專利名稱：鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件、鏈條導(dǎo)引裝置、張緊裝置和鏈條系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件、鏈條導(dǎo)引裝置、鏈條張緊裝置和鏈條系統(tǒng)的改進(jìn)，更詳細(xì)地說，涉及一種由樹脂合成物形成并應(yīng)用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件、以及采用該滑動(dòng)件的鏈條導(dǎo)引裝置、鏈條張緊裝置和鏈條系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近些年來，從減小滑動(dòng)噪音、減輕重量和不向滑動(dòng)部提供潤(rùn)滑的觀點(diǎn)看，將熱塑性樹脂應(yīng)用于諸如軸承、輥、齒輪等滑動(dòng)件也在不斷取得進(jìn)展，其中使用塑性滑動(dòng)材料的環(huán)境(例如施加的軸承壓力和使用溫度)變得日趨苛刻。
尤其是，車輛內(nèi)燃機(jī)中使用的齒輪、鏈輪和鏈條導(dǎo)引裝置的基底件都需要具有良好的滑動(dòng)特性，在不低于140℃的溫度下的良好的耐熱性和良好的耐油性。因此，為了成形上述塑性元件，通常將耐熱性、耐油性、機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性優(yōu)越的聚酰胺樹脂應(yīng)用于上述元件的材料。但是，聚酰胺樹脂的缺點(diǎn)是在滑動(dòng)期間摩擦阻力大。
此外在近些年來，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)看，需要在內(nèi)燃機(jī)中改善燃油經(jīng)濟(jì)性或燃油消耗。如在日本專利臨時(shí)公開No.2002-53761中所公開的，已知的作為在滑動(dòng)期間減小聚酰胺樹脂的摩擦阻力的方法是向聚酰胺樹脂中添加固態(tài)潤(rùn)滑劑，例如諸如聚四氟乙烯等氟樹脂。此外，作為相同方法同樣已知的是，向聚酰胺樹脂添加諸如二硫化鉬等固態(tài)潤(rùn)滑劑。
如在日本專利臨時(shí)公開No.2005-89619中所公開的，作為改善上述樹脂合成物的耐沖擊性的手段，通常就是向樹脂合成物添加玻璃纖維等纖維填料或者橡膠等軟體材料。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述日本專利臨時(shí)公開No.2002-53761的現(xiàn)有技術(shù)中，如果上述固態(tài)潤(rùn)滑劑添加到聚酰胺樹脂中，材料的強(qiáng)度和抗沖擊性不足。尤其是，在實(shí)際使用條件下，沖擊輸入作用于諸如齒輪、帶輪、鏈條導(dǎo)引裝置的基底等部件，使得保證良好的抗沖擊性從元件的可靠性觀點(diǎn)看是一個(gè)重要的主題。
在上述日本專利臨時(shí)公開No.2005-89619的現(xiàn)有技術(shù)中，如果添加纖維填料，從樹脂合成物掉落的纖維填料在滑動(dòng)期間駐留在滑動(dòng)面上，從而形成磨料。這就產(chǎn)生了下列問題加劇了樹脂合成物自身的磨損。此外，這些散落在系統(tǒng)內(nèi)的纖維填料駐留在其他部分上，從而加劇了其他零件的磨損。如果添加橡膠等軟體材料，摩擦阻力就會(huì)增大，使得添加固態(tài)潤(rùn)滑劑所獲得的效果消失。
因此，本發(fā)明的目的就是提供改進(jìn)了的鏈條系統(tǒng)滑動(dòng)件、以及使用該滑動(dòng)件的改進(jìn)了的鏈條導(dǎo)引裝置、鏈條張緊裝置和鏈條系統(tǒng)，它們能夠有效地克服現(xiàn)有鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件、以及使用該滑動(dòng)件的鏈條導(dǎo)引裝置、鏈條張緊裝置和鏈條系統(tǒng)所遇到的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種改進(jìn)了的鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件、以及使用該滑動(dòng)件的改進(jìn)了的鏈條導(dǎo)引裝置、鏈條張緊裝置和鏈條系統(tǒng)，在存在有潤(rùn)滑油或液壓油等潤(rùn)滑劑時(shí)它們具有優(yōu)良的摩擦特性和耐磨性。
