(57)【要約】【課題】外部環境を汚染しにくく長寿命な転動装置を提供する。【解決手段】直動案内装置１００は案内レール１，スライダ２，及び複数のボール３を備えており、各ボール３の間には炭素系多孔質材料で構成されたセパレータ８が介装されている。【選択図】    図１
2004340281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記各転動体の間に介装されたセパレータと、を備える転動装置において、前記セパレータを炭素系多孔質材料で構成したことを特徴とする転動装置。
【請求項２】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記各転動体の間に介装されたセパレータと、を備える転動装置において、前記セパレータを、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成したことを特徴とする転動装置。
【請求項３】
前記炭素系多孔質材料に潤滑剤が含浸されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転動装置。
【請求項４】
前記潤滑剤は、アルキル化シクロペンタンを主成分とする潤滑油又は液体状フッ素化ポリマー油であることを特徴とする請求項３に記載の転動装置。
【請求項５】
前記潤滑剤はフッ素系グリースであることを特徴とする請求項３に記載の転動装置。
【請求項６】
前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つを、セラミックス，超硬合金，サーメット，及びステンレス鋼から選択されるいずれかの素材で構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の転動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械等に使用される長寿命な転動装置（例えば直動案内装置，ボールねじ等）に係り、特に、クリーンルーム，半導体製造装置，液晶パネル製造装置，ハードディスク製造装置等のように清浄な環境が要求される用途に好適な転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじのような転動装置においては、特開平９−２７３５５２号公報や特開平８−１２８５１２号公報等に記載されているように、転動体が転動する内方部材及び外方部材の軌道面に、グリースや固体潤滑剤等の潤滑剤を供給することによって、耐久性（寿命）を向上させる方法が用いられている。
【０００３】
また、ボールねじのような転動装置においては、特開平１１−３１５８３５号公報や特開２００２−２０６６１７号公報等に記載されているように、低騒音化や長寿命化を実現させるために、隣接するボール間にセパレータ（保持ピース）を介装し、このセパレータをボールの転動に伴って移動させることによって、隣接するボール同士の競り合いを回避する方法も提案されている。このセパレータは、例えば略円柱形状を有し、その円柱の両底面にボールを保持する凹面が形成されている。また、セパレータは、非強化又は適当な補強材を含有する樹脂組成物の成形体で構成されており、この樹脂組成物の原料である樹脂としては例えば６６ナイロン等のポリアミド樹脂がよく採用されている。
【０００４】
一方、半導体素子をはじめとする各種デバイスにおいては、近年、高集積化，微細化等が進んでいる。これに伴い、製造過程中に半導体素子等の表面に付着する微細な粒子やガスが及ぼす製品の性能，信頼性，歩留まり等への悪影響が増大している。このため、半導体製造装置や液晶パネル製造装置等においては、使用される転動装置が長寿命であることに加えて、転動装置から外部に飛散する粒子やアウトガス等が少ないことが要求される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２７３５５２号公報
【特許文献２】
特開平８−１２８５１２号公報
【特許文献３】
特開平１１−３１５８３５号公報
【特許文献４】
特開２００２−２０６６１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グリース等を用いた転動装置を、例えば半導体製造装置や液晶パネル製造装置等において真空下で使用すると、グリースの基油の蒸発やグリースの飛散によって周辺環境を汚染するおそれがあるという問題点があった。また、二硫化モリブデンや軟質金属の薄膜等からなる固体潤滑剤を用いた転動装置では、摩耗粉が生じやすいので、多量のパーティクルが発生して半導体素子のパターン上に付着し、回路を短絡させるという不具合が生じる場合があった。
【０００７】
