(57)【要約】【課題】  水を圧力伝達媒体とする圧力シリンダー機器等、摺動部材間に水が介在する摺動機構において潤滑性能を向上させることを目的とする。【解決手段】  相互に摺動する摺動部材間に水が介在する摺動機構の潤滑方法であって、前記摺動部材間に介在する水に、層状の結晶構造を有する膨潤性材料の粉末、例えば、層間カチオンがナトリウムイオン又はリチウムイオンである雲母を細かく粉砕してなる微粒子粉末を添加して潤滑剤とすることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動部材間に水が介在する摺動機構の潤滑方法であって、
前記摺動部材間に介在する水に、層状の結晶構造を有する膨潤性材料の粉末を添加することを特徴とする摺動機構の潤滑方法。
【請求項２】
請求項１に記載の摺動機構の潤滑方法であって、
添加する粉末は、層間カチオンがナトリウムイオン又はリチウムイオンである雲母を粉砕してなることを特徴とする摺動機構の潤滑方法。
【請求項３】
請求項１乃至３のいずれかに記載の摺動機構の潤滑方法であって、
前記摺動機構は、シリンダーと、該シリンダーの内部に摺動可能に設けられて外周面にシールパッキンを備えるピストンと、を有してなり、前記シリンダーと前記ピストンで規定される圧力室に水を供給して、あるいは前記圧力室から水を排出することにより、前記ピストンを摺動させる圧力シリンダー機器であることを特徴とする摺動機構の潤滑方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を圧力伝達媒体とする圧力シリンダー機器等、摺動部材間に水が介在する摺動機構の潤滑方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧力シリンダー機器の圧力伝達媒体としては、油が一般的に使用されているが、油は廃棄処分が困難で環境保全への負荷が大きいため、近年、水を使用する圧力シリンダー機器の開発が進められている。ただし、水は、油に比べて粘性が低いために、摺動部分の表面に形成された潤滑被膜（水被膜）が剥がれ易く、摺動部分に設けられたシールパッキンが磨耗して、水洩れを起こしやすいという問題がある。かかる問題への対応策として、例えば、特許文献１では、ピストンロッドに設けられるロッド部がシリンダーの外部に露出したときに、その表面に形成された潤滑被膜（水被膜）がシリンダーの貫通穴との摺動で剥ぎ取られることに着目し、その貫通穴部分に、ロッド部の外周面へ潤滑水を供給する潤滑水供給手段を設ける技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−４１３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、水は低粘性であるが故に摺動面にかかる接触荷重が大きい場合には、十分な厚みの潤滑被膜を確保することが難しい。また、長時間運転した場合には、摺動部分が熱を持つために、シールパッキンが摺接しているシール面において局部的に水が蒸発してドライ状態となるおそれがある。
【０００４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、水を圧力伝達媒体とする圧力シリンダー機器等、摺動部材間に水が介在する摺動機構において潤滑性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、摺動部材間に水が介在する摺動機構の潤滑方法であって、  前記摺動部材間に介在する水に、層状の結晶構造を有する膨潤性材料の粉末を添加することを特徴とする摺動機構の潤滑方法を提供する。なお、本請求項及び他の請求項において記載される「水」は、純水に限らず、防錆剤その他の添加物が混合された水も含む。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の摺動機構の潤滑方法であって、添加する粉末は、層間カチオンがナトリウムイオン又はリチウムイオンである雲母を粉砕してなることを特徴とする摺動機構の潤滑方法を提供する。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の摺動機構の潤滑方法であって、前記摺動機構は、シリンダーと、該シリンダーの内部に摺動可能に設けられて外周面にシールパッキンを備えるピストンと、を有してなり、前記シリンダーと前記ピストンで規定される圧力室に水を供給して、あるいは前記圧力室から水を排出することにより、前記ピストンを摺動させる圧力シリンダー機器であることを特徴とする摺動機構の潤滑方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の摺動機構の潤滑方法によれば、以下の優れた効果を奏する。添加粉末が膨潤性を備えるため、水を高粘度化して流体潤滑性を向上することができる。また、添加粉末は層状の結晶構造を有するため、境界潤滑時において摺動部材間に低摩擦の薄膜層を形成することができる。したがって、水を使用しながら、油に類する潤滑性能が得ることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の摺動機構の潤滑方法によれば、以下の優れた効果を奏する。層間カチオンがナトリウムやリチウムイオンである雲母の場合、これらの陽イオンと四面体層との結合力が弱いので、この結合力の弱い層間域に水分子が配されて膨潤され、さらに水中で分散して、ゾル・ゲルを生成して水を増粘度化させることから、流体潤滑性を向上させることができるものである。また、雲母は、細かく粉砕されたときでも、層状の結晶構造を有する薄片状の粉末が作製されることから、境界潤滑時においても摺動部材間に低摩擦の薄膜層が形成されるものである。したがって、水に、無機材料の粉末を添加するだけで油に類する潤滑性能が得ることができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の摺動機構の潤滑方法によれば、以下の優れた効果を奏する。圧力シリンダー機器は、通常、圧力伝達媒体として多量の油を使用するが、本件潤滑方法では油を使用しなくても済むため、環境に対する負荷を大幅に軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態である圧力シリンダー機器を示す断面図である。