本發(fā)明的一個(gè)方面在于由樹脂合成物制成的滑動(dòng)件。該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件，滑動(dòng)件用于上述鏈條系統(tǒng)并由樹脂合成物制成。該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于包括基底材料的鏈條導(dǎo)引裝置，該基底材料具有設(shè)置有用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件的滑動(dòng)部。該滑動(dòng)件用于鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物制成。該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于包括基底材料的鏈條張緊裝置，該基底材料具有設(shè)置有用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件的滑動(dòng)部。該滑動(dòng)件用于鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物制成。該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于包括用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件的鏈條系統(tǒng)，該滑動(dòng)件用于鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物制成。該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)，其中，在存在潤(rùn)滑劑的條件下，上述滑動(dòng)件和鏈條彼此滑動(dòng)接觸。


圖1是摩擦測(cè)試中使用的樣件環(huán)的透視圖；以及圖2是用于摩擦測(cè)試的立式環(huán)位于盤上型摩擦和磨損測(cè)試裝置的示意簡(jiǎn)圖；圖3是包括本發(fā)明鏈條張緊裝置的實(shí)施例和本發(fā)明鏈條導(dǎo)引裝置的實(shí)施例的鏈條系統(tǒng)的前視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件用于鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物(resincomposition)制成。該樹脂合成物包括基體樹脂(matrix resin)和氟樹脂，基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；按質(zhì)量計(jì)氟樹脂占樹脂合成物總量的5-40％，具有范圍從200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
下面，將詳細(xì)探討鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件。在本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求書中，除非另外指明，“％”表示質(zhì)量“％”。
如上所述，鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件用于鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物構(gòu)成。該樹脂合成物包括基體樹脂和含量占樹脂合成物總量5-40％的氟樹脂。
基體樹脂為熱塑性樹脂，具有不小于20000的數(shù)均分子量；氟樹脂具有范圍從200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
采用這種構(gòu)成的樹脂合成物，在存在諸如潤(rùn)滑油或者液壓油等潤(rùn)滑劑時(shí)能夠表現(xiàn)出優(yōu)良的摩擦特性，特別是低摩擦系數(shù)，以及優(yōu)良的耐磨特性。這種樹脂合成物可以適宜地用在鏈條系統(tǒng)中。此外，通過僅僅使樹脂合成物中含有預(yù)定量的氟樹脂就能夠顯著地改善摩擦特性，從而使改善滑動(dòng)特性的成本相對(duì)較低。
在鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件中，根據(jù)本發(fā)明，基體樹脂需要含有熱塑性樹脂或者就是熱塑性樹脂，因?yàn)閺臉渲铣晌飸?yīng)用于用在車輛內(nèi)燃機(jī)等的鏈條系統(tǒng)中的鏈條導(dǎo)引裝置和鏈條張緊裝置的基底(shoe of a chain guide and achain tens ioner)的觀點(diǎn)，具有復(fù)雜形狀的物件能夠易于例如通過注射模制用熱塑性樹脂形成。
