CN1676567A - 用于机动车的滑动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用在机动车上的滑动设备。该滑动设备包括一第一滑动构件，其具有一滑动接触面。另外，还设置了一个第二滑动构件，其具有一与第一滑动构件的滑动接触面保持滑动接触的滑动接触面。在该滑动设备中，第一滑动构件和第二滑动构件至少之一的滑动接触面是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而至少可以在另一滑动接触面上由该可转移斥水材料转移而形成一薄膜。

Description

用于机动车的滑动设备
技术领域
本发明涉及对用于机动车的滑动设备的改进，更具体而言，本发明涉及对滑动设备滑动特性的改进，其中的滑动设备具有一滑动体，在符合操作规程的条件下，该滑动体可被手动操作或电动操作，其中的操作规程作了这样的特别规定：滑动体上与一相对构件滑动接触的滑动接触面之间的支承压力不大于60kg/cm2，且滑动速度不超过300mm/s。在上述条件下工作的滑动体包括用于车窗玻璃操作设备的车窗调节器、滑动门的导轨、铰接车门限位连杆、座椅安全带的整理器、杯托、烟灰缸、仪表台的铰链、车后盖的铰链、车后盖的充气支杆等。
背景技术
本文以车用电动车窗调节器作为滑动设备的实例。车窗调节器通常包括一电动机，其上设置有一个减速装置—例如减速齿轮机构，并通过减速装置与一鼓轮连接起来。一条拉线的中间部分绕在该鼓轮上，而其两相反的端部则分别延伸绕过旋转引导件而固定到一承载板上。承载板是用金属板材压制而成的物品，且其上设置有用塑料材料制成的滑动体，滑动体可滑动地安装在一导轨中。承载板被固定到车窗玻璃下端一侧。导轨是用冲压钢板或横截面基本为C形的板材制成的。对于上述的结构设计，当电动机受驱转动时，绕在鼓轮上的拉线将移动，从而向上或向下移动固定到拉线上的承载板，并带动车窗玻璃一起移动。
在这种车窗调节器中，设置了很多装置，以改善滑动体在导轨上的滑动特性。例如，在第09-112125号日本专利临时公开文件中就介绍了这样的技术：通过向滑动体上与导轨接触的滑动接触构件添加润滑剂来降低滑动阻力，其中的润滑剂例如是硅酮油、二硫化钼等物质。在第2003-312254号日本专利中公开了另一种技术：将滑动体上与导轨滑动接触的滑动接触部分设置成滚轮的形状。在第07-317432号日本专利临时公开文件中披露了又一种技术方案：在滑动体上设置一弹性突伸片，当该弹性突伸片滑动移动时，其可向导轨的滑动接触面输送润滑剂。第10-037586号日本专利临时公开文件描述了另一种技术方案：在与导轨相接触的、属于滑动体的滑动接触面上制出一条含有润滑剂的沟槽。
但是，上述的各种现有技术方案都存在一些缺陷。具体来讲，在第09-112125号日本专利临时公开文件所描述的技术中，添加硅酮油、二硫化钼等润滑油的措施不可避免地会软化和弱化滑动体自身，从而，滑动体向上、向下频繁的运动可能会产生摩耗。因而，考虑到耐磨性方面，该技术方案并不是始终令人满意的。在第2003-312254号日本专利临时公开文件所描述的、采用滚轮形滑动体的技术方案中，零部件的数目以及制造成本会增加，同时，当滚轮形滑动体在导轨上滚动滑动时，受尺寸精度等因素的影响，会产生噪音异响。此外，在第07-317432号和第10-037586号日本专利临时文件所公开的技术方案中，滑动体上设置有用于提供润滑剂的弹性突伸片、或带有含润滑脂等润滑剂的沟槽，如果所含的润滑剂逐渐变得不够合适的量，则滑动状况就会恶化而无法达到顺滑。
发明内容
因而，本发明的一个目的是提供一种改进的滑动设备，其能有效地克服现有滑动设备所面临的缺陷。
本发明的另一个目的是提供一种改进的滑动设备，在部件的布置方面，该滑动设备得以简化，且降低了制造成本和材料成本，其可实现顺滑的滑动，并满足长期使用的稳定性。
本发明的一个方面在于提供了一种用在机动车上的滑动设备，其包括一第一滑动构件，其具有一滑动接触面。另外，还设置了一个第二滑动构件，其具有一与第一滑动构件的滑动接触面保持滑动接触的滑动接触面。在该滑动设备中，第一滑动构件和第二滑动构件的滑动接触面至少之一是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而在至少另一滑动接触面上由该可转移斥水材料形成一转移的薄膜。
本发明的另一方面在于提供了一种用在机动车上的滑动设备，其包括一第一滑动构件，其具有一滑动接触面。另外，还设置了一个第二滑动构件，其具有一与第一滑动构件的滑动接触面可滑动接触的滑动接触面。另外，在第一滑动构件和第二滑动构件的滑动接触面至少之一上形成一涂层，该涂层是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而在至少另一滑动接触面上形成该可转移斥水材料的转移薄膜。
本发明的又一方面在于提供了一种车窗调节器，其包括一具有滑动接触面的导轨。在车窗玻璃上固定了一个滑动体，该滑动体可在导轨上滑动移动，滑动体具有一与导轨的滑动接触面滑动接触的滑动接触面。另外，在导轨的滑动接触面和滑动体的滑动接触面至少之一上形成一涂层，该涂层是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而在至少另一滑动接触面上形成该可转移斥水材料的转移薄膜。
附图说明
图1表示了一种电动车窗调节器的实施方式，其作为用于机动车的滑动设备，该视图表示了电动车窗调节器的基本结构；
图2A是图1所示车窗调节器中承载板的放大俯视图；
图2B是基本上沿图2A中的2B-2B线所作的剖面图；以及
