(57)【要約】【課題】樹脂シートの表面に入り込む潤滑油が流動可能で密閉空間を形成しない油溜りを短時間で簡単に形成できるようにすることである。【解決手段】外径面に複数の凹部１が設けられた成形ロール２と、フラットな円筒外径面の受けロール３とを平行に配置して、成形ロール２と受けロール３間のロールギャップに樹脂シートを通し、成形ロール２と受けロール３をモータ５で回転駆動して、ロールギャップでの圧縮によって、樹脂シートの表面に多数の凸部を成形することにより、これらの凸部の周囲の連なった凹部を油溜りとして、樹脂シートの表面に入り込む潤滑油が流動可能で密閉空間を形成しない油溜りを短時間で簡単に形成できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に複数の凹部が設けられた成形ロールと、フラットな円筒外径面の受けロールとを平行に配置して、これらの成形ロールと受けロール間のロールギャップに樹脂シートを通し、前記成形ロールと受けロールの少なくとも一方を回転駆動して、前記ロールギャップでの樹脂シートの圧縮によって、前記樹脂シートの表面に多数の凸部を成形するようにしたロールプレス装置。
【請求項２】
前記成形ロールと受けロールの両方を、同じ周速で回転駆動するようにした請求項１に記載のロールプレス装置。
【請求項３】
前記成形ロールの凹部の開口縁に面取りを施した請求項１または２に記載のロールプレス装置。
【請求項４】
前記凹部の開口縁の面取りをショットブラストで形成した請求項３に記載のロールプレス装置。
【請求項５】
前記成形ロールの凹部の開口形状を円形とした請求項１乃至４のいずれかに記載のロールプレス装置。
【請求項６】
前記成形ロールの凹部の開口径を２．５〜１０ｍｍとした請求項１乃至５のいずれかにに記載のロールプレス装置。
【請求項７】
前記成形ロールの外径面の凹部を、円周方向に等間隔な複数列で軸線方向へ等間隔に配列した請求項１乃至６のいずれかに記載のロールプレス装置。
【請求項８】
前記配列した凹部を、円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらした請求項７に記載のロールプレス装置。
【請求項９】
前記円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらした凹部が、１列おきに軸線方向の位置が合致するようにした請求項８に記載のロールプレス装置。
【請求項１０】
前記円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらした凹部が、隣り合う列の凹部と円周方向で重なり部を有さないように離間させた請求項８または９に記載のロールプレス装置。
【請求項１１】
前記円周方向で隣り合う列の凹部間の離間距離を、前記凹部の開口径の０．２〜１．５倍とした請求項１０に記載のロールプレス装置。
【請求項１２】
前記成形ロールの外径面の表面積に対する前記複数の凹部の開口面積の比率を３０〜７０％とした請求項１乃至１１のいずれかに記載のロールプレス装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載のロールプレス装置で、前記多数の凸部を表面に成形された樹脂シート。
【請求項１４】
前記樹脂シートがポリテトラフルオロエチレン樹脂を主成分とするものである請求項１３に記載の樹脂シート。
【請求項１５】
前記樹脂シートが工作機械の摺動案内部に用いられるものである請求項１３または１４に記載の樹脂シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂シートの表面に多数の凸部を成形するロールプレス装置と樹脂シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂シートには、例えば、工作機械の摺動案内部に用いられるもののように、表面に油溜りとされる多数の凹部を、ボールエンドミルやストレートエンドミルを用いた機械加工によって形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。通常、このような樹脂シートの凹部の面積比率は５０％程度とされ、厚みが０．５〜３．