さらに、セパレータを構成する樹脂組成物の原料であるポリアミド樹脂は、吸水性が高いためガスを放出するおそれがあった。また、使用される潤滑剤が微量である場合や無潤滑下では、ポリアミド樹脂は著しい摩耗を生じやすいので、転動装置が短期間で寿命に至ったり、転動装置の外部環境が摩耗粉により汚染される場合があった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、外部環境を汚染しにくく長寿命な転動装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記各転動体の間に介装されたセパレータと、を備える転動装置において、前記セパレータを炭素系多孔質材料で構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る請求項２の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記各転動体の間に介装されたセパレータと、を備える転動装置において、前記セパレータを、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成したことを特徴とする。
【００１０】
このような構成の転動装置は、セパレータが軽量であり（見かけ密度が小さいため）、耐摩耗性に優れ、温度変化による影響を受けにくく、且つセパレータとして十分な強度を有するため、長期間にわたって安定して作動する。
さらに、本発明に係る請求項３の転動装置は、請求項１又は請求項２に記載の転動装置において、前記炭素系多孔質材料に潤滑剤が含浸されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る請求項４の転動装置は、請求項３に記載の転動装置において、前記潤滑剤は、アルキル化シクロペンタンを主成分とする潤滑油又は液体状フッ素化ポリマー油であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項５の転動装置は、請求項３に記載の転動装置において、前記潤滑剤はフッ素系グリースであることを特徴とする。
【００１２】
このような構成の転動装置は、炭素系多孔質材料の表面及び内部に存在する気孔に潤滑剤（潤滑油やグリース）が保持されているため、その潤滑剤がセパレータから軌道面や転動体に徐々に供給されることとなる。そのため、本発明の転動装置は、転動体とセパレータとの接触面に潤滑剤が供給されにくい場合や、潤滑剤の供給が一時的に遮断された場合でも、摩耗や焼付きが生じにくく、安定した作動性を有している。また、潤滑剤の供給が不要で、メンテナンスフリーとすることができる。さらに、前記気孔に潤滑剤が保持されているため、転動装置の作動時に潤滑剤が飛散しにくく、外部環境を汚染しにくい。
【００１３】
特に、アルキル化シクロペンタンを主成分とする潤滑油又は液体状フッ素化ポリマー油を潤滑剤として使用した場合には、これらの油は単分子膜程度の油膜厚さでも潤滑効果を有するとともに低蒸気圧であるので、真空下でも短期間で揮発することがなく、アウトガスも発生しにくい。さらに、前記油は耐熱性も優れているため、転がり軸受と比較して摩擦熱が大きい傾向を有するボールねじや直動案内装置等の転動装置においても問題なく適用することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る請求項６の転動装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つを、セラミックス，超硬合金，サーメット，及びステンレス鋼から選択されるいずれかの素材で構成したことを特徴とする。
このような構成の転動装置は、内方部材，外方部材，又は転動体とセパレータとが衝突した際のセパレータへの負荷が低く、且つ、凝着しにくいので、より長期間にわたって安定した作動性を保持できる。
【００１５】
なお、本発明は種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボールねじ，直動案内装置，直動ベアリング等である。
また、本発明における前記内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じく直動案内装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、前記外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じく直動案内装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、セパレータが炭素系多孔質材料で構成された転動装置の例を、第一及び第二実施形態に説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明に係る転動装置の一実施形態である直動案内装置の構造を示す斜視図である。ただし、該斜視図においては、要部を破断して示してある。また、図２は、図１のセパレータ及びボールの拡大断面図である。
【００１７】
