WO1997012162A1 - Vis d'avance et procede de production de film lubrifiant - Google Patents

Description

明細書 発明の名称

送りねじおよび送りねじの澗滑腹形成方法 技術分野

本 明は、 送りねじおよび送りね じの澗滑腴形成方法に係 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、 淸 浄環境および腐食環境等で用いるのに好適な送りねじに閲する

背 術

前述の環境と して、 冽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、 送りねじの 澗滑剤と 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 .

このよ う な場合、 従来では、 ねじ軸およびナッ トの軌道面や ボールの表面の少なく と もいずれかに、 金、 銀、 $S、 銅などの 軟質金属、 カーボンや二硫化モ リ ブデンなどの固休澗滑剤を膜 状にコ一テ ィ ングする こ とが行われている 。

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 ング膜がボールの転動、 摺動動作に伴い僅かずつ 剥がれるなど、 発廑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、 特に清淨環境では不適合となる レベルである 。 特に、 髙荷重朵件においては発塵量が增大する ，

また、 本願出願人は、 バイ ンダーにふつ素系樹脂を混合した 固休澗滑剤を、 ねじ軸およびナ ツ 卜の軌逋面やボールの表面の 少なく と もいずれかにコーテ ィ ングするこ と を行ってお り 、 こ の場合には、 先の従来咧よ り も発塵を桁違いに減らせるよ う に なる。

しかしながら 、 このコーテ ィ ング膜でも 、 比較的大きなアキ シャル荷重がかかる状況において . 剝雜ゃ欠落の他、 摩耗によ る発塵が著し く增加し、 発翥寿命が短く 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 、 転動、 摺動 部位での澗滑作用が低下して 、 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、 弁命 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 ング膜の剝離、 欠落箇所の各構成要 素が腐食されるこ と になる 。

したがって、 本発明の目的は、 送りねじにおいて 、 発 S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 。 発明の開示

[構成 :！

本発明の第 1 の送りね じは、 ねじ軸と 、 それに ¾合されるナ ッ ト と 、 ねじ軸とナ ッ ト との螺合部位に介装される複数の転動 体と を儎え 、 これらの少なく と もいずれかの転動、 摺動都位に 、 含ふつ素ボリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜が形成されてい る 。

本発明の第 2の送りねじは、 ねじ軸と 、 それに螺合されるナ ッ ト と 、 ねじ軸とナッ ト との螺合部位に介装される複数の転動 体と を備え、 これらが金 ¾材で形成され、 これらの少なく と も いずれかの転動、 摺動部位に、 含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化 合物の固休膜が形^されている 。

本発明の第 3の送りね じは、 ねじ軸と 、 それに螺合されるナ ッ ト と を備え、 これらの少なく と も いずれかの摺動部位に、 含 ふつ素ポリ ウレタン高分子化合物の固体膜が形成されている， なお、 前述の固体膜は、 3次元の網状 ¾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つ素重合体を 分散添加するのが好ま しい。 さ らに、 この流動可能な含ふつ素 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 本発明の第 1 の送 りねじの澗滑膜形成方法は、 官能基と して イ ソシァネー ト基を有する含ふつ素重合 を溶媒中に希釈して なる溶液を用いて 、 送りね じの桷成要素の少なく と も一つに液 状膜を付着させる工程と 、 前記付 3着した液状膜を硬化させるこ と によ り 、 網状槽造の含ふつ素ポリ 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。

本発明の第 2の送りね じの澗滑膜形成方法は、 官能基と して イ ソシァネー ト基を有する含ふつ素重合体と 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ふつ素重合 体との混合物を溶媒中に希釈してなる溶液を用いて、 送 りねじ の桷成要素の少なく と も一つ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 、 網状稱造の含ふつ 素ポリ ウ レ タ ン高分子化合物の固体胶を形成する工程と を含む 本発明の第 3の送りねじの澗滑膜形成方法は、 官能基と して ィ ソシァネー ト基を有する含ふつ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 ふつ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 基を有しない含ふつ素重合体を加えた溶液を用いて 、 送 りねじ の構成要素の少なく と も一つ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 有しない含ふつ素重合休を流動性を有したま ま分散させた網状 構造の含ふつ素ポ 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。

