(57)【要約】      （修正有）【課題】低発塵性のグリース組成物を封入しただけの構成の低発塵の直動装置。【解決手段】正電荷及び負電荷に永久帯電させたエレクトレット繊維からなる集塵体２０を、可動部材１３の端面１３ｂ、案内部材１２の軌道面１２ａ以外の内周面及びシール部材１４の案内部材１２側の先端１３ｂの少なくとも一箇所に配設した直動装置１。エレクトレット繊維がポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂またはポリフッ化ビニリデン樹脂からなり、４０℃における動粘度が８〜１８０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、炭素数１２〜２４の高級脂肪酸のリチウム塩と炭素数１２〜２４の高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩とからなる増ちょう剤とを、基油と増ちょう剤との合計量に対し基油を７０〜８０質量％、増ちょう剤を２０〜３０質量％含有するグリース組成物が封入されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道面を有し軸方向に延びる案内部材と、
内周面に案内部材の軌道面に対向する軌道面を有するとともに、両軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体の転動を介して軸方向に相対直線移動可能に案内部材に支持された可動部材と、
案内部材と可動部材との隙間をシールするシール部材と、
を備える直動装置であって、
正電荷及び負電荷に永久帯電させたエレクトレット繊維からなる集塵体を、可動部材の端面、案内部材の軌道面以外の内周面及びシール部材の案内部材側の先端の少なくとも一箇所に配設したことを特徴とする直動装置。
【請求項２】
エレクトレット繊維がポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂またはポリフッ化ビニリデン樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の直動装置。
【請求項３】
４０℃における動粘度が８〜１８０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、炭素数１２〜２４の高級脂肪酸のリチウム塩と炭素数１２〜２４の高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩とからなる増ちょう剤とを、基油と増ちょう剤との合計量に対し基油を７０〜８０質量％、増ちょう剤を２０〜３０質量％含有するグリース組成物が封入されていることを特徴とする請求項１または２記載の直動装置。
【請求項４】
４０℃における動粘度が８〜４６０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、金属石けんまたはウレア化合物から選ばれる増ちょう剤とを含有するとともに、混和ちょう度が３００以下であるグリース組成物が封入されていることを特徴とする請求項１または２記載の直動装置。
【請求項５】
案内部材の軌道面、可動部材の軌道面及び転動体の転動面の少なくとも１つに、２０℃における蒸気圧が１×１０−５Ｐａ以下の炭化水素系潤滑油、分子構造中に官能基を有する潤滑油、フッ素樹脂を含有する潤滑剤からなる潤滑膜を、オイルプレーティング処理により成膜したことを特徴とする請求項１または２記載の直動装置。
【請求項６】
ダイヤモンドライクカーボン膜を介して潤滑膜が成膜されていることを特徴とする請求項５記載の直動装置。
【請求項７】
シール部材と案内部材とのすき間が１μｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置やリニアガイド装置に代表される直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置やリニアガイド装置などの直動装置を、特にクリーンな環境が必要とされる半導体・液晶製造装置などに組み込んで使用する場合は、直動装置からのグリースの飛散による発塵が少ないことが重要である。グリースの発塵粒子が周辺機器に飛散して汚損するとトラブル発生の原因となるためである。
【０００３】
発塵対策として、例えば特許文献１には、鉱油及び合成炭化水素油から選ばれる少なくとも１種の基油と、炭素数１２〜２４の高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩及び炭素数１２〜２４の高級脂肪酸のリチウム塩からなる増ちょう剤とを含有するグリース組成物を封入した直動装置が記載されている。また、特許文献２には、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種の基油と、金属石けんまたはウレア化合物から選ばれる増ちょう剤とを含有し、かつ混和ちょう度が３００以下であるグリース組成物を封入した直動装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７０７４７号公報
【特許文献２】特開平９−２１７７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような低発塵性のグリース組成物を封入しても、発塵防止効果には限度が有り、更なる改善の要望が高い。そこで本発明は、これまでよりも低発塵の直動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は下記の直動装置を提供する。
（１）外周面に軌道面を有し軸方向に延びる案内部材と、
内周面に案内部材の軌道面に対向する軌道面を有するとともに、両軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体の転動を介して軸方向に相対直線移動可能に案内部材に支持された可動部材と、
