JPH0874846A

JPH0874846A - 直線移動用キャリッジ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0874846A
Application number: JP15197995A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hirose; 和夫廣瀬
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1996-03-19
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JP2728859B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】摺動抵抗が小さく、長時間安定した摺動特性を
有し、特別な寸法調整が不要な直線移動用キャリッジを
得る。【構成】軸１，２に沿ってキャリッジを往復運動するよ
うにした直線移動用キャリッジ３の軸又はキャリッジ摺
動部に溶媒で希釈した含フッ素重合体を塗布、加熱する
ことにより、前記軸又は、前記摺動部に薄膜を形成させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直線移動用キャリッ
ジ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の平行送り機構、例えば光
学式ディスク装置のキャリッジの摺動部材には大別して
つぎの種類のものがある。すなわち、 (1) 図１に例示するように、主軸１、補助軸２及びキャ
リッジ３の摺動部４に潤滑油もしくはグリースを塗布し
た型式のもの。

【０００３】(2) 図２に例示するように、キャリッジの
摺動部材４にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
などのフッ素樹脂を含むポリアセタール樹脂のような自
己潤滑性を有する潤滑を用いた型式のもの。

【０００４】(3) 前記(2) の型式に於けるポリアセター
ル樹脂等の自己潤滑性樹脂の代わりに含油樹脂を用いた
型式のもの。

【０００５】(4) 前記(3) の型式の於ける含油樹脂の代
わりに含油焼結結合金を用いた型式のものがある。

【０００６】しかし、型式(1) に於いては、定期的に給
脂が必要であり、また油脂類による他箇所の汚染、ある
いは樹脂製キャリッジの場合においては油脂類により樹
脂に亀裂が入る等の不具合が生じる。型式(2) に於いて
は、通常ポリアセタール樹脂をベースとした複合材料が
用いられているが、要求される寸法精度が得られず、ま
た、環境（温度）変化に対して摩擦係数が変動するた
め、摺動抵抗が変動し、要求される水準にまで到達する
ことができず、使用場所が限定される。

【０００７】型式(3) においては、含油樹脂中の潤滑油
は通常樹脂内部にカプセル状に保持されており、潤滑に
寄与するものは極表層部の油であって、樹脂内部の潤滑
油は直接潤滑に寄与しないので、表層部の極少量の潤滑
油不足による潤滑不良が起こり、摺動抵抗が大きくな
り、ひいてはロックに至ることとなる。型式(4) におい
ては、環境（温度）変化（たとえば−２０〜＋８０℃程
度）によって焼結合金内部に含浸している潤滑油の粘度
が変化し、その結果、摺動抵抗が変化し、また、高温下
の長時間運転に際しては、潤滑油の粘度が小さくなり、
焼結合金から漏洩した油が周囲を汚染する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上、述べたように、
従来の技術においては、加工が容易で部品点数が少な
く、且つメンテナンスフリーであり、また、摺動抵抗が
小さく、しかも環境の変化に対して摺動抵抗が変動しな
い直線移動用キャリッジが容易に得られないという問題
があった。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】上記の問題を解決する
ために、この発明は、１又は２以上の軸に沿ってキャリ
ッジを往復動するようにした直線移動用キャリッジにお
いて、キャリッジの摺動面及び相手面の表面の少なくと
も片方に、平均分子量が１０³〜５×１０⁴の含フッ素
重合体からなる薄膜を形成したものであり、また、含フ
ッ素重合体を溶媒で希釈し、前記希釈液を前記軸又は、
前記摺動部に薄膜を形成させる方法を提供するものであ
る。

【００１０】以下にその詳細を述べる。この発明におけ
る含フッ素重合体は、ポリフルオロアルキル重合体又は
フルオロポリエーテル重合体などである。そして、ポリ
フルオアルキル重合体とは、たとえば、（化１）〜（化
５）などポリフルオアルキル基を有する重合体であり、

