JP2728859B2 - 直線移動用キャリッジ - Google Patents

直線移動用キャリッジ

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JP2728859B2 JP7151979A JP15197995A JP2728859B2 JP 2728859 B2 JP2728859 B2 JP 2728859B2 JP 7151979 A JP7151979 A JP 7151979A JP 15197995 A JP15197995 A JP 15197995A JP 2728859 B2 JP2728859 B2 JP 2728859B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、直線移動用キャリッ
ジに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、この種の平行送り機構、例えば光
学式ディスク装置のキャリッジの摺動部材には大別して
つぎの種類のものがある。すなわち、 (1) 図1に例示するように、主軸1、補助軸2及びキャ
リッジ3の摺動部4に潤滑油もしくはグリースを塗布し
た型式のもの。 (2) 図2に例示するように、キャリッジの摺動部材4に
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素
樹脂を含むポリアセタール樹脂のような自己潤滑性を有
する潤滑を用いた型式のもの。 (3) 前記(2) の型式に於けるポリアセタール樹脂等の自
己潤滑性樹脂の代わりに含油樹脂を用いた型式のもの。 (4) 前記(3) の型式の於ける含油樹脂の代わりに含油焼
結結合金を用いた型式のものがある。 【0003】しかし、型式(1) に於いては、定期的に給
脂が必要であり、また油脂類による他箇所の汚染、ある
いは樹脂製キャリッジの場合においては油脂類により樹
脂に亀裂が入る等の不具合が生じる。 【0004】型式(2) に於いては、通常ポリアセタール
樹脂をベースとした複合材料が用いられているが、要求
される寸法精度が得られず、また、環境(温度)変化に
対して摩擦係数が変動するため、摺動抵抗が変動し、要
求される水準にまで到達することができず、使用場所が
限定される。 【0005】型式(3) においては、含油樹脂中の潤滑油
は通常樹脂内部にカプセル状に保持されており、潤滑に
寄与するものは極表層部の油であって、樹脂内部の潤滑
油は直接潤滑に寄与しないので、表層部の極少量の潤滑
油不足による潤滑不良が起こり、摺動抵抗が大きくな
り、ひいてはロックに至ることとなる。 【0006】型式(4) においては、環境(温度)変化
(たとえば−20〜+80℃程度)によって焼結合金内
部に含浸している潤滑油の粘度が変化し、その結果、摺
動抵抗が変化し、また、高温下の長時間運転に際して
は、潤滑油の粘度が小さくなり、焼結合金から漏洩した
油が周囲を汚染する。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】以上、述べたように、
従来の技術においては、加工が容易で部品点数が少な
く、且つメンテナンスフリーであり、また、摺動抵抗が
小さく、しかも環境の変化に対して摺動抵抗が変動しな
い直線移動用キャリッジが容易に得られないという問題
があった。 【0008】 【問題点を解決するための手段】上記の問題を解決する
ために、この発明は、1又は2以上の軸に沿ってキャリ
ッジを往復動するようにした直線移動用キャリッジにお
いて、キャリッジの基材を樹脂組成物とし、前記キャリ
ッジの摺動面及び相手軸の表面の少なくとも片方に、 −CX 2X−O− (Xは、1〜4の整数) を主要構造単位とし、イソシアネート基、エポキシ基、
又はアミノ基から選ばれる官能基を少なくとも1つ有
し、平均分子量が103 〜5×104 であるパーフルオ
ロポリエーテル重合体からなる薄膜を4μm以下に形成
した直線移動用キャリッジを提供するものである。以下
にその詳細を述べる。 【0009】この発明におけるパーフルオロポリエーテ
ル重合体は、下記一般式で示される単位を主要構造単位
とし、平均分子量が103 〜5×104 の重合体であ
る。 【0010】 −CX 2X−O− (Xは、1〜4の整数) このようなパーフルオロポリエーテル重合体は軸受材料
に対して親和性の高い官能基であるイソシアネート基、
エポキシ基又はアミノ基から選ばれる官能基を少なくと
