JPH0611434Y2 - ボールねじ - Google Patents
ボールねじInfo
- Publication number
- JPH0611434Y2 JPH0611434Y2 JP8865888U JP8865888U JPH0611434Y2 JP H0611434 Y2 JPH0611434 Y2 JP H0611434Y2 JP 8865888 U JP8865888 U JP 8865888U JP 8865888 U JP8865888 U JP 8865888U JP H0611434 Y2 JPH0611434 Y2 JP H0611434Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- balls
- ball
- carbon
- nut
- screw shaft
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Transmission Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、特に真空用機器、宇宙用機器、高低温用機器
などで使用されるボールねじに関する。
などで使用されるボールねじに関する。
＜従来の技術＞ 従来より、通常条件で使用されるボールねじの内部潤滑
は、グリース，油などで行われる。しかし、このような
グリース，油などの潤滑剤が使用できない環境例えば真
空用機器、宇宙用機器、高低温用機器などでの使用で
は、ねじ軸，ナットの軌道面，金属ボールの外周面に二
硫化モリブデンや二硫化タングステンなどの固体潤滑剤
を層状にコーティングしたり、銀などの軟金属をイオン
プレーティングする潤滑方式が適用される。
は、グリース，油などで行われる。しかし、このような
グリース，油などの潤滑剤が使用できない環境例えば真
空用機器、宇宙用機器、高低温用機器などでの使用で
は、ねじ軸，ナットの軌道面，金属ボールの外周面に二
硫化モリブデンや二硫化タングステンなどの固体潤滑剤
を層状にコーティングしたり、銀などの軟金属をイオン
プレーティングする潤滑方式が適用される。
＜考案が解決しようとする課題＞ しかしながら、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような不都合がある。
は、次のような不都合がある。
即ち、コーティングした層状固体潤滑剤は、早期段階で
摩耗，剥離することになり、極めて短時間でボールねじ
が潤滑不良を起こし、各構成部品が短期間で著しく摩耗
したりあるいは凝着を起こしたりする結果になってい
た。ある程度の大気が存在する高温下では、これら固体
潤滑剤が酸化されるため、早期に潤滑不良を起こし使用
不可となっていた。また、銀イオンプレーティングした
ものについても短期間に剥離などを起こし、短寿命とな
っていた。
摩耗，剥離することになり、極めて短時間でボールねじ
が潤滑不良を起こし、各構成部品が短期間で著しく摩耗
したりあるいは凝着を起こしたりする結果になってい
た。ある程度の大気が存在する高温下では、これら固体
潤滑剤が酸化されるため、早期に潤滑不良を起こし使用
不可となっていた。また、銀イオンプレーティングした
ものについても短期間に剥離などを起こし、短寿命とな
っていた。
このように、真空用機器、宇宙用機器、高低温用機器な
どの過酷な使用環境において長期間の使用に耐え得るボ
ールねじが未だ確立できていないのが現状である。
どの過酷な使用環境において長期間の使用に耐え得るボ
ールねじが未だ確立できていないのが現状である。
本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、グリ
ースや油などの潤滑剤が使用できない環境で、長期間安
定的に使用できるようにしたボールねじを提供すること
を目的としている。
ースや油などの潤滑剤が使用できない環境で、長期間安
定的に使用できるようにしたボールねじを提供すること
を目的としている。
＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
な構成をとる。
即ち、本考案にかかるボールねじは、ステンレス鋼製の
ねじ軸と、ボール循環用サーキュラチューブを備えたス
テンレス鋼製のナットと、ねじ軸とナットとの間に介装
されたボールとを備えた構成であって、 前記ボールとして、前記ねじ軸およびナットを構成する
ステンレス鋼よりビッカース硬度で１．５倍以上の硬さ
を有するセラミックスボールとカーボンボールとを併用
し、それらを所定の割合で交互に配置していることに特
徴を有する。
ねじ軸と、ボール循環用サーキュラチューブを備えたス
テンレス鋼製のナットと、ねじ軸とナットとの間に介装
されたボールとを備えた構成であって、 前記ボールとして、前記ねじ軸およびナットを構成する
