JP4333678B2 - Linear motion bearing and method for forming lubricating film on linear motion bearing - Google Patents

Linear motion bearing and method for forming lubricating film on linear motion bearing Download PDF

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Description

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。   The present invention relates to a linear motion type bearing and a method for forming a lubrication film for the linear motion type bearing, and more particularly to a linear motion type bearing suitable for use in a vacuum environment, a clean environment, a corrosive environment, etc. where normal grease or oil cannot be used. About.

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。   As the above-mentioned environment, for example, a conveyance system disposed inside a semiconductor manufacturing apparatus can be cited. In such an environment, if grease is used as a lubricant for a linear motion bearing, the oil content of the grease evaporates. As a result, problems such as deterioration of the lubrication function and contamination of the use environment occur.

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。   In such a case, conventionally, mainly at least one of an axial rail, a raceway surface of a cylindrical moving body, a surface of a rolling element, a soft metal such as gold, silver, lead, and copper, carbon or two Coating with a solid lubricant such as molybdenum sulfide in a film form is performed.

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。   By the way, in the coating film made of the above-mentioned solid lubricant, although this coating film peels off little by little as the rolling element rolls and slides, the dust generation state becomes low level compared with the case of using grease, but it is particularly clean. This level is incompatible with the environment. In particular, the amount of dust generation increases under high load conditions.

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。   In addition, the applicant of the present application coats a component of a linear motion bearing with a solid lubricant in which a fluorine-based resin is mixed in a binder. You can reduce to the difference.

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。   However, even with this coating film, in a situation where a relatively large radial load is applied, dust generation due to abrasion is remarkably increased in addition to peeling and missing, and the dust generation life is shortened. Moreover, when the coating film is peeled off or missing as described above, the rolling action of the direct acting type bearing, the lubricating action at the sliding part is lowered, and it becomes easy to adhere, such as contact between metals, There is a problem in terms of life, such as accelerated wear of each component. Further, in an environment where corrosive gas exists, as described above, each component of the coating film peeling and missing portions is corroded.

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。   Accordingly, an object of the present invention is to reduce dust generation and improve lubricity in a direct acting bearing so that a long life can be achieved.

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、固体膜が形成され、前記固体膜は、下記化学式61で示される化合物と末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体とを所定の割合で混合したものを、少なくとも下記化学式81および82および83および84のいずれかの硬化反応で架橋することで、少なくとも下記化学式71および72および73および74のいずれかの結合を備えるとともに、前記末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体が分散した固体膜であり、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ことを特徴とする。

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A first linear motion type bearing according to the present invention includes a shaft-shaped rail, a movable body slidably attached thereto, and is arranged between the rail and the movable body and rolls in accordance with their relative sliding motion. A linear motion type bearing comprising a plurality of circulated rolling elements, wherein a solid film is formed at least on the rolling and sliding portions of the components of the linear motion bearing. Curing of at least one of the following chemical formulas 81, 82, 83, and 84 with a mixture of the compound shown and a flowable fluorine-containing polymer that does not bind to the fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at the end, in a predetermined ratio by crosslinking reaction, at least provided with a binding of either the following chemical formula 71 and 72 and 73 and 74, the end with isocyanate functionality fluorine-containing polymer Solid film der the flowable fluorine-containing polymer is dispersed not if is, the flowable fluorine-containing polymer is characterized in that it does not have a functional group.
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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、固体膜が形成され、前記固体膜は、上記化学式61で示される化合物と末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体とを所定の割合で混合したものを、少なくとも上記化学式81および82および83および84のいずれかの硬化反応で架橋することで、少なくとも上記化学式71および72および73および74のいずれかの結合を備えるとともに下記化学式91で示される単位を主要構成単位とした固体膜であって、前記末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体が分散した固体膜であり、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ことを特徴とする。

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The second linear motion bearing of the present invention includes a shaft-shaped rail, a movable body slidably attached thereto, and is arranged between the rail and the movable body and rolls in accordance with their relative sliding motion. A linear motion type bearing comprising a plurality of rolling elements to be circulated, wherein a solid film is formed at least on the rolling and sliding portions of the components of the linear motion type bearing. Curing at least one of the above-mentioned chemical formulas 81, 82, 83, and 84 with a mixture of the compound shown and a flowable fluorine-containing polymer that is not bonded to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at the end in a predetermined ratio by crosslinking reaction, the solid was a monomer represented by the following chemical formula 91 provided with a binding of either at least the formula 71 and 72 and 73 and 74 as main structural units A is, the terminal Ri solid film der the flowable fluorine-containing polymer is dispersed without being combined with the isocyanate functional groups with a fluorine-containing polymer, wherein the flowable fluorine-containing polymer has no functional group It is characterized by that.
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前記固体膜は、3次元の網状構造を有している。   The solid film has a three-dimensional network structure.

