(57)【要約】【課題】回転運動を軸方向の直線運動に変換する作動効率が優れた遊星ローラねじ装置を提供する。【解決手段】遊星ローラねじ装置は、ねじ溝１ａが外周面に形成されたねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向するねじ溝２ａが内周面に形成されたナット２と、両ねじ溝１ａ，２ａ間に転動自在に介装された複数のローラ３からなるローラ列と、を備えている。そして、ねじ軸１とナット２との相対回転運動により、ローラ３の転動を介して、ねじ軸１とナット２とが軸方向へ相対直線移動するようになっている。この遊星ローラねじ装置の内部には、両ねじ溝１ａ，２ａとローラ３との間の潤滑を行う潤滑剤が配されており、この潤滑剤には極圧剤が添加されている。【選択図】図１
2009052670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に連続するねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝が内周面に形成されたナットと、前記両ねじ溝間に転動自在に介装された複数のローラと、前記両ねじ溝と前記ローラとの間の潤滑を行う潤滑剤と、を備え、前記ねじ軸と前記ナットとの相対回転運動により、前記ローラの転動を介して、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向へ相対直線移動するようになっている遊星ローラねじ装置において、前記潤滑剤は極圧剤を含有していることを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【請求項２】
前記潤滑剤は、４０℃における動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下である基油と、増ちょう剤と、有機ニッケル化合物，有機モリブデン化合物，及び有機テルル化合物のうちの少なくとも１種からなる極圧剤と、を含有し、ＪＩＳ２２２０に規定された混和ちょう度が２２０以上３９５以下であるグリース組成物であるとともに、前記潤滑剤中の前記極圧剤の含有量は０．１質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項３】
前記潤滑剤中の前記増ちょう剤の含有量は３質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする請求項２に記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項４】
動定格荷重負荷時の面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過という条件で使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項５】
入力された回転駆動力を直線駆動力に変換して出力する回転直動変換装置において、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星ローラねじ装置と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの一方に取り付けられた第一部材と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの他方に取り付けられた第二部材と、を備え、前記第一部材を介して入力された回転駆動力を前記遊星ローラねじ装置によって軸方向の直線駆動力に変換して前記第二部材を介して出力するようになっていて、前記遊星ローラねじ装置は、運転時の少なくとも一時期に面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過という条件で使用されることを特徴とする回転直動変換装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星ローラねじ装置と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの一方に取り付けられた第一部材と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの他方に取り付けられた第二部材と、を備え、前記第一部材を介して入力された回転駆動力を前記遊星ローラねじ装置によって軸方向の直線駆動力に変換して前記第二部材を介して出力するようになっている回転直動変換装置を運転するに際して、
