JPH109249A - 動圧軸受 - Google Patents
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- JPH109249A JPH109249A JP25907796A JP25907796A JPH109249A JP H109249 A JPH109249 A JP H109249A JP 25907796 A JP25907796 A JP 25907796A JP 25907796 A JP25907796 A JP 25907796A JP H109249 A JPH109249 A JP H109249A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】動圧軸受において、起動時や停止時や外乱発生
時の接触による摩耗・焼付きを抑制し、長寿命化および
環境の清浄化を図ること。 【解決手段】相対回転する二つの部材１，２の対向面の
少なくとも一方に流体を定方向に導く動圧溝１１，１２
を有する動圧軸受であって、相対する表面の一方に、含
ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜３が形成され
ている。この固体膜３は、分子間がウレタン結合した３
次元の網状構造であって、従来例の膜に比べて発塵性、
潤滑性が格段に優れている。
時の接触による摩耗・焼付きを抑制し、長寿命化および
環境の清浄化を図ること。 【解決手段】相対回転する二つの部材１，２の対向面の
少なくとも一方に流体を定方向に導く動圧溝１１，１２
を有する動圧軸受であって、相対する表面の一方に、含
ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜３が形成され
ている。この固体膜３は、分子間がウレタン結合した３
次元の網状構造であって、従来例の膜に比べて発塵性、
潤滑性が格段に優れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相対回転する対向
面の少なくとも一方に流体を定方向に導く動圧溝を有す
る動圧軸受に関する。
面の少なくとも一方に流体を定方向に導く動圧溝を有す
る動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、レーザビームプリンタの多面
鏡の回転軸、ＶＴＲのシリンダヘッドのスピンドル、磁
気ディスクのスピンドルなど、高速回転となるスピンド
ルのラジアル軸受およびスラスト軸受として、動圧軸受
を採用することがある。
鏡の回転軸、ＶＴＲのシリンダヘッドのスピンドル、磁
気ディスクのスピンドルなど、高速回転となるスピンド
ルのラジアル軸受およびスラスト軸受として、動圧軸受
を採用することがある。
【０００３】このようなスピンドルでは、有底円筒形の
ケースに収納されるが、スピンドルの起動時や停止時
に、ケースにおいてスピンドルの外周面に対向する内周
面やスピンドルの下側端面に対向する底面などに対して
接触するため、このような接触により回転抵抗の増大や
摩耗が発生する。
ケースに収納されるが、スピンドルの起動時や停止時
に、ケースにおいてスピンドルの外周面に対向する内周
面やスピンドルの下側端面に対向する底面などに対して
接触するため、このような接触により回転抵抗の増大や
摩耗が発生する。
【０００４】これを解決するために、スピンドルまたは
ケースの少なくともいずれか一方に、官能基を有するオ
ルガノポリシロキサンもしくは含ふっ素重合体を膜状に
コーティングすることが行われている（特開昭６４−６
５３２２号公報参照）。
ケースの少なくともいずれか一方に、官能基を有するオ
ルガノポリシロキサンもしくは含ふっ素重合体を膜状に
コーティングすることが行われている（特開昭６４−６
５３２２号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した膜
は、分子量が数千から数万であって固形化しておらず、
強い衝撃が加わった時、膜が破断して金属接触を生じ、
焼付きが発生する不具合が指摘される。
は、分子量が数千から数万であって固形化しておらず、
強い衝撃が加わった時、膜が破断して金属接触を生じ、
焼付きが発生する不具合が指摘される。
【０００６】したがって、本発明は、動圧軸受におい
て、起動時や停止時や外乱発生時の接触による摩耗・焼
付きを抑制し、長寿命化および環境の清浄化を図ること
を目的としている。
て、起動時や停止時や外乱発生時の接触による摩耗・焼
付きを抑制し、長寿命化および環境の清浄化を図ること
を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の動圧軸受
は、相対回転する二つの部材の対向面の少なくとも一方
に流体を定方向に導く動圧溝を有するもので、相対する
表面の一方に、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。
は、相対回転する二つの部材の対向面の少なくとも一方
に流体を定方向に導く動圧溝を有するもので、相対する
表面の一方に、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。
【０００８】本発明の第２の動圧軸受は、相対回転する
二つの部材の対向面の少なくとも一方に流体を定方向に
導く動圧溝を有するもので、相対する表面の一方に、ポ
リテトラフルオロエチレン樹脂からなる粒子を分散混入
した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。
二つの部材の対向面の少なくとも一方に流体を定方向に
導く動圧溝を有するもので、相対する表面の一方に、ポ
リテトラフルオロエチレン樹脂からなる粒子を分散混入
した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】なお、前述の流体は、ふっ素系オイルとす
