JPH09137825A - 直動型軸受および直動型軸受の潤滑膜形成方法 - Google Patents
直動型軸受および直動型軸受の潤滑膜形成方法Info
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- JPH09137825A JPH09137825A JP8237503A JP23750396A JPH09137825A JP H09137825 A JPH09137825 A JP H09137825A JP 8237503 A JP8237503 A JP 8237503A JP 23750396 A JP23750396 A JP 23750396A JP H09137825 A JPH09137825 A JP H09137825A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】直動型軸受において、発塵の抑制および潤滑性
の向上を図り、長寿命を達成できるようにすること。 【解決手段】軸状のレール１と、それにスライド可能に
取り付けられる移動体２と、レール１と移動体２との間
に配置されてそれらの相対的なスライド動作に伴い転動
循環される複数の転動体４とを備える直動型軸受Ａであ
って、その構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、含
ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜１６が形成さ
れている。この固体膜１６は、その分子間がウレタン結
合となっていて３次元の網状構造になっているので、剥
離や欠落の他、摩耗が抑制される。
の向上を図り、長寿命を達成できるようにすること。 【解決手段】軸状のレール１と、それにスライド可能に
取り付けられる移動体２と、レール１と移動体２との間
に配置されてそれらの相対的なスライド動作に伴い転動
循環される複数の転動体４とを備える直動型軸受Ａであ
って、その構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、含
ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜１６が形成さ
れている。この固体膜１６は、その分子間がウレタン結
合となっていて３次元の網状構造になっているので、剥
離や欠落の他、摩耗が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直動型軸受および
直動型軸受の潤滑膜形成方法に係り、特に通常のグリー
スやオイルの使用ができない真空環境、清浄環境および
腐食環境等で用いるのに好適な直動型軸受に関する。
直動型軸受の潤滑膜形成方法に係り、特に通常のグリー
スやオイルの使用ができない真空環境、清浄環境および
腐食環境等で用いるのに好適な直動型軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】前述の環境として、例えば半導体製造装
置内部に配設される搬送系などが挙げられるが、このよ
うな環境では、直動型軸受の潤滑剤としてグリースを用
いていると、グリースの油分が蒸発することにより、潤
滑機能の劣化や使用環境の汚染といった不具合が発生す
る。
置内部に配設される搬送系などが挙げられるが、このよ
うな環境では、直動型軸受の潤滑剤としてグリースを用
いていると、グリースの油分が蒸発することにより、潤
滑機能の劣化や使用環境の汚染といった不具合が発生す
る。
【０００３】このような場合、従来では、主として、軸
状のレールや筒状の移動体の軌道面あるいは転動体の表
面などの少なくともいずれかに、金、銀、鉛、銅などの
軟質金属、カーボンや二硫化モリブデンなどの固体潤滑
剤を膜状にコーティングすることが行われている。
状のレールや筒状の移動体の軌道面あるいは転動体の表
面などの少なくともいずれかに、金、銀、鉛、銅などの
軟質金属、カーボンや二硫化モリブデンなどの固体潤滑
剤を膜状にコーティングすることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の固体
潤滑剤からなるコーティング膜では、このコーティング
膜が転動体の転動、摺動動作に伴い僅かずつ剥がれるな
ど、発塵状況がグリース使用時に比べると低レベルにな
るものの、特に清浄環境では不適合となるレベルであ
る。特に、高荷重条件においては発塵量が増大する。
潤滑剤からなるコーティング膜では、このコーティング
膜が転動体の転動、摺動動作に伴い僅かずつ剥がれるな
ど、発塵状況がグリース使用時に比べると低レベルにな
るものの、特に清浄環境では不適合となるレベルであ
る。特に、高荷重条件においては発塵量が増大する。
【０００５】また、本願出願人は、バインダーにふっ素
系樹脂を混合した固体潤滑剤を直動型軸受の構成要素に
コーティングすることを行っており、この場合には、先
の従来例よりも発塵を桁違いに減らせるようになる。
系樹脂を混合した固体潤滑剤を直動型軸受の構成要素に
コーティングすることを行っており、この場合には、先
の従来例よりも発塵を桁違いに減らせるようになる。
【０００６】しかしながら、このコーティング膜でも、
比較的大きなラジアル荷重がかかる状況において、剥離
や欠落の他、摩耗による発塵が著しく増加し、発塵寿命
が短くなる。しかも、前述のようなコーティング膜の剥
離、欠落が発生すると、直動型軸受の転動、摺動部位で
の潤滑作用が低下して、金属どうしの接触となるなど凝
着しやすくなる他、各構成要素の摩耗が促進されるな
ど、寿命という点において問題がある。また、腐食性ガ
スがある環境では、前述のようにコーティング膜の剥
離、欠落箇所の各構成要素が腐食されることになる。
比較的大きなラジアル荷重がかかる状況において、剥離
や欠落の他、摩耗による発塵が著しく増加し、発塵寿命
が短くなる。しかも、前述のようなコーティング膜の剥
離、欠落が発生すると、直動型軸受の転動、摺動部位で
の潤滑作用が低下して、金属どうしの接触となるなど凝
着しやすくなる他、各構成要素の摩耗が促進されるな
ど、寿命という点において問題がある。また、腐食性ガ
スがある環境では、前述のようにコーティング膜の剥
離、欠落箇所の各構成要素が腐食されることになる。
【０００７】したがって、本発明の目的は、直動型軸受
において、発塵の抑制および潤滑性の向上を図り、長寿
命を達成できるようにすることである。
において、発塵の抑制および潤滑性の向上を図り、長寿
命を達成できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の直動型軸
受は、軸状のレールと、それにスライド可能に取り付け
られる移動体と、レールと移動体との間に配置されてそ
れらの相対的なスライド動作に伴い転動循環される複数
の転動体とを備えるもので、直動型軸受の構成要素の少
なくとも転動、摺動部位に、含ふっ素ポリウレタン高分
子化合物の固体膜が形成されている。
受は、軸状のレールと、それにスライド可能に取り付け
られる移動体と、レールと移動体との間に配置されてそ
れらの相対的なスライド動作に伴い転動循環される複数
の転動体とを備えるもので、直動型軸受の構成要素の少
なくとも転動、摺動部位に、含ふっ素ポリウレタン高分
子化合物の固体膜が形成されている。
【０００９】本発明の第２の直動型軸受は、軸状のレー
ルと、それにスライド可能に取り付けられる移動体と、
レールと移動体との間に配置されてそれらの相対的なス
ライド動作に伴い転動循環される複数の転動体とを備え
るもので、前記レールおよび移動体が金属で形成され、
少なくともレールおよび移動体の軌道面に、含ふっ素ポ
リウレタン高分子化合物の固体膜が形成されている。
ルと、それにスライド可能に取り付けられる移動体と、
レールと移動体との間に配置されてそれらの相対的なス
ライド動作に伴い転動循環される複数の転動体とを備え
るもので、前記レールおよび移動体が金属で形成され、
少なくともレールおよび移動体の軌道面に、含ふっ素ポ
リウレタン高分子化合物の固体膜が形成されている。
【００１０】本発明の第３の直動型軸受は、軸状のレー
ルと、それにスライド可能に取り付けられる移動体とを
備えるもので、直動型軸受の構成要素の少なくとも転
動、摺動部位に、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の
固体膜が形成されている。
ルと、それにスライド可能に取り付けられる移動体とを
