JPS59190597A - 接触伝達機構部品 - Google Patents
接触伝達機構部品Info
- Publication number
- JPS59190597A JPS59190597A JP58064669A JP6466983A JPS59190597A JP S59190597 A JPS59190597 A JP S59190597A JP 58064669 A JP58064669 A JP 58064669A JP 6466983 A JP6466983 A JP 6466983A JP S59190597 A JPS59190597 A JP S59190597A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- contact surface
- magnetic
- magnetic fluid
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16N—LUBRICATING
- F16N15/00—Lubrication with substances other than oil or grease; Lubrication characterised by the use of particular lubricants in particular apparatus or conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、長寿命で安定した潤畠・性を有する接触伝達
機構部品に関する。
機構部品に関する。
従来、真空又は汚染をきらうクリーン・ルーム等の特殊
環境条件下で用いる潤滑剤としては°、蒸気圧の低い油
やグリースが使用される場合があるが、この場合は潤滑
性に優れている反面、保守の困難な場所に使用された場
合には、油やグリースを長期間に亘って摺動接触面に保
持し、あるいは必要に応じて補給したりするのが困難で
あり、真空装置に適用した場合には、同真空中では徐々
に蒸発して周辺機器を汚染させる等の欠点がある。
環境条件下で用いる潤滑剤としては°、蒸気圧の低い油
やグリースが使用される場合があるが、この場合は潤滑
性に優れている反面、保守の困難な場所に使用された場
合には、油やグリースを長期間に亘って摺動接触面に保
持し、あるいは必要に応じて補給したりするのが困難で
あり、真空装置に適用した場合には、同真空中では徐々
に蒸発して周辺機器を汚染させる等の欠点がある。
また、固体潤滑剤被膜又は複合材料を使用する場合もあ
るが、この場合は油やグリースよりも潤滑性が劣り、長
期間に亘って安定した摺動特性を維持することが困難で
ある等の問題がある。
るが、この場合は油やグリースよりも潤滑性が劣り、長
期間に亘って安定した摺動特性を維持することが困難で
ある等の問題がある。
一方、最近では、真空シール機構等に用いられている磁
性流体を軸受部に使用することが提案さているが、これ
は、負荷を軸受で支持する必要」二、油膜の動圧および
静圧により軸を浮上させる方式であって、例えば第１図
に示すように、磁性流体１を永久磁石２の磁場で軸３と
すべり面との間に固定し、スパイラル溝４による動圧で
浮上刃を発生させるように構成されいてる。すなわち、
磁性流体１は磁場で固定され、外部に流出・飛散しない
という特徴を有しているが、一定方向の回転のみに適用
されるものであるから、例えば揺動運動、起動、停止の
多い場合には、使用できないという欠点がある。
性流体を軸受部に使用することが提案さているが、これ
は、負荷を軸受で支持する必要」二、油膜の動圧および
静圧により軸を浮上させる方式であって、例えば第１図
に示すように、磁性流体１を永久磁石２の磁場で軸３と
すべり面との間に固定し、スパイラル溝４による動圧で
浮上刃を発生させるように構成されいてる。すなわち、
磁性流体１は磁場で固定され、外部に流出・飛散しない
という特徴を有しているが、一定方向の回転のみに適用
されるものであるから、例えば揺動運動、起動、停止の
多い場合には、使用できないという欠点がある。
また、第２図は他の従来例を示す要部の断面図であるが
、磁性流体１によって内部にガス、液体等の流体５を密
封し、その動圧によって潤滑するように構成されたもの
である。６は非磁性材料、７は磁性材料である。しかし
ながら、この場合には、磁性流体シールの破壊による内
部流体５の流失による特性の劣化、磁性流体１と内部流
体５の反応による特性の劣化等が心配されるものであり
、未だ満足のできるものが得られず、長期的に安定した
潤滑性を保持する軸受等の接触伝達機構部品の実現が望
まれている。
