(57)【要約】【課題】広く機械類の駆動に採用されている駆動媒体に作動油、気体類がある。これらは液体や気体が主体であり、当該媒体は漏れ、耐熱性、劣化、それらに伴う精密加工、作動油の交換等、真空中、高、低温場所での使用制限があり、これらに対応できる作動媒体の開発が求められていた。【解決手段】作動媒体に固体（粒体）群を流動させる破橋体の発明、導入により架橋現象を防止することが可能となり、固体を用いる、流動媒体に流動性を与え、該媒体表面に潤滑皮膜を施したことにより流動する作動粒体を開発、更に当該媒体に磁気を与え磁性小粒体潤滑剤を磁着させ長時間の耐久性を得た。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動媒体に粒体でなる固体と小粒体潤滑剤を用い、さらに表面に金属、無機質、これらでなる潤滑物質をメッキ、または蒸着、表面を鏡面研磨して摩擦抵抗を減じた流動媒体。
【請求項２】
流動媒体には帯磁させ、潤滑のための小粒体潤滑剤中の磁性体を磁気吸着させる。
【請求項３】
小粒体潤滑剤は磁性物質を含んで外辺の潤滑剤を流動媒体同士の接する間隙に嵌装し、流動媒体の転動に従って小粒体潤滑剤表面の潤滑剤を該媒体に糊塗する。
【請求項４】
破橋体３、ネジ軸状、外周の一部を当該媒体に咬み合うよう並設して当該位置以外を防御し、両端を支承、該媒体の流動方向に合わせて回転、振動させ、また複数の破橋体に各々異なる変動加振サイクルを与えて流動媒体の架橋状態を崩す構造を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機、または宇宙、海洋土木等、特殊環境で使用される作動媒体（作動油）、ロボットのアクチェータ（シリンダ）、鍛造、加圧機械に係る機械類に使用される作動媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の油液、気体以外の作動媒体として多数の球体と、該球体同士が等しく、弾性材と共に構成される把持装置（特許文献１）がある。
該把持装置において球体と弾性体の相互作用による圧縮、復帰動作を利用して体積増減し一端を開放してこの部分で把持する往復作動であり、連続して流動する流動媒体とは物理的に異なる。特に同文献、第３図（ｂ）成形方法の引用例で、流動状態中に生ずる架橋現象を想定した本案のものとは着想目的が異なる。
【０００３】
またシリンダ装置（特許文献２）において小球同士の潤滑性を向上するために乾燥潤滑剤を適宜用いる等、相互作用による潤滑性能の向上を目的にした組み合わせであるが、該球体の流動には球体同士による架橋現象が見過されており、流動媒体としては流動性が明らかに欠け、発明の重要な構成要素が不足、その解決策が明示されていない（文献２の第１、３、５図に於いて顕著となる）。
また乾燥潤滑剤の混入には球径と比重の違いによる２層分離を起こし潤滑の目的をはたせない等、当該発明の着想は未熟性で実現されていないのが現状である。
【０００４】
特許文献１、２に使用の作動媒体に用いる球体はいずれも流動性幇助の特別な工夫がなされておらず効果的な当該媒体自身の流動性改善を必要としているのが現状である。
また従来のプレス機械、アクチェータ（シリンダ）、増圧器（ブースタ）で作動媒体として使用された液圧、空圧において該媒体、特に大出力、微調整に向いている油圧が多用されている。
【０００５】
最近ではＮＣモータによる直接駆動によるものも一般化し直線作動において速度制御が容易となったが、プレスの型、型形状自体が凹凸状で、被成形板を金型凸部で押圧し続け、凹型底面に達するまで当該板を固定部より引張する一次元加圧成形方法の作動油が一般的に使用されて、該媒体を使用する機器の筐体及び作動対は精密に加工、組み付けされることが不通とされている。特に特殊環境の機械類（宇宙機器類、海洋、航空機）は作動媒体の凍結、蒸散、漏れのため使用できないか、当該部品を頻繁に交換するのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開H４−２０１００５  ホルダー
【特許文献２】実開 昭和５５−２１２７１６０  シリンダ装置
