(57)【要約】【課題】オイルレスの条件下で高荷重、高速の摺動条件において摩擦が低減され、耐摩耗性に優れる摺動部材を提供する。【解決手段】軸１と一以上の介在部材２を有し、介在部材２は、軸１と軸受３との間に位置すると共に軸１と独立して動作可能であり、介在部材２の軸１側の面の一以上は、ラジアル荷重下またはアキシャル荷重下でオイルレスの摺動面である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と一以上の介在部材を有し、前記介在部材は、前記軸と軸受との間に位置すると共に前記軸と独立して動作可能であり、前記介在部材の前記軸側の面の一以上は、ラジアル荷重下またはアキシャル荷重下でオイルレスの摺動面であることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記軸は回転軸であり、前記介在部材は、前記軸と独立して回転可能であり、前記介在部材の前記軸側の面の一以上は、ラジアル荷重下で摺動面であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記介在部材は、ラジアル荷重下で、前記軸と同一方向に回転することを特徴とする請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記介在部材の少なくとも一つが、自己潤滑性材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記自己潤滑性材料が、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドから選ばれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項６】
前記介在部材の少なくとも一つが、金属材の片面または両面に、ダイヤモンドライクカーボン、ＷＳ2、ＭｏＳ2またはグラファイトからなる膜を有する部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項７】
前記摺動面を構成する材料と、前記摺動面と対向する面を構成する材料が異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項８】
前記摺動面の摩擦係数と、前記摺動面と対向する面の摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項９】
二以上の前記介在部材を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項１０】
前記二以上の介在部材の全ての軸側の面が、前記摺動面であることを特徴とする請求項９に記載の摺動機構。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の摺動部材と、前記摺動部材を支持する軸受とを有し、前記摺動部材が前記軸受に対してオイルレスで摺動することを特徴とする摺動機構。
【請求項１２】
前記摺動部材の前記軸受と対向する面を構成する材料と、前記軸受の前記摺動部材と対向する面を構成する材料が異なることを特徴とする請求項１１に記載の摺動機構。
【請求項１３】
前記摺動部材の前記軸受と対向する面の摩擦係数と、前記軸受の前記摺動部材と対向する面の摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１１または１２に記載の摺動機構。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の摺動機構と、該摺動機構の前記軸の動作を利用して物品を搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部材及び摺動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
すべり軸受は軸受表面と摺動体が接する面で、抵抗少なくすべることで摩擦低減を行う軸受である。低摩擦化させるために、潤滑剤が使用されることが多く、オイル、グリース等を摺動界面に塗布し使用される。しかしながら、塗布されるオイル・グリースは液ダレ・液漏れなど飛散汚染の原因や、液切れによる摩擦係数の上昇など長期にわたり安定的な摩擦係数を得ることが困難である。そこで、オイル・グリースを必要としない自己潤滑性を持つ材料が注目されている。自己潤滑性材料とは外部からの添加を必要とせず、自身が潤滑特性を示す材料である。樹脂材料としてＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が代表的である。これら樹脂材料を成型し軸受として使用される。また、オイル・グリースを添加し、自己潤滑性材料と潤滑剤を併用し使用されることも多い。