、磁性流体１によって内部にガス、液体等の流体５を密
封し、その動圧によって潤滑するように構成されたもの
である。６は非磁性材料、７は磁性材料である。しかし
ながら、この場合には、磁性流体シールの破壊による内
部流体５の流失による特性の劣化、磁性流体１と内部流
体５の反応による特性の劣化等が心配されるものであり
、未だ満足のできるものが得られず、長期的に安定した
潤滑性を保持する軸受等の接触伝達機構部品の実現が望
まれている。
さらに、各種すべり軸受等の接触伝達機構部品として、
高分子系複合材料が用いられているが、１７耗量が比較
的多いことから、精度、信頼＋（ｌ：等が要求される部
品として使用されることが少なかった。これを改善する
ため、潤滑を行うとしても、その潤滑性は金属に比べて
著しく悪い。例えば、４ふっ化エチレンは低いすべり速
度の領域では、油、グリース等で潤滑すると摩擦係数は
増大する。
高分子系複合材料が用いられているが、１７耗量が比較
的多いことから、精度、信頼＋（ｌ：等が要求される部
品として使用されることが少なかった。これを改善する
ため、潤滑を行うとしても、その潤滑性は金属に比べて
著しく悪い。例えば、４ふっ化エチレンは低いすべり速
度の領域では、油、グリース等で潤滑すると摩擦係数は
増大する。
さらに、高分子材料の潤滑では、１ｆｌＩ滑油の吸着が
悪く、初期に潤滑の効果があるものでも、浦切れとなる
までの時間が極めて短いという欠点があっ本発明の目的
は、高分子材料または高分子材料を主成分とする材料を
接触面に用い、磁性流体を潤滑剤として磁場によりその
接触面に長期間安定に保持させるようにした接触伝達機
構部品を提供することである。
悪く、初期に潤滑の効果があるものでも、浦切れとなる
までの時間が極めて短いという欠点があっ本発明の目的
は、高分子材料または高分子材料を主成分とする材料を
接触面に用い、磁性流体を潤滑剤として磁場によりその
接触面に長期間安定に保持させるようにした接触伝達機
構部品を提供することである。
以下、本発明の実施例について説明する。第３図はその
一実施例を示すもので、肉厚方向にＳ極とＮ極が着磁さ
れたリング状の永久磁石１２を磁性体でなる内輪１３と
外輪１４で挾んで、非磁性、例えば黄銅の基台１５の内
側に位置させ、その内輪１３と外ｍ１４の下面と高分子
複合材料１６の上面とでスラストすべり軸受を構成し、
その接触面に磁性流体１１を介在させ、この磁性流体１
工を永久磁石１２の磁場で捕捉させたものである。
一実施例を示すもので、肉厚方向にＳ極とＮ極が着磁さ
れたリング状の永久磁石１２を磁性体でなる内輪１３と
外輪１４で挾んで、非磁性、例えば黄銅の基台１５の内
側に位置させ、その内輪１３と外ｍ１４の下面と高分子
複合材料１６の上面とでスラストすべり軸受を構成し、
その接触面に磁性流体１１を介在させ、この磁性流体１
工を永久磁石１２の磁場で捕捉させたものである。
第４図は第３図における高分子複合材料１Ｇとして、４
ふっ化エチレン樹脂と芳香族ポリエステルのブレンド材
料（ＰＴＦＢ複合材）を使用した場合のすべり速度に対
する摩擦抵抗、接触圧力依存性を示すものである。ここ
では、接触圧力２６０ＫＰａ、９２Ｋ Ｐａで測定した
。まず、磁性流体１１を供給しない乾式条件（・印で示
す。）においては、摩擦抵抗はすべり速度の増加に対し
て増加する傾向を示す。また磁性流体１１を供給し、永
久磁石１２の代わりに黄銅を挿入して磁場を形成しない
場合（×印で示す。）にも、同様に増加仰向を示すが、
すべり速度が大となると、その増加率は乾式の場合はど
大きくはない。これらに対し、磁性流体１工を供給し、
永久磁石１２を挿入して磁場を形成させた場合（○印で
示す。）には、すべり速度が小さい条件下では上記とそ
れほど差は出ないが、特に高速度となると摩擦抵抗の低
減の効果が現れている。またこの場合は、長時間摺動接
触させた場合に特に効果があり、磁場を形成しない場合
は油切れ（磁性流体切れ）により１ｆ耗が増大するのに
対し、その摩耗量は少ない。
ふっ化エチレン樹脂と芳香族ポリエステルのブレンド材
料（ＰＴＦＢ複合材）を使用した場合のすべり速度に対
する摩擦抵抗、接触圧力依存性を示すものである。ここ
では、接触圧力２６０ＫＰａ、９２Ｋ Ｐａで測定した
。まず、磁性流体１１を供給しない乾式条件（・印で示
す。）においては、摩擦抵抗はすべり速度の増加に対し
て増加する傾向を示す。また磁性流体１１を供給し、永
久磁石１２の代わりに黄銅を挿入して磁場を形成しない
場合（×印で示す。）にも、同様に増加仰向を示すが、
すべり速度が大となると、その増加率は乾式の場合はど
大きくはない。これらに対し、磁性流体１工を供給し、
