(57)【要約】【課題】転動装置の負荷軌道や循環部品内、及びボールに対して摺接する摩擦を小さく抑えると共に、破損を回避することができるスペーサを提供する。【解決手段】ボールねじ装置等の転動装置の各転動体５間に介装されるスペーサ１０であって、主成分の合成樹脂に繊維状の油導通材及び潤滑油を添加混合した合成樹脂組成物の成形体からなることを特徴とする。【選択図】      図４
2004150589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体とを備えた転動装置の前記各転動体間に介装され、軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有するスペーサであって、
主成分の合成樹脂に繊維状の油導通材及び潤滑油を添加混合した合成樹脂組成物の成形体からなることを特徴とするスペーサ
【請求項２】
前記油導通材が中実又は中空の繊維からなることを特徴とする請求項１記載のスペーサ。
【請求項３】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、該複数の転動体の各転動体間に介装され、軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有するスペーサとを備えた転動装置であって、
前記スペーサとして、請求項１又は２記載のスペーサを用いたことを特徴とする転動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば直動案内軸受装置やボールねじ装置等の転動装置の各転動体間に介装されるスペーサ及び該スペーサを備えた転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は転動装置の一例としてのボールねじ装置を示したものである。このボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝（軌道面）２を有するねじ軸（内方部材）３に、内周面にねじ溝２に対応する螺旋状のねじ溝（軌道面）４を有するナット（外方部材）６が螺合されている。
【０００３】
ナット６のねじ溝４とねじ軸３のねじ溝２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体としての多数のボール５が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸３（又はナット６）の回転により、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００４】
また、図のようにボール循環方式が循環チューブの場合は、例えばナット６の外周面の一部を平坦面にしてこの平坦面に両ねじ溝２，４に連通する２個一組の孔７をねじ軸３を跨ぐように形成し、この一組の孔７に循環部品の一例としての略コ字状の循環チューブ８の両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝２，４間の負荷軌道に沿って公転するボール５を該負荷軌道の途中から循環チューブ８で掬い上げて元の負荷軌道に戻し、これにより、ボール５を無限循環させるようにしている。なお、ボール５の循環方式としては、循環チューブ式の他に、エンドキャップ式やコマ式等が挙げられ、又、転動体としては、ボールの他に、ローラ等が用いられる場合がある。
【０００５】
ところで、このような転動装置の転動体無限循環路内に配設されるボール又はローラ等の各転動体間に、図４に示すように、軸方向の両側に転動体（図ではボール５）の保持凹面１１を有するスペーサ１０を介装することが従来より行われている。各転動体間にスペーサ１０を介装することにより、転動体同士が接触せず、転動体間の距離が一定に保たれ、転動装置の作動の円滑化がなされると共に、駆動時の転動体同士の衝突音が無くなって騒音の発生が防止される。
【０００６】
従来のスペーサとしては、例えばポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の合成樹脂を単体で射出成形したスペーサが挙げられるが、スペーサが負荷軌道や循環部品内、及びボールに対して摺接して大きな摩擦が生じるのを防止し、円滑なボールねじ装置の作動性を確保することを目的として、自己潤滑性を有する合成樹脂で形成されたスペーサ（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）、或いは高分子量ポリオレフィンと潤滑グリースとの混合物からなる固形潤滑組成物のスペーサ等が開示されている（例えば特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１８２５４５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９９５５６号公報