图3是一个示意性的解释性视图，表示了测量水或二碘甲烷接触角的方式。
具体实施方式
在根据本发明的滑动设备中，滑动构件的滑动接触面中至少之一是由一种可转移的斥水性材料制成的，该材料具有足够强的可转移性(即能转移到另一构件上、从而在该另一构件的表面上形成薄膜的能力)，从而在滑动接触面上形成一转移薄膜(即在斥水性材料转移时形成的薄膜)，从而可长期获得顺滑的滑动特性。在本发明中，所述的滑动构件不仅包括相互滑动移位的两个构件—例如导轨和滑动体，而且包括在另一构件上相对地滚动且移动的构件—例如滚轮和滚子。
此外，对于相对的滑动构件，本发明未对该滑动构件主体部分的材料以及滑动接触面的材料作特别的限定，必需的是：滑动接触面中的至少之一是由上述可转移的斥水性材料制成的，原因在于，由于两滑动构件之间的相互滑动，可转移的斥水性材料会被转移到相对的滑动构件上，由此可形成与可转移斥水性材料具有相同性质的转移薄膜。考虑到这样的情况，两滑动接触面也可都用可转移的斥水性材料制成。
在本发明的滑动设备中，用上述的可转移斥水性材料制出整个滑动构件或部分滑动构件，或者也可用由具有斥水性和转移性的可转移斥水材料形成的涂层覆盖整个滑动构件或部分滑动构件，其中，滑动构件的滑动接触面与相对的滑动构件滑动接触。
尤其是，在滑动接触面是由钢等合适的基体材料形成的情况下，通过将可转移的斥水性材料涂覆到与相对滑动构件滑动接触的滑动接触面上，能制得高强度的滑动构件。该滑动构件例如是滑动门的导轨，其可支撑很重的构件。
优选地是，上述涂层的厚度是在10μm到100μm的范围内。在涂层厚度小于10μm的情况下，如果在滑动接触面之间承压力很高的条件下频繁地滑动时，则由于涂层会被磨耗掉，且在经过较短的时间后就会露出基底材料，所以有时就会产生粘滑错动，并带有异响噪音，而且使滑动特性恶化而无法实现顺滑移动。与此相反，在涂层厚度超过100μm的情况下，根据形成涂层的方法，有时会出现一些问题—例如涂层材料出现泡沫或发生流动，从而无法形成平滑的涂层滑动面，由此使滑动特性恶化。
尽管所述的可转移斥水材料并不限于特定的某几种材料，但优选地是：该可转移的斥水性材料—即由可转移斥水性材料形成的滑动接触面在标准条件下的表面张力不大于4.7×10-2N/m，其中，所述标准条件是指温度为23℃、相对湿度为50％的条件。更为优选地是，由可转移斥水性材料制成的滑动接触面的表面张力不超过4.5×10-2N/m。也就是说，在由可转移斥水性材料制成的滑动接触面的表面张力超过4.7×10-2N/m、且两滑动接触面之间承压力相当高的情况下，长期的反复滑动可能会将滑动接触面磨损，从而使滑动特性的顺滑度变差。
如下文讨论的那样，可通过测量并计算两种液体与滑动接触面所形成的接触角，确定出滑动接触面的表面张力。所述的两种液体是表面张力公知的水(蒸馏水)和二碘甲烷。
至于可转移斥水性材料的可转移性—即可转移斥水性材料通过向滑动接触面转移而在接触面上形成转移薄膜的能力，如果滑动构件被用在高承压力的条件下，则即使材料的转移性很弱，也足以形成转移薄膜。与此相反，在滑动构件被用在低承压力的条件下，如果未使用强转移性的斥水性材料，则很难在相对构件的滑动接触面上形成转移薄膜。应当指出的是：对于应用了本发明的各种不同的车用滑动设备，滑动速度和承压力随设备的不同是不等的。
因而，考虑到滑动构件的使用条件，选择具有足够转移性的材料，以便于在相对滑动构件的滑动接触面上形成转移薄膜。
除了具有斥水性之外，形成滑动接触面的可转移斥水性材料还根据滑动条件的不同而具有足够的转移性，以使得该可转移斥水性材料可被转移到相对滑动构件的滑动接触面上，从而，在滑移运动的起始阶段，可在接触面上形成转移薄膜。
在形成转移薄膜时，即使灰尘等异物侵入到两滑动构件相互滑动接触的表面之间，其也会被嵌入到转移薄膜中，因而可保护滑动接触面，使其免受异物的损伤，这样就能防止出现损坏和过度磨耗。结果就是，滑动接触面可保持着理想的状态，避免了产生异响噪音。
还优选地是：既具有斥水性、又具有转移性的可转移斥水材料中包含质量比(重量比)在3％到50％之间的、具有转移性的斥水性树脂，该树脂材料例如是含氟树脂或碳氟树脂。
含氟树脂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟乙烯、氯三氟乙烯聚合物(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-六氟丙烷共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)等，这些材料可单独使用或组合使用。
除含氟树脂之外的具有转移性的其它可转移斥水性树脂的实例包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯-对苯二酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯、聚n-丁基甲基丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料，这些材料可单独使用，也可组合使用。另外，还可将石蜡链烷烃等材料用作斥水性树脂。
在上述具有转移性的可转移斥水性树脂的总质量含量低于3％的情况下，如果在滑动接触面之间承压力很高的条件下反复执行滑移运动，则由于涂层磨耗和涂层的基底材料外露，有时会出现粘滑错动的情况，并产生异响噪音。与此相反，在上述具有转移性的可转移斥水性树脂的总质量含量超过50％的情况下，由于被作为粘连性组分的热固性树脂的添加量相对减小了，所以，涂层与基底材料之间的粘合性、以及涂层表面的平滑性都趋于降低，其中，热固性树脂例如是氨基树脂、环氧树脂等。此外，根据涂层形成方法的不同，可转移斥水性材料的流动性可能会丧失，涂层的加工性也会变差。从经济性的角度考虑，这样的情况也并非是优选的，原因在于这样的涂层材料将会很昂贵。