０ｍｍ程度のポリテトラフルオルエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂のシートで形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１１３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された樹脂シートのように、樹脂シートの表面に機械加工によって複数の凹部を形成する方法は、多数の凹部の加工に時間と手間がかかり、樹脂シートの製造コストが非常に高くなる問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、本発明者らは、円筒面に複数の突起部が設けられた成形ロールと、フラットな円筒面の受けロールとを平行に配置して、これらの成形ロールと受けロール間のロールギャップに樹脂シートを通し、成形ロールの複数の突起部での圧縮によって、樹脂シートの表面に多数の凹部を成形するロールプレス装置を先に提案している（特願２００７−３２３９１、特願２００７−３８０１７）。
【０００６】
このロールプレス装置は、樹脂シートの表面に短時間で簡単に多数の凹部を形成できるが、従来の樹脂シートと同様に、形成された各凹部が独立した閉所となるので、凹部に入り込んだ潤滑油が滞留して、新たな潤滑油が入り込み難くなり、潤滑油の潤滑性能が低下する問題がある。また、各凹部は、密閉空間を形成して吸盤のように相手材を吸着することがあるので、相手材との円滑な摺動が阻害される問題もある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、樹脂シートの表面に入り込む潤滑油が流動可能で、密閉空間を形成しない油溜りを短時間で簡単に形成できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のロールプレス装置は、外径面に複数の凹部が設けられた成形ロールと、フラットな円筒外径面の受けロールとを平行に配置して、これらの成形ロールと受けロール間のロールギャップに樹脂シートを通し、前記成形ロールと受けロールの少なくとも一方を回転駆動して、前記ロールギャップでの樹脂シートの圧縮によって、前記樹脂シートの表面に多数の凸部を成形する構成を採用した。
【０００９】
すなわち、成形ロールの外径面に複数の凹部を設けて、少なくとも一方が回転駆動される成形ロールと受けロール間のロールギャップで樹脂シートを圧縮し、この圧縮によって各凹部内に圧縮されずに残る樹脂材料が樹脂シートの表面に多数の凸部を成形することにより、樹脂シートの表面に、上面が摺動面となる凸部の周囲に連なった凹部を油溜りとして形成し、樹脂シートの表面に入り込む潤滑油が流動可能で、密閉空間を形成しない油溜りを短時間で簡単に形成できるようにした。
【００１０】
前記成形ロールと受けロールの両方を、同じ周速で回転駆動することにより、樹脂シートをロールギャップへスムーズに噛み込ませることができる。
【００１１】
前記成形ロールの凹部の開口縁に面取りを施すことにより、圧縮量を大きくした場合でも、凹部の開口縁のエッジによる樹脂シートの切断が生じないようにすることができる。
【００１２】
前記凹部の開口縁の面取りをショットブラストで形成することにより、複数の凹部に容易に面取りを施すことができる。
【００１３】
前記成形ロールの凹部の開口形状を円形とすることにより、樹脂シートの表面に形成される多数の凸部の摺動面形状を円形として、その周囲の凹部での潤滑油の流動性をより高めることができる。
【００１４】
前記成形ロールの凹部の開口径は２．５〜１０ｍｍとするのが好ましい。凹部の開口径が２．５ｍｍ未満では、凹部で成形される各凸部の断面積が小さくなり、樹脂シート使用時の凸部の耐圧縮変形性を確保するために凸部を多く形成する必要があり、成形ロールの強度が低下するとともに、製造コストが高くなる問題があるからである。また、凹部の開口径が１０ｍｍを越えると、各凸部の摺動面が広くなって摺動面に潤滑油が行き渡り難くなり、低摩擦特性の確保が難しくなるとともに、使用条件によっては焼付きが生じる恐れがあるからである。
【００１５】
前記成形ロールの外径面の凹部を、円周方向に等間隔な複数列で軸線方向へ等間隔に配列することにより、効率よく成形ロールの外径面に凹部を加工することができる。
【００１６】