【特許文献３】
特開２００１−２１０１８号公報
【特許文献４】
特開２００１−３１７６０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載されたように、自己潤滑性を有する合成樹脂で形成されたスペーサは、潤滑油含有量を多くすると軟らかくなりすぎて強度が低下する。一方、上記特許文献４に記載されたように、高分子量ポリオレフィンと潤滑グリースとの混合物からなる固形潤滑組成物で形成されたスペーサについても、単体の合成樹脂よりも強度が低い。
【０００９】
従って、いずれの場合においても、スペーサの強度が低下することによって、ボールとの衝突や負荷軌道及び循環部品への衝突によって、スペーサが破損したり、スペーサが変形することでボール同士が接触してボールが摩耗する問題があり、更には、スペーサの潤滑油含油量を多くすると射出成形が難しくなるという問題もある。
【００１０】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものでり、転動装置の負荷軌道や循環部品内、及び転動体に対して摺接する摩擦を小さく抑えることができるのは勿論のこと、転動体との衝突や負荷軌道及び循環部品への衝突による破損を回避することができると共に、転動体同士の接触による転動体の摩耗を防止することができるスペーサ及び該スペーサを備えた転動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体とを備えた転動装置の前記各転動体間に介装され、軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有するスペーサであって、
主成分の合成樹脂に繊維状の油導通材及び潤滑油を添加混合した合成樹脂組成物の成形体からなることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記油導通材が中実又は中空の繊維からなることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、該複数の転動体の各転動体間に介装され、軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有するスペーサとを備えた転動装置であって、
前記スペーサとして、請求項１又は２記載のスペーサを用いたことを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明の転動装置としては、ボールねじ装置の他に、直動案内軸受装置や、直動ベアリング等が挙げられる。
そして、前記内方部材とは、転動装置が直動案内軸受装置の場合は案内レール、同じく直動ベアリングの場合は軸を、それぞれ意味する。
また、前記外方部材とは、転動装置が直動案内軸受装置の場合はスライダ、同じく直動ベアリングの場合は外筒を、それぞれ意味する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明例（油導通材：中実繊維）と従来例とにおける動トルクの比較を示すグラフ図、図２は本発明例（油導通材：中空繊維）と従来例とにおける動トルクの比較を示すグラフ図である。なお、この実施の形態では、図３で説明したボールねじ装置の各ボール間に本発明に係るスペーサを介装した場合を例に採り、また、スペーサの形状は図４に示したものと同様であるため、符号を流用して説明する。
【００１５】
本発明の実施の形態の一例であるスペーサ１０は、主成分の合成樹脂に繊維状の油導通材及び潤滑油を添加混合した合成樹脂組成物の成形体からなるものであり、繊維状の油導通材としては中実又は中空の繊維を用いることができる。
スペーサ１０の内部に油導通材として中実の繊維を存在させると、スペーサ１０内の潤滑油が油導通材である中実繊維の表面（合成樹脂と繊維の界面）を通り、スペーサ１０の表面に安定した速度で滲み出す。
【００１６】
また、スペーサ１０の内部に油導通材として中空の繊維を存在させた場合には、スペーサ１０内の潤滑油が油導通材である中空繊維の中空部及び表面（合成樹脂と繊維の界面）を通り、スペーサ１０の表面に安定した速度で滲み出す。
このようにこの実施の形態では、スペーサ１０内の潤滑油が中実又は中空の繊維からなる油導通材を介してスペーサ１０の表面に安定した速度で滲み出すので、転動装置の負荷軌道や循環部品内、及びボールに対して摺接する摩擦を小さく抑えることができ、ボールねじ装置の円滑な作動性を確保することができる。
【００１７】
また、スペーサ１０の内部に中実又は中空の繊維を存在させているので、スペーサ１０の強度を増すことができ、これにより、ボールとの衝突や負荷軌道及び循環部品への衝突による破損を回避することができると共に、スペーサの変形によるボール同士の接触でボールが摩耗するのを防止することができる。
