JP2014152802A - Slide nut and slide screw device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slide nut of a slide screw device, which is excellent in slide characteristics such as seizure resistance and abrasion resistance even in a high load condition, and provide the slide screw device.SOLUTION: A slide nut relatively moves with rotation of a screw shaft in a slide screw device while sliding on the screw shaft. A nut body 3a comprises a sintered metal, and a resin layer 3b of a resin composition having a synthetic resin as a base resin is formed as a screw groove part on the surface of a female screw part screwed into the screw shaft in the nut body. The nut body 3a is subjected to predetermined chemical surface processing on a connection surface with the resin layer 3b.

Description

本発明は、すべりねじ装置の摺動ナット、および該摺動ナットを用いたすべりねじ装置に関する。   The present invention relates to a sliding nut for a sliding screw device and a sliding screw device using the sliding nut.

回転運動を直線運動に変換するすべりねじ装置は、ボールねじ装置と比較してコンパクトに設計できるという利点があり、産業機械の送り装置や位置決め装置などに多用されている。銅合金などの金属製ナットを用いたすべりねじ装置では、塗布した油またはグリース切れによるトルク上昇、焼付きが懸念されるため、定期的なメンテナンスが必要となる。また、真空中、水中などの油またはグリースを塗布できない環境では使用できない。そこで、無潤滑でも使用可能、メンテナンスフリー等の目的で樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置などが開発されている。   A slide screw device that converts a rotational motion into a linear motion has an advantage that it can be designed more compactly than a ball screw device, and is often used for a feed device or a positioning device of an industrial machine. In a sliding screw device using a metal nut such as a copper alloy, there is a concern about torque increase and seizure due to the application of oil or grease being applied, so regular maintenance is required. Also, it cannot be used in an environment where oil or grease such as water cannot be applied in vacuum. Therefore, a sliding screw device using a resin nut has been developed for the purpose of being usable without lubrication and maintenance-free.

ナット全体または摺動部分となるねじ溝部を樹脂製にしたものとして、例えば、ねじ軸に螺合するねじ溝部(またはナット全体)が、ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと記す)樹脂に少なくともポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと記す)樹脂と280℃で非溶融の有機樹脂粉末とを配合してなるPPS樹脂組成物から形成されてなる樹脂製ナットが提案されている(特許文献1参照)。また、ねじ軸と、このねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動するナットとを備えてなり、ナットの少なくともめねじ部に芳香族ポリイミド樹脂の粉体塗装膜が形成されてなるすべりねじ装置が提案されている(特許文献2参照)。   For example, a screw groove portion (or the entire nut) that is screwed onto a screw shaft is made of a polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS) resin at least polytetrafluoro. There has been proposed a resin nut formed from a PPS resin composition obtained by blending an ethylene (hereinafter referred to as PTFE) resin and a non-melted organic resin powder at 280 ° C. (see Patent Document 1). The screw shaft and a nut that moves relatively while sliding on the shaft of the screw shaft as the screw shaft rotates, and at least the female screw portion of the nut has an aromatic polyimide resin powder. A sliding screw device in which a body coating film is formed has been proposed (see Patent Document 2).

また、金属部分と樹脂部分とからなるものとして、例えば、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であり、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フランジ付きナットが提案されている(特許文献3参照)。   Moreover, as a thing which consists of a metal part and a resin part, for example, it is a nut with a flange that is screwed to a screw shaft and moves relative to the screw shaft in the axial direction. The outer periphery including the flange is made of metal, and the screw shaft A flanged nut has been proposed in which an inner peripheral portion to be screwed to the inner peripheral portion is formed of a lubricating resin, and a means for preventing rotation and retaining between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion is provided (patent) Reference 3).

その他、樹脂製ナットの製造方法として、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備える射出成形金型を用い、この金型内に溶融樹脂を充填して樹脂ナットを成形した後、金型を型開きしてコアピンを回転させることにより樹脂ナットを取り出す製造方法が提案されている(特許文献4参照)。   In addition, as a method for manufacturing a resin nut, a fixed mold having a mold surface that molds one end surface of the resin nut, or one end surface thereof and the vicinity thereof, and a cavity that molds the remaining outer surface of the resin nut are used. In contrast, an injection mold having a movable mold movable in the axial direction and a core pin provided on the movable mold and formed with a spiral groove for forming a thread groove on the outer diameter surface is used. There has been proposed a manufacturing method in which a resin nut is formed by filling a molten resin and then opening a mold and rotating a core pin (see Patent Document 4).

特開2003−239932号公報JP 2003-239932 A 特開2004−204989号公報JP 2004-204989 A 特開2006−138405号公報JP 2006-138405 A 特開2004−025527号公報JP 2004-025527 A

しかしながら、特許文献1の樹脂製ナットは、無潤滑で使用できるものの、1kPa以上の高負荷ではフランジなどの取り付け部、または、めねじ部の歯元が破壊するため、使用困難である。   However, although the resin nut of Patent Document 1 can be used without lubrication, it is difficult to use at a high load of 1 kPa or more because an attachment portion such as a flange or a tooth base of a female screw portion is broken.

一方、特許文献2のすべりねじ装置では、本体が金属あるいはセラミックスであるため、1kPa以上の高負荷でもナットの破壊は起こらない。しかし、芳香族ポリイミド樹脂の粉体塗装膜をナットのめねじ部に精度良く均一に形成することが容易でなく、また、芳香族ポリイミド樹脂の粉体塗装膜の形成において、構造的に樹脂が完全溶融あるいは溶融流動することは困難であり、高温状態で高い圧力を加えることも困難であるため、緻密な樹脂膜とはならない。そのため、高負荷で使用した場合、樹脂膜の摩耗が大きく、ナット本体との密着性(せん断接着強さ)が十分でない可能性がある。また、樹脂の粉体塗装膜を、ナットのめねじ部に精度良く均一に形成することが容易でない。   On the other hand, in the sliding screw device of Patent Document 2, since the main body is made of metal or ceramics, the nut does not break even at a high load of 1 kPa or more. However, it is not easy to accurately and uniformly form the powder coating film of the aromatic polyimide resin on the female screw portion of the nut, and in the formation of the powder coating film of the aromatic polyimide resin, the resin is structurally It is difficult to completely melt or melt flow, and it is difficult to apply a high pressure at a high temperature, so that a dense resin film cannot be obtained. Therefore, when used under a high load, the resin film is greatly worn, and there is a possibility that the adhesiveness (shear adhesive strength) with the nut body is not sufficient. Further, it is not easy to form a resin powder coating film on the female screw portion of the nut with high accuracy and uniformity.