【０００３】
多々存在する軸受材料の選定基準としてしばしば、ＰＶ特性が用いられる。これは軸受を使用する条件である摺動速度Ｖと荷重Ｐの積で表される値であり、材料固有の許容ＰＶ値内での使用が求められる。また、許容速度、許容荷重も存在し、軸受材それぞれ固有値として材料選定に必要なパラメータとして知られている。許容速度、許容荷重を考慮し、高速、高荷重での条件で使用する際は、硬い材料として超高分子量の樹脂材、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等が用いられる。しかしながら、許容ＰＶ値が広い材料は摩擦係数が高く、摩擦の低下には限度がある。一方、摩擦係数が低い材料としてＰＴＦＥが挙げられるが、ＰＴＦＥは許容ＰＶ値が狭く、高荷重で使用すると摩耗が大きく安定した摩擦が得られない。この摩耗はオイルレスの状態で使用するとより顕著であり、オイルを併用することが一般的である。
【０００４】
また、摩擦係数の低い材料に添加材を混ぜることで、硬度を高め許容ＰＶ値を広げることが行われている。この際、添加材としてガラスフィラーや、繊維などが用いられるが、この添加材により摩擦係数が上昇してしまい、低摩擦を維持できないのが現状である。そこで、樹脂材料を金属部材の表面に成膜・成型する検討がされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２０４６４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、金属部材の影響により許容荷重の向上効果が見られるものの、摺動する面はもともとの樹脂材料であるため、耐摩耗性改善には不十分であり許容速度の向上に関しては十分であるとはいいがたい。
【０００７】
このように、許容ＰＶ値が広い材料は摩擦係数が高く、摩擦係数が低い材料は許容ＰＶ値が狭い。従って、許容ＰＶ値が広くなおかつ摩擦係数が低い構成もしくは材料が求められている。さらに近年、高機能化、コンパクト化、省エネルギー化が求められており、摺動速度Ｖ、荷重Ｐがより厳しい条件となっている。しかしながら、オイルレスにおいて高速、高荷重で対応できるＰＶ値を有するすべり軸受材料がないのが現状である。
【０００８】
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、オイルレスの条件下で高荷重、高速の摺動条件において摩擦が低減され、耐摩耗性に優れる摺動部材、摺動機構、およびこれらを備えた搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の摺動部材は、軸と一以上の介在部材を有し、前記介在部材は、前記軸と軸受との間に位置すると共に前記軸と独立して動作可能であり、前記介在部材の前記軸側の面の一以上は、ラジアル荷重下またはアキシャル荷重下でオイルレスの摺動面であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の摺動機構は、本発明の摺動部材と、前記摺動部材を支持する軸受とを有し、前記摺動部材が前記軸受に対して摺動することを特徴とする。
また、本発明の搬送装置は、本発明の摺動機構と、該摺動機構の前記軸の動作を利用して物品を搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オイルレスの条件下で高荷重、高速の摺動条件において摩擦が低減され、耐摩耗性に優れる摺動部材及び摺動機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の摺動機構の一例を示す図である。
【図２】本発明の摺動機構の他の例を示す図である。
【図３】実施例１と比較例１の摩擦係数の変化を示すグラフである。
【図４】本発明の搬送装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
≪摺動機構≫
図１は、本発明の摺動機構の一例を示す図であり、図１（ａ）は概略斜視図、図１（ｂ）〜（ｄ）は、図１（ａ）の点線で囲んだ部分の、紙面と平行な面での断面図である。
【００１５】
図１（ａ）に示す摺動機構は、摺動部材４と、摺動部材４を支持する軸受３とを有し、摺動部材４は、軸受３に対してオイルレスで摺動する。摺動部材４は、軸１と一以上、図１の例では一つの介在部材２を有する。軸１は軸心を中心として回転する回転軸である。介在部材２は、軸１と軸受３との間に位置し、軸１と独立して動作可能、図１の例では回転可能である。また、介在部材２の軸１側の面は、軸１に垂直な方向に作用するラジアル荷重下でオイルレスの摺動面である。従って、介在部材２は、ラジアル荷重下で、軸１と同一方向に回転し、軸１に対してオイルレスで摺動すると共に軸受３に対してオイルレスで摺動する。