案内部材と可動部材との隙間をシールするシール部材と、
を備える直動装置であって、
正電荷及び負電荷に永久帯電させたエレクトレット繊維からなる集塵体を、可動部材の端面、案内部材の軌道面以外の内周面及びシール部材の案内部材側の先端の少なくとも一箇所に配設したことを特徴とする直動装置。
（２）エレクトレット繊維がポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂またはポリフッ化ビニリデン樹脂からなることを特徴とする上記（１）記載の直動装置。
（３）４０℃における動粘度が８〜１８０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、炭素数１２〜２４の高級脂肪酸のリチウム塩と炭素数１２〜２４の高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩とからなる増ちょう剤とを、基油と増ちょう剤との合計量に対し基油を７０〜８０質量％、増ちょう剤を２０〜３０質量％含有するグリース組成物が封入されていることを特徴とする上記（１）または（２）記載の直動装置。
（４）４０℃における動粘度が８〜４６０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、金属石けんまたはウレア化合物から選ばれる増ちょう剤とを含有するとともに、混和ちょう度が３００以下であるグリース組成物が封入されていることを特徴とする上記（１）または（２）記載の直動装置。
（５）案内部材の軌道面、可動部材の軌道面及び転動体の転動面の少なくとも１つに、２０℃における蒸気圧が１×１０−５Ｐａ以下の炭化水素系潤滑油、分子構造中に官能基を有する潤滑油、フッ素樹脂を含有する潤滑剤からなる潤滑膜を、オイルプレーティング処理により成膜したことを特徴とする上記（１）または（２）記載の直動装置。
（６）ダイヤモンドライクカーボン膜を介して潤滑膜が成膜されていることを特徴とする上記（５）記載の直動装置。
（７）シール部材と案内部材とのすき間が１μｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか１項に記載の直動装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の直動装置では、グリース組成物からの塵芥がエレクトレット繊維からなる集塵体により捕獲され、外部に放出されるのを効果的に防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の直動装置の一例を示す断面図である。
【図２】エレクトレット繊維の作用を説明するための概略図である。
【図３】実施例で用いた試験装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明をボールねじ装置に適応した場合を示す断面図である。図示されるボールねじ装置１は、案内部材であるねじ軸１２と、ねじ軸１２の外周に螺合する可動部材としてのナット１３とを備えており、更にナット１３の両端部にシール部材１４が取り付けられている。また、ねじ軸１２の外周面には軌道面１２ａが螺旋状に形成されており、ナット１３の内周面にはねじ軸１２の軌道面１２ａと対向して軌道面１３ａが形成されており、両軌道面１２ａ，１３ａで形成される断面円形の空間を転動体１５が転動する。そして、ねじ軸１２の回転に伴い転動体１５が転動することにより、ナット１３が図中左右方向に移動する。
【００１１】
また、転動体１５の転動を円滑に行うために、グリース組成物（図示せず）が充填されており、シール部材１４で密封されている。しかし、低発塵性のグリース組成物を用いても、外部への放出防止には限度があり、本発明ではナット１３の端面１３ｂ、ナット１３の軌道面以外の内周面１３ｃのシール部材側端部、シール部材１４のねじ軸側の先端の少なくとも一箇所に、エレクトレット繊維からなる集塵体２０を付設する。
【００１２】
図２に示すように、エレクトレット繊維３０は、繊維断面３０ａの半分が正（＋）に、他の半分が負（−）に永久帯電したものであり、正に帯電した粒子４０及び負に帯電した粒子４１は静電気力により、無電荷（±）の中性粒子４２は誘起力により、それぞれエレクトレット繊維３０に吸引捕集される。そして、捕集された各粒子４０，４１，４２は永久にエレクトレット繊維３０に吸引され続ける。
【００１３】
エレクトレット繊維３０としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂またはポリフッ化ビニリデン樹脂が好ましいが、これらに制限されるものではない。また、エレクトレット繊維３０を製造するには公知の方法で構わず、例えば、直流高電圧により分極する方法、直流高電圧を針状電極にかけて大気中でイオンを発生して印加する方法、パルス放電を印加する方法等がある。
【００１４】
また、エレクトレット繊維３０は織布や不織布の形態で使用されることが好ましい。織布や不織布にすることにより、上記した適用箇所に適当な接着剤を用いて容易に付設することができる。
【００１５】
尚、集塵体２０をシール部材１４のねじ軸側の先端に付設する場合は、ねじ軸１２とのすき間を１０μｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましく、狭いほど集塵効果が高まる。すき間が１０μｍ未満にするのは加工精度の問題上難しく、１０ｍｍを超えると十分な集塵効果が得られない。
【００１６】
一方、封入されるグリース組成物も低発塵性であることが好ましく、例えば下記に示すグリースＡ及びグリースＢを挙げることができる。
【００１７】
