專利名稱：滑動(dòng)材料、其制造方法以及使用了滑動(dòng)材料的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑動(dòng)材料、其制造方法以及使用了滑動(dòng)材料的設(shè)備。
背景技術(shù)：
減小物體彼此之間的摩擦的潤滑材料(滑動(dòng)材料)，從固體潤滑材料逐漸向液體潤滑材料過渡。然而，液體潤滑材料，在真空、高溫環(huán)境這樣的液體無法使用的環(huán)境下其使用受到限制，所以目前仍然存在降低摩擦力不充分、耐久性低等問題。另外，伴隨著微米機(jī)械、納米機(jī)械等微型機(jī)械的出現(xiàn)，迫切需要開發(fā)一種即便在微型機(jī)械中也可以使用的潤滑材料、潤滑系統(tǒng)。
作為能適用于微型機(jī)械的潤滑系統(tǒng)，已提出了一種用石墨基板夾持碳球分子或是碳管分子的潤滑系統(tǒng)(專利文獻(xiàn)1)。該潤滑系統(tǒng)是在石墨基板表面蒸鍍C60分子，形成單層的C60分子膜，利用C60分子的滾動(dòng)，使放置在C60分子膜上的另外的石墨基板滑動(dòng)的系統(tǒng)。
然而，在利用蒸鍍法形成C60分子膜時(shí)，難以把形成在石墨基板表面的C60分子膜控制為單層，實(shí)際上C60分子易于重疊為雙層。如果形成雙層C60分子膜，則C60分子難以滾動(dòng)，從而使得兩張石墨基板之間的摩擦增大。這樣，用蒸鍍法制造可以減小石墨基板之間摩擦的潤滑系統(tǒng)是困難的。另外，用石墨基板夾持碳球分子或是碳管分子的潤滑系統(tǒng)的耐久性無法充分滿足要求。
專利文獻(xiàn)1JP特開2003-62799號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種滑動(dòng)材料、容易制造該滑動(dòng)材料的制造方法以及使用了該滑動(dòng)材料的設(shè)備，該滑動(dòng)材料不限制可使用的環(huán)境，可應(yīng)用于從汽車等大型機(jī)械到納米機(jī)械的各種尺寸的機(jī)械、設(shè)備，與以往相比可以減小摩擦且具有良好的耐久性。
本發(fā)明的滑動(dòng)材料的特征在于，具有呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體和插入到六方晶體的層間的球狀分子。
優(yōu)選在六方晶體的層間插入了球狀分子的結(jié)構(gòu)，在厚度方向反復(fù)存在多個(gè)。
優(yōu)選球狀分子在六方晶體的各層間呈單層。
優(yōu)選球狀分子具有由碳形成的5員環(huán)或6員環(huán)。
優(yōu)選球狀分子之間在厚度方向上的距離為1.4nm或更小。
另外，本發(fā)明的滑動(dòng)材料也可以是上述滑動(dòng)材料與固體或者流體的混合物，或者也可以是固體表面設(shè)置有上述滑動(dòng)材料的材料。
本發(fā)明的滑動(dòng)材料的制造方法的特征在于，具有擴(kuò)大呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體的層間的工序和在六方晶體的層間插入球狀分子的工序。
在上述制造方法中，優(yōu)選使球狀分子升華而將球狀分子插入六方晶體的層間。
本發(fā)明的設(shè)備的特征在于，具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面，設(shè)置有本發(fā)明的滑動(dòng)材料。
本發(fā)明的鐘表的特征在于，具有傳遞動(dòng)力的至少一組齒輪和調(diào)整時(shí)間的切換機(jī)構(gòu)，上述齒輪和/或切換結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面，設(shè)置有本發(fā)明的滑動(dòng)材料。
本發(fā)明的馬達(dá)的特征在于，具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面，設(shè)置有本發(fā)明的滑動(dòng)材料。
本發(fā)明的滑動(dòng)材料不限制可使用的環(huán)境，可應(yīng)用于從汽車等大型機(jī)械到納米機(jī)械的各種尺寸的機(jī)械、設(shè)備，與以往相比減小摩擦的效果好，并且耐久性優(yōu)異。
根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)材料的制造方法，可以容易地制造本發(fā)明的滑動(dòng)材料。
本發(fā)明的設(shè)備、鐘表、馬達(dá)的滑動(dòng)部的摩擦小，并且可以長時(shí)間維持該低摩擦的狀態(tài)。


圖1是表示本發(fā)明的滑動(dòng)材料的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)模型。
圖2是表示實(shí)施例的滑動(dòng)材料的制造工序之一的圖。
圖3是表示實(shí)施例的滑動(dòng)材料的制造工序之一的圖。
圖4是表示實(shí)施例的滑動(dòng)材料的制造工序之一的圖。
圖5是由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的照片以及示意圖。
圖6是由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的高分辨率電子顯微鏡圖像。
