JP2004003611A - 水中用スリーブ軸受及びその用途 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた摩擦特性を発揮する水中用スリーブ軸受、優れた摩擦特性を発揮する繊維強化した水中用スリーブ軸受を提供する。
【解決手段】軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受、又はさらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した合成樹脂組成物で作られた水中用スリーブ軸受。
【選択図】図１
【解決手段】軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受、又はさらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した合成樹脂組成物で作られた水中用スリーブ軸受。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、水中での摩擦係数が小さい水中で用いる水中用スリーブ軸受に関する。
日本において９０万トン／年、世界中で３３００万トン／年も排出されている米ぬかを利用して、多孔質炭素材料を得ようとすることは、本件の第一発明者である堀切川 一男の研究により知られている。（非特許文献１参照）
ここには、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬し、加圧成型した成型体を乾燥させた後、乾燥成型体を不活性ガス雰囲気中で焼成した炭素材料であるＲＢセラミックス（以下ＲＢＣという）及びその製造方法が示されている。熱硬化性樹脂は、熱硬化しさえすればどのようなものでも良く、代表的にはフェノール系樹脂、ジアリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系樹脂が挙げられる。とくにフェノール系樹脂が好適に用いられる。 脱脂ぬかと熱硬化性樹脂の混合割合は、質量比で、５０〜９０：５０〜１０であるが、好適には７５：２５ が用いられる。
焼成温度は、７００℃〜１０００℃であり、通常はロータリーキルンが用いられ、焼成時間は約４０分から１２０分である。
ＲＢセラミックスをさらに改良した炭素材料であるＣＲＢセラミックス（以下ＣＲＢＣという）は、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂とから得られるＲＢセラミックスの改良材であって、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬し、不活性ガス中７００℃〜１０００℃で一次焼成した後、１００メッシュ程度以下に粉砕して炭化粉末とし、該炭化粉末と熱硬化性樹脂を混合して混錬し、圧力２０ＭＰａ〜３０ＭＰａで加圧成型した後、成型体を不活性ガス雰囲気中で再び５００℃〜１１００℃で熱処理して得られる黒色樹脂ないし多孔質セラミックスである。
【０００２】
ＲＢＣ及びＣＲＢＣは、次のような優れた特徴を持っている。
・硬度が高い。
・粒子にしても形状がいびつ。
・膨張係数が非常に小さい。
・組織構造がポーラスである。
・電気伝導性を有する。
・比重が小さく軽い。
・摩擦係数が非常に小さい。
・耐摩耗性に優れる。
・材料が米ぬかで地球環境への悪影響が少なく、省資源に繋がる。
本発明は、ＲＢＣ及びＣＲＢＣを平均粒子径３００μｍ以下、好ましくは１０〜１００μｍとくに好ましくは、１０〜５０μｍに微粉末化して用い、合成樹脂と混合することにより得られる合成樹脂組成物を利用した水中用のスリーブ軸受に関する。
【０００３】
【従来技術】
従来、水冷式エンジンを冷却するウオータポンプなど液体中で使われるポンプの軸受には、軸受に液体が浸入しないように、シールドが施されていた。
また、液体中で使われるポンプの軸受として、シールドしないで液体中で用いるスリーブ軸受を構成する材料の摩擦特性は、これまで実用化されていないこともあって、液体中で好ましい特性を発揮するものは殆んど知られていない。
【非特許文献１】
機能材料 １９９７年 ５月号 Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．５ ｐ２４〜２８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水中用スリーブ軸受の材料として用いられている窒化珪素、アルミナ等のセラミックスやＰＰＳ等のスーパーエンプラは、水中用スリーブ軸受に要求される機械的性質、化学的性質、物理的性質を兼ね備えているが、摩擦特性、摩耗特性、生産効率、コストの点で改善の余地が残されていた。
本発明は、摩擦特性、摩耗特性、生産効率、コストを改善した水冷式エンジンの冷却水循環ポンプを提供することを課題とする。さらに、機械的性質を同時に向上させた水中用スリーブ軸受を提供することを課題とする。
また、シールドを施さずそのまま液体中、たとえば水―エチレングリコール混合物である水冷式エンジンの冷却水中で用いたとき優れた防錆性の摩擦特性を発揮する水中用スリーブ軸受を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ＲＢＣ（ＲＢセラミックス）又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）の水中における優れた摩擦特性、摩耗特性に着目し、鋭意研究した結果、以下の手段により課題が解決されることを見出した。
すなわち、合成樹脂にＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を組成物全体の１０〜５０質量％加えて混錬した樹脂組成物を成型することにより、摩擦特性、摩耗特性、生産効率、コストが改善された水中用スリーブ軸受を得た。
さらに、本発明者は、合成樹脂に繊維材料を加えた繊維強化合成樹脂に、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を組成物全体の１０〜５０質量％混錬した樹脂組成物を成型することにより、摩擦特性、摩耗特性が維持され、かつ、機械的性質が改善された水中用スリーブ軸受を得た。
また、本発明者は、この水中用スリーブ軸受を用いて摩擦特性、摩耗特性だけでなく機械的性質も改善された水冷式エンジンの冷却水循環ポンプが得られることを見出した。