前記回転直動変換装置の運転時の少なくとも一時期に、前記遊星ローラねじ装置の使用条件が面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過になるような運転を行うことを特徴とする回転直動変換装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遊星ローラねじ装置に関する。また、本発明は回転直動変換装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遊星ローラねじ装置としては、螺旋状のねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝が内周面に形成されたナットと、両ねじ溝間に転動自在に介装された複数のローラからなるローラ列と、を備え、ローラ列のうち両端のローラを回転自在に支持する保持器がねじ軸とナットとの間に介装されたものが知られている。
この遊星ローラねじ装置においては、ローラ列のうち両端のローラに形成された歯と噛み合う歯車がねじ軸又はナットに固定されていて、これによりローラのねじ軸周りの公転が案内されている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】米国特許第２６８３３７９号明細書
【特許文献２】特開２００３−２３２３７３号公報
【非特許文献１】大塚二郎ら，「遊星ねじの基礎的研究−その構造と見掛け摩擦係数−」，精密工学会誌，１９８６，第５２巻，第１号，ｐ．１７６−１８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
遊星ローラねじ装置及びボールねじにおける転動体の運動を説明する図を、図７に示す。遊星ローラねじ装置においては、転動体であるローラが転動（自転）しながらねじ軸の周りを螺旋状に公転するが、ローラとねじ軸とが平行に配されておりローラの自転軸と運動軌跡とが直角をなしていないので、ローラはねじ軸の周りを周方向に転がり運動するとともに軸方向に滑り運動する（図７の（ａ）を参照）。
これに対してボールねじの場合は、転動体であるボールの自転軸と運動軌跡とがほぼ直角であり、ボールの転がり方向と運動軌跡の方向とがほぼ一致している。よって、差動滑りやスキューによる滑りは存在するもののボールはほぼ転がり運動をしており、遊星ローラねじ装置ほどの大きな滑りは発生しない（図７の（ｂ）を参照）。
【０００４】
一般に転がり摩擦に比べて滑り摩擦の値は大きいので、遊星ローラねじ装置はボールねじに比べて見かけの摩擦係数が大きく、摩擦損失が大きくなる。よって、遊星ローラねじ装置は、回転運動を軸方向の直線運動に変換する際の作動効率が低く（ボールねじは概ね９０％以上であるのに対して、遊星ローラねじ装置は８０％程度）、発熱が大きいという問題点があった。そして、この発熱により、潤滑不良や寿命低下が引き起こされるおそれがあった。なお、遊星ローラねじ装置の見かけの摩擦係数が大きいことは、例えば非特許文献１にも述べられている。
そこで、本発明は、上記のような従来の遊星ローラねじ装置が有する問題点を解決し、回転運動を軸方向の直線運動に変換する作動効率が優れた遊星ローラねじ装置を提供することを課題とする。また、回転運動を軸方向の直線運動に変換する作動効率が優れた回転直動変換装置及びその運転方法を提供することを併せて課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の遊星ローラねじ装置は、螺旋状に連続するねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝が内周面に形成されたナットと、前記両ねじ溝間に転動自在に介装された複数のローラと、前記両ねじ溝と前記ローラとの間の潤滑を行う潤滑剤と、を備え、前記ねじ軸と前記ナットとの相対回転運動により、前記ローラの転動を介して、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向へ相対直線移動するようになっている遊星ローラねじ装置において、前記潤滑剤は極圧剤を含有していることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る請求項２の遊星ローラねじ装置は、請求項１に記載の遊星ローラねじ装置において、前記潤滑剤は、４０℃における動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下である基油と、増ちょう剤と、有機ニッケル化合物，有機モリブデン化合物，及び有機テルル化合物のうちの少なくとも１種からなる極圧剤と、を含有し、ＪＩＳ２２２０に規定された混和ちょう度が２２０以上３９５以下であるグリース組成物であるとともに、前記潤滑剤中の前記極圧剤の含有量は０．