るのが好ましい。前述の固体膜は、分子間がウレタン結
合した３次元の網状構造を有するものとするのが好まし
い。さらに、固体膜には、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。この流動可能な含ふっ素重
合体は官能基を有していないもの、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
のが好ましい。
るのが好ましい。前述の固体膜は、分子間がウレタン結
合した３次元の網状構造を有するものとするのが好まし
い。さらに、固体膜には、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。この流動可能な含ふっ素重
合体は官能基を有していないもの、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
のが好ましい。
【００１０】上記本発明の含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物の固体膜は、分子間が密に詰まった均質な構造で
あって、従来例の膜に比べて発塵性、潤滑性が格段に優
れている。そのため、起動時や停止時において相対回転
する二つの部材の接触部位の摩耗を長期にわたって防止
できるようになる。しかも、動圧溝のエッジ部分の欠け
なども防止できるようになり、動圧溝による動圧発生作
用の低下を防止できるようになる。
化合物の固体膜は、分子間が密に詰まった均質な構造で
あって、従来例の膜に比べて発塵性、潤滑性が格段に優
れている。そのため、起動時や停止時において相対回転
する二つの部材の接触部位の摩耗を長期にわたって防止
できるようになる。しかも、動圧溝のエッジ部分の欠け
なども防止できるようになり、動圧溝による動圧発生作
用の低下を防止できるようになる。
【００１１】また、固体膜にポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂からなる粒子を分散混入している場合では、この
粒子により荷重に対する緩衝作用を発揮するので、耐荷
重性が増すようになる。
ン樹脂からなる粒子を分散混入している場合では、この
粒子により荷重に対する緩衝作用を発揮するので、耐荷
重性が増すようになる。
【００１２】特に、流体としてふっ素系オイルを用いて
いる場合では、このオイルと固体膜とのなじみがよく、
二つの部材間の膜切れを長期にわたって無くせるなど、
より潤滑条件が良好になる上、固体膜から摩耗粉が発生
してもそれをトラップして外部への発塵を阻止する。ま
た、固体膜に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
膜表面から滲み出て潤滑作用に寄与する。
いる場合では、このオイルと固体膜とのなじみがよく、
二つの部材間の膜切れを長期にわたって無くせるなど、
より潤滑条件が良好になる上、固体膜から摩耗粉が発生
してもそれをトラップして外部への発塵を阻止する。ま
た、固体膜に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
膜表面から滲み出て潤滑作用に寄与する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図７に
示す実施例に基づいて説明する。
示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】図１ないし図６は本発明の一実施例にかか
り、図１は、スピンドルの支持構造を模式的に示す縦断
面図、図２は、スピンドルの下端面を模式的に示す斜視
図、図３は、スピンドルの動圧溝の断面図、図４は、図
１の固体膜の構造を模式的に表した構造図、図５は、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、固体膜の硬化後の状態での性状分析結果を示すグ
ラフである。
り、図１は、スピンドルの支持構造を模式的に示す縦断
面図、図２は、スピンドルの下端面を模式的に示す斜視
図、図３は、スピンドルの動圧溝の断面図、図４は、図
１の固体膜の構造を模式的に表した構造図、図５は、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、固体膜の硬化後の状態での性状分析結果を示すグ
ラフである。
【００１５】図中、１はスピンドル、２はケースであ
る。スピンドル１の外周面の上下の離れた二カ所には、
ラジアル動圧軸受としての動圧溝１１，１１が、また、
スピンドル１の下側の端面には、スラスト動圧軸受とし
ての動圧溝１２が、それぞれ形成されている。これらの
動圧溝１１，１２は、いずれも、平面視ほぼＶ字形のも
のをヘリングボーン状に配列したものである。また、動
圧溝１１，１２のエッジ部分には、図３（ａ）に示すよ
うな丸い面取りや、あるいは図３（ｂ）に示すようなテ
ーパ状の面取りが施されている。
る。スピンドル１の外周面の上下の離れた二カ所には、
ラジアル動圧軸受としての動圧溝１１，１１が、また、
スピンドル１の下側の端面には、スラスト動圧軸受とし
ての動圧溝１２が、それぞれ形成されている。これらの
動圧溝１１，１２は、いずれも、平面視ほぼＶ字形のも
のをヘリングボーン状に配列したものである。また、動
圧溝１１，１２のエッジ部分には、図３（ａ）に示すよ
うな丸い面取りや、あるいは図３（ｂ）に示すようなテ
ーパ状の面取りが施されている。
【００１６】そして、スピンドル１とケース２との間の
間隙には、例えばモンテカチーニ社の商品名フォンブリ
ンＹ，フォンブリンＺなどのふっ素系オイルからなる流
体が封入されており、この流体はスピンドル１の回転に
よって定方向に導かれて動圧を発生する。この流体によ
る動圧により、スピンドル１がケース２に対して非接触
