JPH074952U

JPH074952U - 含油ポリマ潤滑ボールねじ

Info

Publication number: JPH074952U
Application number: JP3334193U
Authority: JP
Inventors: 俊一矢部; 健並松
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】長期にわたり安定して潤滑油を自動的に供給で
き、かつ水中や粉塵，腐食性ガス等の悪環境下であって
も長寿命のボールねじを提供する。【構成】多数のボール３を内蔵すると共にそれらのボー
ル３の転動を介して直線軸方向に相対移動可能にねじ軸
１に螺合されたボールねじナット２に、ねじ軸のねじ溝
１ｂと摺接可能にシール材（あるいはデフレクタ）を兼
ねる潤滑油含有ポリマ部材１０を取り付けた。その潤滑
油含有ポリマ部材１０から潤滑油が経時的に徐々に滲み
出し長期間にわたり潤滑作用を行うと同時に、軸受内部
を外部の悪環境から遮断して上記目的を達成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボールねじに係り、特に粉塵や腐食性ガスや水等が内部に侵入し易い環境や高温環境など通常の潤滑が困難な悪環境下においても好適に使用できる含油ポリマ潤滑方式のボールねじに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般的な環境で使用されるボールねじは、図１０に示すように、ねじ軸１とこれに多数のボール３を介して螺合されたボールねじナット２との間の空間部４にグリースや潤滑油を充填して潤滑している。また、粉塵等がボールねじナット２内に侵入することを防止する目的で、ボールねじナット２の端部に環状の凹部５を設けてそれにシール部材６を嵌着して取り付けることがある（シールタイプボールねじ）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の潤滑油またはグリース潤滑方式のボールねじは、特に高温な環境で使用されるような場合に、ナット２内部に充填されている潤滑剤が外部に流れ出してしまうため消耗が早くて短期間に補給を繰り返さなければならないという問題点があった。

【０００４】また、粉塵や腐食性ガス，水滴等の内部侵入を防止するためシール部材６をナット２の端部に取り付けると、ねじ軸１とシール部材６との摩擦・摩耗が発生してトルクが上昇するという問題点があった。一方、特公昭６３−２３２３９号公報には、超高分子量ポリエチレンと潤滑グリースとの混合物を加熱溶融した後冷却して固形化した潤滑性組成物を玉軸受に充填した技術が開示されているが、このものは前記潤滑組成物を玉軸受に適用したものであり、そのままのかたちでボールねじに適用することはできない。

【０００５】そこで、本考案は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、長期にわたり安定して潤滑油を自動的に供給でき、かつ粉塵中，水中，高温雰囲気などの通常の潤滑が困難な悪環境下においても十分な潤滑が可能な長寿命の含油ポリマ潤滑ボールねじを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成する本考案は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を有するボールねじナットと、前記両ねじ溝間の螺旋状空間内を転動する多数のボールとを具えたボールねじに係り、前記ボールねじナットの内部に前記ねじ軸のねじ溝面と摺接する潤滑油含有ポリマ部材を取り付けたことを特徴とする。

【０００７】ここで、前記潤滑油含有ポリマ部材は、シール部材を兼ねてボールねじナットの少なくとも一方の端部に取り付けるものとすることができる。また、前記潤滑油含有ポリマ部材は、デフレクタを兼ねてボールねじナットの中間位置に取り付けるものとすることができる。

【０００８】

【作用】

本考案の含油ポリマ潤滑ボールねじは、潤滑油含有ポリマ部材から潤滑油が経時的に徐々に滲み出してねじ軸のねじ溝面に均一にくまなく供給され、長期間にわたり安定した潤滑が行われる。また、潤滑油含有ポリマ部材をシール部材としても兼用することにより、ボールねじ内部が外部から遮断されるから、水中や腐食性ガス雰囲気などの悪環境下でも長期間にわたり円滑な潤滑作用を維持する。

【０００９】本考案のボールねじに使用される潤滑油含有ポリマ部材は、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブチレン，ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリα−オレフィン系ポリマーの群から選定したポリマに、潤滑油としてポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステル・トリメリット酸エステルのようなエステル油等の何れかを混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものであり、予め酸化防止剤，錆止め剤，摩耗防止剤，あわ消し剤，極圧剤等の各種の添加剤を加えたものでもよい。