本発明の直動型軸受の潤滑膜形成方法は、上記化学式61で示される化合物である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末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体を硬化処理させ、固体膜を形成する工程とを含むものである。 The method for forming a lubricating film of a linear motion bearing according to the present invention has no functional group in a solution obtained by diluting a fluorine-containing polymer having an isocyanate group as a functional group , which is a compound represented by the above chemical formula 61, in a solvent. A step of attaching a liquid film to at least the rolling and sliding portions of the components of the linear motion bearing using a solution containing a fluorine-containing polymer, and curing the attached liquid film to form a functional group And a step of curing the fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at the end of the network structure in which the fluorine-containing polymer not having a water content is dispersed while maintaining fluidity to form a solid film.

このような本発明では、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。   In the present invention, since the molecules are closely packed and bonded to each other, separation and wear are less likely to occur during rolling and sliding contact between the components of the linear motion bearing. , Rolling and sliding resistance will be reduced.

特に、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固体膜から滲み出て潤滑作用に寄与する。   In particular, when the fluoropolymer is dispersed and added in a flowable state in the solid film, the flowable fluoropolymer oozes out of the solid film and contributes to the lubricating action.

前述の含ふっ素重合体としては、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。   The aforementioned fluorine-containing polymer is a fluorine-containing polymer such as perfluoropolyether having no functional group.

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。   The direct acting bearing of the present invention uses a solid film that can suppress peeling, chipping, and wear and reduce rolling and sliding resistance as compared with conventional coating films. Can be improved, and can contribute to the improvement of operational stability and lifetime.

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。   Therefore, if the linear motion bearing of the present invention is used where high-precision processing is required, for example, in the semiconductor manufacturing process, it is difficult to inhibit the clean atmosphere, which can contribute to the improvement of the yield of semiconductor manufactured products.

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。   The details of the present invention will be described below based on the embodiment shown in FIGS. 1 to 8 show a linear motion ball bearing according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, FIG. 2 is a transverse sectional view of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a structural view schematically showing the structure of a solid film of a fluorine-containing polyurethane polymer compound formed on the direct acting bearing of FIG. 1, and FIG. 5 is a solid diagram of the fluorine-containing polyurethane polymer compound. FIG. 6 is a graph showing the result of property analysis in the state after curing of the solid film of the fluorine-containing polyurethane polymer compound, and FIG. 7 is the same linear motion type. FIG. 8 is a schematic diagram of a test apparatus used for measuring the dust generation amount of the bearing, and FIG. 8 is a graph showing test results relating to the torque life of the linear motion bearing.

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。   In the figure, A is a direct acting ball bearing, 1 is a rail made of a cylindrical shaft, 2 is a moving body made of a cylindrical member, 3 is a cage made of press, 4 is a ball, and 5 is a holding cylinder.

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。   The rail 1 is made of JIS standard SUS440C, and linear grooves 6 along the axial direction are provided over the entire length at six locations on the outer peripheral surface of the rail 1.

移動体2は、同じくJIS規格SUS440C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。   The moving body 2 is also made of JIS standard SUS440C, and has six circumferentially axial positions in the inner circumferential surface of the inner circumferential surface of the load circulating ball train and the circumferentially opposed groove 6 of the rail 1 so as to face each other. Track grooves 91 and 92 for unloaded circulation ball rows are provided.

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31,32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。   The cage 3 is made of JIS standard SUS304 and has a cylindrical shape that is curved so as to be along a part of the inner peripheral surface of the moving body 2. Both end portions thereof are supported by the holding cylinder 5. Six horizontally long annular grooves 31 and 32 are provided symmetrically in the central region. The straight portion of the annular groove 31 is used for the load circulation ball row 41 because the bottom is penetrated and the bottom is absent. The annular groove 32 has a bottom and is used for the no-load circulation ball row 42.