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の作動媒体ではタービン油等、液状の媒体が主に使用されているが、油液ではそれ自体が劣化し、高温は無論、常温に対しても蒸散する欠点がある。また油液中に酸化物が生成しバルブ類の作動不良の原因となり、定期的に新しい作動媒体と交換する必要がある宇宙、海洋、機器に使用するには高低温に耐えなければならず固体を使用する粒状の流動媒体を開発する必要がある。
油液には漏れ防止に封止用の部品（油、気圧、シール、パッキン類）を必要とし、該部品から機外大気に曝される作動部の潤滑皮膜は少量ずつ蒸散し、定期的に当該油液を補填漏れ防止のために構成する各部品の相互の精密加工が要求されていた。
当該油液にはそれ自体の圧縮性と移送路（配管）の選定に伴う圧縮性の問題もあり、新種の作動媒体として適する物質が開発されなかった。特許文献１、２を始め小球体を用いた流動媒体は連続流動性を確保できず実用化に至らなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
流動媒体に粒状の固体を使用し、当該媒体を円滑に流動させる破橋体を組み合わせることで課題を解決した。
鋼粒を最適な熱処理により、表面硬度と靱性を極限までに上げ、表面に金属、無機質、またはそれらの化合物で組成する潤滑物質をメッキ、または蒸着し、鏡面研磨することで鋼粒間の摩擦抵抗を減じ潤滑性を向上、流動状態を改善した。
流動媒体には微弱な磁気を持たせ、混合する小粒体潤滑剤中の磁性材を磁着させる。当該粒体同士の粒体間隙に容易に嵌る大きさ、磁性性の小粒体潤滑剤を粒体間隙比と等しいか、わずかに小さい大きさと量を混入し、主粒体の磁気に小粒体潤滑剤中の磁性材を磁着させ、大小、固体に分離することを防ぐと同時に該粒体の流動に伴う転動によって相対的に擦り合い、主粒体の表面に潤滑剤が糊塗され、流動性が長時間維持される。粒体の形状は小球体が流動の必要上望ましいが、作動の際に凸部が摩滅して球形となるため、正球体を要しない。
当該粒体の集合体では収容する筐体内でお互いに支え、釣り合う均衡点が生じ、架橋状態となり流動性を失うことが周知されており、この現象を防止する筐体内、及び流路内に架橋防止用の破橋体を併設する。
【０００９】
破橋体とは図１の３に示す螺旋溝を有するネジ状のものを指し、普通のネジと異なるのは曲管内の柔軟のものを含めて、また棒状の凹凸幹で柔軟な物体も併せて説明するため破橋体と総称した。
破橋体は、流動方向に当該媒体と隣接してかみ合う状態で接触する溝を有する。他の側面は該媒体による加圧を受けない孔の中に保護され、該媒体による加圧締め付けを防止する。
破橋体は螺旋状態を流動方向に回転させ螺送、当該媒体とかみ合い接触する干渉溝を有し、他の面はボールネジ軸様のもの、外周を支える嵌め合い状態で当該媒体の一部とかみ合う該媒体による周囲からの加圧を受けない構造で保護されている状態にする。
破橋体には他に当該体を電磁振動、超音波振動、機械的振動などを用い破鏡作用を効果的に行う機構を設ける。
【発明の効果】
【００１０】
機器外の蒸散、漏れにかかわる精密加工については当該媒体を粒状固体にすることで、媒体の劣化、油液媒体の漏れ、油液媒体の高温耐性と圧縮性の課題は物理的理由（流動する粒体）を流動媒体として使用することにより解消した。
流動媒体の有効使途は表面潤滑による流動性と架橋防止の破橋体を組み合わせることで油液による作動機器類の流動媒体として、油液媒体と代替可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は破橋体と流動媒体の架橋状態を示す筐体内側断面図。図２は破橋体と流動媒体の架橋状態を示す筐体平面断面図。図３は流動媒体の断面図。図４は小粒体潤滑剤の断面図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
この発明は油、空圧に替わる流動媒体の開発にある。一般に粒体を流動させる場合、それ自体が架橋状態となり流動性を失うため流動媒体とする利用方法の試みはされているが、実用化に到らなかった。
【００１３】