ここで、スペーサ１０の主成分である合成樹脂としては、耐熱性及び耐油性を有するものが好ましく、例えばポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルルケトン、熱可塑性ポリイミドなどを例示できる。特にポリアミド樹脂は耐熱性や耐油性に加えて、価格が安価なことからも好適である。
【００１８】
ポリアミド樹脂としては、ポリヘキサメチレンアジパミド（６，６−ナイロン）、ポリヘキサメチレンアゼラミド（６，９−ナイロン）、ポリヘキサメチレンセバサミド（６，１０−ナイロン）、ポリヘキサメチレンデカミド（６，１２−ナイロン）、ポリテトラメチレンアジパミド（４，６−ナイロン）、ポリカプロラクタム（６−ナイロン）、ポリラウリンラクタム（１２−ナイロン）、ポリ−１１−アミノウンデカン（１１−ナイロン）等の脂肪族系ポリアミド樹脂、ポリメタフェニレンイソフタラミド、ポリパラフェニレンテレフタラミド等の芳香族ポリアミド樹脂を挙げることができ、これらは単独で又は混合物として使用することができる。
【００１９】
中実繊維からなる油導通材としては、例えばガラス繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維、金属繊維等が挙げられ、特にガラス繊維は、安価で入手しやすいことから好適である。
中空繊維からなる油導通材としては、例えばポリエステル製中空繊維（東洋紡社製：ルーブロ（商品名））、同じくポリエステル製中空繊維（帝人社製：エアロカプセルドライ（商品名））等が挙げられ、これらを短く裁断して使用する。その他に、濾過器等に使用される透過用支持管等に用途のある中空繊維を油導通材として用いても良い。
【００２０】
また、中空繊維は、繊維の長手方向に貫通する孔が形成されているものや、多数の透過孔が存在する中空糸を短く裁断して使用しても良い。その他、人工心臓用濾過や血液浄化用の中空糸を使用することもできる。
合成樹脂組成物内に存在させる潤滑油としては、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ナモ油等の鉱油、又は炭化水素、エステル、ポリグリコール、シリコーン油、フツ素化油等の合成油等の一般に使用されている潤滑油を特に限定することなく採用できる。
【００２１】
また、合成樹脂組成物の機械的強度や成形性の向上の目的で合成樹脂組成物に次のような充填材を添加しても良い。
例えば炭酸カルシウムやタルク、シリカ等の鉱物類、チタン酸ウィスカ等の無機ウィスカ類、又はガラス繊維や窒化珪素繊維、アスベスト、石英ウール、金属繊維等の無機繊維類、これらを布状に編んだもの、また、カーボンブラック、黒鉛、カーボン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド樹脂やポリベンゾイミダゾール等の各種熱硬化性樹脂を添加することができる。また、合成樹脂組成物の熱伝導性を向上させる目的で、合成樹脂組成物ににカーボン繊維、金属繊維、黒鉛粉末等を添加しても良い。
【００２２】
なお、この発明の効果を阻害しない量で一般合成樹脂に広く適用できる添加剤を併用してもよい。例えば、離型剤や難燃剤、帯電防止剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、着色剤、工業用潤滑剤等を適宜添加してもよく、これらを添加する方法は特に限定されるものではない。
合成樹脂組成物の混合方法は、従来から良く知られた方法を利用すればよく、例えばヘンシェルミキサ、ボールミル、タンブラーミキサなどの混合機によって混合した後、溶融混合性の良い射出成形機若しくは溶融押出し機に供給するか、又は予め熱ローラ、ニーダ、パンバリーミキサ、溶融押出し機等を利用して溶融混合しても良い。
【００２３】
中空繊維の油導通材を採用する場合には、中空繊維の内部に予め潤滑油を充填しておけば更に好ましい。その方法としては、潤滑油中に中空繊維を浸し、減圧の雰囲気下で操作することで中空繊維の中空部内の空気や水分を容易に排除できる。そして、含浸を終えた後に過剰の潤滑油を取り除けば、中空繊維の中空部の内部に潤滑油が取り込まれた含油中空繊維を得ることができる。また、含浸を効率よく行うためには加熱しながら含浸処理することが好ましい。
【００２４】
なお、糸状の繊維を裁断して中空繊維状の油導通材とする場合には、繊維の両端が閉じて潤滑油が中空部に入らないことがあり、その場合には両端が閉じないように裁断した繊維を利用する必要がある。