圖7是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的衍射圖形。
圖8是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的摩擦特性(負(fù)荷0nN)的曲線圖。
圖9是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的摩擦特性(負(fù)荷10nN)的曲線圖。
圖10是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的摩擦特性(負(fù)荷20nN)的曲線圖。
圖11是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的摩擦特性(負(fù)荷60nN)的曲線圖。
圖12是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的摩擦特性(負(fù)荷100nN)的曲線圖。
圖13是表示由實(shí)施例得到的滑動(dòng)材料的摩擦特性(負(fù)荷10μN(yùn))的曲線圖。
圖14是表示在本發(fā)明的模擬電子鐘表的實(shí)施方式中，從正面觀察到的機(jī)芯的概略形狀的俯視圖。
圖15是表示在本發(fā)明的模擬電子鐘表的實(shí)施方式中，從秒馬達(dá)到秒針的部分的局部概略剖視圖。
圖16是表示在本發(fā)明的模擬電子鐘表的實(shí)施方式中，從分馬達(dá)到分針的部分的局部概略剖視圖。
圖17是表示在本發(fā)明的模擬電子鐘表的實(shí)施方式中，從時(shí)馬達(dá)到時(shí)針的部分的局部概略剖視圖。
圖18是表示在本發(fā)明的機(jī)械鐘表的實(shí)施方式中，機(jī)芯正面的概略形狀的俯視19是表示在本發(fā)明的機(jī)械鐘表的實(shí)施方式中，從條盒到擒縱叉的部分的局部概略剖視圖。
圖20是表示在本發(fā)明的機(jī)械鐘表的實(shí)施方式中，從擒縱輪到擺輪的部分的局部概略剖視圖。
圖21是表示在本發(fā)明的機(jī)械鐘表的實(shí)施方式中，柄軸、撥針輪、跨輪部分的局部概略剖視圖。
符號(hào)說明1滑動(dòng)材料；2石墨；3石墨層；4C60分子；11攪拌器；12HOPG；13爐；14石英管；100機(jī)芯(機(jī)械體)；102底盤；110柄軸；112輪系夾板；114第二夾板；116電路組件；118IC；120電池；122晶體振蕩器；160絕緣板；162開啟簧；166切換彈簧；210時(shí)馬達(dá)；212線圈組件A；214定子A；216時(shí)轉(zhuǎn)子；222中間跨輪；224跨輪；226時(shí)輪；230時(shí)針；240分馬達(dá)；242線圈組件B；244定子B；246分轉(zhuǎn)子；252第二中間輪B；254第二中間輪A；256分輪；260分針；270秒馬達(dá)；272線圈組件C；274定子C；276秒轉(zhuǎn)子；276a秒馬達(dá)軸承部；276b秒馬達(dá)軸承部；282五輪；284秒輪；300機(jī)芯(機(jī)械體)；302底盤；302a柄軸導(dǎo)向孔；310柄軸；312立輪；314圓孔輪；316方孔輪；320條盒輪；320a上軸部；320b下軸部；320d條盒齒輪；320f條軸；322發(fā)條；324二輪；324a上軸部；324b下軸部；324c小齒輪部；324d齒輪部；324h滾子部；326三輪；326a上軸部；326b下軸部；326c小齒輪部；326d齒輪部；328四輪；328a上軸部；328b下軸部；328c小齒輪部；328d齒輪部；330擒縱輪；330a上軸部；330b下軸部；330c小齒輪部；330d齒輪部；340擺輪；340a擺輪芯軸；340c游絲；340d游絲固著環(huán)；342擒縱叉；342a上軸部；342b下軸部；342d擒縱叉體；342f擒縱叉軸；343擒縱叉瓦；350筒形小齒輪；352分針；354筒輪；356時(shí)針；358分輪；360條盒夾板；362輪系夾板；364擒縱叉軸承；366擺輪夾板；368快慢針；370游絲樁支撐；370a游絲樁；384分針壓板；390壓制桿；392離合桿；394離合桿簧；396離合桿壓板；397撥針輪；398離合輪。
具體實(shí)施例方式
(滑動(dòng)材料)本發(fā)明的滑動(dòng)材料是具有呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體和插入(插層反應(yīng))到六方晶體的層間的球狀分子的層間化合物。優(yōu)選在六方晶體的層間插入了球狀分子的結(jié)構(gòu)，在厚度方向反復(fù)存在多個(gè)。
作為呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體，具體可列舉出石墨、二硫化鉬等，優(yōu)選石墨。石墨具有由碳6員環(huán)連接而成的平面狀的層重疊多層而形成的層狀結(jié)構(gòu)。石墨的形狀可以根據(jù)滑動(dòng)材料的用途適當(dāng)選擇，可以列舉出膜狀、粉末狀等。
作為球狀分子由于需要與石墨有較強(qiáng)的相互作用，所以優(yōu)選具有由碳形成的5員環(huán)或6員環(huán)。另外，作為球狀分子由于需要易于進(jìn)入石墨層之間并且是穩(wěn)定的，所以優(yōu)選其直徑是0.7nm～0.8nm。