１質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明に係る請求項３の遊星ローラねじ装置は、請求項２に記載の遊星ローラねじ装置において、前記潤滑剤中の前記増ちょう剤の含有量は３質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項４の遊星ローラねじ装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星ローラねじ装置において、動定格荷重負荷時の面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過という条件で使用されることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る請求項５の回転直動変換装置は、入力された回転駆動力を直線駆動力に変換して出力する回転直動変換装置において、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星ローラねじ装置と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの一方に取り付けられた第一部材と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの他方に取り付けられた第二部材と、を備え、前記第一部材を介して入力された回転駆動力を前記遊星ローラねじ装置によって軸方向の直線駆動力に変換して前記第二部材を介して出力するようになっていて、前記遊星ローラねじ装置は、運転時の少なくとも一時期に面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過という条件で使用されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係る請求項６の回転直動変換装置の運転方法は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星ローラねじ装置と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの一方に取り付けられた第一部材と、前記遊星ローラねじ装置を構成するねじ軸及びナットの他方に取り付けられた第二部材と、を備え、前記第一部材を介して入力された回転駆動力を前記遊星ローラねじ装置によって軸方向の直線駆動力に変換して前記第二部材を介して出力するようになっている回転直動変換装置を運転するに際して、前記回転直動変換装置の運転時の少なくとも一時期に、前記遊星ローラねじ装置の使用条件が面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過になるような運転を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の遊星ローラねじ装置及び回転直動変換装置は、回転運動を軸方向の直線運動に変換する作動効率が優れている。また、本発明の回転直動変換装置の運転方法によれば、回転直動変換装置を優れた作動効率で運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る遊星ローラねじ装置及び回転直動変換装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である遊星ローラねじ装置を軸方向に平行な平面で破断した断面図である。なお、以降の説明に用いる各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
図１に示すように、本実施形態の遊星ローラねじ装置は、螺旋状に連続する断面略Ｖ字状のねじ溝１ａが外周面に形成されたねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向する断面略Ｖ字状のねじ溝２ａが内周面に形成されたナット２と、両ねじ溝１ａ，２ａ間に転動自在に介装された複数のローラ３からなるローラ列と、ナット２の内周面に嵌合された２つの歯車４，４と、を備えている。
【００１２】