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。   The two linear grooves 6 and 91 facing each other on the rail 1 side and the moving body 2 side as a pair constitute a total of six load ball transfer paths 12. The group of balls 4 existing in the ball transfer path 12 is located at the bottomless straight portion of the annular groove 31 of the cage 3. In addition, the groove 92 of the moving body 2 and the bottom portion of the annular groove 32 of the cage 3 are paired to constitute a total of six no-load ball circulation paths 13. Each of the six ball transfer paths 12 and each of the six ball circulation paths 13 adjacent to the six ball transfer paths 12 are connected in communication one by one, thereby constituting a ball circulation circuit. Therefore, the balls 4 are rolled and circulated between the ball transfer path 12 and the ball circulation path 13 in accordance with the relative axial sliding operation of the rail 1 and the moving body 2. .

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6,91でボール4を四点接触支持させるようにされる。   By the way, the cross section of the groove 6 of the rail 1 and the groove 91 of the moving body 2 is formed in a circulator arc shape, but may be a gothic arch shape. In this case, the cross sections of the grooves are each formed in a V shape, and the ball 4 is supported in four-point contact by a pair of grooves 6 and 91 facing each other. The two slopes of each of the grooves 6 and 91 are each formed with a gently curved surface. In addition, the circumscribed circle diameter of the balls 4 group when the balls 4 are applied to the grooves 6 of the rail 1 and the inscribed circle diameter of the balls 4 groups when the balls 4 are applied to the grooves 91 of the moving body 2 respectively. The ball 4 is supported in a four-point contact manner by the pair of grooves 6 and 91 by adjusting the difference between them and applying a predetermined preload.

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。   The rail 1, the moving body 2 and the ball 4 described above are formed of a corrosion resistant material. As this corrosion-resistant material, for example, in addition to martensitic stainless steel such as the above-mentioned JIS standard SUS440C, for example, a metal material obtained by subjecting a precipitation hardening type stainless steel such as JIS standard SUS630 to an appropriate hardening heat treatment. In light load applications, for example, austenitic stainless steel such as JIS standard SUS304 may be used.

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(AlN)、酸化チタン(TiO2)、スピネル(MgAl2O4)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(SiC)、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。   In addition, as a corrosion-resistant material regarding the rail 1, the moving body 2, and the ball 4, a ceramic material can be used in addition to a metal material. As this ceramic material, silicon nitride (Si 3 N 4) using yttria (Y 2 O 3) and alumina (Al 2 O 3) as a sintering aid, and aluminum nitride (AlN), titanium oxide (TiO 2), and spinel (MgAl 2 O 4) as appropriate. ), Alumina (Al2O3), silicon carbide (SiC), zirconia (ZrO2), aluminum nitride (AlN), or the like can be used. The retainer 3 is preferably made of brass, titanium, or the like in addition to JIS standard SUS304, but may be made of a synthetic resin material. Examples of the synthetic resin material include fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene (hereinafter abbreviated as PTFE) and ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether. Engineering plastics such as Sulphone (PES) and nylon 46 can also be used. Reinforcing fibers such as glass fibers may be added to these resins.

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。   A solid film 16 of a fluorine-containing polyurethane polymer compound is formed on the rolling and sliding portions of each component of these linear motion ball bearings A. However, in the drawing, the solid film 16 is illustrated as being formed only on the ball 4, but on the surface or outer surface of the groove 6 of the rail 1, the groove 91 of the moving body 2, and the annular groove 32 of the cage 3 Is also formed.

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。   The solid film 16 of a fluorine-containing polyurethane polymer compound has a unit represented by a general formula (-XF2X-O-) (X is an integer of 1 to 4) as a main structural unit, and all of them are cured with an average molecular weight of several million or more. It has a three-dimensional network structure in which molecules are bonded by reaction. The three-dimensional network structure is an expression in terms of chemical structure, and the cross-section of the film is not a network, but a homogeneous structure in which molecules are connected in a continuous manner like a network. It means that As such a polymer, the chemical structure can be changed by using a fluorine-containing polymer with a functional group having an isocyanate terminal at the end as shown in the following chemical formula 1. As the above-mentioned fluorine-containing polymer having an isocyanate-terminated functional group, a derivative of perfluoropolyether (PFPE), specifically, for example, a product name Fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC, etc.) of Montecatini is preferably used. .

