(57)【要約】【課題】直線移動させる直進移動装置のスライダや、回転軸を支持するすべり軸受装置の回転軸受などに適用が可能であって、筒状本体の内面に対して、非金属製の摩擦摺動部材を、接着剤やねじなどの固着手段を用いることなく装着した摩擦摺動体を提供する。【解決手段】筒状本体２の内面に摩擦摺動部材４を装着すると共に、軸心に軸部材３を嵌合させ、軸部材３との間で相対的に直進運動又は回転運動を行う摩擦摺動体５であって、筒状本体２の内面には両端部から内側に向かって次第に縮径するテーパ面７を設け、テーパ面７と軸部材３の間に形成された間隙部分には、外形がテーパ面７に適合するテーパ状の筒状体で非金属製の摩擦摺動部材４が圧入され、外径を拡径した圧接状態でテーパ面７に固着されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状本体の内面に摩擦摺動部材を装着すると共に、軸心に軸部材を嵌合させ、軸部材との間で相対的に直進運動又は回転運動を行う摩擦摺動体であって、筒状本体の内面には両端部から内側に向かって次第に縮径するテーパ面を設け、テーパ面と軸部材の間に形成された間隙部分には、外形がテーパ面に適合するテーパ状の筒状体で非金属製の摩擦摺動部材が圧入され、外径を拡径した圧接状態でテーパ面に固着されていることを特徴とした摩擦摺動体。
【請求項２】
前記摩擦摺動体は、筒状本体の内面と摩擦摺動部材の外面のテーパ角度を摩擦角より大きく形成すると共に、筒状本体の端部に摩擦摺動部材を後端側から押圧する加圧リングがねじ込み可能に装着されている請求項１に記載した摩擦摺動体。
【請求項３】
前記摩擦摺動体は、筒状本体の内面と摩擦摺動部材の外面のテーパ角度を摩擦角より小さく形成した請求項１に記載した摩擦摺動体。
【請求項４】
前記摩擦摺動部材は、植物系の多孔質炭素材料であるＲＢセラミックスである請求項１〜３のいずれかに記載した摩擦摺動体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状本体の内面に摩擦摺動部材を装着すると共に、軸心に軸部材を嵌合させ、軸部材との間で相対的に直進運動又は回転運動を行う摩擦摺動体に関し、例えば長尺な案内軸に沿って直線移動させる直進移動装置のスライダや、回転軸を支持するすべり軸受装置の回転軸受などに適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
この種の摺動機構としては、鋼球の転動を利用した転がり摩擦方式と、摩擦摺動部材の滑りを利用したすべり摩擦方式とに大別され、すべり摩擦方式は転がり摩擦方式に比べて摩擦による摺動抵抗は大きいが、比較的音が静かで摩擦摺動部材の種類によっては潤滑が不要であること、摩擦摺動部材の弾性係数や硬度を所望に設定することが可能であると共に、特にスライダの場合には面接触状態で載荷重支持して高い剛性を確保できるなどの利点がある。
【０００３】
擦摺動部材には、合金などの金属材料製や合成樹脂材製或いはセラミックス製など、各種材料のものが従来から使用されており、また材料中に液体や固体による潤滑剤を含有させたものや、比較的新しい材料としては例えば特許文献１及び２に開示されているような、植物系の多孔質炭素材料であるＲＢセラミックスを使用したものもある。
【０００４】
特許文献１・・・特開平１１−１３７５８号公報
特許文献２・・・特開平１１−９３９５１号公報
【０００５】
これらの摩擦摺動部材は、筒状本体（スライダ本体又は軸受本体）の内面に固着して一体化した摩擦摺動体（スライダ又は回転軸受）を形成し、軸心には軸部材としてスライダの場合は長尺な案内軸を回転軸受の場合は回転軸を嵌合させ、スライダを長尺な案内軸に沿って直線移動させる直進移動装置を構成したり、回転軸を支持するすべり軸受装置を構成する。
【０００６】
摩擦摺動部材は、スライダ本体又は軸受本体の内面に対して、固着手段としては接着剤やねじを使用して固着したり、短冊状に形成した多数の摩擦摺動部材をスプライン加工した内面に嵌め込んで接着して固着したり、円筒状に形成したもの端部から圧入するなどの各種手段が採られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、先に述べた利点を生かして摩擦摺動部材の滑りを利用したすべり摩擦方式による摩擦摺動体を実施対象とし、摩擦摺動部材の材質には水分やガスなどの雰囲気中では腐食や変質する恐れがあると共に、潤滑油やグリースなどの潤滑剤を必要とする合金などの金属製ではなく、樹脂製又はセラミックス製などの非金属製のものを使用する。
