JPH1193951A - ウッドセラミックス又はその他の植物性セラミックスを摩 擦体とする無潤滑摺動形ブッシュ装置 - Google Patents

ウッドセラミックス又はその他の植物性セラミックスを摩 擦体とする無潤滑摺動形ブッシュ装置

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JPH1193951A
JPH1193951A JP9273275A JP27327597A JPH1193951A JP H1193951 A JPH1193951 A JP H1193951A JP 9273275 A JP9273275 A JP 9273275A JP 27327597 A JP27327597 A JP 27327597A JP H1193951 A JPH1193951 A JP H1193951A
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良晴 白田
Kazuo Horikirikawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】起動時及び運転時における摩擦係数が小さく,
耐摩耗性,耐久性に優れるとともに、無潤滑油下でも安
定した摩擦特性が得られる摺動形ブッシュ装置を提供す
る。 【解決手段】ガイドレ−ル軸の外周面に摩擦体を介して
摺動自在に嵌合する外筒の内周面に適宜角度の等間隔を
配して複数の嵌合溝を穿設し、この各嵌合溝内に木質系
多孔質炭素材料のウッドセラミックスからなる摩擦体を
嵌着した保持部材を係合配設せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、各種一般産業機械
の要素の一部(スライド部)としてそれらをガイドレ−
ル軸上に繰り返し往復摺動せしめるために多用される摺
動形ブッシュ装置に関するもので、とりわけ,ガイドレ
−ル軸に対するそれらのセットの位置決めを迅速・容易
・精確に行い得るとともに、起動及び運転時の摩擦係数
が小さく往復摺動の繰り返し動作精度が良好で耐久性に
も優れ、無潤滑油下においても安定した摩擦特性が得ら
れる摺動形ブッシュ装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の斯かるブッシュ装置としては、例
えば、ガイドレ−ル軸に対する装置の摺動部材として銅
合金,チタン系合金,マグネシウム系合金等の各種金属
の合金を素材として用いたもの、或はボ−ルを介した転
がり摺動方式を用いたものが一般に知られている。
【0003】しかしこれらの場合には、使用温度,摩擦
力の変動,許容接触圧等に対する対応面で多くの問題が
あり、また潤滑剤(油)を必要とするものが多い等の種
々の使用上の制約があり、総じて安定した摺動の実現が
困難な状況である。又,ボ−ルに無理な荷重がかかりガ
タが生ずる等で、往復摺動の方向転換時に慣性モ−メン
トによるハンマ−作用が生じたり、重荷重によっては瞬
間的に数倍の衝撃荷重が作用して消耗度合いが拡大し、
終局的にはガイドレ−ル軸に対する装置の位置決めが良
好でなく、繰り返し動作精度の維持も困難となるという
問題もある。更に,従来装置においては素材並びに構造
上,滑りや転がり摺動をよくするために油を注いで用い
るものが多く、そのための給油装置が必要となる等いき
おい製品コストが高価となり構造も複雑となるという欠
点も有している。 それのみならず、給油のための維持
管理並びにメンテナンス費用も増大する等の問題もあ
る。それに,特に高温や低温のため潤滑油の機能が低下
するところや,異物の混入により潤滑油膜が破断されや
すいところ,特殊ガス中,真空中,放射線環境等の特殊
環境下では、使用ができないか或は著しく制約されると
いう欠点もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記利用し
ている素材や構造上に起因して有している従来装置の種