Figure 0004333678
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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。
(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。
(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。
(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結合することにより3次元の網状構造となる。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。
Next, an example of a method for forming the solid film 16 of the aforementioned fluorine-containing polyurethane polymer compound will be described.
(A) A solution for obtaining a solid film 16 of a fluorine-containing polyurethane polymer compound is prepared, and the rail 1, the moving body 2, the cage 3 and the ball 4 are individually provided in the prepared lubricating oil. Rolling of the rail 1, the moving body 2, the cage 3, and the ball 4 by immersing or rotating the completed linear motion ball bearing A assembled in a lubricating oil several times, A liquid film is attached to the sliding part (attachment treatment). The solution prepared here is a fluorine-containing polymer having a functional group whose end is isocyanate [FONBLIN Z DISOC], and the concentration of the fluorine-containing polymer is reduced to 1 mass% with a diluting solvent (fluorine solvent SV90D). It shall be diluted.
(B) The whole linear motion ball bearing A to which the liquid film is adhered is heated at 40 to 50 ° C. for about 1 minute to remove the solvent contained in the liquid film (drying treatment). At this time, it remains a liquid film and has fluidity.
(C) Then, it heats, for example at 100-200 degreeC for 20 hours (curing process). As a result, the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound is obtained through a curing reaction by changing the chemical structure of the liquid film. By the way, in this curing treatment, the terminal isocyanate (NCO) disappears by the four kinds of curing reactions shown in the following chemical formulas 2 to 5 for each of the functionalized fluorine-containing polymers present in the liquid film. When the fluorine-containing polymers with functional groups are bonded to each other, a three-dimensional network structure is formed. Bonding is performed by a curing reaction as shown in Chemical Formulas 2 and 3, linearly cross-linking as schematically shown in FIG. 4A, and by a curing reaction as shown in Chemical Formulas 4 and 5, as shown in FIG. As schematically shown in (b), crosslinking is performed in a three-dimensional direction.

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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。   In this way, the solid film 16 of the fluoropolyurethane polymer compound can be formed in a suitable film thickness on the parts that are in contact with each other in the components of the direct acting ball bearing A. Note that (a) and (b) may be repeated several times as necessary. Finally, the film thickness of the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound is, for example, 0. It can set suitably in the range of 1-3 micrometers.

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。   Here, the state prepared by concentrating and drying the solution prepared in (a) (the state having fluidity) and the state prepared by attaching the solution prepared in (a) to a sample such as a stainless steel plate and curing the I will explain the properties.

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(3300cm-1)、N=C=O(2279cm-1)、NHC=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、NHC=O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NHC=O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。   The former is analyzed by the FT-IR method (Fourier transform-infrared spectroscopy, liquid film method). As shown in the graph of FIG. 5, the result shows that NH (3300 cm −1), N═C═O (2279 cm −1), NHC═O (1712 cm −1, 1546 cm −1), in addition to the fluorine-based peak, Peaks such as benzene (1600 cm @ -1) are observed, and it can be confirmed that a benzene ring, NHC.dbd.O bond, and isocyanate are present as functional groups. Here, the cases of the thin film and the thick film are examined, but the analysis can be performed regardless of the film thickness. The latter is analyzed by the FT-IR method (Fourier transform-infrared spectroscopy, high sensitivity reflection method). As a result, as shown in the graph of FIG. 6, the peak of the benzene ring and NHC═O bond is seen, but the peak of isocyanate is not seen. That is, based on these results, changes in the chemical structure of the functional group due to the curing reaction shown in Chemical Formulas 2 to 5 are confirmed.

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。   The above-described solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound has a three-dimensional network structure, is densely coated on the object to be coated, and has self-lubricating properties. Thus, it is possible to suppress dust generation such as wear and separation associated with rolling and sliding operations, and to avoid direct contact between the components of the direct acting bearing.

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。この場合、具体的に、上記での形成方法の(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。このため、(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。   By the way, as another embodiment of the present invention, the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound described in the above-described embodiment includes a fluorine-containing material such as fluoropolyether in a three-dimensional network structure in which the molecules are urethane-bonded. A structure in which a polymer is dispersed and added so as to be flowable. In this case, specifically, in the adhesion treatment of (a) in the formation method described above, the prepared solution is a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at its end [for example, the trade name Fonbrin Z derivative (FONBLIN Z DISOC etc. )] And a fluorine-containing polymer having no functional group as a fluorine-containing compound [for example, trade name Fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60 etc.)] may be mixed at a predetermined ratio. For this reason, in the curing process (c), the fluorine-containing polymer having no functional group is not bonded to the fluorine-containing polymer having a functional group, so that it can flow inside the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound. The lubricating action is exhibited by oozing out from the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound.