ＲＢＣ（ＲＢセラミックス）又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）の特異性に着目し、鋭意研究した結果驚くべきことには、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を均一に分散し、とくに、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０とした樹脂組成物が、水、アルコール、エチレングリコール及びこれらの混合物の液体中において、防錆性および驚異的な摩擦特性を発揮する樹脂成型物となることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受を提供するものである。
本発明の水中用スリーブ軸受に用いる樹脂組成物の典型的な製造方法は、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂の融点付近の温度で混錬することにより、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を均一に分散することにより簡単に得られる。
【０００６】
【本発明の実施の形態】
本発明の典型的な例を図１に示す。スリーブ軸受は、軸１とスリーブ２からなる。ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物を成型して、軸またはスリーブを作製する。
本発明においては通常、軸にはステンレス鋼系の合金が用いられる。硬い軸を必要とするときは、焼入れを行う。図３に示すように、必要により、軸の一部に硬質の防錆合金を圧入して用いても良い。さらに、前記の合成樹脂組成物で軸を作製しても良い。
スリーブ軸受２の形状は、図１ないし図４に示したもののほか、鍔付きスリーブなど周知の形状のスリーブであっても良い。
本発明において用いるＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末は、平均粒子径３００μｍ以下のものが用いられる。特に平均粒子径１０〜１００μｍより好ましくは１０〜５０μｍのものが、摩擦係数の良い表面状態を作り出し、水中用スリーブ軸受の材料として適している。
【０００７】
本発明において用いることが出来る合成樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。具体的には、ナイロン６６（ポリヘキサメチレンアジポアミド）、ナイロン６（ポリカプラミド）、ナイロン１１（ポリウンデカンアミド）、ナイロン１２、ポリフタールアミドなど芳香族ナイロン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。とくに、ナイロン６６、ナイロン１１、ポリフタールアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ＰＯＭ等が好ましく用いられる。これら熱可塑性樹脂は、１種でも２種以上を混合して用いても良い。
【０００８】
さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、熱硬化性樹脂を併用することも出来る。このような熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、ジアリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系樹脂などが挙げられる。
本発明において、合成樹脂の添加割合は、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０であることが必要である。合成樹脂の添加割合が９０質量％を超えると、摩擦特性が悪くなり、３０質量％以下では、成型が難しくなる。
さらに、本発明の水中用軸受に用いる合成樹脂組成物中に、硝子繊維、ロックウール、炭素繊維等の無機質繊維、ポリエステル、レーヨン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリオレフイン、アクリル、アラミド等の合成繊維又は木材パルプ、マニラ麻等の天然パルプ繊維を添加して、成型物の強度を高めることが出来る。
また、繊維は市販のもので、長繊維でも短繊維でも同様に用いることができる。
これらの繊維の配合量は、組成物全体の０．１〜７０質量％配合することができるが、強度及び摩擦特性から１〜３０質量％であることが好ましい。
【０００９】
成型は、通常、押出成型または射出成型で行われる。
また、金型の温度をやや低めに設定すると良いことが解っている。基本的には合成樹脂のガラス転移点ないし融点の範囲の温度が良い。さらに、金型は、急冷するよりも徐冷する方が、良い摩擦特性の成型物が得られることがわかっている。
本発明において、軸ないしスリーブ軸受として用いるスチール系金属としては、主として鉄とニッケル、クロム、モリブデン等のステンレス系合金であり、硬くて錆びにくい合金ならどのようなものでも良い。
【００１０】
本発明の実施の形態をまとめると、以下のとおりである。
（１） 軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受。
（２） 合成樹脂組成物が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０である上記１に記載した水中用スリーブ軸受。
（３） 合成樹脂が、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタールアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイドから選ばれる樹脂の１種又は２種以上である上記１又は上記２に記載した水中用スリーブ軸受。
（４） 合成樹脂組成物に、さらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した合成樹脂組成物で作られている上記１ないし上記３のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
（５） 無機繊維及び／又は有機繊維が、短繊維であり、配合量が組成物全体の１〜３０質量％である上記４に記載した水中用スリーブ軸受。
（６） 無機繊維が硝子繊維である上記４又は上記５に記載した水中用スリーブ軸受。
（７） ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末の平均径が、３００μｍ以下である上記１ないし上記６のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
（８） ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末の平均径が、１０〜５０μｍである上記７に記載した水中用スリーブ軸受。
（９） 軸が防錆スチール系金属であり、スリーブが上記２ないし上記８のいずれかひとつに記載した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受。