図１の直動案内装置１００は、軸方向に延びる断面略角形の案内レール（内方部材）１と、この案内レール１に組み付けられた断面略コ字状のスライダ（外方部材）２と、案内レール１の両側面に備えられた合計４列の第一ボール軌道溝（軌道面）１ａ，１ａ，…とスライダ２の両袖部内側に備えられた合計４列の第二ボール軌道溝（軌道面）２ａ，２ａ，…とで形成されたボール転動路内に転動自在に配設された複数のボール（転動体）３と、で構成されている。
【００１８】
また、スライダ２には、その軸方向の両端部にエンドキャップ４，４がエンドキャップ固定ボルト４ａによって着脱自在に取り付けられている。このエンドキャップ４内には、前記ボール転動路の一端から転動してくるボール３を他端に戻すボール循環路と該ボール転動路とを連結させる略Ｕ字状のボール戻し通路が備えられており、ボール３がボール循環路を経てボール転動路を繰返し転動できるようになっている。そして、ボール３がボール転動路に沿って転がり運動をすることにより、スライダ２が案内レール１の長手方向（図１におけるＸ方向）に直線運動を行うようになっている。
【００１９】
この直動案内装置１００においては、隣接する各ボール３の間にセパレータ８が介装されており、各ボール３の間の競り合いが抑制されるようになっている。このセパレータ８は、その表面及び内部に多数の気孔を有する炭素系多孔質材料で構成されており、さらに潤滑剤が含浸されている。また、セパレータ８は図２に示すように略円柱形状を有し、その円柱の両底面には、ボール３を保持するための凹面８ａが形成されている。そして、この凹面８ａは、その断面がゴシックアーチ形状（中心の異なる２つの同一円弧を組合せた略Ｖ字状）をなしている。なお、図２においては、符号Ｏが前記同一円弧の中心を示しており、符号Ｏ’がボール３の中心を示している。
【００２０】
このような構成の直動案内装置１００は、セパレータ８が軽量であり（見かけ密度が小さいため）、耐摩耗性に優れ、温度変化による影響を受けにくく、且つセパレータとして十分な強度を有するため、長期間にわたって安定して作動する。また、セパレータ８に潤滑剤（潤滑油やグリース）が保持されているため、その潤滑剤がセパレータ８からボール転動路やボール３に徐々に供給されることとなる。
【００２１】
そのため、ボール３とセパレータ８との接触面に外部からの潤滑剤が供給されにくい場合や、外部からの潤滑剤の供給が一時的に遮断された場合でも、摩耗や焼付きが生じにくく、安定して作動する。また、外部からの潤滑剤の供給が不要で、メンテナンスフリーとすることができる。さらに、炭素系多孔質材料の気孔に潤滑剤が保持されているため、直動案内装置１００を常圧下又は真空下において作動させても、潤滑剤が飛散しにくく外部環境を汚染しにくい。
【００２２】
〔第二実施形態〕
図３は、本発明に係る転動装置の別の実施形態であるボールねじの構造を示す断面図である。
図３のボールねじ２００は、外周面に螺旋状の第一ねじ溝（軌道面）１１ａを有するねじ軸（内方部材）１１と、この第一ねじ軸１１ａと対向する第二ねじ溝（軌道面）１２ａを内周面に有するナット（外方部材）１２と、第一ねじ軸１１ａと第二ねじ溝１２ａとの間に形成されたボール転動路に転動自在に配設された複数のボール（転動体）１３と、で構成されている。
【００２３】
また、このボール転動路の一端には、転動してくるボール１３をすくい上げて他端に送るリターンチューブ（ボール循環路）１４が、チューブ押さえ１４ａによって固定されている。さらに、ナット１２の軸方向一端には、ナット１２をテーブル等に固定するためのフランジ１５が形成されており、このフランジ１５とねじ軸１１との間、及び、ナット１２の軸方向他端とねじ軸１１との間は、防塵用シール１６で閉塞されている。
【００２４】
そして、このボールねじ２００は、複数のボール１３の転動を介して、ねじ軸１１とナット１２とを相対回転させることによって、ねじ軸１１とナット１２とが軸方向に相対移動するようになっている。
このボールねじ２００においては、隣接する各ボール１３の間に第一実施形態と同様のセパレータ１８が介装されており、各ボール１３の間の競り合いが抑制されるようになっている。したがって、ボールねじ２００においては、前述の第一実施形態の直動案内装置１００と同様の効果が奏される。
【００２５】
次に、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータが構成された転動装置の例を、第三及び第四実施形態に説明する。
〔第三実施形態〕
第三実施形態の直動案内装置は、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータが構成されていることを除いては、第一実施形態の直動案内装置１００と全く同様の構成を有しており、全く同様の効果を奏する。よって、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
〔第四実施形態〕