【００１６】
本発明の摺動機構は、オイルレスで使用が可能なオイルレス摺動機構である。そのためオイルを保持するオイルタンクやオイルを滴下する外部機構を必要としない。またオイルの飛散防止、オイル漏れ防止のためのシールド機構を必要としない。
【００１７】
＜軸１＞
図１において、軸１は回転軸であるが、軸１はこれに限定されるものではなく、軸受けに対して揺動運動する揺動軸、軸受けに対して往復運動するスライド軸であってもよい。
【００１８】
軸１の形状は、図１では円柱状であるが、特に限定されるものではなく、例えば、中空の筒状などであってもよい。また、軸１の表面に、例えばストライプ状、ドット状等のパターンで微細な凹凸等を形成する表面加工を施してもよい。
【００１９】
軸１を構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、金属、樹脂、セラミックス等が挙げられるが、高荷重である使用条件を考慮すると硬質材であることが好ましく、ＳＵＳ材、ＳＵＭ材等が好ましい。
【００２０】
軸１の表面には、耐腐食、酸化防止のために、例えば、Ｎｉメッキ、Ｃｒメッキ、金メッキ、銀メッキ、銅メッキ、亜鉛メッキ等のメッキ、合金、セラミックスの溶射等の表面処理を施してもよい。表面処理に用いる材料は単一である必要はなく、異種物質が点在してもよく、前記パターンに異種材料を形成してもよい。
【００２１】
＜介在部材２＞
介在部材２は、軸１と軸受３の間に位置し、軸１と軸受３を接触させないようにする部材である。介在部材２は、軸１と固定されることなく、軸１と独立して回転可能である。また、介在部材２は、軸受３と固定されることなく、軸受３と独立して回転可能である。更に、介在部材２の軸１側の面は、ラジアル荷重下で摺動面であり、介在部材２は、ラジアル荷重下で、軸１と同一方向に回転し、軸１に対して摺動すると共に軸受３に対して摺動する。従って、軸１と軸受３との相対速度をＶ0、軸１と介在部材２との相対速度をＶ1、介在部材２と軸受３との相対速度をＶ2とすると、Ｖ0＝Ｖ1＋Ｖ2（ただし、Ｖ1、Ｖ2＞０）の関係が成り立つ。
【００２２】
介在部材２を設けず、軸１が軸受３に接触して摺動する場合には、Ｖ0で軸受３の許容ＰＶ値を考慮する必要があるため、荷重Ｐが限定される。使用荷重が限定された荷重Ｐより大きい場合には、軸受３の許容ＰＶ値を超えてしまうため、軸受３を変更する必要があり、より高荷重、高速に耐える材料選定が必要となる。しかしながら、前述の通り、高荷重、高速で使用できる材料に低摩擦を示す材料がほとんどないのが現状である。
【００２３】
本発明では、介在部材２を設けることにより、Ｖ0をＶ1、Ｖ2に分けて考えることができるため、局部的にＰＶ値における速度Ｖを減らすことができる。従って、摺動部材全体として軸受３の許容ＰＶを超えた条件下でも使用可能となる。つまり許容ＰＶ値が狭くても低摩擦を示す材料を選択可能となる。
【００２４】
更に、介在部材２を設けることにより、摺動部材４の軸受３に対する摺動面（介在部材２の軸受３側の面）以外の摺動面が形成され、複数の摺動面を有することになる。従って、ある摺動面が何かしらの原因により摩擦係数が上昇しても、他の摺動面が摺動するため、摺動部材４全体として急激な摩擦の上昇を抑え、安定した摩擦係数が得られる。
【００２５】
介在部材２を構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、金属、樹脂、セラミック等が挙げられる。樹脂としては、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等のエンプラが挙げられる。金属としては、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ等が挙げられる。介在部材２を構成する材料は自己潤滑性を示す自己潤滑性材料であることが好ましい。その様な樹脂としてはＰＯＭ、ＰＴＦＥ、ＰＥ、ＰＡ、ＰＩ、ＰＰＳ等が挙げられ、金属としてはＣｕ、Ａｌ、Ａｇ等の軟質金属が挙げられる。また、樹脂にガラスフィラー、グラファイト、フッ素樹脂を混合させたもの、樹脂にオイル・グリースを混合させたもの、またこれらの両方を混合させたものも用いることができる。これらの材料は単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。
【００２６】
