JP2000303089A - ボールねじ - Google Patents
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Abstract
ったボールねじを提供する。 【解決手段】 ウレア化合物、有機ニッケル化合物及び
有機モリブデン化合物を必須成分として含み、かつJI
S K2220による10万回混和ちょう度が280以
上であるグリースを封入したことを特徴とするボールね
じ。
Description
より詳細には例えば電動タイプの射出成形機の射出駆動
軸や型締め機構駆動部、あるいは電動プレスやベンダー
等に組み込まれる高荷重用途のボールねじに関する。
機構駆動部は油圧シリンダーによるものが一般的であっ
たが、環境問題等から電動モータとボールねじの組み合
わせによる駆動で行うものが増えてきている。ボールね
じの一例を図1に示すが、ボールねじ10は、一方の移
動部材であり、かつその案内面となる外周面に螺旋状の
ねじ溝11が形成されたねじ軸12と、他方の移動部材
であり、かつその案内面となる内周面13に前記ねじ溝
11に対向する螺旋状のねじ溝14が形成されたナット
15と、対向するねじ溝間に転動自在に介装された転動
体である多数のボール16と、それらのボール16を循
環させるチューブ式循環路20とを具備して概略構成さ
れる。また、チューブ式循環路20は外形略コ字状のチ
ューブからなり、その両端部21をそれぞれナット15
を両ねじ溝11,14の接線方向に貫通するチューブ取
付孔22からナット15内のボール転動空間に差し込
み、止め金23でナット15の外面に固定されている。
螺旋状のボール転動空間を転動するボール16は、ねじ
溝11,14を複数回回って移動してから、チューブ式
循環路20の一方の端部21ですくい上げられてチュー
ブ式循環路20の中を通り、他方の端部(図示せず)か
らナット15内のボール転動空間に戻る循環を繰り返す
ように構成されている。
形機等に使用される大型で、高荷重が加わるボールねじ
10では、ボール16同士が衝突してその表面にボール
傷が付き、がたつきが生じたり、ボール傷から剥離が発
生する等の不具合を起こすことがある。また、ボール傷
が基でボールねじ溝11,14も損傷する。そこで、ボ
ールねじ10の潤滑に使用されるグリースには、リチウ
ムあるいはリチウム複合石けんを増ちょう剤とし、更に
極圧剤を配合した鉱油−リチウム系極圧グリースを頻繁
に間欠給脂するのが一般的となっている。また、使用さ
れる極圧剤としては、例えば、硫化モリブデン等の固体
潤滑剤、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンやジ
アルキルジチオ燐酸モリブデン等の有機モリブデン化合
物、ジアルキルジチオ燐酸亜鉛等の有機亜鉛化合物が一
般的である。しかしながら、近年では、ボールねじの使
用条件はより過酷になってきており、それに伴い上記し
たボール傷が発生しやすく、頻繁にボールねじを交換す
る必要が生じている。また、給脂間隔も短くなりがち
で、グリース使用量も増大している。
ものであり、ボール傷の発生を抑えて潤滑寿命の延長を
図ったボールねじを提供することを目的とする。
的を達成するために鋭意研究を行った結果、特定の増ち
ょう剤及び有機金属化合物を配合し、かつ特定の混和ち
ょう度に調整されたグリースを用いることが効果的であ
るこを見い出し、本発明を完成するに至った。即ち、上
記の目的は、本発明の、ウレア化合物、有機ニッケル化
合物及び有機モリブデン化合物を必須成分として含み、
かつJIS K2220による10万回混和ちょう度が
280以上であるグリースを封入したことを特徴とする
ボールねじにより達成される。
する。本発明において使用されるグリースの基油は、通
常グリースに使用される鉱油、合成油あるいはこれらの
混合油を使用できる。具体的には、鉱油としてはパラフ
ィン系鉱油、ナフテン系鉱油を挙げることができ、合成
炭化水素油としてはポリ−α−オレフィン油等を、エー
テル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アル
キルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニル
エーテル油等を、エステル油としてはジエステル油、ポ
リオールエステル油またはこれらのコンプレックスエス
テル油、芳香族エステル油等を挙げることができる。中
でも、高温、高速での潤滑性能並びに潤滑寿命を考慮す
ると、合成油が含有されることが望ましく、特にエステ
ル油、エーテル油の含有が望ましい。また、コスト面か
らは鉱油を含有することが好ましい。これらの基油は、
