(57)【要約】【課題】スライダーの保持部材に対すフローティング作用の働きで，スライダーの摺動部材に対する組み立て時及び摺動移動時における接触圧力の適正な調整を図り、もってスライダーの摺動面に施した氣相合成ダイヤモンド成膜の特性を有効に活かした摺動機構の実現。【解決手段】摺動部材に接し摩擦摺動移動するスライダーにおけるチタンシリコンカーバイド等の基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施すと共に、その摺動面と反対側取り付け面に湾曲形状等のＲ加工を施し、このＲ加工面側をこれと対応して形成された保持部材内面の嵌合溝に嵌合し、接着剤にて接着せしめ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】
チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣ基材の摺動部材に対する摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨したスライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、このスライダーを取り付け保持する保持部材内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を保持部材の嵌合溝に嵌合して接着剤にて接着せしめたことを特徴とするフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構。
【請求項２】
チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣ基材の摺動部材に対する摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨したスライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、このスライダーを取り付け保持する保持部材内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を保持部材の嵌合溝に嵌着せしめたことを特徴とするフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構。
【請求項３】
ガイドレールの上面と両側面とに接して摺動する上部スライダーと側面スライダーをガイドホルダーの内面側に保持し、上部スライダーと側面スライダーはチタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣの基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨してなるとともに、上部スライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、ガイドホルダー上部内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を保持部材の嵌合溝に嵌合して接着剤にて接着する若しくは嵌合溝に嵌着せしめ、側面スライダーは取り付けネジと調節ネジを介してガイドホルダー側面内部に取り付けたことを特徴とするフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構としての直線運動軸受け。
【請求項４】
回転軸を支持する外輪の内周面に適宜角度の等間隔で複数のチタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣの基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨してなるスライダーを係合配設して、このスライダーを介して回転軸を摺動回転せしめるとともに、スライダーの外輪内周面に対する係合配設は、スライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、外輪の内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を外輪の嵌合溝に嵌合して接着剤にて接着する若しくは嵌合溝に嵌着せしめて行うことを特徴とするフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構としての回転運動軸受け。
【請求項５】
スライダーの基材として、ＴｉＣ，ＷＣ，ＳｉＣ若しくはＳｉＮを用いたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構。
【請求項６】
ガイドレール等スライダーが摺動する摺動部材の材料として、構造用鋼若しくはそれに炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物を被覆した材料或いは氣相合成ダイヤモンド成膜を施した材料を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構。
【請求項７】
スライダー，ガイドレール等の摺動部材の面粗さが、算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６に記載のフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線運動軸受け装置，回転運動軸受け装置，リニアモータ，或いは人工関節，精密測定装置，平面研削盤等の工作機械，光記録装置の書き込み／読み取り部分などの滑りによる移動を活用する摺動機構として、その摺動部位に基材の摺動面に気相合成ダイヤモンド成膜を施したスライダーを用いるとともに、そのスライダーの基材とそれを保持する保持部材との取り付け構造にフローティング作用を持たせることにより、低摩擦・低摩耗の安定した摺動並びに自動調心（装置の組み立て精度の良好維持）と衝撃圧力の自動調整（接触圧力の均一化）を可能となし長期に渡り安定した摩擦摺動を的確に実現することができるフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斯かる直線運動や回転運動をする軸受け装置或いは複雑な動きをする人工関節等の摺動機構においては、高度な低摩擦や低摩耗性を要求されるものであるが、従来において斯かる要求を満足させるべく工夫を施したものとしては、例えば本発明者が開発した後記特許文献１に記載のものがある。  このものは、チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣに氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨して摺動面となすことによって，その要求を満足させたものである。  また，特許文献２に記載のものは、直線運動軸受けにおいて，ガイドレールの上面と両側面に接して摺動するウッドセラミックス製の摩擦体をガイドホルダーの上部内面と両側内面に配設し，側面に配する摩擦体を取り付けネジと調整ネジ操作により揺動可能に支持してガイドレールに対する接触圧力の調整を図ったものである。  しかして摺動面にダイヤモンド成膜を施した摺動機構においては、とりわけ低摩擦，低摩耗の特性を充分に発揮させるためには、そのダイヤモンド薄膜がガイドレール等の摺動面に対して組み立てないし組み付け設置時に均一な圧力で接し片当たりしないこと，そして摺動動作時に偏荷重に対し衝撃圧力の調整が的確に図られることが要求される。  しかし前記特許文献１，２においては、斯かる要請の面に着目するとそれを満足させるには必ずしも充分とはいい難かった。