また、特許文献3のフランジ付きナットは、ナットの外周部が金属であるが、めねじ部を含む内周部が合成樹脂製であるため、めねじ部の歯元の機械的強度は特許文献1の樹脂製ナットと同等であり、高負荷での使用において、めねじ部や金属と樹脂の接合部が破壊するおそれがある。   Further, in the nut with flange of Patent Document 3, the outer peripheral part of the nut is made of metal, but the inner peripheral part including the female screw part is made of a synthetic resin. This is equivalent to the resin nut of No. 1, and there is a possibility that the female screw portion or the joint portion of the metal and the resin may be broken when used under a high load.

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、高負荷条件でも耐焼き付き性や耐摩耗性などの摺動特性に優れるすべりねじ装置の摺動ナットおよびすべりねじ装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to cope with such problems, and provides a sliding nut and a sliding screw device of a sliding screw device which are excellent in sliding characteristics such as seizure resistance and wear resistance even under high load conditions. Objective.

本発明の摺動ナットは、すべりねじ装置において、ねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する摺動ナットであって、上記摺動ナットは、ナット本体が焼結金属からなり、該ナット本体における上記ねじ軸に螺合するめねじ部表面に、ねじ溝部として合成樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の樹脂層が形成されており、上記ナット本体は、上記樹脂層との接合面に化学表面処理が施されていることを特徴とする。特に、上記樹脂層は、上記ナット本体に重ねて射出成形された樹脂層であることを特徴とする。   The sliding nut of the present invention is a sliding nut that moves relatively while sliding on the shaft of the screw shaft as the screw shaft rotates in the sliding screw device, and the sliding nut is a nut The main body is made of a sintered metal, and a resin layer of a resin composition having a synthetic resin as a base resin is formed as a screw groove portion on the surface of the female screw portion that is screwed to the screw shaft in the nut main body. A chemical surface treatment is performed on the joint surface with the resin layer. In particular, the resin layer is a resin layer that is injection-molded over the nut body.

上記化学表面処理は、上記接合面に微細凹凸形状が形成される処理、または、上記接合面に上記樹脂層と化学反応する接合膜が形成される処理であることを特徴とする。   The chemical surface treatment is characterized in that a fine uneven shape is formed on the bonding surface, or a bonding film that chemically reacts with the resin layer is formed on the bonding surface.

上記樹脂層の層厚が、0.1〜1.5mmであることを特徴とする。   The resin layer has a layer thickness of 0.1 to 1.5 mm.

上記合成樹脂が、芳香族ポリエーテルケトン(以下、PEKと記す)系樹脂、熱可塑性ポリイミド(以下、熱可塑性PIと記す)樹脂、およびPPS樹脂から選ばれる少なくとも1つの合成樹脂であることを特徴とする。   The synthetic resin is at least one synthetic resin selected from an aromatic polyether ketone (hereinafter referred to as PEK) resin, a thermoplastic polyimide (hereinafter referred to as thermoplastic PI) resin, and a PPS resin. And

本発明のすべりねじ装置は、ねじ軸と、このねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する摺動ナットとを備えるすべりねじ装置であって、上記摺動ナットが、本発明の摺動ナットであることを特徴とする。   The sliding screw device of the present invention is a sliding screw device comprising a screw shaft and a sliding nut that moves relatively while sliding on the shaft of the screw shaft as the screw shaft rotates. The sliding nut is the sliding nut of the present invention.

本発明の摺動ナットは、ナット本体が焼結金属からなり、該ナット本体におけるねじ軸に螺合するめねじ部表面に、ねじ溝部として合成樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の樹脂層が形成されているので、ナットのフランジなどの取り付け部、めねじ部の歯元の機械的強度が高く、高負荷でも破壊されることがない。ナット本体が焼結金属からなるので、放熱特性に優れるとともに、樹脂層が焼結金属の空孔(表面の凹凸)に食い込み、通常の金属やセラミックス製の本体とする場合よりも、樹脂層とナット本体とを強固に密着することができる。   In the sliding nut of the present invention, the nut body is made of a sintered metal, and a resin layer of a resin composition having a synthetic resin as a base resin is formed as a thread groove on the surface of the female thread that is screwed onto the screw shaft of the nut body. Therefore, the mechanical strength of the base of the mounting portion such as the flange of the nut and the female screw portion is high, and it is not broken even under a high load. Because the nut body is made of sintered metal, it has excellent heat dissipation characteristics, and the resin layer bites into the pores (surface irregularities) of the sintered metal, making the resin layer The nut body can be firmly attached.

さらに、上記ナット本体は、樹脂層との接合面に化学表面処理、より詳しくは、微細凹凸形状が形成される処理、または、樹脂層と化学反応する接合膜が形成される処理が施されるので、樹脂層とナット本体の密着強さがさらに向上するとともに、樹脂層の熱がナット本体へ伝わり易くなり、ねじ軸との摩擦力により樹脂層が剥がれることなく、耐荷重性が高く、高負荷でも摩擦摩耗特性に優れた摺動ナットになる。これらにより、摩擦面における真実接触面積も小さくなり、摩擦力、摩擦発熱が低減され、摩耗の軽減、摩擦面温度の上昇を抑えるという利点がある。   Further, the nut body is subjected to a chemical surface treatment on the joint surface with the resin layer, more specifically, a treatment to form a fine uneven shape or a treatment to form a joining film that chemically reacts with the resin layer. Therefore, the adhesion strength between the resin layer and the nut body is further improved, the heat of the resin layer is easily transmitted to the nut body, the resin layer is not peeled off due to the frictional force with the screw shaft, and the load resistance is high. A sliding nut with excellent friction and wear characteristics even under load. As a result, the true contact area on the friction surface is reduced, and the frictional force and the heat generated by friction are reduced. This has the advantage of reducing wear and suppressing the increase in the friction surface temperature.

ねじ溝部である樹脂層が、ナット本体に重ねて射出成形された樹脂層であるので、溶融流動させた樹脂に圧力を加えナット本体に重ねて形成され、ねじ溝部である樹脂層が、緻密な樹脂膜として形成することができ、めねじ部表面に容易に精度よく形成することができる。また、射出成形時に樹脂層が焼結金属表面の空孔に深く食い込んで、真の接合面積が増大し、樹脂層とナット本体との密着強さがより向上する。また、樹脂層とめねじ部(焼結金属)との接合面に隙間がなく、樹脂層の熱がナット本体により伝わりやすくなり、高負荷で使用した場合でも摩耗が小さい。   Since the resin layer that is the thread groove portion is a resin layer that is injection molded over the nut body, the resin layer that is the thread groove portion is formed by applying pressure to the melted and flowed resin and overlapping the nut body. It can be formed as a resin film and can be easily and accurately formed on the surface of the female screw portion. In addition, the resin layer deeply penetrates the pores on the surface of the sintered metal at the time of injection molding, the true bonding area is increased, and the adhesion strength between the resin layer and the nut body is further improved. In addition, there is no gap in the joint surface between the resin layer and the female thread portion (sintered metal), and the heat of the resin layer is easily transmitted by the nut body, and wear is small even when used under high loads.