【００１１】

【化１】

【００１２】

【化２】

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】

【化５】

【００１６】フルオロポリエーテル重合体は、一般式
（化６）で示される単位を主要構造単位とし、平均分子
量が１０００〜５００００の重合体である。

【００１７】

【化６】

【００１８】このような含フッ素重合体は軸受材料に対
して親和性の高い官能基、たとえばエポキシ基、アミノ
基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基、イソシア
ネート基、スルフォン基、エステル基等を含有している
ものが好ましく、具体的には（化７）〜（化２９）に示
すようのものを例として挙げることができる。

【００１９】

【化７】

【００２０】

【化８】

【００２１】

【化９】

【００２２】

【化１０】

【００２３】

【化１１】

【００２４】

【化１２】

【００２５】

【化１３】

【００２６】

【化１４】

【００２７】

【化１５】

【００２８】

【化１６】

【００２９】

【化１７】

【００３０】

【化１８】

【００３１】

【化１９】

【００３２】

【化２０】

【００３３】

【化２１】

【００３４】

【化２２】

【００３５】

【化２３】

【００３６】

【化２４】

【００３７】

【化２５】

【００３８】

【化２６】

【００３９】

【化２７】

【００４０】

【化２８】

【００４１】

【化２９】

【００４２】このような含フッ素重合体は単独で用いて
もよいが、そのときはエポキシ基またはイソシアネート
基を含有したものが好ましく、エポキシ基を用いるとき
はアミン類、酸無水物等を加えてエポキシ基同士を反応
させるとよい。またイソシアネート基を単独で用いる場
合はスズ化合物などイソシアネート三量化触媒を加える
とよい。

【００４３】また、含フッ素重合体を２種類以上併用し
てもよいが、その際にはエポキシ基含有のものとアミノ
基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基などの少な
くとも１種類の基を有するものとを組み合わせるか、ま
たはカルボキシル基を含有するものとアミノ基、水酸基
の少なくとも１種類の基を含むものとを組み合わせる
か、さらにはイソシアネート基含有のものと水酸基、ア
ミノ基、メルカプト基、カルボキシル基などの少なくと
も１種類の基を含むものとを組み合わせるかして、組み
合わせた基を互に反応させて重合体をより高分子量化
し、耐摩耗性の優れた膜が得られるような配慮をするこ
とが望ましい。

【００４４】またこれら官能基を有する含フッ素重合体
に対して、それぞれの官能基と化学反応を起こす官能基
を有する有機化合物を加えて高分子量化させてもよい。
このような組み合わせは、イソシアネート基含有含フッ
素重合体にエチレングリコールやジアミノジフェニルメ
タンなどを加える組み合わせや、水酸基含有含フッ素重
合体にイソシアネート化合物などを加える組み合わせな
どが例示できる。

【００４５】以上述べた含フッ素重合体はそれ自体で軸
受の材料表面に対してかなりの親和性を示すものである
が、相手材の種類のよっては必ずしも充分な被着強度を
示すとは限らないので、このようなときには、被膜と相
手材との間に両者に対して親和性のある薄膜（プライマ
ーと呼ぶ）を介在させることが好ましく、そのプライマ
ーの一つの例としてポリメチルメタクリレートを枝成分
とし、メチルメタクリレート単位またはヒドロキシルエ
チルメタクリレート単位を幹成分とするグラフト重合体
を挙げることができる。

【００４６】上記含フッ素重合体を塗布する方法は、通
常の塗布方法でよく特に限定されるものではないが、例
えば含フッ素重合体を適当な溶媒に溶解させて塗布（吹
付け、浸漬なども含む）し、その後、溶媒を蒸発させれ
ばよく、薄膜形成後に加熱して造膜成分の高分子量化を
図ることも可能である。

【００４７】この発明のキャリッジ及び相手軸表面に被
覆する薄膜はキャリッジ及び相手軸の寸法精度をくずさ
ないように、８μｍ以下、好ましくは４μｍ以下にする
ことが望ましい。

【００４８】また、キャリッジ及び相手軸の材質が、金
属、樹脂、セラミックス等でも可能で、材質は限定され
ない。

【００４９】

【実施例】実施例および比較例を用いた原材料はつぎの
とおりである。なお、原材料名もしくは構造式を簡略化
するために各原材料に付した番号（〜）を使用する
こととし、配合割合は重量％とする。