這種熱塑性樹脂的實(shí)例包括聚乙烯樹脂，聚丙烯樹脂，聚酰胺樹脂，聚苯硫醚樹脂(polyphenylene sulfide resin)，聚縮醛樹脂，聚酯樹脂，聚醚砜樹脂，聚醚醚酮樹脂(polyetherether ketone resin)，聚醚酰亞胺樹脂(polyether imide resin)，聚酰胺酰亞胺樹脂，聚酰亞胺樹脂。這些樹脂可以單獨(dú)或組合使用。
通常，基體樹脂和氟樹脂的混合通過利用雙軸擠壓機(jī)進(jìn)行，進(jìn)行擠壓的擠壓溫度設(shè)定于不低于基體樹脂的熔點(diǎn)的量值。當(dāng)該擠壓溫度接近氟樹脂的熔點(diǎn)時(shí)，氟樹脂因其塑化作用而易于與基體樹脂均混。這改善了氟樹脂與基體樹脂的附著，同時(shí)改善氟樹脂在基體樹脂中的散布特性。通常，需要不低于250℃的溫度以提高氟樹脂的塑化作用。
從改善與氟樹脂的附著以及提高氟樹脂的散布特性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選地是使用熔點(diǎn)不低于250℃的熱塑性樹脂。此外，考慮到耐熱性、耐油性、耐沖擊性和成本，優(yōu)選地是將聚酰胺(polyamide)用作熱塑性樹脂。
在鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件中，根據(jù)本發(fā)明，需要上述基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂。在使用數(shù)均分子量小于20000的熱塑性樹脂的情況下，由于氟樹脂被添加到熱塑性樹脂內(nèi)，氟樹脂用作雜質(zhì)(foreignmatter)，從而大大地降低了機(jī)械特性，尤其是復(fù)合材料的耐沖擊性。因此，不可能把滑動(dòng)件應(yīng)用于有沖擊輸入的部分，這在實(shí)際使用中是有問題的。
因此，從增加基體樹脂的分子量能夠有效地獲得復(fù)合材料的充足沖擊強(qiáng)度的觀點(diǎn)，基體樹脂優(yōu)選地是數(shù)均分子量不小于25000的熱塑性樹脂。
在鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件中，根據(jù)本發(fā)明，氟樹脂需要具有范圍為200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)不小于10％的可見光透光系數(shù)。
通常，潤(rùn)滑油或液壓流體具有大約為200-350μN(yùn)/cm的表面能。用于減少摩擦的通常的氟樹脂具有大約為170-200μN(yùn)/cm的表面能。因此，當(dāng)在潤(rùn)滑條件下應(yīng)用通常的氟樹脂時(shí)，與油的兼容性降低，并因此即使含有氟樹脂，也不可能獲得無潤(rùn)滑條件下那樣的摩擦減少效果。
因此，在本發(fā)明中，樹脂合成物中所含的氟樹脂予以改進(jìn)而具有200-400μN(yùn)/cm、優(yōu)選地是范圍為250-350μN(yùn)/cm的的表面能。因此，就不會(huì)阻礙在油膜的形成、油中添加劑的吸收等，從而在油膜和固態(tài)潤(rùn)滑劑之間表現(xiàn)出協(xié)和效應(yīng)。
此外，氟樹脂不耐摩擦，并因而具有較低的耐磨性。如果在樹脂合成物中含有通常的氟樹脂，存在氟樹脂部位的周圍部分選擇性地磨損，并因此整個(gè)樹脂合成物的磨損量就會(huì)增加。
為了改善氟樹脂的耐磨性，減小晶體尺寸(crystal size)是有效的。通過減小晶體尺寸，晶體的流動(dòng)性增大，使得氟樹脂向相對(duì)元件的轉(zhuǎn)移可以變得容易，從而促進(jìn)氟樹脂的轉(zhuǎn)移膜的形成，因而改善了耐磨性。此外，通過減小磨粉(abrasion powder)的尺寸，也可以改善耐磨性。
可以通過利用可見光透光系數(shù)來確定晶體尺寸的大小。如上所述，例如通過將氟樹脂設(shè)定為在600nm波長(zhǎng)下具有不小于10％的可見光透光系數(shù)(visible light transmittance)可以獲得充分的耐磨性。