上記樹脂層が、層厚0.1〜1.5mmの薄肉であるので、摩擦発熱による熱が摩擦面からナット本体に逃げ易く、蓄熱し難く、耐荷重性が高く、高面圧下でも変形量が小さくなる。   Since the resin layer is thin with a layer thickness of 0.1 to 1.5 mm, heat generated by frictional heat easily escapes from the friction surface to the nut body, is difficult to store heat, has high load resistance, and can be deformed even under high surface pressure. Becomes smaller.

上記合成樹脂が、芳香族PEK系樹脂、熱可塑性PI樹脂、およびPPS樹脂から選ばれる少なくとも1つの合成樹脂であるので、耐荷重性、耐熱性、低摩擦特性、および耐摩耗特性に優れる。   Since the synthetic resin is at least one synthetic resin selected from an aromatic PEK-based resin, a thermoplastic PI resin, and a PPS resin, the load resistance, heat resistance, low friction characteristics, and wear resistance characteristics are excellent.

本発明のすべりねじ装置は、ねじ軸と、このねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する本発明の摺動ナットとを備えてなるので、高負荷条件でも耐焼き付き性や耐摩耗性などの摺動特性に優れる。特に、樹脂層を射出成形で形成することで、製造も容易で安価となる。   The sliding screw device of the present invention comprises the screw shaft and the sliding nut of the present invention that moves relatively while sliding on the shaft of the screw shaft as the screw shaft rotates. Excellent sliding characteristics such as seizure resistance and wear resistance even under load conditions. In particular, by forming the resin layer by injection molding, manufacturing is easy and inexpensive.

本発明のすべりねじ装置の斜視図である。It is a perspective view of the slide screw device of the present invention. 摺動ナットの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a sliding nut.

本発明のすべりねじ装置の一実施例を図1および図2により説明する。図1はすべりねじ装置の斜視図であり、図2は摺動ナットの軸方向断面図である。本発明のすべりねじ装置1は、ねじ軸2と、このねじ軸2のねじ溝に螺合し、このねじ軸上を摺動しながら相対的に移動する本発明の摺動ナット3とから構成される。ねじ軸2の回転運動が、摺動ナット3の直線運動に変換される。その他に、摺動ナット3を同じ位置で回転させることにより、ねじ軸2に直線運動を付与する使い方もできる。   An embodiment of the sliding screw device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a sliding screw device, and FIG. 2 is an axial sectional view of a sliding nut. A sliding screw device 1 according to the present invention comprises a screw shaft 2 and a sliding nut 3 according to the present invention which is screwed into a screw groove of the screw shaft 2 and moves relatively while sliding on the screw shaft. Is done. The rotational movement of the screw shaft 2 is converted into the linear movement of the sliding nut 3. In addition, by rotating the sliding nut 3 at the same position, it is possible to apply a linear motion to the screw shaft 2.

ねじ軸2としては、ステンレス鋼、炭素鋼等もしくはこれらに亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、鋼質クロムメッキ等を施した鉄系金属、アルミニウム合金などの金属軸や、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂などの樹脂軸を用いることができる。ステンレス鋼やアルミニウム合金等の合金類などの耐蝕性金属類または樹脂類は、錆が発生しないので好ましく、防錆処理を省略できる点からも好適である。本発明においては、寸法精度を確保でき、耐久性に優れている耐蝕性金属類が最も好ましい。   The screw shaft 2 includes stainless steel, carbon steel, etc., or a metal shaft made of galvanized, nickel plated, steel chrome plated, etc., a metal shaft such as an aluminum alloy, or a resin shaft such as a polyimide resin or a phenol resin. Can be used. Corrosion resistant metals or resins such as alloys such as stainless steel and aluminum alloys are preferred because they do not generate rust, and are also suitable from the point that rust prevention treatment can be omitted. In the present invention, corrosion-resistant metals that can ensure dimensional accuracy and have excellent durability are most preferable.

ねじ軸2の加工方法としては転造、切削、研削などがあり、いずれの加工方法であってもよい。高負荷条件での耐摩耗性などの摺動特性を考慮すると、ねじ軸の摺動ナットとの接触面の表面粗さは小さい方が好適である。ねじ軸の表面粗さ0.1μmRa以下では、ねじ軸面の凸による摺動ナットの掘り起こし摩耗が非常に少ない。特に表面粗さ0.05μmRa以下が最適である。   The processing method of the screw shaft 2 includes rolling, cutting, grinding and the like, and any processing method may be used. In consideration of sliding characteristics such as wear resistance under high load conditions, it is preferable that the surface roughness of the contact surface of the screw shaft with the sliding nut is smaller. When the surface roughness of the screw shaft is 0.1 μmRa or less, the wear of the sliding nut due to the convexity of the screw shaft surface is very small. In particular, a surface roughness of 0.05 μmRa or less is optimal.

ねじ軸2は、無潤滑での使用が可能である。また、メンテナンスフリーよりも低摩擦性などを重視する場合は、油またはグリースなどの潤滑剤をねじ軸2と摺動ナット3との摺動部に使用してもよい。この場合、摺動ナットのめねじ部の軸方向に直線状の溝を形成して、そこに摩耗紛が保持されるようにしてアブレッシブ摩耗が抑えられるように対策することが好ましい。油またはグリースで潤滑することで、無潤滑の場合よりも、さらに高い荷重に耐えるとともに、高精度の回転安定性を確保できる。   The screw shaft 2 can be used without lubrication. Further, when importance is attached to low friction rather than maintenance-free, a lubricant such as oil or grease may be used for the sliding portion between the screw shaft 2 and the sliding nut 3. In this case, it is preferable to take a countermeasure so as to suppress the abrasive wear by forming a linear groove in the axial direction of the female thread portion of the sliding nut so as to hold the wear powder there. By lubricating with oil or grease, it is possible to withstand a higher load than with no lubrication and to ensure high-precision rotational stability.