100℃における動粘度が2〜200mm2 /s、特に
20〜60mm2 /sのものを用いることが好ましい。
安定性等に優れるウレア化合物を用いる。具体的には、
ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等の
ウレア化合物を使用することができる。このウレア化合
物の配合量は2〜40重量%、特に5〜25重量%とす
ることが好ましい。
合物及び有機モリブデン化合物を添加する。具体的に
は、ニッケルまたはモリブデンを金属種とする有機酸の
金属塩化合物、配位化合物、付加化合物、アルキル金属
化合物、金属酸のエステル、金属アルコキシド等を好適
に使用できる。また、有機酸の金属塩化合物としては有
機カルボン酸系化合物、有機硫黄酸系化合物、有機リン
酸系化合物が好ましく、特に下記一般式(I)または
(II)で表されるジチオカルバミン酸系化合物及びジチ
オリン酸系化合物が好ましい。
ニッケルまたはモリブデンである。また、R1 、R2 は
同一でも異なっていてもよく、アルキル基、シクロアル
キル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール
基またはアリールアルキル基を示す。特に好ましい基と
しては、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1,
1,3,3−テトラメチルヘキシル基、1,1,3−ト
リメチルヘキシル基、1,3−ジメチルブチル基、1−
メチルウンデカン基、1−メチルヘキシル基、1−メチ
ルペンチル基、2−エチルブチル基、2−エチルヘキシ
ル基、2−メチルシクロヘキシル基、3−ヘプチル基、
4−メチルシクロヘキシル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、イソプロピル基、イソヘプチル基、イソペンチル
基、ウンデシル基、エイコシル基、エチル基、オクタデ
シル基、オクチル基、シクロオクチル基、シクロドデシ
ル基、シクロペンチル基、ジメチルシクロヘキシル基、
デシル基、テトラデシル基、ドコシル基、ドデシル基、
トリデシル基、トリメチルシクロヘキシル基、ノニル
基、プロピル基、ヘキサデシル基、ヘキシル基、ヘニコ
シル基、ヘプタデシル基、ヘプチル基、ペンタデシル
基、ペンチル基、メチル基、第三ブチルシクロヘキシル
基、第三ブチル基、2−ヘキセニル基、2−メタリル
基、アリル基、ウンデセニル基、オレイル基、デセニル
基、ビニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、ヘプタデセ
ニル基、トリル基、エチルフェニル基、イソプロピルフ
ェニル基、第三ブチルフェニル基、第二ペンチルフェニ
ル基、n−ヘキシルフェニル基、第三オクチルフェニル
基、イソノニルフェニル基、n−ドデシルフェニル基、
フェニル基、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−
フェニルエチル基、3−フェニルプロピル基、1,1−
ジメチルベンジル基、2−フェニルイソプロピル基、2
−フェニルヘキシル基、ベンズヒドリル基、ビフェニル
基等を挙げることができる。また、これらの基はエーテ
ル結合を有していてもよい。また、一般式(I)、(I
I)で表される化合物以外の有機酸の金属塩として、例
えば2−メルカプトベンゾチアゾールとニッケルまたは
モリブデンとの塩も好ましい。更に、ニッケルまたはモ
リブデンとナフテン酸または脂肪酸との金属塩も好まし
く使用できる。
ブデン化合物として下記一般式(III)で表される化合物
も使用できる。
ブデンである。また、R3 、R4 はアルキル基またはア
リール基であり、同一でも異なっていてもよい。
合物の添加量は従来よりボールねじ用グリースに添加さ
れる極圧剤と同等量で構わず、共に0.1〜20重量
%、好ましくは0.5〜5重量%の範囲である。これよ
り少ないとボール傷の発生を抑えることができず、一方
これより多くしても更なる効果の向上は期待できないば
かりか、逆に化学的作用等による摩耗が進行してボール
表面に悪影響を与える可能性がある。
有機モリブデン化合物の作用は明らかではないが、境界
潤滑下で金属接触が起こると接触面で発生する熱により
本化合物が分解して発熱した金属表面に保護膜を形成
し、その結果転動面の耐荷重性や発熱の抑制効果が得ら
れ、ボール傷の発生が抑えられるものと考えられる。
リブデン化合物はジチオリン酸系亜鉛化合物と併用する
ことにより、より潤滑性能を向上されることができる。
ジチオリン酸系亜鉛化合物としては、ジアリールジチオ
リン酸亜鉛、アルキル−アリールジチオリン酸亜鉛、ジ