前述の含ふつ素重合体と しては、 冽えば官能基な しのパーフ ルォロポリエーテルなどの含ふつ素重合体とするこ とができ る

[作用 ]

上記本 ¾明の含ふつ素ポリ ウレタン高分子化合物は、 分子間 が密に詰ま って拮合した固体膜である。 そのため、 送りねじの 各構成要素間での摺接時において 、 剥雜ゃ摩耗が発生しにく く なる と と もに、 摺動抵抗が鞋滅される こ と になる 。

特に、 含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜に含ふつ 素重合体を流動可能な状慇で分散添加している場合では、 この 流勳可能な含ふつ索重合体が含ふつ素ポリ ウレタン高分子化合 物の 0体膜から滲み出て潤滑作用に^与する 。

[効果 ]

本発明の送りねじでは、 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、 摺勅抵抗を軽滅で き る含ふつ素ボリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜を用いている から、 発塵^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，

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 ろに本発明の転がり軸受を用いる 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 。 ' 図面の簡単な説明

図 1 は本発明の送りねじの概略桷晈を示す縦斬面図、 図 2は囡 1 の B部を拡大した断面図、 0 3はボール転動溝の他の例を示 す部分断面図、 図 4は図 1 の送りねじに被 S形成した含ふつ素 ポリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜の構造を棋式的に表した構 造図、 図 5は含ふつ素ポリ 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は含ふつ素ポ リ ウレタン高分子化合物の固体膜の硬化後の状憨での性状分析 結果を示すグラフ 、 図 7は試験装置の概略桷成を示す縦断面図 、 図 8は本発明の他の送りね じを示す縦断面図である 。 発明を実施するための最良の形據

以下、 本発明の詳細を図 1 ない し図 8に示す実施例に基づい 明する ， 図 1 ないし 図 7は本発明の一^施例にかかり 、 図 1 は、 送 りね じの概略構成を示す縦断面 0、 図 2は、 図 1 の B 部拡大図、 11 3 は、 ボール転動溝の他の例を示す部分断面図、 図 4 は、 図 1 の送りねじに被 形成した含ふつ素ポリ ウレタン 高分子化合物の固体膜の構造を棋式的に表した構造図、 図 5は 、 含ふつ素ポリウレタ 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、 含ふつ索ポリ 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、 試験装賡の概略桷成を示す縱断面図である 図中、 Aは送りね じ、 1 はねじ軸、 2はナッ ト 、 3はボール 、 4はサーキユレータチューブ、 5は含ふつ素ボリ ウ レタ ン高 分子化合物の固体膜である 。

ねじ軸 1 は、 その外周面に錁旋搆 1 1 が形成されている 。 ナ ッ ト 2は、 ねじ軸 1 に外嵌されてお り 、 その内周面にね じ軸 1 の螺旋漶 1 1 に対応する ^旋溝 2 1 が形成されている。 複数の ボール 3は、 ね じ軸 1 の螺旋淆 1 1 と 、 ナッ ト 2の ¾旋漕 2 1 との間に介装されている。 サーキユ レータチューブ 4は、 ねじ 軸 1 またはナツ ト 2のいずれか一方の回転によ り两縲旋 ¾ 1 1 , 2 1 間に介装されるボール 3 を転動循環させるためのもので 、 ナッ ト 2 に取り付けられている 。

ね じ軸 1 の螺旋講 1 1 およびナ ッ ト 2の嫘旋 ¾ 2 1 の断面形 状は、 ゴチ ッ クアーチ状、 すなわち二つの曲率中心の異なる円 弧の組み合わせによ りほぼ V字形に形成されている 。 なお、 両 螺旋溝 1 1 . 2 1 の断面形状は、 図 3に示すよ うな円弧とする こ と もでき る 。