状態に浮上した状態で回転することになる。
間隙には、例えばモンテカチーニ社の商品名フォンブリ
ンＹ，フォンブリンＺなどのふっ素系オイルからなる流
体が封入されており、この流体はスピンドル１の回転に
よって定方向に導かれて動圧を発生する。この流体によ
る動圧により、スピンドル１がケース２に対して非接触
状態に浮上した状態で回転することになる。
【００１７】また、スピンドル１の外周面および下端面
の全表面と、ケース２の内周面および底面とには、下記
する含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜３が形
成されている。なお、動圧溝１１，１２についても固体
膜３が形成されているが、この動圧溝１１，１２のエッ
ジ部分に上述したような面取りを施していれば、動圧溝
１１，１２のエッジ部分にも他の部分とほぼ同一の膜厚
の固体膜３が形成されることになり、膜切れが起こらず
に済む。
の全表面と、ケース２の内周面および底面とには、下記
する含ふっ素ポリウレタン高分子化合物の固体膜３が形
成されている。なお、動圧溝１１，１２についても固体
膜３が形成されているが、この動圧溝１１，１２のエッ
ジ部分に上述したような面取りを施していれば、動圧溝
１１，１２のエッジ部分にも他の部分とほぼ同一の膜厚
の固体膜３が形成されることになり、膜切れが起こらず
に済む。
【００１８】前述の含ふっ素ポリウレタン高分子化合物
の固体膜３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
ウレタン結合した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。このような化合物としては、
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。
の固体膜３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
ウレタン結合した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。このような化合物としては、
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。
【００１９】
【化１】
【００２０】次に、上述した固体膜３の形成方法の一例
を説明する。
を説明する。
【００２１】（ａ） 含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜３を得るための溶液を用意し、この溶液中に
スピンドル１、ケース２をそれぞれ個別に浸漬すること
により、これらの表面全体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ＳＶ
９０Ｄ）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３を得るための溶液を用意し、この溶液中に
スピンドル１、ケース２をそれぞれ個別に浸漬すること
により、これらの表面全体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ＳＶ
９０Ｄ）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。
【００２２】（ｂ） 液状膜を付着したスピンドル１お
よびケース２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。
よびケース２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。
【００２３】（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３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。なお、図４では、下記化学式６に示
すように、上記化学式１を簡略化して模式的に表してい
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３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。なお、図４では、下記化学式６に示
すように、上記化学式１を簡略化して模式的に表してい
る。
【００２４】
【化２】
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】このようにすれば、スピンドル１とケース
２において互いに接触する部位に含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜３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、固
体膜５の膜厚を例えば０．０１〜２μｍの範囲で適宜に
設定することができる。
２において互いに接触する部位に含ふっ素ポリウレタン
高分子化合物の固体膜３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、固
体膜５の膜厚を例えば０．０１〜２μｍの範囲で適宜に
設定することができる。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】以上説明した動圧軸受Ａは、スピンドル１
とケース２との摺動部位が固体膜３を介在した接触とな
り、それらが直接的に接触することが無くなる。しか
も、固体膜３は、それ自体が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、起動時や停止時のスピンドル１とケース
２との摺動動作に伴う摩耗、剥離といった発塵がきわめ
て少なくなる。したがって、スピンドル１とケース２と
の直接的な接触を長期にわたって回避できるようにな