備えるもので、直動型軸受の構成要素の少なくとも転
動、摺動部位に、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の
固体膜が形成されている。
【００１１】なお、前述の固体膜は、３次元の網状構造
を有するものとするのが好ましい。また、固体膜に流動
可能な含ふっ素重合体を分散添加するのが好ましい。さ
らに、この流動可能な含ふっ素重合体としては官能基を
有していないものとするのが好ましい。
を有するものとするのが好ましい。また、固体膜に流動
可能な含ふっ素重合体を分散添加するのが好ましい。さ
らに、この流動可能な含ふっ素重合体としては官能基を
有していないものとするのが好ましい。
【００１２】本発明の第１の直動型軸受の潤滑膜形成方
法は、官能基としてイソシアネート基を有する含ふっ素
重合体を溶媒中に希釈してなる溶液を用いて、直動型軸
受の構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を
付着させる工程と、前記付着した液状膜を硬化させるこ
とにより、網状構造の含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜を形成する工程とを含む。
法は、官能基としてイソシアネート基を有する含ふっ素
重合体を溶媒中に希釈してなる溶液を用いて、直動型軸
受の構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を
付着させる工程と、前記付着した液状膜を硬化させるこ
とにより、網状構造の含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜を形成する工程とを含む。
【００１３】本発明の第２の直動型軸受の潤滑膜形成方
法は、官能基としてイソシアネート基を有する含ふっ素
重合体と水酸基、アミノ基、カルボキシル基の少なくと
も一種類の基を含む含フッ素重合体との混合物を溶媒中
に希釈してなる溶液を用いて、直動型軸受の構成要素の
少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を付着させる工程
と、前記付着した液状膜を硬化させることにより、網状
構造の含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜を形
成する工程とを含む。
法は、官能基としてイソシアネート基を有する含ふっ素
重合体と水酸基、アミノ基、カルボキシル基の少なくと
も一種類の基を含む含フッ素重合体との混合物を溶媒中
に希釈してなる溶液を用いて、直動型軸受の構成要素の
少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を付着させる工程
と、前記付着した液状膜を硬化させることにより、網状
構造の含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜を形
成する工程とを含む。
【００１４】本発明の第３の直動型軸受の潤滑膜形成方
法は、官能基としてイソシアネート基を有する含ふっ素
重合体を単独または水酸基、アミノ基、カルボキシル基
の少なくとも一種類の基を含む含フッ素重合体との混合
物を溶媒中に希釈してなる溶液に、官能基を有しない含
ふっ素重合体を加えた溶液を用いて、直動型軸受の構成
要素の少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を付着させ
る工程と、前記付着した液状膜を部分的に硬化させるこ
とにより、官能基を有しない含ふっ素重合体を流動性を
有したまま分散させた網状構造の含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜を形成する工程とを含む。
法は、官能基としてイソシアネート基を有する含ふっ素
重合体を単独または水酸基、アミノ基、カルボキシル基
の少なくとも一種類の基を含む含フッ素重合体との混合
物を溶媒中に希釈してなる溶液に、官能基を有しない含
ふっ素重合体を加えた溶液を用いて、直動型軸受の構成
要素の少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を付着させ
る工程と、前記付着した液状膜を部分的に硬化させるこ
とにより、官能基を有しない含ふっ素重合体を流動性を
有したまま分散させた網状構造の含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜を形成する工程とを含む。
【００１５】このような本発明では、含ふっ素ポリウレ
タン高分子化合物は、分子間が密に詰まって結合した固
体膜であるから、直動型軸受の各構成要素間での転動、
摺接時において、剥離や摩耗が発生しにくくなるととも
に、転動、摺動抵抗が軽減されることになる。
タン高分子化合物は、分子間が密に詰まって結合した固
体膜であるから、直動型軸受の各構成要素間での転動、
摺接時において、剥離や摩耗が発生しにくくなるととも
に、転動、摺動抵抗が軽減されることになる。
【００１６】特に、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物
の固体膜が含ふっ素重合体を流動可能な状態で分散添加
している場合では、この流動可能な含ふっ素重合体が含
ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜から滲み出て
潤滑作用に寄与する。
の固体膜が含ふっ素重合体を流動可能な状態で分散添加
している場合では、この流動可能な含ふっ素重合体が含
ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜から滲み出て
潤滑作用に寄与する。
【００１７】前述の含ふっ素重合体としては、例えば官
能基なしのパーフルオロポリエーテルなどの含ふっ素重
合体とすることができる。
能基なしのパーフルオロポリエーテルなどの含ふっ素重
合体とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図１１に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図
８は本発明の一実施例にかかる直動型玉軸受を示してお
り、図１は、縦断面図、図２は、図１の横断面図、図３
は、レールの横断面図、図４は、図１の直動型軸受に被
覆形成した含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜
の構造を模式的に表した構造図、図５は、含ふっ素ポリ
ウレタン高分子化合物の固体膜の硬化前の状態での性状
分析結果を示すグラフ、図６は、含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜の硬化後の状態での性状分析結果
を示すグラフ、図７は、同直動型軸受の発塵量測定に用
いる試験装置の概略図、図８は、同直動型軸受のトルク
寿命に関する試験結果を示すグラフである。
図１１に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図
８は本発明の一実施例にかかる直動型玉軸受を示してお
り、図１は、縦断面図、図２は、図１の横断面図、図３
は、レールの横断面図、図４は、図１の直動型軸受に被
覆形成した含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜
の構造を模式的に表した構造図、図５は、含ふっ素ポリ
ウレタン高分子化合物の固体膜の硬化前の状態での性状
分析結果を示すグラフ、図６は、含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜の硬化後の状態での性状分析結果
を示すグラフ、図７は、同直動型軸受の発塵量測定に用
いる試験装置の概略図、図８は、同直動型軸受のトルク
寿命に関する試験結果を示すグラフである。
【００１９】図中、Ａは直動型玉軸受、１は円筒形の軸
からなるレール、２は円筒部材からなる移動体、３はプ
レス製の保持器、４はボール、５は保持筒である。
からなるレール、２は円筒部材からなる移動体、３はプ
レス製の保持器、４はボール、５は保持筒である。
【００２０】レール１は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ製
