JP2006046532A

JP2006046532A - すべりねじ

Info

Publication number: JP2006046532A
Application number: JP2004229608A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Sugimori; 庸一郎杉森; Hirotoshi Miyajima; 裕俊宮島; Michiharu Naka; 道治中
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】従来例よりコストの低い方法で、ナットの機械的強度を確保しながら、金属製ねじ軸に対する合成樹脂製ナットの摺動性を良好にする。
【解決手段】基油の８０質量％以上が、ポリαオレフィン油または鉱油から選択される少なくとも一種からなり、基油の動粘度が４０℃で１８ｍｍ²／ｓ以上４１１ｍｍ²／ｓ以下であり、ポリオレフィン、ワックス、およびフッ素樹脂から選択される少なくとも一種からなる添加剤を、１．０質量％以上１０．０質量％以下の割合で含有し、混和ちょう度が２２０以上３３０以下であるグリースで潤滑する。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂製ナットを用いたすべりねじに関する。

合成樹脂製ナットを用いたすべりねじの従来例としては、下記の特許文献１に記載されたものがある。この例では、ナットをねじ溝部とそれ以外の部分（ナット本体）とに分けて、ねじ溝部の材料として柔軟な自己潤滑性樹脂組成物を用い、ナット本体の材料として射出成形可能な樹脂組成物を用い、これらを射出成形法で一体成形している。このような構造にする目的は、ナットの機械的強度を確保しながら、金属製ねじ軸に対する合成樹脂製ナット（ねじ溝）の摺動性を良好にするためである。
特開平１０−２８１１３２号公報

しかしながら、上記従来例は、ナット本体とねじ溝部とで異なる材料を用い、特殊な一体成形を行う必要があるため、コストが高いという問題点がある。
本発明の課題は、上記従来例よりコストの低い方法で、合成樹脂製ナットの機械的強度を確保しながら、金属製ねじ軸に対する合成樹脂製ナットの摺動性を良好にすることにある。

上記課題を解決するために、本発明のすべりねじは、合成樹脂製のナットと金属製のねじ軸とで構成されるすべりねじにおいて、基油の８０質量％以上が、ポリαオレフィン油または鉱油から選択される少なくとも一種からなり、基油の動粘度が４０℃で１８ｍｍ²／ｓ以上４１１ｍｍ²／ｓ以下であり、ポリオレフィン、ワックス、およびフッ素樹脂から選択される少なくとも一種からなる添加剤を、１．０質量％以上１０．０質量％以下の割合で含有し、混和ちょう度が２２０以上３３０以下であるグリースで潤滑されていることを特徴とする。

前記添加剤としては、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン、モンタン酸ワックス、モンタン酸誘導体からなるワックス、脂肪酸アマイドワックス、ケトンワックス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選択される少なくとも一種が挙げられる。なお、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、粉末の形態で添加される。

本発明のすべりねじによれば、グリース中の前記添加剤が固体潤滑剤として機能し、金属製ねじ軸に対する合成樹脂製ナットの摺動性を良好にする。また、基油として、分子構造が無極性であるポリαオレフィンおよび鉱油を８０質量％以上（好ましくは９０質量％以上）含有することにより、合成樹脂製のナットを膨張させたり、機械的強度を低下させることが防止される。
前記添加剤の含有率が１．０質量％未満であると、摺動性の向上効果（摩擦力の低減効果）が実質的に得られない。前記添加剤の含有率が１０．０質量％を超えると、グリースが硬化し易くなってトルクが上昇する恐れがある。

本発明のすべりねじによれば、特定のグリースを用いることによりナットの摺動性が良好になるため、ナットの材料とする合成樹脂は、機械的強度のみを考慮して選択できる。ナットの材料として使用する合成樹脂の例としては、ガラス繊維入りのポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール等が挙げられる。