図2に示すように、摺動ナットは、ナット本体3aが焼結金属からなり、該ナット本体3aにおけるねじ軸に螺合するめねじ部の表面に、ねじ溝部として、後述する合成樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の樹脂層3bが形成されている。めねじ部は、ナット本体3aの一部であってナット本体3aの内径部に形成されており、ねじ溝部である樹脂層3bは、このめねじ部の表面を覆うように形成されている。ねじ溝部である樹脂層3bが、ねじ軸2(図1参照)と直接に摺動接触する。なお、樹脂層3bは、少なくともめねじ部の表面に形成されていればよく、ナット本体3aのそれ以外の表面に形成されていてもよい。   As shown in FIG. 2, in the sliding nut, the nut body 3a is made of a sintered metal, and a synthetic resin, which will be described later, is used as a thread groove on the surface of the female thread portion that is screwed to the screw shaft of the nut body 3a. A resin layer 3b of the resin composition is formed. The female thread portion is a part of the nut main body 3a and is formed in the inner diameter portion of the nut main body 3a, and the resin layer 3b which is a thread groove portion is formed so as to cover the surface of the female thread portion. The resin layer 3b, which is a screw groove, is in direct sliding contact with the screw shaft 2 (see FIG. 1). In addition, the resin layer 3b should just be formed in the surface of the internal thread part at least, and may be formed in the surface other than that of the nut main body 3a.

ナット本体3aの焼結金属の空孔に、樹脂層3bが食い込むことで、樹脂層3bとナット本体3aとが強固に密着する。特に、インサート成形による射出成形を行なった場合、射出成形時に樹脂層3bがナット本体(焼結金属)表面の凹凸に深く食い込んで、真の接合面積が増大するため、樹脂層3bとナット本体3aとの密着強さが向上する。さらに、樹脂層3bとナット本体3aの真の接合面積が増え、樹脂層とめねじ部(焼結金属)との接合面に隙間がないため、樹脂層3bの熱がナット本体3aへ伝わりやすくなる。   The resin layer 3b bites into the sintered metal holes of the nut body 3a, so that the resin layer 3b and the nut body 3a are firmly adhered. In particular, when injection molding is performed by insert molding, the resin layer 3b deeply bites into the irregularities on the surface of the nut body (sintered metal) during injection molding, and the true bonding area increases, so the resin layer 3b and the nut body 3a The adhesion strength with is improved. Further, the true bonding area between the resin layer 3b and the nut body 3a is increased, and there is no gap in the bonding surface between the resin layer and the internal thread portion (sintered metal), so that the heat of the resin layer 3b is easily transmitted to the nut body 3a. .

ねじ部形状は、例えば、ミニチュアねじ、メートル並目ねじ、メートル細目ねじ、ユニファイ並目ねじ、ユニファイ細目ねじ等の三角ねじや、29度台形ねじ、メートル台形ねじ等の台形ねじ、丸ねじであってもよく、あらゆるねじ形状が適用できる。また、一条ねじ、二条ねじ、もしくは多条ねじであってもよい。   The thread shape is, for example, a triangular screw such as a miniature screw, metric coarse screw, metric fine screw, unified coarse screw, or unified fine screw, a trapezoidal screw such as a 29 degree trapezoidal screw or a metric trapezoidal screw, or a round screw. Any screw shape may be applied. Further, it may be a single thread, a double thread, or a multiple thread.

ナット本体3aの最小部内径(ナット内径への凸部)が、ねじ軸の最大部外径(軸外径への凸部)よりも小さい形状とすることが好ましい。本発明の摺動ナットは、ナット本体3aのめねじ部自体は焼結金属製であり、この表面に沿って薄肉で樹脂層3bを形成しているため、上記形状を実現できる。この形状により、ねじ軸からの荷重を焼結金属ナット本体が受けることができ、衝撃荷重などにて想定以上の高負荷になった場合でも、ナットのめねじ部の歯元が破壊してねじ軸から外れることがなく、使用時の安全性を増すことができる。   It is preferable that the minimum inner diameter of the nut body 3a (projection toward the nut inner diameter) be smaller than the maximum outer diameter (projection toward the shaft outer diameter) of the screw shaft. In the sliding nut of the present invention, the female thread portion of the nut body 3a itself is made of sintered metal, and the resin layer 3b is formed thinly along this surface, so that the above shape can be realized. With this shape, the sintered metal nut body can receive the load from the screw shaft, and even if the impact load becomes higher than expected, the tooth base of the nut's female thread will break down and screw It is possible to increase safety in use without being off-axis.

ナット本体を構成する焼結金属の材質としては、鉄系、銅鉄系、銅系、ステンレス系などが挙げられる。これらの材質を採用することで、焼結金属ナット本体において、所要の熱伝導性、耐荷重性を確保することができ、樹脂層から焼結金属ナット本体、焼結金属ナット本体から外部に放熱し易く、高負荷でも使用可能となる。   Examples of the material of the sintered metal constituting the nut body include iron, copper iron, copper, and stainless steel. By adopting these materials, it is possible to ensure the required thermal conductivity and load resistance in the sintered metal nut body, and heat radiation from the resin layer to the sintered metal nut body and from the sintered metal nut body to the outside. It can be used easily even at high loads.

樹脂層とナット本体との密着性を高めることができることから、鉄が主成分の焼結金属、さらには銅の含有量が10重量%以下の鉄系焼結金属とすることが好ましい。なお、銅は、鉄よりも樹脂との密着性(接着性)に劣るため、銅の含有量は10重量%以下が好ましい。さらに好ましくは、銅の含有量は5重量%以下である。   Since adhesion between the resin layer and the nut body can be enhanced, it is preferable to use a sintered metal containing iron as a main component, and further an iron-based sintered metal having a copper content of 10% by weight or less. In addition, since copper is inferior to adhesiveness (adhesiveness) with resin rather than iron, 10 weight% or less of copper content is preferable. More preferably, the copper content is 5% by weight or less.

ナット本体を構成する焼結金属に油などの付着、含油がある場合、樹脂層の射出成形時において分解・ガス化する油残分が界面に介在するため、樹脂層と摺動ナット本体の密着性が低下してしまうおそれがある。そのため、ナット本体には、油を含浸しない焼結金属を使用することが好ましい。また、焼結金属の成形または再圧(サイジング)の工程内にて油を使用する場合は、溶剤洗浄などで油を除去した非含油焼結金属にすることが好ましい。   If the sintered metal that makes up the nut body contains oil or other oil, oil residue that decomposes and gasifies during injection molding of the resin layer is present at the interface. May deteriorate. Therefore, it is preferable to use a sintered metal not impregnated with oil for the nut body. Moreover, when using oil in the process of shaping | molding or re-pressing (sizing) of a sintered metal, it is preferable to set it as the non-oil-containing sintered metal which removed oil by solvent washing etc.