永久磁石１２を挿入して磁場を形成させた場合（○印で
示す。）には、すべり速度が小さい条件下では上記とそ
れほど差は出ないが、特に高速度となると摩擦抵抗の低
減の効果が現れている。またこの場合は、長時間摺動接
触させた場合に特に効果があり、磁場を形成しない場合
は油切れ（磁性流体切れ）により１ｆ耗が増大するのに
対し、その摩耗量は少ない。
第５図は第３図の変形例を示すものであり、第３図にお
ける高分子複合材料１６の接触面に黄銅の基台１５の下
面が接触するようにしてスラストすべり軸受を形成し、
その基台１５の下面に溝を形成して、その溝内に永久磁
石工２を放射状に配置したもので、（ａｌはその永久磁
石１２を同一極性で周方向に配置したもの、ｆｂ）は交
互に異極性で周方向に配置したものである。なお、永久
磁石１２は黄銅の基台工５の下面より０．１ｍｍ凹状に
引っ込んでおり、直接は高分子複合材料１６には接触し
ない。
ける高分子複合材料１６の接触面に黄銅の基台１５の下
面が接触するようにしてスラストすべり軸受を形成し、
その基台１５の下面に溝を形成して、その溝内に永久磁
石工２を放射状に配置したもので、（ａｌはその永久磁
石１２を同一極性で周方向に配置したもの、ｆｂ）は交
互に異極性で周方向に配置したものである。なお、永久
磁石１２は黄銅の基台工５の下面より０．１ｍｍ凹状に
引っ込んでおり、直接は高分子複合材料１６には接触し
ない。
第６図はスラストすべり軸受を第５図に示す構成として
、高分子複合材料１６に前記したＩ）ＴＦＥ複合材を使
用し、磁性流体１１を供給した場合のすべり速度に対す
る摩擦抵抗の特性を示す。接触圧力は２６０Ｋ Ｐａで
測定した。ローは黄銅の基台１５の溝に永久磁石１２の
代わりに黄銅を挿入して磁場を形成しない場合を示す。
、高分子複合材料１６に前記したＩ）ＴＦＥ複合材を使
用し、磁性流体１１を供給した場合のすべり速度に対す
る摩擦抵抗の特性を示す。接触圧力は２６０Ｋ Ｐａで
測定した。ローは黄銅の基台１５の溝に永久磁石１２の
代わりに黄銅を挿入して磁場を形成しない場合を示す。
永久磁石１２を同一極で配置したｆａ）の場合（★印で
示す。）および交互に異極で配置した（ｂｌの場合（◎
印で示す。）は、黄銅を挿入した場合（ロー）に比べて
、潤滑性は優れており、摩擦抵抗は小さくなっている。
示す。）および交互に異極で配置した（ｂｌの場合（◎
印で示す。）は、黄銅を挿入した場合（ロー）に比べて
、潤滑性は優れており、摩擦抵抗は小さくなっている。
特に異極で交互に配置した（ｂ）の場合は、その効果は
著しかった。
著しかった。
以上、高分子複合材料１６側を相手面として、つまり高
分子複合材料１Ｇと対向する側に永久磁石Ｉ２を配置し
た場合について説明したが、高分子複合材料中に永久磁
石を組み込め、磁場を形成して、磁性流体を介在させて
も、同様な効果が得られることはいうまでもない。また
、高分子複合材料同士を摺動接触させる部位に磁場を形
成し、磁性流体を作用させる場合も効果がある。さらに
、以」二では４ふっ化エチレン樹脂複合材について説明
したが、他の高分子材料又は高分子材料を主成分とする
材料についても同様な効果があることばいうまでもない
。
分子複合材料１Ｇと対向する側に永久磁石Ｉ２を配置し
た場合について説明したが、高分子複合材料中に永久磁
石を組み込め、磁場を形成して、磁性流体を介在させて
も、同様な効果が得られることはいうまでもない。また
、高分子複合材料同士を摺動接触させる部位に磁場を形
成し、磁性流体を作用させる場合も効果がある。さらに
、以」二では４ふっ化エチレン樹脂複合材について説明
したが、他の高分子材料又は高分子材料を主成分とする
材料についても同様な効果があることばいうまでもない
。
第７図は第３図に示したスラストすべり軸受をラジアル
すべり軸受に変形した例を示すもので、ここでは永久磁
石１２を高分子複合材料１６と一体に成形しており、機
械的強度が大きく、磁性流体冊は軸１７との界面に永久
磁石１２の磁場によって捕捉され、潤滑効果を示す。こ
の場合、永久磁石１２の着磁方向は、肉厚方向、半径方
向のいずれでも良い。
すべり軸受に変形した例を示すもので、ここでは永久磁
石１２を高分子複合材料１６と一体に成形しており、機
械的強度が大きく、磁性流体冊は軸１７との界面に永久
磁石１２の磁場によって捕捉され、潤滑効果を示す。こ
の場合、永久磁石１２の着磁方向は、肉厚方向、半径方
向のいずれでも良い。
第８図は第５図に示したスラストすべり軸受をラジアル
すべり軸受に変形した例を示すもので、ここでは高分子
複合材料１Ｇに永久磁石１２を固定して、その永久磁石
１２によって磁性流体ｌ］を軸１７との界面に捕捉して