これらね じ軸 1 、 ナ ッ ト 2 、 ボール 3およびサーキユレータ チューブ 4は、 耐食性材料によ り形成されている 。 具体的に、 ねじ軸 1およびナッ ト 2の素材と しては、 冽えば J I S規格 S U S 4 4 O Cなどのマルテ ンサイ ト系ステン レス網に適当な硬 化熟処理を施したものや、 ₁1 1 3規格 51^ 1^ 4、 A I S I 規格 M— 5 0材などの耐熱鋼とする こ とができ る 。 また、 ボール 3 は、 前述と 同様の網材の他、 セラ ミ ッ クス材とする こ とができ る ， さ らに、 サ一キユレータチューブ 4は、 咧えば S U S 3 0 4などのステン レス鋼で形成される 。 なお、 前述のセ ラ ミ ッ ク ス材と しては、 焼結助剤と して 、 ィ ッ ト リ ア （ Y ₂0₃ ) および アルミナ （ A 1 ₂0₃ ) 、 その他、 適宜、 望化アルミ （ A 1 N ) 、 酸化チタン （ T i 0 , ) 、 ス ピネル < M g A 1 _z 0 < ) を用い た望化けい素 ( S i 3 N , ) を主体とする ものの他、 アルミナ （ A 1 ₂0₃ ) や炭化けい素 （ S i C ) 、 ジルコニァ （ Z r 0₂ ) 、 窒化アルミ （ A 1 N ) などが好ま しい，

このよ う な材料で送りねじ Aの各 «成要紫を形成すれば、 例 えば半導体製造装 などにおいて用いられるハロゲン系腐食性 ガスに対 して も 、 腐食せずに済むよ う になる ，

そ して 、 ねじ軸 1 、 ナッ ト 2 、 ボール 3およびサーキユレ一 タチューブ 4の転動、 摺勅部位には、 含ふつ素ボリ ウレタン高 分子化合物の固体睽 5が形成されている 。 但し 、 図には、 固体 膜 5をねじ軸 1の «旋搆 1 1 、 ナッ ト 2の辗旋溝 2 1 、 ボール 3の表面、 サーキユ レータチューブ 4の内面だけに形成したよ う に例示しているが、 これらの外表面にも形成される。

含ふつ素ポリ ウレタン高分子化合物の固休膜 5は、 — C _XF _{2 x}— 0— と いう一般式 （ 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次元の網状桷造を有し ている 。 3次元の網状構造とは、 ί匕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 に連統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 な末端がィ ソ シァネー トの官能基付き舍ふつ素重合 体を用いて、 化学榱造を変化させた ものとする こ と ができ る。 前述の末端がィ ソ シァネー トの官能基付き舍ふつ素重合体と し ては、 ノ、'一 フル才ロポリ エーテル （ P F Ρ Ε ) の誘導体、 具体 的に冽えばモ ンテカチ一二社の商品名フ ォ ンプリ ン Ζ誘導体 （ FONBLIN Z MS0Cなど ） が好適に用いられる 。

【化 1】

OC - '

一 ^CONH- (CH.) C_sH₃-NCO n 次に、 前述の含ふつ素ポリ ウレ タ ン髙分子化 ^物の 膜 5 の形成方法の一例を説明する。

( a ) 含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜 5 を得る ための溶液を用意し、 この溶液中にね じ軸 1 、 ナッ ト 2 、 ボー ル 3およびサーキ ユレータチューブ 4 をそれぞれ個別に ¾漬す るか、 ある いはそれらを組み立てた完成状態の送 りねじ Aを潤 清油中に 濱 して数回回転させる こ と によ り 、 ね じ軸 1 、 ナツ ト 2、 ボール 3およびサーキユレ一夕チューブ 4の表面全面に 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 シァネー ト の官能基付き含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンプリ ン Z誘導体 （ FONBLIN Z DIS0C) 〕 を希釈溶媒 （ ふつ素系溶剤 S V 9 0 D ) で含ふつ素重合 の濺度を l m a s s %にまで希 釈したものとする ，

( b ) 前記液状肢を付着した送 りね じ Aの全体を 4 0〜 5 0 'Cで約 1 分間加熱し 、 液状膜に含む溶媒を除去する （乾燥 ¾¾ ) 。 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 1 0 (：)〜 2 0 0 'Cで 2 0時間、 加熱す る （硬化処理） 。 これによ り 、 液状膜の化学桷造が変化する こ と によ り硬化反応して含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物の固 休腹 5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つ素重合体の個々 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 って末端のィ ソ シ ァネー ト （ N C 0 〉 が消失し 、 各官能基付き含ふつ素重合体が 互いにウレタ ン蛣合する こ と によ り 3次元の網状機造となる 。 ウレタン結合は、 化字式 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 に直緣的に架橋する と と もに 、 化学式 4 . 5 に示すよ う な硬化反応でも って 、 P?1 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におい