前記ローラ列の外周面は、両ねじ溝１ａ，２ａに噛み合うようなねじ状に形成されており、両ねじ溝１ａ，２ａ及びローラ３のねじれ方向は、全て同じ方向である。ねじ軸１，ナット２，及びローラ３の材質は特に限定されるものではないが、ＳＣＭ４１５Ｈ等のような鋼が好ましい。
歯車４，４は、軸方向に離れて配されており、前記ローラ列のうち両端のローラ３’，３’に形成された歯６とそれぞれ噛み合っている。そして、ねじ軸１とナット２との相対回転運動により、ローラ３の転動を介して、ねじ軸１とナット２とが軸方向へ相対直線移動するようになっている。
【００１３】
この遊星ローラねじ装置には２つの環状保持器５，５が備えられており、ねじ軸１とナット２との間で且つ両端のローラ３’，３’の軸方向外側に介装されている。環状保持器５，５には周方向に沿って複数のローラ支持孔５ａが設けられており、両端のローラ３’，３’に設けられた軸方向外側に突出する突起７をローラ支持孔５ａに挿通することにより、環状保持器５，５はローラ３’，３’を回転自在に支持している。なお、ローラ支持孔５ａは、貫通孔であってもよいし、有底孔であってもよい。
【００１４】
さらに、ナット２における環状保持器５，５の軸方向外側には、環状保持器５，５と接触するように抜け止めリング９が取り付けられていて、ローラ３’の突起７が環状保持器５のローラ支持孔５ａから抜けることが防止されている。また、抜け止めリング９は、環状保持器５がナット２に対して軸方向に位置ズレしたり、環状保持器５が遊星ローラねじ装置から脱落することを防ぐ機能も有している。この抜け止めリング９は、ナット２と一体のものでもよいし、別体の部材でもよい。
【００１５】
さらに、この遊星ローラねじ装置の内部には、両ねじ溝１ａ，２ａとローラ３との間の潤滑を行う潤滑剤（図示せず）が配されている。この潤滑剤には極圧剤が添加されているので、遊星ローラねじ装置の見かけの摩擦係数が低くなる。その結果、回転運動を軸方向の直線運動に変換する作動効率が優れたものとなり、発熱が抑えられる。これは、ローラ３と両ねじ溝１ａ，２ａとの接触部に極圧剤が引き込まれ、油膜の形成が強化されるためであると考えられる。油膜の形成が強化されると、滑り部分における摩擦による接線力が低下し、作動効率が向上する。
【００１６】
ボールねじにおいては、極圧剤により作動効率が向上するという作用は得られないが、その理由は以下のように推定される。ボールねじにおいては、面圧が最大となる接触中心では滑りが発生せず、より面圧が低い接触楕円の周辺部で滑りが発生する。これに対して、遊星ローラねじ装置においては、発明が解決しようとする課題の項で図７を用いて説明したように、面圧と関係なく一様に滑りが発生する。よって、ボールねじと比べて高面圧且つ高い滑り速度となる遊星ローラねじ装置の方が、極圧剤による摩擦低減効果が大きく現れやすく、その結果、作動効率向上の効果が大きく現れやすいと思われる。
【００１７】
この潤滑剤は、基油と増ちょう剤と極圧剤とを含有し、ＪＩＳ２２２０に規定された混和ちょう度が２２０以上３９５以下であるグリース組成物であることが好ましい。混和ちょう度が２２０未満であると、硬すぎるためグリース組成物の流動性が悪く潤滑性が不十分となるおそれがある。一方、混和ちょう度が３９５超過であると、軟らかすぎるため遊星ローラねじ装置から漏洩するグリース組成物の量が多くなるおそれがある。このような問題点がより生じにくくするためには、グリース組成物の混和ちょう度は２６５以上３５０以下であることがより好ましい。
【００１８】
そして、基油は、４０℃における動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下のものが好ましく、極圧剤は、有機ニッケル化合物，有機モリブデン化合物，及び有機テルル化合物のうちの少なくとも１種であることが好ましい。また、グリース組成物中の極圧剤の含有量は、０．１質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。基油の４０℃における動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓ未満であると、十分な厚さの油膜の確保が難しくなるので、金属同士の直接接触が生じて遊星ローラねじ装置の耐久性が低下するおそれがある。一方、５００ｍｍ2 ／ｓ超過であると、遊星ローラねじ装置の作動効率が低下し発熱が増大するおそれがある。
【００１９】