前記配列した凹部を、円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらすことにより、樹脂シートの表面の凸部を千鳥状に設け、凸部の摺動面に油膜切れが生じないようにすることができる。
【００１７】
前記円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらした凹部は、１列おきに軸線方向の位置が合致するようにするとよい。
【００１８】
前記円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらした凹部が、隣り合う列の凹部と円周方向で重なり部を有さないように離間させることにより、圧縮量を大きくした場合でも、成形ロール外径面の圧縮面で圧縮されることで形成される樹脂シートの凹部に、圧縮変形による破断が生じないようにすることができる。すなわち、成形ロールの凹部以外の外径面によって樹脂シートを厚み方向に圧縮変形させると、圧延作用によって樹脂シートの長手方向に伸びが生じ、成形ロールの凹部で凸部が成形される部位では長手方向に伸びが生じないので、樹脂シートの幅方向でのこの伸びの差によって剪断力が発生する。円周方向の凹部の列間で凹部が重なり部を有さないように離間させることにより、この離間させた領域では樹脂シートの長手方向の伸びが幅方向で均一になるので、前記剪断力を緩和して、圧縮変形による破断が生じないようにすることができる。
【００１９】
前記円周方向で隣り合う列の凹部間の離間距離は、前記凹部の開口径の０．２〜１．５倍とするのが好ましい。凹部間の離間距離が凹部の開口径の０．２倍未満では、前記樹脂シートの長手方向の伸びが幅方向で均一になる領域を十分に確保できず、圧縮変形量を大きくしたときに、前記剪断力に起因する破断が生じる恐れがあり、凹部の開口径の１．５倍を越えると、樹脂シートに形成される凸部が少なくなって、耐荷重性が不足する問題があるからである。
【００２０】
前記成形ロールの外径面の表面積に対する前記複数の凹部の開口面積の比率は３０〜７０％とするとよい。凹部の開口面積の比率が３０％未満では、樹脂シートに形成される凸部の面積比率が少なくなって、凸部の摺動面の面圧が高くなり、凸部がクリープ変形する恐れがあるからである。また、凹部の開口面積の比率が７０％を超えると、凸部の周囲の油溜りとなる凹部の面積比率が少なくなって、摺動部の潤滑が不十分になる恐れがあるからである。
【００２１】
また、本発明の樹脂シートは、上述したいずれかのロールプレス装置で、前記多数の凸部を表面に成形されたものとした。
【００２２】
前記樹脂シートはポリテトラフルオロエチレン樹脂を主成分とするものとすることができる。
【００２３】
前記樹脂シートは工作機械の摺動案内部に用いられるものに好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のロールプレス装置は、成形ロールの外径面に複数の凹部を設けて、少なくとも一方が回転駆動される成形ロールと受けロール間のロールギャップで樹脂シートを圧縮し、この圧縮によって各凹部内に圧縮されずに残る樹脂材料が樹脂シートの表面に多数の凸部を成形するようにしたので、樹脂シートの表面に入り込む潤滑油が流動可能で密閉空間を形成しない油溜りを短時間で簡単に形成することができる。また、樹脂シートが相手材に吸着することもなく、摩擦トルクが不安定になることもない。
【００２５】
前記成形ロールと受けロールの両方を、同じ周速で回転駆動することにより、樹脂シートをロールギャップへスムーズに噛み込ませることができる。
【００２６】
前記成形ロールの凹部の開口縁に面取りを施すことにより、圧縮量を大きくした場合でも、凹部の開口縁のエッジによる樹脂シートの切断が生じないようにすることができる。
【００２７】
前記凹部の開口縁の面取りをショットブラストで形成することにより、複数の凹部に容易に面取りを施すことができる。
【００２８】
前記成形ロールの凹部の開口形状を円形とすることにより、樹脂シートの表面に形成される多数の凸部の摺動面形状を円形として、その周囲の凹部での潤滑油の流動性を高めることができる。
【００２９】
前記成形ロールの外径面の凹部を、円周方向に等間隔な複数列で軸線方向へ等間隔に配列することにより、効率よく成形ロールの外径面に凹部を加工することができる。
