(57)【要約】【課題】グリース等の潤滑材が不要で、かつ、フランジの変形や破壊も防止できるフランジ付きナットとすべりねじ装置を提供することである。【解決手段】フランジ付きナット１のフランジ２を含む外周部３を金属で形成して、ねじ軸に螺合される内周部４を潤滑性樹脂の射出成形で形成し、射出成形で外周部３の内径面に設けた複数の突条６の周りに充填される樹脂によって、一体化した外周部３と内周部４とを回り止めと抜け止めすることにより、グリース等の潤滑材を不要とし、かつ、フランジ２の変形や破壊も防止できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸に螺合され、ねじ軸と軸方向に相対移動するフランジ付きナットにおいて、前記フランジを含む外周部を金属で形成し、前記ねじ軸に螺合される内周部を潤滑性樹脂で形成して、これらの外周部と内周部との間の回り止めと抜け止めをする手段を設けたことを特徴とするフランジ付きナット。
【請求項２】
前記内周部を、前記外周部の金属への前記潤滑性樹脂の射出成形によって形成した請求項１に記載のフランジ付きナット。
【請求項３】
前記潤滑性樹脂の基材が、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびフェノール樹脂の中から選ばれる１つ以上のものである請求項１または２に記載のフランジ付きナット。
【請求項４】
前記潤滑性樹脂の基材に四フッ化エチレン樹脂を配合した請求項３に記載のフランジ付きナット。
【請求項５】
前記四フッ化エチレン樹脂の配合率を１０〜５０体積％とした請求項４に記載のフランジ付きナット。
【請求項６】
ねじ軸にフランジ付きナットを螺合して、フランジ付きナットをねじ軸と軸方向に相対移動させるすべりねじ装置において、前記フランジ付きナットを請求項１乃至５のいずれかに記載のフランジ付きナットとしたことを特徴とするすべりねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジ付きナットおよびフランジ付きナットを用いたすべりねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転運動を直線運動に変換するすべりねじ装置は、ボールねじ装置に較べてコンパクトに設計できる利点がある。フランジ付きナットを用いたすべりねじ装置は、ねじ軸を回転駆動して、ナットのフランジに直線駆動力が伝達される移動テーブル等の被駆動体を取り付ける場合が多く、各種産業機械の送り装置や位置決め装置等に多く採用されている。また、近年は、潤滑性樹脂で形成した樹脂製ナットをフランジ付きナットに用いたすべりねじ装置が、光学測定器、半導体製造装置、医療機器等向けとして用途が拡大している。この樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置は、グリース等の潤滑材が不要のため、クリーンルーム等での使用に好適である。
【０００３】
前記すべりねじ装置用の樹脂製ナットは、フランジ付きでないものも含めて、切削加工や射出成形によって全体が樹脂で形成されており、このナットを形成する樹脂として、熱可塑性ポリイミド樹脂を用いたもの（例えば、特許文献１参照）や、ポリフェニレンサルファイド樹脂を用いたもの（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１９３７０１号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した全体を樹脂で形成した樹脂製ナットは、金属製ナットに較べると強度が低く、かつ、温度上昇に伴う強度低下が大きいので、大きな直線駆動力を伝達するすべりねじ装置のフランジ付きナットとして用いると、直線駆動力の伝達に伴うナットへの大きな負荷荷重や摩擦発熱による温度上昇によって、被駆動体が取り付けられるフランジが根元から変形したり、破壊したりすることがある。このため、すべりねじ装置が伝達できる直線駆動力が狭い範囲に限定される問題がある。
【０００６】
前記樹脂製ナットのフランジの変形や破壊を防止するためには、樹脂を熱可塑性ポリイミド樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂等の耐熱性樹脂として、ガラス繊維や炭素繊維等で繊維強化することが考えられるが、これらの強化繊維の添加は樹脂の潤滑性を低下させるので、所要の強度を得るために多量に添加すると、逆に摩擦発熱によるナットの温度上昇がより大きくなり、フランジの変形や破壊を防止できるような十分な耐熱強度を確保することはできない。また、潤滑性の低下によって、駆動力の変換ロスが大きくなる問題もある。
【０００７】