【００５０】ポリフルオロアルキル重合体（化３０）
（エポキシ基含有）

【００５１】

【化３０】

【００５２】同（化３１）（アミノ基含有）

【００５３】

【化３１】

【００５４】パーフルオロポリエーテル重合体（化３
２）（イソシアネート基含有）（平均分子量約２００
０）

【００５５】

【化３２】

【００５６】同（化３３）（水酸基含有）（平均分子
量約２０００）

【００５７】

【化３３】

【００５８】エチレングリコールジブチルスズジラウレート

【００５９】

【表１】

【００６０】〔実施例１〜４〕表１に示した原材料を３
％の濃度になるよう表中の溶媒で希釈して塗装用液を調
整し、キャリッジ（ガラス繊維３０％入りポリカーボネ
ート樹脂製）の摺動部に塗布した。塗布後７０℃、１時
間乾燥し、１２０℃で３時間加熱した。その後キャリッ
ジを直線移動試験材に組み込み、摺動抵抗（摩擦係数）
測定試験及び耐久試験を行なった。ここで摺動抵抗測定
試験方法及び耐久試験方法はつぎのとおりである。

【００６１】摺動抵抗測定試験方法：供試キャリッジ３
の摺動部４（φ５×２３．５）をスタンド６に固定した
相手軸１（ＳＵＳ３０３、表面粗度０．２Ｓ、φ５×５
４．５）に組み込んだ試験部と、ロードセル７を介して
キャリッジを往復運動させるクランク機構部８とで構成
される往復型摩擦摩耗試験機（図３）を用い、周速１０
０mm／sec 、面圧１．７kgｆ／cm²、振幅１０mmの条件
にてキャリッジを駆動させた時の経過時間とロードセル
より摺動抵抗（摩擦係数）の変化を調べる。

【００６２】耐久試験：前記の往復型摩擦摩耗試験機を
用い、摺動抵抗測定試験と同条件による連続耐久試験を
行ない、耐久時間を調べる。

【００６３】各試料の測定結果を図４に示した。

【００６４】比較例１：キャリッジの摺動部及び相手軸
にタービン油（出光社製ダフニースーパータービンオイ
ル５６）を塗布したものを作製し、摺動抵抗及び耐久試
験を行ない、得られた結果を図４に併記した。

【００６５】比較例２、３：ポリアセタール樹脂を基材
樹脂とし、これに自己潤滑性樹脂としてポリテトラフル
オロエチレンを１０重量％になるよう配合した樹脂組成
物（比較例２）及び鉱物油を１０重量％になるよう配合
した樹脂（ポリアセタール）組成物（比較例３）を、キ
ャリッジの摺動部に接着した後、相手軸との摺動面を仕
上げたものを作製し、摺動抵抗及び耐久試験を行ない、
得られた結果を図４に併記した。

【００６６】比較例４：銅糸の含油焼結合金（外径７m
m、内径５mm、長さ２３．５）をキャリッジに圧入した
ものを作製し、摺動抵抗及び耐久試験を行ない、得られ
た結果を図４に併記した。

【００６７】以上、図４から明らかなように、比較例１
では初期の摺動抵抗が他に比べ優れていたが、４０時間
ほどで油膜切れが発生し、摺動抵抗が大きくなった。比
較例３、４についても２００時間以内に摺動抵抗が大き
くなった。また、比較例２は安定した摺動抵抗を示した
が、実施例のいずれのものよりも劣っていた。

【００６８】

【効果】以上述べたように、この発明の摺動部材を用い
た直線移動用キャリッジは、摺動抵抗が小さく、且つ、
長時間安定した摺動特性が得られる。また、この発明
は、薄膜であるがゆえに、特別に塗布用に寸法調整した
キャリッジを必要としない。従って、この発明の意義は
きわめて大きいということがいえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学式ディスク装置のキャリッジ部の型式を例
示するための概略図