々の難点を解消し、起動時及び操作時における摩擦係数
が小さく,耐摩耗性,耐久性に優れ,しかも無潤滑状態
でも安定した摩擦特性が得られ前記特殊環境下での使用
にも十分に耐え得る等使用上好適であるウッドセラミッ
クス又はその他の植物性セラミックスを摩擦体とする無
潤滑摺動形ブッシュ装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、シャフト状ガイドレ−ル軸の外周面に
摩擦体を介して摺動自在に嵌合する外筒の内周面に適宜
角度の等間隔を配して複数の嵌合溝を穿設し、この各嵌
合溝内に木質系多孔質炭素材料のウッドセラミックスか
らなる摩擦体を嵌着した保持部材を係合配設せしめたも
のである。
【0006】シャフト状ガイドレ−ル軸の外周面に接触
し摺動するウッドセラミックスからなる摩擦体を嵌着し
た複数の保持部材の外筒内周面に穿設した各嵌合溝内に
対する係合配設手段としては、この嵌合溝内の底面壁に
対し前記保持部材を外筒に取り付けたばね座金付きネジ
を介して緊締且つ揺動可能に係合するとともに、その保
持部材がばね座金付きネジの操作により揺動可能状態と
なったときに,外筒に取り付けた調節ネジの押圧操作に
より保持部材に嵌着したウッドセラミックスからなる摩
擦体とガイドレ−ル軸との接触圧力を適度に調節して行
う場合がある。
【0007】また,外筒をガイドレ−ル軸外周面に沿っ
て摺動せしめる摩擦体としては、前記の木質系多孔質炭
素材料であるウッドセラミックスの代わりに、竹,籾
殻,米糠等の木質系以外の植物の多孔質炭素材料でウッ
ドセラミックスと同様の製法で得られるその他の植物性
セラミックスを用いる場合もある。
【0008】
【発明の実施の形態】別紙図面,図1〜図17を参照し
て、本発明の具体的実施の形態の一例を説明する。
【0009】図1は本発明装置の要部の一実施形態の一
部を断面とした側面図(図2のA−A断面図)、図2は
その正面図、図3は図1のB−B断面図であり、円形
(丸)シャフト状のガイドレ−ル軸1と、このガイドレ
−ル軸1の外周面に摩擦体2を介して摺動自在に嵌合す
る外筒3とを具備している。摩擦体2は、木質系多孔質
炭素材料を燒成して形成されたウッドセラミックスから
なるものを用いている。
【0010】外筒3は適宜長さの円筒形で、図3〜図5
に示す如く、内周面に、中央部のガイドレ−ル軸1の挿
通孔の外面に接続して90度の等間隔を配して4個のコ
字形断面を有する嵌合溝4がその長さ方向全面に沿って
穿設されている。 各嵌合溝4内には、図1及び図3に
示す如く、摩擦体2を嵌着した保持部材5が外筒3に取
り付けられたばね座金付きネジ6,6を介して嵌合溝4
の底面壁7に対し緊締且つ揺動(フリ−)可能に係合配
設されている。 8,8は、このばね座金付きネジ6,
6を嵌合する座ぐり付きネジ孔であり、外筒3の外周面
から内周面の嵌合溝4の長手方向両端部に接続して設け
られている。 そして9は外筒3に取り付けられた調節
ネジで、保持部材5の後面中央部を押圧操作してガイド
レ−ル軸1に対する摩擦体2の接触圧を適度に調節する
ものである。 10は、この調節ネジ9を嵌合する座ぐ
り付きネジ孔であり、外筒3の外周面から内周面の嵌合
溝4の長手方向中央部に接続して設けられている。従っ
て外筒3は、適度な圧力でガイドレ−ル軸1の外周面に
四方向から挟むように接触する摩擦体2を介してガイド
レ−ル軸1の外周面にその長さ方向に沿って矢印方向に
往復摺動する。
【0011】嵌合溝4内に係合される保持部材5は、図
6〜図9に示す如く、ガイドレ−ル軸1に面する前面側
に長手方向に沿って適宜長さ適宜深さの溝11が形成さ
れており、両側端部に一部後端部側にネジ部を刻設して
いないネジ孔12,12が形成されている。前記溝11
内には、ウッドセラミックスで直方体形に形成された摩
擦体2が嵌着されている。 ネジ孔12,12内には、
前記ばね座金付きネジ6,6が嵌合される。 図6に示