また、極圧剤の含有量が０．１質量％未満であると、極圧剤の作用が十分に発揮されず作動効率が十分に向上しないおそれがある。一方、１５質量％超過としても、それ以上の作動効率の向上効果が得られないばかりか、極圧剤の化学的作用により遊星ローラねじ装置の耐久性が低下するおそれがある。このような問題点がより生じにくくするためには、グリース組成物中の極圧剤の含有量は、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
【００２０】
さらに、グリース組成物中の増ちょう剤の含有量は、３質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。３質量％未満であると、半固体状のグリース組成物を形成することが困難となるおそれがあり、グリース組成物が遊星ローラねじ装置から漏洩するおそれがある。一方、４０質量％超過であると、グリース組成物が硬くなりすぎて潤滑性が不十分となり作動効率が低下するおそれがある。このような問題点がより生じにくくするためには、グリース組成物中の増ちょう剤の含有量は、５質量％以上２５質量％以下であることがより好ましい。
【００２１】
このようなグリース組成物を潤滑剤として使用すれば、遊星ローラねじ装置を高温，高速，高圧条件で使用しても、見かけの摩擦係数を下げることができ、その結果作動効率が向上する。特に、動定格荷重負荷時の面圧が１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下で、回転速度が１００ｍｉｎ-1超過という条件で使用された場合に、作動効率向上の効果が大きい。なお、回転速度が２００ｍｉｎ-1以上である場合に、作動効率向上の効果がより大きく、３００ｍｉｎ-1以上である場合に、作動効率向上の効果がさらに大きい。
【００２２】
このような遊星ローラねじ装置は、入力された回転駆動力を直線駆動力に変換して出力する回転直動変換装置を構成する部品として好適である。この回転直動変換装置は、遊星ローラねじ装置と、遊星ローラねじ装置のねじ軸及びナットの一方に取り付けられた第一部材と、ねじ軸及びナットの他方に取り付けられた第二部材と、を備えている。そして、回転駆動力の動力源（例えばモータ）から第一部材を介して入力された回転駆動力を、遊星ローラねじ装置によって軸方向の直線駆動力に変換して、第二部材を介して出力するようになっている。この回転直動変換装置においては、遊星ローラねじ装置は、運転時の少なくとも一時期に面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過という条件で使用されることが好ましい。
【００２３】
このような回転直動変換装置は、電動射出成形機，電動プレス機等の機械装置の送り機構や、自動車の電動ブレーキ用アクチュエータに好適に使用可能である。例えば、電動射出成形機においては、電動モータから第一部材を介して入力された回転駆動力が、遊星ローラねじ装置によって軸方向の直線駆動力に変換され、第二部材を介してスクリューに出力される。
【００２４】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態の遊星ローラねじ装置は、ローラ３の軸方向位置がナット２によって拘束されていたが（ナット２に嵌合された２つの歯車４，４とローラ列のうち両端のローラ３’，３’に形成された歯６とが噛み合っているため、ローラ３の軸方向位置がナット２によって拘束されている）、図２に示す遊星ローラねじ装置のように、ローラ３の軸方向位置がねじ軸１によって拘束されていてもよい（ねじ軸１に嵌合された２つの歯車４，４とローラ列のうち両端のローラ３’，３’に形成された歯とが噛み合っているため、ローラ３の軸方向位置がねじ軸１によって拘束されている）。
【００２５】
以下に、図２の遊星ローラねじ装置の構造を詳細に説明する。なお、図２の遊星ローラねじ装置の構成及び作用は、図１の遊星ローラねじ装置の場合とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
図２の遊星ローラねじ装置は、螺旋状に連続する断面略Ｖ字状のねじ溝１ａが外周面に形成されたねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向する断面略Ｖ字状のねじ溝２ａが内周面に形成されたナット２と、両ねじ溝１ａ，２ａ間に転動自在に介装された複数のローラ３からなるローラ列と、ねじ軸１に嵌合された２つの歯車４，４と、を備えている。前記ローラ列の外周面は、両ねじ溝１ａ，２ａに噛み合うようなねじ状に形成されており、両ねじ溝１ａ，２ａのねじれ方向は同じ方向であるが、ローラ３のねじれ方向は両ねじ溝１ａ，２ａのねじれ方向とは逆方向である。
