JP2010280889A - プラスチック成形品の改質方法及びプラスチック成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリアセタール樹脂で構成されたエンドキャップ32Bを、潤滑油を含有する超臨界二酸化炭素に、ポリアセタール樹脂のガラス転移温度を超える温度で浸漬することにより、エンドキャップ32Bの表面に潤滑油を浸透させる改質処理を施した。そして、この改質処理を施したエンドキャップ32Bを、リニアガイド装置に組み込んだ。
【選択図】図2
Description
特許文献1に記載の表面改質方法は、プラスチック成形品の表面をクリーンにすることは可能であるが、潤滑剤との親和性を十分に向上させることは困難である。よって、特許文献1に記載の表面改質をプラスチック成形品に施したとしても、高面圧等の厳しい使用条件下で使用される場合には、その性能に大きな差異は生じなかった。
また、本発明に係る請求項2のプラスチック成形品の改質方法は、請求項1に記載のプラスチック成形品の改質方法において、前記潤滑油が、鉱油,ポリα−オレフィン油,ポリフェニルエーテル油,芳香族カルボン酸系エステル油,脂肪族カルボン酸系エステル油,ポリオールエステル油のいずれかであることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項3のプラスチック成形品の改質方法は、請求項1又は請求項2に記載のプラスチック成形品の改質方法において、前記プラスチックが、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンフタレート,ポリアミド6,ポリアミド66,ポリスチレン,及びポリカーボネートのいずれかであることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項4のプラスチック成形品は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラスチック成形品の改質方法により改質されたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項5のプラスチック成形品は、請求項4に記載のプラスチック成形品において、転がり軸受に使用される保持器であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項6のプラスチック成形品は、請求項4に記載のプラスチック成形品において、電動パワーステアリング装置に使用されるウォームホイールギア又はウォームギアであることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項7のエンドキャップは、軸方向に延びる転動体転動溝が外面に形成された案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体転動溝と前記スライダの負荷転動体転動溝とで形成された負荷転動体転動路に転動自在に装填された多数の転動体と、を備えるリニアガイド装置に使用され、前記負荷転動体転動溝とこれに平行する貫通孔からなる転動体戻し路とが形成されたスライダ本体の軸方向の両端部に着脱可能に固着されて前記スライダを構成し、前記負荷転動体転動路と前記転動体戻し路とを連通する湾曲路が形成されたエンドキャップであって、請求項4に記載のプラスチック成形品からなることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項8のリターンガイド軸方向に延びる転動体転動溝が外面に形成された案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体転動溝と前記スライダの負荷転動体転動溝とで形成された負荷転動体転動路に転動自在に装填された多数の転動体と、を備え、前記スライダが、前記負荷転動体転動溝とこれに平行する貫通孔からなる転動体戻し路とが形成されたスライダ本体と、前記負荷転動体転動路と前記転動体戻し路とを連通する湾曲路が形成されるとともに前記スライダ本体の軸方向の両端部に着脱可能に固着されたエンドキャップと、で構成されるリニアガイド装置に使用され、前記エンドキャップの前記スライダ本体との接合面に嵌合されて、その外面と前記エンドキャップとの間で前記湾曲路を形成するリターンガイドであって、請求項4に記載のプラスチック成形品からなることを特徴とする。
なお、超臨界二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度を有し且つ臨界圧力以上の圧力を有する領域にある二酸化炭素である。ちなみに、二酸化炭素の臨界温度は31℃で、臨界圧力は72.8気圧(7.38MPa)である。