ステンレス鋼よりビッカース硬度で１．５倍以上の硬さ
を有するセラミックスボールとカーボンボールとを併用
し、それらを所定の割合で交互に配置していることに特
徴を有する。
＜作用＞ 本考案の構成による作用は次のとおりである。
即ち、セラミックスボールとカーボンボールとが転動時
に接触し、それによってカーボンボールの潤滑成分がセ
ラミックスボールを介してそれとねじ軸およびナットと
の間の転動部分に移着し、転動部分の潤滑が行われる。
また、カーボンボールはその硬さがビッカース硬度でね
じ軸およびナットを構成するステンレス鋼の１．５倍以
上であるので、その潤滑成分は剥離などの原因で早期に
消耗することがないので、長期間の潤滑が可能である。
しかも、セラミックスボール，カーボンボールそのもの
が低熱膨張で耐熱性を有し、かつ耐蝕性に優れたもので
あり、特に従来例で述べたような過酷な環境での使用に
十分耐え得る。
に接触し、それによってカーボンボールの潤滑成分がセ
ラミックスボールを介してそれとねじ軸およびナットと
の間の転動部分に移着し、転動部分の潤滑が行われる。
また、カーボンボールはその硬さがビッカース硬度でね
じ軸およびナットを構成するステンレス鋼の１．５倍以
上であるので、その潤滑成分は剥離などの原因で早期に
消耗することがないので、長期間の潤滑が可能である。
しかも、セラミックスボール，カーボンボールそのもの
が低熱膨張で耐熱性を有し、かつ耐蝕性に優れたもので
あり、特に従来例で述べたような過酷な環境での使用に
十分耐え得る。
このセラミックスボールとカーボンボールとの組み合わ
せ使用による潤滑方式によれば、実施例中の実験結果よ
り明らかなように、長期間安定的に使用し得ることが判
る。
せ使用による潤滑方式によれば、実施例中の実験結果よ
り明らかなように、長期間安定的に使用し得ることが判
る。
＜実施例＞ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図および第２図に本考案の一実施例を示している。
第１図はボールねじを示す一部破断の斜視図、第２図は
ボール配置形態を示す縦断面図である。
第１図はボールねじを示す一部破断の斜視図、第２図は
ボール配置形態を示す縦断面図である。
これらの図において、１はねじ軸で、このねじ軸１には
螺旋溝１ａが形成されている。２はナットで、このナッ
トにも螺旋溝２ａが形成されている。３ａ，３ｂはねじ
軸１の螺旋溝１ａとナット２の螺旋溝２ａとで形成され
る螺旋通路に介装される２種類のボールである。さら
に、ナット２には前記螺旋通路内でボール３ａ，３ｂを
循環させるサーキュラチューブ４を備えている。
螺旋溝１ａが形成されている。２はナットで、このナッ
トにも螺旋溝２ａが形成されている。３ａ，３ｂはねじ
軸１の螺旋溝１ａとナット２の螺旋溝２ａとで形成され
る螺旋通路に介装される２種類のボールである。さら
に、ナット２には前記螺旋通路内でボール３ａ，３ｂを
循環させるサーキュラチューブ４を備えている。
そして、ねじ軸１およびナット２をＳＵＳ４４０Ｃで構
成し、サーキュラチューブ４をステンレス鋼で構成する
とともに、２種類のボール３ａ，３ｂのうち、一方のボ
ール３ａを例えば窒化珪素を主成分とした焼結体よりな
るセラミックスボールとし、他方のボール３ｂを例えば
ガラス状カーボンよりなるカーボンボールとしている。
このセラミックスボール３ａとカーボンボール３ｂとを
螺旋通路内において１個おきに交互に配置させている。
そして、本実施例ではカーボンボール３ｂの径がセラミ
ックスボール３ａよりも例えば40〜60μｍほど小さく設
定されており、カーボンボール３ｂにスペーサの役目を
行わせている。このセラミックスボール３ａ，カーボン
ボール３ｂは、ビッカース硬度でステンレス鋼より1.5
倍以上の硬さ（Ｈｖ：1700）を持つように構成されてい
る。
成し、サーキュラチューブ４をステンレス鋼で構成する
とともに、２種類のボール３ａ，３ｂのうち、一方のボ
ール３ａを例えば窒化珪素を主成分とした焼結体よりな
るセラミックスボールとし、他方のボール３ｂを例えば
ガラス状カーボンよりなるカーボンボールとしている。
このセラミックスボール３ａとカーボンボール３ｂとを
螺旋通路内において１個おきに交互に配置させている。
そして、本実施例ではカーボンボール３ｂの径がセラミ
ックスボール３ａよりも例えば40〜60μｍほど小さく設
定されており、カーボンボール３ｂにスペーサの役目を
行わせている。このセラミックスボール３ａ，カーボン
ボール３ｂは、ビッカース硬度でステンレス鋼より1.5
倍以上の硬さ（Ｈｖ：1700）を持つように構成されてい
る。
次に、無潤滑耐久試験を行った結果を述べる。
試験条件は、 回転数 850〔ｒｐｍ〕 移動ストローク 100〔ｍｍ〕 軸方向荷重 １〔Kgｆ〕 往復移動のサイクルタイム 4.2〔sec〕 （往路1.5sec，復路1.5sec，折り返し時の休止1.2se