おり、その磁性流体１１による流体ｌｆＩ滑領域の潤滑
が可能となる。ここで、永久磁石１２として希土類磁石
のように欠は易い材料を用いる場合、欠けによる損耗と
脱落粉による摺動接触面の損傷を防ぐために、高分子複
合材料１６と一体化して、接触面を高分子材で被覆する
れば効果的である。
すべり軸受に変形した例を示すもので、ここでは高分子
複合材料１Ｇに永久磁石１２を固定して、その永久磁石
１２によって磁性流体ｌ］を軸１７との界面に捕捉して
おり、その磁性流体１１による流体ｌｆＩ滑領域の潤滑
が可能となる。ここで、永久磁石１２として希土類磁石
のように欠は易い材料を用いる場合、欠けによる損耗と
脱落粉による摺動接触面の損傷を防ぐために、高分子複
合材料１６と一体化して、接触面を高分子材で被覆する
れば効果的である。
以上述べたように、高分子ヰＡ料又は高分子材料を主成
分とする材料を軸受として用いた場合でも、その間１１
）が可能となり、低摩擦抵抗で、摩耗による精度劣化の
少ないすべり軸受を構成することができる。
分とする材料を軸受として用いた場合でも、その間１１
）が可能となり、低摩擦抵抗で、摩耗による精度劣化の
少ないすべり軸受を構成することができる。
第９図は歯車に適用した実施例を示すものであり、高分
子複合材料１６で歯車１８を成形し、その高分子複合材
料１６内に永久磁石１２を埋め込んで、その永久磁石１
２による磁場により、磁性流体１１を歯車の接触面に保
持させ、潤滑作用を行うようにしたものである。
子複合材料１６で歯車１８を成形し、その高分子複合材
料１６内に永久磁石１２を埋め込んで、その永久磁石１
２による磁場により、磁性流体１１を歯車の接触面に保
持させ、潤滑作用を行うようにしたものである。
他に、ころがり軸受、ネジ、カム等の摺動接触機構部品
についても、同様に永久磁石を複合した高分子複合材料
を用いれば、磁性流体は摺動接触面乙こ固定されて潤滑
作用を行ない、潤渦剤切れも少な（なる。
についても、同様に永久磁石を複合した高分子複合材料
を用いれば、磁性流体は摺動接触面乙こ固定されて潤滑
作用を行ない、潤渦剤切れも少な（なる。
また、これらの伝達系については、高分子＋２料の弾性
率の小さいことを活用して、弾性変形を利用した弾性流
体潤滑条件下で作用させれば、バック・ランシュの小さ
い機構構成が可能となる。
率の小さいことを活用して、弾性変形を利用した弾性流
体潤滑条件下で作用させれば、バック・ランシュの小さ
い機構構成が可能となる。
また、これらの高分子材料に、ガラス繊維又は炭素繊維
等を複合した場合、Ｐ１変形が小さく、強度の大ぎな機
構部品を構成することができ、その効果は著しい。
等を複合した場合、Ｐ１変形が小さく、強度の大ぎな機
構部品を構成することができ、その効果は著しい。
また、本発明は磁性流体のシール効果により、潤滑剤で
ある磁性擁体を飛敗さゼることが少なく、周辺機器を汚
染することもない。
ある磁性擁体を飛敗さゼることが少なく、周辺機器を汚
染することもない。
また、化学的に活性な物質が存在し、金属がおかされ易
い条件、例えば活性プラズマや化学薬品蒸気中において
も、安定な高分子材料、ふっ素系油等をベース油にした
磁性流体を用いれば、長寿命の潤滑が可能となる。
い条件、例えば活性プラズマや化学薬品蒸気中において
も、安定な高分子材料、ふっ素系油等をベース油にした
磁性流体を用いれば、長寿命の潤滑が可能となる。
さらに、本発明の接触伝達機構部品は、磁場により表面
に磁性流体を保持しているので、特に往復運動、揺動運
動時、静止時からの起動時のように、従来潤滑油切れが
生じ易い条件においても、強固な潤滑膜が形成されて、
安定な運動を伝達させることができる。
に磁性流体を保持しているので、特に往復運動、揺動運
動時、静止時からの起動時のように、従来潤滑油切れが
生じ易い条件においても、強固な潤滑膜が形成されて、
安定な運動を伝達させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、高分子材料又は
高分子材料を主成分とする利利で接触面を形成し、その
接触面の潤滑剤として磁性流体を用い、磁場によりその
磁性流体をその接触面に保持させたものであり、高分子
材料および高分子複合材料の潤滑が可能となり、低速か
ら同速条件にかけて摩擦抵抗が小さく、なめらかな安定
した摺動か可能となる。また、１９耗も少なく、面精度
な機構部品として長期間の使用に耐える得る。さらに、
磁性流体のシール作用を活用すれば、外部を汚染させる
ことも少ない。従って、各種測定機器のように高精度、
高信頼性が要求される摺動機構部品に適用すれば、その
効果は大きい。
高分子材料を主成分とする利利で接触面を形成し、その