作為球狀分子特別優(yōu)選球殼狀碳分子(fullerene)。球殼狀碳分子是由碳所形成的5員環(huán)以及6員環(huán)的網(wǎng)封閉而形成的空心殼狀的碳球分子。作為球殼狀碳分子，可列舉出C60分子、C70分子、C76分子、C78分子、C80分子、C82分子、C84分子、C86分子、C88分子、C90分子、C92分子、C94分子、C96分子等。作為球殼狀碳分子，由于分子易于滾動(dòng)，其結(jié)果是，可以獲得減小摩擦效果好的滑動(dòng)材料，優(yōu)選C60分子、C70分子。
以下，對(duì)六方晶體為石墨，而球狀分子為C60分子的例子進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是表示本發(fā)明的滑動(dòng)材料的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)模型。該滑動(dòng)材料1具有石墨2、和插入石墨層3之間的C60分子4。在石墨層3之間插入了C60分子4的結(jié)構(gòu)，在厚度方向反復(fù)存在多個(gè)。
C60分子4在石墨層3之間呈單層排列。由于C60分子4在石墨層3之間呈單層，因此分子易于滾動(dòng)，其結(jié)果是可以獲得減小摩擦效果好的滑動(dòng)材料。
另外，為了使C60分子4更易于滾動(dòng)，C60分子4所形成的層，最好是C60分子4之間的間隙較小，具有稠密結(jié)構(gòu)。所謂稠密結(jié)構(gòu)，具體是指C60分子4排列成在平面方向鄰接的C60分子4、4的中心距為1nm的結(jié)構(gòu)。
為了獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，厚度方向的C60分子4之間的距離優(yōu)選為1.4nm或更小。如圖1所示，厚度方向的C60分子4之間的距離為隔著石墨層3鄰接的C60分子4、4的中心距離a。中心距離a的下限為1.3nm。
本發(fā)明的滑動(dòng)材料，可以與固體或流體混合，把該混合物作為滑動(dòng)材料(固體潤滑材料或液體潤滑材料)使用。作為與滑動(dòng)材料混合的固體，可列舉出基本樹脂為聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚縮醛(聚甲醛)、聚酰胺、改性聚苯醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺等樹脂。作為與滑動(dòng)材料混合的液體，可列舉出齒輪油、機(jī)油、軸承油、精密儀器油等潤滑油。
另外，本發(fā)明的滑動(dòng)材料，可以設(shè)置在固體表面，將該固體作為滑動(dòng)材料使用。作為這樣的滑動(dòng)材料，例如可以列舉出在固體表面涂敷滑動(dòng)材料，形成滑動(dòng)材料層的材料、鍍鎳、鍍鋅、鍍鋁、鍍銅、鍍金等。作為在表面設(shè)置有滑動(dòng)材料的固體，可以列舉出聚碳酸酯、聚縮醛等樹脂、黃銅、鋼鐵材料、鋁合金、銅合金、鎂合金等。
(滑動(dòng)材料的制造方法)本發(fā)明的滑動(dòng)材料，是經(jīng)過擴(kuò)大呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體的層間的工序(以下，也稱為膨脹工序)、和在六方晶體的層間插入球狀分子的工序(以下，也稱為插入工序)來制造的。
六方晶體的層間是通過把六方晶體浸入硫酸和硝酸的混合液中后，使其干燥進(jìn)而加熱來擴(kuò)大的。硫酸和硝酸的混合比(硫酸∶硝酸)優(yōu)選為4∶1(體積比)。硫酸以及硝酸的濃度優(yōu)選100％。而浸漬時(shí)間優(yōu)選為16～17小時(shí)，浸漬時(shí)的混合液的溫度優(yōu)選為20～30℃。另外，優(yōu)選一邊攪拌混合液和六方晶體一邊進(jìn)行浸漬。干燥后的六方晶體的加熱優(yōu)選在1000～1100℃下進(jìn)行。
插入工序具體就是使球狀分子升華而把球狀分子插入到在膨脹工序中擴(kuò)大了的六方晶體的層間的工序。球狀分子的升華是通過加熱到球狀分子升華溫度來進(jìn)行的。當(dāng)球狀分子為C60分子時(shí)，加熱是在550～600℃下進(jìn)行的。加熱時(shí)間優(yōu)選2-3周。另外，為了防止球狀分子的氧化，球狀分子的升華優(yōu)選在真空或氮?dú)獾榷栊詺怏w環(huán)境下進(jìn)行。
另外，本發(fā)明的滑動(dòng)材料的制造方法，優(yōu)選具有使插入到六方晶體的層間的球狀分子在各層間呈單層的工序(以下，也稱為單層化工序)。當(dāng)使球狀分子升華而把球狀分子插入到六方晶體的層間時(shí)，通常由于插入到六方晶體層間的球狀分子插入成在各層間呈單層，所以同時(shí)進(jìn)行插入工序和單層化工序。
(設(shè)備)本發(fā)明的設(shè)備具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面設(shè)置有本發(fā)明的滑動(dòng)材料。