（１０） 軸が上記２ないし上記８のいずれかひとつに記載された合成樹脂組成物で作られている上記１記載の水中用スリーブ軸受。
（１１） 軸またはスリーブ内面に、螺旋状の溝を設けた上記１ないし上記１０のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
（１２） 上記１ないし上記１１のいずれかひとつに記載された水中用スリーブ軸受を水冷式エンジンの冷却水循環ポンプの軸受に用いること。
【００１１】
（実施例）
本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
実施例１
（ＲＢＣ微粉末の製造例１）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５０ｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中９００℃で１００分焼き上げ、得られた炭化焼成物を、さらに粉砕機を用いて粉砕し、ついで１５０メッシュの篩にかけて、平均粒径が１４０〜１６０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（ＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例１）
得られたＲＢＣ微粉末５００ｇ、ナイロン６６粉末５００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＲＢＣ微粉末の含有量は５０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１２】
実施例２
実施例１に記載した方法を用いて、平均粒径が１４０〜１６０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（ＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例２）
得られたＲＢＣ微粉末７００ｇ、ナイロン６６粉末３００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＲＢＣ微粉末の含有量は７０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０４ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図２に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１３】
実施例３
（ＲＢＣ微粉末の製造例３）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５０ｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中１０００℃で１００分焼き上げ、得られた炭化焼成物を、さらに粉砕機を用いて粉砕し、ついで４００メッシュの篩にかけて、平均粒径が３０〜５０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（ＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例３）
得られたＲＢＣ微粉末７００ｇ、ナイロン６６粉末３００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＲＢＣ微粉末の含有量は７０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１４】
実施例４
（ＣＲＢＣ微粉末の製造例）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５０ｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中で９００℃で６０分焼き上げた。得られた炭化焼成物を、粉砕機を用いて粉砕し、ついで２００メッシュの篩にかけて、平均粒径が１００〜１２０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
得られたＲＢＣ微粉末７５０ｇと固体状のフェノール樹脂（レゾール）５００ｇを１００℃〜１５０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
次いで、可塑物を圧力２２ＭＰａで直径約１ｃｍの球形に加圧成型した。金型の温度は１５０℃であった。
金型から成型体を取り出し、窒素雰囲気中で５００℃までは１℃／分の昇温速度で温度を上げ、５００℃で６０分間保持し、９００℃で約１２０分焼結した。次いで５００℃までは２〜３℃／分の冷却速度で、温度を下げ、５００℃以下になると自然放冷した。
得られたＣＲＢＣ成型物を、粉砕機を用いて粉砕し、ついで５００メッシュの篩にかけて、平均粒径が２０〜３０μｍであるＣＲＢＣ微粉末を得た。
（ＣＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例）
得られたＣＲＢＣ微粉末５００ｇ、ナイロン６６粉末５００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＣＲＢＣ微粉末の含有量は５０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０４ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ内径５．００ｍｍ長さ２０ｍｍの円筒形部品を長さ２００ｍｍのスチール製軸の両端に圧入した軸を挿入し、図３に示すような、スリーブ軸受を作製した。
【００１５】
実施例５〜１０で用いたＲＢＣまたはＣＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物を、実施例１〜４で製造したと同じ、ＲＢＣまたはＣＲＢＣ微粉末を用いて、表１に示すような条件でＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散して作製した。また、比較のために、市販の水中ポンプ用ＰＰＳ樹脂（出光石油化学株式会社製）および窒化珪素を用いた。
【表１】
【００１６】
実施例１〜１０の水中用スリーブ軸受に用いたＲＢＣまたはＣＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物及びＰＰＳ樹脂、窒化珪素の特性を表２にまとめる。
【表２】
【００１７】
実施例５
表１の組成物５を用いて、射出成形により、スリーブの内側に深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有する外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、スリーブ軸受を作製した。