〔化 1 】 X

〇 x Y

樓弍的に γ-χ X-Y と表している,

【化 2】

O

o c =

【化 N H-

【化 43

〇 H

II I ？ ノ

一 C一 N— = C = N— ― -C -

\

【化 5】

このよ う にすれば、 送 りね じ Aの構成要素において少なく と も互いに接触する部位に含ふつ索ホ' リ ウレタン高分子化合物の 固体膜 5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橾り返すよ う に して も よ く 、 最終 的には、 用途に応じて、 含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物の 固体胰 5の腴厚を例えば 0 , 1 〜 3 mの範囲で適宜に設定す る こ と ができ る 。

こ こで、 （ a ) で用意した溶液を溏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 。

前者は、 F T— I R法 （ フー リエ変換一赤外分光、 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 つ素系のピーク以外に N H ( 3 3 0 0 c m -' ) 、 N = C = 0 ( 2 2 7 9 c m ¹ ) 、 N ( H ) C = O ( 1 7 1 2 c m - ¹ , 1 5 4 6 c m -¹ ) 、 ベンゼン （ 1 6 0 0 c m— ' ) などのピークが見ら れ、 ベンゼン現、 ウ レタ ン結合、 イ ソシァネー トが官能基と し て存在している こ とが確 ¾でき る 。 こ こでは、 薄膜と厚朕との 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、 F T— I R法 （ フー リエ変換—赤外分光、 高憨 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、 ィ ソ シァネー トのピークが見られない。 つま り 、 これらの結果に 基づき 、 上記化字式 2〜 5に示す硬化反応によ る官能基の化学 桷迨変化が確 Sされる 。

以上説明した含ふつ素ポリ ウ レタ ン高分子化合物の固体膜 5 は、 それ自体 3次元の辋状桷造を って 、 被覆対象上に緻密に 被 ¾される と と もに自己潤滑性を有するため、 送 りね じ Aの樣 成要素間の転動、 摺動動作に伴う Φ耗、 剥離と いった発塵を抑 制でき る よ う にな り 、 送り ねじ Aの楕成要素ど う しの直接的な 接触を回避でき るよ う になる 。

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 た含ふつ素ボリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜 5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、 フルォロポリ エーテルなどの含ふつ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 ^、 具体的に、 上記実施例での形 成方法の （ a ) の付着処 ¾において 、 用意する溶液を 、 末端が ィ ソシァネー トの官能基付き 含ふつ素重合体 〔网えば商品名フ オ ン ブ リ ン Z誘導体 （ F0NBL1N Z DISOCなど 〉 'j と 、 含ふつ素 化合物と して官能基なし含ふつ素重合体 〔例えば商品名フ ォ ン ブリ ン Z誘導体 （ FONBし I N 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 、 官能基なし含ふつ素重合体が、 官能基 ί寸き含ふつ素重合 体と結合しないので、 これが、 含ふつ索ポリ ウレタ ン高分子化 合物の固体膜 5の内部において流動可能とな り 、 含ふつ素ボリ ウレタン高分子化合物の固体膜 5から浓み出るなど して澗滑作 用を発揮する こ と になる ， なお、 含ふつ素重合体と しては、 前 述の官能基な し含ふつ素重合体のみに限定されず、 化学式 6 , 7 , 8に示すよ う な官能基付き含ふつ素重合体とォるこ とがで き る 。

【化 6】

HO-CH

J

匚 C F： 0— C J ■ O-C F OC F

J

[ C H:-OH

【化 7】

H₂N - CH「CH_Z - NHCOつ

[C F₂―" (― 0 - C

:-NH₂

【化 8】

HOOC-C F： ·~— O-C jF -H ~ eo-CFj-H— OC Fi-COOH そ して 、 上述した含ふつ素ボ リ ウレタ ン高分子化合物の固休 膜 5についての発塵寿命、 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つを举げている 実施例 1〜 4では、 含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物の固 体膜 5 を、 ね じ軸、 ナ ッ ト 、 ボールおよびサーキユレ一タチュ 一ブの全表面に形成してお り 、 膜厚は、 1 mに設定している 実施例 1 の舍ふつ素ポリ ウレ タ ン 高分子化合物の固体腹は、 末端がィ ソ シァネー 卜の官能基付き含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ FONBLIN Z D1S0C ) 3 のみを用いて得て いる 。 実施例 2の含ふつ素ポリ ウレ タ ン高分子化 ^物の阇体腹は、 末端がイ ソ シァネー トの官能基付き含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ FONBLIN Z DIS0C) に対して 、 末端が水酸基 ( 一 O H ) の官能基付き含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導 体 （ FONBUN Z D0L) 〕 を添加して得て いる 。