如上所述，例如通過在具有不高于1333Pa的氧分壓的惰性氣體的環(huán)境中、在不低于氟樹脂原材料熔點(diǎn)的溫度下加熱氟樹脂原材料，然后進(jìn)行范圍從1至10kGy的電離輻射的照射，此后在有氧情況下將熱能施加于氟樹脂原材料，可以獲得具有范圍從200到400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下可見光透光系數(shù)不小于10％的上述(改進(jìn))氟樹脂。
與傳統(tǒng)氟樹脂相比，上述改進(jìn)良了的氟樹脂的不飽和鍵的量增加了。如果改進(jìn)了的氟樹脂周在樹脂合成物中，氟樹脂分子鏈中的不飽和鍵例如與基體樹脂的官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而表現(xiàn)出諸如改善基體樹脂和氟樹脂之間的附著等附帶效應(yīng)。
此外，從低摩擦的角度來講，優(yōu)選地是使用四氟乙烯樹脂(tetrafluoroethylene resin)作為氟樹脂。
在鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件中，根據(jù)本發(fā)明，氟樹脂為平均顆粒尺寸優(yōu)選地是范圍從1-50μm、更優(yōu)選地是范圍從1-30μm的氟樹脂顆粒。如果平均顆粒尺寸小于1μm，則難以將氟樹脂散布在基體樹脂中。如果平均顆粒直徑超過50μm，則它變?yōu)榇诸w粒，并會(huì)降低基體樹脂的強(qiáng)度，尤其是對(duì)于沖擊強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。
而且在鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件中，根據(jù)本發(fā)明，需要氟樹脂的含量占樹脂合成物總量的5-40％。如果氟樹脂的含量低于5％，就不可能獲得足夠的減小摩擦效果。如果上述含量超過40％，即使氟樹脂含量增加到超過40％，摩擦減小效果也會(huì)飽和，同時(shí)因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度低的氟樹脂的含量增加，樹脂合成物的機(jī)械特性不可避免地降低。從這些觀點(diǎn)來看，優(yōu)選地是氟樹脂的含量為樹脂合成物總量的10-20％。
下面，來詳細(xì)敘述根據(jù)本發(fā)明的鏈條導(dǎo)引裝置和鏈條張緊裝置。鏈條系統(tǒng)的實(shí)例在圖3中以附圖標(biāo)記10圖示，并包括在齒輪14、16和18上接合通過的鏈條12。鏈條張緊裝置20具有主體20a，基底材料20b固定地裝設(shè)于主體20a?；撞牧?0b與鏈條12壓力接觸。鏈條導(dǎo)引裝置22具有主體22a，基底材料22b固定地裝設(shè)于主體22a?；撞牧?2b與鏈條12壓力接觸。鏈條張緊裝置20和鏈條導(dǎo)引裝置22的基底材料20a、20b在其滑動(dòng)部設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的用于鏈條系統(tǒng)的上述滑動(dòng)件，其中滑動(dòng)部與鏈條12直接接觸。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的鏈條導(dǎo)引裝置和鏈條張緊裝置設(shè)置成，使得本發(fā)明鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件至少設(shè)置于鏈條張緊裝置和鏈條導(dǎo)引裝置的基底材料的滑動(dòng)部分。這樣的鏈條導(dǎo)引裝置和鏈條張緊裝置表現(xiàn)出優(yōu)良的摩擦特性，尤其是低摩擦系數(shù)，和存在諸如潤(rùn)滑油或液壓油等潤(rùn)滑劑的情況下的優(yōu)良耐磨性，并因此它們適用于鏈條系統(tǒng)中。當(dāng)鏈條導(dǎo)引裝置或鏈條張緊裝置應(yīng)用于車輛內(nèi)燃機(jī)的鏈條系統(tǒng)時(shí)，摩擦阻力降低，因而使得可以改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性或燃油消耗。
根據(jù)本發(fā)明，鏈條系統(tǒng)包括本發(fā)明的鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件和鏈條，其中在存在諸如潤(rùn)滑油或液壓油等潤(rùn)滑劑的條件下，滑動(dòng)件和鏈條彼此相滑動(dòng)接觸。采用這種設(shè)置，鏈條系統(tǒng)具有良好的摩擦特性和耐磨性。如果鏈條系統(tǒng)應(yīng)用于車輛內(nèi)燃機(jī)的鏈條系統(tǒng)，摩擦阻力會(huì)降低，因而改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。