【００１８】
実施例６
表１の組成物６を用いて、射出成形により、外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を作製した。一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、両者を組み合わせて、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１９】
実施例７
表１の組成物７を用いて、射出成形により、深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有する外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を作製した。一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、両者を組み合わせて、図４に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００２０】
実施例８
表１の組成物８を用いて、射出成形により、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有するＳＵＳベアリング鋼製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図４に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００２１】
実施例９
表１の組成物９を用いて、射出成形により、深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有する外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を作製した。一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、両者を組み合わせて、図４に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００２２】
実施例１０
（スリーブ軸受の作製）
平均粒径が１５０μｍＲＢＣ微粉末１０ｇと市販の短繊維硝子繊維２３ｇ及びナイロン６６ペレット７７ｇを均一に溶融混合して樹脂組成物９０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物が表１の組成物１０である。この組成物１０を原料樹脂とし射出成型して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
比較例
市販の水中ポンプ用ＰＰＳ樹脂（出光石油化学株式会社製）を用いて、射出成形により、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
比較例２
外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すような窒化珪素製スリーブ軸受を作製した。
実施例１〜１０及び比較例で得られた水中用スリーブ軸受の水中での摩擦特性を表３にまとめる。
【表３】
表中Ａ〜Ｆの数値は以下の条件で測定した。
Ａ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．００１の条件下で測定
Ｂ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．００５の条件下で測定
Ｃ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．０１の条件下で測定
Ｄ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．１の条件下で測定
Ｅ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．５の条件下で測定
Ｆ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）１．０の条件下で測定
【００２３】
実施例１で得られた平均粒子径１５０μｍＲＢＣ微粉末及び実施例３で得られた平均粒径が３０μｍのＣＲＢＣ微粉末を用いて、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタールアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール（ＰＯＭ）と配合して合成樹脂組成物を製造し、試験片を作製して同様の実験を行った。
表３の結果とほぼ同様の傾向が見られた。
【００２４】
【本発明の効果】
表３の結果からも明らかなように、本発明のＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末及び合成樹脂又は繊維強化合成樹脂で作られた水中用スリーブ軸受は、以下の効果を奏することが判明した。
１．摩擦係数を低下させることができる。
２．低すべり速度域と高すべり速度域での摩擦係数の差を、小さくすることができる。
３．繊維強化合成樹脂を用いた場合、前記１．〜２．に加えて、機械的性質も同時に向上させることが出来る。
４．射出成形できるので、生産効率に優れる。
５．低コストである。
また、本発明のＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末及び合成樹脂からなる水中用スリーブ軸受は、水中での摩擦特性が際立って優れており、水冷式エンジンの冷却水循環ポンプなど、液体中で使われるポンプの軸受として、シールドしないで液体中で用いるスリーブ軸受構造など直接液体に触れるに軸受を構成する材料として有望である。
【図面の簡単な説明】
【図１】スリーブ軸受の概略図
【図２】スリーブ軸受の応用例
【図３】スリーブ軸受の軸の一例
【図４】軸に螺旋溝を設けたスリーブ軸受の一例
【符号の説明】
１ 軸
２ スリーブ
３ 硬質材
４ 螺旋溝
【発明が属する技術分野】
本発明は、水中での摩擦係数が小さい水中で用いる水中用スリーブ軸受に関する。
日本において９０万トン／年、世界中で３３００万トン／年も排出されている米ぬかを利用して、多孔質炭素材料を得ようとすることは、本件の第一発明者である堀切川 一男の研究により知られている。（非特許文献１参照）