グリースＡは、４０℃における動粘度が８〜１８０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、炭素数１２〜２４の高級脂肪酸のリチウム塩と炭素数１２〜２４の高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩とからなる増ちょう剤とを、基油と増ちょう剤との合計量に対し基油を７０〜８０質量％、増ちょう剤を２０〜３０質量％含有する。基油の動粘度が８ｍｍ２／ｓ（４０℃）未満では高温で蒸発しやすく、１８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）を超えると摩擦トルクが増大するだけでなく、発塵量も多くなる。また、基油の割合が２０質量％未満または３０質量％を上回っても発塵量が多くなる。更に、増ちょう剤として高級脂肪酸のリチウム塩と高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩とを混合して用いることにより、リチウム石けんと基油によるミセル構造がより安定して緻密な構造が構築され、発塵量をより減少させることができる。
【００１８】
グリースＢは、４０℃における動粘度が８〜４６０ｍｍ２／ｓであり、鉱油、合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなる基油と、金属石けんまたはウレア化合物から選ばれる増ちょう剤とを含有するとともに、混和ちょう度が３００以下である。基油の動粘度が８ｍｍ２／ｓ（４０℃）未満では高温で蒸発しやすく、４６０ｍｍ２／ｓ（４０℃）を超えると摩擦トルクが増大するだけでなく、発塵量も多くなる。増ちょう剤量が多いほど発塵量が少なくなるが、増ちょう剤量がグリース全量の６０質量％を超えると、グリースが硬くなりすぎて摩擦トルクが増大して好ましくない。また、混和ちょう度も発塵性に関与し、混和ちょう度が低いほど発塵量が少なくなり、３００以下とすることが好ましい。
【００１９】
また、グリース組成物には、必要に応じて各種の添加剤を添加することができるが、いずれも公知のもので構わない。
【００２０】
グリース組成物を封入する代わりに、ねじ軸１２の軌道面１２ａ、ナット１３の軌道面１３ａ、転動体１５の転動面の少なくとも１つに、オイルプレーティング処理による潤滑膜を設けてもよい。低発塵性の観点から、潤滑膜を形成する潤滑油は低蒸気圧であることが好ましく、２０℃における蒸気圧が１×１０−５Ｐａ以下の潤滑油を用いる。潤滑油の種類としては、炭化水素系潤滑油が好ましい。また、フッ素樹脂を含有する潤滑剤とすることもできる。
【００２１】
尚、潤滑膜を形成する場合は、膜強度向上のために、ダイヤモンドライクカーボン膜を下地層にすることが好ましい。
【００２２】
以上、本発明に関してボールねじ装置を実施形態に挙げて説明したが、ボールねじ装置以外にも各種の直動装置に応用可能である。例えば、リニアガイド装置のスライダの端面、スライダの軌道面以外の内周面、シール部材の案内レール側の先端にエレクトレット繊維からなる集塵体を付設することができる。
【実施例】
【００２３】
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２４】
（試験１）
深溝玉軸受６０８に、表１に示す２種類のグリース（何れも低発塵性）をそれぞれ封入し、シールド板を装着した軸受を作製し、図３に示す試験装置を用いて軸受からの発塵量を測定した。図示される試験装置では、チャンバーが隔壁により２室に分割されており、隔壁の貫通孔にシャフトを貫通させ、一方の室に配置された試験軸受によりシャフトを支承している。試験軸受は一対でハウジング内に収容され、シャフトはモータにより回転される。また、隔壁には、貫通孔の内周面及び軸受側の端面にエレクトレット繊維からなる集塵体Ａ，Ｂが付設されており、貫通孔の内周面に付設した集塵体Ｂとシャフトとのすき間が２ｍｍとなるように調整した。軸受から発生した塵芥は、隔壁に付設した集塵体Ａ，Ｂにより捕獲される。
【００２５】
試験は、軸受側の室内に、軸受上方からクリーンエアを流入し、すき間を通って他方の室側に流出させ、他方の室に連結するパーティクルカウンダにより軸受から発生した塵芥の数（発塵量）を測定した。尚、パーティクルカウンタでは粒径２０ｎｍ以上の塵芥を検出する。試験条件は、予圧５０Ｎ、シャフト回転数１８００ｍｉｎ−１、回転時間を１時間とした。また、比較のために、集塵体Ａ，Ｂを付設しない場合についても同様の測定を行った。結果を表２に示すが、グリース１の集塵体無しの場合の発塵量に対する相対値で示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
2014077463.tif 000004
【００２８】
表２に示すように、集塵体を付設することにより、発塵量が１／３〜１／５程度に減少することがわかる。
【００２９】
（試験２）
深溝玉軸受６０８に、表１に示すグリース１を封入し、シールド板を装着した軸受を作製し、図３に示す試験装置を用い、シャフトと集塵体Ｂとのすき間を変えて同様の試験条件にて軸受からの発塵量を測定した。シャフトと集塵体Ｂとのすき間は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとした。結果を表3に示すが、集塵体無しの場合の発塵量に対する相対値で示す。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
表３に示すように、シャフトと集塵体Ｂとのすき間が小さくなるほど発塵量が減少しており、集塵体Ｂによる補修効果が高まることがわかる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ボールねじ装置
１２  ねじ軸
１３  ナット
１４  シール部材
２０  集塵体
３０  エレクトレット繊維
【図１】
2014077463.tif 000006
【図２】
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【図３】
2014077463.tif 000008