ナット本体において、焼結金属(焼結体)の密度が、材質の理論密度比0.7〜0.9であることが好ましい。材質の理論密度比とは、材質の理論密度(気孔率0%の場合の密度)を1としたときのナット本体の密度の比である。理論密度比0.7未満では焼結金属の機械的強度が低くなり、インサート成形時の射出成形圧力により焼結金属が割れるおそれがある。理論密度比0.9をこえると、凹凸が小さくなるため、表面積、アンカー効果が低下し、樹脂層との密着性が低くなる。さらに好ましくは、材質の理論密度比0.72〜0.84である。   In the nut body, the density of the sintered metal (sintered body) is preferably a theoretical density ratio of materials of 0.7 to 0.9. The theoretical density ratio of the material is the ratio of the density of the nut body when the theoretical density of the material (density when the porosity is 0%) is 1. If the theoretical density ratio is less than 0.7, the mechanical strength of the sintered metal is lowered, and the sintered metal may be broken by the injection molding pressure at the time of insert molding. When the theoretical density ratio exceeds 0.9, the unevenness is reduced, so that the surface area and the anchor effect are lowered, and the adhesion with the resin layer is lowered. More preferably, the theoretical density ratio of the materials is 0.72 to 0.84.

鉄を主成分とする焼結金属は、スチーム処理を施すことで、成形または再圧(サイジング)工程時に意図せず焼結表面に付着、または内部に浸透した油分、付着物などを除去する効果があるため、樹脂層との密着性のばらつきが小さく、安定する。また、ナット本体に防錆も付与することができる。スチーム処理の条件は特に限定するものではないが、500℃程度に加熱したスチームを吹きかける方法が一般的である。   Sintered metal with iron as its main component is an effect that removes oil and deposits adhering to the sintered surface or penetrating into the sintered body unintentionally during the molding or re-pressing (sizing) process by applying steam treatment Therefore, variation in adhesion with the resin layer is small and stable. Moreover, rust prevention can also be provided to the nut body. The conditions for the steam treatment are not particularly limited, but a method of spraying steam heated to about 500 ° C. is common.

樹脂層の形成方法としては、ディッピングによる塗装や、射出成形が挙げられる。ねじ寸法精度や、樹脂層とナット本体との密着性、製造の容易性などを考慮すると、ナット本体に重ねて射出成形する方法、すなわち、ナット本体に対して樹脂層をインサート成形する射出成形が好ましい。   Examples of the method for forming the resin layer include coating by dipping and injection molding. Considering screw dimensional accuracy, adhesion between the resin layer and the nut body, ease of manufacturing, etc., there is a method of injection molding over the nut body, that is, injection molding in which the resin layer is insert-molded to the nut body. preferable.

焼結金属ナット本体と樹脂層との密着性を高めるには、焼結金属ナット本体における樹脂層の接合面に、化学表面処理を施すことが好ましい。化学表面処理としては、(1)接合面に微細凹凸形状が形成される処理、または、(2)接合面に樹脂層と化学反応する接合膜が形成される処理、を施すことが好ましい。なお、ここでの接合面とは、微視的には、焼結金属の空孔を構成する凹凸表面も含む。   In order to increase the adhesion between the sintered metal nut body and the resin layer, it is preferable to perform a chemical surface treatment on the joint surface of the resin layer in the sintered metal nut body. As the chemical surface treatment, it is preferable to perform (1) a process in which a fine uneven shape is formed on the bonding surface, or (2) a process in which a bonding film that chemically reacts with the resin layer is formed on the bonding surface. Note that, here, the bonding surface includes an uneven surface constituting pores of the sintered metal microscopically.

接合面を微細凹凸形状とすることで、真の接合面積が増大し、樹脂層と焼結金属ナット本体との密着強さが向上するとともに、樹脂層の熱が焼結金属ナット本体へ伝わり易くなる。また、接合面において樹脂層と化学反応する接合膜を介在させることで、樹脂層と焼結金属ナット本体との密着強さが向上するとともに、樹脂層と焼結金属ナット本体にミクロな隙間がなくなり、樹脂層の熱が焼結金属ナット本体へ伝わり易くなる。   By making the joining surface into a fine uneven shape, the true joining area increases, the adhesion strength between the resin layer and the sintered metal nut body improves, and the heat of the resin layer is easily transmitted to the sintered metal nut body Become. Further, by interposing a bonding film that chemically reacts with the resin layer on the bonding surface, the adhesion strength between the resin layer and the sintered metal nut body is improved, and a micro gap is formed between the resin layer and the sintered metal nut body. The heat of the resin layer is easily transmitted to the sintered metal nut body.

微細凹凸形状となる表面粗化処理としては、酸性溶液処理(硫酸、硝酸、塩酸など、もしくは他の溶液との混合)、アルカリ性溶液処理(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど、もしくは他の溶液との混合)により、焼結金属ナット本体の表面を溶かす方法が挙げられる。微細凹凸形状は、濃度、処理時間、後処理などによって異なるが、アンカー効果による密着性を高めるためには、凹ピッチが数nm〜数十μmの微細な凹凸にすることが好ましい。また、一般的な酸性溶液処理、アルカリ性溶液処理以外に、特殊なメック社製アマルファ処理、大成プラス社製NMT処理などが例示できる。ここで、NMT処理は、基材に対して、アルカリ性溶液による脱脂処理、酸性溶液による中和処理、特殊溶液による浸漬処理、水洗・乾燥等の後処理を順に施し、基材表面に上記の微細凹凸形状を形成する処理である。   Surface roughening treatment that results in fine irregularities includes acidic solution treatment (sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, etc., or mixed with other solutions), alkaline solution treatment (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc., or other solutions) In which the surface of the sintered metal nut body is melted. Although the fine uneven shape varies depending on the concentration, processing time, post-treatment, etc., in order to improve the adhesion due to the anchor effect, it is preferable to make the fine unevenness with a concave pitch of several nanometers to several tens of micrometers. Further, in addition to general acidic solution treatment and alkaline solution treatment, a special Amalfa treatment manufactured by Mech, an NMT treatment manufactured by Taisei Plus, etc. can be exemplified. Here, the NMT treatment is performed by sequentially performing a post-treatment such as a degreasing treatment with an alkaline solution, a neutralization treatment with an acidic solution, an immersion treatment with a special solution, washing with water and drying on the base material. It is the process which forms uneven | corrugated shape.

樹脂層を射出成形で形成する際には、樹脂材が高速で流し込まれるため、該樹脂材が、せん断力により、焼結金属の空孔および凹ピッチが数nm〜数十μmである上記微細凹凸形状にも深く入り込むことができる。これにより、焼結金属ナット本体と樹脂層との密着強度が確保できる。また、化学表面処理により形成された上記微細凹凸形状は、機械的に単純に荒らした形状とは異なり、多孔質のような複雑な立体構造となっているため、アンカー効果を発揮しやすく、強固な密着が可能となる。   When the resin layer is formed by injection molding, since the resin material is poured at a high speed, the resin material has the fine pores and the concave pitch of the sintered metal of several nanometers to several tens of micrometers due to the shearing force. It can penetrate deeply into the irregular shape. Thereby, the adhesive strength of a sintered metal nut main body and a resin layer is securable. In addition, the fine irregularities formed by chemical surface treatment have a complex three-dimensional structure such as porous, unlike mechanically roughened shapes. Is possible.