ここには、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬し、加圧成型した成型体を乾燥させた後、乾燥成型体を不活性ガス雰囲気中で焼成した炭素材料であるＲＢセラミックス（以下ＲＢＣという）及びその製造方法が示されている。熱硬化性樹脂は、熱硬化しさえすればどのようなものでも良く、代表的にはフェノール系樹脂、ジアリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系樹脂が挙げられる。とくにフェノール系樹脂が好適に用いられる。 脱脂ぬかと熱硬化性樹脂の混合割合は、質量比で、５０〜９０：５０〜１０であるが、好適には７５：２５ が用いられる。
焼成温度は、７００℃〜１０００℃であり、通常はロータリーキルンが用いられ、焼成時間は約４０分から１２０分である。
ＲＢセラミックスをさらに改良した炭素材料であるＣＲＢセラミックス（以下ＣＲＢＣという）は、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂とから得られるＲＢセラミックスの改良材であって、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬し、不活性ガス中７００℃〜１０００℃で一次焼成した後、１００メッシュ程度以下に粉砕して炭化粉末とし、該炭化粉末と熱硬化性樹脂を混合して混錬し、圧力２０ＭＰａ〜３０ＭＰａで加圧成型した後、成型体を不活性ガス雰囲気中で再び５００℃〜１１００℃で熱処理して得られる黒色樹脂ないし多孔質セラミックスである。
【０００２】
ＲＢＣ及びＣＲＢＣは、次のような優れた特徴を持っている。
・硬度が高い。
・粒子にしても形状がいびつ。
・膨張係数が非常に小さい。
・組織構造がポーラスである。
・電気伝導性を有する。
・比重が小さく軽い。
・摩擦係数が非常に小さい。
・耐摩耗性に優れる。
・材料が米ぬかで地球環境への悪影響が少なく、省資源に繋がる。
本発明は、ＲＢＣ及びＣＲＢＣを平均粒子径３００μｍ以下、好ましくは１０〜１００μｍとくに好ましくは、１０〜５０μｍに微粉末化して用い、合成樹脂と混合することにより得られる合成樹脂組成物を利用した水中用のスリーブ軸受に関する。
【０００３】
【従来技術】
従来、水冷式エンジンを冷却するウオータポンプなど液体中で使われるポンプの軸受には、軸受に液体が浸入しないように、シールドが施されていた。
また、液体中で使われるポンプの軸受として、シールドしないで液体中で用いるスリーブ軸受を構成する材料の摩擦特性は、これまで実用化されていないこともあって、液体中で好ましい特性を発揮するものは殆んど知られていない。
【非特許文献１】
機能材料 １９９７年 ５月号 Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．５ ｐ２４〜２８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水中用スリーブ軸受の材料として用いられている窒化珪素、アルミナ等のセラミックスやＰＰＳ等のスーパーエンプラは、水中用スリーブ軸受に要求される機械的性質、化学的性質、物理的性質を兼ね備えているが、摩擦特性、摩耗特性、生産効率、コストの点で改善の余地が残されていた。
本発明は、摩擦特性、摩耗特性、生産効率、コストを改善した水冷式エンジンの冷却水循環ポンプを提供することを課題とする。さらに、機械的性質を同時に向上させた水中用スリーブ軸受を提供することを課題とする。
また、シールドを施さずそのまま液体中、たとえば水―エチレングリコール混合物である水冷式エンジンの冷却水中で用いたとき優れた防錆性の摩擦特性を発揮する水中用スリーブ軸受を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ＲＢＣ（ＲＢセラミックス）又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）の水中における優れた摩擦特性、摩耗特性に着目し、鋭意研究した結果、以下の手段により課題が解決されることを見出した。
すなわち、合成樹脂にＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を組成物全体の１０〜５０質量％加えて混錬した樹脂組成物を成型することにより、摩擦特性、摩耗特性、生産効率、コストが改善された水中用スリーブ軸受を得た。
さらに、本発明者は、合成樹脂に繊維材料を加えた繊維強化合成樹脂に、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を組成物全体の１０〜５０質量％混錬した樹脂組成物を成型することにより、摩擦特性、摩耗特性が維持され、かつ、機械的性質が改善された水中用スリーブ軸受を得た。
また、本発明者は、この水中用スリーブ軸受を用いて摩擦特性、摩耗特性だけでなく機械的性質も改善された水冷式エンジンの冷却水循環ポンプが得られることを見出した。
ＲＢＣ（ＲＢセラミックス）又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）の特異性に着目し、鋭意研究した結果驚くべきことには、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を均一に分散し、とくに、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０とした樹脂組成物が、水、アルコール、エチレングリコール及びこれらの混合物の液体中において、防錆性および驚異的な摩擦特性を発揮する樹脂成型物となることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受を提供するものである。
本発明の水中用スリーブ軸受に用いる樹脂組成物の典型的な製造方法は、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂の融点付近の温度で混錬することにより、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を均一に分散することにより簡単に得られる。
【０００６】
【本発明の実施の形態】
本発明の典型的な例を図１に示す。スリーブ軸受は、軸１とスリーブ２からなる。ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物を成型して、軸またはスリーブを作製する。
本発明においては通常、軸にはステンレス鋼系の合金が用いられる。硬い軸を必要とするときは、焼入れを行う。図３に示すように、必要により、軸の一部に硬質の防錆合金を圧入して用いても良い。さらに、前記の合成樹脂組成物で軸を作製しても良い。
スリーブ軸受２の形状は、図１ないし図４に示したもののほか、鍔付きスリーブなど周知の形状のスリーブであっても良い。
本発明において用いるＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末は、平均粒子径３００μｍ以下のものが用いられる。特に平均粒子径１０〜１００μｍより好ましくは１０〜５０μｍのものが、摩擦係数の良い表面状態を作り出し、水中用スリーブ軸受の材料として適している。