でなり、その外周面の円周六箇所に軸方向に沿う直線状
の溝６が全長に及んで設けられている。
でなり、その外周面の円周六箇所に軸方向に沿う直線状
の溝６が全長に及んで設けられている。
【００２１】移動体２は、同じくＪＩＳ規格ＳＵＳ４４
０Ｃ製でなり、その内周面の軸方向中間領域の円周六箇
所にはレール１の近接する溝６に径方向で対向するよう
にそれぞれ負荷循環ボール列および無負荷循環ボール列
用の軌道溝９１，９２が設けられている。
０Ｃ製でなり、その内周面の軸方向中間領域の円周六箇
所にはレール１の近接する溝６に径方向で対向するよう
にそれぞれ負荷循環ボール列および無負荷循環ボール列
用の軌道溝９１，９２が設けられている。
【００２２】保持器３は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４製で
なり、移動体２の内周面の一部に沿うように湾曲加工さ
れた円筒形状をなす。その両端部分は、保持筒５により
支持されている。中央領域に各々六条の横長の環状溝３
１，３２が対称的に設けられている。環状溝３１の直線
部分は底が貫通されて底無しとされて負荷循環ボール列
４１用とされている。環状溝３２は底有りとされて無負
荷循環ボール列４２用とされている。
なり、移動体２の内周面の一部に沿うように湾曲加工さ
れた円筒形状をなす。その両端部分は、保持筒５により
支持されている。中央領域に各々六条の横長の環状溝３
１，３２が対称的に設けられている。環状溝３１の直線
部分は底が貫通されて底無しとされて負荷循環ボール列
４１用とされている。環状溝３２は底有りとされて無負
荷循環ボール列４２用とされている。
【００２３】前述のレール１側と移動体２側の対向する
二つの直線状の溝６，９１がそれぞれ対となって合計六
本の負荷用ボール転送路１２を構成している。このボー
ル転送路１２に存在するボール４群は、保持器３の環状
溝３１の底無し直線部に位置する。また、移動体２の溝
９２と保持器３の環状溝３２の底有り部とが対となって
合計六本の無負荷用ボール循環路１３を構成している。
これら、六本のボール転送路１２それぞれとそれに近い
側に隣り合う六本のボール循環路１３それぞれとが一本
ずつ連通連結されていて、それでボール循環回路を構成
している。このため、レール１と移動体２との相対的な
軸方向スライド動作に伴って、このボール転送路１２と
ボール循環路１３との間でボール４群が転動循環される
ようになっている。
二つの直線状の溝６，９１がそれぞれ対となって合計六
本の負荷用ボール転送路１２を構成している。このボー
ル転送路１２に存在するボール４群は、保持器３の環状
溝３１の底無し直線部に位置する。また、移動体２の溝
９２と保持器３の環状溝３２の底有り部とが対となって
合計六本の無負荷用ボール循環路１３を構成している。
これら、六本のボール転送路１２それぞれとそれに近い
側に隣り合う六本のボール循環路１３それぞれとが一本
ずつ連通連結されていて、それでボール循環回路を構成
している。このため、レール１と移動体２との相対的な
軸方向スライド動作に伴って、このボール転送路１２と
ボール循環路１３との間でボール４群が転動循環される
ようになっている。
【００２４】ところで、レール１の溝６と移動体２の溝
９１の横断面は、サーキュレータアーク状に形成される
が、その他、ゴチックアーチ状でもよい。この場合、溝
の横断面は、それぞれＶ字形状に形成されていて、対向
する一対の溝６，９１でボール４が四点接触支持される
ようになる。この溝６，９１それぞれの二つの斜面はそ
れぞれ緩やかな曲面に形成される。なお、レール１の溝
６それぞれにボール４をあてがった状態でのボール４群
の外接円径と、移動体２の溝９１それぞれにボール４を
あてがった状態でのボール４群の内接円径との差を調整
して所定の予圧を付加することにより、一対の溝６，９
１でボール４を四点接触支持させるようにされる。
９１の横断面は、サーキュレータアーク状に形成される
が、その他、ゴチックアーチ状でもよい。この場合、溝
の横断面は、それぞれＶ字形状に形成されていて、対向
する一対の溝６，９１でボール４が四点接触支持される
ようになる。この溝６，９１それぞれの二つの斜面はそ
れぞれ緩やかな曲面に形成される。なお、レール１の溝
６それぞれにボール４をあてがった状態でのボール４群
の外接円径と、移動体２の溝９１それぞれにボール４を
あてがった状態でのボール４群の内接円径との差を調整
して所定の予圧を付加することにより、一対の溝６，９
１でボール４を四点接触支持させるようにされる。
【００２５】前述のレール１、移動体２およびボール４
は、耐食性材料により形成されている。この耐食性材料
としては、例えば上述のＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃなど
のマルテンサイト系ステンレス鋼の他、例えばＪＩＳ規
格ＳＵＳ６３０などの析出硬化型ステンレス鋼に適当な
硬化熱処理を施した金属材などが挙げられる。また、軽
荷重用途では、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４などのオ
ーステナイト系ステンレス鋼でもよい。
は、耐食性材料により形成されている。この耐食性材料
としては、例えば上述のＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃなど
のマルテンサイト系ステンレス鋼の他、例えばＪＩＳ規
格ＳＵＳ６３０などの析出硬化型ステンレス鋼に適当な
硬化熱処理を施した金属材などが挙げられる。また、軽
荷重用途では、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４などのオ
ーステナイト系ステンレス鋼でもよい。
【００２６】なお、レール１、移動体２およびボール４
に関する耐食性材料としては金属材の他にもセラミック
ス材とすることができる。このセラミックス材として
は、焼結助剤として、イットリア（Ｙ2Ｏ3）およびアル
ミナ（Ａｌ2Ｏ3）、その他、適宜、窒化アルミ（Ａｌ
Ｎ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ
4）を用いた窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4）を主体とするもの
の他、アルミナ（Ａｌ2Ｏ３）や炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化アルミ（ＡｌＮ）
などを用いることができる。また、保持器３は、例えば
ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の他、黄銅、チタン材などが好
適に用いられるが、合成樹脂材料とすることもできる。
この合成樹脂材料としては、例えばポリテトラフルオロ
エチレン（以下、ＰＴＦＥと略称する）、エチレンテト
ラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などのふっ素系樹脂や
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン
（ＰＥＳ）、ナイロン４６などのエンジニアリングプラ
スチックスなどの使用も可能である。これらの樹脂には
ガラス繊維などの強化繊維が添加されていてもよい。
に関する耐食性材料としては金属材の他にもセラミック
ス材とすることができる。このセラミックス材として
は、焼結助剤として、イットリア（Ｙ2Ｏ3）およびアル
ミナ（Ａｌ2Ｏ3）、その他、適宜、窒化アルミ（Ａｌ
Ｎ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ
4）を用いた窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4）を主体とするもの
の他、アルミナ（Ａｌ2Ｏ３）や炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化アルミ（ＡｌＮ）
などを用いることができる。また、保持器３は、例えば
ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の他、黄銅、チタン材などが好
適に用いられるが、合成樹脂材料とすることもできる。
この合成樹脂材料としては、例えばポリテトラフルオロ
エチレン（以下、ＰＴＦＥと略称する）、エチレンテト
ラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などのふっ素系樹脂や
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン
（ＰＥＳ）、ナイロン４６などのエンジニアリングプラ
スチックスなどの使用も可能である。これらの樹脂には
ガラス繊維などの強化繊維が添加されていてもよい。
【００２７】これらの直動型玉軸受Ａの各構成要素の転
動、摺動部位には、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物
の固体膜１６が形成されている。但し、図には、固体膜
１６をボール４だけに形成したように例示しているが、
レール１の溝６、移動体２の溝９１、保持器３の環状溝
３２の表面や外表面にも形成される。
動、摺動部位には、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物
の固体膜１６が形成されている。但し、図には、固体膜
１６をボール４だけに形成したように例示しているが、
レール１の溝６、移動体２の溝９１、保持器３の環状溝
３２の表面や外表面にも形成される。
【００２８】含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体
膜１６は、−ＣXＦ2X−Ｏ−という一般式（Ｘは１〜４
の整数）で示される単位を主要構造単位とし、いずれも
平均分子量が数百万以上で硬化反応により分子間がウレ
タン結合された３次元の網状構造を有している。３次元
の網状構造とは、化学構造上の表現であって、膜の断面
が網状になっているのではなく、分子間が網状のように
連続してつながって密に詰まった均質な構造になってい
ることを意味している。このような重合体としては、下
記化学式１に示すような末端がイソシアネートの官能基
付き含ふっ素重合体を用いて、化学構造を変化させたも
のとすることができる。前述の末端がイソシアネートの
官能基付き含ふっ素重合体としては、パーフルオロポリ
エーテル（ＰＦＰＥ）の誘導体、具体的に例えばモンテ
カチーニ社の商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z
DISOCなど）が好適に用いられる。
膜１６は、−ＣXＦ2X−Ｏ−という一般式（Ｘは１〜４
の整数）で示される単位を主要構造単位とし、いずれも
平均分子量が数百万以上で硬化反応により分子間がウレ
タン結合された３次元の網状構造を有している。３次元
の網状構造とは、化学構造上の表現であって、膜の断面
が網状になっているのではなく、分子間が網状のように
連続してつながって密に詰まった均質な構造になってい
ることを意味している。このような重合体としては、下
記化学式１に示すような末端がイソシアネートの官能基
付き含ふっ素重合体を用いて、化学構造を変化させたも
のとすることができる。前述の末端がイソシアネートの
官能基付き含ふっ素重合体としては、パーフルオロポリ
エーテル（ＰＦＰＥ）の誘導体、具体的に例えばモンテ
カチーニ社の商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z
DISOCなど）が好適に用いられる。
【００２９】
【化１】
【００３０】次に、前述の含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物の固体膜１６の形成方法の一例を説明する。
化合物の固体膜１６の形成方法の一例を説明する。
【００３１】（ａ） 含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜１６を得るための溶液を用意し、この溶液中
にレール１、移動体２、保持器３およびボール４をそれ
ぞれ個別に、用意した潤滑油中に浸漬するか、あるいは
それらを組み立てた完成状態の直動型玉軸受Ａを潤滑油
中に浸漬して数回回転させることにより、レール１、移
動体２、保持器３およびボール４の転動、摺動部位に液
状膜を付着させる（付着処理）。ここで用意する溶液
は、末端がイソシアネートの官能基付き含ふっ素重合体
〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）〕を希釈
溶媒（ふっ素系溶剤ＳＶ９０Ｄ）で含ふっ素重合体の濃
度を１ｍａｓｓ％にまで希釈したものとする。
物の固体膜１６を得るための溶液を用意し、この溶液中
にレール１、移動体２、保持器３およびボール４をそれ
ぞれ個別に、用意した潤滑油中に浸漬するか、あるいは
それらを組み立てた完成状態の直動型玉軸受Ａを潤滑油
中に浸漬して数回回転させることにより、レール１、移
動体２、保持器３およびボール４の転動、摺動部位に液
状膜を付着させる（付着処理）。ここで用意する溶液
は、末端がイソシアネートの官能基付き含ふっ素重合体
〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）〕を希釈
溶媒（ふっ素系溶剤ＳＶ９０Ｄ）で含ふっ素重合体の濃
度を１ｍａｓｓ％にまで希釈したものとする。
【００３２】（ｂ） 液状膜を付着した直動型玉軸受Ａ
の全体を、４０〜５０℃で約１分間加熱し、液状膜に含
む溶媒を除去する（乾燥処理）。この時点では、液状膜
のままであり、流動性を有している。
の全体を、４０〜５０℃で約１分間加熱し、液状膜に含
む溶媒を除去する（乾燥処理）。この時点では、液状膜
のままであり、流動性を有している。
【００３３】（ｃ） この後、例えば１００〜２００℃
で２０時間、加熱する（硬化処理）。これにより、液状
膜の化学構造が変化することにより硬化反応して含ふっ
素ポリウレタン高分子化合物の固体膜１６が得られる。
ちなみに、この硬化処理では、液状膜に存在している官
能基付き含ふっ素重合体の個々について、下記化学式２
〜５に示すような４種の硬化反応でもって末端のイソシ
アネート（ＮＣＯ）が消失し、各官能基付き含ふっ素重
合体が互いにウレタン結合することにより３次元の網状
構造となる。ウレタン結合は、化学式２，３に示すよう
な硬化反応でもって、図４（ａ）に模式的に示すように
直線的に架橋するとともに、化学式４，５に示すような
硬化反応でもって、図４（ｂ）に模式的に示すように３
次元方向で架橋する。
で２０時間、加熱する（硬化処理）。これにより、液状
膜の化学構造が変化することにより硬化反応して含ふっ
素ポリウレタン高分子化合物の固体膜１６が得られる。
ちなみに、この硬化処理では、液状膜に存在している官
能基付き含ふっ素重合体の個々について、下記化学式２
〜５に示すような４種の硬化反応でもって末端のイソシ
アネート（ＮＣＯ）が消失し、各官能基付き含ふっ素重
合体が互いにウレタン結合することにより３次元の網状
構造となる。ウレタン結合は、化学式２，３に示すよう
な硬化反応でもって、図４（ａ）に模式的に示すように
直線的に架橋するとともに、化学式４，５に示すような
硬化反応でもって、図４（ｂ）に模式的に示すように３
次元方向で架橋する。
【００３４】
【化２】
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】このようにすれば、直動型玉軸受Ａの構成
要素において互いに接触する部位にふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜１６を好適な膜厚で形成すること
ができる。なお、（ａ）、（ｂ）は必要に応じて数回繰
り返すようにしてもよく、最終的には、用途に応じて、
含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜１６の膜厚
を例えば０．１〜３μｍの範囲で適宜に設定することが
できる。
要素において互いに接触する部位にふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜１６を好適な膜厚で形成すること
ができる。なお、（ａ）、（ｂ）は必要に応じて数回繰
り返すようにしてもよく、最終的には、用途に応じて、
含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜１６の膜厚
を例えば０．１〜３μｍの範囲で適宜に設定することが
できる。
【００３９】ここで、（ａ）で用意した溶液を濃縮乾燥
しただけの状態（流動性がある状態）と、（ａ）で用意
した溶液をステンレス鋼板などの試料に付着して硬化し
た状態とについて、その性状を分析したので説明する。