アルキルジチオリン酸亜鉛を好適に使用することができ
る。
い。使用可能な無灰硫黄系化合物しては、チオール系、
チアゾール系、スルフェンアミド系、スルホンアミド
系、メルカプト系、メルカプトベンズイミダゾール系、
チオ尿素系、チウラム系(チオカルバモイル系)、ジチ
オカルバミン酸系、チオフタルイミド系、チオプロピオ
ン酸系、チアジアゾール系、スルフィド系、ポリスルフ
ィド系、チオフタルイミド系、チオリン酸系、ジチオリ
ン酸系、チオアルデヒド系、チオケトン系、チオアセタ
ール系、チオカルボン酸系、キサントゲン酸系、有機硫
黄酸系の金属元素を含まない化合物(無灰化合物)を好
ましく使用できるが、特にカルバミン酸系の無灰硫黄化
合物を使用するのがよい。好ましい無灰硫黄化合物を以
下に示す。例えば、チオカルボアニリド、4,4′−メ
チレンビス(シクロヘキシルカーバメート)、4,4′
−メチレンビス(ジブチルジチオカーバメート)、ペン
タメチレンジチオカルバミン酸ピペラジン塩、ペンタメ
チレンジチオカルバミン酸ピペリジン塩、ピペコリルジ
チオカルバミン酸ピペコリン塩、2−メルカプトメチル
ベンゾイミダゾール、2−メルカプトトルイミダゾー
ル、N−トリクロロメチルチオ−4−シクロヘキサン−
1,2−ジカルボキシイミド、2,5−ジメルカプト−
1,3,4−チアジアゾール、ジペンタメチレンチウラ
ムテトラスルフィド、1,3,4−チアジアゾール、4
−モルホリニル−2−ベンゾチアゾールジスルフィド、
N,N′−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールス
ルフェンアミド、2−(4−モルホリニルジチオ)ベン
ゾチアゾール、2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、N
−tert−ブチルベンゾチアゾールスルホンアミド、
N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルホン
アミド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールス
ルホンアミド、2−メルカプトベンゾチアゾールナトリ
ウム塩、2−(4′−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾ
ール、2−メルカプトベンゾチアゾール、N−シクロヘ
キシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−
t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、
N,N′−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルス
ルフェンアミド、N−tert−ブチル−2−ベンゾチ
アゾールスルフェンアミド、ジベンゾチアジルジスルフ
ィド、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジス
ルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラ
メチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジ
スルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィ
ド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラメチ
ルチウラムモノスルフィド、テトラチウラムモノスルフ
ィド、ジエチルチオウレア、ジラウリルチオウレア、2
−メルカプトチオウレア、ジブチルチオウレア、ジメチ
ルチオウレア、ジ−o−トルイルチオウレア、N,N′
−ジフェニルチオウレア、ジステアリル−2,2′−チ
オジブチレート、ジステアリルチオプロピオネート、ジ
ラウリル−3,3′−チオプロピオネート、ジミリスチ
ルチオプロピオネート、ジラウリルトリプロピオネー
ト、ジステアリル−3,3′−チオプロピオネート、ジ
トリデシルチオプロピオネート、ヘキサハイドロ−1,
3,5−トリエチル−s−トリアジン、2−ヒドロキシ
−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノントリヒドレ
ート、2,5−ビス−[5′−tert−ブチルベンゾ
キザゾイル−(2)]チオフェン、チオビス−メチルブ
チルフェノール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−te
