
シリコーン型に流し込み、硬化することにより８０ｍｍ
×４ｍｍ×１０ｍｍの板材を作製した。作製した板材を
用いて、ＪＩＳ−Ｋ７２０３に基づいた方法で曲げ試験
を行うと共に、ロックウェル硬さ試験を行った。曲げ強度・・・４．４ｋｇ／ｍｍ２ロックウェル硬度（１５Ｘスケール）・・・６８．９

【００３０】上記のように本発明の範囲であるエポキシ
樹脂を用いた樹脂摺動部材は充分な低摩擦性と共に高い
機械的強度を有することが判った。

【００３１】（評価Ｃ；すべりスライドの樹脂摺動材料
の摩耗性の評価）評価Ａと同様のすべりスライドの組み
合わせを用い、荷重９．８Ｎ、摺動速度１８ｍ／ｍｉｎ
の条件で２０ｋｍの摺動試験を行い樹脂摺動部材５の比
摩耗量を測定した。その結果を以下に示す。比摩耗量・・・２．１×１０ー⁷（ｍｍ³／Ｎ．ｍ）

【００３２】上記のように本発明の範囲であるエポキシ
樹脂を用いた樹脂摺動部材５は、金属表面にコーティン
グを施した金属摺動部材摺動部との組み合わせからなる
すべりスライドにおいて充分な低摩擦性と耐摩耗性を有
することが判った。

【００３３】（本発明のすべりスライドの評価２）本発
明のすべりスライドの評価１で用いたダイヤモンドライ
クカーボンコートを施したＳ４５Ｃの平板の代わりにニ
ッケルメッキ中に固体潤滑剤としてＰＴＦＥを分散した
複合メッキ処理のＳ４５Ｃの平板を用い、フィラーとし
て二硫化モリブデン（Ｍ−５（株）ニチモリ平均粒
径；０．４５μｍ）用いた以外は、本発明のすべりスラ
イドの評価Ａと同様の条件で未硬化の樹脂摺動材料３を
調整し、評価Ａ、Ｂ、Ｃを行った。結果を以下に示す。

【００３４】（評価Ａ）静摩擦係数・・・０．１１動摩擦係数・・・０．０８（評価Ｂ）曲げ強度・・・４．１ｋｇ／ｍｍ２ロックウェル硬度（１５Ｘスケール）・・・６５．４（評価Ｃ）比摩耗量・・・１．８×１０ー⁷（ｍｍ³／Ｎ．ｍ）

【００３５】上記のように本発明の範囲であるエポキシ
樹脂を用いた樹脂摺動部材５は、金属表面にコーティン
グを施した金属摺動部材との組み合わせからなるすべり
スライドにおいて充分な低摩擦性と耐摩耗性を有するこ
とが判った。

【００３６】（本発明のすべりスライドの評価３）フィ
ラーとして本発明のすべりスライドの評価１で用いたマ
イカと、本発明のすべりスライドの評価２で用いた二硫
化モリブデンの１：１（重量）混合物を用いた以外は、
本発明のすべりスライドの評価２と同様の条件で未硬化
の樹脂摺動材料３を調整し、評価Ａ、Ｂ、Ｃを行った。
結果を以下に示す。

【００３７】（評価Ａ）静摩擦係数・・・０．１２動摩擦係数・・・０．０９（評価Ｂ）曲げ強度・・・４．５ｋｇ／ｍｍ２ロックウェル硬度（１５Ｘスケール）・・・６６．１（評価Ｃ）比摩耗量・・・２．０×１０ー⁷（ｍｍ³／Ｎ．ｍ）

【００３８】上記のように本発明の範囲であるエポキシ
樹脂を用いた樹脂摺動部材５は、金属表面にコーティン
グを施した金属摺動部材との組み合わせからなるすべり
スライドにおいて充分な低摩擦性と耐摩耗性を有するこ
とが判った。

【００３９】（比較例１）フィラーを添加しない以外は
本発明のすべりスライドの評価１と同様の条件で未硬化
の樹脂摺動材料３を調整し、評価Ａ、Ｂ、Ｃを行った。
結果を以下に示す。

【００４０】（評価Ａ）静摩擦係数・・・０．１０動摩擦係数・・・０．０７（評価Ｂ）曲げ強度・・・４．５ｋｇ／ｍｍ² ロックウェル硬度（１５Ｘスケール）・・・３５．３（評価Ｃ）比摩耗量・・・８．０×１０ー⁷（ｍｍ³／Ｎ．ｍ）

【００４１】上記のようにフィラーを添加していない脂
摺動材料は、摩擦係数は低く、曲げ強度も高いものの、
硬度が低く、耐摩耗性も低いことから、フィラー添加は
自己潤滑性のすべりスライドとするためには必須である
ことが判った。