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、参考例1〜3、比較例の計5つを挙げている。   Then, the dust generation life in the atmospheric environment and the torque life in the vacuum environment of the solid film 16 of the above-mentioned fluorine-containing polyurethane polymer compound are examined, and will be described. Here, a total of five examples, reference examples 1 to 3 and comparative examples are listed.

実施例、参考例1〜3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。   In Examples and Reference Examples 1 to 3, a solid film of a fluorine-containing polyurethane polymer compound is formed on the entire surface of the rail, the moving body, the cage, and the ball, and the film thickness is set to 1 μm.

参考例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 DISOC)〕のみを用いて得ている。   The solid film of the fluorine-containing polyurethane polymer compound of Reference Example 1 is obtained by using only a fluorine-containing polymer having a functional group whose end is isocyanate [FONBLIN Z DISOC].

参考例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 DISOC)〕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 DOL)〕を添加して得ている。   The solid film of the fluorine-containing polyurethane polymer compound of Reference Example 2 has a functional group having a terminal hydroxyl group (—OH) with respect to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group [FONBLIN Z DISOC]. It is obtained by adding a fluorine-containing polymer with a group [FONBLIN Z DOL].

実施例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 DISOC)〕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。   The solid film of the fluorine-containing polyurethane polymer compound of the example is different from the fluorine-containing polymer [FOMBLIN Z DISOC] having a functional group having an isocyanate terminal at the terminal with respect to the fluorine-containing polymer without a functional group [FOMBLIN Z derivative (FONBLIN Z-60)] is added.

参考例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 DISOC)〕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(FONBLIN Z-60)〕とを添加して得ている。   The solid film of the fluorine-containing polyurethane polymer compound of Reference Example 3 is a fluorine-containing fluorine-containing polymer having a terminal hydroxyl group compared to a fluorine-containing polymer having a terminal isocyanate functional group [FONBLIN Z DISOC]. It is obtained by adding a polymer [fomblin Z derivative (FONBLIN Z DOL)] and a fluorine-containing polymer having no functional group [fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60)].

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。   In the comparative example, a coating film is formed on the entire surface of the rail, the moving body, the cage, and the ball. This coating film is obtained by dispersing and mixing polytetrafluoroethylene (PTFE) in a binder made of a thermosetting synthetic resin (polyimide), and has a film thickness of 1 μm. This coating film has a structure in which a relatively hard and dense thermosetting synthetic resin is in a sea state, and heterogeneous polytetrafluoroethylene is scattered in an island shape, and the bond between the two becomes weak. Yes.

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。   The test uses the apparatus shown in FIG. In the figure, 60 is a test direct acting ball bearing, 61 is a rail, 62 is a case, 63 is a particle monitor, 64 is a load weight, and M1 and M2 are motors for driving the load weight.

試験条件は、下記のとおり。   The test conditions are as follows.

・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SESDM10ST5である。
・ Reciprocating speed: 20-30mm / s
・ Load: Radial load (25N, 50N, 100N)
・ Stroke: 100mm
・ Atmosphere: Air, inside clean bench (Class 10)
Vacuum (2.6 x 10-4 Pa or less)
-Environmental temperature: Room temperature-Measurement conditions: Number of dust particles having a particle diameter of 0.1 μm or more The linear motion ball bearing used in the test is model number SESDM10ST5 manufactured by Koyo Seiko Co., Ltd.

(i) 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。参考例1のフォンブリンZ誘導体(FONBLIN Z DISOC)の濃度を1mass%とし、参考例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%、参考例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 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。   (i) In the dust generation life test, the atmosphere is air, the environmental temperature is room temperature, and the radial load is 100N. In the dust generation life test, the time until the time when the total amount of dust generation is 1000 / 0.1 cf or more is measured 10 times continuously and converted to the movement distance. Measurements are made at 10 minute intervals. The concentration of the fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) in Reference Example 1 is 1 mass%, and in Reference Example 2, the concentration of the base fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) is 1 mass%, and the fomblin Z derivative added ( The concentration of FONBLIN Z DOL) is 0.25 mass%, and in the examples, the concentration of the base fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) is 1 mass%, and the concentration of the added fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60) is 0. .25 mass%, Reference Example 3 shows that the concentration of the base fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) is 1 mass%, and the fomblin Z derivative (FONBLIN Z DOL) and the fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60) are added. The total concentration is 0.25 mass%.