【００１０】例えば、潤滑油含有ポリマ部材をシール部材として兼用するタイプの具体的な製法としては、所定の型の中心に、使用するボールねじのねじ軸をそのままセットするか、あるいはそれより直径５〜１００μｍ程度大きいねじ軸をセットして成形する。これにより、ねじ軸とボールねじナットのすき間を従来のシール部材よりも小さくできる（従来のすき間は0.3 〜１ｍｍ位）と同時に、潤滑油含有ポリマ部材から徐々にしみだしてくる油で形成される油膜により格段のシール性を維持することができる。

【００１１】上記ポリマの群は、基本構造は同じでその平均分子量が異なっており、１×１０³〜５×１０⁶の範囲におよんでいる。その中で、平均分子量１×１０³〜１ ×１０⁶という比較的低分子量のものと、１×１０⁶〜５×１０⁶という超高分子量のものとを、単独もしくは必要に応じて混合して用いる。本考案の潤滑油含有ポリマ部材の機械的強度を向上させるため、上述のポリα −オレフィン系ポリマーに、以下のような熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を添加したものでもよい。

【００１２】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド，ポリカーボネート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェニレンサルファイド，ポリエーテルスルホン，ポリエーテルエーテルケトン，ポリアミドイミド，ポリスチレン，ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。

【００１３】これらの樹脂は、単独または混合して用いても良い。更に、ポリα−オレフィン系ポリマーとそれ以外の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えてあっても良い。

【００１４】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を図面を参照して説明する。なお、従来と同一または相当する部分には同一の符号を付してある。図１は、含油ポリマ潤滑ボールねじの一実施例の要部の断面図で、シールタイプのボールねじに適用したものである。

【００１５】外周面１ａに螺旋状のねじ溝１ｂを有するねじ軸１に、ボールねじナット２が多数のボール３を介して螺合されている。ボールねじナット２は内周面２ａにねじ軸１のねじ溝１ｂに対応したねじ溝２ｂを有すると共に、そのねじ溝２ｂ内を転動するボール３を導いて循環させるための図示しないボール循環路を肉厚の胴部分に有している。ナット端面の環状の凹部５に潤滑油含有ポリマ部材１０が嵌着されて止めねじ１１によりボールねじナット２に固定されている。

【００１６】この実施例の潤滑油含有ポリマ部材１０は、低分子量ポリエチレン（分子量１ ×１０³〜５×１０⁵）１４重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量１×１０ ⁶ 〜５×１０⁶）６重量％からなるポリエチレンに潤滑油としてパラフィン系炭化水素油８０重量％を混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形されている。その内径面１０ａはねじ軸１の螺旋状のねじ溝１ｂの形状に合わせて形成され、ねじ溝１ｂに接触している。

【００１７】次に作用を述べる。ねじ軸１が回転すると、ボールねじナット２内のボール３は相対するねじ溝１ｂ，２ｂで形成された螺旋状空間をねじ軸回転方向に転動し、図外のボール循環路を経て循環移動する。そのボール３の転動を介してボールねじナット２はねじ軸１に沿い直線方向に送られる。こうしてボールねじが駆動されると、ボールねじナット２の端部の潤滑油含有ポリマ部材１０から潤滑油が経時的に徐々に滲み出し、ねじ軸１のねじ溝１ｂに供給され、そのねじ溝１ｂ内を転動するボール３及びボールねじナットのねじ溝２ｂへと均一にくまなく行き渡って長期間にわたり安定した潤滑が行われる。したがって、殊更に潤滑油を外部からボールねじナット２に供給せずに、低トルクで良好な運転を長時間続けることができる。

【００１８】また、潤滑油含有ポリマ部材１０は、ボールねじナット２の端部を密封するシール部材としても機能して、ボールねじナット２の内部を外部の雰囲気から遮断する。これにより、外部雰囲気が水や腐食性ガスなどの悪環境下でも、ボールねじナット２の内部はそれらの水や腐食性ガス等に対して保護され、長期間にわたり円滑な潤滑作用を維持するすることができる。