も1つ有し、またこれらに更に、たとえば、カルボキシ
ル基、水酸基、メルカプト基、スルフォン基、エステル
基等を含有しているものを更に併用してもよく、具体的
には(化1)〜(化10)に示すようのものを例として
挙げることができる。 【0011】 【化1】 【0012】 【化2】 【0013】 【化3】 【0014】 【化4】 【0015】 【化5】 【0016】 【化6】 【0017】 【化7】 【0018】 【化8】 【0019】 【化9】 【0020】 【化10】 【0021】このようなパーフルオロポリエーテル重合
はエポキシ基またはイソシアネート基を含有したもの
が好ましく、エポキシ基を用いるときはアミン類、酸無
水物等を加えてエポキシ基同士を反応させるとよい。ま
たイソシアネート基を単独で用いる場合はスズ化合物な
どイソシアネート三量化触媒を加えるとよい。 【0022】また、パーフルオロポリエーテル重合体を
2種類以上併用してもよいが、その際にはエポキシ基含
有のものとアミノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカ
プト基などの少なくとも1種類の基を有するものとを組
み合わせるか、または前記所定のパーフルオロポリエー
テル重合体を必須とし、カルボキシル基を含有するもの
とアミノ基、水酸基の少なくとも1種類の基を含むもの
とを組み合わせるか、さらにはイソシアネート基含有の
ものと水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル
基などの少なくとも1種類の基を含むものとを組み合わ
せるかして、組み合わせた基を互に反応させて重合体を
より高分子量化し、耐摩耗性の優れた膜が得られるよう
な配慮をすることが望ましい。 【0023】またこれら官能基を有するパーフルオロポ
リエーテル重合体に対して、それぞれの官能基と化学反
応を起こす官能基を有する有機化合物を加えて高分子量
化させてもよい。このような組み合わせは、イソシアネ
ート基含有含フッ素重合体にエチレングリコールやジア
ミノジフェニルメタンなどを加える組み合わせや、水酸
基含有含フッ素重合体にイソシアネート化合物などを加
える組み合わせなどが例示できる。 【0024】以上述べたパーフルオロポリエーテル重合
体はそれ自体で軸受の材料表面に対してかなりの親和性
を示すものであるが、相手材の種類のよっては必ずしも
充分な被着強度を示すとは限らないので、このようなと
きには、被膜と相手材との間に両者に対して親和性のあ
る薄膜(プライマーと呼ぶ)を介在させることが好まし
く、そのプライマーの一つの例としてポリメチルメタク
リレートを枝成分とし、メチルメタクリレート単位また
はヒドロキシルエチルメタクリレート単位を幹成分とす
るグラフト重合体を挙げることができる。 【0025】上記パーフルオロポリエーテル重合体を塗
布する方法は、通常の塗布方法でよく特に限定されるも
のではないが、例えばパーフルオロポリエーテル重合体
を適当な溶媒に溶解させて塗布(吹付け、浸漬なども含
む)し、その後、溶媒を蒸発させればよく、薄膜形成後
に加熱して造膜成分の高分子量化を図ることも可能であ
る。 【0026】この発明のキャリッジ及び相手軸表面に被
覆する薄膜はキャリッジ及び相手軸の寸法精度をくずさ
ないように、4μm以下にす。 【0027】また、キャリッジの基材を樹脂組成物と
し、一方、相手軸の材質、金属、樹脂、セラミックス
等でも可能で、材質は限定されない。 【0028】 【実施例】実施例および比較例に用いた原材料はつぎの
とおりである。なお、原材料名もしくは構造式を簡略化
するために各原材料に付した番号(〜 )を使用する
こととし、配合割合は重量%とする。 【0029】 【0030】 【0031】 【0032】 【0033】 パーフルオロポリエーテル重合体(化1
3)(イソシアネート基含有)(平均分子量約200
0) 【0034】 【化13】 【0035】 同(化14)(水酸基含有)(平均分子量約200
0) 【0036】 【化14】 【0037】 エチレングリコール ジブチルスズジラウレート 【0038】 【表1】【0039】〔実施例1〜3〕 表1に示した原材料を3%の濃度になるよう表中の溶媒
で希釈して塗装用液を調整し、キャリッジ(ガラス繊維
30%入りポリカーボネート樹脂製)の摺動部に塗布し
た。塗布後70℃、1時間乾燥し、120℃で3時間加
熱した。その後キャリッジを直線移動試験材に組み込