結果としては、比較例で10km、参考例1で15km、参考例2で30km、実施例で60km、参考例3で58kmとなり、寿命が長い順に実施例、参考例3、参考例2、参考例1、比較例となる。つまり、参考例1のようにフォンブリンZ誘導体(FONBLIN 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、参考例2,3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、実施例の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参考例1よりもさらに優れるのである。   As a result, it was 10 km in the comparative example, 15 km in the reference example 1, 30 km in the reference example 2, 60 km in the example, and 58 km in the reference example 3, and the examples, reference example 3, reference example 2, reference example in the order of long life. 1 is a comparative example. That is, a solid film of a fluorine-containing polyurethane polymer compound obtained by using only a fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) as in Reference Example 1 is superior to the comparative example, but the base as in Reference Examples 2 and 3 is used. Fluorine-containing polyurethane polymer obtained by adding the fomblin Z derivative having a functional group in the side chain to the fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) or the fomblin Z derivative having no functional group in the examples. The solid film of the compound is even better than Reference Example 1.

つまり、実施例及び参考例1,参考例2,参考例3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。   That is, in the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound of Examples and Reference Example 1, Reference Example 2, and Reference Example 3, it is a homogeneous film tightly packed with a three-dimensional network structure. At the time of rolling and sliding between the components of the ball bearing A, peeling and wear are less likely to occur.

ちなみに、実施例,参考例3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100km、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。参考例2や1についても実施例,参考例3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50Nにした場合だと発塵寿命は20kmにと向上するものの、実施例に比べると、かなり低いレベルとなる。   By the way, in Example and Reference Example 3, when the radial load is 50 N, the dusting life is 100 km and 95 km, respectively, and when 25 N, the dusting life is greatly improved to 300 km and 295 km, respectively. . Reference examples 2 and 1 also improve at the same ratios as in the case of Example and Reference Example 3. On the other hand, in the comparative example, when the radial load is 50 N, the dusting life is improved to 20 km, but is considerably lower than that in the example.

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、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。   From the above results, it was found that it is preferable to add some kind of lubricating oil as the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound rather than using only the fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC). As for the lubricating oil to be added, it was found from the above results that a fomblin Z derivative having no functional group is most preferable.

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100N)を調べた。結果的には、0.25mass%で60km、0.5mass%で40kmとなり、0.25mass%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1mass%に対して、添加するフォンブリンZ誘導体(FONBLIN 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、1〜10mass%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。   Therefore, the amount added will be examined. The concentration of the base fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) is 1 mass%, and the concentration of the fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60) to be added is 0.25 mass% and 0.5 mass%. A load of 100 N) was examined. As a result, 0.25 mass% is 60 km, 0.5 mass% is 40 km, and 0.25 mass% is considered appropriate. However, with regard to the amount of addition, the upper and lower limits are provided with a margin of 1% by mass of the base fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC), and the amount of fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60) to be added. The concentration can be in the range of 0.1 to 0.75 mass%. Moreover, the density | concentration of the fomblin Z derivative | guide_body (FONBLIN Z DISOC) used as a base can be made into the range of 1-10 mass%. In this case, when the concentration of the base fomblin Z derivative (FONBLIN Z DISOC) is, for example, the upper limit of 5 mass%, the concentration of the fomblin Z derivative (FONBLIN Z-60) to be added is also 0.5-2. It is preferable to set both ratios to be always constant within a range of 5 mass%. However, the life of dust generation tends to decrease as the concentration of the base increases.

(ii) 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、実施例では、50km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。   (ii) In the torque life test, the atmosphere is vacuum, the environmental temperature is room temperature, and the radial loads are 25N and 50N. Here, the example and the comparative example are examined. As shown in the graph of FIG. 8, in the example, it is cut off at 50 km, but the torque is reduced to 0.01 to 0.02 N · m at a radial load of 25 N and 0.02 to 0.03 N · m at a radial load of 50 N. However, in the comparative example, the torque is 0.02 to 0.03 N · m at a radial load of 25 N, and the torque is 0.04 to 0.05 N · m at a radial load of 50 N. As described above, the torque of the example can be considerably reduced to about ½ that of the comparative example.

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。   As described above, the torque life was significantly better than that of the comparative example. In other words, since the added component does not bind to the base component, the added component has fluidity, and thereby exerts a lubricating action, which has an effect on torque reduction. Conceivable.