【０００７】
本発明において用いることが出来る合成樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。具体的には、ナイロン６６（ポリヘキサメチレンアジポアミド）、ナイロン６（ポリカプラミド）、ナイロン１１（ポリウンデカンアミド）、ナイロン１２、ポリフタールアミドなど芳香族ナイロン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。とくに、ナイロン６６、ナイロン１１、ポリフタールアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ＰＯＭ等が好ましく用いられる。これら熱可塑性樹脂は、１種でも２種以上を混合して用いても良い。
【０００８】
さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、熱硬化性樹脂を併用することも出来る。このような熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、ジアリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系樹脂などが挙げられる。
本発明において、合成樹脂の添加割合は、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０であることが必要である。合成樹脂の添加割合が９０質量％を超えると、摩擦特性が悪くなり、３０質量％以下では、成型が難しくなる。
さらに、本発明の水中用軸受に用いる合成樹脂組成物中に、硝子繊維、ロックウール、炭素繊維等の無機質繊維、ポリエステル、レーヨン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリオレフイン、アクリル、アラミド等の合成繊維又は木材パルプ、マニラ麻等の天然パルプ繊維を添加して、成型物の強度を高めることが出来る。
また、繊維は市販のもので、長繊維でも短繊維でも同様に用いることができる。
これらの繊維の配合量は、組成物全体の０．１〜７０質量％配合することができるが、強度及び摩擦特性から１〜３０質量％であることが好ましい。
【０００９】
成型は、通常、押出成型または射出成型で行われる。
また、金型の温度をやや低めに設定すると良いことが解っている。基本的には合成樹脂のガラス転移点ないし融点の範囲の温度が良い。さらに、金型は、急冷するよりも徐冷する方が、良い摩擦特性の成型物が得られることがわかっている。
本発明において、軸ないしスリーブ軸受として用いるスチール系金属としては、主として鉄とニッケル、クロム、モリブデン等のステンレス系合金であり、硬くて錆びにくい合金ならどのようなものでも良い。
【００１０】
本発明の実施の形態をまとめると、以下のとおりである。
（１） 軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受。
（２） 合成樹脂組成物が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０である上記１に記載した水中用スリーブ軸受。
（３） 合成樹脂が、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタールアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイドから選ばれる樹脂の１種又は２種以上である上記１又は上記２に記載した水中用スリーブ軸受。
（４） 合成樹脂組成物に、さらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した合成樹脂組成物で作られている上記１ないし上記３のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
（５） 無機繊維及び／又は有機繊維が、短繊維であり、配合量が組成物全体の１〜３０質量％である上記４に記載した水中用スリーブ軸受。
（６） 無機繊維が硝子繊維である上記４又は上記５に記載した水中用スリーブ軸受。
（７） ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末の平均径が、３００μｍ以下である上記１ないし上記６のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
（８） ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末の平均径が、１０〜５０μｍである上記７に記載した水中用スリーブ軸受。
（９） 軸が防錆スチール系金属であり、スリーブが上記２ないし上記８のいずれかひとつに記載した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受。
（１０） 軸が上記２ないし上記８のいずれかひとつに記載された合成樹脂組成物で作られている上記１記載の水中用スリーブ軸受。
（１１） 軸またはスリーブ内面に、螺旋状の溝を設けた上記１ないし上記１０のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
（１２） 上記１ないし上記１１のいずれかひとつに記載された水中用スリーブ軸受を水冷式エンジンの冷却水循環ポンプの軸受に用いること。
【００１１】
（実施例）
本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
実施例１
（ＲＢＣ微粉末の製造例１）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５０ｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中９００℃で１００分焼き上げ、得られた炭化焼成物を、さらに粉砕機を用いて粉砕し、ついで１５０メッシュの篩にかけて、平均粒径が１４０〜１６０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（ＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例１）
得られたＲＢＣ微粉末５００ｇ、ナイロン６６粉末５００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＲＢＣ微粉末の含有量は５０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１２】
実施例２