【０００８】
しかしながら、非金属製の摩擦摺動部材の場合には筒状本体の内面に対して、前記した従来技術による固着手段によって固着することが困難であり、特にスライダに大きな載荷重が加わる直進移動装置に適用した場合には、機械的強度の問題などがあるので、従来技術による固着手段の使用が困難であった。
【０００９】
例えば、摩擦摺動部材をねじで固着すると、ヤング率が低い樹脂製の場合にはねじ固着した部分が変形して載荷重を支持できくなる恐れがあり、セラミックス製の場合には特に脆性材なセラミックスではねじの締め付けや載荷重による負荷が加わると、局部的な高応力によって割れる恐れがある。
【００１０】
また、円筒状にした摩擦摺動部材を内面に圧入する方法では、樹脂製の場合は圧入に適すが、セラミックス製の場合は局部的な面圧上昇によって割れる恐れがあり、摩擦摺動部材を接着剤で固定する方法では、隙間嵌めのようにクリアランスがある場合は接着面を加圧することができない。
【００１１】
なお、摩擦摺動部材を短冊状にして隙間を無くす方法もあるが、内径寸法に合わせた多数の治具を用いて短冊全体に規定の圧力をかける必要があるので実施が困難であり、短冊状の摩擦摺動部材をスプラインなどの窪みに嵌め込む場合は、接着面に圧力を均等にかけるのは困難であって、接着しないで窪みに嵌め込むだけではガタつきを生じ易い。
【００１２】
本発明は、すべり摩擦方式による摩擦摺動体を実施対象とし、非金属製の摩擦摺動部材を使用した摩擦摺動体の提供を目的とし、特に腐食や変質する恐れがなく而も無潤滑で長期使用が可能な非金属製の摩擦摺動部材を使用すると共に、摩擦摺動部材を筒状本体に対して従来技術とは異なる手段によって固着する摩擦摺動体である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の摩擦摺動体は、筒状本体の内面に摩擦摺動部材を装着すると共に、軸心に軸部材を嵌合させ、軸部材との間で相対的に直進運動又は回転運動を行う摩擦摺動体であって、筒状本体の内面には両端部から内側に向かって次第に縮径するテーパ面を設け、テーパ面と軸部材の間に形成された間隙部分には、外形がテーパ面に適合するテーパ状の筒状体で非金属製の摩擦摺動部材が圧入され、外径を拡径した圧接状態でテーパ面に固着されている。
【００１４】
この摩擦摺動体は、筒状本体の内面を円形又は多角形にしたスライダ本体と、外面をスライダ本体の内面に適合させると共に、内面を軸部材である案内軸の外面に適合させた摩擦摺動部材を備え、軸心に軸部材を嵌合させる直進移動装置のスライダとして使用することができる。
【００１５】
また、筒状本体の内面を円形又は多角形にした軸受本体と、外面を軸受本体の内面に適合させると共に、内面を軸部材である回転軸の円形に適合させた摩擦摺動部材を備え、軸心に軸部材を嵌合させるすべり軸受装置の回転軸受としても使用することができる。
【００１６】
この摩擦摺動体は、直進移動装置のスライダやすべり軸受装置の回転軸受として使用すると、摩擦摺動部材が外径を拡径した圧接状態で筒状本体（スライダ本体又は軸受本体）の内面に形成したテーパ面に固着されているので、機械的強度を損ねるねじ止めや接着その他の固着手段を用いる必要がない。
【００１７】
前記摩擦摺動体は、筒状本体の内面と摩擦摺動部材の外面のテーパ角度を摩擦角より大きく形成すると共に、筒状本体の端部に摩擦摺動部材を後端側から押圧する加圧リングがねじ込み可能に装着されている形態を採ることができる。
【００１８】
この摩擦摺動体では、加圧リングのねじ込みを所望に可変することによって、摩擦摺動部材を押圧して内外に拡縮径させ、摩擦摺動部材の外面側を圧接状態で筒状本体のテーパ面に固着させると共に、内面側は軸部材の外面側に対して自由に隙間調整をすることができる。
【００１９】