此外，优选地是，具有斥水性和转移性的可转移斥水材料中所含的热固性树脂的质量比在20％到97％之间，该热固性树脂被作为附加的组分。热固性树脂主要是作为粘连组分，其可将各种可转移的斥水性树脂相互结合到一起。在热固性树脂的总质量含量小于20％的情况下，可转移斥水性材料的强度就会变得不足。因而，尤其是在滑动接触面之间的承压力超过60kg/cm2和/或滑动速度超过300mm/s的情况下，反复的滑移运动趋于促进摩擦损耗，由此会使滑动特性的顺滑度变差。与此相反，在热固性树脂总质量含量超过97％的情况下，恐怕就会产生异响噪音。此情形对应于可转移斥水性材料的总质量含量小于3％的情况。
热固性树脂的实例包括聚酯-尿烷基树脂、环氧-聚酯基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸树脂-聚酯基树脂、聚酯树脂-氨基树脂基树脂、丙烯酸树脂-氨基树脂基树脂等，这些材料可单独使用或组合使用。
如上文提到的那样，对于可转移斥水性材料的转移性，需要其在一定的条件下达到足以在相对滑动构件的滑动接触面上形成转移薄膜的程度(在使用各个单独滑动构件的情况下)，其中，所述的条件随滑动设备类型的不同而不同，这些条件包括滑动速度、承压力等。
在下文中，将对调节可转移斥水性材料的转移性、以适应各个滑动构件滑动速度和承压力的方法进行讨论。
为了使可转移斥水性材料转移到相对滑动构件的滑动接触面上、从而在滑动接触面上形成转移薄膜，需要可转移斥水性材料在一定的承压力和滑动速度的条件下、在两滑动构件的滑动接触面相互刮擦时能受到摩擦作用。因而，可转移的斥水性材料将磨损而分离下来，从而，位于两滑动构件之间的、从可转移斥水性材料上磨耗下来的碎料将粘附到相对滑动构件的滑动接触面上，且在反复滑移运动时被加压且被分散开。
因而，可以考虑增加可转移斥水性材料中可转移材料(例如含氟树脂或碳氟树脂)的含量，以提高可转移斥水性材料的转移性。在此条件下，相对滑动构件的滑动接触面上将带有更多的可转移斥水性材料碎屑，因而可促进转移薄膜的形成。
另外，通过向可转移斥水性材料中添加滑石粉等具有提高表面硬度的添加剂，可使材料的特性偏向易于发生磨耗。从而易于从可转移斥水性材料的表面上分离出磨耗碎料，由此可提高转移性。
另外，在增大了可转移斥水性材料中所含树脂材料分子量的情况下，通过改善了可转移斥水性材料的散布特性，即使少量的磨耗碎料也能广泛地散布开，因而可获得面积很大的转移薄膜。
另外，即使在不改变可转移斥水性材料成分组成的情况下，通过调整可转移斥水性材料中颗粒的形状和尺寸，也能对转移性加以调节。具体而言，通过增大各个颗粒表面积与体积的比值一例如通过减小各个颗粒的尺寸，可提高材料的转移性。
下文将参照图1对作为滑动设备一种实例的车窗调节器1展开讨论。
车窗调节器1是用在机动车上的电动设备。车窗调节器1包括电动机2，该电动机上设置有一个减速装置(图中未示出)—例如是减速齿轮机构，电动机借助于该减速装置与一鼓轮2a相连接，以便于驱动鼓轮2a。拉线6的中间部分绕在鼓轮2a上，其相反的两端分别绕过回转引导件3a、3a而被固定到承载板5上。承载板5上设置有三个滑动体4，这些滑动体是用塑料或合成树脂制成的，并可滑动地装配到导轨3上。具体来讲，承载板5是一个用薄钢板冲压制成的物品。三个滑动体4是用POM(聚甲醛)材料制成的，其中的POM材料例如是聚缩醛或TPEE(热塑性弹性体)，如图2A和图2B所示，利用外部成型法(Outsert-molding)将这三个滑动体分别制在承载板5的三个位置上。承载板5被固定到车窗玻璃(图中未示出)的下侧端上。导轨5是用冲压钢板或横截面基本为C形的板材制成的。
在工作过程中，电动机2受驱而转动，绕在鼓轮2a上的拉线6开始运动，从而，固定在拉线6上的承载板5与车窗玻璃一起向上或向下运动。
在导轨3的滑动接触面和滑动体4的滑动接触面至少之一上形成一涂层，该涂层是用具有水排斥性的斥水材料形成的，由此使导轨3与滑动体4之间具有顺滑的滑动特性。如果利用外部成型法制在承载板5上(如图1、2A、2B所示)的滑动体4是用具有一定程度斥水性的树脂制成的，则在此情况下，即使只在导轨3一方上形成涂层，也足以获得理想的滑动特性。当然，也可只在滑动体4一方上形成涂层，或者也可在导轨一方和滑动体一方上都形成涂层，从而在导轨3与滑动体4之间实现足够理想的滑动特性，具体是在那一方上形成涂层取决于导轨3和滑动体4材料的组分。
尽管未对上述涂层的材料作特殊的限制，但优选地是：涂层在标准条件下的表面张力不大于4.7×10-2N/m，其中，所述标准条件是指温度为23℃、相对湿度为50％的条件。更为优选地是，涂层的表面张力不超过4.5×10-2N/m。也就是说，在涂层表面张力超过4.7×10-2N/m、且导轨滑动接触面与滑动体滑动接触面之间承压力相当高的情况下，车窗玻璃长期的反复上下滑动可能会造成涂层的磨损，因而，即使导轨的滑动接触面和滑动体的滑动接触面中至少之一上涂覆有斥水性材料，滑动特性的顺滑度也会变差。
可通过测量并计算两种液体的涂层相对于被涂覆表面的接触角，确定出涂层的表面张力，所述的两种液体例如是表面张力已知的水(蒸馏水)和二碘甲烷，下文将对此方面进行讨论。
进一步优选地是：考虑到需要确保材料的斥水性，上述涂层的材料中包括含氟树脂或碳氟树脂等斥水性树脂，斥水性树脂的质量百分比(重量％)在3％到50％之间。