【００２６】
歯車４，４は、軸方向に離れて配されており、前記ローラ列のうち両端のローラ３’，３’に形成された歯とそれぞれ噛み合っている。また、ねじ軸１における環状保持器５，５の軸方向外側には、環状保持器５，５と接触するように抜け止めリング９が取り付けられていて、ローラ３’の突起７が環状保持器５のローラ支持孔５ａから抜けることが防止されている。さらに、抜け止めリング９は、環状保持器５がねじ軸１に対して軸方向に位置ズレしたり、環状保持器５が遊星ローラねじ装置から脱落することを防ぐ機能も有している。この抜け止めリング９は、ねじ軸１と一体のものでもよいし、別体の部材でもよい。
【００２７】
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
〔遊星ローラねじ装置の評価Ａ〕
図１の遊星ローラねじ装置とほぼ同様の構成を有する遊星ローラねじ装置を用意して、内部にグリース組成物を配し、作動効率を測定した。使用した遊星ローラねじ装置の仕様は以下の通りである。また、グリース組成物の組成は、表１に示す通りである。
【００２８】
ねじ溝有効径  ：ねじ軸２９．８４０ｍｍ、ナット５０ｍｍ、ローラ１０ｍｍ
リード        ：ねじ軸１０ｍｍ、ナット１０ｍｍ、ローラ２ｍｍ
リード角      ：６°０５’
条数          ：ねじ軸５条、ナット５条、ローラ１条
有効噛み合い長さ：２５ｍｍ
ローラの数    ：６個
基本動定格荷重：３５３０Ｎ
【００２９】
【表１】
2009052670.tif 000003
【００３０】
まず、遊星ローラねじ装置の内部に比較例１のグリース組成物を配し、基本動定格荷重の３５％の荷重を負荷しながら回転速度５００ｍｉｎ-1で慣らし運転を行った。慣らし運転において発熱するので、室温まで冷却した。そして、ナットの外径部をヒーターで覆い加熱し、一定の温度に保持しつつ基本動定格荷重の３５％の荷重を負荷しながら回転速度５００ｍｉｎ-1で運転して、各温度での作動効率を測定した。
【００３１】
測定が終了したら、比較例１のグリース組成物を洗浄して取り除き、内部に比較例２のグリース組成物を配した。そして、比較例１の場合と全く同様にして、各温度での作動効率を測定した。
さらに、比較例２のグリース組成物を洗浄して取り除き、内部に実施例１のグリース組成物を配した。そして、比較例１，２の場合と全く同様にして、各温度での作動効率を測定した。結果を図３のグラフに示す。
【００３２】
比較例１，２のグリース組成物は、混和ちょう度や基油の動粘度に関して言えば良好な潤滑状態であり、ボールねじ等の潤滑に一般的に用いられているものである。このようなグリース組成物を遊星ローラねじ装置に用いた場合は、図３のグラフに示すように、作動効率は８１〜８３％程度であった。これに対して、実施例１のグリース組成物は、極圧剤として有機モリブデン化合物が添加されているので、図３のグラフに示すように、８５％以上という優れた作動効率であった。
【００３３】
本試験においては、作動効率の測定前に回転速度５００ｍｉｎ-1で慣らし運転を行ったが、慣らし運転を行うことなく作動効率の測定を行うと、実施例１のグリース組成物を用いた場合でも比較例１，２のグリース組成物を用いた場合と同程度の作動効率（約８２％）であった。このことから、高温，高速，高圧条件（本試験の慣らし運転では、温度６０℃程度、回転速度５００ｍｉｎ-1、接触面圧１．８ＧＰａ）で慣らし運転を行うことにより、その後の運転の作動効率が向上することが分かった。
【００３４】
また、図３のグラフから分かるように、温度が高いほど作動効率が向上していることから、摩擦による発熱が抑制されており、従来の遊星ローラねじ装置よりも動作温度を低くすることが可能である。よって、温度上昇による潤滑不良や寿命低下を抑制することが可能である。温度が高いほど作動効率が優れているのは、低温での試験が慣らし運転として作用しているためとも考えられるため、実施例１のグリース組成物に関しては、温度を３０℃から７０℃まで上昇させながら作動効率を測定した後に、温度を７０℃から３０℃まで降下させながら作動効率を測定した。その結果、図３のグラフに示すように、温度上昇時と温度降下時とで作動効率にほとんど差はなかった。この結果から、低温での試験が慣らし運転として作用しているわけではなく、試験前の慣らし運転により作動効率が向上していることが確かめられた。
【００３５】