しただけの状態（流動性がある状態）と、（ａ）で用意
した溶液をステンレス鋼板などの試料に付着して硬化し
た状態とについて、その性状を分析したので説明する。
【００４０】前者は、ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換−赤
外分光、液膜法）で分析している。その結果は、図５の
グラフに示すように、ふっ素系のピーク以外にＮＨ（３
３００ｃｍ-1）、Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（２２７９ｃｍ-1）、Ｎ
（Ｈ）Ｃ＝Ｏ（１７１２ｃｍ-1，１５４６ｃｍ-1）、ベ
ンゼン（１６００ｃｍ-1）などのピークが見られ、ベン
ゼン環、ウレタン結合、イソシアネートが官能基として
存在していることが確認できる。ここでは、薄膜と厚膜
との場合についてそれぞれ調べているが、膜厚に関係な
く分析が行えた。後者は、ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換
−赤外分光、高感度反射法）で分析している。その結果
は、図６のグラフに示すように、ベンゼン環やウレタン
結合のピークが見られるが、イソシアネートのピークが
見られない。つまり、これらの結果に基づき、上記化学
式２〜５に示す硬化反応による官能基の化学構造変化が
確認される。
外分光、液膜法）で分析している。その結果は、図５の
グラフに示すように、ふっ素系のピーク以外にＮＨ（３
３００ｃｍ-1）、Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（２２７９ｃｍ-1）、Ｎ
（Ｈ）Ｃ＝Ｏ（１７１２ｃｍ-1，１５４６ｃｍ-1）、ベ
ンゼン（１６００ｃｍ-1）などのピークが見られ、ベン
ゼン環、ウレタン結合、イソシアネートが官能基として
存在していることが確認できる。ここでは、薄膜と厚膜
との場合についてそれぞれ調べているが、膜厚に関係な
く分析が行えた。後者は、ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換
−赤外分光、高感度反射法）で分析している。その結果
は、図６のグラフに示すように、ベンゼン環やウレタン
結合のピークが見られるが、イソシアネートのピークが
見られない。つまり、これらの結果に基づき、上記化学
式２〜５に示す硬化反応による官能基の化学構造変化が
確認される。
【００４１】以上説明した含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物の固体膜１６は、それ自体３次元の網状構造をも
って、被覆対象上に緻密に被覆されるとともに自己潤滑
性を有するため、直動型軸受の各構成要素間の転動、摺
動動作に伴う摩耗、剥離といった発塵を抑制できるよう
になり、直動型軸受の各構成要素どうしの直接的な接触
を回避できるようになる。
化合物の固体膜１６は、それ自体３次元の網状構造をも
って、被覆対象上に緻密に被覆されるとともに自己潤滑
性を有するため、直動型軸受の各構成要素間の転動、摺
動動作に伴う摩耗、剥離といった発塵を抑制できるよう
になり、直動型軸受の各構成要素どうしの直接的な接触
を回避できるようになる。
【００４２】ところで、本発明の他の実施例として、上
記実施例で説明した含ふっ素ポリウレタン高分子化合物
の固体膜１６について、分子間がウレタン結合した３次
元の網状構造中に、フルオロポリエーテルなどの含ふっ
素重合体を流動可能に分散添加した構造とすることもで
きる。この場合、具体的に、上記実施例での形成方法の
（ａ）の付着処理において、用意する溶液を、末端がイ
ソシアネートの官能基付き含ふっ素重合体〔例えば商品
名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOCなど）〕
と、含ふっ素化合物として官能基なし含ふっ素重合体
〔例えば商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60な
ど）〕とを所定の割合で混合したものとすればよい。こ
の場合では、（ｃ）の硬化処理において、官能基なし含
ふっ素重合体が、官能基付き含ふっ素重合体と結合しな
いので、これが、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の
固体膜１６の内部において流動可能となり、含ふっ素ポ
リウレタン高分子化合物の固体膜１６から滲み出るなど
して潤滑作用を発揮することになる。なお、含ふっ素重
合体としては、前述の官能基なし含ふっ素重合体のみに
限定されず、化学式６，７，８に示すような官能基付き
含ふっ素重合体とすることができる。
記実施例で説明した含ふっ素ポリウレタン高分子化合物
の固体膜１６について、分子間がウレタン結合した３次
元の網状構造中に、フルオロポリエーテルなどの含ふっ
素重合体を流動可能に分散添加した構造とすることもで
きる。この場合、具体的に、上記実施例での形成方法の
（ａ）の付着処理において、用意する溶液を、末端がイ
ソシアネートの官能基付き含ふっ素重合体〔例えば商品
名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOCなど）〕
と、含ふっ素化合物として官能基なし含ふっ素重合体
〔例えば商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60な
ど）〕とを所定の割合で混合したものとすればよい。こ
の場合では、（ｃ）の硬化処理において、官能基なし含
ふっ素重合体が、官能基付き含ふっ素重合体と結合しな
いので、これが、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の
固体膜１６の内部において流動可能となり、含ふっ素ポ
リウレタン高分子化合物の固体膜１６から滲み出るなど
して潤滑作用を発揮することになる。なお、含ふっ素重
合体としては、前述の官能基なし含ふっ素重合体のみに
限定されず、化学式６，７，８に示すような官能基付き
含ふっ素重合体とすることができる。
【００４３】
【化６】
【００４４】
【化７】
【００４５】
【化８】
【００４６】そして、上述した含ふっ素ポリウレタン高
分子化合物の固体膜１６についての大気環境での発塵寿
命、真空環境でのトルク寿命を調べているので、説明す
る。ここでは、実施例１〜４、比較例の計５つを挙げて
いる。
分子化合物の固体膜１６についての大気環境での発塵寿
命、真空環境でのトルク寿命を調べているので、説明す
る。ここでは、実施例１〜４、比較例の計５つを挙げて
いる。
【００４７】実施例１〜４では、含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜をレール、移動体、保持器、ボー
ルの全表面に形成しており、膜厚は、１μｍに設定して
いる。
高分子化合物の固体膜をレール、移動体、保持器、ボー
ルの全表面に形成しており、膜厚は、１μｍに設定して
いる。
【００４８】実施例１の含ふっ素ポリウレタン高分子化
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕のみを用いて得ている。
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕のみを用いて得ている。
【００４９】実施例２の含ふっ素ポリウレタン高分子化
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕に対して、末端が水酸基（−ＯＨ）の官能基付き
含ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DO
L）〕を添加して得ている。
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕に対して、末端が水酸基（−ＯＨ）の官能基付き
含ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DO
L）〕を添加して得ている。
【００５０】実施例３の含ふっ素ポリウレタン高分子化
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕に対して、官能基なし含ふっ素重合体〔フォンブ
リンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）〕を添加して得ている。