第四実施形態のボールねじは、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータが構成されていることを除いては、第二実施形態のボールねじ２００と全く同様の構成を有しており、全く同様の効果を奏する。よって、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
なお、これらの実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態においては転動装置として直動案内装置やボールねじを例示して説明したが、本発明の転動装置は、他の様々な種類の転動装置に対して適用することができる。例えば、転がり軸受，直動ベアリング等の他の転動装置にも好適に適用可能である。
【００２８】
また前述のセパレータの凹面の断面形状はゴシックアーチ形状に限定されるものではなく、ボールの半径に近似する曲率半径を有するＲ形状や円錐状等としてもよい。さらに、セパレータは、ボールと対向する面の緑部に面取りが施されているものであっても差し支えない。
さらに、本発明において使用可能な炭素系多孔質材料の種類は、特に限定されるものではない。例えば、米ぬかから得られる脱脂ぬかを主原料とし、これと熱硬化性樹脂とを混練して加圧成形した成形体を乾燥した後、不活性ガス雰囲気中で焼成したものが使用可能である。あるいは、米ぬかから得られる脱脂ぬかと熱硬化性樹脂とを混練し、不活性ガス雰囲気中７００〜１０００℃で一次焼成した後に１００メッシュ以下に粉砕し、得られた炭化粉末と熱硬化性樹脂とをさらに混練し、２０〜３０ＭＰａの圧力で加圧成形した後、得られた成形体を不活性ガス雰囲気中１００〜１１００℃で熱処理したものも使用可能である。
【００２９】
脱脂ぬかの原料となる米ぬかを得る米の種類は、特に限定されるものではなく、日本産でも外国産でもよい。また、熱硬化性樹脂の種類も、熱により硬化するものであれば特に限定されるものではない。代表例としては、フェノール樹脂，ジアリールフタレート樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，トリアジン樹脂等があげられ、特にフェノール樹脂が好適である。
【００３０】
さらに、前述の一次焼成及び熱処理において使用される不活性ガスの種類は特に限定されるものではない。例としては、ヘリウム，アルゴン，ネオン，窒素等があげられ、特に、窒素が好適である。
なお、本発明においては、炭素系多孔質材料は、成形後に１００℃以上の温度で脱水して使用することが望ましい。
【００３１】
一方、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータを構成する場合には、粉末状の炭素系多孔質材料として、前述の炭素系多孔質材料を粉末状としたものを問題なく使用することができる。
また、熱可塑性樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリエチレン樹脂（ＰＥ），ポリプロピレン樹脂（ＰＰ），ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ），ポリフェリレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂，ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ），ＰＥＥＫとポリベンゾイミダゾールとのブレンド物（ＰＥＥＫ−ＰＢＩ），ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ），芳香族ポリイミド樹脂（ＰＩ），熱可塑性ポリイミド樹脂（ＴＰＩ），ポリアミドイミド樹脂（ＰＡｌ），芳香族ポリエステル樹脂，及び各種含フッ素樹脂が好ましい。
【００３２】
この含フッ素樹脂の種類は特に限定されるものではなく、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ），テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ），クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等があげられる。
【００３３】
本発明における樹脂組成物には、潤滑特性を向上させるために固体潤滑剤を添加してもよい。そうすれば、内方部材，外方部材と転動体との接触点に発生する摩擦力が低減されるため、摩擦による発熱をより抑制することができ、その結果、より高速回転で作動させることができる。固体潤滑剤としては、四フッ化エチレン樹脂粉末（ＰＴＦＥ），黒鉛，六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ），フッ素雲母，メラミンシアヌレート（ＭＣＡ），層状の結晶構造を有するアミノ酸化合物（例えばＮ−ラウロ・Ｌ−リジン），フッ化黒鉛，フッ化ピッチ，二硫化モリブデン（ＭｏＳ２  ）等があげられ、その平均粒径は０．１〜６０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３４】