樹脂層と化学反応する接合膜が形成される表面処理としては、トリアジンジヂオール誘導体、s−トリアジン化合物などの溶液への浸漬処理が挙げられる。これら表面処理は、処理した焼結金属ナット本体を金型に入れ射出成形する際に、熱と圧力により樹脂材と反応し、樹脂層と焼結金属ナット本体との密着性が高まる。このような表面処理としては、例えば、東亜電化社製TRI処理などが例示できる。   Examples of the surface treatment for forming a bonding film that chemically reacts with the resin layer include an immersion treatment in a solution of a triazinedidiol derivative, an s-triazine compound, or the like. These surface treatments react with the resin material by heat and pressure when the treated sintered metal nut body is put into a mold and injection molded, and the adhesion between the resin layer and the sintered metal nut body is increased. Examples of such surface treatment include TRI treatment manufactured by Toa Denka Co., Ltd.

化学表面処理のうち、メック社製アマルファ処理、東亜電化社製TRI処理などの特殊表面処理は、アルミニウム、銅に適している。このため、これらの処理を施す場合は、少なくとも焼結金属ナット本体の表面がアルミニウムまたは銅であることが好ましい。   Among the chemical surface treatments, special surface treatments such as Amalfa treatment by MEC and TRI treatment by Toa Denka are suitable for aluminum and copper. For this reason, when performing these processes, it is preferable that the surface of a sintered metal nut main body is aluminum or copper at least.

焼結金属ナット本体と樹脂層とのせん断接着強さは、2MPa以上であることが好ましい。この範囲であれば、使用中の摩擦力に対して充分な密着強さを得ることができ、高負荷で使用しても、樹脂層が焼結金属ナット本体から剥離することはない。更に安全率を高めるためには、4MPa以上が好ましい。また、ナット本体の焼結金属と樹脂層のせん断密着強さを更に高めるために、樹脂層を形成する焼結金属面に、凹凸、溝などの物理的な抜け止め、周り止めを施してもよい。物理固定、機械的な粗面化処理、化学的な粗面化処理などの密着性向上手段は、上記せん断接着強さを確保できるよう、適宜選択して組み合わせて用いることが好ましい。   The shear bond strength between the sintered metal nut body and the resin layer is preferably 2 MPa or more. If it is this range, sufficient adhesion strength with respect to the friction force in use can be obtained, and even if it uses by high load, a resin layer does not peel from a sintered metal nut main body. In order to further increase the safety factor, 4 MPa or more is preferable. In addition, in order to further increase the shear adhesion strength between the sintered metal of the nut body and the resin layer, the sintered metal surface on which the resin layer is formed may be provided with physical stoppers such as irregularities and grooves, and rotation prevention. Good. The adhesion improving means such as physical fixation, mechanical roughening treatment, and chemical roughening treatment are preferably selected and used in combination so as to ensure the shear bond strength.

樹脂層の層厚は、0.1〜1.5mmが好ましい。樹脂厚みが0.1mm未満では、インサート成形が困難である。また、長期使用時の耐久性、すなわち寿命が短くなるおそれがある。一方、樹脂厚みが1.5mmをこえると、ヒケが発生し寸法精度が低下するおそれがある。また、摩擦による熱が摩擦面からナット本体側に逃げ難く、摩擦面温度が高くなる。また、荷重による変形量が大きくなるとともに、摩擦面における真実接触面積も大きくなり、摩擦力、摩擦発熱が高くなり、耐焼付き性が低下するおそれがある。なお、樹脂厚みはナット内径寸法により決定する。   The layer thickness of the resin layer is preferably 0.1 to 1.5 mm. If the resin thickness is less than 0.1 mm, insert molding is difficult. In addition, durability during long-term use, that is, life may be shortened. On the other hand, if the resin thickness exceeds 1.5 mm, sink marks may occur and dimensional accuracy may be reduced. Further, heat due to friction is difficult to escape from the friction surface to the nut body side, and the friction surface temperature becomes high. In addition, the amount of deformation due to the load increases, the true contact area on the friction surface also increases, the frictional force and frictional heat generation increase, and the seizure resistance may decrease. The resin thickness is determined by the nut inner diameter.

摩擦発熱のナット本体への放熱を考慮すると、樹脂厚みは0.2〜0.7mmがより好ましい。高寸法精度である焼結金属からなるナット本体の内径めねじ部表面に、樹脂層を薄肉(0.1〜1.5mm)でインサート成形することで、寸法精度の高い摺動ナットとすることができる。また、厚肉に射出成形(インサート成形)し、その後に機械加工にて所要の樹脂厚みに仕上げてもよい。   In consideration of heat radiation of the frictional heat to the nut body, the resin thickness is more preferably 0.2 to 0.7 mm. A sliding nut with high dimensional accuracy is made by insert molding the resin layer with a thin wall (0.1 to 1.5 mm) on the surface of the internal thread of the nut body made of sintered metal with high dimensional accuracy. Can do. Alternatively, thick injection molding (insert molding) may be performed, followed by finishing to a required resin thickness by machining.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、射出成形可能な合成樹脂をベース樹脂とするものである。合成樹脂としては、潤滑特性に優れた合成樹脂が好ましい。また、摺動ナットを雰囲気温度の高い部位に使用可能なように耐熱性の高い合成樹脂が好ましい。このような合成樹脂としては、例えば、PEK系樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、PPS樹脂、射出成形可能な熱可塑性PI樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、射出成形可能なフッ素樹脂などが挙げられる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、2種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。   The resin composition for forming the resin layer is based on a synthetic resin that can be injection-molded. As the synthetic resin, a synthetic resin excellent in lubricating properties is preferable. Further, a synthetic resin having high heat resistance is preferable so that the sliding nut can be used in a part having a high ambient temperature. Examples of such synthetic resins include PEK-based resins, polyacetal (POM) resins, PPS resins, injection-moldable thermoplastic PI resins, polyamide-imide (PAI) resins, polyamide (PA) resins, and injection-moldable fluorine. Resin etc. are mentioned. Each of these synthetic resins may be used alone or may be a polymer alloy in which two or more kinds are mixed.