実施例 3の含ふつ素ボ リ ウ レ タ ン高分子化合物の固体膜は、 末端がィ ソ シァネー ト の官能基付き含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ FONBLIN Z DIS0C) 〕 に対して、 官能基なし含 ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ F0NBL1N Z-60) 〕 を添 加して得て いる 。

実施例 4の含ふつ素ホ'リ ウレ タ ン高分子化合物の固体膜は、 末端がイ ソ シァネー トの官能基付き含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ F0NBL1N I DIS0C) 〕 に対して 、 末端が水酸基 の官能基付き舍ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z誘導体

N Z D0L) ) と 、 官能基な し含ふつ素重合体 〔 フ ォ ンブ リ ン Z 誘導体 （ FONBLIN Z-80) ；] と を添加して得て いる 。

比較例は、 ね じ軸、 ナッ ト 、 ボールおよびサ一キ ユ レータチ ユーブの全表面にコーテ ィ ング腴を形成した のと する この コーテ ィ ング胰は、 熱硬化性合成樹脂 （ポリ イ ミ ド > からなる ノヽ' λ ンダ一中にポリテ ト ラ フルォロエチレン （ P T F E ) を分 散混合した も のであ り 、 膜厚は 1 mと して いる 。 このコ一テ イ ング胰は、 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 フルォロエチ レ ンが島状に点在する榱 造と なってお り 、 両者の結合が弱い状態になっている 。

試験は、 図 7に示す装置を用いている ， 図中、 6 0は送 りね じ Aのねじ軸、 6 1 は送りね じ Aのサポー ト軸受、 6 2は負荷 用ばね、 6 3はパーテ ィ クルカウンター、 6 4は送 りね じ Aの ナッ ト 、 6 5は支持扳、 6 6はナッ ト 64のハウジング、 6 7 はハウジングの回転止め、 6 8はモータ、 6 9はモータ 6 8 と

- 1

ねじ軸 6 0 とのカ ツア リ ングであ 3る 。

試験条件は、 下記のとお り 。

回転速度 1 2 0 1- p m

何 . アキシャル荷重 （ 2 5 N , 5 0 N , 7 5 N ) ス 卜 ローク 5 0 m ηι

棼囲気 大気でク リ ーンベンチ内 （ ク ラ ス 1 0 ) 、

真空 （ 2 . 6 >: 1 0 P a以下）

- 環境溫度 室温

- 計測条件 ： 粒子径 0 . l m以上の発塵粒子数

試験に用いた送りねじ Aは、 呼び番号 1 4 0 4 、 7 T S 3 、 5 C 7で、 ねじ軸 1 の軸径を 1 4 m m、 ボール 3の径を 2 m m ( 3 . 5卷、 1 列 > 、 リ ー ド を 3 / 1 6 " ( 4 . 7 6 3 m m ) と している 。

発塵寿命試験では、 雰囲気を大気、 環境溫度を室 ¾、 アキシ ャル荷重を 7 5 Nと している 。 発塵寿命試験では、 総発鹿量が 1 0 0 0個 Z 0 . 1 c ί以上となる状況を 、 連統 1 0回測定し た時点までの時間を計測している 。 なお、 測定は 1 0分間隔と する。 実施例 1 のフ ォ ンブリ ン Ζ - 導体 （ FONBLIN Z DISOC ) の ¾8度ど l m a s s %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 1 m a s s %、 添加する フ ォ ン ブ リ ン Z誘導体 ( FONBLIN Z D'OL ) の濃度を 0 • 2 5 m a s s '、 実施咧 3 は 、 ベース と なる フ ォ ンブ リ ン Z 誘導体 （ FONBLIN Z DIS0C ) の濃度を 1 m a s s %、 添加する フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ F0NB1 N Z-60 ) の';農度を 0 . 2 5 m a s s %、 実施例 4は、 ベースとなる フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ F0 NBLIN Z DIS0C ) の濃度を 1 m a s s %、 添加するフ ォ ンプリ ン Z誘導体 （ FONBLIN Z D0L) およびフ ォ ンブ リ ン Z誘導体 〈 F ONBLIN Z-60 ) の濃度を合わせて 0 . 2 5 ni a s s %とする 。