平均粒径が０．１μｍ未満の粒径の小さい粒子では、母材である溶融成形可能な含フッ素樹脂と混合した際に凝集が起こり、粒子の分散が不均一になる場合がある。一方、６０μｍを超える粒径の大きい粒子では、成形体である樹脂組成物の表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するために、転動装置の寿命が短くなってしまう場合がある。
【００３５】
さらに、本発明における樹脂組成物には、機械的強度，耐熱性，寸法安定性などを向上させるために、繊維状充填材を配合してもよい。繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、ホウ酸アルミニウムウィスカー，チタン酸カリウムウィスカー，カーボンウィスカー，アラミド繊維，芳香族ポリイミド繊維，液晶ポリエステル繊維，グラファイトウィスカー，ガラス繊維，炭素繊維，ボロン繊維，炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー，アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー，ウォラストナイト等を例示できる。
【００３６】
ただし、繊維状充填材のアスペクト比は、３以上２００以下であることが好ましい。アスペクト比が３未満の繊維状充填材では、樹脂組成物の補強効果が十分に発揮されず、アスペクト比が２００を超えると混合時の均一分散が極めて困難となる。また、この繊維状充境材の繊維径は特に限定されるものではないが、平均繊維径が０．２μｍ以上３０μｍ以下であるものが好ましく、０．３μｍ以上５μｍ以下であるものがより好ましい。
【００３７】
この繊維状充填材には、母材である溶融成形可能な含フッ素樹脂との密着性を向上させたり、母材中に均一に分散させたりする目的で、シラン系，チタネート系のカップリング剤により表面処理を施してもよい。また、その他の目的に応じた表面処理を施してもよい。
これら粉末状の炭素系多孔質材料，熱可塑性樹脂，固体潤滑剤，繊維状充填材等の各種添加材を混合して樹脂組成物とする方法は特に限定されるものではなく、慣用の混合方法を問題なく採用することができる。例えば、各々の材料を別々に溶融混練することも可能であるし、また、予めこれらの材料をヘンシェルミキサー，タンブラー，リボンミキサー，ボールミル等の混合機で予備混合した後に、溶融混合機へ供給して混合することもできる。
【００３８】
溶融混合機としては、単軸又は２軸押出機，混練ロール，加圧ニーダ，バンバリーミキサー，ブラベンダープラストグラフ等の公知の溶融混練装置が使用できる。溶融混練する際の温度は特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂の溶融が十分進行し、且つ熱分解しない程度の温度範囲内で適宜選択する。
さらに、本発明においては、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成されたセパレータの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、射出成形，圧縮成形，トランスファー成形等の通常の方法で成形することができる。
【００３９】
さらに、本発明の転動装置においては、セパレータ以外の部材（内方部材，外方部材，及び転動体）の材質は特に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ等），チタン合金，窒化ケイ素等のセラミックス，超硬合金，及びサーメットが使用可能である。なお、これらの材質は、単独又は２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【００４０】
セラミックスとしては、窒化ケイ素（Ｓｉ３  Ｎ４  ）系，  ジルコニア（ＺｒＯ２  ）系，  アルミナ（Ａｌ２  Ｏ３  ）系，  炭化ケイ素（ＳｉＣ）系，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系，炭化ホウ素（Ｂ４  Ｃ）系，  ホウ化チタン（ＴｉＢ２  ）系，窒化ホウ素（ＢＮ）系，  炭化チタン（ＴｉＣ）系，  窒化チタン（ＴｉＮ）系、又はこれらのうち２種以上を複合させたセラミック系複合材料などを例示できる。これらの中でも窒化ケイ素は、軽量で且つ高い破壊靱性値を有するので特に好ましい。このようなセラミックスには、比強度や破壊靱性などを向上させるために、繊維状充填材を配合することができる。繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー，  アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー等を例示できる。
【００４１】