り、長寿命化を達成できるようになる。この他、耐荷重
性についても従来例の固体潤滑剤の膜に比べて向上す
る。しかも、動圧溝１１，１２のエッジ部分の欠けなど
も防止できるようになり、動圧溝１１，１２による動圧
発生作用の低下を防止できるようになる。そして、上述
しているように流体としてふっ素系オイルを使用してい
れば、スピンドル１とケース２との間での固体膜３の膜
切れを長期にわたって無くすなど、より潤滑条件が良好
となる上、固体膜３から摩耗粉が発生してもそれをトラ
ップして外部への発塵を阻止する。
とケース２との摺動部位が固体膜３を介在した接触とな
り、それらが直接的に接触することが無くなる。しか
も、固体膜３は、それ自体が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、起動時や停止時のスピンドル１とケース
２との摺動動作に伴う摩耗、剥離といった発塵がきわめ
て少なくなる。したがって、スピンドル１とケース２と
の直接的な接触を長期にわたって回避できるようにな
り、長寿命化を達成できるようになる。この他、耐荷重
性についても従来例の固体潤滑剤の膜に比べて向上す
る。しかも、動圧溝１１，１２のエッジ部分の欠けなど
も防止できるようになり、動圧溝１１，１２による動圧
発生作用の低下を防止できるようになる。そして、上述
しているように流体としてふっ素系オイルを使用してい
れば、スピンドル１とケース２との間での固体膜３の膜
切れを長期にわたって無くすなど、より潤滑条件が良好
となる上、固体膜３から摩耗粉が発生してもそれをトラ
ップして外部への発塵を阻止する。
【００３３】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。
【００３４】（１） 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。
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。
【００３５】（２） 上記実施例において、（ｂ）の乾
燥処理は、省略してもよい。
燥処理は、省略してもよい。
【００３６】（３） 上記実施例で説明した固体膜３に
ついて、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物中に、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、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３の内部において流動可能となり、膜表面
から滲み出るなどして潤滑作用に寄与することになる。
なお、流動可能な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７，
８，９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。
ついて、含ふっ素ポリウレタン高分子化合物中に、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、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３の内部において流動可能となり、膜表面
から滲み出るなどして潤滑作用に寄与することになる。
なお、流動可能な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７，
８，９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。
【００３７】
【化７】
【００３８】
【化８】
【００３９】
【化９】
【００４０】（４） 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３について、図７に示
すように、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）からなる粒子４を分散混入してもよい。この場合、
粒子４となるＰＴＦＥとしては、球状とするのが望まし
く、例えばセントラル硝子製の商品名セラルーブＶなど
が好適に用いられる。
リウレタン高分子化合物の固体膜３について、図７に示
すように、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）からなる粒子４を分散混入してもよい。この場合、
粒子４となるＰＴＦＥとしては、球状とするのが望まし
く、例えばセントラル硝子製の商品名セラルーブＶなど
が好適に用いられる。
【００４１】この場合、固体膜３の形成方法は、上述し
たものとほぼ同じであるが、上記（ａ）での処理におい
て用意する溶液について、例えばフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DISOC）を適当な希釈溶媒（ふっ素系溶剤
ＳＶ９０Ｄ）でフォンブリン濃度を１ｍａｓｓ％にまで
希釈したものに対して、約０．０１〜２μｍの直径を有
する球状の粒子４を例えば１〜５ｗｔ％分散混入したも
のとすればよい。この固体膜３は、図示するように、粒
子４の直径に近似した膜厚にしているが、粒子４の上方
が露出していないとともに粒子４の下方にも固体膜３の
一部が介在する状態になっており、全体的には表面がほ
ぼ平坦になっている。なお、粒子４は固体膜３の全面積
の２５〜５０％を占める量となるように設定される。ま
た、形成した固体膜３は、パーフルオロポリエーテル
（ＰＦＰＥ）の固体成分が３ｗｔ％、液体成分が０．７
５ｗｔ％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）が２ｗｔ％存在するようになる。
たものとほぼ同じであるが、上記（ａ）での処理におい
て用意する溶液について、例えばフォンブリンＺ誘導体