含氟树脂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟乙烯、氯三氟乙烯聚合物(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-六氟丙烷共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)等，这些材料可单独使用或组合使用。
除含氟树脂之外的其它斥水性树脂的实例包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯-对苯二酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯、聚n-丁基甲基丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料，这些材料可单独使用，也可组合使用。另外，还可将石蜡链烷烃等材料用作斥水性树脂。
在上述斥水性树脂的总质量含量低于5％的情况下，如果在导轨滑动接触面与滑动体滑动接触面之间承压力很高的条件下反复上下运动，则由于涂层磨耗和涂层的基底材料外露，有时会出现粘滑错动的情况，并伴有异响噪音。与此相反，在上述斥水性树脂的总质量含量超过50％的情况下，由于添加到涂层材料成分中的、作为粘连性组分的氨基树脂或环氧树脂的添加量相对减小了，所以，涂层与基底材料之间的粘合性、以及涂层表面的平滑性都趋于降低。此外，根据涂层形成方法的不同，涂层材料的流动性可能会丧失，涂层的加工性也会变差。从经济性的角度考虑，由于涂层材料的成本会增加，这样的情况也并非是优选的。
另外，优选地是，上述涂层的厚度是在10μm到100μm的范围内。在涂层厚度小于10μm的情况下，如果在导轨的滑动接触面与滑动体的滑动接触面之间承压力很高的条件下频繁地滑动时，则由于涂层会被磨耗掉，且在经过较短的时间后就会露出涂层的基底材料，所以有时就会产生粘滑错动，并带有异响噪音，而且使滑动特性恶化而无法实现顺滑移动。与此相反，在涂层厚度超过100μm的情况下，根据形成涂层的方法，有时会出现一些问题—例如涂层材料出现泡沫或发生流动，从而无法形成平滑的涂层滑动面，由此使车窗玻璃向上、向下滑动的性能变差。
[示例]
参照下文的实施示例，可更加清楚地理解本发明。但是，这些示例只是为了对本发明作举例说明，并不能被理解为限定本发明的范围。
示例1
将一种丙烯酸树脂(从Dainippon Ink And Chemical公司购得的、商品名为ACRYDIC A-428的树脂)与一种混合树脂混和到一起，以形成一种基料树脂，其被用作含热固性树脂的粘合剂成分，其中，所述混合树脂是由氨基树脂(从Hitachi Chemical有限公司购得的、商品名为MELAN 28D的树脂)与环氧树脂(从TOHTO KASEI有限公司购得的、商品名为EPO-TOHTO-YD-011的树脂)按照2∶1的比例混合而成的。作为具有转移性的可转移斥水性树脂的含氟树脂或碳氟树脂(PTFE)、与作为白着色剂的氧化钛(TiO2)按照一定的比例与基料树脂混和起来，以使得PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂，以及白着色剂的质量比在被烘烤和干燥之后分别变为25％、15％、25％、35％，由此就制得了一种调和树脂。另外，可向该调和树脂中添加一种溶剂并进行混和，以便于制备出一种树脂混合流体，其中，所述溶剂中含有作为基料的二甲苯、n-丁醇、一种基于醚-酒精混合物的溶剂(可从Kuraray有限公司购得，其商品名为PGM-AC)、醋酸丁酯、以及甲基异丁酮。
与此同时，对一带有镀层的钢板执行冲压成型而制出图1、图2A、2B所示导轨的材料，该钢板由一种含11％(质量比)的Al和3％的Mg的Zn合金执行了热浸镀，其厚度为1.2mm。树脂混合物流体被一喷枪喷射到冲压形成的导轨材料的整个表面上。而后，被喷涂后的导轨材料在150℃的环境中烘干20分钟，这样就制得了该示例中的导轨，其带有一涂层，其最终的厚度在30μm到35μm之间。
示例2
重复执行示例1的过程，区别只在于：由PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及白着色剂制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是20％、12.5％、30％、37.5％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在20μm到30μm之间。
示例3
重复执行示例1的过程，区别只在于：由PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及白着色剂制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是10％、12.5％、35％、42.5％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例4
重复执行示例1的过程，区别在于：白着色剂被一种硫酸钡沉淀物(可从SAKAI CHEMICAL INDUSTRY有限公司购得、其商品名为BARITE)代替，该硫酸钡沉淀物的作用是作为填料；由PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及填料制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、15％、35％、45％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例5