在本發(fā)明中，鏈條的滑動(dòng)面具有不大于5μm的(根據(jù)JIS B 0601的最大或最大高度)表面粗糙度。如果這種鏈條用作為滑動(dòng)件的相對(duì)元件，則滑動(dòng)件可以更加顯著地表現(xiàn)出它的摩擦減小效果。如果(最大)表面粗糙度超過5μm，則滑動(dòng)件的摩擦減小效果會(huì)大大削弱，而存在促使應(yīng)用于滑靴塊材料的滑動(dòng)部分上的滑動(dòng)件的摩損的可能性。
盡管根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)件適用于鏈條系統(tǒng)，尤其是鏈條導(dǎo)引裝置或鏈條張緊裝置，但是它還可以例如應(yīng)用于塑料齒輪、塑料軸承、塑料推力墊圈和塑料密封環(huán)。
實(shí)例通過參考與對(duì)比例對(duì)照的下列實(shí)例，將會(huì)更好地理解本發(fā)明；但是這些實(shí)例僅僅是用于解釋本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)例1在350℃的加熱條件下、在具有133Pa氧分壓和106657Pa氮分壓的環(huán)境中，將電子束(增高電壓(boosted voltage)2MeV)以100kGy的照射劑量照射到四氟乙烯的模制粉末(可從Asahi玻璃有限公司商品名為G163的產(chǎn)品獲得)上，從而對(duì)四氟乙烯的模制粉末進(jìn)行改進(jìn)。此后，改進(jìn)了的模制粉末利用噴射碾機(jī)磨碎以具有25μm的平均顆粒尺寸，從而獲得經(jīng)改進(jìn)的四氟乙烯粉末。
隨后，20重量份的上述改進(jìn)的四氟乙烯粉末和80重量份的、數(shù)均分子量為20000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為L(zhǎng)eona 1402的產(chǎn)品獲得)相混合，以形成混合物。該混合物通過進(jìn)料斗注送進(jìn)雙軸擠壓機(jī)以完成制粒，以便于生成丸粒，其中雙軸擠壓機(jī)的設(shè)定溫度為290℃，螺桿的轉(zhuǎn)速為300rpm。由雙軸擠壓機(jī)形成的丸粒在缸溫度為290℃、金屬模溫度為80℃、注射速度為150mm/sec的條件下進(jìn)行注射模制，從而獲得該實(shí)例的滑動(dòng)件(樣件)。
作為樣件，圖1所示的樣件環(huán)和平板樣件(未示出)被制成。該樣件環(huán)用于摩擦測(cè)試，且具有圖1所示的尺寸，并形成有具有2.5mm寬度的開縫20。平板樣件用于沖擊測(cè)試且具有80mm×10mm×4mm的尺寸。
通過純水和二碘甲烷的接觸角度測(cè)量，證實(shí)如此獲得的滑動(dòng)件(樣件)具有280μN(yùn)/cm的氟樹脂表面能。此外，通過按照J(rèn)IS K 7361所規(guī)定的方法，證實(shí)它們?cè)?00nm波長(zhǎng)下具有24％的氟樹脂可見光透光系數(shù)。
實(shí)例220重量份的實(shí)例1中的改進(jìn)四氟乙烯粉末和80重量份的、數(shù)均分子量為20000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為L(zhǎng)eona1402的產(chǎn)品獲得)相混合，以形成混合物。該混合物通過進(jìn)料斗注送進(jìn)雙軸擠壓機(jī)以完成制粒，以便于生成丸粒，其中雙軸擠壓機(jī)的溫度設(shè)定為290℃，螺桿的轉(zhuǎn)速為300rpm。
隨后，由雙軸擠壓機(jī)所形成的丸粒在和實(shí)例1相同的條件下進(jìn)行注射模制，從而獲得該實(shí)例的滑動(dòng)件(樣件)。
對(duì)比例1重復(fù)實(shí)例1的過程，例外的是，用數(shù)均分子量為17000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為1202的產(chǎn)品獲得)來替代數(shù)均分子量為20000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為L(zhǎng)eona 1402的產(chǎn)品獲得)，從而獲得該對(duì)比例的滑動(dòng)件(樣件)。