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕に対して、官能基なし含ふっ素重合体〔フォンブ
リンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）〕を添加して得ている。
【００５１】実施例４の含ふっ素ポリウレタン高分子化
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕に対して、末端が水酸基の官能基付き含ふっ素重
合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DOL）〕と、
官能基なし含ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FO
NBLIN Z-60）〕とを添加して得ている。
合物の固体膜は、末端がイソシアネートの官能基付き含
ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕に対して、末端が水酸基の官能基付き含ふっ素重
合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DOL）〕と、
官能基なし含ふっ素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FO
NBLIN Z-60）〕とを添加して得ている。
【００５２】比較例は、レール、移動体、保持器、ボー
ルの全表面にコーティング膜を形成したものとする。こ
のコーティング膜は、熱硬化性合成樹脂（ポリイミド）
からなるバインダー中にポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）を分散混合したものであり、膜厚は１μｍ
としている。このコーティング膜は、比較的硬質で緻密
な熱硬化性合成樹脂が海状となり、不均質なポリテトラ
フルオロエチレンが島状に点在する構造となっており、
両者の結合が弱い状態になっている。
ルの全表面にコーティング膜を形成したものとする。こ
のコーティング膜は、熱硬化性合成樹脂（ポリイミド）
からなるバインダー中にポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）を分散混合したものであり、膜厚は１μｍ
としている。このコーティング膜は、比較的硬質で緻密
な熱硬化性合成樹脂が海状となり、不均質なポリテトラ
フルオロエチレンが島状に点在する構造となっており、
両者の結合が弱い状態になっている。
【００５３】試験は、図７に示す装置を用いている。図
中、６０は試験用直動型玉軸受、６１はレール、６２は
ケース、６３はパーティクルモニタ、６４は負荷用重
り、Ｍ1およびＭ2は負荷用重り駆動用のモータである。
中、６０は試験用直動型玉軸受、６１はレール、６２は
ケース、６３はパーティクルモニタ、６４は負荷用重
り、Ｍ1およびＭ2は負荷用重り駆動用のモータである。
【００５４】試験条件は、下記のとおり。
【００５５】 ・往復速度 ：２０〜３０ｍｍ／ｓ ・荷重 ：ラジアル荷重（２５Ｎ，５０Ｎ，１００Ｎ） ・ストローク：１００ｍｍ ・雰囲気 ：大気、クリーンベンチ内（クラス１０） 真空（２．６×１０-4Ｐａ以下） ・環境温度 ：室温 ・計測条件 ：粒子径０．１μｍ以上の発塵粒子数 試験に用いた直動型玉軸受は、光洋精工（株）製型番Ｓ
ＥＳＤＭ１０ＳＴ５である。
ＥＳＤＭ１０ＳＴ５である。
【００５６】 発塵寿命試験では、雰囲気を大気、環
境温度を室温、ラジアル荷重を１００Ｎとしている。発
塵寿命試験では、総発塵量が１０００個／０．１ｃｆ以
上となる状況を、連続１０回測定した時点までの時間を
計測し運動距離に換算している。なお、測定は１０分間
隔とする。実施例１のフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN
Z DISOC）の濃度を１ｍａｓｓ％とし、実施例２は、ベ
ースとなるフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）
の濃度を１ｍａｓｓ％、添加するフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DOL）の濃度を０．２５ｍａｓｓ％、実施
例３は、ベースとなるフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN
Z DISOC）の濃度を１ｍａｓｓ％、添加するフォンブリ
ンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）の濃度を０．２５ｍａｓｓ
％、実施例４は、ベースとなるフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DISOC）の濃度を１ｍａｓｓ％、添加する
フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DOL）およびフォン
ブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）の濃度を合わせて０．
２５ｍａｓｓ％とする。
境温度を室温、ラジアル荷重を１００Ｎとしている。発
塵寿命試験では、総発塵量が１０００個／０．１ｃｆ以
上となる状況を、連続１０回測定した時点までの時間を
計測し運動距離に換算している。なお、測定は１０分間
隔とする。実施例１のフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN
Z DISOC）の濃度を１ｍａｓｓ％とし、実施例２は、ベ
ースとなるフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）
の濃度を１ｍａｓｓ％、添加するフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DOL）の濃度を０．２５ｍａｓｓ％、実施
例３は、ベースとなるフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN
Z DISOC）の濃度を１ｍａｓｓ％、添加するフォンブリ
ンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）の濃度を０．２５ｍａｓｓ
％、実施例４は、ベースとなるフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DISOC）の濃度を１ｍａｓｓ％、添加する
フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DOL）およびフォン
ブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）の濃度を合わせて０．
２５ｍａｓｓ％とする。
【００５７】結果としては、比較例で１０ｋｍ、実施例
１で１５ｋｍ、実施例２で３０ｋｍ、実施例３で６０ｋ
ｍ、実施例４で５８ｋｍとなり、寿命が長い順に実施例
３、実施例４、実施例２、実施例１、比較例となる。つ
まり、実施例１のようにフォンブリンＺ誘導体（FONBLI
N Z DISOC）のみを用いて得た含ふっ素ポリウレタン高
分子化合物の固体膜でも比較例に比べて優れるが、実施
例２〜４のようにベースとなるフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DISOC）に対して側鎖に官能基を持つフォ
ンブリンＺ誘導体や側鎖に官能基を持たないフォンブリ
ンＺ誘導体を添加して得た含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物の固体膜の方が実施例１よりもさらに優れるので
ある。
１で１５ｋｍ、実施例２で３０ｋｍ、実施例３で６０ｋ
ｍ、実施例４で５８ｋｍとなり、寿命が長い順に実施例
３、実施例４、実施例２、実施例１、比較例となる。つ
まり、実施例１のようにフォンブリンＺ誘導体（FONBLI
N Z DISOC）のみを用いて得た含ふっ素ポリウレタン高
分子化合物の固体膜でも比較例に比べて優れるが、実施
例２〜４のようにベースとなるフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DISOC）に対して側鎖に官能基を持つフォ