【００１２】
本発明の実施形態である圧力シリンダー機器１は、圧力伝達媒体となる水を充填するシリンダー室２１を形成するシリンダー２と、シリンダー室２１に摺動可能に設けられて二つの圧力室２１１，２１２を規定するピストン３と、ピストン３に一体的に設けられてシリンダー室２１から外部に貫通する貫通穴２２に摺動可能に挿通されるピストンロッド４と、を有している。二つの圧力室２１１，２１２には、水を供給及び排出するための連通穴２１１ａ，２１２ａがそれぞれ設けられて、これらは、連通路２３で連結される。連通路２３の途中には、切替えバルブＶを介してポンプＰが接続され、ポンプＰを運転することで、一方の圧力室から水を排出し、他方の圧力室へ水を供給することができる。
【００１３】
水を排出する一方の圧力室が収縮して、水を供給される他方の圧力室が拡張することから、両圧力室を区画するピストン３がシリンダー室２１の内部で摺動する。これにより、シリンダー室２１の外部でピストンロッド４と連結される負荷部材Ｗがピストン３の摺動方向に移動する。なお、ポンプＰと連通路２３の間に介在する切替えバルブＶは、ポンプＰと連通路２３の接続関係を切り替えて、水が移動する方向を転換するために利用される。したがって、ピストン３が所定位置に到達したときに切替えバルブＶを作動させることで、負荷部材Ｗを往復移動させることができる。
【００１４】
ピストン３の外周面３ａには、ピストン３が摺動するシリンダー室２１の内周面２１ａに摺接して、二つの圧力室２１１，２１２の相互間における水洩れを防止する摺接面５１ｃ，５２ｃを備える樹脂製のピストン用シールパッキン５１，５２が設けられる。シールパッキン５１，５２は、ピストン３の外周面３ａに沿うように設けられる環状体で、ピストン３の外周面に凹設される環状溝３１，３２に嵌め込まれる。環状溝３１，３２には、シールパッキン５１，５２が摺動抵抗等による変形破損を防止するバックアップリング６１，６２も嵌め込まれる。バックアップリング６１，６２は、金属製の環状体で、環状溝３１，３２への嵌め込み時に拡径できるように、円周方向の一箇所に切目が形成される。ピストン３の外周面３ａには、内周面２１ａとの摺動抵抗を軽減する滑り材５５も設けられる。
【００１５】
シリンダー２の軸端壁２４に貫通形成される貫通穴２２の内周面２２ａには、ピストンロッド４の外周面４ａに摺接して、シリンダー室２１からシリンダー外部への水洩れを防止する摺接面７１ｃを備える樹脂製の貫通穴用シールパッキン７１が設けられている。シールパッキン７１は、貫通穴２２の内周面２２ａに沿うように設けられる環状体で、貫通穴２２の内周面２２ａに凹設される環状溝２２１に嵌め込まれることにより固定される。環状溝２２１には、シールパッキン７１が摺動抵抗等による変形破損を防止するためのバックアップリング８１も嵌め込まれる。バックアップリング８１は、金属製の環状体で、環状溝２２１への嵌め込み時に縮径できるように、円周方向の一箇所に切目が形成されている。貫通穴２２の内周面２２ａには、ピストンロッド４との摺動抵抗を軽減する滑り材７２も設けられる。したがって、相互に摺動する摺動部材であるシールパッキン５１，５２の摺接面５１ｃ、５２ｃとシリンダー室２１の内周面２１a、及び、シールパッキン７１の摺接面７１ｃとピストンロッド４の外周面４ａの間には、水が介在することになる。
【００１６】
しかし、水だけではシールパッキン５１，５２，７１の摺動磨耗を防止することが難しいため、本実施形態では、水に、層間カチオンがナトリウムイオン又はリチウムイオンである合成雲母を細かく粉砕してなる微粒子状の粉末を添加して潤滑剤としている。この雲母は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）が板状に連結されてなる二枚の四面体層が、水酸基（ＯＨ）及び八面体位のイオン（Ｍｇ２＋，Ｆｅ２＋，Ａｌ３＋）を挟み込むようにしてタブレットを形成する。タブレットは、層間カチオン（ナトリウムイオン又はリチウムイオン）で接合されて何層にも積み重ねられる。層間カチオンは、四面体層の表面に表れるタブレット同士の接合を補強するものであるが、この層間接合は層の厚み方向に剥がされる力に弱いため、雲母を細かく粉砕した場合でも、層状の結晶構造を有するアスペクト比（幅寸法／厚み寸法）の大きい薄片状の粉末が作製されることになる。
【００１７】
したがって、上記粉末を圧力シリンダー機器１の圧力伝達媒体となる水に添加した場合には、摺動部材間（摺接面５１ｃ，５２ｃ，７１ｃとこれらが摺接する相手面２１ａ，４ａとの間）にアスペクト比の大きい層状の結晶構造を有する薄片状粉末が介在することとなるので、境界潤滑時においても低摩擦に維持することができるものである。また、層間カチオンをナトリウムイオンやリチウムイオンとする合成雲母の場合には、カリウムイオンを層間カチオンとする天然雲母の場合と異なり、層間カチオンのイオン化傾向が小さいことから四面体層との結合力が弱い。したがって、水に添加された場合には、この結合力の弱い層間域に水分子が配されて膨潤し、さらに水中で分散して、ゾル・ゲルを生成して水を増粘度化することとなる。しかも、合成雲母は毒性が低いため、これを添加した使用済みの水を廃棄する場合の環境負荷が少なくすみ、容易に処理することができるものである。
【００１８】
上記実施形態は、水を圧力伝達媒体とする圧力シリンダー機器１に本発明を適用した場合を説明したが、これに限らず、本発明の摺動機構の潤滑方法は、回転軸と軸受からなるような摺動機構にも適用することができるものである。
【００１９】
本発明の摺動機構の潤滑方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用される摺動機構の一例である圧力シリンダー機器の断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１    圧力シリンダー機器
２    シリンダー
３    ピストン
４    ピストンロッド
５１    シールパッキン
５２    シールパッキン
【図１】
2006349006.tif 000003