【００３０】
前記配列した凹部を、円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらすことにより、樹脂シートの表面の凸部を千鳥状に設け、樹脂シートの摺動面となるこれらの凸部の上面に、油膜切れが生じないようにすることができる。
【００３１】
前記円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらした凹部が、隣り合う列の凹部と円周方向で重なり部を有さないように離間させることにより、圧縮量を大きくした場合でも、成形ロール外径面の圧縮面で圧縮されることで形成される樹脂シートの凹部に、圧縮変形による破断が生じないようにすることができる。
【００３２】
また、本発明の樹脂シートは、上述したいずれかのロールプレス装置で、多数の凸部を表面に成形されたものとしたので、これらの凸部の周囲の連なった凹部を、密閉空間を形成しない油溜りとして、その表面に入り込む潤滑油を流動可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このロールプレス装置は、図１および図２に示すように、外径面に複数の凹部１が設けられた成形ロール２と、フラットな円筒外径面の受けロール３とを、これらの両端の軸部２ａ、３ａを、それぞれ軸受箱２ｂ、３ｂに回転自在に支持して、ハウジング４に上下で平行に組み込み、成形ロール２と受けロール３の間のロールギャップに通される樹脂シート２１を圧縮して、この圧縮によって各凹部１内に圧縮されずに残る樹脂材料が樹脂シート２１の表面に、後の図６に示すような多数の凸部２１ａを成形するものである。なお、受けロール３の外径は、成形ロール２の外径と同じでも大きくてもよい。
【００３４】
前記受けロール３は、モータ５と減速機６からプーリ７ａ、７ｂとタイミングベルト８を介して伝達される駆動力によって回転駆動され、成形ロール２は、その一端側の軸部２ａに設けられた歯車９ａと受けロール３の一端側の軸部３ａに設けられた歯車９ｂとの噛み合いで、受けロール３と逆方向に回転駆動される。歯車９ａ、９ｂのギヤ比は、成形ロール２と受けロール３の外径比と等しくされており、成形ロール２と受けロール３は同じ周速で回転駆動される。
【００３５】
また、前記受けロール３の両側の軸受箱３ｂは、ハウジング４の窓に上下方向へスライド可能に支持され、これらの底面に当接された偏心カム１０をハンドル１０ａで回転させることにより上下に変位し、成形ロール２と受けロール３間のロールギャップが、樹脂シート２１の厚みと凸部２１ａの成形高さに応じて設定されるようになっている。なお、ロールギャップの入口側と出口側には、樹脂シート２１を受ける受けプレート１１が設けられ、ロールギャップの入口側には、樹脂シート２１を幅方向で位置決めするサイドガイド１２が設けられている。
【００３６】
図３に示すように、前記成形ロール２の外径面の凹部１は、開口形状が円形で、開口径Ｄがφ２．５〜φ１０ｍｍとされて、円周方向に等間隔な複数列で軸線方向へ等間隔に配列され、１列おきに軸線方向の位置が合致する千鳥状に、円周方向の列間で軸線方向へずらされている。また、円周方向の列間で軸線方向へ千鳥状にずらされた凹部は、隣り合う列の凹部と円周方向で重なり部を有さないように離間しており、この円周方向での凹部の離間距離Ｌは、凹部の開口径Ｄの０．２〜１．５倍とされている。成形ロール２の外径面の表面積に対する複数の凹部１の開口面積の比率は３０〜７０％とされている。
【００３７】
図４に拡大して示すように、前記凹部１の開口縁には、ショットブラストによって面取り１ａが施されている。したがって、樹脂シート２１の圧縮量を大きくしても、凹部１の開口縁のエッジで樹脂シート２１を切断することはない。
【００３８】
図５は、前記成形ロール２の凹部１で樹脂シート２１の表面に凸部２１ａを成形する状態を示す。成形ロール２の凹部１は十分に深く形成されており、樹脂シート２１は成形ロール２と受けロール３の間で圧縮され、成形ロール２の凹部１内に圧縮されずに残る樹脂材料が樹脂シート２１の表面に凸部２１ａとして成形される。
【００３９】