ンブリンＺ誘導体や側鎖に官能基を持たないフォンブリ
ンＺ誘導体を添加して得た含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物の固体膜の方が実施例１よりもさらに優れるので
ある。
【００５８】つまり、実施例１〜４の含ふっ素ポリウレ
タン高分子化合物の固体膜１６では、３次元の網状構造
で密に詰まった均質膜になっているから、直動型玉軸受
Ａの各構成要素間での転動、摺動時において、剥離や摩
耗が発生しにくくなるのである。
タン高分子化合物の固体膜１６では、３次元の網状構造
で密に詰まった均質膜になっているから、直動型玉軸受
Ａの各構成要素間での転動、摺動時において、剥離や摩
耗が発生しにくくなるのである。
【００５９】ちなみに、実施例３，４において、ラジア
ル荷重を５０Ｎにした場合だと発塵寿命は各々１００ｋ
ｍ、９５ｋｍ、また、２５Ｎにした場合だと発塵寿命は
各々３００ｋｍ、２９５ｋｍにと大幅に向上する。実施
例２や１についても実施例３，４の場合と同様の比率で
向上する。一方、比較例において、ラジアル荷重を５０
Ｎにした場合だと発塵寿命は２０ｋｍにと向上するもの
の、実施例３に比べると、かなり低いレベルとなる。し
たがって、使用対象での条件に応じて実施例１〜４のい
ずれかを選択すればよいのである。
ル荷重を５０Ｎにした場合だと発塵寿命は各々１００ｋ
ｍ、９５ｋｍ、また、２５Ｎにした場合だと発塵寿命は
各々３００ｋｍ、２９５ｋｍにと大幅に向上する。実施
例２や１についても実施例３，４の場合と同様の比率で
向上する。一方、比較例において、ラジアル荷重を５０
Ｎにした場合だと発塵寿命は２０ｋｍにと向上するもの
の、実施例３に比べると、かなり低いレベルとなる。し
たがって、使用対象での条件に応じて実施例１〜４のい
ずれかを選択すればよいのである。
【００６０】以上の結果より、含ふっ素ポリウレタン高
分子化合物の固体膜１６としては、フォンブリンＺ誘導
体（FONBLIN Z DISOC）のみを用いて形成するよりも、
何らかの潤滑油を添加するのが好ましいことが分かっ
た。添加する潤滑油については、上記結果より、側鎖に
官能基を持たないフォンブリンＺ誘導体が最も好ましい
ことも分かった。
分子化合物の固体膜１６としては、フォンブリンＺ誘導
体（FONBLIN Z DISOC）のみを用いて形成するよりも、
何らかの潤滑油を添加するのが好ましいことが分かっ
た。添加する潤滑油については、上記結果より、側鎖に
官能基を持たないフォンブリンＺ誘導体が最も好ましい
ことも分かった。
【００６１】そこで、添加量について検討する。ベース
となるフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃
度を１ｍａｓｓ％として、添加するフォンブリンＺ誘導
体（FONBLIN Z-60）の濃度を０．２５ｍａｓｓ％、０．
５ｍａｓｓ％として、発塵寿命（ラジアル荷重１００
Ｎ）を調べた。結果的には、０．２５ｍａｓｓ％で６０
ｋｍ、０．５ｍａｓｓ％で４０ｋｍとなり、０．２５ｍ
ａｓｓ％が適当であると考えられる。但し、添加量につ
いては、上限、下限に余裕を持たせて、ベースとなるフ
ォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃度１ｍａ
ｓｓ％に対して、添加するフォンブリンＺ誘導体（FONB
LIN Z-60）の濃度０．１〜０．７５ｍａｓｓ％の範囲と
することができる。また、ベースとなるフォンブリンＺ
誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃度は、１〜１０ｍａｓ
ｓ％の範囲とすることができる。この場合、ベースとな
るフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃度を
例えば上限の５ｍａｓｓ％とする場合には、添加するフ
ォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）の濃度も０．５〜
２．５ｍａｓｓ％の範囲として、両方の比率を常に一定
に設定するのがよい。但し、ベースの濃度は濃くするに
つれて発塵寿命が低下する傾向となる。
となるフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃
度を１ｍａｓｓ％として、添加するフォンブリンＺ誘導
体（FONBLIN Z-60）の濃度を０．２５ｍａｓｓ％、０．
５ｍａｓｓ％として、発塵寿命（ラジアル荷重１００
Ｎ）を調べた。結果的には、０．２５ｍａｓｓ％で６０
ｋｍ、０．５ｍａｓｓ％で４０ｋｍとなり、０．２５ｍ
ａｓｓ％が適当であると考えられる。但し、添加量につ
いては、上限、下限に余裕を持たせて、ベースとなるフ
ォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃度１ｍａ
ｓｓ％に対して、添加するフォンブリンＺ誘導体（FONB
LIN Z-60）の濃度０．１〜０．７５ｍａｓｓ％の範囲と
することができる。また、ベースとなるフォンブリンＺ
誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃度は、１〜１０ｍａｓ
ｓ％の範囲とすることができる。この場合、ベースとな
るフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOC）の濃度を
例えば上限の５ｍａｓｓ％とする場合には、添加するフ
ォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60）の濃度も０．５〜
２．５ｍａｓｓ％の範囲として、両方の比率を常に一定
に設定するのがよい。但し、ベースの濃度は濃くするに
つれて発塵寿命が低下する傾向となる。
【００６２】 トルク寿命試験では、雰囲気を真空、
環境温度を室温とし、ラジアル荷重を２５Ｎ、５０Ｎと
している。ここでは、実施例３と比較例とを調べてい
る。図８のグラフに示すように、実施例３では、５０ｋ
ｍで打ち切っているが、ラジアル荷重２５Ｎでトルク
０．０１〜０．０２Ｎ・ｍ、ラジアル荷重５０Ｎで０．
０２〜０．０３Ｎ・ｍと軽減できたが、比較例では、ラ
ジアル荷重２５Ｎでトルク０．０２〜０．０３Ｎ・ｍ、
ラジアル荷重５０Ｎでトルク０．０４〜０．０５Ｎ・ｍ
となる。このように、実施例３のものは比較例に比べて
トルクを約１／２と、かなり軽減できるようになる。
環境温度を室温とし、ラジアル荷重を２５Ｎ、５０Ｎと
している。ここでは、実施例３と比較例とを調べてい
る。図８のグラフに示すように、実施例３では、５０ｋ
ｍで打ち切っているが、ラジアル荷重２５Ｎでトルク
０．０１〜０．０２Ｎ・ｍ、ラジアル荷重５０Ｎで０．
０２〜０．０３Ｎ・ｍと軽減できたが、比較例では、ラ
ジアル荷重２５Ｎでトルク０．０２〜０．０３Ｎ・ｍ、
ラジアル荷重５０Ｎでトルク０．０４〜０．０５Ｎ・ｍ
となる。このように、実施例３のものは比較例に比べて
トルクを約１／２と、かなり軽減できるようになる。
【００６３】このように、トルク寿命は、比較例に比べ
て格段に優れた結果となった。これはつまり、ベースと
なる成分に対して添加する成分が結合しないから、この
添加した成分が流動性を有することになり、それによっ
て潤滑作用を発揮するために、トルク軽減に効果をもた
らすものと考えられる。
て格段に優れた結果となった。これはつまり、ベースと
なる成分に対して添加する成分が結合しないから、この
添加した成分が流動性を有することになり、それによっ
て潤滑作用を発揮するために、トルク軽減に効果をもた
らすものと考えられる。
【００６４】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００６５】（１） 上記実施例で説明した直動型玉軸
受の他の種類、例えば図９および図１０に示すように、
角状レール１に跨がった鞍型移動体２を備えた、いわゆ
る直動ガイドなどの直動型軸受にも本発明を適用でき
る。また、図１１に示すように、転動体を備えないタイ
プについても、本発明を適用できる。これらについて
も、固体膜１６の形成位置は、少なくとも転動部位や摺
動部位とすればよい。
受の他の種類、例えば図９および図１０に示すように、
角状レール１に跨がった鞍型移動体２を備えた、いわゆ
る直動ガイドなどの直動型軸受にも本発明を適用でき
る。また、図１１に示すように、転動体を備えないタイ
プについても、本発明を適用できる。これらについて