對(duì)比例2重復(fù)實(shí)例1的過程，例外的是，50重量份的上述改進(jìn)四氟乙烯粉末和50重量份的、數(shù)均分子量為20000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為L(zhǎng)eona 1402的產(chǎn)品獲得)相混合，以形成混合物，從而獲得該對(duì)比例的滑動(dòng)件(樣件)。
對(duì)比例3重復(fù)實(shí)例1的過程，例外的是，20重量份的、平均顆粒尺寸為25μm的四氟乙烯的模制粉末(可從Asahi玻璃有限公司商品名為G163的產(chǎn)品獲得)和80重量份的、數(shù)均分子量為20000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為L(zhǎng)eona 1402的產(chǎn)品獲得)相混合，以形成混合物，從而獲得該對(duì)比例的滑動(dòng)件(樣件)。
對(duì)比例4數(shù)均分子量為20000的PA(聚酰胺)66樹脂(可從Asahi Kasei化學(xué)制劑公司的商品名為L(zhǎng)eona 1402的產(chǎn)品獲得)在和實(shí)例1相同的條件下進(jìn)行注射模制，從而獲得該對(duì)比例的滑動(dòng)件(樣件)。
評(píng)估測(cè)試摩擦測(cè)試每一實(shí)例或者每一對(duì)比例的樣件環(huán)均在機(jī)油(日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社的純機(jī)油“SL Strong Save 5W-30”)中進(jìn)行摩擦測(cè)試。普通碳鋼(洛氏硬度(A級(jí)(A-scale))為70的熱處理的“S55C”)用作與樣件環(huán)進(jìn)行滑動(dòng)接觸的相對(duì)材料，其中S55C是根據(jù)JIS G 4051。為了安裝到測(cè)試裝置(摩擦和磨損測(cè)試裝置)上，將上述碳鋼形成盤狀并具有60mm的直徑和10mm的厚度，從而制成碳鋼盤(測(cè)試件)。該碳鋼盤的滑動(dòng)面具有5μm的(最大)表面粗糙度。
在這里，利用附圖來說明立式環(huán)位于盤上型的摩擦和磨損測(cè)試裝置。如圖2所示，這種測(cè)試裝置在其上部具有環(huán)保持件21，扭矩檢測(cè)器23和測(cè)力傳感儀24。該環(huán)保持件21如此構(gòu)造使得樣件環(huán)10的外周邊表面10b(圖1)在卡環(huán)22的偏壓作用下被推靠并固定于形成保持槽的周緣部，該卡環(huán)22設(shè)置在樣件環(huán)10的內(nèi)周邊表面10a(圖1)側(cè)，從而使得樣件環(huán)10不能徑向移動(dòng)。
該測(cè)試裝置在其下部具有和轉(zhuǎn)軸27相連的盤保持件。當(dāng)碳鋼盤25利用螺栓固定到盤保持件26上時(shí)，該碳鋼盤25可相對(duì)樣件環(huán)10轉(zhuǎn)動(dòng)。相應(yīng)地，環(huán)保持件21向下移動(dòng)以在樣件環(huán)10和碳鋼盤25之間形成可滑動(dòng)關(guān)系，隨后如圖2所示，軸向和垂直地施加力P，使得樣件環(huán)10和盤25壓力接觸。此時(shí)，碳鋼盤25和樣件環(huán)10的滑動(dòng)部分浸在機(jī)油(日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社的純機(jī)油“SLStrong Save 5W-30”)28內(nèi)。
使用上述測(cè)試裝置，在下列條件下進(jìn)行摩擦測(cè)試樣件環(huán)和碳鋼盤之間的壓力接觸承靠壓力為2MPa，摩擦速度為7m/sec，以及測(cè)試時(shí)間為6小時(shí)。在摩擦測(cè)試期間，測(cè)量樣件環(huán)的平均摩擦系數(shù)。此外，在摩擦測(cè)試之后，測(cè)量樣件環(huán)的磨損深度(μm)。在表1中示出了摩擦測(cè)試的結(jié)果。
沖擊測(cè)試每一實(shí)例或每一對(duì)比例的平板樣件在測(cè)試溫度為-30℃的條件下，進(jìn)行懸臂梁式?jīng)_擊測(cè)試(Izod impact test)，以測(cè)量-30℃下的懸臂沖擊測(cè)試值(kJ/m2)，以便對(duì)實(shí)例和對(duì)比例的耐沖擊性(impac tresistance)進(jìn)行比較，上述平板樣件沒有形成槽口。該測(cè)試的結(jié)果示于表1中，其中“NB”表示沒有破裂產(chǎn)生的結(jié)果。
表1