c） である。
c） である。
そして、試験では、上記構成のボールねじにおいてボー
ルの材質を(a)〜(d)のように種々変えて行った。
ルの材質を(a)〜(d)のように種々変えて行った。
(a)ボール総てがＳＵＳ４４０Ｃの場合、 (b)ボール総てが窒化珪素を主成分とした焼結体（セラ
ミックス）の場合、 (c)ボール総てがカーボンボールの場合、 (d)セラミックスボールとカーボンボールとを１個おき
に用いた場合、 結果としては、(a)例では極く短時間で各部の摩耗が大
となり、その寿命時間を１とすると、(b)例および(c)例
は(a)例の約２倍、本実施例に対応する(d)例は(a)例の
約100倍以上になった。
ミックス）の場合、 (c)ボール総てがカーボンボールの場合、 (d)セラミックスボールとカーボンボールとを１個おき
に用いた場合、 結果としては、(a)例では極く短時間で各部の摩耗が大
となり、その寿命時間を１とすると、(b)例および(c)例
は(a)例の約２倍、本実施例に対応する(d)例は(a)例の
約100倍以上になった。
つまり、(d)例の場合、セラミックスボール３ａとカー
ボンボール３ｂとが転動時に接触して、カーボンボール
３ｂの摩耗粉が転動部分に移着するため、転動部分の潤
滑が安定的に行われて各部の摩耗を少なく抑え、しか
も、層状固体潤滑剤をコーティングするものと違ってボ
ール全体を潤滑性を有するカーボン素材としているか
ら、長期間の潤滑をなしえると考えられる。
ボンボール３ｂとが転動時に接触して、カーボンボール
３ｂの摩耗粉が転動部分に移着するため、転動部分の潤
滑が安定的に行われて各部の摩耗を少なく抑え、しか
も、層状固体潤滑剤をコーティングするものと違ってボ
ール全体を潤滑性を有するカーボン素材としているか
ら、長期間の潤滑をなしえると考えられる。
上記試験結果は常温で行われたときのものであるが、セ
ラミックスボール３ａ，カーボンボール３ｂそのものが
低熱膨張で耐熱性を有し、かつ耐蝕性に優れたものなの
で、高温雰囲気中においても長時間問題なく使用できる
と言える。
ラミックスボール３ａ，カーボンボール３ｂそのものが
低熱膨張で耐熱性を有し、かつ耐蝕性に優れたものなの
で、高温雰囲気中においても長時間問題なく使用できる
と言える。
ところで、本考案は、次のような構成のものも実施例と
して含む。
して含む。
即ち、セラミックスボール３ａとカーボンボール３ｂと
の配置割合について、例えば第３図に示すようにセラミ
ックスボール３ａを２個ずつ連続的に配置して、それら
の間にカーボンボール３ｂを１個ずつ介装することも考
えられる。この場合にもセラミックスボール３ａそれぞ
れにカーボンボール３ｂが必ず接触するので、１個ずつ
交互に配置した上記実施例とほぼ同様の潤滑効果を発揮
できて、しかもセラミックスボール３ａの個数が多いの
で耐荷重を大きくできるといった付随効果が生ずる。ま
た、サーキュラチューブ４の材質としてフッ素系樹脂、
例えばポリテトラフルオロエチレンを使用すれば摩擦抵
抗が極めて小さいので該フッ素樹脂成分が潤滑に寄与す
ることになる。さらに、ねじ軸１やナット２の材質につ
いても上記実施例で説明したものだけに限定されない。
の配置割合について、例えば第３図に示すようにセラミ
ックスボール３ａを２個ずつ連続的に配置して、それら
の間にカーボンボール３ｂを１個ずつ介装することも考
えられる。この場合にもセラミックスボール３ａそれぞ
れにカーボンボール３ｂが必ず接触するので、１個ずつ
交互に配置した上記実施例とほぼ同様の潤滑効果を発揮
できて、しかもセラミックスボール３ａの個数が多いの
で耐荷重を大きくできるといった付随効果が生ずる。ま
た、サーキュラチューブ４の材質としてフッ素系樹脂、
例えばポリテトラフルオロエチレンを使用すれば摩擦抵
抗が極めて小さいので該フッ素樹脂成分が潤滑に寄与す
ることになる。さらに、ねじ軸１やナット２の材質につ
いても上記実施例で説明したものだけに限定されない。
＜考案の効果＞ 本考案によれば、次の効果が発揮される。
潤滑性を有するカーボンボールを用いるとともに、この
カーボンボールとセラミックスボールとを併用した構造
としたため、カーボンボールの潤滑成分により摩擦抵抗
が少なくなるとともに潤滑性が向上することになり、し
かも、カーボンボールの潤滑成分が剥離などの原因で早
期に消耗しないことも加えて、上記実施例での実験結果
より明らかなように、寿命時間を従来例のものに比べ飛
躍的に向上させることができる。さらに、セラミックス
ボール，カーボンボール自体が低熱膨張で耐熱性を有
し、かつ耐蝕性に優れたものゆえ、かかるボールねじ
は、グリースや油などの潤滑剤を使用できない真空中や
高低温雰囲気中などの特殊な環境において長時間安定的
に使用することができる。
カーボンボールとセラミックスボールとを併用した構造