また、超硬合金及びサーメットとは、周期律表のＩＶｂ族，Ｖｂ族，ＶＩｂ族に属する９種類の金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）の炭化物粉末と鉄，コバルト，ニッケル等の鉄族金属とを混合して焼結した合金である。
超硬合金としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−Ｃｒ３  Ｃ２  −Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＺｒＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＺｒＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−ＶＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−Ｃｒ３  Ｃ２  −Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｒ３  Ｃ２  −Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ系等があげられる。また、非磁性であり耐食性が優れているものとしては、例えば、ＷＣ−Ｎｉ系，ＷＣ−Ｃｒ３  Ｃ２  −Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，ＷＣ−Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＴａＣ系，ＷＣ−Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）系，Ｃｒ３  Ｃ２  −Ｎｉ系等があげられる。
【００４２】
サーメットとしては、例えば、ＴｉＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｃｏ系，ＴｉＣ−Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ２  Ｃ−ＺｒＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ２  Ｃ−Ｃｏ系，Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ２  Ｃ−Ｃｏ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ２  Ｃ−ＴａＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ２  Ｃ−ＷＣ−ＴａＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＷＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ系，ホウ化物系（ＭｏＢ−Ｎｉ系，Ｂ４  Ｃ／（Ｗ，Ｍｏ）Ｂ２  系等）等があげられる。
【００４３】
なお、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＷＣ−Ｎｉ系，及びＴｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ系はそれぞれ、ＴｉＣ−Ｍｏ２  Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系，及びＴｉＣ−Ｍｏ系を窒素ガス中で焼結したものである。
さらに、本発明において使用可能な潤滑剤の種類は特に限定されるものではないが、アルキル化シクロペンタンを主成分とする潤滑油，液体状フッ素化ポリマー油，又はフッ素系グリースが好適である。
【００４４】
アルキル化シクロペンタンを主成分とした潤滑油としては、例えば、トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタン，トリ−ｎ−オクチルシクロペンタン，テトラ−ｎ−オクチルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−オクチルシクロペンタン，トリ−ｎ−ノニルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−デシルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−ドデシルシクロペンタン，テトラ−２−エチルヘキシルシクロペンタン等があげられる。
【００４５】
また、液体状フッ素化ポリマー油としては、例えば、パーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥ油と記す），トリフルオロエチレンのテロマー，及びフルオロシリコーンポリマー等をあげることができる。