作為設(shè)備，例如，可列舉出鐘表、馬達(dá)、汽車、發(fā)電機(jī)、飛機(jī)、船舶、摩托車、照相機(jī)、攝像機(jī)、眼鏡、測(cè)量用設(shè)備、攝影用設(shè)備、錄音用設(shè)備、錄音錄像用設(shè)備、印刷用設(shè)備、機(jī)床、加工用機(jī)械、組裝用機(jī)械、搬送用機(jī)械、運(yùn)送用機(jī)械、零售用(售貨機(jī))機(jī)械、具有軸承的設(shè)備等。
作為設(shè)備的滑動(dòng)部，例如，可列舉出鐘表的齒輪齒牙表面、鐘表的齒輪的軸承部、馬達(dá)的刷子、定子、轉(zhuǎn)子、汽車用的引擎活塞、發(fā)電用渦輪的軸承部、照相機(jī)的快門、眼鏡框等。
(鐘表)
作為本發(fā)明設(shè)備的例子之一的鐘表，可以列舉出具有傳遞動(dòng)力的至少一組齒輪、和調(diào)整時(shí)間的切換機(jī)構(gòu)的鐘表。
上述齒輪以及切換機(jī)構(gòu)，具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述齒輪和/或切換機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面，設(shè)置有本發(fā)明的滑動(dòng)材料。
上述已說明的本發(fā)明的滑動(dòng)材料與以往通過對(duì)物體表面的改良來改善摩擦特性的材料不同，其是基于固體內(nèi)滑動(dòng)的材料。即，在球狀分子插入到呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體的層間的狀態(tài)下，如果對(duì)六方晶體施加剪切力，則球狀分子將在六方晶體的層間滾動(dòng)、引起搖動(dòng)等，產(chǎn)生摩擦幾乎為零的超潤滑。對(duì)本發(fā)明的滑動(dòng)材料而言，球狀分子插入到六方晶體的層間的結(jié)構(gòu)，在厚度方向無限制地反復(fù)存在。因此，在本發(fā)明的滑動(dòng)材料中，因利用了在厚度方向無限制地反復(fù)存在的滑動(dòng)面(六方晶體的層與球狀分子所形成的層的邊界面)的固體內(nèi)滑動(dòng)，而產(chǎn)生摩擦幾乎為零的超潤滑。
另外，由于利用了固體內(nèi)滑動(dòng)，所以本發(fā)明的滑動(dòng)材料可以忽略水的影響、表面摩損所引起的影響等，為耐久性優(yōu)異的材料。另外，由于滑動(dòng)面無各向異性，因而連摩擦力也沒有各向異性，只要是在平面內(nèi)即可在任何方向自由滑動(dòng)。
另外，通過使用具有納米、微米尺寸厚度的六方晶體而獲得的材料，可以應(yīng)用于納米機(jī)械，微米機(jī)械等微型機(jī)械。另外，通過使用粉末狀的六方晶體而得到的滑動(dòng)材料可以用作一般機(jī)械等的軸承等的潤滑材料。
實(shí)施例以下給出實(shí)施例。
(實(shí)施例1)首先，把100％硫酸和100％硝酸以硫酸∶硝酸＝4∶1(體積比)的比例混合，在50ml該混合液中放入2.2mm×2.2mm×0.2mm的HOPG(HighlyOriented Pyrolytic Graphite)(Veeco制、Grade-ZYH)，如圖2所示，使用攪拌器11在20℃下攪拌16小時(shí)。取出HOPG12，用純水洗凈，將酸中和。
如圖3所示，把HOPG12放入爐13中，在100℃下加熱1～2分鐘來完全蒸發(fā)HOPG12的水分之后，進(jìn)一步在1050℃下加熱15秒來擴(kuò)大HOPG12的層間。
接著，把C60分子(MTR制造，純度99.98％以上)7.54mg以及層間已擴(kuò)大的HOPG3.77mg放入石英管中，將石英管內(nèi)抽真空后密封石英管。
如圖4所示，把密封了C60分子以及HOPG的石英管14放入爐13中，在600℃下加熱兩周，使已升華的C60分子插入到HOPG的層間。這樣，可獲得如圖5所示的2.2mm×2.2mm×0.2mm的滑動(dòng)材料。
使用高分辨率電子顯微鏡(日本電子制，JEM-2000EX)來確認(rèn)所獲得的滑動(dòng)材料的結(jié)構(gòu)。圖6表示了高分辨率電子顯微鏡圖像，圖7表示了其衍射圖形。圖1表示了由此獲得的結(jié)構(gòu)模型。
使用摩擦力顯微鏡(SEIKO INSTRUMENTS株式會(huì)社，SPI300)調(diào)查所獲得的滑動(dòng)材料的摩擦特性。具體地講，沿著滑動(dòng)材料表面邊施加一定負(fù)荷，邊使探針往復(fù)移動(dòng)來測(cè)定當(dāng)時(shí)的摩擦力。圖8表示負(fù)荷0nN的結(jié)果，圖9表示負(fù)荷為10nN的結(jié)果，圖10表示負(fù)荷為20nN的結(jié)果，圖11表示負(fù)荷為60nN的結(jié)果，圖1 2表示負(fù)荷為100nN的結(jié)果，圖13表示負(fù)荷為10μN(yùn)的結(jié)果。另外在圖8～13的結(jié)果中，在摩擦力顯微鏡的測(cè)定界限范圍內(nèi)(摩擦力為0.1nN)摩擦力幾乎接近于零。
由圖8～13的結(jié)果可知，靜摩擦力以及動(dòng)摩擦力接近零的狀態(tài)，在負(fù)荷達(dá)到100nN為止都成立。另外，沒有發(fā)現(xiàn)摩擦力的各向異性。
(實(shí)施例2)對(duì)在模擬電子鐘表的滑動(dòng)部設(shè)置實(shí)施例1的滑動(dòng)材料的實(shí)施例進(jìn)行說明。
(模擬電子鐘表的結(jié)構(gòu))首先，參照?qǐng)D14～17，對(duì)在實(shí)施例2中使用的模擬電子鐘表的機(jī)芯(機(jī)械體)進(jìn)行說明。