桔果と しては、 比較例で 2 0 0時間 . 実施例 1 で 3 0 0時間 、 実施例 2で 5 0 ϋ時間、 実施例 3で 1 4 0 0時間、 実施例 4 で 1 3 5 0時間と なり 、 寿命が長い顺に実施例 3 、 実施咧 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 Ζ誘導休 （ FONBLIN I D1S0C ) のみを用いて褥 た含ふつ素ポリ ウレタン高分子化合物の固体膜でも比較例に比 ベて ¾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 D1S0C) に対して側銷に官能基を持つ 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つ索ボリ ウレタ ン高分子化合物の 固体膜 5の方が実施例 1 よ り も さ らに優れるのである 。

つま り 、 実施例 1 〜 4 の含ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物 の固休胰 5は、 3次元の網状椅造で密に詰ま った均質膜になつ ているから 、 送 りねじ Aの各構成要素間での転動、 摺動時にお いて 、 剝離ゃ摩耗が発生しにく く なるのである 。

ちなみに、 実施例 3 ， 4 において 、 アキシャル荷重を 5 0 N にした場合だと発塵寿命は各々 5 6 0 0時間、 5 5 0 0時間、 また、 2 0 Nに した場合たと発塵寿命は各々 1 4 0 0 0時間、 1 3 9 0 0時間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 、 アキシャル荷重を 5 0 Nに した場合た'と発塵寿命は 2 6 0時間にと 向上する ものの 、 実施例 3 . 4 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 。

以上の結果よ り 、 含ふつ素ポリ ウレタン高分子化合物の固体 膜 5 と しては、 末端がイ ソ シァネー 卜 の官能基付き含ふつ素重 合体のみを用いて形成する よ り も 、 流動性を有する含ふつ素重 合体を添加するのが好ま しいこ とが分かった。 添加する含ふつ 素重合体については、 上記結果よ り 、 官能基な しの含ふつ素重 合体が最も好ま しいこ と も分かつた。

そこで、 添加量について検討する 。 ベース と なる フ ォ ンプリ ン Z誘導体 （ FONBUN Z DIS0C ) の潘度を 1 m a s s %と して 、 添加する フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ ト' ONBL I N Z-60 ) の溏度を 0 • 2 5 m a s s %、 0 . 5 m a s s %と して 、 発塵寿命 （ アキ シャル荷重 1 0 0 N ) を調べた _e 結果的には、 0 . 2 5 m a s s %で 1 4 0 0時間、 0 . 5 m a s s %で 9 9 0時間とな り 、 0 . 2 5 n» a s s %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 DIS0C ) の濃度 1 m a s s %に 対して、 添加する フ ォ ン ブ リ ン Z誘導体 （ FONBLIN Z-60 ) の潘 度 0 . 1 〜 0 . 7 5 m a s s %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 （ FONBUN I DIS0C ) の漶度は、 1 〜 1 0 m a s 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誘導休 （ FONBUN Z DIS0 C ) の港度を例えば上限の 5 m a s s ?6'とする場合には、 添加 する フ ォ ンブ リ ン Z誘導体 （ FDNBL1N Z-60 ) の ¾度も 0 . 5〜 2 . 5 m a s s %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 、 ベースの港度は欉くするにつれて発塵寿 命が低下する傾向と なる 。

なお、 本発明は上記実施例のみに限定される ものでなく 、 種 々な応用や変形が考え られる 。

( 1 ) ナ ツ ト 2 の軸方向一端または軸方向両端には、 必要に 応じねじ軸 1 の螺旋消 1 1 に対して近接する'非接触タイ プのシ ールを設けて もよ く 、 この場合には低発塵性に、 よ り貢献でき る。 このシ一/レと しては、 合成ゴムなどの弾性体によ り 円筒形 に形成されてお り 、 内周面の所要角度範囲にね じ軸 1 の螺旋消 1 1 に近似する断面形状の凸部を有する ものが考え られる。 ( 2 ) 上記実施例では、 送 りね じ と してボールを備え る タイ プを引用 しているが、 図 8に示すよ う に、 ボールを備えないタ ィ ァの送りねじにも本発明を適用でき る . この場合、 固体膜 5 は、 ねじ軸 1 の¾旋滑 1 1 とナ ッ ト 2の螺旋 ¾ 2 1 の少なく と もいずれか一方に形成すればよ い。