また、これらの材料を表面コートしてもよい。具体的にはＳＵＳ基材、Ａｌ基材等の金属材の片面または両面に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＷＳ2、ＭｏＳ2、グラファイト、ＰＯＭ、ＰＴＦＥ、ＰＥ等の固体潤滑剤からなる膜を形成したものが挙げられる。表面コートは周期構造を有するパターン成膜でもよく、複数種の固体潤滑剤を混合して膜を形成してもよい。
【００２７】
介在部材２が軸１に対して摺動せずに軸１と一体となって回転することを抑制するためには、摺動面（介在部材２の軸１側の面）を構成する材料と、摺動面と対向する面（軸１の表面）を構成する材料が異なること、若しくは、摺動面の摩擦係数と、摺動面と対向する面の摩擦係数が異なることが好ましい。また、軸受３によって介在部材２の回転が抑制されないためには、摺動部材４の軸受３と対向する面（介在部材２の軸受３側の面）を構成する材料と、軸受３の摺動部材４と対向する面を構成する材料が異なること、若しくは、摺動部材４の軸受３と対向する面の摩擦係数と、軸受３の摺動部材４と対向する面の摩擦係数が異なることが好ましい。
【００２８】
介在部材２の形状は、図１では軸１を円周方向に覆う筒状であるが、特に限定されるものではない。介在部材２の表面は、図１（ｂ）に示す様に平坦であってもよいが、例えばストライプ状、ドット状等のパターンで微細な凹凸等を形成する表面加工を施してもよいし、側面に複数の穴を有していてもよい。また、図１（ｃ）に示す様に、介在部材２は、軸１側の表面に凸部５を有していてもよい。この場合、荷重が凸部５のみに集中するのを避けるため、軸１が、凸部５がはまる凹部５’を有することが好ましい。また、凸部５と凹部５’が隙間なく嵌め合う状態では、介在部材２が軸１に対して摺動せずに軸１と一体となって回転し、Ｖ1が０となる可能性があるため、遊びを有することが好ましく、凸部５の幅より凹部５’の幅のほうが広いことが好ましい。また、図１（ｄ）に示す様に、介在部材２の両端部に、軸受３側に突出するフランジ部６を有していてもよい。フランジ部６は、片側だけに形成してもよいし、円周方向すべてに形成しても一部に形成してもよく、また円周方向に離間して複数形成してもよい。フランジ部６を両端部に形成する場合は、フランジ部６と軸受３の間に隙間を形成することが好ましい。隙間なく形成した場合、軸受３と介在部材２が固定されてしまい、介在部材２の回転が抑制されてしまいＶ2が０となり、本発明の効果が得られない可能性がある。
【００２９】
介在部材２の内径は、軸１の外径に対し１００．５％〜１１０％であることが好ましい。かかる範囲内であれば、介在部材２と軸１の間に隙間が形成され、介在部材２が軸１に対して摺動せずに軸１と一体となって回転することが抑制される。また、介在部材２の外径は、軸受３の内径の８０％〜９９．９５％であることが好ましい。かかる範囲内であれば、軸受３によって介在部材２の回転が抑制されることを防止できる。介在部材２の内径は５０ｍｍ以下であることが好ましい。内径が５０ｍｍより大きいと隙間が大きく、接触部の割合が小さくなるため本発明の効果が得られにくい。また、介在部材２の厚さは１０ｍｍ以下が好ましく、より薄いものが好ましい。
【００３０】
図２は、本発明の摺動機構の他の例を示す図であり、図２（ａ）は軸１と垂直な面での断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。図２の摺動機構は、軸１側から順に、介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２を有する。介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２は、互いに独立して回転可能であり、ラジアル荷重下で軸１と同一方向に回転する。また、介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２の軸１側の面の少なくとも一方は、ラジアル荷重下で摺動面である。例えば、介在部材Ａ２１の軸１側の面が摺動面であれば、ラジアル荷重下で、介在部材Ａ２１は軸１に対して摺動し、介在部材Ｂ２２は軸受３に対して摺動する。介在部材Ｂ２２の軸１側の面は、ラジアル荷重下で、摺動面であってもよいし、摺動面でなくてもよい。即ち、介在部材Ｂ２２は、介在部材Ａ２１に対して摺動してもよいし、介在部材Ａ２１対して摺動せずに介在部材Ａ２１と一体となって回転してもよい。即ち、介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２の相対速度をＶ3とするとＶ3≧０である。但し、Ｖ0をＶ1、Ｖ2に分けても許容ＰＶ値を超えてしまう高荷重の条件下では、介在部材Ｂ２２の軸１側の面は、ラジアル荷重下で摺動面である、即ち、介在部材Ｂ２２が介在部材Ａ２１に対して摺動し、Ｖ3＞０であることが好ましい。介在部材Ｂ２２が介在部材Ａ２１に対して摺動させるためには、介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２が対向する面を構成する材料が互いに異なること、若しくは、介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２が対向する面の摩擦係数が互いに異なることが好ましい。