重复执行示例1的过程，区别只在于：由PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及白着色剂制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、15％、35％、45％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例6
重复执行示例1的过程，区别在于：PTFE被聚乙烯(PE)代替，由该材料作为具有转移性的可转移斥水性树脂；由PE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及填料制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、15％、35％、45％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例7
重复执行示例1的过程，区别在于：PTFE被聚二甲基硅氧烷橡胶代替，由该材料作为具有转移性的可转移斥水性树脂；由聚二甲基硅氧烷橡胶、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及填料制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、15％、35％、45％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例8
重复执行示例1的过程，区别只在于：由PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及白着色剂制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、15％、35％、45％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在5μm到9μm之间。
示例9
重复执行示例1的过程，区别只在于：由PTFE、2∶1混合树脂、丙烯酸树脂、以及白着色剂制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、32.5％、15％、47.5％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例10
重复执行示例1的过程，区别在于：玻璃化转变点不低于30℃的上述丙烯酸树脂被一种丙烯酸树脂(可从Dainippon Ink AndChemical公司购得，其商品名为ACRYDIC54-172)取代，其玻璃化转变点小于30℃；由PTFE、2∶1混合树脂、玻璃化转变点小于30℃的丙烯酸树脂、以及填料制成的调和树脂中各组分的质量比在被烘干之后分别是5％、17.5％、30％、47.5％；且所制得导轨上的涂层的最终厚度在10μm到20μm之间。
示例11
将如下各种材料在室温条件下混和到一起而制得一种调和树脂：作为包含热固性树脂的粘合剂组分的一种环氧树脂(从TOHTOKASEI有限公司购得，其商品名为EPO-TOHTO-YD-014，且其软化点温度在100℃到110℃)和一种端部带有羧基的聚酯树脂(从日本U-PiCA有限公司购得，其商品名为U-Pica Coat GV230树脂，该树脂的软化点为121℃)；Curezol C-11Z(从Shikoku Chemical公司购得，其商品名即为该名称，该材料中含有十一烷咪唑)；Acronal 4F(从BASF Japan有限公司购得，其商品名即为该名称，该材料被用作表面调整剂)；二苯乙醇酮(可从Wako Pure Chemical Industries有限公司购得，其被用作泡沫抑制剂)；作为具有转移性的可转移斥水性树脂的PTFE；以及着色剂和/或补充剂(氧化钛和碳黑)。而后，该调和树脂经过熔融、揉搓、研磨处理，然后再经过分选，这样就制得了一种粉末涂料，其所含颗粒的平均尺寸为45μm。
利用-60千伏静电喷涂枪将粉末涂层喷涂到挤压成型的导轨材料的整个表面上，然后，在一电炉内以180℃对涂敷的导轨烘焙并保持20分钟以获得该示例中外覆有涂层的导轨，该涂层中含有可转移的斥水性材料。涂层中含35％(质量比)的环氧树脂、37％的聚酯树脂、0.1％的Curezol C-11Z、0.5％的Acronal 4F、0.4％的二苯乙醇酮、8％的PTFE、以及20％的着色剂和/或填充剂。
示例12
将如下各种材料在室温条件下混和到一起而制得一种调和树脂：作为包含热固性树脂的粘合剂组分的一种环氧树脂(从Japan EpoxyResin有限公司购得，其商品名为Epikote 1004，且其软化点温度为97℃)；一种硬化剂(己二酸二氢叠氮)；Acronal 4F；作为具有转移性的可转移斥水性树脂的PTFE；以及着色剂和/或填充剂(氧化钛和碳黑)。而后，该调和树脂经过熔融、揉搓、研磨处理，然后再经过分选，这样就制得了一种粉末涂料，其所含颗粒的平均尺寸为45μm。
重复示例11中的步骤(用于涂覆的)，区别之处在于粉末涂层的成分，这样制得该示例中外覆有涂层的导轨，该涂层中含有可转移的斥水性材料。涂层中含72％(质量比)的环氧树脂、4.5％的硬化剂、0.5％的Acronal 4F、8％的PTFE、以及20％的着色剂和/或补充剂。
示例13