これらの合成樹脂の中でも、PEK系樹脂、熱可塑性PI樹脂、PPS樹脂を用いることが好ましい。樹脂層を形成する樹脂組成物のベース樹脂として、これらの合成樹脂を使用することで、耐熱性、耐油性、耐クリープ特性、耐荷重性、摩擦摩耗特性に優れた摺動ナットになる。また、焼結金属からなるナット本体との密着強度が高く、ナット本体からの剥離の心配がない。   Among these synthetic resins, it is preferable to use PEK-based resins, thermoplastic PI resins, and PPS resins. By using these synthetic resins as the base resin of the resin composition for forming the resin layer, a sliding nut having excellent heat resistance, oil resistance, creep resistance characteristics, load resistance, and friction and wear characteristics is obtained. Moreover, the adhesion strength with the nut body made of sintered metal is high, and there is no fear of peeling from the nut body.

PEK系樹脂は、融点が340℃、ガラス転移点が143℃、連続使用温度が260℃の結晶性の熱可塑性樹脂であり、優れた耐熱性、耐油・耐薬品性、耐クリープ性、耐荷重性、耐摩耗性、摺動特性などに加え、靭性、高温時の機械物性が高く、耐疲労特性、耐衝撃性に優れ、成形性も良好であるため、すべりねじ装置の摺動ナットのベース樹脂に適している。   PEK resin is a crystalline thermoplastic resin with a melting point of 340 ° C, a glass transition point of 143 ° C, and a continuous use temperature of 260 ° C. Excellent heat resistance, oil / chemical resistance, creep resistance, load resistance In addition to durability, wear resistance, sliding characteristics, etc., it has high toughness, mechanical properties at high temperatures, fatigue resistance, impact resistance, and good moldability. Suitable for resin.

本発明で使用できるPEK系樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)樹脂などがある。本発明で使用できるPEEK樹脂の市販品としては、ビクトレックス社製:VICTREX PEEK(90P、150P、380P、450P、90G、150Gなど)、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製:Keta Spire PEEK(KT−820P、KT−880Pなど)、ダイセル・エボニック社製:VESTAKEEP(1000G、2000G、3000G、4000Gなど)などが挙げられる。また、PEK樹脂としては、ビクトレックス社製:VICTREX_HTなどが、PEKEKK樹脂としてはビクトレックス社製:VICTREX_STなどが、それぞれ挙げられる。   Examples of the PEK resin that can be used in the present invention include polyetheretherketone (PEEK) resin, polyetherketone (PEK) resin, and polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK) resin. Examples of commercially available PEEK resins that can be used in the present invention include: Victrex: VICTREX PEEK (90P, 150P, 380P, 450P, 90G, 150G, etc.), Solvay Specialty Polymers: Keta Spire PEEK (KT-820P, KT) -880P, etc.), manufactured by Daicel Evonik Co., Ltd .: VESTAKEEEP (1000G, 2000G, 3000G, 4000G, etc.). Examples of the PEK resin include Victrex_HT manufactured by Victrex, and examples of the PEKKK resin include Victrex_ST manufactured by Victrex.

熱可塑性PI樹脂は、融点が388℃、ガラス転移点が250℃、連続使用温度が240℃の結晶性の熱可塑性樹脂であり、耐熱性、耐油性、耐荷重性、摩擦摩耗特性などに優れているため、すべりねじ装置の摺動ナットのベース樹脂に適している。射出成形時の金型内結晶化速度が遅いため、成形品は非晶質の状態であるが、熱処理にて結晶化度を高めることができる。本発明で使用できる熱可塑性PI樹脂の市販品としては、三井化学社製オーラム(PD450、PD6200など)が挙げられる。   Thermoplastic PI resin is a crystalline thermoplastic resin having a melting point of 388 ° C., a glass transition point of 250 ° C., and a continuous use temperature of 240 ° C., and is excellent in heat resistance, oil resistance, load resistance, friction wear characteristics, etc. Therefore, it is suitable for the base resin of the sliding nut of the sliding screw device. Since the in-mold crystallization speed during injection molding is slow, the molded product is in an amorphous state, but the crystallinity can be increased by heat treatment. Examples of commercially available thermoplastic PI resins that can be used in the present invention include Aurum (PD450, PD6200, etc.) manufactured by Mitsui Chemicals.

PPS樹脂は、融点が280℃、ガラス転移点が88℃、連続使用温度が240℃の結晶性の熱可塑性樹脂であり、極めて高い剛性と、優れた耐熱性、寸法安定性、耐摩耗性、摺動特性、高流動性などを有するため、すべりねじ装置の摺動ナットのベース樹脂に適している。PPS樹脂は、その分子構造により、架橋型、半架橋型、直鎖型、分岐型等などのタイプがあるが、本発明ではこれらの分子構造や分子量に限定されることなく使用できる。本発明で使用できるPPS樹脂の市販品としては、東ソー社製#160、B−063、DIC社製T4AG、LR−2Gなどが挙げられる。   PPS resin is a crystalline thermoplastic resin having a melting point of 280 ° C, a glass transition point of 88 ° C, and a continuous use temperature of 240 ° C. It has extremely high rigidity, excellent heat resistance, dimensional stability, wear resistance, Since it has sliding characteristics, high fluidity, etc., it is suitable as a base resin for sliding nuts in sliding screw devices. Depending on the molecular structure of the PPS resin, there are types such as a cross-linked type, a semi-cross-linked type, a linear type, and a branched type. Examples of commercially available PPS resins that can be used in the present invention include Tosoh's # 160, B-063, DIC's T4AG, LR-2G, and the like.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカなどの繊維状の無機充填材を含まないことが好ましい。樹脂層に繊維状充填材を含む場合、摺動ナットがねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に往復移動した際、繊維の端部がエッジとなって相手ねじ軸を摩耗損傷するおそれや、摺動ナットの往復移動時において、繊維の端部が繰り返しの応力を受け樹脂の疲労摩耗が発生するおそれ等がある。繊維状充填材を含まない構成とすることで、これらの懸念を排除できる。   It is preferable that the resin composition forming the resin layer does not contain a fibrous inorganic filler such as glass fiber, carbon fiber, or whisker. When the resin layer includes a fibrous filler, when the sliding nut relatively reciprocates while sliding on the axis of the screw shaft as the screw shaft rotates, the end of the fiber becomes an edge. There is a possibility that the mating screw shaft may be worn and damaged, or that the end of the fiber is subjected to repeated stress during the reciprocating movement of the sliding nut, and the fatigue wear of the resin may occur. These concerns can be eliminated by adopting a configuration that does not include a fibrous filler.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、PTFE樹脂を含むことが好ましい。PTFE樹脂を含むことで、低摩擦化が図れ、摩擦発熱が軽減され、高負荷でも摩擦摩耗特性に優れる。PTFE樹脂としては、懸濁重合法によるモールディングパウダー、乳化重合法によるファインパウダー、再生PTFEのいずれを採用してもよい。再生PTFEとは、熱処理(熱履歴が加わったもの)粉末、γ線または電子線などを照射した粉末のことである。例えば、モールディングパウダーまたはファインパウダーを熱処理した粉末、また、この粉末をさらにγ線または電子線を照射した粉末、モールディングパウダーまたはファインパウダーの成形体を粉砕した粉末、また、その後γ線または電子線を照射した粉末、モールディングパウダーまたはファインパウダーをγ線または電子線を照射した粉末などのタイプがある。   The resin composition forming the resin layer preferably contains a PTFE resin. By including PTFE resin, the friction can be reduced, the frictional heat generation can be reduced, and the friction and wear characteristics are excellent even at high loads. As the PTFE resin, any of molding powder by suspension polymerization, fine powder by emulsion polymerization, and recycled PTFE may be used. Regenerated PTFE is a powder that has been irradiated with a heat-treated powder (heated history added), γ-rays or electron beams. For example, a powder obtained by heat-treating molding powder or fine powder, a powder obtained by further irradiating this powder with γ-rays or an electron beam, a powder obtained by pulverizing a molding powder or a molded product of fine powder, and then a γ-ray or electron beam. There are types such as irradiated powder, molding powder or fine powder irradiated with gamma rays or electron beams.