（FONBLIN Z DISOC）を適当な希釈溶媒（ふっ素系溶剤
ＳＶ９０Ｄ）でフォンブリン濃度を１ｍａｓｓ％にまで
希釈したものに対して、約０．０１〜２μｍの直径を有
する球状の粒子４を例えば１〜５ｗｔ％分散混入したも
のとすればよい。この固体膜３は、図示するように、粒
子４の直径に近似した膜厚にしているが、粒子４の上方
が露出していないとともに粒子４の下方にも固体膜３の
一部が介在する状態になっており、全体的には表面がほ
ぼ平坦になっている。なお、粒子４は固体膜３の全面積
の２５〜５０％を占める量となるように設定される。ま
た、形成した固体膜３は、パーフルオロポリエーテル
（ＰＦＰＥ）の固体成分が３ｗｔ％、液体成分が０．７
５ｗｔ％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）が２ｗｔ％存在するようになる。
【００４２】このように、固体膜３中に粒子４を分散混
入していれば、粒子４によって荷重に対する緩衝作用が
増すので、耐荷重性が向上する。ちなみに、耐荷重性に
ついては、粒子４を混入していない固体膜３の場合、荷
重負担能力の上限値が約１６０ｋｇｆ／ｍｍ2であるの
に対して、粒子４を混入した固体膜３の場合だと、２０
０ｋｇｆ／ｍｍ2と向上する。特に粒子４が球状である
と、荷重の分散が広くなり、大きな緩衝作用を得ること
ができる。しかも、粒子４はふっ素系なので固体膜３に
対してなじみがよく剥離しにくい。
入していれば、粒子４によって荷重に対する緩衝作用が
増すので、耐荷重性が向上する。ちなみに、耐荷重性に
ついては、粒子４を混入していない固体膜３の場合、荷
重負担能力の上限値が約１６０ｋｇｆ／ｍｍ2であるの
に対して、粒子４を混入した固体膜３の場合だと、２０
０ｋｇｆ／ｍｍ2と向上する。特に粒子４が球状である
と、荷重の分散が広くなり、大きな緩衝作用を得ること
ができる。しかも、粒子４はふっ素系なので固体膜３に
対してなじみがよく剥離しにくい。
【００４３】
【発明の効果】本発明では、相対回転する二つの部材の
少なくともいずれか一方の相対面に発塵性および潤滑性
において格段に優れた含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜を形成しているから、起動時や停止時や外乱
発生時の両部材の接触部位の摩耗・焼付きだけでなく、
動圧溝のエッジ部分の欠けなどを長期にわたって防止で
きる。したがって、動圧溝による動圧発生作用を初期設
計どおりに保った上で、長寿命化を達成できるとともに
環境の清浄化を維持できるようになる。
少なくともいずれか一方の相対面に発塵性および潤滑性
において格段に優れた含ふっ素ポリウレタン高分子化合
物の固体膜を形成しているから、起動時や停止時や外乱
発生時の両部材の接触部位の摩耗・焼付きだけでなく、
動圧溝のエッジ部分の欠けなどを長期にわたって防止で
きる。したがって、動圧溝による動圧発生作用を初期設
計どおりに保った上で、長寿命化を達成できるとともに
環境の清浄化を維持できるようになる。
【００４４】また、固体膜にポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂からなる粒子を分散混入している場合では、この
粒子により荷重に対する緩衝作用が増すことになり、耐
荷重性が増すようになる。このため、衝撃や振動が加わ
った時でも、それらを緩衝し膜の破断を防止できるよう
になるので、二つの部材間の金属接触を回避できるよう
になる。
ン樹脂からなる粒子を分散混入している場合では、この
粒子により荷重に対する緩衝作用が増すことになり、耐
荷重性が増すようになる。このため、衝撃や振動が加わ
った時でも、それらを緩衝し膜の破断を防止できるよう
になるので、二つの部材間の金属接触を回避できるよう
になる。
【００４５】特に、流体としてふっ素系オイルを用いて
いる場合では、このオイルと固体膜とのなじみがよく、
二つの部材間の膜切れを長期にわたって無くせるなど、
より潤滑条件が良好になる上、固体膜から摩耗粉が発生
してもそれをトラップして外部への発塵を阻止する。さ
らに、固体膜に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
が膜表面から滲み出て潤滑作用に寄与するので、潤滑性
の一層の向上に貢献できる。
いる場合では、このオイルと固体膜とのなじみがよく、
二つの部材間の膜切れを長期にわたって無くせるなど、
より潤滑条件が良好になる上、固体膜から摩耗粉が発生
してもそれをトラップして外部への発塵を阻止する。さ
らに、固体膜に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
が膜表面から滲み出て潤滑作用に寄与するので、潤滑性
の一層の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかるスピンドルの支持構
造を模式的に示す縦断面図
造を模式的に示す縦断面図
【図２】スピンドルの下端面を模式的に示す斜視図
【図３】スピンドルの動圧溝の断面図
【図４】図１の固体膜の構造を模式的に表した構造図
【図５】固体膜の硬化前の状態での性状分析結果を示す
グラフ
グラフ
【図６】固体膜の硬化後の状態での性状分析結果を示す
グラフ
グラフ
【図７】本発明の他の実施例の固体膜を模式的に示す断
面拡大図
面拡大図
１ スピンドル １１ スピンドル外周面の動圧溝 １２ スピンドル下端面の動圧溝 ２ ケース ３ 固体膜
Claims (6)
- 【請求項１】 相対回転する二つの部材の対向面の少な
くとも一方に流体を定方向に導く動圧溝を有する動圧軸
受であって、 相対する表面の一方に、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、ことを特徴とする動圧
軸受。 - 【請求項２】 相対回転する二つの部材の対向面の少な