模擬電子鐘表的機(jī)芯(機(jī)械體)100具有由底盤102、輪系夾板112以及第二夾板114構(gòu)成的機(jī)芯100的支撐件；組裝在底盤102的柄軸導(dǎo)向孔內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)的柄軸110；絕緣板160；開啟簧162；隔著絕緣板160并通過開啟簧162固定于底盤102以及輪系夾板112的電路組件116；構(gòu)成模擬電子鐘表的動(dòng)力源的電池120；安裝于電路組件116上的IC118以及晶體振蕩器122；與開啟簧162形成一體、用于決定柄軸110的軸線方向位置的切換彈簧166；由線圈組件A212、定子A214以及時(shí)轉(zhuǎn)子216構(gòu)成的時(shí)馬達(dá)210；由中間跨輪222、跨輪224以及時(shí)輪226構(gòu)成的時(shí)顯示輪系；由線圈組件B242、定子B244以及時(shí)轉(zhuǎn)子246構(gòu)成的分馬達(dá)240；由第二中間輪B252、第二中間輪A254以及分輪256構(gòu)成的分顯示輪系；由線圈組件C272、定子C274以及秒轉(zhuǎn)子276構(gòu)成的秒馬達(dá)270；由五輪282以及秒輪284構(gòu)成的秒顯示輪系的概略結(jié)構(gòu)。
該機(jī)芯(機(jī)械體)100構(gòu)成為通過時(shí)馬達(dá)210的旋轉(zhuǎn)使時(shí)顯示輪系旋轉(zhuǎn)，通過時(shí)針230來表示現(xiàn)在的時(shí)刻當(dāng)中的“時(shí)”通過分馬達(dá)240的旋轉(zhuǎn)使分針顯示輪系旋轉(zhuǎn)，通過分針260來表示現(xiàn)在的時(shí)刻當(dāng)中的“分”；另外，通過秒馬達(dá)270的旋轉(zhuǎn)使秒針顯示輪系旋轉(zhuǎn)，通過秒針290來表示現(xiàn)在的時(shí)刻當(dāng)中的“秒”。
作為上述電池120可以使用可充電的二次電池，也可以使用可充電的電容器。晶體振蕩器122構(gòu)成模擬電子鐘表的振源，例如以32768赫茲振動(dòng)。
(滑動(dòng)材料的設(shè)置)在該機(jī)芯(機(jī)械體)100中，如下所示，在秒馬達(dá)270的軸承部(由秒馬達(dá)軸承部276a和輪系夾板112構(gòu)成的上側(cè)軸承部以及由秒馬達(dá)軸承部276b和底盤102構(gòu)成的下側(cè)軸承部)設(shè)置有實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。
首先，使在實(shí)施例1中得到的滑動(dòng)材料的一部分剝離，得到厚度1μm的滑動(dòng)材料。在秒馬達(dá)軸承部276a、以及輪系夾板112的與秒馬達(dá)軸承部276a連接的部分，涂敷環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑，使得厚度為0.1μm。同樣，在秒馬達(dá)軸承部276b、以及底盤102的與秒馬達(dá)軸承部276b連接的部分涂敷環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑。
接著，在所涂敷的環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑上，粘貼剝離了的滑動(dòng)材料，并在25℃下放置1小時(shí)，使環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑充分干燥。
同樣地，在時(shí)馬達(dá)210、時(shí)顯示輪系、分馬達(dá)240、分顯示輪系以及秒顯示輪系的軸承部也設(shè)置實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。結(jié)果，因?yàn)榭梢韵麥p滑動(dòng)材料的摩擦損耗，因而可以延長電池壽命。
(實(shí)施例3)在該機(jī)芯(機(jī)械體)100中，如下所示，在秒馬達(dá)270的軸承部(由秒馬達(dá)軸承部276a和輪系夾板112構(gòu)成的上側(cè)軸承部以及由秒馬達(dá)軸承部276b和底盤102構(gòu)成的下側(cè)軸承部)設(shè)置有實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。
首先，把在實(shí)施例1中得到的滑動(dòng)材料粉碎成粒徑為0.1～1μm?；旌乡姳碛脻櫥?SYNTHETIC OIL9010(MOEBIUS公司制))和已粉碎的滑動(dòng)材料，使得潤滑油與滑動(dòng)材料之比為100比10。
接著，在秒馬達(dá)軸承部276a、以及輪系夾板112的與秒馬達(dá)軸承部276a連接的部分，涂敷混合了滑動(dòng)材料的潤滑油。同樣，在秒馬達(dá)軸承部276b、以及底盤102的與秒馬達(dá)軸承部276b連接的部分，涂敷混合了滑動(dòng)材料的潤滑油。
同樣地，在時(shí)馬達(dá)210、時(shí)顯示輪系、分馬達(dá)240、分顯示輪系以及秒顯示輪系的軸承部也設(shè)置實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。結(jié)果，因?yàn)榭梢韵麥p滑動(dòng)材料的摩擦損耗，從而可以延長電池壽命。