また、樹脂製ナットのフランジの変形や破壊を防止するためには、ナットの外径寸法やフランジの肉厚寸法を大きくして、フランジの断面積を大きくすることも考えられるが、十分な強度を得るためにはナットの寸法が極端に大きくなり、実用的ではない。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、グリース等の潤滑材が不要で、かつ、フランジの変形や破壊も防止できるフランジ付きナットとすべりねじ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のフランジ付きナットは、ねじ軸に螺合され、ねじ軸と軸方向に相対移動するフランジ付きナットにおいて、前記フランジを含む外周部を金属で形成し、前記ねじ軸に螺合される内周部を潤滑性樹脂で形成して、これらの外周部と内周部との間の回り止めと抜け止めをする手段を設けた構成を採用した。
【００１０】
すなわち、フランジを含む外周部を金属で形成し、ねじ軸に螺合される内周部を潤滑性樹脂で形成して、これらの外周部と内周部との間の回り止めと抜け止めをする手段を設けることにより、グリース等の潤滑材を不要とし、かつ、フランジの変形や破壊も防止できるようにした。
【００１１】
前記内周部を、前記外周部の金属への前記潤滑性樹脂の射出成形によって形成することにより、外周部と内周部とを容易に回り止めと抜け止めして一体化することができる。
【００１２】
前記潤滑性樹脂の基材を、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびフェノール樹脂の中から選ばれる１つ以上のものとすることにより、樹脂の耐熱性を確保することができる。
【００１３】
前記潤滑性樹脂の基材に四フッ化エチレン樹脂を配合することにより、樹脂の潤滑性をより高めることができる。
【００１４】
前記四フッ化エチレン樹脂の配合率は１０〜５０体積％、好ましくは２０〜４０体積％とするのがよい。配合率が１０体積％未満では樹脂の潤滑性を高める効果が少なく、５０体積％を超えると、樹脂の強度低下が大きくなるからである。
【００１５】
また、本発明のすべりねじ装置は、ねじ軸にフランジ付きナットを螺合して、フランジ付きナットをねじ軸と軸方向に相対移動させるすべりねじ装置において、前記フランジ付きナットを上述したいずれかのフランジ付きナットとした構成を採用することにより、グリース等の潤滑材を不要とし、かつ、フランジ付きナットのフランジの変形や破壊も防止できるようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフランジ付きナットは、フランジを含む外周部を金属で形成し、ねじ軸に螺合される内周部を潤滑性樹脂で形成して、これらの外周部と内周部との間の回り止めと抜け止めをする手段を設けたので、グリース等の潤滑材を不要とし、かつ、フランジの変形や破壊も防止することができる。
【００１７】
前記内周部を、外周部の金属への潤滑性樹脂の射出成形によって形成することにより、外周部と内周部とを容易に回り止めと抜け止めして一体化することができる。
【００１８】
前記潤滑性樹脂の基材を、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびフェノール樹脂の中から選ばれる１つ以上のものとすることにより、樹脂の耐熱性を確保することができる。
【００１９】
前記潤滑性樹脂の基材に四フッ化エチレン樹脂を配合することにより、樹脂の潤滑性をより高めることができる。
【００２０】
また、本発明のすべりねじ装置は、ねじ軸にフランジ付きナットを螺合して、フランジ付きナットをねじ軸と軸方向に相対移動させるすべりねじ装置において、フランジ付きナットを上述したいずれかのフランジ付きナットとしたので、グリース等の潤滑材を不要とし、かつ、フランジ付きナットのフランジの変形や破壊も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態のフランジ付きナット１を示す。このフランジ付きナット１は、図１に示すように、フランジ２を含む外周部３が金属であるステンレス鋼で形成され、ねじ軸（図示省略）に螺合される内周部４が潤滑性樹脂である熱可塑性ポリイミド樹脂を基材として四フッ化エチレン樹脂を２０〜４０体積％配合したもので形成されている。フランジ２には、被駆動体を取り付けるためのボルト孔５が設けられている。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記外周部３の内径面には、軸方向に延びる複数の突条６が円周方向で等間隔に設けられ、熱可塑性ポリイミド樹脂を基材とする内周部４は、この外周部３の内径側への射出成形によって形成されており、射出成形でこれらの突条６の周りに樹脂が充填されることにより、一体となった外周部３と内周部４とが回り止めと抜け止めされている。なお、内周部４の内径面には、金型によって雌ねじ７が形成されている。
【００２３】
図３（ａ）、（ｂ）は、前記フランジ付きナット１の変形例を示す。この変形例は、外周部３の軸方向両端部に内向きの鍔３ａを設け、内周部４をさらに強固に抜け止めした点が異なる。その他の部分は第１の実施形態のものと同じである。