将如下各种材料在室温条件下混和到一起而制得一种调和树脂：作为包含热固性树脂的粘合剂组分的、端部带有羧基的热固性聚酯树脂(从日本U-PiCA有限公司购得，其商品名为U-Pica Coat GV100，该树脂的软化点为110℃)；异氰酸盐复合硬化剂(可从Hüls公司购得，其商品名为B-1530)；Acronal 4F；二苯乙醇酮；作为具有转移性的可转移斥水性树脂的PTFE；以及着色剂和/或填充剂(氧化钛和碳黑)。而后，该调和树脂经过熔融、揉搓、研磨处理，然后再经过分选，这样就制得了一种粉末涂料，其所含颗粒的平均尺寸为45μm。
重复示例11中的步骤(用于涂覆的)，区别之处在于粉末涂层的成分，这样就制得了该示例中外覆有涂层的导轨，该涂层中含有可转移的斥水性材料。涂层中含62％(质量比)的聚酯树脂、10％的异氰酸盐复合硬化剂、0.6％的Acronal 4F、0.4％的二苯乙醇酮、8％的PTFE、以及20％的着色剂和/或补充剂。
对比示例1
无论是用作粘合剂组分的热固性树脂、还是转移性的斥水性树脂都未使用。将一种由硅酸铝和碳黑构成的混合着色剂与一种4∶1混合树脂混和起来，以使得混合着色剂与4∶1混合树脂的质量比在被烘烤和干燥之后分别变为10％和90％，由此就制得了一种调和树脂，其中，所述4∶1混合树脂是由环氧树脂(可从Arakawa Chemical Industries有限公司购得，其商品名为ARAKYD 9201)和聚氨酯树脂(可从Nippon Polyurethane Industry有限公司购得，其商品名为CORONET2507)按照4∶1的比例混合而成。另外，可向该调和树脂中添加一种以二甲苯为基料的溶剂(示例1使用了该溶剂)，以制备出一种树脂混合流体。该树脂混合物流体被一喷枪喷射到示例1中所用的、冲压成型的导轨材料的整个表面上。而后，被喷涂后的导轨材料在150℃的环境中烘干20分钟，这样就制得了该对比示例中的导轨，其带有一涂层，其最终的厚度在10μm到20μm之间。
对比示例2
在导轨材料与示例1中导轨材料相同的条件下，导轨材料上未涂覆任何树脂涂层，其中，钢板由一种含11％(质量比)的Al和3％的Mg的Zn合金执行了热浸镀，并被冲压成型。
表1中概括了上述各示例以及对比示例中导轨上涂层的组成成分和厚度，在表1中，Tg代表玻璃化转变点。
评价测试
下文对各个示例以及对比示例中的导轨执行了性能评价测试。
(A)表面张力
对根据各个示例以及对比示例制得的导轨进行测试，以获得涂层的表面张力。为了获得这一参数，按照如下的方式测量并计算出水在涂层表面上的接触角：
如图3所示，在温度为23℃、相对湿度为50％的条件下，使涂层C的表面保持水平。然后，利用一微注射器将一滴蒸馏水W按照一定方式滴在涂层C上，使得涂层表面的接触角θ变为最大。从滴水时开始30秒之后，从正侧面观察水滴W，以测量水滴的尺寸A(高度)和尺寸B(宽度)。然后，利用如下的公式(1)计算出水滴的接触角θ：
接触角θ＝2tan-1{A/(B/2)}  ……(1)
类似地，通过滴二碘甲烷，可测量出二碘甲烷的尺寸A和尺寸B，并利用公式(1)计算出二碘甲烷的接触角θ。
随后，通过将上述求得的接触角以及水或二碘甲烷已知的特征值代入到公式(5)中，就可计算出涂层的表面张力，其中，公式(5)是从Young氏公式(2)、粘附功公式(3)以及扩展的Fowkes公式(4)导出的。
γSV-γSL＝γLVcosθ  ……(2)
WA＝γSV+γLV-γSL＝(γS-γSV)+(γSV+γLV-γSL)  ……(3)
γSL＝γSV+γLV-2(γSdγLd)1/2-2(γSpγLp)1/2  ……(4)
γLV(1+cosθ)＝2(γSdγLd)1/2+2(γSpγLp)1/2  ……(5)
Young氏公式(2)表达的是作用在液体(L)、固体(S)、蒸气(V)之间界面上的作用力的平衡关系。粘附功公式(3)表达的是：当液体粘附到固体上时，粘附功作用的大小。扩展的Fowkes公式(4)表达的是作用在固体相与液体相之间界面能。在上述的公式(2)到(5)中，γSV是固体的表面张力。γLV是液体的表面张力。γSL是固体与液体之间的界面张力。WA是粘附功。γSd是固体表面张力的分散力分量，该分量基于固体表面张力的范氏力或伦敦色散力。γLd是液体表面张力的分散力分量，该分量基于液体表面张力的范氏力或伦敦色散力。γSp是固体表面张力的极性分量，该分量基于偶极子之间的作用力或库仑排斥力。γLp是液体表面张力的极性分量，该分量基于偶极子之间的作用力或库仑排斥力。一些已知特征值涉及水的表面张力，这些特征值如下：
γLV＝7.28×10-2(N/m)；
γLd＝2.21×10-2(N/m)；以及
γLp＝5.07×10-2(N/m)。
在另一方面，一些已知的特征值涉及二碘甲烷的表面张力，这些特征值如下：
γLV＝5.06×10-2(N/m)；
γLd＝4.41×10-2(N/m)；以及
γLp＝0.67×10-2(N/m)。
也就是说，通过将对水实际测得的接触角θ和水的公知特征值、以及对二碘甲烷实际测得的接触角θ和其公知的特征值代入到公式(5)中，就能获得一个以γSd和γLd为未知量的联立方程。因而，两联立方程解的和(γSd+γLd)就是固体的表面张力(γSV)—即导轨上涂层的表面张力。
重复执行上述的过程就能求出示例及对比示例中各种导轨涂层的表面张力。
(B)滑动测试