さらに、超臨界二酸化炭素中の潤滑油の濃度は、二酸化炭素の超臨界状態において概ね飽和溶解度となるように調整される。
次に、蒸発除去工程について説明する。蒸発除去工程に使用する装置(以降は蒸発除去装置と記す)内の温度を、プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満とした後、二酸化炭素を徐々に排出することにより蒸発除去装置内の圧力をゆっくり下げて、大気圧に戻す。これにより、プラスチック成形品の中に浸透した潤滑油及び二酸化炭素のうち二酸化炭素のみが蒸発して除去され、潤滑油はプラスチック成形品中に残される。
なお、蒸発除去装置内の温度は、プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満とすることが好ましい。ガラス転移温度以上であると、プラスチック成形品の中から二酸化炭素が除去される際に、発泡が生じる可能性が高くなる。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
これらのプラスチックは、ガラス繊維等の充填材や、熱安定剤等の各種添加剤を含有するものでも差し支えない。ただし、各種添加剤は、改質の処理条件によっては、抽出されることも予想されるので、処理温度や処理圧力には注意を要する。なお、各種添加剤は、あらかじめ潤滑油とともに超臨界流体に添加しておいてもよい。
〔使用例1〕
図1の(a)は、深溝玉軸受の構成を示す縦断面図であり、(b)は、この深溝玉軸受に使用されている冠形保持器の斜視図である。
また、内輪11と外輪12とシールド板15,15とで囲まれた軸受空間には、図示しないグリース組成物(潤滑剤)が充填されており、シールド板15によって深溝玉軸受内に密封されている。そして、このグリース組成物により、内輪11及び外輪12の軌道面と玉13との接触面が潤滑されている。
この冠形保持器14は、ガラス繊維(含有量は30質量%)で強化されたポリアミド66(宇部興産株式会社製UBEナイロン2020GU6)で構成されており、潤滑油を含有する超臨界二酸化炭素を用いた前述のような改質処理が施され、その表面には潤滑油が浸透している。超臨界二酸化炭素に浸漬する処理の条件は、温度45℃、圧力20MPaであり、使用した潤滑油はアルキルジフェニルエーテル(松村石油研究所製モレスコハイルーブLB100)である。
図2は、リニアガイド装置の構成を示す斜視図である。
角形の案内レール31上に、横断面形状がほぼコ字形のスライダ32が軸方向に相対移動可能に跨架されている。このスライダ32は、スライダ本体32Aの軸方向の両端部にエンドキャップ32B,32Bが着脱可能に固着されて構成されている。
そして、上記の案内レール31の転動体転動溝33Aとスライダ32の負荷転動体転動溝41とで負荷転動体転動路43が構成され、案内レール31の転動体転動溝33Bとスライダ32の負荷転動体転動溝42とで負荷転動体転動路44が構成されている。
エンドキャップ32Bはプラスチック材料の射出成形品であり、断面ほぼコ字状に形成されている。そして、スライダ本体32Aとの接合面(裏面)には、図3に示すように、斜めに傾斜した半円状の上凹部51と下凹部52とが、両袖分部34,34の上下に対向するように形成されるとともに、半円状の両凹部51,52の中心部を横断して半円柱状の凹溝53が設けてある。
案内レール31上をスライダ32が移動すると、転動体35は負荷転動体転動路43,44内を転動しつつスライダ32の移動方向にスライダ32より遅い速度で移動し、一端側の湾曲路58でUターンして転動体戻し路45,46を逆方向に転動しつつ移動し、他端側の湾曲路58で逆Uターンして負荷転動体転動路43,44内に戻る循環を繰り返す。
また、エンドキャップ32Bの表側の給油ニップル37から注入された潤滑剤が、エンドキャップ32Bの裏面の給油溝60を通りリターンガイド55の内径側の凹部57から貫通孔57Aを経て、湾曲路58内へ送り込まれるようになっている。さらに、エンドキャップ32Bの裏面の給油溝60の下方には、保持器61の取付け穴61aが形成してある。
図7は電動パワーステアリング装置の構成を示す図であり、図8は電動パワーステアリング装置のハウジング部分の断面図である。また、図9はハウジング内のウォームホイールギア及びウォームギアのみを示した斜視図である。
電動パワーステアリング装置70のハウジング71内に備えられているウォームホイールギア81及びウォームギア82は、入力軸72の回転に伴って生じた電動モータ73の回転駆動力を出力軸74に伝達する機能を有している。