【特許文献１】特開２００４−１１６７７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は斯かる状況を踏まえてなされたもので、上記従来技術が有する特性を活かしながら，その不充分な点を是正して上記の要請を満足する，即ち摺動部材に対する基材にダイヤモンド成膜を施したスライダーの配設にフローティング作用を充分に持たせることにより，低摩擦・低摩耗の特性を長期にわたり安定して保持することができる，フローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構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】
【０００４】
上記課題を解決するために本発明は、特許請求の範囲に記載の次の手段を採っている。
【０００５】
請求項１に係る発明は、チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣ基材の摺動部材に対する摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨したスライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、このスライダーを取り付け保持する保持部材内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を保持部材の嵌合溝に嵌合して接着剤にて接着せしめたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣ基材の摺動部材に対する摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨したスライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、このスライダーを取り付け保持する保持部材内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を保持部材の嵌合溝に嵌着せしめたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、ガイドレールの上面と両側面とに接して摺動する上部スライダーと側面スライダーをガイドホルダーの内面側に保持し、上部スライダーと側面スライダーはチタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣの基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨してなるとともに、上部スライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、ガイドホルダー上部内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を保持部材の嵌合溝に嵌合して接着剤にて接着する若しくは嵌合溝に嵌着せしめ、側面スライダーは取り付けネジと調節ネジを介してガイドホルダー側面内部に取り付けたことを特徴とするフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構としての直線運動軸受け。
【０００８】
請求項４に係る発明は、回転軸を支持する外輪の内周面に適宜角度の等間隔で複数のチタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣの基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施し鏡面近くまで研磨してなるスライダーを係合配設して、このスライダーを介して回転軸を摺動回転せしめるとともに、スライダーの外輪内周面に対する係合配設は、スライダーの摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工を施し、外輪の内面側にスライダーの曲面状Ｒ加工に対応する形状の嵌合溝を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部を外輪の嵌合溝に嵌合して接着剤にて接着する若しくは嵌合溝に嵌着せしめて行うことを特徴とするフローティング作用を有する低摩擦・低摩耗摺動機構としての回転運動軸受け。
【０００９】
請求項５に係る発明は、スライダーの基材として、ＴｉＣ，ＷＣ，ＳｉＣ若しくはＳｉＮを用いたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、ガイドレール等スライダーが摺動する摺動部材の材料として、構造用鋼若しくはそれに炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物を被覆した材料或いは氣相合成ダイヤモンド成膜を施した材料を用いたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明は、スライダー，ガイドレール等の摺動部材の面粗さが、算術平均粗さＲａが０．３μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記の構成となしたので、次の特有の効果を奏する。
【００１３】
摺動部材と接して摺動移動するスライダーの湾曲するＲ加工面と保持部材の嵌合溝との嵌合構造による保持部材に対する揺動支持即ちフローティング作用の働きで，摺動部材に対するスライダーの組み立てセット時にスライダーが摺動部材に対し均一で適度な接触圧力で接触する（前面平衡した接触となる）こととなり、スライダーの摺動部材に対する不均一で偏った圧力での接触となる片当たりの不都合が防止され、スライダーの摺動部材に対する組み立て精度従って摺動機構の組み立て精度を設定した所定の良好なものに確保することができる。
【００１４】
スライダーの保持部材に対するフローティング作用の働きは、摺動機構の組み立て時のみでなく、走行ないし摺動移動時においても接着後における接着剤の弾性変形により有効に発揮され、適度な接触圧力の調整が図られ、偏荷重による衝撃圧力を緩和することができ、安定した円滑な摩擦摺動を保持することができる。
【００１５】
従って摩擦摺動の円滑，安定化を図り得ることに伴って、スライダーの摺動面に施した氣相合成ダイヤモンド成膜の持つ低摩擦・低摩耗の特性を有効に活かすことができ、摺動機構の耐久性が増大し、長寿命化を図ることができる。また，氣相合成ダイヤモンド成膜は低摩擦・低摩耗で潤滑油を必要としないので、潤滑油のメンテナンスが不要となる。  そして面接触による摺動であるから、ボールによる摺動と異なり転動音や振動が発生せず、高速摺動が可能となる。