さらに、フッ素系グリースとしては、例えば、液体状フッ素化ポリマー油からなる基油と、固体状フッ素化ポリマーからなる増ちょう剤との混合物であるグリースが好適である。固体状フッ素化ポリマーの種類は特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロペンとのコポリマー，テトラフルオロエチレンとパーフルオロプロピルビニルエーテルとのコポリマー，及びこれらポリマーの混合物等をあげることができる。
【００４６】
ここで、炭素系多孔質材料で構成されるセパレータ、及び、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成されるセパレータに、潤滑剤を含浸させる方法は、特に限定されるものではない。ただし、炭素系多孔質材料の気孔内の空気や水分が容易に排除されるように、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。また、含浸を効率よく行うために、加熱しながら行ってもよい。
【００４７】
以下に、炭素系多孔質材料でセパレータが構成された転動装置と、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータが構成された転動装置とについて、さらに具体的な実施例を示す。
〔実施例〕
まず、炭素系多孔質材料でセパレータが構成された転動装置の実施例について説明する。
ねじ軸，ナット，転動体，及びセパレータが表１に示す材質で構成されたボールねじ（ねじ軸の直径：１５ｍｍ，リード：１０ｍｍ）を作製した。
【００４８】
【表１】
2004340281.tif 000003
【００４９】
炭素系多孔質材料からなるセパレータは、以下のような方法で製作した。米ぬかから得られる脱脂ぬか９０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール型）３０ｇとを、５０〜６０℃に加熱しながら混錬し、可塑性を有する均質な混合物を得た。この混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中９００℃で７０分間焼き上げた。得られた炭化焼成物を粉砕機で粉砕し、６０メッシュのふるいにかけて、粒径５０〜２００μｍの炭化粉末を得た。得られた炭化粉末９０ｇと固体状のフェノール樹脂（レゾール型）３０ｇとを１００〜１５０℃に加熱しながら混練し、可塑性を有する均質な混合物を得た。
【００５０】
次いで、この混合物をセパレータの金型（金型温度は１５５℃）に充填し、圧力２５ＭＰａで加圧成形した。金型から成形体を取り出し、窒素雰囲気中で昇温し、途中４９０℃で６０分間保持した後、９１０℃まで昇温して１１０分間焼結した。そして、４９０℃までは２〜３℃／分の冷却速度で温度を下げ、４９０℃以下では自然放冷した。このようにして製造した炭素系多孔質材料を用いて、図２に示すような断面ゴシックアーチ形状の凹面を有するセパレータを、機械加工により作製した。
【００５１】
また、炭素系多孔質材料に潤滑剤を含浸する場合には、ＰＦＰＥ油としてはＮＯＫクリューバー株式会社製バリエルタオイルＩＳ／Ｖを、フッ素系グリースとしてはダイキン工業株式会社製Ｌ２００を、潤滑剤としてそれぞれ用いた。なお、比較例１〜３に用いたポリアミド樹脂（ＰＡ６６）は、ＢＡＳＦジャパン株式会社製ウルトラミッドＡである。
【００５２】
このようにして製造したボールねじの耐久性及び発塵量を、図４に示す真空ボールねじ試験装置３００を用いて評価した。すなわち、真空槽２２の中に取り付けたボールねじ３０をＡＣサーボモータ２１により回転させて、ボールねじ３０がロックして作動不能となるまでの時間（寿命）を測定して、この寿命により耐久性を評価した。さらに、ボールねじ３０の下方に設置したレーザ光散乱型パーティクルカウンタ２７を用いて、回転時に発生した直径０．２１μｍ以上の発塵粒子の個数を測定した。発塵量の測定は、回転試験開始３０分後から３０分間隔で５回行い（１回のサンプリング時間は３分間）、５回の測定値の平均値を発塵量とした。
【００５３】
なお、図４中の符号２６はボールねじ３０のねじ軸、２５はボールねじ３０のナット、２３はアキシャル荷重を負荷する重り、２４はナット２５の回転止め、３０は磁性流体シールユニット、２９は真空槽２２の内部の観察用窓、２８は集塵ロートである。
回転試験条件を以下に示し、試験結果を表１に示す。なお、表１における耐久性及び発塵量の数値は、比較例１のボールねじの寿命及び発塵量を１とした場合の相対値で示してある。
【００５４】
回転速度  ：５５０ｍｉｎ−１
負荷荷重  ：４０Ｎ
ストローク：２００ｍｍ
雰囲気圧力：真空（１×１０−４Ｐａ以下）
雰囲気温度：常温
表１から分かるように、実施例１〜４のボールねじは、セパレータが炭素系多孔質材料で構成されているので、セパレータがポリアミド樹脂で構成された比較例１〜３のボールねじと比較して耐久性が優れており、しかも発塵量が少なかった。特に、実施例３のボールねじは、転動体がセラミックスで構成されているので、耐久性が非常に優れていた。