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。
(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。
(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。
(3) 上記実施例において(b)の乾燥処理は、省略してもよい。
(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。
(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91、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。
In addition, this invention is not limited only to the said Example, Various application and deformation | transformation can be considered.
(1) Other types of linear motion ball bearings described in the above embodiment, for example, as shown in FIGS. 9 and 10, a so-called linear motor provided with a saddle type moving body 2 straddling a rectangular rail 1. The present invention can also be applied to a linear motion bearing such as a motion guide. Moreover, as shown in FIG. 11, this invention is applicable also to the type which is not provided with a rolling element. Also in these cases, the formation position of the solid film 16 may be at least a rolling part or a sliding part.
(2) In the above embodiment, for the curing process (c), the energy of electromagnetic waves (light) such as ultraviolet rays, infrared rays, γ rays, and electron beams can be used instead of heating.
(3) In the said Example, you may abbreviate | omit the drying process of (b).
(4) In the above embodiment, the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound is formed on all of the rail 1, the moving body 2, the cage 3, and the ball 4. However, the rail 1, the moving body 2, and the cage 3 or only the ball 4 can be formed.
(5) In the above embodiment, the solid film 16 of the fluorine-containing polyurethane polymer compound is also formed on the outer surface to be coated, but the groove 6 of the rail 1, the groove 91 of the moving body 2, and the annular shape of the cage 3 It can be formed only in the groove 32. In this case, unnecessary portions may be masked and each single unit may be immersed in the solution prepared in the above (a) and cured as appropriate before assembling as a direct acting bearing. However, if the solid film 16 is also formed on the outer surface, the corrosion prevention effect is enhanced even when used in a corrosion-resistant environment, and it is not necessary to perform a separate corrosion prevention treatment.

本発明の一実施例にかかる直動型玉軸受の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a direct acting ball bearing according to an embodiment of the present invention. 図1の横断面図Cross-sectional view of FIG. レールの横断面図Rail cross section 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FIG. 1 is a structural diagram schematically showing the structure of a solid film of a fluorine-containing polyurethane polymer compound formed on the direct acting bearing of FIG. 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The graph which shows the property analysis result in the state before hardening of the solid film of a fluorine-containing polyurethane polymer compound 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The graph which shows the property analysis result in the state after hardening of the solid film of a fluorine-containing polyurethane polymer compound 同直動型軸受の発塵量測定に用いる試験装置の概略図Schematic diagram of the test equipment used to measure the amount of dust generated by the linear motion bearing 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Graph showing test results on torque life of the linear motion bearing 本発明の他の実施例にかかる直動ガイドの斜視図The perspective view of the linear motion guide concerning the other Example of this invention. 図9の横断面図Cross-sectional view of FIG. 本発明のさらに他の実施例の直動ガイドの横断面図Cross-sectional view of a linear guide according to still another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

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
A Direct-acting ball bearing 1 Rail 2 Moving body 3 Cage 4 Ball 6 Axis groove 91 Moving body groove 31 Cage annular groove 12 Ball transfer path 13 Ball circulation path 16 Fluorine-containing polyurethane polymer compound solid film

Claims (7)