通過比較平均摩擦系數(shù)，如果氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)，即在實(shí)例1和2以及對(duì)比例1和2中，平均摩擦系數(shù)的取值在0.05左右。作為比較，如果通常的四氟乙烯被添加到PA66樹脂中，即在對(duì)比例3中，或者如果僅僅有PA66樹脂，即在對(duì)比例4中，平均摩擦系數(shù)在0.07左右。因此，可以理解，通過將上述氟樹脂添加于PA66樹脂，可以實(shí)現(xiàn)不低于20％的摩擦減小。
此外，對(duì)比例3和對(duì)比例4中的摩擦大致相同。這可以認(rèn)為由下述事實(shí)所致常用氟樹脂表面能低，并因而阻礙與潤(rùn)滑油的吸濕性。此外，常用氟樹脂晶體尺寸較大，并因此在作為相對(duì)元件的碳鋼盤(由S55C制成)的表面處形成的氟樹脂轉(zhuǎn)移膜的耐磨性低，使得上述轉(zhuǎn)移膜不可避免地磨損。
通過在摩擦測(cè)試之后比較樣件環(huán)的磨損深度，如果氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的氟樹脂表面能和在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)，即在實(shí)例1和2以及對(duì)比例1和2中，將會(huì)理解，樣件環(huán)的磨損與對(duì)比例3和4相比受到抑止。
尤其是，在PA66樹脂的分子量大大增加的實(shí)例2中，以及在氟樹脂的添加量增加的對(duì)比例2中，樣件環(huán)的磨損深度不大于10μm，是的耐磨性改善效果可以是顯著的。
通過比較懸臂沖擊測(cè)試值，如果基體樹脂具有不低于20000的數(shù)均分子量且氟樹脂的添加量不大于40％，即在實(shí)例1和2以及對(duì)比例3中，可以確保60kJ/m2的懸臂沖擊測(cè)試值。對(duì)比之下，如果基體樹脂不大于20000的數(shù)均分子量，即在對(duì)比例1中，以及如果氟樹脂的添加量超過40％，即在實(shí)例2中，從測(cè)試結(jié)果可以看出懸臂沖擊測(cè)試值降低到50kJ/m2左右。
在其上承受沖擊的車輛內(nèi)燃機(jī)的零件中，從保證零件可靠性的角度來看，需要確保不低于50kJ/m2的初始懸臂沖擊測(cè)試值(在沒有槽口的樣件中)。因此，可以理解，從耐沖擊性的角度來看，難以利用對(duì)比例1和2的樣件作為所述零件的材料。
從以上摩擦測(cè)試和沖擊測(cè)試的測(cè)試結(jié)果可以理解，僅僅實(shí)例1和2能夠?qū)崿F(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中不會(huì)產(chǎn)生問題的低摩擦系數(shù)和優(yōu)良的耐沖擊性。
根據(jù)本發(fā)明，規(guī)定量的特定氟樹脂添加于特定的基體樹脂，從而提供了鏈條系統(tǒng)中使用的用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件以及采用該滑動(dòng)件的鏈條導(dǎo)引裝置、鏈條張緊裝置和鏈條系統(tǒng)，在諸如潤(rùn)滑油或者液壓油等潤(rùn)滑劑存在情況下，表現(xiàn)出優(yōu)良的摩擦特性和耐磨性。
2005年12月27日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2005-375579號(hào)的整體內(nèi)容作為參考結(jié)合在本文中。
盡管以上參考本發(fā)明的某些實(shí)施例和實(shí)例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例和實(shí)例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，根據(jù)上述教導(dǎo)可以對(duì)上述實(shí)施例和實(shí)例進(jìn)行修改和變化。本發(fā)明的范圍由隨后權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種由附脂合成物制成的滑動(dòng)件，該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
2.一種鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件，用于所述鏈條系統(tǒng)并由樹脂合成物制成，該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述基體樹脂是數(shù)均分子量不小于25000的熱塑性樹脂。