(實(shí)施例4)對(duì)在以發(fā)條為動(dòng)力源的機(jī)械鐘表的滑動(dòng)部設(shè)置實(shí)施例1的滑動(dòng)材料的實(shí)施例進(jìn)行說明。
(機(jī)械鐘表的結(jié)構(gòu))首先，參照?qǐng)D18～圖21對(duì)在實(shí)施例4中使用的機(jī)械鐘表的機(jī)芯(機(jī)械體)進(jìn)行說明。
機(jī)械鐘表的機(jī)芯(機(jī)械體)300具有構(gòu)成機(jī)芯的基板的底盤302。柄軸310可旋轉(zhuǎn)地安裝在底盤302的柄軸導(dǎo)向孔302a內(nèi)。通常，把底盤的兩側(cè)之中具有文字板的一側(cè)稱為機(jī)芯的“背面?zhèn)取?，而把具有文字板的一?cè)的相反側(cè)稱為機(jī)芯的“表面?zhèn)取薄０寻惭b在機(jī)芯“表面?zhèn)取钡妮喯捣Q為“表面輪系”，而把安裝在機(jī)芯“背面?zhèn)取钡妮喯捣Q為“背面輪系”。通過包括壓制桿390、離合桿392、離合桿簧394、離合桿壓板396的切換裝置，決定柄軸310在軸線方向的位置。立輪312可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于柄軸310的導(dǎo)向軸部。
離合輪398與柄軸310同軸地配置于柄軸310的方形部。柄軸310構(gòu)成為當(dāng)在處于沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向最靠近機(jī)芯的內(nèi)側(cè)的第一柄軸位置(第0段)的狀態(tài)下使柄軸310旋轉(zhuǎn)時(shí)，立輪312通過離合輪398的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。圓孔輪314構(gòu)成為通過立輪312的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。而方孔輪316通過圓孔輪314的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。通過使方孔輪316旋轉(zhuǎn)，對(duì)收納于條盒輪320的發(fā)條322進(jìn)行卷繞。二輪324構(gòu)成為通過條盒輪320的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。擒縱輪330通過四輪328、三輪326、二輪324的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。條盒輪320、二輪324、三輪326、四輪328構(gòu)成表面輪系。
撥針輪397配置為可相對(duì)于底盤302進(jìn)行旋轉(zhuǎn)?？巛?58配置為可相對(duì)于底盤302進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。撥針輪397的齒輪部構(gòu)成為與跨輪358的跨輪齒輪的齒輪部相噛合?？巛?58的跨輪齒輪的齒輪部構(gòu)成為與筒形小齒輪350的齒輪部噛合?？巛?58的跨輪小齒輪的小齒輪部(pinion)構(gòu)成為與筒輪354的齒輪部噛合。跨輪壓板384被支撐成撥針輪397以及跨輪358可相對(duì)于底盤302進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。柄軸310構(gòu)成為當(dāng)在處于機(jī)芯外側(cè)的沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向的第二柄軸位置(第1段)的狀態(tài)下使柄軸310旋轉(zhuǎn)時(shí)，撥針輪397通過離合輪398的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。并且，柄軸310還構(gòu)成為當(dāng)在處于第1段的狀態(tài)下使柄軸310旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)撥針輪397來旋轉(zhuǎn)跨輪358。在該狀態(tài)下，當(dāng)跨輪358旋轉(zhuǎn)時(shí)，筒形小齒輪350、筒輪354進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而時(shí)針356、分針352進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可以進(jìn)行鐘表的時(shí)間調(diào)整。