す如く、摩擦体2は保持部材5の前面より僅かにβ寸法
だけ前方に突出している。 また,保持部材5のガイド
レ−ル軸1と反対側後面は、中央部が両側端部より僅か
にα寸法だけ後方に突出した山形形状となっており、こ
の中央突出部に前記調節ネジ9の先端部が当接する。
【0012】図10及び図11は、外筒3の両側端面に
ネジ止めされる側板13を示すもので、側板13は円板
中央部にガイドレ−ル軸1の挿通孔14を有しその周辺
部にネジ孔15を開けたド−ナツ型形状となっている。
側板13は、ネジ孔15に図2で示すネジ16を嵌合
させて外筒3の両側端面に固定され、それによって、内
部に摺動部材である摩擦体2を配設した外筒3における
嵌合溝4の両側開放部が閉塞され、この嵌合溝4内に外
部から異物が侵入するのが防止される。
【0013】ガイドレ−ル軸1の外周面に外筒3を嵌合
しセットする場合には、先ず図12で示すように、ばね
座金付きネジ6,6を保持部材5のネジ孔12,12の
ネジ部に緊締して、保持部材5の後面側を嵌合溝4の底
面壁7に密着させる。 すると、保持部材5に嵌着され
ている摩擦体2とガイドレ−ル軸1との間には図12で
示すaの間隙が配されるように摩擦体2の厚さに対する
嵌合溝4の深さを設定しているので、外筒3の挿通孔に
ガイドレ−ル軸1をスム−スに挿通させることができ
る。次に,ばね座金付きネジ6,6の締め付けを緩めて
前記ネジ孔12,12のネジ部とのネジ込み嵌合を解除
させると保持部材5はばね座金付きネジ6,6に対しフ
リ−な状態となるので、図13に示す如く、調節ネジ9
を締め付けて保持部材5の後面中央突出部をガイドレ−
ル軸1側に押圧操作する。 すると、保持部材5は押し
出されて嵌合溝4内を前方に向かって移動しガイドレ−
ル軸1の外周面に当接するので、調節ネジ9の押し込み
操作量を適度に調節することにより、ガイドレ−ル軸1
と摩擦体2との接触圧力を適度に調節することができ
る。
【0014】このとき,図13に示す如く、嵌合溝4の
底面壁7と保持部材5との間にはbの間隙が配されるこ
ととなり、ばね座金付きネジ6,6と保持部材5との緊
締は解除されてフリ−な状態であり、保持部材5はガイ
ドレ−ル軸1に接触した摩擦体2と反対側の後面中央突
出部が調節ネジ9に当接して支持されている状態となっ
ているので、保持部材5は摩擦体2を介して過大な圧力
が加わっても前記嵌合溝4の底面壁7に対するbの間隙
の範囲内で揺動乃至傾動することができ、そのためガイ
ドレ−ル軸1に対する外筒3の摺動を無理なく安定して
行うことができる。 このことは、ガイドレ−ル軸1が
相当に長尺で全体的に曲がりや撓みが生じた場合におい
ても同様である。調節ネジ9は、前記押し込み操作によ
る摩擦体2とガイドレ−ル軸1との接触圧力の調節完了
後は、塗料やエナメルにより封印される。
【0015】図15は保持部材5の他の実施形態を示す
もので、この場合には、前記の場合と異なり、保持部材
5´の後面を中央部が突出する山形形状とせずにフラッ
トにしたものである。 この場合においても、ばね座金
付きネジ6,6と保持部材5との緊締を解除し調節ネジ
9の押し込み操作により嵌合溝4の底面壁7と保持部材
5との間にbの間隙を配することによって、前記の場合
と同様に外筒3の摺動の円滑,安定性を保持することが
できる。
【0016】上記の実施形態においては、円形(丸)シ
ャフトをガイドレ−ル軸1として用い、これに対応して
その外周面に摩擦体2を介して摺動する外筒3を円筒形
となしたものを示したが、これに限らず角シャフトのガ
イドレ−ル軸,角筒形の外筒を用いるようになしても差
し支えない。また,摩擦体2の接触圧力調節用の調節ネ
ジ9は、保持部材5の後面中央部に対し1個設けるもの
を示したが、一対のものを設けても良い。
【0017】更に,摩擦体2として木質系多孔質炭素材
料のウッドセラミックスを用いたものを示したが、使用
上必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、竹,籾