【００３１】
本発明の摺動機構は、介在部材２を３以上有しても良い。介在部材２を３つ有する場合、例えば、図２の摺動機構の介在部材Ａ２１と介在部材Ｂ２２の間に介在部材Ｃを加えても良い。このとき、介在部材Ｃと介在部材Ａ２１、介在部材Ｂ２２とのそれぞれの相対速度をＶ2C、Ｖ3CとするとＶ2C、Ｖ3C＞０であることが好ましい。そのためには、介在部材Ｃの介在部材Ａと対向する面を構成する材料と介在部材Ａの介在部材Ｃと対向する面を構成する材料、介在部材Ｃの介在部材Ｂと対向する面を構成する材料と介在部材Ｂの介在部材Ｃと対向する面を構成する材料のそれぞれが互いに異なることが好ましい。その際、介在部材Ａの介在部材Ｃと対向する面を構成する材料と、介在部材Ｂの介在部材Ｃと対向する面を構成する材料は同じ材料でもよい。
【００３２】
＜軸受３＞
軸受３は、介在部材２を介して軸１を支持する部材であり、枠組み、ハウジング等に固定されて使用される部材である。
【００３３】
軸受３の形状は、図１では介在部材２を円周方向に覆う筒状であり、図２では平板であるが、特に限定されるものではなく、例えば、半円筒状、曲率を有する形状等でもよい。軸受３の形状は、介在部材２の形状に応じて適宜決定され、接触面積が変化するため、荷重を考慮し、軸１の自由度の観点から選択される。また、軸１を支えるため、軸受３を複数設け、数箇所に分散して配置してもよい。また、軸受３の介在部材２との接触面に、例えばストライプ状、ドット状等のパターンで微細な凹凸等を形成する表面加工を施してもよい。
【００３４】
軸受３を構成する材料は、通常、荷重（Ｐ）と速度（Ｖ）の使用条件と、介在部材２の材質で選定される。軸受３を構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、金属、樹脂、セラミック等が挙げられ、高荷重でひずみが少ない硬質材料が好ましい。また、枠組み、ハウジング等との固定のため成形性のよい材料が好ましい。樹脂としては、例えば、ＰＥＥＫ、ＰＯＭ、ＰＴＦＥ、ＰＥ、ＰＡ、ＰＩ、ＰＰＳ等のエンプラが挙げられる。金属としては、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ等が挙げられる。また、金属材の表面に樹脂層を形成したものでもよい。
【００３５】
軸受３の介在部材２との接触面には、耐腐食、酸化防止のために、例えば、Ｎｉメッキ、Ｃｒメッキ、金メッキ、銀メッキ、銅メッキ、亜鉛メッキ等のメッキ、合金、セラミックスの溶射等の表面処理を施してもよい。また、上記金属材料、樹脂材料を混合して分散させ、異種材料を点在させた膜を形成してもよい。
【００３６】
以上、介在部材２の軸１側の面がラジアル荷重下で摺動面となる摺動部材及び摺動機構を例に挙げて説明したが、本発明は、介在部材２の軸１側の面がアキシャル荷重下で摺動面となる摺動部材及び摺動機構にも適用可能である。
≪搬送装置≫
【００３７】
本発明の搬送装置は、本発明の摺動機構と、摺動機構の軸の動作、好ましくは回転を利用して物品を搬送する搬送機構と、を備える。本発明の搬送装置を備える装置としては、例えば２Ｄプリンタ、３Ｄプリンタ等が挙げられる。一例として、図４に電子写真方式を利用した３Ｄプリンタの構成を模式的に示す。本実施形態の３Ｄプリンタ７は、以下のようなプロセスを経て３次元造形物を形成するものである。まず、レーザ８の光が中間転写ドラム１０に照射され、中間転写ドラム１０上に造形物のスライス画像が潜像される。造形材を収容する容器９より転写ドラム１０に造形材が供給され、転写ドラム１０上に造形材のスライス画像が形成される。形成されたスライス画像は、転写ドラム１０から搬送ベルト１１に転写され、搬送ローラ１２、１３の回転によってワーク保持部１５まで搬送される。加熱圧着手段１４により、造形材のスライス画像は搬送ベルト１１を介して中間積層物１６に熱融着され、中間積層物１６が順次積層されていくことにより３次元の造形物が形成されていく。
【００３８】