今図１に示す粒体群を管路内に矢印の方向に流す場合、架橋状況はａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｇ１、ｈ１、流路内で架橋状態が形成されていることが想像され、この場合、流路管径はａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＋ｅ１＋ｇ１＋ｈ１の粒径の総和からわずかに小さい管径の場合に架橋現象が生ずると思われ、他にも球体同士の立体的楔状態も考えられ、この発明では架橋を防止する粒体同士の摩擦抵抗を下げるために靱性、硬度を上げ、鏡面仕上げを施した。また筐体周囲３箇所に鞘孔Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３それらに破橋体３をそれぞれ装着した（図２）、まあ別に流動性向上のため、主に軟鉄小粒を芯部にその外皮に潤滑剤（小粒体潤滑剤）を形成する小粒体潤滑剤を当該媒体間隙に適量混入する体積比で３〜１０％の当該潤滑剤を混入する。
【００１４】
小粒体潤滑剤２は鉄（マルテンサイト系）の微小粒と黒鉛微粉末、シリコンゴムを混和、当該媒体間隙に嵌る粒体径に成形固化したものを適量混入する。
流動媒体１は小さいほど架橋し易く破橋体３は振動装置に連結され、複数の破橋体は異なる可変振動機構を設け流動性を促進維持し、また曲管内の破橋体は柔軟でかつ破橋強度を十分有するウレタンゴムを使用した。
【００１５】
流動媒体１（材質にマルテンサイト系磁性体、ＳＵＳ４４０Ｂを用い焼き入れ、焼き戻し後、空冷し、銅メッキを３μ程度行い羽布による鏡面研磨を施した）の中に小粒体潤滑剤２（以後、という）を混入すると該媒体が持つ保持力に２の磁性体が吸着される該媒体同士が圧接されると当該媒体間隙に小粒体２が収まり、該媒体１の転動毎に小粒体潤滑剤２が該媒体表面に糊塗され、流動性が連続的に確保される。
【００１６】
破橋体３は流動媒体１の直径の１／１４以下の深さで螺旋状に溝を設け、両端を支承して回転し、当該媒体の架橋構成媒体端ａ１を流動方向に１の流動速度よりわずかに速く螺送し、筐体３箇所で破橋、また破橋体３は軸方向にも自在に作動できる構造とし各３の振幅を最適に可変する制御装置を設けて架橋状態を破橋し、１の流動性を確保する（図１、図２）。
【００１７】
筐体、管路中の破橋体は流動媒体１が全周を圧しない筐体孔、または専用外皮管（鞘孔）に保護され一部破橋溝でのみ１と接してかみ合う鞘孔Ｃ１、２、３（筐体鞘孔、及び外皮管を外装した破橋体で外皮管を鞘孔と総称する）に併設。
配管中の当該媒体の流動は鋼管内に螺旋状の溝を持つ可撓体を内装、回転自体に設け回転に従って溝のリードにより流動する（図５）。
【００１８】
流動媒体１は図２に示す永久磁石粒体１０、表面硬化層２０（浸炭、窒化の場合）上表面に金属潤滑物質３μ前後の蒸着層を鏡面研磨した表面潤滑層３０で構成する、大きさは目的により異なる（概略０．１〜１０ｍｍ程度）。実質例では２．５ｍｍとし、小粒体潤滑剤２の大きさは流動媒体１の１／７前後の大きさとした（３個の１同士が接して構成する空間に嵌る大きさに近似）。
【００１９】
図４は磁性体（軟鉄）５０、これを芯に潤滑皮膜６０で包み流動媒体１の集合間隙に容易に嵌装できる大きさで略球状に作り、材質は銅、アルミ、二硫化モリブデン、タングステン、窒化ホウ素等が使用でき、各材質の処理に準じて成形する。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
発明の主目的は油圧による機器類で油圧作動のプレス機械、プレス型、油圧、作動の土木機械、ロボットのアクチェータ、工作機械の加工物把握装置、海洋土木、宇宙空間で使用される高温度極低温度中で作動するロボット等のアクチェータ等最適と思われる。
【符号の説明】
【００２１】
１    流動媒体
２    小粒体潤滑剤
３    破橋体
Ａ    筐体
Ｂ    流路壁
Ｃ１    鞘孔１
Ｃ２    鞘孔２
Ｃ３    鞘孔３
Ｙ１〜Ｙ２    図２断面図
１０    中皮高靱性硬質層
２０    上皮浸炭層（又は窒化層）
３０    潤滑蒸着被膜
ａ１〜ｈ１    球状乾式流動媒体の架橋状態
５０    小粒体潤滑剤磁芯
６０    グラファイト潤滑剤
ｓ    破橋溝
【図１】
2015131872.tif 000003