殻,米糠等の木質系以外の植物の多孔質炭素材料を素材
としウッドセラミックスと同様な製法で得られそれと同
様な摩擦特性を有するその他の植物性セラミックスを用
いる場合もある。
【0018】図16と図17は、上記の構造に係る本発
明装置(図では本開発軸受と称し,無潤滑である)と従
来装置(図では従来型軸受と称し,グリ−スを潤滑剤と
している)との摩擦特性を比較実験した特性説明図であ
る。同上の図は、摩擦時の速度や距離に対する摩擦係数
の変化を示したものであるが、この図から明らかなよう
に、本発明装置は無潤滑でも、潤滑油を用いた従来装置
に比して起動時及び運転時における摩擦係数が小さく安
定しており、そのため装置の摺動操作を可及的に少ない
動作エネルギ−で軽快且つ安定して行うことができる。
【0019】また,摩擦体2として焼成温度800度C
以上で加熱処理され,フェノ−ル樹脂を含浸させた硬質
ガラス状炭素を30%以上含有させたウッドセラミック
スを用いて実験したところ、比摩耗量,摩擦係数ともに
極めて小さい状態で安定して軽快な摺動操作を行うこと
ができた。
【0020】
【発明の効果】本発明は上記の構成となしたので、上述
の従来装置の素材及び構造上に起因する諸難点を解消
し、以下に示す特有の効果を奏する。
【0021】請求項1に係る発明においては、外筒とガ
イドレ−ル軸との摺動動作を優れた摺動摩擦特性を有す
る木質系多孔質炭素材料のウッドセラミックスによる摩
擦体を介して行うようになしたので、従来の種々の合金
を介した摩擦摺動方式や転がり摺動方式に比して、起動
時及び運転時における摩擦係数が小さく,耐摩耗性,耐
久性,繰り返し動作精度に優れ、高精度な摺動摩擦特性
が要求される産業分野での使用に適し、且つ無潤滑油下
でも安定した摩擦特性が得られ、従って小さな操作力で
軽快に安定した摺動動作を長期に亘って持続することが
できる摺動形ブッシュ装置を経済的に実現することがで
きる。また,素材の特性の関係で騒音も少なく,機械的
剛性の面でも問題がなく、潤滑油を必要としないためそ
れによる上述の温度制限や特殊環境下での使用制限とい
う使用上の制約がないとともに、給油設備や給油のため
の手間,その要員確保の必要もないのでその維持,管
理,メンテナンスの手間と費用の大幅な軽減乃至節減を
図ることができる。 そして,装置の全体構造も簡潔化
することができる等使用上好適である。
【0022】請求項2に係る発明においては、前記ウッ
ドセラミックスの保有する優れた摩擦特性を有効に発揮
し得るとともに、更にウッドセラミックスの摩擦体を嵌
着した保持部材を外筒の嵌合溝の底面壁に対しばね座金
付きネジを介して緊締且つ揺動可能(フリ−)に係合配
設し、そしてその保持部材がばね座金付きネジに対しフ
リ−な状態のときにそれを調節ネジを介してガイドレ−
ル軸側に押し込み操作してガイドレ−ル軸と摩擦体との
接触圧力を適度に調節せしめるようになしたので、ガイ
ドレ−ル軸に対する外筒に搭載する工業用ロボット等の
セットの位置決めを迅速,容易,精確に行うことがで
き、装置に過大な圧力が加わっても保持部材の揺動によ
り無理なく安定した接触が保持されて往復摺動の繰り返
し動作精度が一層良好に得られるとともに耐久性にも優
れる。
【0023】請求項3に係る発明においては、ウッドセ
ラミックスとほぼ同様の摺動摩擦特性が期待できるその
他の植物性セラミックスを摩擦体として用いたので、請
求項1及び2に係る発明と同様の効果を奏する。
【0024】なお,上記実施の形態で説明したように、
特に800度C以上の温度で焼成され,フェノ−ル樹脂
を含浸させた硬質ガラス状炭素を30%以上含有するウ
ッドセラミックスを摩擦体として用いた場合には、比摩
耗量,摩擦係数ともに極めて小さく更に優れた摩擦特性
を有する摺動形ブッシュ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の要部の一実施形態の一部を断面と