【００５５】
次に、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータが構成された転動装置の実施例について説明する。
ねじ軸，ナット，転動体，及びセパレータが表２に示す材質で構成されたボールねじ（ねじ軸の直径：１５ｍｍ，リード：１０ｍｍ）を作製した。
【００５６】
【表２】
2004340281.tif 000004
【００５７】
前記樹脂組成物からなるセパレータは、以下のような方法で製作した。米ぬかから得られる脱脂ぬか９０ｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール型）３０ｇとを、５０〜６０℃に加熱しながら混錬し、可塑性を有する均質な混合物を得た。この混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中９００℃で７０分間焼き上げた。得られた炭化焼成物を粉砕機で粉砕し、６０メッシュのふるいにかけて、粒径５０〜２００μｍの炭化粉末（すなわち粉末状の炭素系多孔質材料）を得た。
【００５８】
この粉末状の炭素系多孔質材料と熱可塑性樹脂とを、ヘンシェルミキサーを用いて乾式混合した後、２軸押出機を用いて押し出して造粒した。なお、粉末状の炭素系多孔質材料と熱可塑性樹脂との混合比は、質量比で１：１である。このようにして得られたペレットを射出成形機に供給してリングを成形した後、図２に示すような断面ゴシックアーチ形状の凹面を有するセパレータを、機械加工により作製した。
【００５９】
また、炭素系多孔質材料に潤滑剤を含浸する場合には、ＰＦＰＥ油としてはＮＯＫクリューバー株式会社製バリエルタオイルＩＳ／Ｖを、フッ素系グリースとしてはダイキン工業株式会社製Ｌ２００を、潤滑剤としてそれぞれ用いた。
ここで、実施例１１〜１７及び比較例１〜３において使用した熱可塑性樹脂を、以下にまとめて示す。
【００６０】
・ＰＥ    ：旭化成株式会社製サンテック−ＨＤＪ３１０
・ＰＯＭ  ：ポリプラスチックス株式会社製ジュラコンＭ１４０
・ＰＶＤＦ：呉羽化学工業株式会社製クレハＫＦポリマーＴ−＃８５０
・ＰＰＳ  ：フィリップスペトローリアム社製ポリフェニレンサルファイド樹脂ライトンＲ−６
・ＰＥＥＫ：ビクトレックス社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂ビクトレックスＰＥＥＫ１５０Ｇ
・ＰＡ６６：ＢＡＳＦジャパン株式会社製ポリアミド樹脂ウルトラミッドＡ
このようにして製造したボールねじの耐久性及び発塵量を、図４に示す真空ボールねじ試験装置３００を用いた前述と同様の方法，条件により評価した。試験結果を表２に示す。なお、表２における耐久性及び発塵量の数値は、比較例１のボールねじの寿命及び発塵量を１とした場合の相対値で示してある。
【００６１】
表２から分かるように、実施例１１〜１７のボールねじは、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物でセパレータが構成されているので、セパレータがポリアミド樹脂で構成された比較例１〜３のボールねじと比較して耐久性が優れており、しかも発塵量が少なかった。特に、実施例３のボールねじは、転動体がセラミックスで構成されているので、耐久性が非常に優れていた。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の転動装置は、各転動体の間に介装されたセパレータを、炭素系多孔質材料、又は、粉末状の炭素系多孔質材料を含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成したので、外部環境を汚染しにくく長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転動装置の一実施形態である直動案内装置の構造を示す斜視図である。
【図２】図１のセパレータ及びボールの拡大断面図である。
【図３】本発明に係る転動装置の別の実施形態であるボールねじの構造を示す断面図である。
【図４】真空ボールねじ試験装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１        案内レール
１ａ      第一ボール軌道溝
２        スライダ
２ａ      第二ボール軌道溝
３        ボール
８        セパレータ
１１        ねじ軸
１１ａ      第一ねじ溝
１２        ナット
１２ａ      第二ねじ溝
１３        ボール
１８        セパレータ
１００        直動案内装置
２００        ボールねじ
【図１】
2004340281.tif 000005
【図２】
2004340281.tif 000006
【図３】
2004340281.tif 000007
【図４】
2004340281.tif 000008