また、合成樹脂組成物の成形方法としては、押出し成形、射出成形、圧縮成形、真空成形、吹き込み成形、発泡成形のいずれの成形法でも良いが、特に射出成形が好ましい。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、ボールねじ装置に本発明のスペーサを適用した場合を例に採ったが、これに代えて、直動案内軸受装置や直動ベアリング等の他の転動装置に本発明のスペーサを適用できるのは勿論である。
【００２６】
【実施例】
ポリエチレン３０重量％、鉱油７０重量％で固形潤滑組成物を、６，６−ナイロン８０重量％に中実繊維状の油導通体１０重量％及び潤滑油１０重量％を添加混合した合成樹脂組成物をそれぞれ製造して射出成形を行い、各成形体について引張り強さをＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠して測定し、曲げ弾性率をＪＩＳ  Ｋ７１７１に準拠して測定した結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2004150589.tif 000003
【００２８】
表１から明らかなように、本発明に係る合成樹脂組成物からなる成形体の方が、従来の固形潤滑組成物からなる成形体より、機械的物性が大幅に優れているのが判る。
次に、転動装置の一例であるボールねじ装置の各ボール間にスペーサを介装して作動性の確認を行った。図１は、ポリエチレン３０重量％，鉱油７０重量％からなる固形潤滑組成物のスペーサを従来例とし、主成分の合成樹脂としての６，６−ナイロン８０重量％に中実繊維の油導通体としてガラス繊維１０重量％および潤滑油として合成油１０重量％を添加混合した合成樹脂組成物からなるスペーサを本発明例とし、それぞれについてボールねじ装置の作動性（動トルクの変化）を比較した結果である。
【００２９】
図から明らかなように、本発明例は従来例に比べてトルク変動が少なく安定したボールねじ装置の作動性を確保できることが判る。これは、スペーサ内の潤滑油が中実繊維からなる油導通材を介してスペーサの表面に安定した速度で滲み出すので、ボールねじ装置の負荷軌道や循環部品内、及びボールに対して摺接する摩擦が小さく抑えられるためである。加えて、スペーサの内部に存在する中実繊維によりスペーサの強度が増すので、ボールとの衝突や負荷軌道及び循環部品への衝突による破損が回避され、又、スペーサの変形によるボール同士の接触でボールが摩耗するのが防止される。
【００３０】
図２は、ポリエチレン３０重量％，鉱油７０重量％からなる固形潤滑組成物のスペーサを従来例とし、主成分の合成樹脂としての６，６−ナイロン８０重量％に中空繊維の油導通体としてポリエステル製中空繊維１０重量％および潤滑油として合成油１０重量％を添加混合した合成樹脂組成物からなるスペーサを本発明例とし、それぞれについてボールねじ装置の作動性（動トルクの変化）を比較した結果である。
【００３１】
図から明らかなように、本発明例は従来例に比べてトルク変動が少なく安定したボールねじ装置の作動性を確保できることが判る。この場合も図１と同様に、スペーサ内の潤滑油が中空繊維からなる油導通材を介してスペーサの表面に安定した速度で滲み出すので、ボールねじ装置の負荷軌道や循環部品内、及びボールに対して摺接する摩擦が小さく抑えられるためである。加えて、スペーサの内部に存在する中空繊維によりスペーサの強度が増すので、ボールとの衝突や負荷軌道及び循環部品への衝突による破損が回避され、又、スペーサの変形によるボール同士の接触でボールが摩耗するのが防止される。
【００３２】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、転動装置の負荷軌道や循環部品内、及び転動体に対して摺接する摩擦を小さく抑えることができるのは勿論のこと、転動体との衝突や負荷軌道及び循環部品への衝突による破損を回避することができると共に、転動体同士の接触による転動体の摩耗を防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明例（油導通材：中実繊維）と従来例とにおける動トルクの比較を示すグラフ図である。
【図２】本発明例（油導通材：中空繊維）と従来例とにおける動トルクの比較を示すグラフ図である。
【図３】転動装置の一例としてのボールねじ装置を説明するための断面図である。
【図４】スペーサの一例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…ボールねじ装置（転動装置）
３…ねじ軸（内方部材）
２…ねじ溝（ねじ軸側軌道面）
６…ナット（外方部材）
４…ねじ溝（ナット側軌道面）
５…ボール（転動体）
８…循環チューブ（循環部品）
１０…スペーサ
１１…保持凹面
【図１】
2004150589.tif 000004
【図２】
2004150589.tif 000005
【図３】
2004150589.tif 000006
【図４】
2004150589.tif 000007