【００１９】図２に、他の実施例を示す。この実施例はボールねじナット２の端面の環状の凹部５の内周面５ａと潤滑油含有ポリマ部材１０の外周面１０ｂとの間に、ばね（ガータスプリング）１５を嵌挿してある。このばね１５が一定の圧力で潤滑油含有ポリマ部材１０をねじ軸１のねじ溝１ｂに向けてラジアル方向に加圧するため、たとえ長期運転で潤滑油含有ポリマ部材１０の内径面１０ａが摩耗しても、常時ねじ軸１との適切な接触が保たれ良好な潤滑を保証することができる。

【００２０】この実施例の潤滑油含有ポリマ部材１０は、低分子量ポリエチレン（分子量１ ×１０³〜１×１０⁶）１０重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量１×１０ ⁶ 〜５×１０⁶）５重量％からなるポリエチレンに、潤滑油としてジアルキルジフェニルエーテル油８５重量％を含有して成形されているいるものである。図３に、更に他の実施例を示す。

【００２１】この実施例は、図１に示す潤滑油含有ポリマ部材１０に対してスラスト方向の予圧を負荷するようにしている。すなわち、ボールねじナット２の端部の凹部５の奥行きを深くして、潤滑油含有ポリマ部材１０の背部に皿ばね（コイルばねでも良い）１６が介装されている。そのばね１６で潤滑油含有ポリマ部材１０をねじ軸１と平行にナット外部方向へ向けて一定の圧力で押圧することにより、内径面１０ａをねじ軸のねじ溝１ｂの面にアキシアルに押しつけ摩耗しても適切な接触が保たれるようにしている。

【００２２】この実施例の潤滑油含有ポリマ部材１０は、低分子量ポリエチレン（分子量１ ×１０³〜５×１０⁵）１４重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量１×１０ ⁶ 〜５×１０⁶）６重量％からなるポリエチレンに潤滑油としてパラフィン系炭化水素油８０重量％を混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものである。

【００２３】図４に、更に他の実施例を示す。この実施例は、シールタイプの転造ボールねじに対して通常使用されるブラシシールを潤滑油含有ポリマ部材１０で形成して組み込んでいる。作用．効果は図１の場合とほぼ同じであるが、切削加工程の寸法精度を有しない転造ボールねじのねじ軸１の外周面に対しても確実に接触してシール及び潤滑作用を果たすことができる。

【００２４】この実施例の潤滑油含有ポリマ部材１０も、低分子量ポリエチレン（分子量１ ×１０³〜５×１０⁵）１４重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量１×１０ ⁶ 〜５×１０⁶）６重量％からなるポリエチレンに潤滑油としてパラフィン系炭化水素油８０重量％を混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものである。図５ないし図８に更に他の実施例を示す。

【００２５】この実施例は、通常、チューブ循環路形式のボールねじの循環チューブ２０のチューブタング部２１のバックアップや、ボール３の掬い上げ等のために、ボールねじナット２の循環部分のねじ溝２ｂに嵌合して使用される「デフレクタ」２２として潤滑油含有ポリマ部材１０を用いている。デフレクタとしての潤滑油含有ポリマ部材１０は、図６に示すように、湾曲状のねじ溝嵌合部２２ａとこれから分岐した取付け部２２ｂとよりなり、取付け部２２ｂの先端におねじ２２ｃを有している。ねじ溝嵌合部２２ａの断面形状は図８に示すようなほぼ角型で、その角部２２ｄがねじ軸１のねじ溝１ｂの溝面に接触している。取付け部２２ｂはボールねじナット２の循環部に形成した径方向の貫通孔２４に挿通され、ボールねじナット２の外面に突出したおねじ２２ｃにナット２５を螺着して固定される。

【００２６】このようにしてボールねじナット２の内周面のねじ溝２ｂに嵌合させて取付けられたデフレクタとしての潤滑油含有ポリマ部材１０からは、回転するねじ軸１のねじ溝１ｂとの接触部に潤滑油が経時的に徐々に滲み出してねじ溝１ｂに供給され、そのねじ溝１ｂ内を転動するボール３及びボールねじナットのねじ溝２ｂへと均一にくまなく行き渡って長期間にわたり安定した潤滑が行われる。