また、前記摩擦摺動体は筒状本体の内面と摩擦摺動部材の外面のテーパ角度を摩擦角より小さく形成する形態を採ることができ、この場合には隙間調整をした後に摩擦摺動部材に対する加圧力を解除しても、一定の圧接状態で係止保持することができるので、端部に加圧リングを常時装着しておく必要がない。
【００２０】
前記摩擦摺動部材は、植物系の多孔質炭素材料であるＲＢセラミックスである形態を採ることができる。
【００２１】
この摩擦摺動体では、筒状本体に対する摩擦摺動材の圧接と、摩擦摺動材の軸部材に対する隙間調整を容易に行うことができると共に、ＲＢセラミックスの特徴である腐食や変質する恐れがなく而も無潤滑で長期使用が可能であり、水中での使用でも無給油で使用が可能であり、特に直進移動装置のスライダに使用した場合に大きな載荷重に対して十分な剛性を有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の摩擦摺動体について、本発明を直進移動装置のスライダに適用した図示の実施形態に基づいて詳細に説明するが、摩擦摺動材としては非金属製の多孔質炭素材料で、植物系であるＲＢセラミックスを用い、特に内径隙間調整式にしている。
【００２３】
直進移動装置１は、筒状本体であるスライダ本体２と、スライダ本体２の軸心に軸部材として嵌合させる長尺な案内軸３と、スライダ本体２の内面に装着した摩擦摺動部材４を備え、スライダ本体２と摩擦摺動部材４で一体化した摩擦摺動体であるスライダ５を構成し、案内軸３に沿って直線移動させる。
【００２４】
スライダ５は、円筒状のスライダ本体２の一方側の端部に、取付け孔６ａを設けたフランジ６が一体に形成され、スライダ本体２の内周面には両端部から内側に向かって次第に縮径するテーパ面７を設け、テーパ面７と案内軸３の外周との間に形成された間隙部分には、コーンリング（円錐台形筒）状に形成した摩擦摺動部材４が装着されている。
【００２５】
摩擦摺動部材４は、スライダ本体２の両端部から間隙部分に挿入すると共に、両端部の内面に設けた内ねじ８に対して加圧リング９を螺合させ、加圧リング９の締め付けによって摩擦摺動部材４を後端側から押圧し、摩擦摺動部材４を圧入するとテーパ面で形成した外径が均等に拡径してテーパ面７に圧接するので、接着剤を用いなくても固着させることができる。
【００２６】
加圧リング９は、締め付け力を任意に可変することによって、内径を均等に収縮させて案内軸３の外周との嵌合隙間を所望に調整することが可能であるが、この調整時には加圧フランジを緩めれば内径が元に戻るようになっていないと自由に調整することができないので、摩擦摺動部材４は外径のテーパ角度を摩擦角以上にしておく必要がある。
【００２７】
摩擦角θは、加圧力が無ければ摩擦摺動部材４が抜けてくる限界角であって、摩擦係数μとの間にｔａｎθ＝μの関係があり、摩擦角θ以上のテーパ角度αでは摩擦摺動部材４は自由に戻ることになるため簡単に隙間調整ができ、摩擦角θ以下のテーパ角度βにすると摩擦摺動部材４は圧接状態になって、加圧力を取り去っても抜けることなく保持されることになるので、接着剤は不要である。
【００２８】
図１で示す第１の実施形態では、図３（ａ）で図示するように摩擦角θ以上のテーパ角度αに設定し、加圧リング９の締め付け力を可変することによって、内径の隙間調整を自由に行えるようにしている。
【００２９】
摩擦摺動部材４は、加圧リング９の加圧力によって拡縮径できるように、鋼材のヤング率（伸び弾性率）よりも格段にヤング率が低い材料を使用することが望ましく、図示の実施形態で使用したＲＢセラミックスでは、鋼材のヤング率（伸び弾性率）に比べて１／３０程度である。
【００３０】
次に、図２は第２の実施形態による直進移動装置１１を示すが、筒状本体であるスライダ本体１２と、スライダ本体１２の軸心に軸部材として嵌合させる長尺な案内軸１３と、スライダ本体１２の内面に装着した摩擦摺動部材１４を備え、スライダ本体１２と摩擦摺動部材１４で一体化した摩擦摺動体であるスライダ１５を構成し、案内軸１３に沿って直線移動させる。
【００３１】
直進移動装置１１は、第１の実施形態による直進移動装置１の場合と同様に、円筒状のスライダ本体１２の一方側の端部に取付け孔１６ａを設けたフランジ１６が一体に形成され、スライダ本体１２の内周面には両端部から内側に向かって次第に縮径するテーパ面１７を設け、テーパ面１７と案内軸１３の外周との間に形成された間隙部分には、コーンリング（円錐台形筒）状に形成した摩擦摺動部材１４が装着されている。