4.如權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述氟樹脂的含量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的10-20％。
5.如權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述氟樹脂是平均顆粒尺寸為1-50μm的氟樹脂顆粒。
6.如權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述氟樹脂是平均顆粒尺寸為1-30μm的氟樹脂顆粒。
7.如權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述基體樹脂是聚酰胺樹脂，而所述氟樹脂是四氟乙烯樹脂。
8.一種鏈條導(dǎo)引裝置，包括具有滑動(dòng)部的基底材料，該滑動(dòng)部設(shè)有用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件用于所述鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物制成，該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
9.一種鏈條張緊裝置，包括具有滑動(dòng)部的基底材料，該滑動(dòng)部設(shè)有用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件用于所述鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物制成，該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
10.一種鏈條系統(tǒng)，包括用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件用于鏈條系統(tǒng)中并由樹脂合成物制成，該樹脂合成物包括基體樹脂，該基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；以及氟樹脂，該氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5-40％，該氟樹脂具有200-400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)；以及鏈條；其中，所述滑動(dòng)件和所述鏈條在存在潤(rùn)滑劑的條件下彼此滑動(dòng)接觸。
11.如權(quán)利要求10所述的鏈條系統(tǒng)，其特征在于，所述鏈條的滑動(dòng)表面具有不大于5μm的最大表面粗糙度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件、鏈條導(dǎo)引裝置、張緊裝置和鏈條系統(tǒng)?；瑒?dòng)件用于車輛內(nèi)燃機(jī)鏈條系統(tǒng)中；鏈條導(dǎo)引裝置包括具有滑動(dòng)部的基底材料，滑動(dòng)部設(shè)有用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件；鏈條張緊裝置包括具有滑動(dòng)部的基底材料，該滑動(dòng)部設(shè)有用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件；鏈條系統(tǒng)包括用于鏈條系統(tǒng)的滑動(dòng)件和鏈條，滑動(dòng)件和鏈條在存在潤(rùn)滑劑的條件下彼此滑動(dòng)接觸?；瑒?dòng)件由樹脂合成物制成，樹脂合成物包括基體樹脂，基體樹脂是數(shù)均分子量不小于20000的熱塑性樹脂；氟樹脂，氟樹脂的量以質(zhì)量計(jì)占所述樹脂合成物總量的5－40％，氟樹脂具有200－400μN(yùn)/cm的表面能以及在600nm波長(zhǎng)下不小于10％的可見光透光系數(shù)。
文檔編號(hào)F16H7/08GK1995148SQ200610171209
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者太田智仁, 熊谷宏, 谷合宏之, 田村雅之, 山口定彥, 草野廣男, 山本康彰 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社, 旭化成化學(xué)株式會(huì)社, 日立電線株式會(huì)社