【００２７】この実施例によれば、デフレクタ本来のチューブタング部２１のバックアップや、ボール３の掬い上げ作用に加えて、長期にわたる自動的な潤滑油供給作用がおこなわれる。なお、ボール３が全て取り除かれた非常事態には、ねじ軸１のねじ溝１ｂに嵌合しているデフレクタとしての潤滑油含有ポリマ部材１０がめねじの役目をすることにより、すべりねじとして使用できるというフェールセーフ機能をも有するものである。

【００２８】この実施例の潤滑油含有ポリマ部材１０も、低分子量ポリエチレン（分子量１ ×１０³〜５×１０⁵）１４重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量１×１０ ⁶ 〜５×１０⁶）６重量％からなるポリエチレンポリマに潤滑油としてパラフィン系炭化水素油８０重量％を混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものである。

【００２９】なお、以上の各実施例において、ボールねじナット２の内部のねじ軸１とボールねじナット２との間の空間４（対向するねじ溝１ｂ，２ｂで形成された螺旋状のボール転動路以外の空間）には、通常のグリースや潤滑油等の潤滑剤を封入しても良い。また、ボールねじの内部空間４に通常のグリースや潤滑油等の潤滑剤を封入する代わりに、当該空間４に潤滑油含有ポリマ部材の原料ポリマと潤滑油との混合物を充填し、加熱溶融させた後に冷却固化することで、内部空間４全体に潤滑油含有ポリマ部材１０を満たした構造にしても良い。この場合、図９に示すように、ボールねじナット２の両端まで潤滑油含有ポリマ部材１０を充填して、ボールねじナット２の両端にてシール作用を行わせるようにしても良い。ボールねじ溝１ｂ，２ｂ及びボール３を直接潤滑する。

【００３０】また、ボールねじの使用条件に応じて、両端の凹部５のうちの一方の凹部にのみ潤滑油含有ポリマ部材１０を取り付けるようにしても良い。また、図１ないし図４の各実施例のシール兼用タイプの潤滑油含有ポリマ部材１０と「デフレクタ」２２兼用タイプの潤滑油含有ポリマ部材１０とを併用することもできる。

【００３１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の含油ポリマ潤滑ボールねじは、ボールねじナットの内部にねじ軸のねじ溝面と摺接する潤滑油含有ポリマ部材を取り付けたものとしたため、ボールねじが運転されると、その潤滑油含有ポリマ部材内の潤滑油が経時的に徐々に滲み出して、ボールねじ溝とボールとの接触面に自動的に均一に供給され、長期間にわたり良好な潤滑が行われる。また、潤滑油含有ポリマ部材でボールねじナット内部が外部から遮断されて保護されるから、通常の潤滑が困難な粉塵中，水中，高温雰囲気などの悪環境下においても十分長寿命なボールねじが提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の要部の縦断面図である。

【図２】本考案の他の実施例の要部の縦断面図である。

【図３】本考案の他の実施例の要部の縦断面図である。

【図４】本考案の他の実施例の要部の縦断面図である。

【図５】本考案の更に他の実施例のボールねじの外形図
である。

【図６】図５に示すものに内装されたデフレクタとして
の含油ポリマ部材の要部の斜視図である。

【図７】図５のVII −VII 線断面図である。

【図８】図７のVIII−VIIIの実施例の要部の縦断面図で
ある。

【図９】本考案の更に他の実施例のボールねじの縦断面
図である。

【図１０】従来のボールねじの縦断面図である。

【符号の説明】

１ねじ軸１ｂねじ溝２ボールねじナット２ｂねじ溝３ボール１０潤滑油含有ポリマ部材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸
と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のねじ溝
に対応するねじ溝を有するボールねじナットと、前記両
ねじ溝間の螺旋状空間内を転動する多数のボールとを具
えたボールねじにおいて、前記ボールねじナットの内部に前記ねじ軸のねじ溝面と
摺接する潤滑油含有ポリマ部材を取り付けたことを特徴
とする含油ポリマ潤滑ボールねじ。