【００３２】
摩擦摺動部材１４は、図３（ｂ）で図示するように摩擦角θ以下のテーパ角度βに設定し、スライダ本体１２の両端部から間隙部分に挿入すると共に、外部から加圧手段（図示を省略）で端部を押圧して圧入することによって、テーパ面で形成した外径が均等に拡径してテーパ面７に圧接するので、接着剤を用いなくても固着させることができる。
【００３３】
摩擦摺動部材１４は、加圧手段の締め付け力を可変して内径の隙間調整を自由に行えるが、摩擦角θ以下のテーパ角度βによって加圧力を取り去っても抜けることなく保持され、全体のガタを減らすために機械取付け時に嵌合隙間をさらに小さくしたいときには、さらに深く圧入してスライダ本体１２と完全に固着することもできる。
【００３４】
また、第１の実施形態の場合と同様に、内径の隙間調整を行った後に案内軸１３を一旦取り外し、摩擦摺動部材１４の内周面の仕上げ加工を行うことも可能であると共に、スライダ本体１２の端部にねじ孔を設けて、加圧リングを螺合させる形態を採ることも可能であるが、この加圧リングは常時装着する必要がなく、隙間調整後に取り外すことができる。
【００３５】
なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、要旨の範囲内において各種の変形を採り得るものであり、例えば摩擦摺動体を構成する筒状本体の外形は、フランジのない形態を含めて用途に適合する所望の形状を採ることができると共に、軸部材である案内軸（回転軸受の場合は回転軸）は、実際に組み合わせて使用するものに限定されない。
【００３６】
すなわち、摩擦摺動部材を圧入して隙間調整をする際には、実際に組み合わせて使用する案内軸又は回転軸に適合する調整専用の軸部材を用い、調整後に摩擦摺動体から調整専用の軸部材を取り外して内面の仕上げ加工を行う形態を採ることもできる。
【００３７】
また、摩擦摺動体を直進移動装置のスライダに適用する場合には、筒状本体の内形を四角形その他の多角形状にすることも可能であり、例えば筒状本体の内形を四角形にした場合には、摩擦摺動部材の外形も四辺をテーパ状にした四角形で形成すると共に、内形は軸部材である案内軸の外形に適合させて、四角形や円形その他の形状を採ることができる。
【００３８】
また、図示の実施形態では摩擦摺動部材として、摩擦係数が比較的小さくて、対摩耗性などの耐久性や自己潤滑性に優れ、水分やガスなどの雰囲気中でも変質や劣化の少ないＲＢセラミックスを用いたが、同様の機能が期待できるその他の植物性セラミックスやフッ素樹脂などの樹脂材製のものも使用が可能である。
【００３９】
さらに、図示の実施形態は摩擦摺動体を直進移動装置のスライダに適用したが、すべり軸受の軸受本体の内面に装着する摩擦摺動部材に適用することも可能であり、この場合には軸部材として丸軸の回転軸に適合するように、摩擦摺動部材の内面が円周面のものに限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摩擦摺動体をスライダ適用した第１の実施形態による直進移動装置の要部であって、（ａ）は正面図を（ｂ）を縦断面図を示す。
【図２】本発明の摩擦摺動体をスライダ適用した第２の実施形態による直進移動装置の要部であって、（ａ）は正面図を（ｂ）を縦断面図を示す。
【図３】図１及び図２の直進移動装置における端部の拡大断面図であって、（ａ）は図１の（ｂ）は図２の拡大断面図を示す。
【符号の説明】
１，１１  直進移動装置
２，１２  スライダ本体（筒状本体）
３，１３  案内軸（軸部材）
４，１４  摩擦摺動部材
５，１５  スライダ（摩擦摺動体）
６，１６  フランジ
７，１７  テーパ面
８  ねじ孔
９  加圧リング（加圧手段）
α，β  テーパ角度
【図１】
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【図２】
2005003185.tif 000004
【図３】
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