本実施形態の３Ｄプリンタ７は、スライス画像の搬送機構として、搬送ローラ（１２、１３）および搬送ベルト１１を有しており、搬送ローラ（１２、１３）の軸及び軸受部に本発明の摺動機構を用いることができる。本発明の摺動機構は、スライス画像の搬送機構である中間転写ドラム１０の軸及び軸受部に適用してもよい。また、３Ｄプリンタ７のその他の搬送機構、２Ｄのプリンタ等の紙媒体などの物品を搬送する搬送機構のローラ部材の軸及び軸受部にも適用可能である。
【実施例】
【００３９】
＜実施例１＞
図１（ａ）（ｂ）に示す摺動機構を作製した。但し、摺動部材としては、図２に示す、介在部材を二つ有するものを用いた。各部材の詳細を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2020128822.tif 000003
【００４１】
尚、介在部材Ａ２１の内径は軸１の直径に対し１０１％であり、介在部材Ｂ２２の外径は軸受３の内径に対し９９．３％である。
【００４２】
得られた摺動機構について摩擦係数を測定した。具体的には、以下の条件で、モーターにより軸１を回転させ、トルクを測定した。加わる荷重もロードセルにて同時に測定した。測定されたトルクと軸の直径、荷重から摩擦係数を算出した。また、摩耗の少ないものを「〇」、多いものを「×」として評価した。結果を表２に示す。
軸回転速度：１００ｒｐｍ
荷重：２０Ｎ
雰囲気：大気雰囲気
温度：室温
【００４３】
＜実施例２＞
介在部材Ａ２１、介在部材Ｂ２２、軸受３の材料を、それぞれＰＯＭ、ＳＵＳ３０４、ＰＴＦＥに変更した以外は実施例１と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００４４】
＜実施例３＞
介在部材Ａ２１として、長さ１２ｍｍ、両端部に、軸受３側に突出する厚さ０．５ｍｍのフランジ部６を有する部材を用いて、断面形状が図１（ｄ）となるように変更した以外は、実施例１と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００４５】
＜実施例４＞
介在部材Ｂ２２を設けず、軸受３の内径を１２．２ｍｍに変更した以外は実施例１と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００４６】
＜実施例５＞
介在部材Ａ２１の材料をＳＵＳ３０４とし、軸１側の表面及び軸受３側の表面に、厚さ２μｍのＤＬＣ膜を形成した以外は実施例４と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００４７】
＜比較例１＞
介在部材Ａ２１，介在部材Ｂ２２を設けず、軸受３の材料をＰＴＦＥ、内径を１０．１ｍｍに変更した以外は実施例１と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００４８】
＜比較例２＞
介在部材Ａ２１、軸受３の材料を、それぞれＳＵＳ３０３、ＰＯＭとした以外は実施例４と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００４９】
＜比較例３＞
軸受３の内径を１２．１ｍｍに変更した以外は実施例４と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
2020128822.tif 000004
【００５１】
表１に示す様に、実施例１−５は安定した摩擦係数が得られた。また摩耗も少なく観察された。実施例１と実施例４を比較すると、実施例１の方が摩擦係数が低く、介在部材を複数有する方が本発明の効果が強く発揮されることが分かる。
【００５２】
また、図３に実施例１と比較例１の摩擦係数の時間変化を示す。比較例１は介在部材を設けておらず、高荷重、高速による試験であるため、摩擦係数は安定することなく、徐々に上昇傾向が見られた。一方、実施例１は、比較例１より摩擦係数が小さく、しかもほぼ一定であった。
【００５３】
比較例２は、軸１と介在部材Ａ２１が同一材料からなるため、介在部材Ａ２１が軸１に対して摺動せずに軸１と一体となって回転するため、摩擦係数が大きく、摩耗が多く観測された。
【００５４】
比較例３は、介在部材Ａ２１と軸受３の隙間をなくしたため、介在部材Ａ２１が軸受３にほぼ固定されて実質比較例１と同じ構成となり、摩擦係数が大きく、摩耗が多く観測された。
【符号の説明】
【００５５】
１：軸、２：介在部材、２１：介在部材Ａ、２２：介在部材Ｂ、３：軸受、４：摺動部材
【図１】
2020128822.tif 000005
【図２】
2020128822.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月30日(2020.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と二以上の介在部材を有し、