グリースの増ちょう剤としては、リチウム石けんやアルミニウム石けん等の金属石けん、リチウム複合石けんやバリウム複合石けん等の金属複合石けん、ジウレア化合物等が使用できる。
グリースの増ちょう剤として用いるジウレア化合物の好ましい例は、下記の（１）式および（２）式で示され、（１）式および（２）式中の「Ｒ１−」および「Ｒ２−」が、下記の（３）式で表されるｐ−トリル基および（４）式で表されるシクロヘキシル基のいずれかのものである。Ｒ１とＲ２は同じであっても異なるものであってもよい。

グリースの増ちょう剤として用いるジウレア化合物の別の好ましい例は、下記（５）式および（６）式で示され、（５）式および（６）式中の「ｎ」が７以上１７以下のものである。

なお、グリースの基油の動粘度が４０℃で１８ｍｍ²／ｓ未満であると、油膜の形成が不十分となって、すべりねじのトルクが大きくなる。グリースの基油の動粘度が４０℃で４１１ｍｍ²／ｓを超えると、粘性抵抗が高くなって、すべりねじのトルクが大きくなる。
また、グリースの混和ちょう度が２２０未満であると、グリースが硬すぎて、すべりねじのトルクが増大し、グリースの混和ちょう度が３３０よりも大きいと、グリースが柔らかすぎて、すべりねじから漏洩する恐れがある。

本発明によれば、すべりねじを特定のグリースで潤滑することにより、金属製ねじ軸に対する合成樹脂製ナットの摺動性を良好にすることができる。よって、ナットの材料として、単純に機械的強度を高くできる合成樹脂を選択できるため、前述の従来例のように、ナットを異なる材料からなるナット本体とねじ溝部で構成するものと比較して、コストが低い。
したがって、本発明のすべりねじによれば、前記従来例よりコストの低い方法で、合成樹脂製ナットの機械的強度を確保しながら、金属製ねじ軸に対する合成樹脂製ナットの摺動性を良好にすることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に示す構造のすべりねじを用意した。このすべりねじは、合成樹脂製のナット１と金属製のねじ軸２とからなる。ねじ軸２としては、エヌティエヌ（株）製の「Ｒ−ＭＳＳ０８１２Ｙ」のＳＵＳ３０４製ねじ軸を、そのまま用いた。ナット１としては、ガラス繊維を３０質量％含有するポリアミドを、射出成形法により「Ｒ−ＭＳＳ０８１２Ｙ」のナットと同じに形成したものを用いた。

このすべりねじを下記の表１に示す組成の各グリースで潤滑して、トルクを調べる試験を行った。具体的には、各グリースをねじ軸に塗布してナットを嵌め、荷重５０Ｎ、移動ストローク１００ｍｍ、所要時間１．５秒（片道）、折り返し時の静止時間１．２秒の条件で、ナットを回転させてねじ軸に対して１５０回往復運動させた後に、トルクを測定した。

なお、石けん系の増ちょう剤として、リチウム石けん（堺化学工業（株）製の「Ｓ−７０００」）と、アルミニウム石けん（堺化学工業（株）製の「ＳＺ−２０００」）と、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとアゼライン酸とからなるリチウム複合石けんと、バリウム複合石けんを用意した。
ジウレア化合物からなる増ちょう剤として、下記の（７）〜（１１）式で表されるジウレアを用意した。

基油としては、ポリαオレフィン（モービルケミカルプロダクツ社製の「ＭｏｂｉｌＳＨＦ−４１」、「ＭｏｂｉｌＳＨＦ−６１」、「ＭｏｂｉｌＳＨＦ−４０３」）と鉱油を用意した。
添加剤としては、ポリエチレン(1)（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＰＥ５２０」、ポリエチレン(2)（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＰＥ８２０」）、酸化ポリエチレン（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＰＥＤ１５３」）、ポリプロピレン（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＰＰ２３０」）、モンタン酸ワックス（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＳ」）、モンタン酸エステルワックス（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＥ」）、モンタン酸部分ケン化エステルワックス（クラリアント社製の「ＬｉｃｏｗａｘＯＰ」）、脂肪酸アマイドワックス（（株）花王製の「脂肪酸アマイドワックスＳ」）、ケトンワックス（日本化成（株）製の「ワックスＫＭ」）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、Shamrock Technologies 社の「ＦｌｕｏｒｏＭ２９」）を用意した。