【００２４】
図４は、前記フランジ付きナット１を用いた本発明に係るすべりねじ装置を示す。このすべりねじ装置は、ねじ軸８を回転駆動することにより、ねじ軸８の雄ねじ９に雌ねじ７で螺合されたフランジ付きナット１を直線駆動するものであり、フランジ２のボルト孔５には、移動テーブル等の被駆動体が取り付けられる。なお、螺合する雄ねじ９と雌ねじ７は台形ねじとされている。
【００２５】
図５（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態のフランジ付きナット１を示す。このフランジ付きナット１は基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、外周部３とその内径側に射出成形された内周部４との回り止めと抜け止め手段のみが異なる。この実施形態では、外周部３の円周方向に９０°の位相で４つの貫通孔１０が設けられており、射出成形でこれらの貫通孔１０に樹脂が充填されることにより、一体となった外周部３と内周部４とが回り止めと抜け止めされている。
【００２６】
図６（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態のフランジ付きナット１を示す。このフランジ付きナット１も基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、外周部３とその内径側に射出成形された内周部４との回り止めと抜け止め手段のみが異なる。この実施形態では、外周部３の軸方向の２箇所で円周方向に９０°の位相で、内径側へ突出する４つのピン１１が嵌めこまれており、射出成形でこれらのピン１１の周りに樹脂が充填されることにより、一体となった外周部３と内周部４とが回り止めと抜け止めされている。
【００２７】
上述した各実施形態では、フランジ付きナットの外周部をステンレス鋼で形成し、内周部の基材を熱可塑性ポリイミド樹脂としたが、外周部は、亜鉛めっき、ニッケルめっき、錫めっき、クロムめっき、塗装等の表面処理等を施した鋼材や、アルミニウム合金、銅合金等で形成することもできる。また、内周部の基材としては、熱可塑性ポリイミド樹脂のほかに、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノール樹脂、およびこれらをブレンドしたものも使用することができる。なお、ポリフェニレンサルファイド樹脂には、分子の架橋状態により架橋型、半架橋型、直鎖型、分岐型等のものがあるが、いずれも使用でき、これらをブレンドしたものであってもよい。
【００２８】
前記内周部の基材に、その潤滑性を阻害しない程度で、炭素粉末、酸化鉄、酸化チタン等の着色剤、黒鉛、金属粉末、金属酸化物粉末、炭素粉末等の熱伝導性向上剤、およびガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ウィスカ等の耐摩耗性向上材を配合してもよい。
【００２９】
また、フランジ付きナットの外周部と内周部とを回り止めと抜け止めする手段も、上述した各実施形態のものに限定されることはなく、外周部の内径面にローレット加工やＤカットで凹凸形状を付与する手段を採用することもでき、これらを各実施形態の手段と組み合わせることもできる。
【００３０】
さらに、上述した各実施形態では、内周部の雌ねじを台形ねじとして射出成形で形成したが、この雌ねじは射出成形後に機械加工で形成することもでき、ねじの形状はゴシックアーク、三角、矩形等としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態のフランジ付きナットを示す外観斜視図
【図２】ａは図１のフランジ付きナットの側面図、ｂはａのIIb−IIb線に沿った断面図、ｃはｂのIIc−IIc線に沿った断面図
【図３】ａは図１のフランジ付きナットの変形例を示す側面図、ｂはａのIIIb−IIIb線に沿った断面図
【図４】図１のフランジ付きナットを用いた本発明に係るすべりねじ装置を示す外観斜視図
【図５】ａは第２の実施形態のフランジ付きナットを示す正面断面図、ｂはａのVb−Vb線に沿った断面図
【図６】ａは第３の実施形態のフランジ付きナットを示す正面断面図、ｂはａのVIb−VIb線に沿った断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  フランジ付きナット
２  フランジ
３  外周部
３ａ  鍔
４  内周部
５  ボルト孔
６  突条
７  雌ねじ
８  ねじ軸
９  雄ねじ
１０  貫通孔
１１  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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