接触面の潤滑剤として磁性流体を用い、磁場によりその
磁性流体をその接触面に保持させたものであり、高分子
材料および高分子複合材料の潤滑が可能となり、低速か
ら同速条件にかけて摩擦抵抗が小さく、なめらかな安定
した摺動か可能となる。また、１９耗も少なく、面精度
な機構部品として長期間の使用に耐える得る。さらに、
磁性流体のシール作用を活用すれば、外部を汚染させる
ことも少ない。従って、各種測定機器のように高精度、
高信頼性が要求される摺動機構部品に適用すれば、その
効果は大きい。
第１図および第２図は磁性流体を使用した従来の摺動接
触用機構部品の断面図、第３図は本発明の一実施例のス
ラストすべり軸受の断面図、第４図は第３図の構成の軸
受の接触部を種々変更した場合の摩擦抵抗特性図、第５
図（ａｌ、（ｂｌは第３図の永久磁石配置を変形した例
を示す接触部分の説明図、第６図は第５図の摩擦抵抗特
性図、第７図は第３図の接触部を利用したラジアルすべ
り軸受の斜視図、第８図は第５図の接触部を利用したラ
ジアルすべり軸受の斜視図、第９図は歯車に適用した例
の説明図である。 １・・・磁性流体、２・・・永久磁石、３・・・軸、４
・・・スパイラル溝、５・・・流体、６・・・非磁性相
材、７・・・磁性材料、１１・・・磁性流体、１２・・
・永久磁石、１３・・・内輪、１４・・・外輪、１５・
・・基台、１６・・・高分子複合材料、１７・・・軸、
１８・・・歯車。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士 長尾常明 第１図 第２図 ｊ −−−、−一□−り 第４図 （ ００１０，１１１０
触用機構部品の断面図、第３図は本発明の一実施例のス
ラストすべり軸受の断面図、第４図は第３図の構成の軸
受の接触部を種々変更した場合の摩擦抵抗特性図、第５
図（ａｌ、（ｂｌは第３図の永久磁石配置を変形した例
を示す接触部分の説明図、第６図は第５図の摩擦抵抗特
性図、第７図は第３図の接触部を利用したラジアルすべ
り軸受の斜視図、第８図は第５図の接触部を利用したラ
ジアルすべり軸受の斜視図、第９図は歯車に適用した例
の説明図である。 １・・・磁性流体、２・・・永久磁石、３・・・軸、４
・・・スパイラル溝、５・・・流体、６・・・非磁性相
材、７・・・磁性材料、１１・・・磁性流体、１２・・
・永久磁石、１３・・・内輪、１４・・・外輪、１５・
・・基台、１６・・・高分子複合材料、１７・・・軸、
１８・・・歯車。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士 長尾常明 第１図 第２図 ｊ −−−、−一□−り 第４図 （ ００１０，１１１０
Claims (1)
- （１）、高分子材料又は高分子材料を主成分とする材料
により接触面を形成し、永久磁石により該接触面に磁場
を形成し、該磁場によって上記接触面に磁性流体を捕捉
させたことを特徴とする接触伝達機構部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58064669A JPS59190597A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 接触伝達機構部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58064669A JPS59190597A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 接触伝達機構部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190597A true JPS59190597A (ja) | 1984-10-29 |
Family
ID=13264823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58064669A Pending JPS59190597A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 接触伝達機構部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190597A (ja) |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP58064669A patent/JPS59190597A/ja active Pending
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