そして、いずれのグリースも、混和ちょう度が表１の各値となるように増ちょう剤添加量を調節した。
各サンプルでのトルク測定値を、従来のグリースを用いた場合（No. ２６）のトルク測定値で除算することにより、トルク比を算出した。この結果を、各グリースの組成とともに下記の表１に示す。なお、No. ２６のグリースを用いた場合のトルク測定値は１．２Ｎｍｍであった。

表１に示すように、増ちょう剤として石けん系か（７）式〜（１１）式で表されるジウレア化合物を用い、基油として、ポリαオレフィンまたは鉱油であって、４０℃での動粘度が１８、３０、または４１１ｍｍ²／ｓであるものを用い、１．０質量％、３．０質量％、または１０．０質量％含有し、混和ちょう度が２２０、２８０、３３０であるグリースで潤滑すること（No. １〜２５）により、増ちょう剤がリチウム石けんで基油がポリαオレフィンで添加剤を含有しないグリースで潤滑した場合（No. ２６）と比較して、すべりねじのトルクを０．４８〜０．６２倍にすることができる。

増ちょう剤の種類、基油の種類および動粘度、添加剤の種類、混和ちょう度が同じで、添加剤の含有率のみが異なるNo. １、２、３、３０の結果から、添加剤（ポリエチレン(1)）の含有率を１．０質量％、３．０質量％、１０．０質量％とすることで、０．５質量％の場合（No. ３０）よりもトルク比を著しく小さくできることが分かる。
増ちょう剤の種類、基油の種類、添加剤の種類および含有率、混和ちょう度が同じで、基油の動粘度のみが異なるNo. １、５、６、２７、２８の結果から、基油（ポリαオレフィン）の４０℃での動粘度を１８ｍｍ²／ｓ、３０ｍｍ²／ｓ、または４１１ｍｍ²／ｓとすることで、基油（ポリαオレフィン）の４０℃での動粘度が１０ｍｍ²／ｓおよび５５０ｍｍ²／ｓの場合（No. ２７、No. ２８）と比較して、トルクを０．７２倍程度にできることが分かる。

混和ちょう度のみが異なるNo. １、７、８、２９の結果から、混和ちょう度を２８０、２２０、３３０とすることで、混和ちょう度が２００の場合（No. ２９）と比較して、トルクを０．６７〜０．７３倍程度にできることが分かる。
添加剤の種類のみが異なるNo. １、９〜１７の結果から、添加剤としてはＰＴＦＥが最もトルク低減効果が高いことが分かる。

すべりねじの構造の一例を示す正面図である。

符号の説明

１ナット
２ねじ軸

Claims

合成樹脂製のナットと金属製のねじ軸とで構成されるすべりねじにおいて、
基油の８０質量％以上が、ポリαオレフィン油または鉱油から選択される少なくとも一種からなり、基油の動粘度が４０℃で１８ｍｍ²／ｓ以上４１１ｍｍ²／ｓ以下であり、ポリオレフィン、ワックス、およびフッ素樹脂から選択される少なくとも一種からなる添加剤を、１．０質量％以上１０．０質量％以下の割合で含有し、混和ちょう度が２２０以上３３０以下であるグリースで潤滑されていることを特徴とするすべりねじ。
前記添加剤は、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン、モンタン酸ワックス、モンタン酸誘導体からなるワックス、脂肪酸アマイドワックス、ケトンワックス、ポリテトラフルオロエチレンから選択される少なくとも一種からなる請求項１記載のすべりねじ。