( 3 ) 上記実施例において （ c ) の if 化処理については、 加 熱に代えて 、 紫外線、 赤外線、 ァ線、 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 。

( 4 ) 上記実施例において （ b ) の乾燥処理は、 省略して も よい，

( 5 ) 上記実施例では、 送りね じ Aの槽成要素のすべてに含 ふつ素ポリ ウレタ ン高分子化合物の固体膜 5 を形成しているが 、 送りわじ Aの少なく と も 、 ね じ軸 1 およびナ ッ ト 2だけ、 あ る いはボール 3だけに形成する こ とができ る 。

( 6 ) 上記実施例では、 ふつ素ポリ ウ レ タ ン高分子化合物 の固休膜 5 を被？ I対象の外表面にも形成しているが、 ねじ軸 1 、 ナ ッ ト 2 に対してはその螺旋 ¾ 1 1 . 2 1 だけに、 また、 サ ーキユレータチューブ 4 に対 してはその内面だけに形成する こ とができ る 。 この場合、 不要箇所をマスキ ング しておいて 、 送 りね じ と して組み立て る前に各単体を上記 （ a ) で用意する溶 液中に浸清し 、 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 5 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。

Claims

請求の範囲

1 . ね じ軸と 、 それに螺合される ナ ッ ト と 、 ね じ軸と ナ ッ ト と の螺合部位に介装される複数の転動体と を備え 、 これらの少 なく と も いずれかの転動、 摺動部位に、 含ふつ素ポリ ウレタ ン 高分子化合物の固体膜が形成されて いる 、 こ と を特徴とする送 り ね じ。

2 . ね じ軸と 、 それに螺合される ナ ッ ト と 、 ね じ軸と ナ ッ ト との螺合部位に介装される複数の転動体と を備え 、 これらが金 属材で形成され、 これらの少な く と も いずれかの転動、 摺動部 位に、 含ふつ素ポリ ウ レ タ ン高分子化合物の固体膜が形成され ている . こ と を特徴とする送 り ね じ 。

3 . ね じ軸と 、 それに螺合される ナ ッ ト と を備え 、 これらの 少なく と も いずれかの摺動部位に 、 含ふつ素ポ 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 する送 り ね じ。

4 . 前記固体膜は、 3次元の網状構造を有 して いる 、 請求の 範囲 1 ない し 3のいずれかに記載の送 りね じ ₅

5 . 前記固体膜に流動可能な含ふつ素重合体が分散添加され て いる 、 請求の範囲 1 ない し 4 に記載の送 り ね じ 。

6 . 前記流動可能な含ふつ素重合体が官能基を有 して いない 、 請求の範囲 5 に記載の送 り ね じ 。

7 . 官能基と してイ ソ シァネー ト基を有する含ふつ素重合体 を溶媒中に希釈してなる溶液を用いて 、 送 り ね じの構成要素の 少な く と も一つ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 ふつ素ポリ 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 を特徴とする送 りね じの潤滑膜形成方法。

8 . 官能基と して イ ソ シァネー ト基を有する含ふつ素重合体 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 を含む含ふつ素重合体と の混合物を溶媒中に希釈 してなる溶液 を用いて 、 送 りね じの構成要素の少な く と も一つに液状膜を付 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 ふつ素ポ 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 する送 りね じの潤滑膜形成方法。

9 . 官能基と して イ ソ シァネー ト基を有する含ふつ素重合体 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 —種類の基を含む含ふつ素重合体と の混合物を溶媒中に希釈し てなる溶液に、 官能基を有 しない含ふつ素重合体を加えた溶液 を用いて 、 送 り ね じの構成要素の少なく と も一つに液状膜を付 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 しない含ふつ素重合体を流動性を有したま ま分散させた 網状構造の含ふつ素ボ 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 を特徴とする送 り ね じの澗滑膜形成方法。