【００１６】
更に，氣相合成ダイヤモンド成膜にはセラミックスのような気孔がないため、アウトガスが発生せず、クリーンルーム・真空中での使用が可能となる。
【００１７】
更にまた，潤滑油を必要としないため，−２００°Cから＋２００°Ｃの低温から高温の環境下で使用可能である。  また，炭素鋼を使用していないため，＋２００°Ｃの環境下においても、金属のナマリ無しで使用可能であり、潤滑油を使用していないため水中での使用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ガイドレール等摺動部材に接して摺動するスライダーとして、チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣ等の基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜を施してなるとともに、スライダーのガイドホルダー等の保持部材側取り付け面に湾曲面形状のＲ加工を施しこのＲ加工面側をこれに対応して形成された保持部材の嵌合溝内に嵌合し、接着剤にて接着せしめる等によりスライダーを保持部材に対し揺動可能に支持せしめるフローティング作用を持たせたことにより、スライダーのレール等の摺動部材に対する均一な圧力でのセット即ち自動調心ないし位置決め操作を容易且つ精確になすことができ、また滑り移動動作のときにも偏荷重がかかった際にレール等の摺動部材に対するスライダーの接触圧力の調整が適切になされ、衝撃圧力が緩和される。従ってダイヤモンド成膜等による低摩擦、低摩耗の特性がそのまま活かされ、長期に渡る安定した摺動移動を行うことができる。そのため、直線運動軸受け装置，回転運動軸受け装置，リニアモータ，或いは人工関節，精密測定装置，平面研削盤等の工作機械，光記録装置の書き込み／読み取り部分などの移動距離の長短を問わず滑りによる移動を活用する摺動機構に実施して好適である。
【実施例１】
【００１９】
別紙図面について，本発明に係る実施の一例を説明する。  図１は本発明を直線運動軸受けとしての摺動機構に実施した場合を示すもので、図２はそれに用いるスライダーを示すものである。  図３は本発明を回転運動軸受けとしての摺動機構に実施した場合を示すものである。
【００２０】
１は上面が平坦面，両側面が対称形にＶ形切欠摺動面を有するガイドレールであり、２と３は夫々このガイドレール１の上面と両側面に接して摺動移動する上面スラーダーと側面スライダーである。  この上面スライダー２と側面スライダー３は、チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣの基材で作成されており、そのレール側摺動面には夫々氣相合成ダイヤモンド成膜４，５が施されている。
【００２１】
上面スライダー２と側面スライダー３はガイドホルダー６の内面側に取り付け保持される。  上面スライダー２のホルダー側取り付け面には、円弧状の湾曲面のＲ加工７が施されており、ガイドホルダー６の上部内面側にはこのＲ加工面７の湾曲面形状に対応した嵌合溝８が形成されており、このホルダーの嵌合溝８内にスライダーのＲ加工湾曲面７を嵌合し，位置決めセット後接着剤により接着固定する。上面スライダー２はこの湾曲したＲ加工面７とホルダーの嵌合溝８との嵌合構造により外部よりの圧力に対し揺動可能に支持されることによりフローティング作用が生じ接触圧力の調整がなされる。図中、９は接着剤の逃げ溝である。  側面スライダー３は、図示していないが，取り付けネジと押圧調整ネジにより摺動移動時にやはり揺動可能に支持される状態となり、衝撃圧力に対するスライダー３のガイドレール１への接触圧力の調整がなされる。
【００２２】
スライダー２の湾曲したＲ加工面７とガイドホルダー６の嵌合溝８との嵌合によりスライダー２がガイドホルダー６に揺動可能に支持されフローティング作用の働きで、スライダー２のガイドレール１に対する接触圧力が適度に調整され位置決め操作が容易且つ精確に従ってその組み立て精度が良好となる。摺動移動時においても，接着剤の弾性変形によりフローティング作用が働きスライダー２のガイドレールに対する接触圧力の調整がなされ、衝撃圧力が緩和される。
【００２３】
図３の１０は、回転軸で、この回転軸を支持する外輪１１の内周面に適宜角度の等間隔で複数のスライダー１２が係合配設されており、回転軸１０はこのスライダー１２を介して摺動回転する。  スライダー１２は、チタンシリコンカーバイドＴｉＳｉＣ基材の摺動面に氣相合成ダイヤモンド成膜１３が施されている。このスライダーの１２外輪１１内周面に対する係合配設は、スライダー１２の摺動面と反対側取り付け基端部側に，円弧状湾曲面，球曲面，円錐曲面等の曲面状Ｒ加工１４を施し、外輪１１の内面側にスライダー１２の曲面状Ｒ加工１４に対応する形状の嵌合溝１５を形成し、スライダーのＲ加工を施した曲面部１４を外輪１１の嵌合溝１５に嵌合して接着剤にて接着することにより行われる。  このスライダー１２のＲ加工湾曲面１４と外輪１１の嵌合溝１５との嵌合構造により、スライダー１２は外輪１１に揺動可能に支持され、フローティング作用が働いて外部応力に対する接触圧力の調整が的確になされる。図中，１６は接着剤の逃げ溝である。このスライダー１２に対するフローティング作用の働きにより，スライダーの回転軸に対する組み立て精度が良好で，接着剤の弾性変形により回転時においても偏荷重に対する衝撃圧力の調整が的確になされる点は直線運動軸受けの場合と同様である。
【００２４】
スライダーのホルダー等の保持部材によるフローティング作用の働きによる摺動部材に対する接触圧力の適度な調整により、直線運動軸受けや回転運動軸受けのように大きな距離の走行移動ではなくても、精密測定装置のように微少動き（非常に微少な動き，例えば数十ミクロンといった微少距離）の滑り移動に実施しても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を直線運動軸受けの摺動機構に実施した場合の縦断正面図である。
【図２】同上における保持部材に対する取り付け面に湾曲構造のＲ加工を施したスライダーの斜視図である。
【図３】本発明を回転運動軸受けの摺動機構に実施した場合の縦断正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ガイドレール
２    上面スライダー
３    側面スライダー
４    氣相合成ダイヤモンド成膜
５    氣相合成ダイヤモンド成膜
６    ガイドホルダー
７    湾曲形状Ｒ加工面
８    嵌合溝
９    接着剤の逃げ道
１０    回転軸
１１    外輪
１２    スライダー
１３    氣相合成ダイヤモンド成膜
１４    曲面状Ｒ加工面
１５    嵌合溝
１６    接着剤の逃げ道
【図１】
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【図２】
2007155041.tif 000004
【図３】
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