rt−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベ
ンゾトリアゾール、4,4−チオビス(6−tert−
ブチル−m−クレゾール)、4,4′−チオビス(6−
tert−ブチル−m−クレゾール)、4,4′−ジチ
オモルホリン、トリフェニルチオフォスファイト、トリ
ラウリルチオフォスファイト、トリフェニルチオフォス
ファイト、N,N′−ジ−sec−ウンデシルジアミノ
ジフェニルスルフィド、N,N′−ジ−sec−アミル
ジアミノジフェニルスルフィド、N,N′−ジ−sec
−ドデシルジアミノジフェニルスルフィド、N,N′−
ジ−sec−オクチルジアミノジフェニルスルフィド、
N,N′−ジ−sec−デシルジアミノジフェニルスル
フィド、N,N′−ジ−sec−トリデシルジアミノジ
フェニルスルフィド、N,N′−ジ−sec−ノニルジ
アミノジフェニルスルフィド、N,N′−ジ−sec−
ブチルジアミノジフェニルスルフィド、N,N′−ジ−
sec−テトラデシルジアミノジフェニルスルフィド、
N,N′−ジ−sec−ヘプチルジアミノジフェニルス
ルフィド、N,N′−ジイソプロピルジアミノジフェニ
ルスルフィド、N,N′−ジ−sec−ヘキシルジアミ
ノジフェニルスルフィド、ジベンジルジスルフィド、
4,4′−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチ
ルフェノール)、4,4′−チオビス(3−メチル−6
−tert−ブチルフェノール)、4,4′−チオビス
(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、
3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベン
ジルホスホン酸ジエチル、2−n−オクチルチオ−4,
6−ジ(4′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert
−ブチル)フェノキシ−1,3,5−トリアジン、2,
2′−チオジエチルビス−[3−(3,5−ジ−ter
t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネー
ト]、2,2′−チオビス(4−メチル−6−tert
−ブチルフェノール)、1,3,5−トリス(3,5−
ジ−ブチル−4−ヒドロキシベンジル−S−トリアジン
−(1H,3H,5H)トリオン、1,1′−チオビス
−(2−ナフトール)等、並びにこれらの化合物の誘導
体が使用できる。
ることができる。また、二硫化モリブデンやグラファイ
ト等の固体潤滑剤を添加してもよい。 〔酸化防止剤〕酸化防止剤としてゴム、プラスチック、
潤滑油等に添加する老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸
化防止剤から適宜選択して使用する。例えば、以下の化
合物を使用することができる。即ち、フェニル−1−ナ
フチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン、ジフェ
ニル−p−フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フ
ェノチアジン、N−メチルフェノチアジン、N−エチル
フェノチアジン、3,7−ジオクチルフェノチアジン、
p,p′−ジオクチルジフェニルアミン、N,N′−ジ
イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N′−ジ
−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン等のアミン
系化合物、2,6−ジ−tert−ジブチルフェノール
等のフェノール系化合物等を使用することができる。
て、例えば以下の化合物を使用することができる。即
ち、有機スルホン酸のアンモニウム塩、バリウム、亜
鉛、カルシウム、マグネシウム等アルカリ金属、アルカ
リ土類金属の有機スルホン酸塩、有機カルボン酸塩、フ
ェネート、ホスホネート、アルキルもしくはアルケニル
こはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘
導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの
部分エステル、オレオイルザルコシン等のヒドロキシ脂
肪酸類、1−メルカプトステアリン酸等のメルカプト脂
肪酸類あるいはその金属塩、ステアリン酸等の高級脂肪
酸類、イソステアリルアルコール等の高級アルコール