【図２】光学式ディスク装置のキャリッジ部の型式を例
示するための概略図

【図３】往復型摩擦摩耗試験機の概略図

【図４】摺動抵抗の経時変化を示す図

【符号の説明】

１主軸２補助軸３キャリッジ４摺動部材５レンズ６スタンド７ロードセル８クランク機構

【手続補正書】

【提出日】平成７年７月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】（１）１又は２以上の軸に沿ってキャリッジを往復動す
るようにした直線移動用キャリッジにおいて、キャリッ
ジの摺動面及び相手軸の表面の少なくとも片方に平均分
子量が１０³〜５×１０⁴の含フッ素重合体からなる薄
膜を形成したことを特徴とする直線移動用キャリッジ。（２）前記含フッ素重合体がポリフルオロアルキル重合
体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の直線移動用キャリッジ。（３）前記含フッ素重合体がフルオロポリエーテル重合
体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の直線移動用キャリッジ。（４）１又は２以上の軸に沿ってキャリッジを往復動す
るようにした直線移動用キャリッジにおいて、含フッ素
重合体を溶媒で希釈し、前記希釈液を前記軸又は前記軸
又は前記キャリッジの摺動部に塗布し、加熱することに
より、前記軸又は前記摺動部に薄膜を形成させることを
特徴とする直線移動用キャリッジの製造方法。（５）前記含フッ素が、ポリフルオロアルキル重合体ま
たはフルオロポリエーテル重合体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項に記載の直線移動用キャリッジ
の製造方法。（６）前記含フッ素重合体の平均分子量が１０³〜５×
１０⁴であることを特徴とする特許請求の範囲第４項又
は第５項に記載の直線移動用キャリッジの製造方法。（７）前記含フッ素重合体を溶媒で３％の濃度に希釈し
たことを特徴とする特許請求の範囲第４項から第６項の
いずれか１つに記載の直線移動用キャリッジの製造方
法。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【問題点を解決するための手段】上記の問題を解決する
ために、この発明は、１又は２以上の軸に沿ってキャリ
ッジを往復動するようにした直線移動用キャリッジにお
いて、キャリッジの摺動面及び相手面の表面の少なくと
も片方に、平均分子量が１０³〜５×１０⁴の含フッ素
重合体からなる薄膜を形成した直線移動用キャリッジを
提供するものであり、また、含フッ素重合体を溶媒で希
釈し、前記希釈液を前記軸又は、前記摺動部に薄膜を形
成させる方法を提供するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【化１５】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】

【化２０】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】

【化２６】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】

【実施例】実施例および比較例に用いた原材料はつぎの
とおりである。なお、原材料名もしくは構造式を簡略化
するために各原材料に付した番号（〜）を使用する
こととし、配合割合は重量％とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】

【化３１】

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】

【化３２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 21/02 Ｃ 8841−5Ｄ // Ｃ０９Ｄ 127/12 ＰＦＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１又は２以上の軸に沿ってキャリッジを
往復動するようにした直線移動用キャリッジにおいて、
キャリッジの摺動面及び相手軸の表面の少なくとも片方
に平均分子量が１０³〜５×１０⁴の含フッ素重合体か
らなる薄膜を形成したことを特徴とする直線移動用キャ
リッジ。
【請求項２】前記含フッ素重合体がポリフルオロアル
キル重合体であることを特徴とする請求項１に記載の直
線移動用キャリッジ。
【請求項３】前記含フッ素重合体がフルオロポリエー
テル重合体であることを特徴とする請求項１に記載の直
線移動用キャリッジ。
【請求項４】１又は２以上の軸に沿ってキャリッジを
往復動するようにした直線移動用キャリッジにおいて、
含フッ素重合体を溶媒で希釈し、前記希釈液を前記軸又
は前記軸又は前記キャリッジの摺動部に塗布し、加熱す
ることにより、前記軸又は前記摺動部に薄膜を形成させ
ることを特徴とする直線移動用キャリッジの製造方法。
【請求項５】前記含フッ素が、ポリフルオロアルキル
重合体またはフルオロポリエーテル重合体であることを
特徴とする請求項４に記載の直線移動用キャリッジの製
造方法。
【請求項６】前記含フッ素重合体の平均分子量が１０
³〜５×１０⁴であることを特徴とする請求項４又は５
に記載の直線移動用キャリッジの製造方法。
【請求項７】前記含フッ素重合体を溶媒で３％の濃度
に希釈したことを特徴とする請求項４から６のいずれか
に記載の直線移動用キャリッジの製造方法。