実施例１に記載した方法を用いて、平均粒径が１４０〜１６０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（ＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例２）
得られたＲＢＣ微粉末７００ｇ、ナイロン６６粉末３００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＲＢＣ微粉末の含有量は７０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０４ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図２に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１３】
実施例３
（ＲＢＣ微粉末の製造例３）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５０ｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中１０００℃で１００分焼き上げ、得られた炭化焼成物を、さらに粉砕機を用いて粉砕し、ついで４００メッシュの篩にかけて、平均粒径が３０〜５０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（ＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例３）
得られたＲＢＣ微粉末７００ｇ、ナイロン６６粉末３００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＲＢＣ微粉末の含有量は７０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１４】
実施例４
（ＣＲＢＣ微粉末の製造例）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５０ｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中で９００℃で６０分焼き上げた。得られた炭化焼成物を、粉砕機を用いて粉砕し、ついで２００メッシュの篩にかけて、平均粒径が１００〜１２０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
得られたＲＢＣ微粉末７５０ｇと固体状のフェノール樹脂（レゾール）５００ｇを１００℃〜１５０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
次いで、可塑物を圧力２２ＭＰａで直径約１ｃｍの球形に加圧成型した。金型の温度は１５０℃であった。
金型から成型体を取り出し、窒素雰囲気中で５００℃までは１℃／分の昇温速度で温度を上げ、５００℃で６０分間保持し、９００℃で約１２０分焼結した。次いで５００℃までは２〜３℃／分の冷却速度で、温度を下げ、５００℃以下になると自然放冷した。
得られたＣＲＢＣ成型物を、粉砕機を用いて粉砕し、ついで５００メッシュの篩にかけて、平均粒径が２０〜３０μｍであるＣＲＢＣ微粉末を得た。
（ＣＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物の作製例）
得られたＣＲＢＣ微粉末５００ｇ、ナイロン６６粉末５００ｇを２４０℃〜２９０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。ＣＲＢＣ微粉末の含有量は５０質量％であった。
（スリーブ軸受の作製）
ＲＢＣ微粉末とナイロン６６を溶融混合して得られた樹脂組成物を、射出成形して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０４ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ内径５．００ｍｍ長さ２０ｍｍの円筒形部品を長さ２００ｍｍのスチール製軸の両端に圧入した軸を挿入し、図３に示すような、スリーブ軸受を作製した。
【００１５】
実施例５〜１０で用いたＲＢＣまたはＣＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物を、実施例１〜４で製造したと同じ、ＲＢＣまたはＣＲＢＣ微粉末を用いて、表１に示すような条件でＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散して作製した。また、比較のために、市販の水中ポンプ用ＰＰＳ樹脂（出光石油化学株式会社製）および窒化珪素を用いた。
【表１】
実施例１〜１０の水中用スリーブ軸受に用いたＲＢＣまたはＣＲＢＣ微粉末と合成樹脂の組成物及びＰＰＳ樹脂、窒化珪素の特性を表２にまとめる。
【表２】
実施例５
表１の組成物５を用いて、射出成形により、スリーブの内側に深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有する外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、スリーブ軸受を作製した。
【００１８】
実施例６
表１の組成物６を用いて、射出成形により、外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を作製した。一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、両者を組み合わせて、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００１９】
実施例７
表１の組成物７を用いて、射出成形により、深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有する外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を作製した。一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、両者を組み合わせて、図４に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００２０】
実施例８
表１の組成物８を用いて、射出成形により、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有するＳＵＳベアリング鋼製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図４に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００２１】
実施例９