類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエステル、2,5
−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メ
ルカプトチアジアゾール等のチアゾール類、2−(デシ
ルジチオ)−ベンゾイミダゾール、ベンズイミダゾール
等のイミダゾール系化合物、あるいは、2,5−ビス
(ドデシルジチオ)ベンズイミダゾール等のジスルフィ
ド系化合物、あるいは、トリスノニルフェニルフォスフ
ァイト等のリン酸エステル類、ジラウリルチオプロピオ
ネート等のチオカルボン酸エステル系化合物等を使用す
ることができる。また、亜硝酸塩等も使用することがで
きる。金属不活性化剤として、例えばベンゾトリアゾー
ルやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合物を使
用することができる。
合物を使用することができる。即ち、オレイン酸やステ
アリン酸等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸ア
ルコール、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルや
ポリグリセリルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステ
ル、リン酸、トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エ
ステルまたはポリオキシエチレンオレイルエーテルリン
酸等のリン酸エステル等を使用することができる。
化合物及び有機モリブデン化合物、さらには各種添加剤
を所定量配合し、ニーダー等の混練機を用いて均一に混
練して本発明で使用されるグリースが完成する。但し、
本発明では、JIS K2220による10万回混和ち
ょう度で280以上、好ましくは300以上であること
が必要である。同混和ちょう度が280未満では、潤滑
の必要な部位(ボール16間や、ボール16とボールね
じ溝11、14との間)へのグルースの侵入が少なくな
り、十分な潤滑作用が得られない。尚、上限については
特に制限はないが、450程度である。
は、従来と同様に間欠給脂は勿論であるが、潤滑寿命が
大幅に延長されたことに伴い、適当なシール部材により
グリースをボールねじ内に封止する、所謂無給脂密封タ
イプでの使用も可能である。無給脂密封はグリース使用
量の点で最も好ましい使用形態であり、本発明による効
果は極めて大きい。また、間欠給脂の場合も給脂間隔を
長くすることが可能になるため、従来よりもグリース使
用量を大幅に低減できる。また、適用可能なボールねじ
の種類に制限は無く、図1に示したボールねじにも勿論
適用可能である。
更に説明する。 (実施例1〜4、比較例1〜4)軸径100mmのボー
ルねじ(呼び番号:BS100−25)に表1及び表2
に示す如く調製した各グリースを封入し、途中給脂無し
で200時間連続運転させた後、分解してボール傷の発
生の有無を確認した。尚、使用したリチウムコンプレッ
クスはアゼライン酸と12−ヒドロキシステアリン酸と
のリチウム塩、ウレア化合物はオクチルアミンと4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応生成
物、有機ニッケル化合物はジブチルカルバミン酸ニッケ
ル、有機モリブデン化合物はジエチルジチオカルバミン
酸モリブデン(旭電化工業(株)製「サクラルーブ60
0」)、酸化防止剤はフェニル−1−ナフチルアミンで
ある。また、測定は、最大荷重50トンとなるように皿
ばねを押圧し、サイクルタイム2.5秒、温度120
℃、リード20mmの条件で行った。結果を同表に併記
する。
ア化合物を用い、有機ニッケル化合物及び有機モリブデ
ン化合物を配合し、かつ10万回混和ちょう度280以
上のグリースを用いることにより、ボール傷の発生が抑
えられることが確認された。このことから、ボールねじ
の潤滑寿命の延長が図られることが十分に予測され得
る。
ボール傷の発生が抑えられ、潤滑寿命が大幅に延長され
たボールねじが提供される。
Claims (1)
- 【請求項1】 ウレア化合物、有機ニッケル化合物及び
有機モリブデン化合物を必須成分として含み、かつJI
S K2220による10万回混和ちょう度が280以
上であるグリースを封入したことを特徴とするボールね
じ。
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|---|---|
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