なお、本試験では、図１のような構造の遊星ローラねじ装置を用いたが、図２のような構造の遊星ローラねじ装置でも同様の結果となる。また、遊星ローラねじ装置に使用するグリース組成物は、表１のものに限定されるものではない。例えば、基油の種類は特に限定されるものではなく、グリース組成物の基油として一般的に使用されるものであれば問題なく使用可能である。ただし、鉱油系潤滑油や合成潤滑油が好ましい。
【００３６】
また、増ちょう剤は、リチウム石鹸に限定されるものではなく、カルシウム石鹸，ナトリウム石鹸，アルミニウム石鹸等の金属石鹸系増ちょう剤や、ベントナイト，クレイ等の無機系増ちょう剤も使用可能である。さらに、モノウレア化合物，ジウレア化合物，トリウレア化合物，テトラウレア化合物，ウレタン化合物等の有機系増ちょう剤も使用可能である。
さらに、グリース組成物には、グリース組成物の添加剤として一般的に使用される種々の添加剤を添加してもよい。例えば、酸化防止剤，防錆剤，油性剤，金属不活性化剤等である。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
〔遊星ローラねじ装置の評価Ｂ〕
遊星ローラねじ装置の仕様を変更して、前述の評価Ａとほぼ同様の試験を行った。使用した遊星ローラねじ装置の仕様は以下の通りである。グリース組成物は、表１の実施例１と比較例２のものを用いた。
ねじ溝有効径  ：ねじ軸５９．８３１ｍｍ、ナット１００ｍｍ、ローラ２０ｍｍ
リード        ：ねじ軸１５ｍｍ、ナット１５ｍｍ、ローラ３ｍｍ
リード角      ：４°３４’
条数          ：ねじ軸５条、ナット５条、ローラ１条
有効噛み合い長さ：１２０ｍｍ
ローラの数    ：１１個
【００３８】
作動効率の測定方法は評価Ａの場合とほぼ同様であるが、慣らし運転の条件は面圧（ローラとねじ軸との間の面圧）１．６ＧＰａ、回転速度３００ｍｉｎ-1とし、このような慣らし運転を、作動効率が安定するまで５００サイクル（５００往復）行った。そして、慣らし運転終了後に、ナットの外径部をヒーターで６０℃に保持しつつ種々の回転速度で運転して作動効率を測定した。結果を図４のグラフに示す。
実施例１のグリース組成物を用いた場合は、評価Ａの場合と同様に、慣らし運転を行うことによって作動効率の向上が見られた。これに対して、比較例２のグリース組成物を用いた場合は、慣らし運転を行っても作動効率に変化はほとんどなかった。
【００３９】
〔遊星ローラねじ装置の評価Ｃ〕
次に、前述の評価Ａに用いたものと同様の遊星ローラねじ装置の内部に前述の実施例１のグリース組成物を配し、ナットの外径部をヒーターで覆い加熱して６０℃に保持しつつ、基本動定格荷重の３５％の荷重を負荷しながら種々の回転速度で運転して、作動効率を測定した。
【００４０】
慣らし運転を行うことなく作動効率を測定した場合（図５のグラフの黒三角印のプロット）は、比較例１，２のグリース組成物を使用した場合と同様の作動効率となり、８２％程度であった。これに対して、３０℃に保持しつつ高圧（基本動定格荷重の３５％の荷重）を負荷しながら高速（回転速度５００ｍｉｎ-1）で慣らし運転を行った後に作動効率を測定した場合（図５のグラフの黒四角印のプロット）は、作業効率が向上し８６〜８８％程度であった。また、７０℃に保持しつつ高圧（基本動定格荷重の３５％の荷重）を負荷しながら高速（回転速度５００ｍｉｎ-1）で慣らし運転を行った後に作動効率を測定した場合（図５のグラフの白丸印のプロット）も、同様に作業効率が向上した。
ところが、３０℃に保持しつつ高圧（基本動定格荷重の３５％の荷重）を負荷しながら高速（回転速度５００ｍｉｎ-1）で慣らし運転を行った後に、低速で運転すると（本実験では回転速度１０ｍｉｎ-1で５０サイクル）、図５のグラフの黒菱形印のプロットで示したように、作業効率は慣らし運転を行わなかった場合と同レベルであった。
【００４１】
これらの結果は、以下のような理由により生じたと推測される。すなわち、高速且つ高圧での慣らし運転によって極圧剤が固体潤滑被膜を形成し、摩擦係数が低下したため作動効率が向上したが、その後に低速で運転したため油膜の形成が悪くなって、固体潤滑被膜が剥離し摩擦係数が高くなったと考えられる。
なお、慣らし運転の回転速度は５００ｍｉｎ-1に限定されるものではなく、遊星ローラねじ装置の仕様，ねじ溝の表面粗さ，慣らし運転時の荷重，使用するグリース組成物の基油の動粘度，慣らし運転時の雰囲気温度等によって、好ましい回転速度は異なる。
【００４２】
〔遊星ローラねじ装置の評価Ｄ〕