くとも一方に流体を定方向に導く動圧溝を有する動圧軸
受であって、 相対する表面の一方に、ポリテトラフルオロエチレン樹
脂からなる粒子を分散混入した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
る動圧軸受。 - 【請求項３】 前記流体は、ふっ素系オイルとされる、
請求項１または２に記載の動圧軸受。 - 【請求項４】 前記固体膜は、分子間がウレタン結合し
た３次元の網状構造を有している、請求項１ないし３に
記載の動圧軸受。 - 【請求項５】 前記固体膜は、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
に記載の動圧軸受。 - 【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に記載の動圧軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25907796A JP3903152B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-09-30 | 動圧軸受 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-104985 | 1996-04-25 | ||
| JP10498596 | 1996-04-25 | ||
| JP25907796A JP3903152B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-09-30 | 動圧軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109249A true JPH109249A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3903152B2 JP3903152B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=26445341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25907796A Expired - Fee Related JP3903152B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-09-30 | 動圧軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3903152B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004353730A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 軸受装置 |
| JP2015206460A (ja) * | 2014-04-19 | 2015-11-19 | ヴィーラント ウェルケ アクチーエン ゲゼルシャフトＷｉｅｌａｎｄ−Ｗｅｒｋｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 層システムを有するすべり要素 |
| JP2016191329A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社クボタ | 摺動部材の製造方法 |
| CN114033799A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-11 | 江苏科技大学 | 一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构加工方法 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25907796A patent/JP3903152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004353730A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 軸受装置 |
| JP2015206460A (ja) * | 2014-04-19 | 2015-11-19 | ヴィーラント ウェルケ アクチーエン ゲゼルシャフトＷｉｅｌａｎｄ−Ｗｅｒｋｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 層システムを有するすべり要素 |
| JP2016191329A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社クボタ | 摺動部材の製造方法 |
| CN114033799A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-11 | 江苏科技大学 | 一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构加工方法 |
| CN114033799B (zh) * | 2021-11-29 | 2024-02-27 | 江苏科技大学 | 一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3903152B2 (ja) | 2007-04-11 |
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Effective date: 20050412 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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