した側面図(図2のA−A断面図)である。
【図2】同上の正面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】外筒の正面図である。
【図5】図4のC−C断面図である。
【図6】保持部材の縦断正面図である。
【図7】同上の底面図である。
【図8】同上の側面図である。
【図9】摩擦体を嵌着した保持部材の縦断正面図であ
る。
【図10】外筒両端に取り付ける側板の正面図である。
【図11】同上の側面図である。
【図12】ガイドレ−ル軸に対する外筒の嵌合時の動作説
明図である。
【図13】ガイドレ−ル軸に対する摩擦体の接触圧調整時
の動作説明図である。
【図14】摩擦体の斜視図である。
【図15】摩擦体を嵌着した他の実施形態の保持部材を示
す縦断正面図である。
【図16】本発明と従来装置との摩擦距離に対する摩擦係
数変化の相違を示した摩擦特性の比較実験説明図であ
る。
【図17】同上の摩擦速度に対する摩擦係数変化の相違を
示した摩擦特性の比較実験説明図である。
【符号の説明】
1 ガイドレ−ル軸 2 ウッドセラミックスからなる摩擦体 3 外筒 4 嵌合溝 5 保持部材 5´ 保持部材 6 ばね座金付きネジ 7 嵌合溝の底面壁 8 座ぐり付きネジ孔 9 調節ネジ 10 座ぐり付きネジ孔 11 溝 12 ネジ孔 13 側板 14 ガイドレ−ル軸挿通孔 15 ネジ孔 16 ネジ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シャフト状ガイドレ−ル軸の外周面に摩擦
    体を介して摺動自在に嵌合する外筒の内周面に適宜角度
    の等間隔を配して複数の嵌合溝を穿設し、この各嵌合溝
    内に木質系多孔質炭素材料のウッドセラミックスからな
    る摩擦体を嵌着した保持部材を係合配設せしめたことを
    特徴とするウッドセラミックスを摩擦体とする無潤滑摺
    動形ブッシュ装置。
  2. 【請求項2】シャフト状ガイドレ−ル軸の外周面に接触
    し摺動するウッドセラミックスからなる摩擦体を嵌着し
    た複数の保持部材の外筒内周面に穿設した各嵌合溝内に
    対する係合配設手段として、この嵌合溝内の底面壁に対
    し前記保持部材を外筒に取り付けたばね座金付きネジを
    介して緊締且つ揺動可能に係合するとともに、その保持
    部材がばね座金付きネジの操作により揺動可能状態とな
    ったときに,外筒に取り付けた調節ネジの押圧操作によ
    り保持部材に嵌着したウッドセラミックスからなる摩擦
    体とガイドレ−ル軸との接触圧力を適度に調節するよう
    になしたことを特徴とする請求項1記載のウッドセラミ
    ックスを摩擦体とする無潤滑摺動形ブッシュ装置。
  3. 【請求項3】外筒をガイドレ−ル軸外周面に沿って摺動
    せしめる摩擦体として、ウッドセラミックスの代わり
    に、竹,籾殻,米糠等の木質系以外の植物の多孔質炭素
    材料を原材料としウッドセラミックスと同様な製法で得
    られるその他の植物性セラミックスを用いたことを特徴
    とする請求項1又は2記載のその他の植物性セラミック
    スを摩擦体とする無潤滑摺動形ブッシュ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002181049A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Minebea Co Ltd スリーブ軸受装置
JP2002293665A (ja) * 2001-04-02 2002-10-09 Juki Corp 含油硬質多孔性炭素材料および機械部品およびミシン用部品
WO2022102413A1 (ja) * 2020-11-16 2022-05-19 日本精工株式会社 リニアガイド

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