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、固体膜が形成され、
前記固体膜は、下記化学式21で示される化合物と末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体とを所定の割合で混合したものを、少なくとも下記化学式41および42および43および44のいずれかの硬化反応で架橋することで、少なくとも下記化学式31および32および33および34のいずれかの結合を備えるとともに、前記末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体が分散した固体膜であり、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、ことを特徴とする直動型軸受。
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Linear motion comprising a shaft-shaped rail, a movable body slidably attached thereto, and a plurality of rolling elements that are arranged between the rail and the movable body and are circulated in association with their relative sliding motion Type bearings,
A solid film is formed at least on the rolling and sliding parts of the components of the linear motion bearing,
The solid film is a mixture of a compound represented by the following chemical formula 21 and a flowable fluorine-containing polymer that does not bind to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at the end, at least in the following chemical formulas 41 and 42: and by crosslinking with any of the curing reaction of 43 and 44, provided with a binding of either at least the following chemical formulas 31 and 32 and 33 and 34, the terminal does not bind with the isocyanate functional groups with a fluorine-containing polymer flow solid film der the fluorine-containing polymer is dispersed as possible is, the flowable fluorine-containing polymer has no functional group, direct-acting bearings, characterized in that.
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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、固体膜が形成され、
前記固体膜は、上記化学式21で示される化合物と末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体とを所定の割合で混合したものを、少なくとも上記化学式41および42および43および44のいずれかの硬化反応で架橋することで、少なくとも上記化学式31および32および33および34のいずれかの結合を備えるとともに下記化学式51で示される単位を主要構成単位とした固体膜であって、前記末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体が分散した固体膜であり、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、ことを特徴とする直動型軸受。
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Linear motion comprising a shaft-shaped rail, a movable body slidably attached thereto, and a plurality of rolling elements that are arranged between the rail and the movable body and are circulated in association with their relative sliding motion Type bearings,
A solid film is formed at least on the rolling and sliding parts of the components of the linear motion bearing,
The solid film is a mixture of a compound represented by the chemical formula 21 and a flowable fluorine-containing polymer that is not bonded to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at a predetermined ratio, and at least the chemical formulas 41 and 42 described above. and by crosslinking with any of the curing reaction of 43 and 44, a solid film a monomer represented by the following chemical formula 51 provided with a binding of either at least the formula 31 and 32 and 33 and 34 as main structural units there are, the ends Ri solid film der the flowable fluorine-containing polymer is dispersed without being combined with the isocyanate functional groups with a fluorine-containing polymer, wherein the flowable fluorine-containing polymer has no functional group, This is a direct acting type bearing.
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前記レールおよび移動体が金属で形成される、請求項1または2に記載の直動型軸受。The linear motion bearing according to claim 1, wherein the rail and the moving body are made of metal. 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、固体膜が形成され、
前記固体膜は、上記化学式21で示される化合物と末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体とを所定の割合で混合したものを、少なくとも上記化学式41および42および43および44のいずれかの硬化反応で架橋することで、少なくとも上記化学式31および32および33および34のいずれかの結合を備えるとともに、前記末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体が分散した固体膜であり、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、ことを特徴とする直動型軸受。
A linear motion bearing comprising a shaft-like rail and a movable body slidably attached thereto,
A solid film is formed on at least the sliding part of the components of the linear motion bearing,
The solid film is a mixture of a compound represented by the chemical formula 21 and a flowable fluorine-containing polymer that is not bonded to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at a predetermined ratio, and at least the chemical formulas 41 and 42 described above. And at least a bond of any one of the above chemical formulas 31 and 32, 33 and 34, and the terminal does not bind to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group. solid film der the fluorine-containing polymer is dispersed as possible is, the flowable fluorine-containing polymer has no functional group, direct-acting bearings, characterized in that.
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、固体膜が形成され、
前記固体膜は、上記化学式21で示される化合物と末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体とを所定の割合で混合したものを、少なくとも上記化学式41および42および43および44のいずれかの硬化反応で架橋することで、少なくとも上記化学式31および32および33および34のいずれかの結合を備えるとともに上記化学式51で示される単位を主要構成単位とした固体膜であって、前記末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体と結合しない流動可能な含ふっ素重合体が分散した固体膜であり、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、ことを特徴とする直動型軸受。
A linear motion bearing comprising a shaft-like rail and a movable body slidably attached thereto,
A solid film is formed on at least the sliding part of the components of the linear motion bearing,
The solid film is a mixture of a compound represented by the chemical formula 21 and a flowable fluorine-containing polymer that is not bonded to a fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at a predetermined ratio, and at least the chemical formulas 41 and 42 described above. And a solid film having at least a bond of any one of the above chemical formulas 31 and 32 and 33 and 34 and having a unit represented by the above chemical formula 51 as a main structural unit. there are, the ends Ri solid film der the flowable fluorine-containing polymer is dispersed without being combined with the isocyanate functional groups with a fluorine-containing polymer, wherein the flowable fluorine-containing polymer has no functional group, This is a direct acting type bearing.
前記固体膜は、3次元の網状構造を有している、請求項1ないしのいずれかに記載の直動型軸受。 The solid film has a three-dimensional network structure, direct-acting bearing according to any one of claims 1 to 5. 上記化学式21で示される化合物である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末端がイソシアネート官能基付き含ふっ素重合体を硬化処理させ、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。
Using a solution obtained by diluting a fluorine-containing polymer having an isocyanate group as a functional group , which is a compound represented by the chemical formula 21, in a solvent, a solution obtained by adding a fluorine-containing polymer having no functional group, A step of attaching a liquid film to at least rolling and sliding portions of the components of the mold bearing;
The adhering liquid film is cured to cure the fluorine-containing polymer having an isocyanate functional group at the end of the network structure in which the fluorine-containing polymer having no functional group is dispersed while having fluidity, and a solid film Forming a step;
A method of forming a lubricating film for a direct acting bearing, comprising:
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