示例以及对比示例中制得的各种导轨被固定到一定的定位夹具上。然后，将带有滑动体4的承载板5固定到图2A和图2B所示的导轨上，其中，滑动体4是用TPEE树脂(可从DU PONT-TORAY有限公式购得，其商品名为Hytrel 5557)制成的。在80℃的测试环境中，在一定条件下，在利用一测试机(由Shinto Scientific有限公司出品，其商品名为HEIDEN)对滑动体执行了30000次往复运动之后，检查示例及对比示例的各种导轨的滑动特性和耐磨性，其中，所述的条件为：每次往复运动的速度为100mm/秒；每次往复运动的行程为150mm；且在导轨与承载板5之间施加了2kg的载荷。在执行了30000次往复移动之后，利用一光学显微镜观察导轨的滑动接触面，以确定基底材料是否露出，从而可对耐磨性进行评价。另外，确定是否发生了粘滑错动和异响噪音，以对滑动特性进行评价。评价测试的结果在表1中被表示为与导轨涂层的成分同列的“性能评价”
在表1中，对于耐磨性而言，“A”代表未露出基底材料的结果；“B”代表基底材料的外露比例小于10％(面积比)的结果；“C”代表基底材料外露比例不小于10％(面积比)的结果。对于滑动特性的粘滑错动而言，“A”代表不发生粘滑错动的结果；“B”代表有时会发生粘滑错动的结果；“C”代表始终发生粘滑错动的结果。对于滑动特性的异响噪音而言，“A”代表不产生异响噪音的结果；“B”代表有时会产生异响噪音的结果；“C”代表始终产生异响噪音的结果。
(C)承压力的测量
在滑动测试中，利用一Tekscan Pressure Measurement(Tekscan压力测量)系统对作用在导轨滑动接触面上的承压力进行测量，其中的测量系统采用了可从Tekscan公司购得的传感器(MAP ANDSENSOR MODLE NUMBER 5101)。
(D)转移薄膜的确认
利用一扫描电子显微镜和EPMA(电子探针显微分析仪)进行研究，通过在滑动测试后观察承载板的滑动接触面来确认是否形成了转移薄膜。
从表1可看出，对于示例1-7中的导轨，导轨上设置的涂层中含有合适量的可转移斥水性树脂，该树脂中包含具有转移性的含氟树脂，因而，其既具有斥水性，也具有足以在相对滑动构件的滑动接触面上形成转移薄膜的转移性，因此，即使在滑动体执行了30000次往复滑动之后，也未发现基底材料出现外露，由此获得了令人满意的结果：既具有优异的耐磨性，也不会产生粘滑错动和异响噪音。与此相反，对于对比示例1中的导轨，其涂层是由不具有任何斥水性的材料制成的，对于对比示例2中的导轨，其上未涂覆任何涂层，因而，确定出它们滑动接触面上露出基底材料的面积不小于10％，所以，它们的耐磨性很差，且在整个评价测试过程中，都会发现粘滑错动和异响噪音。
除此之外，对于示例8到13，尽管发现存在轻微的基底材料外露现象，有时也会产生粘滑错动和异响噪音，但可以确定：它们表现出令人满意的耐磨性和斥水性。
此处，示例8中导轨的滑动特性略差于示例1到7中导轨滑动特性的原因在于：其涂层厚度并非处于优选的范围内。
至于示例9中的导轨，认为其滑动特性是由于粘合剂中所含丙烯酸树脂的量不足所致。也就是说，粘合剂的摩擦系数和耐久性(受硬度等因素的影响)对涂层的滑动特性和耐久性是有贡献的，特别是从示例1到示例9的结果可看出：粘合剂的耐久性取决于丙烯酸树脂的含量。换言之，随着丙烯酸树脂含量的增加，粘合剂的耐久性会获得改善，因而涂层的耐久性也能获得改善。与此相反，随着丙烯酸树脂含量的减小，涂层的耐久性也趋于变差。
试样                                                    示例    对比示例
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   1   2
涂层的成分组成(质量百分比) 斥水性树脂 PTFE   25   20   10   5   5   -   -   5   5   5   8   8   8   -   -
PE   -   -   -   -   -   5   -   -   -   -   -   -   -   -   -
聚二甲基硅氧烷   -   -   -   -   -   -   5   -   -   -   -   -   -   -   -
  2∶1混合树脂(氨基树脂与环氧树脂)   15   12.5   12.5   15   15   15   15   15   32.5   17.5   -   -   -   -   -
  4∶1混合树脂(环氧树脂与聚氨酯树脂)   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -90   -
  环氧树脂   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   35   72   -   -   -
  聚酯树脂   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   37   -   62   -   -
  丙烯酸树脂   25   30   35   35   35   35   35   35   15   30   -   -   -   -   -
  着色剂和/或填充剂   35   37.5   42.5   45   45   45   45   45   47.5   47.5   20   20   20   10   -
    涂层厚度(μm)   31.3   27.1   18.1   14.8   12.6   12.8   13.6   8.2   15.8   15.3   55   60   55   15.4   -