用于控制表面輪系旋轉(zhuǎn)的擒縱、調(diào)速機(jī)構(gòu)包括擺輪340、擒縱輪330和擒縱叉342。擺輪340包括擺輪芯軸340a、轉(zhuǎn)輪、游絲340c。二輪324的旋轉(zhuǎn)，使得筒形小齒輪350同時(shí)旋轉(zhuǎn)。安裝在筒形小齒輪350上的分針352表示“分”。在筒形小齒輪350上設(shè)置有相對(duì)于二輪324滑移的滑移機(jī)構(gòu)。筒形小齒輪350的旋轉(zhuǎn)，使得筒輪354通過跨輪358的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。安裝在筒輪354上的時(shí)針356表示“時(shí)”。游絲340c是多圈、且為螺旋形狀(spiral)的薄板彈簧。游絲340c的內(nèi)端部固定于被固定在擺輪芯軸340a上的游絲固著環(huán)340d，而游絲340c的外端部通過安裝在游絲樁支撐370上的游絲樁370a，利用螺釘緊固件被固定，該游絲樁支撐370固定在擺輪夾板366上。快慢針368可旋轉(zhuǎn)地安裝在擺輪夾板366上。擺輪340被支撐成可相對(duì)于底盤302以及擺輪夾板366進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
條盒輪320具有條盒齒輪320d、條軸320f、發(fā)條322。條軸320f包括上軸部320a、下軸部320b。條軸320f由碳素鋼等金屬形成。條盒齒輪320d由黃銅等金屬形成。二輪324包括上軸部324a、下軸部324b、小齒輪部324c、齒輪部324d、滾子部324h。二輪324的小齒輪部324c構(gòu)成為與條盒齒輪320d噛合。上軸部324a、下軸部324b、滾子部324b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部324d由黃銅等金屬等形成。三輪326包括上軸部326a、下軸部326b、小齒輪部326c、和齒輪部326d。三輪326的小齒輪部326c構(gòu)成為與齒輪部324d噛合。四輪328包括上軸部328a、下軸部328b、小齒輪部328c、齒輪部328d。四輪328的小齒輪部328c構(gòu)成為與齒輪部326d噛合。上軸部328a、下軸部328b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部328d由黃銅等金屬等形成。擒縱輪330包括上軸部330a、下軸部330b、小齒輪部330c、齒輪部330d。擒縱輪330的小齒輪部330c構(gòu)成為與齒輪部328d噛合。擒縱輪330的齒輪部330d構(gòu)成為與粘結(jié)在擒縱叉342上的擒縱叉瓦343噛合。擒縱叉342具有擒縱叉體342d、擒縱叉軸342f。擒縱叉軸342f包括上軸部342a、下軸部342b。
條盒輪320被支撐為可相對(duì)于底盤302以及條盒夾板360旋轉(zhuǎn)。即，條軸320f的上軸部320a被支撐為可相對(duì)于條盒夾板360進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。條軸320f的下軸部320b被支撐為可相對(duì)于底盤302進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。二輪324、三輪326、四輪328、擒縱輪330被支撐為可相對(duì)于底盤302以及輪系夾板362進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。即，二輪324的上軸部324a、三輪326的上軸部326a、四輪328的上軸部328a、擒縱輪330的上軸部330a被支撐為可相對(duì)于輪系夾板362旋轉(zhuǎn)。另外，二輪324的下軸部324b、三輪326的下軸部326b、四輪328的下軸部328b、擒縱輪330的下軸部330b被支撐為可相對(duì)于底盤302旋轉(zhuǎn)。擒縱叉342被支撐為可相對(duì)于底盤302以及擒縱叉軸承364旋轉(zhuǎn)。即，擒縱叉342的上軸部342a被支撐為可相對(duì)于擒縱叉軸承364旋轉(zhuǎn)。擒縱叉342的下軸部342b被支撐為可相對(duì)于底盤302旋轉(zhuǎn)。
(滑動(dòng)材料的設(shè)置)在該機(jī)芯(機(jī)械體)300中，在擒縱輪330(齒輪部330d)和擒縱叉瓦343之間的滑動(dòng)部，如下這樣設(shè)置了實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。
首先，使在實(shí)施例1中得到的滑動(dòng)材料的一部分剝離，得到厚度1μm的滑動(dòng)材料。在擒縱輪330的齒輪部330d以及擒縱叉瓦343上涂敷環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑，使得厚度為0.1μm。
接著，在所涂敷的環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑上，粘貼剝離了的滑動(dòng)材料，并在25℃下放置1小時(shí)，使環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑充分地干燥。
同樣地，在二輪324、三輪326、四輪328、擺輪芯軸340a、切換輪的軸承部也設(shè)置實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。結(jié)果是，因?yàn)榭梢韵麥p滑動(dòng)材料的摩擦損耗，因而可以延長柄軸的持續(xù)時(shí)間。
(實(shí)施例5)在該機(jī)芯(機(jī)械體)300中，在擒縱輪330(齒輪部330d)和擒縱叉瓦343的滑動(dòng)部，如下這樣設(shè)置了實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。