図６は、前記凸部２１ａを成形された樹脂シート２１の表面を示す。この樹脂シート２１は、工作機械の摺動案内部に用いられるものであり、ＰＴＦＥを主成分として、銅合金を３０〜６０質量％含有し、厚みが０．５〜２．０ｍｍ程度とされている。また、各凸部２１ａの高さは、樹脂シート２１の厚みの５〜５０％とされている。
【００４０】
また、前記樹脂シート２１の凸部２１ａは、成形ロール２の円周方向となるロールプレス装置での通板方向で千鳥状に設けられている。したがって、この通板方向を摺動方向に向けることにより、摺動面となるこれらの凸部２１ａの上面に、油膜切れが生じないようにすることができる。
【００４１】
前記樹脂シート２１は、成形ロール２の凹部１で形成された多数の凸部２１ａの周囲の凹部２１ｂが油溜りとされ、凹部２１ｂの面積比率は３０〜７０％となっている。したがって、凹部２１ｂが連なって密閉空間を形成しないので、凹部２１ｂに入り込む潤滑油が滞留することなく流動し、新たな潤滑油が油溜りとしての凹部２１ｂに適宜供給され、樹脂シート２１が相手材に吸着することもない。
【００４２】
図７は、前記樹脂シート２１を用いた工作機械を示す。この工作機械は、ベッド３１の上に、水平面内で直交するＸ軸方向とＹ軸方向の案内盤３２、３３が配設され、Ｘ軸方向案内盤３２がＹ軸方向案内盤３３の案内レール３３ａで案内され、Ｘ軸方向案内盤３２の案内レール３２ａで、ワークＷが載置されるテーブル３４が案内される。また、ベッド３１に立設されたコラム３５には、案内レール３５ａで垂直なＺ軸方向に案内される主軸頭３６が支持され、回転駆動される下向きの主軸３６ａに工具Ｔが装着されている。樹脂シート２１は、各案内レール３２ａ、３３ａ、３５ａによるテーブル３４、案内盤３２および主軸頭３６の摺動案内部に用いられている。
【００４３】
図８は、代表例として、Ｘ軸方向案内盤３２の案内レール３２ａによるテーブル３４の摺動案内部を拡大して示す。樹脂シート２１は、案内レール３２ａの上側の案内面３７と、テーブル３４の下面に形成された溝の被案内面３８との間に装着されている。なお、樹脂シート２１は、被案内面３８側に装着するのが局部摩耗を避けるために望ましく、前記凸部２１ａが形成された表面が、装着面と反対側に向けられる。
【００４４】
上述した実施形態では、ロールプレス装置の成形ロールと受けロールの両方を回転駆動するようにしたが、いずれか一方のみを回転駆動することもできる。また、成形ロールの凹部の開口形状を円形とし、その配列形態を、円周方向に等間隔な複数列で軸線方向へ等間隔に配列した凹部を、１列おきに軸線方向の位置が合致する千鳥状に、円周方向の列間で軸線方向へずらしたものとしたが、凹部の開口形状は多角形状、楕円形状等とすることもでき、その配列形態も、複数列おきに軸線方向の位置が合致する千鳥状に、円周方向の列間で軸線方向へずらしたもの等、任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ロールプレス装置の実施形態を示す正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１の成形ロールの外径面の一部省略展開平面図
【図４】図３の凹部を拡大して示す断面図
【図５】図４の凹部で樹脂シートの表面に凸部を成形する状態を示す断面図
【図６】図４の凹部で凸部を成形された樹脂シートを示す平面図
【図７】図６の樹脂シートを用いた工作機械を示す斜視図
【図８】図７の工作機械の摺動案内部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００４６】
１  凹部
１ａ  面取り
２  成形ロール
３  受けロール
２ａ、３ａ  軸部
２ｂ、３ｂ  軸受箱
４  ハウジング
５  モータ
６  減速機
７ａ、７ｂ  プーリ
８  タイミングベルト
９ａ、９ｂ  歯車
１０  偏心カム
１０ａ  ハンドル
１１  受けプレート
１２  サイドガイド
２１  樹脂シート
２１ａ  凸部
２１ｂ  凹部
３１  ベッド
３２、３３  案内盤
３２ａ、３３ａ  案内レール
３４  テーブル
３５  コラム
３５ａ  案内レール
３６  主軸頭
３６ａ  主軸
３７  案内面
３８  被案内面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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