表１の組成物９を用いて、射出成形により、深さ０．１ｍｍの螺旋溝を有する外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を作製した。一方、ＳＵＳベアリング鋼製の外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、両者を組み合わせて、図４に示すようなスリーブ軸受を作製した。
【００２２】
実施例１０
（スリーブ軸受の作製）
平均粒径が１５０μｍＲＢＣ微粉末１０ｇと市販の短繊維硝子繊維２３ｇ及びナイロン６６ペレット７７ｇを均一に溶融混合して樹脂組成物９０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物が表１の組成物１０である。この組成物１０を原料樹脂とし射出成型して、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
比較例
市販の水中ポンプ用ＰＰＳ樹脂（出光石油化学株式会社製）を用いて、射出成形により、外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すようなスリーブ軸受を作製した。
比較例２
外径が２２ｍｍ内径８ｍｍ長さ１２０ｍｍのスリーブを作製し、一方、ＳＵＳ３０３ステンレス合金製の外径７．９５ｍｍ長さ２００ｍｍの軸を挿入し、図１に示すような窒化珪素製スリーブ軸受を作製した。
実施例１〜１０及び比較例で得られた水中用スリーブ軸受の水中での摩擦特性を表３にまとめる。
【表３】
Ａ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．００１の条件下で測定
Ｂ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．００５の条件下で測定
Ｃ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．０１の条件下で測定
Ｄ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．１の条件下で測定
Ｅ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）０．５の条件下で測定
Ｆ：すべり速度（ｍ／ｓ−１）１．０の条件下で測定
【００２３】
実施例１で得られた平均粒子径１５０μｍＲＢＣ微粉末及び実施例３で得られた平均粒径が３０μｍのＣＲＢＣ微粉末を用いて、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタールアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール（ＰＯＭ）と配合して合成樹脂組成物を製造し、試験片を作製して同様の実験を行った。
表３の結果とほぼ同様の傾向が見られた。
【００２４】
【本発明の効果】
表３の結果からも明らかなように、本発明のＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末及び合成樹脂又は繊維強化合成樹脂で作られた水中用スリーブ軸受は、以下の効果を奏することが判明した。
１．摩擦係数を低下させることができる。
２．低すべり速度域と高すべり速度域での摩擦係数の差を、小さくすることができる。
３．繊維強化合成樹脂を用いた場合、前記１．〜２．に加えて、機械的性質も同時に向上させることが出来る。
４．射出成形できるので、生産効率に優れる。
５．低コストである。
また、本発明のＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末及び合成樹脂からなる水中用スリーブ軸受は、水中での摩擦特性が際立って優れており、水冷式エンジンの冷却水循環ポンプなど、液体中で使われるポンプの軸受として、シールドしないで液体中で用いるスリーブ軸受構造など直接液体に触れるに軸受を構成する材料として有望である。
【図面の簡単な説明】
【図１】スリーブ軸受の概略図
【図２】スリーブ軸受の応用例
【図３】スリーブ軸受の軸の一例
【図４】軸に螺旋溝を設けたスリーブ軸受の一例
【符号の説明】
１ 軸
２ スリーブ
３ 硬質材
４ 螺旋溝
Claims (12)
- 軸とスリーブから基本的に構成され、スリーブ又は軸が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受。
- 合成樹脂組成物が、ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末：合成樹脂の質量比が、１０〜７０：９０〜３０である請求項１に記載した水中用スリーブ軸受。
- 合成樹脂が、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタールアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイドから選ばれる樹脂の１種又は２種以上である請求項１又は請求項２に記載した水中用スリーブ軸受。
- 合成樹脂組成物に、さらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した合成樹脂組成物で作られている請求項１ないし請求項３のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
- 無機繊維及び／又は有機繊維が、短繊維であり、配合量が組成物全体の１〜３０質量％である請求項４に記載した水中用スリーブ軸受。
- 無機繊維が硝子繊維である請求項４又は請求項５に記載した水中用スリーブ軸受。
- ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末の平均径が、３００μｍ以下である請求項１ないし請求項６のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
- ＲＢＣ又はＣＲＢＣの微粉末の平均径が、１０〜５０μｍである請求項７に記載した水中用スリーブ軸受。
- 軸が防錆スチール系金属であり、スリーブが請求項２ないし請求項８のいずれかひとつに記載した合成樹脂組成物で作られている水中用スリーブ軸受。
- 軸が請求項２ないし請求項８のいずれかひとつに記載された合成樹脂組成物で作られている請求項１記載の水中用スリーブ軸受。
- 軸またはスリーブ内面に、螺旋状の溝を設けた請求項１ないし請求項１０のいずれかひとつに記載した水中用スリーブ軸受。
- 請求項１ないし請求項１１のいずれかひとつに記載された水中用スリーブ軸受を水冷式エンジンの冷却水循環ポンプの軸受に用いること。
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