前述の評価Ａに用いたものと同様の遊星ローラねじ装置の内部に前述の実施例１のグリース組成物を配し、種々の条件で慣らし運転を行った後に、ナットの外径部をヒーターで覆い加熱して６０℃に保持しつつ、基本動定格荷重の３５％の荷重を負荷しながら回転速度５００ｍｉｎ-1で運転して、作動効率を測定した。
【００４３】
慣らし運転の面圧（ローラとねじ軸との間の面圧）は１．６ＧＰａ一定とし、回転速度を種々変更したところ、回転速度１００ｍｉｎ-1で１０００サイクル慣らし運転を行っても、作動効率の向上効果は見られなかった。これに対して、回転速度１５０ｍｉｎ-1で慣らし運転を行うと、複数の遊星ローラねじ装置のうち一部に作動効率の向上効果が見られ、回転速度２００ｍｉｎ-1で慣らし運転を行うと、２０〜５０サイクルでも明らかな作動効率の向上効果が見られた。
この結果から、慣らし運転の回転速度は１００ｍｉｎ-1超過が好ましく、１５０ｍｉｎ-1以上がより好ましく、２００ｍｉｎ-1以上がさらに好ましいことが分かった。また、慣らし運転は、２０サイクル以上必要であることが分かった。
【００４４】
さらに、運転時の回転速度が１０ｍｉｎ-1等のような低速条件である場合でも、面圧１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下、回転速度１００ｍｉｎ-1超過、２０〜５０サイクルの慣らし運転を随時行えば、優れた作動効率で遊星ローラねじ装置を運転することができる。例えば、低速条件で一定期間運転する毎に定期的に慣らし運転を行えば、低速条件での運転でも優れた作動効率で遊星ローラねじ装置を運転することができる。前述の一定期間がどの程度の期間であるかは、運転の条件（荷重，速度等）によって異なるため、実験等により求めることが好ましいが、例えば回転速度１０ｍｉｎ-1での運転の場合には、５０サイクルに達する以前に慣らし運転を行うことが好ましい。
なお、慣らし運転の面圧は、作動効率を向上させるためには、１ＧＰａ以上４．５ＧＰａ以下とすることが好ましい。１ＧＰａ未満であると、作動効率の向上効果が得られにくい。一方、４．５ＧＰａ超過であると、接触において永久変形が生じるおそれがある。
【００４５】
〔ボールねじの評価〕
参考として、ボールねじの作動効率を測定した結果を示す。使用したボールねじの仕様は以下の通りである。グリース組成物は、表１の実施例１と比較例２のものを用いた。
ねじ軸の直径：６３ｍｍ
リード      ：１６ｍｍ
ボールの直径：１２．７ｍｍ
回路数      ：３．７巻×２列
基本動定格荷重：３１７ｋＮ
【００４６】
１５０ｋＮの荷重を負荷しながら種々の回転速度で運転して作動効率を測定した。なお、面圧（ローラとねじ軸との間の面圧）は２．１ＧＰａである。結果を図６のグラフに示す。図６のグラフから分かるように、グリース組成物中の極圧剤の有無によっては作動効率にほとんど差が見られなかった。また、実施例１及び比較例２のグリース組成物で慣らし運転を実施したが、それによる作動効率の向上は見られなかった。ボールねじにおいては、摩擦はほとんど転がり摩擦で作動効率が優れているため、作動効率の向上効果は見られなかったものと考えられる。このように、従来においては作動効率を向上させる有効な手段は知られていなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態である遊星ローラねじ装置を軸方向に平行な平面で破断した断面図である。
【図２】本実施形態の変形例の遊星ローラねじ装置を軸方向に平行な平面で破断した断面図である。
【図３】遊星ローラねじ装置の作動効率の測定結果を示すグラフである。
【図４】慣らし運転の有無による作業効率の差異を示すグラフである。
【図５】種々の条件の慣らし運転後の運転時の作業効率を示すグラフである。
【図６】ボールねじの作動効率の測定結果を示すグラフである。
【図７】遊星ローラねじ装置及びボールねじにおける転動体の運動を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      ねじ軸
１ａ    ねじ溝
２      ナット
２ａ    ねじ溝
３      ローラ
３’    端のローラ
３ａ    転動面
４      歯車
【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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【図７】
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