み、摺動抵抗(摩擦係数)測定試験及び耐久試験を行な
った。ここで摺動抵抗測定試験方法及び耐久試験方法は
つぎのとおりである。 【0040】摺動抵抗測定試験方法: 供試キャリッジ3の摺動部4(φ5×23.5)をスタ
ンド6に固定した相手軸1(SUS303、表面粗度
0.2S、φ5×54.5)に組み込んだ試験部と、ロ
ードセル7を介してキャリッジを往復運動させるクラン
ク機構部8とで構成される往復型摩擦摩耗試験機(図
3)を用い、周速100mm/sec 、面圧1.7kgf/cm
2 、振幅10mmの条件にてキャリッジを駆動させた時の
経過時間とロードセルより摺動抵抗(摩擦係数)の変化
を調べる。 【0041】耐久試験: 前記の往復型摩擦摩耗試験機を用い、摺動抵抗測定試験
と同条件による連続耐久試験を行ない、耐久時間を調べ
る。各試料の測定結果を図4に示した。 【0042】〔比較例1〕 キャリッジの摺動部及び相手軸にタービン油(出光社製
ダフニースーパータービンオイル56)を塗布したもの
を作製し、摺動抵抗及び耐久試験を行ない、得られた結
果を図4に併記した。 【0043】〔比較例2、3〕 ポリアセタール樹脂を基材樹脂とし、これに自己潤滑性
樹脂としてポリテトラフルオロエチレンを10重量%に
なるよう配合した樹脂組成物(比較例2)及び鉱物油を
10重量%になるよう配合した樹脂(ポリアセタール)
組成物(比較例3)を、キャリッジの摺動部に接着した
後、相手軸との摺動面を仕上げたものを作製し、摺動抵
抗及び耐久試験を行ない、得られた結果を図4に併記し
た。 【0044】〔比較例4〕 銅糸の含油焼結合金(外径7mm、内径5mm、長さ23.
5)をキャリッジに圧入したものを作製し、摺動抵抗及
び耐久試験を行ない、得られた結果を図4に併記した。 【0045】 【0046】以上、図4から明らかなように、比較例1
では初期の摺動抵抗が他に比べ優れていたが、40時間
ほどで油膜切れが発生し、摺動抵抗が大きくなった。比
較例3、4についても200時間以内に摺動抵抗が大き
くなった。また、比較例2は安定した摺動抵抗を示した
が、実施例のいずれのものよりも劣っていた。 【0047】 【効果】以上述べたように、この発明の摺動部材を用い
た直線移動用キャリッジは、キャリッジの基材を樹脂組
成物としたので、後述のパーフルオロポリエーテル重合
体の効果と相まって、摺動抵抗が小さく、且つ、長時間
安定した摺動特性が得られる。特に、この発明のパー
ルオロポリエーテル重合体は、平均分子量が103 〜5
×104 と少ないために、μm以下の非常に理想的な
薄膜を形成することができる。そして、イソシアネート
基、エポキシ基、又はアミノ基から選ばれる官能基を
フルオロポリエーテル重合体中に有しているので、被
着強度に優れた上記薄膜を形成できる。このため、キャ
リッジの寸法を薄膜の膜厚を考慮して予め寸法調整をし
ておく必要はなく、キャリッジ及び相手軸を高精度に仕
上げ加工し、その後上述の薄膜を形成させれば、精度の
よい4μm以下の薄膜を後工程なしに形成することがで
、摺動特性に優れると共に寸法精度も優れた直線移動
用キャリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】光学式ディスク装置のキャリッジ部の型式を例
示するための概略図 【図2】光学式ディスク装置のキャリッジ部の型式を例
示するための概略図 【図3】往復型摩擦摩耗試験機の概略図 【図4】摺動抵抗の経時変化を示す図 【符号の説明】 1 主軸 2 補助軸 3 キャリッジ 4 摺動部材 5 レンズ 6 スタンド 7 ロードセル 8 クランク機構

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 (1)1又は2以上の軸に沿ってキャリッジを往復動す
    るようにした直線移動用キャリッジにおいて、キャリッ
    ジの基材を樹脂組成物とし、前記キャリッジの摺動面及
    び相手軸の表面の少なくとも片方に、 −CX 2X−O− (Xは、1〜4の整数) を主要構造単位とし、イソシアネート基、エポキシ基、
    又はアミノ基から選ばれる官能基を少なくとも1つ有
    し、平均分子量が103 〜5×104 であるパーフルオ
    ロポリエーテル重合体からなる薄膜を4μm以下に形成
    したことを特徴とする直線移動用キャリッジ。
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