としたため、カーボンボールの潤滑成分により摩擦抵抗
が少なくなるとともに潤滑性が向上することになり、し
かも、カーボンボールの潤滑成分が剥離などの原因で早
期に消耗しないことも加えて、上記実施例での実験結果
より明らかなように、寿命時間を従来例のものに比べ飛
躍的に向上させることができる。さらに、セラミックス
ボール，カーボンボール自体が低熱膨張で耐熱性を有
し、かつ耐蝕性に優れたものゆえ、かかるボールねじ
は、グリースや油などの潤滑剤を使用できない真空中や
高低温雰囲気中などの特殊な環境において長時間安定的
に使用することができる。
第１図および第２図は本考案の一実施例にかかり、第１
図はボールねじを示す一部破断の斜視図、第２図はボー
ル配置形態を示す拡大断面図である。また、第３図は本
考案の他の実施例にかかり、第２図に対応する拡大断面
図である。 １……ねじ軸、２……ナット、 3a……セラミックスボール、 3b……カーボンボール、 ４……サーキュラチューブ。
図はボールねじを示す一部破断の斜視図、第２図はボー
ル配置形態を示す拡大断面図である。また、第３図は本
考案の他の実施例にかかり、第２図に対応する拡大断面
図である。 １……ねじ軸、２……ナット、 3a……セラミックスボール、 3b……カーボンボール、 ４……サーキュラチューブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 若松 義明 大阪府大阪市南区鰻谷西之町２番地 光洋 精工株式会社内 (72)考案者 土肥 孝彌 大阪府八尾市南植松町２丁目34番地 光洋 機械工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−152762（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−175942（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−51957（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】ステンレス鋼製のねじ軸と、ボール循環用
サーキュラチューブを備えたステンレス鋼製のナット
と、ねじ軸とナットとの間に介装されたボールとを備え
たボールねじにおいて、 前記ボールとして、前記ねじ軸およびナットを構成する
ステンレス鋼よりビッカース硬度で１．５倍以上の硬さ
を有するセラミックスボールとカーボンボールとを併用
し、それらを所定の割合で交互に配置していることを特
徴とするボールねじ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8865888U JPH0611434Y2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | ボールねじ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8865888U JPH0611434Y2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | ボールねじ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211257U JPH0211257U (ja) | 1990-01-24 |
| JPH0611434Y2 true JPH0611434Y2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=31313219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8865888U Expired - Lifetime JPH0611434Y2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | ボールねじ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611434Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH061149U (ja) * | 1992-06-02 | 1994-01-11 | 富士ロビン株式会社 | 管理機のクローラ支持装置 |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP8865888U patent/JPH0611434Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211257U (ja) | 1990-01-24 |
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