【００４２】（比較例２）フィラーとして平均粒径３μ
ｍのグラファイト（ＪＣＰＢ日本黒鉛工業）を用いた
以外は本発明のすべりスライドの評価１と同様の条件で
未硬化の樹脂摺動材料３を調整し、評価Ａを行った。結
果を以下に示す。

【００４３】（評価Ａ）静摩擦係数・・・０．３５動摩擦係数・・・０．２６

【００４４】上記のようにフィラーとして本発明のマイ
カまたは二硫化モリブデンではなく、グラファイトを用
いた樹脂摺動部材５は、粒径が１０μｍ以下であって
も、摩擦係数が非常に高く、摺動部材として用いること
はできないことが判った。（比較例３）フィラーとして平均粒径２２〜２６μｍの
マイカ（ＡＢ３２山口雲母工業所）を用いた以外は本
発明のすべりスライドの評価１と同様の条件で未硬化の
樹脂摺動材料３を調整し、評価Ａ、Ｂ、Ｃを行った。結
果を以下に示す。

【００４５】（評価Ａ）静摩擦係数・・・０．３０動摩擦係数・・・０．２１（評価Ｂ）曲げ強度・・・５．２ロックウェル硬度（１５Ｘスケール）・・・７６．１（評価Ｃ）比摩耗量・・・３１×１０ー⁷（ｍｍ³／Ｎ．ｍ）

【００４６】上記のように本発明の範囲よりも粒径の大
きいマイカをフィラーとして用いた樹脂摺動部材５は、
予想通り、機械的強度は大幅に向上するものの、摩擦係
数が高く、それに伴い耐摩耗性も低いことが判った。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の自己潤滑性
の摺動樹脂部材を用いることで低摩擦で、且つ耐摩耗性
に優れた高耐久性のすべりスライドを得ることができ
た。また、低摩擦性、耐摩耗性と共に、本発明のすべり
スライドは、機械的強度に優れていることが判った。

【００４８】なお、本発明を説明するために用いた図１
においては、両基材が平面状として示してあるが、当然
の如く凹凸を有するもの、あるいは両基材を嵌合させて
摺動するものであっても良く、特に基材の表面形状が複
雑で従来の方法では成型が困難な場合の製造が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の最適な実施の形態のすべりスライドの
製造方法を示す図である。

【符号の説明】

１第二の基材２剥離剤３未硬化の硬化樹脂材料４第一の基材５樹脂摺動部材６移着膜１０未硬化エポキシ樹脂１１硬化エポキシ樹脂

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 // Ｂ２３Ｑ 1/42 Ｂ２３Ｑ 1/26 ＺＦターム(参考） 3C048 BB10 CC01 3J011 QA01 QA05 QA17 SC01 SC04 SE06 4J002 BD152 CD051 CD071 DG026 DJ056 FA086 FD172 FD176 GM00 GM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する基材の一方のすべり面が金属材
料で構成された金属摺動部材と、他方のすべり面が樹脂
摺動材料により構成された樹脂摺動部材を備えたすべり
スライドに於いて、前記樹脂摺動材料は、硬化性樹脂
と、固体潤滑剤としてのフッ素樹脂と、二硫化モリブデ
ンとマイカのいずれか又は両方のフィラーで構成されて
おり、前記すべりスライドが自己潤滑性を有し、且つ無
潤滑下で使用する事を特徴とするすべりスライド。
【請求項２】対向する基材の一方のすべり面が金属材
料で構成された金属摺動部材と、他方のすべり面が樹脂
摺動材料により構成された樹脂摺動部材を備え、前記樹
脂摺動材料は、硬化性樹脂と、全体の４０重量％以下の
固体潤滑剤としてのフッ素樹脂と、平均粒径が１０μｍ
以下であり、且つ全体の１０重量％以下の二硫化モリブ
デンとマイカのいずれか又は両方のフィラーで構成され
ている事を特徴とするすべりスライド。
【請求項３】前記硬化性樹脂が、主剤と硬化剤を含む
常温硬化型の熱硬化性樹脂である事を特徴とする請求項
１または２のいずれか１に記載のすべりスライド。
【請求項４】前記常温硬化型の熱硬化性樹脂が、エポ
キシ樹脂である事を特徴とする請求項３に記載のすべり
スライド。
【請求項５】すべりスライドが自己潤滑性を有し、且
つ無潤滑下で使用する事を特徴とする請求項２に記載の
すべりスライド。
【請求項６】硬化性樹脂と、固体潤滑剤であるフッ素
樹脂と、二硫化モリブデンとマイカのいずれか又は両方
のフィラーを含む未硬化の樹脂摺動材料を第一の基材に
塗布する工程と、該樹脂摺動材料に第二の基材のすべり
面の形状を転写する工程と、該形状が転写された該樹脂
摺動材料を硬化させ樹脂摺動部材とする工程を有する事
を特徴とするすべりスライドの製造方法。