も、固体膜１６の形成位置は、少なくとも転動部位や摺
動部位とすればよい。
【００６６】（２） 上記実施例において（ｃ）の硬化
処理については、加熱に代えて、紫外線、赤外線、γ
線、電子線などの電磁波（光）のエネルギーを利用する
ことができる。
処理については、加熱に代えて、紫外線、赤外線、γ
線、電子線などの電磁波（光）のエネルギーを利用する
ことができる。
【００６７】（３） 上記実施例において（ｂ）の乾燥
処理は、省略してもよい。
処理は、省略してもよい。
【００６８】（４） 上記実施例では、含ふっ素ポリウ
レタン高分子化合物の固体膜１６をレール１、移動体
２、保持器３およびボール４のすべてに形成している
が、レール１、移動体２、保持器３だけあるいはボール
４だけに形成することができる。
レタン高分子化合物の固体膜１６をレール１、移動体
２、保持器３およびボール４のすべてに形成している
が、レール１、移動体２、保持器３だけあるいはボール
４だけに形成することができる。
【００６９】（５） 上記実施例では、含ふっ素ポリウ
レタン高分子化合物の固体膜１６を被覆対象の外表面に
も形成しているが、レール１の溝６、移動体２の溝９
１、保持器３の環状溝３２だけに形成することができ
る。この場合には、不要箇所をマスキングしておいて、
直動型軸受として組み立てる前に各単体を上記（ａ）で
用意する溶液中に浸漬して、適宜硬化させるようにすれ
ばよい。但し、外表面にも固体膜１６を形成していれ
ば、耐食性環境での使用においても腐食防止効果が強く
なり、別途、腐食防止処理を施さなくて済む。
レタン高分子化合物の固体膜１６を被覆対象の外表面に
も形成しているが、レール１の溝６、移動体２の溝９
１、保持器３の環状溝３２だけに形成することができ
る。この場合には、不要箇所をマスキングしておいて、
直動型軸受として組み立てる前に各単体を上記（ａ）で
用意する溶液中に浸漬して、適宜硬化させるようにすれ
ばよい。但し、外表面にも固体膜１６を形成していれ
ば、耐食性環境での使用においても腐食防止効果が強く
なり、別途、腐食防止処理を施さなくて済む。
【００７０】
【発明の効果】本発明の直動型軸受では、従来のコーテ
ィング膜に比べて剥離、欠落、摩耗が抑制できるととも
に、転動、摺動抵抗を軽減できる含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜を用いているから、発塵寿命と潤
滑性を向上できるようになり、動作安定性および寿命の
向上に貢献できる。
ィング膜に比べて剥離、欠落、摩耗が抑制できるととも
に、転動、摺動抵抗を軽減できる含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜を用いているから、発塵寿命と潤
滑性を向上できるようになり、動作安定性および寿命の
向上に貢献できる。
【００７１】したがって、例えば半導体製造過程のよう
に高精度な加工が要求されるところに本発明の直動型軸
受を用いると、清浄雰囲気を阻害しにくくなるので、半
導体製造品の歩留まり向上に貢献できる。
に高精度な加工が要求されるところに本発明の直動型軸
受を用いると、清浄雰囲気を阻害しにくくなるので、半
導体製造品の歩留まり向上に貢献できる。
【図１】本発明の一実施例にかかる直動型玉軸受の縦断
面図
面図
【図２】図１の横断面図
【図３】レールの横断面図
【図４】図１の直動型軸受に被覆形成した含ふっ素ポリ
ウレタン高分子化合物の固体膜の構造を模式的に表した
構造図
ウレタン高分子化合物の固体膜の構造を模式的に表した
構造図
【図５】含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜の
硬化前の状態での性状分析結果を示すグラフ
硬化前の状態での性状分析結果を示すグラフ
【図６】含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜の
硬化後の状態での性状分析結果を示すグラフ
硬化後の状態での性状分析結果を示すグラフ
【図７】同直動型軸受の発塵量測定に用いる試験装置の
概略図
概略図
【図８】同直動型軸受のトルク寿命に関する試験結果を
示すグラフ
示すグラフ
【図９】本発明の他の実施例にかかる直動ガイドの斜視
図
図
【図１０】図９の横断面図
【図１１】本発明のさらに他の実施例の直動ガイドの横
断面図
断面図
Ａ 直動型玉軸受 １ レール ２ 移動体 ３ 保持器 ４ ボール ６ 軸の溝 ９１ 移動体の溝 ３１ 保持器の環状溝 １２ ボール転送路 １３ ボール循環路 １６ 含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜
Claims (9)
- 【請求項１】 軸状のレールと、それにスライド可能に
取り付けられる移動体と、レールと移動体との間に配置
されてそれらの相対的なスライド動作に伴い転動循環さ
れる複数の転動体とを備える直動型軸受であって、 直動型軸受の構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、
含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜が形成され
ている、ことを特徴とする直動型軸受。 - 【請求項２】 軸状のレールと、それにスライド可能に
取り付けられる移動体と、レールと移動体との間に配置
されてそれらの相対的なスライド動作に伴い転動循環さ
れる複数の転動体とを備える直動型軸受であって、 前記レールおよび移動体が金属で形成され、少なくとも
レールおよび移動体の軌道面に、含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜が形成されている、ことを特徴と
する直動型軸受。 - 【請求項３】 軸状のレールと、それにスライド可能に
取り付けられる移動体とを備える直動型軸受であって、 直動型軸受の構成要素の少なくとも摺動部位に、含ふっ
素ポリウレタン高分子化合物の固体膜が形成されてい
る、ことを特徴とする直動型軸受。 - 【請求項４】 前記固体膜は、３次元の網状構造を有し
ている、請求項１ないし３のいずれかに記載の直動型軸
受。 - 【請求項５】 前記固体膜に流動可能な含ふっ素重合体
が分散添加されている、請求項１ないし４のいずれか一
つに記載の直動型軸受。 - 【請求項６】 前記流動可能な含ふっ素重合体が官能基
を有していない、請求項５に記載の直動型軸受。 - 【請求項７】 官能基としてイソシアネート基を有する
含ふっ素重合体を溶媒中に希釈してなる溶液を用いて、
直動型軸受の構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、
液状膜を付着させる工程と、 前記付着した液状膜を硬化させることにより、網状構造
の含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜を形成す
る工程と、 を含むことを特徴とする直動型軸受の潤滑膜形成方法。 - 【請求項８】 官能基としてイソシアネート基を有する
含ふっ素重合体と水酸基、アミノ基、カルボキシル基の
少なくとも一種類の基を含む含フッ素重合体との混合物
を溶媒中に希釈してなる溶液を用いて、直動型軸受の構
成要素の少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を付着さ
せる工程と、 前記付着した液状膜を硬化させることにより、網状構造
の含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜を形成す
る工程と、 を含むことを特徴とする直動型軸受の潤滑膜形成方法。 - 【請求項９】 官能基としてイソシアネート基を有する
含ふっ素重合体を単独または水酸基、アミノ基、カルボ
キシル基の少なくとも一種類の基を含む含フッ素重合体
との混合物を溶媒中に希釈してなる溶液に、官能基を有
しない含ふっ素重合体を加えた溶液を用いて、直動型軸
受の構成要素の少なくとも転動、摺動部位に、液状膜を
付着させる工程と、 前記付着した液状膜を部分的に硬化させることにより、
官能基を有しない含ふっ素重合体を流動性を有したまま
分散させた網状構造の含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする直動型軸受の潤滑膜形成方法。
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