ガラス繊維(含有量は30質量%)で強化されたポリアミド66(宇部興産株式会社製UBEナイロン2020GU6)で構成された円板状の試験片(直径30mm,厚さ3mm)を用意し、潤滑油を含有する超臨界二酸化炭素を用いた前述のような改質処理を施した。超臨界二酸化炭素に浸漬する処理の条件は、温度45℃、圧力20MPaであり、使用した潤滑油はポリα−オレフィン油(モービル・ケミカル・プロダクツ・インターナショナル・インク製Mobil SHF82)である。
その結果、実施例は14.5°で、比較例は20.3°であった。この結果から、表面改質された試験片は、改質処理を行っていない試験片と比べて、潤滑油に対する濡れ性が非常に高いことが分かる。
12 外輪
13 玉
14 保持器
31 案内レール
32 スライダ
32B エンドキャップ
35 転動体
55 リターンガイド
70 電動パワーステアリング装置
81 ウォームホイールギア
82 ウォームギア
Claims (8)
- 潤滑油を含有する超臨界二酸化炭素をプラスチック成形品に接触させた後、前記プラスチック成形品に浸透した潤滑油及び超臨界二酸化炭素のうち超臨界二酸化炭素のみを前記プラスチック成形品から除去するに際して、前記プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度を超える温度で前記超臨界二酸化炭素を前記プラスチック成形品に接触させ、前記プラスチックのガラス転移温度未満且つ二酸化炭素の臨界温度よりも低い温度で前記超臨界二酸化炭素の除去を行うことを特徴とするプラスチック成形品の改質方法。
- 前記潤滑油が、鉱油,ポリα−オレフィン油,ポリフェニルエーテル油,芳香族カルボン酸系エステル油,脂肪族カルボン酸系エステル油,ポリオールエステル油のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のプラスチック成形品の改質方法。
- 前記プラスチックが、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンフタレート,ポリアミド6,ポリアミド66,ポリスチレン,及びポリカーボネートのいずれかであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプラスチック成形品の改質方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラスチック成形品の改質方法により改質されたプラスチック成形品。
- 転がり軸受に使用される保持器であることを特徴とする請求項4に記載のプラスチック成形品。
- 電動パワーステアリング装置に使用されるウォームホイールギア又はウォームギアであることを特徴とする請求項4に記載のプラスチック成形品。
- 軸方向に延びる転動体転動溝が外面に形成された案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体転動溝と前記スライダの負荷転動体転動溝とで形成された負荷転動体転動路に転動自在に装填された多数の転動体と、を備えるリニアガイド装置に使用され、
前記負荷転動体転動溝とこれに平行する貫通孔からなる転動体戻し路とが形成されたスライダ本体の軸方向の両端部に着脱可能に固着されて前記スライダを構成し、前記負荷転動体転動路と前記転動体戻し路とを連通する湾曲路が形成されたエンドキャップであって、
請求項4に記載のプラスチック成形品からなることを特徴とするエンドキャップ。 - 軸方向に延びる転動体転動溝が外面に形成された案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体転動溝と前記スライダの負荷転動体転動溝とで形成された負荷転動体転動路に転動自在に装填された多数の転動体と、を備え、前記スライダが、前記負荷転動体転動溝とこれに平行する貫通孔からなる転動体戻し路とが形成されたスライダ本体と、前記負荷転動体転動路と前記転動体戻し路とを連通する湾曲路が形成されるとともに前記スライダ本体の軸方向の両端部に着脱可能に固着されたエンドキャップと、で構成されるリニアガイド装置に使用され、
前記エンドキャップの前記スライダ本体との接合面に嵌合されて、その外面と前記エンドキャップとの間で前記湾曲路を形成するリターンガイドであって、
請求項4に記載のプラスチック成形品からなることを特徴とするリターンガイド。
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