首先，將在實(shí)施例1中得到的滑動(dòng)材料粉碎成粒徑為0.1～1μm?；旌乡姳碛脻櫥?SYNTHETIC OIL9010(MOEBIUS公司制))和粉碎了的滑動(dòng)材料，使得潤滑油與滑動(dòng)材料之比為100比10。
接著，在擒縱輪330的齒輪部330d以及擒縱叉瓦343上涂敷混合了滑動(dòng)材料的潤滑油。
同樣地，在二輪324、三輪326、四輪328、擺輪芯軸340a、切換輪的軸承部上也設(shè)置實(shí)施例1的滑動(dòng)材料。結(jié)果是，因?yàn)榭梢韵麥p滑動(dòng)材料的摩擦損耗，因而可以延長柄軸的持續(xù)時(shí)間。
(產(chǎn)業(yè)可利用性)本發(fā)明的滑動(dòng)材料不限制可使用的環(huán)境，可應(yīng)用于從汽車等大型機(jī)械到納米機(jī)械的各種尺寸的機(jī)械、設(shè)備，與以往相比減小摩擦的效果好，且耐久性優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種滑動(dòng)材料，其特征在于，具有呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體；和插入在上述六方晶體的層間的球狀分子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)材料，其特征在于，在上述六方晶體的層間插入了球狀分子的結(jié)構(gòu)，在厚度方向反復(fù)存在多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)材料，其特征在于，所述球狀分子在上述六方晶體的各層間呈單層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)材料，其特征在于，厚度方向的球狀分子之間的距離為1.4nm或更小。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滑動(dòng)材料，其特征在于，厚度方向的球狀分子之間的距離為1.4nm或更小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)材料，其特征在于，上述球狀分子具有由碳形成的5員環(huán)或6員環(huán)。
7.一種滑動(dòng)材料，其特征在于，為權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)材料與固體或流體的混合物。
8.一種滑動(dòng)材料，其特征在于，在固體表面設(shè)置有權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)材料。
9.一種滑動(dòng)材料的制造方法，其特征在于，包括擴(kuò)大呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體的層問的工序；和將球狀分子插入到上述六方晶體的層間的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的滑動(dòng)材料的制造方法，其特征在于，使上述球狀分子升華而把球狀分子插入到上述六方晶體的層間。
11.一種設(shè)備，其特征在于，具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面設(shè)置有權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)所述的滑動(dòng)材料。
12.一種鐘表，具有傳遞動(dòng)力的至少一組齒輪和調(diào)整時(shí)間的切換機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述齒輪和/或切換結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面，設(shè)置有權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)所述的滑動(dòng)材料。
13.一種馬達(dá)，其特征在于，具有至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件滑動(dòng)的滑動(dòng)部，在上述滑動(dòng)部的至少一個(gè)部件的表面，設(shè)置有權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)所述的滑動(dòng)材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滑動(dòng)材料，具有呈層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體；和插入六方晶體的層間的球狀分子。該滑動(dòng)材料不限制可使用的環(huán)境，可應(yīng)用于從汽車等大型機(jī)械到納米機(jī)械的各種尺寸的機(jī)械、設(shè)備，與以往相比可以減小摩擦且耐久性優(yōu)異。
文檔編號(hào)C10M177/00GK1954058SQ20048004299
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者三浦浩治 申請(qǐng)人:精工電子有限公司, 愛知教育大學(xué)