性能评价   表面张力×10-2(N/m)   3.7   3.9   4.1   4.1   4.3   4.4   4.5   4.3   4.3   4.4   4.4   4.5   4.6   4.8   5.0
  耐磨性(是否露出基底材料)   A   A   A   A   A   A   A   B   B   B   B   B   B   C   C
滑动特性     粘滑错动   A   A   A   A   A   A   A   B   B   B   B   B   B   C   C
    异响噪音   A   A   A   A   A   A   A   B   B   B   B   B   B   C   C
另外，对于示例10中的导轨，其特性取决于这样的事实：所用丙烯酸树脂的玻璃化转变点低于30℃。与使用了玻璃化转变点不低于30℃的丙烯酸树脂的情况相比，在玻璃化转变点低于30℃的丙烯酸树脂被用作粘合剂的情况下，粘合剂易于发生软化。因而，涂层也易于发生软化，从而降低了耐久性。因此，示例10中导轨的性能看起来要弱于示例1到7中导轨的性能。
另外，对于示例11到13，粘合剂树脂分别是环氧树脂-聚酯树脂基树脂、环氧树脂、以及聚酯树脂。因而，示例11到13导轨涂层的滑动特性和耐久性与示例1到7的对应参数看起来略有区别，其中，示例1到7的粘合剂树脂所含的是丙烯酸树脂。
此外，作用在导轨滑动接触面上的承压力在0-37.5kg/cm2的范围内。另外，在用作与本发明示例1-13的导轨进行滑动接触的相对滑动构件的承载板上，确证了其滑动接触面上存在氟、硅以及镁元素。还确证了在承载板的滑动接触面上形成了转移薄膜，其厚度约在15μm到38μm的范围内。
根据本发明，滑动设备中至少一个滑动构件的滑动接触面是由具有斥水性和转移性的可转移斥水性材料制成的。这样就能防止水粘附到滑动接触面上，而水是会阻碍平顺的滑移运动的。另外，在相对滑动构件的滑动接触面上形成了转移薄膜，这可防止除水之外的其它异物粘附到滑动接触面上或滑动接触面之间。因此，在所制得的滑动设备中，其滑动构件的滑动接触面得到了保护，并能长期保持顺滑的滑动。
第P2004-094352号(提交日为2004年3月29日)和第2005-069009号(提交日为2005年3月11日)日本专利所公开的全部内容都被结合到本申请中作为参考背景。
尽管上文参照特定的实施方式和示例对本发明进行了描述，但本发明并不限于上述的这些实施方式和示例。本领域技术人员在上述内容的启发下，能对上述实施方式和示例作出改动和变型。本发明的范围是由后附的权利要求书进行限定的。

Claims (14)

1.一种用在机动车上的滑动设备，其包括：
一第一滑动构件，其具有一滑动接触面；以及
一第二滑动构件，其具有一可与第一滑动构件的滑动接触面滑动接触的滑动接触面，
其中，第一滑动构件的滑动接触面与第二滑动构件的滑动接触面的至少之一是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而在至少另一滑动接触面上形成该可转移斥水材料的转移薄膜。
2.一种用在机动车上的滑动设备，其包括：
一第一滑动构件，其具有一滑动接触面；
一第二滑动构件，其具有一可与第一滑动构件的滑动接触面滑动接触的滑动接触面；以及
一涂层，其形成在第一滑动构件的滑动接触面与第二滑动构件的滑动接触面的至少之一上，该涂层是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而在至少另一滑动接触面上形成该可转移斥水材料的转移薄膜。
3.根据权利要求2所述的用于机动车的滑动设备，其特征在于：所述涂层的厚度在10μm到100μm的范围内。
4.根据权利要求2所述的用于机动车的滑动设备，其特征在于：所述的可转移斥水性材料在一定条件下的表面张力不大于4.7×10-2N/m，其中，所述条件是指温度为23℃且相对湿度为50％的条件。
5.根据权利要求2所述的用于机动车的滑动设备，其特征在于：所述可转移斥水性材料包括具有斥水性和转移性的树脂。
6.根据权利要求5所述的用于机动车的滑动设备，其特征在于：所述斥水性树脂的质量含量在3％到50％之间。
7.根据权利要求5所述的用于机动车的滑动设备，其特征在于：所述树脂是含氟树脂。
8.根据权利要求1所述的用于机动车的滑动设备，其特征在于：所述可转移斥水性材料中包含一种热固性树脂，其质量含量在20％到97％之间。
9.一种车窗调节器，其包括：
一具有滑动接触面的导轨；
滑动体，其固定在车窗玻璃上，该滑动体可在导轨上滑动移动，滑动体具有一可与导轨的滑动接触面滑动接触的滑动接触面；以及
一涂层，其形成在导轨的滑动接触面与滑动体的滑动接触面中的至少之一上，该涂层是由可转移的斥水性材料制成的，该材料具有斥水性，并具有足够的转移性，从而在至少另一滑动接触面上形成该可转移斥水材料的转移薄膜。
10.根据权利要求9所述的车窗调节器，其特征在于：所述涂层在一定条件下的表面张力不大于4.7×10-2N/m，其中，所述条件是指温度为23℃且相对湿度为50％的条件。
11.根据权利要求9所述的车窗调节器，其特征在于：所述可转移斥水性材料包括具有转移性的斥水性树脂。
12.根据权利要求11所述的车窗调节器，其特征在于：所述斥水性树脂在涂层中的质量含量在3％到50％之间。
13.根据权利要求11所述的车窗调节器，其特征在于：所述斥水性树脂是含氟树脂。
14.根据权利要求9所述的车窗调节器，其特征在于：所述涂层的厚度在10μm到100μm的范围内。
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