前記二以上の介在部材は、前記軸と軸受との間に位置すると共に前記軸と前記軸受に独立して動作可能であり、
前記二以上の介在部材は、前記軸と対向する面を有する第一の介在部材と、前記軸受と対向する面を有する第二の介在部材を備え、
前記第一の介在部材の表面と前記第二の介在部材の表面は互いに対向しており、
前記第一の介在部材の前記面は、ラジアル荷重下またはアキシャル荷重下で摺動面であり、
前記第一の介在部材と前記第二の介在部材を構成する材料は異なることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記軸は回転軸であり、前記二以上の介在部材は、前記軸と前記軸受に独立して回転可能であり、前記第一の介在部材の前記面は、ラジアル荷重下で摺動面であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記二以上の介在部材は、ラジアル荷重下で、前記軸と同一方向に回転することを特徴とする請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記二以上の介在部材の少なくとも一つが、自己潤滑性材料を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記自己潤滑性材料が、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドから選ばれることを特徴とする請求項４に記載の摺動部材。
【請求項６】
前記二以上の介在部材の少なくとも一つが、金属材の片面または両面に、ダイヤモンドライクカーボン、ＷＳ2、ＭｏＳ2またはグラファイトを含む膜を有する部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項７】
前記摺動面を構成する材料と、前記摺動面と対向する面を構成する材料が異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項８】
前記摺動面の摩擦係数と、前記摺動面と対向する面の摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項９】
前記二以上の介在部材の全ての軸側の面が、前記摺動面であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の摺動部材と、前記摺動部材を支持する軸受とを有し、前記摺動部材が前記軸受に対してオイルレスで摺動することを特徴とする摺動機構。
【請求項１１】
前記摺動部材の前記軸受と対向する面を構成する材料と、前記軸受の前記摺動部材と対向する面を構成する材料が異なることを特徴とする請求項１０に記載の摺動機構。
【請求項１２】
前記摺動部材の前記軸受と対向する面の摩擦係数と、前記軸受の前記摺動部材と対向する面の摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１０または１１に記載の摺動機構。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の摺動機構と、該摺動機構の前記軸の動作を利用して物品を搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とする搬送装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の摺動部材は、軸と二以上の介在部材を有し、
前記二以上の介在部材は、前記軸と軸受との間に位置すると共に前記軸と前記軸受に独立して動作可能であり、
前記二以上の介在部材は、前記軸と対向する面を有する第一の介在部材と、前記軸受と対向する面を有する第二の介在部材を備え、
前記第一の介在部材の表面と前記第二の介在部材の表面は互いに対向しており、
前記第一の介在部材の前記面は、ラジアル荷重下またはアキシャル荷重下で摺動面であり、
前記第一の介在部材と前記第二の介在部材を構成する材料は異なることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
＜実施例４（参考例）＞
介在部材Ｂ２２を設けず、軸受３の内径を１２．２ｍｍに変更した以外は実施例１と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
＜実施例５（参考例）＞
介在部材Ａ２１の材料をＳＵＳ３０４とし、軸１側の表面及び軸受３側の表面に、厚さ２μｍのＤＬＣ膜を形成した以外は実施例４と同様にして摺動機構を作製し、評価した。結果を表２に示す。