樹脂層の耐摩耗性を向上させるには、分子量が高いモールディングパウダー、あるいはモールディングパウダーの再生PTFE(熱処理粉末、γ線または電子線などを照射した粉末)が好ましい。モールディングパウダーの再生PTFEの中でγ線または電子線などを照射した粉末が、樹脂の射出成形温度において凝集、繊維化せず、内部潤滑効果があり、樹脂組成物の流動性を安定して向上させることが可能なことからより好ましい。   In order to improve the abrasion resistance of the resin layer, molding powder having a high molecular weight or recycled PTFE of the molding powder (heat treated powder, powder irradiated with γ rays or electron beams) is preferable. Molded powder recycled PTFE irradiated with γ-rays or electron beams does not agglomerate and fiberize at the resin injection molding temperature, has internal lubrication effect, and improves the fluidity of the resin composition stably. It is more preferable because it can be made to occur.

本発明で使用できるPTFE樹脂の市販品としては、喜多村社製:KTL−610、KTL−450、KTL−350、KTL−8N、KTL−400H、三井・デュポンフロロケミカル社製:テフロン(登録商標)7−J、TLP−10、旭硝子社製:フルオンG163、L150J、L169J、L170J、L172J、L173J、ダイキン工業社製:ポリフロンM−15、ルブロンL−5、ヘキスト社製:ホスタフロンTF9205、TF9207などが挙げられる。また、パーフルオロアルキルエーテル基、フルオルアルキル基、またはその他のフルオロアルキルを有する側鎖基で変性されたPTFE樹脂であってもよい。上記の中で熱処理した再生PTFE樹脂としては、喜多村社製:KTL−400Hなどが、γ線または電子線などを照射した再生PTFE樹脂としては、喜多村社製:KTL−610、KTL−450、KTL−350、KTL−8N、KTL−8F、旭硝子社製:フルオンL169J、L170J、L172J、L173Jなどが挙げられる。   Examples of commercially available PTFE resins that can be used in the present invention include Kitamura Co., Ltd .: KTL-610, KTL-450, KTL-350, KTL-8N, KTL-400H, Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd .: Teflon (registered trademark). 7-J, TLP-10, Asahi Glass Co., Ltd .: Fullon G163, L150J, L169J, L170J, L172J, L173J, Daikin Industries, Ltd .: Polyflon M-15, Lubron L-5, Hoechst: Hostaflon TF9205, TF9207, etc. Can be mentioned. Further, it may be a PTFE resin modified with a perfluoroalkyl ether group, a fluoroalkyl group, or another side chain group having a fluoroalkyl group. The regenerated PTFE resin heat-treated in the above is made by Kitamura KKT-400H, and the regenerated PTFE resin irradiated by γ-ray or electron beam is made by Kitamura KKT-610, KTL-450, KTL. -350, KTL-8N, KTL-8F, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd .: Full-on L169J, L170J, L172J, L173J and the like.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、黒鉛を含むことが好ましい。黒鉛を含むことで、摩擦摩耗特性の向上が図れる。また、熱伝導率が高いため、摩擦熱を放熱し易くなる。黒鉛は、天然黒鉛と人造黒鉛に大別され、さらに燐片状、粒状、球状などがあり、いずれであっても使用できる。樹脂組成物の弾性率を高め、耐摩耗性、耐クリープ性を向上させ、さらに安定した低摩擦特性を得るためには、燐片状黒鉛が好ましい。   The resin composition forming the resin layer preferably contains graphite. By including graphite, the friction and wear characteristics can be improved. Moreover, since heat conductivity is high, it becomes easy to radiate frictional heat. Graphite is roughly classified into natural graphite and artificial graphite, and further includes flakes, granules and spheres, and any of them can be used. In order to increase the elastic modulus of the resin composition, improve the wear resistance and creep resistance, and obtain stable low friction characteristics, flake graphite is preferred.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、繊維状充填材を含まずに、樹脂組成物全体に対してPTFE樹脂を10〜30体積%、黒鉛を2〜10体積%含む組成とすることが特に好ましい。この配合割合とすることで、高負荷においても、低摩擦係数で、樹脂層の変形および摩耗、相手ねじ軸の損傷が少なく、油などに対する耐性も高くなる。   It is particularly preferable that the resin composition forming the resin layer has a composition containing 10 to 30% by volume of PTFE resin and 2 to 10% by volume of graphite with respect to the entire resin composition without including a fibrous filler. . By adopting this blending ratio, even at high loads, with a low coefficient of friction, there is little deformation and wear of the resin layer, damage to the mating screw shaft, and resistance to oil and the like is increased.

PTFE樹脂の配合割合が30体積%をこえると、耐摩耗性、耐クリープ性が所要の程度より低下するとともに、ナット本体との密着強さ、溶融流動性が著しく低下するおそれがある。また、PTFE樹脂の配合割合が10体積%未満では組成物への低摩擦特性、摩耗特性の付与効果に乏しく、充分な摺動特性が得られない場合がある。   When the blending ratio of the PTFE resin exceeds 30% by volume, the wear resistance and creep resistance are lowered from the required levels, and the adhesion strength with the nut body and the melt fluidity may be significantly lowered. Further, if the blending ratio of PTFE resin is less than 10% by volume, the effect of imparting low friction characteristics and wear characteristics to the composition is poor, and sufficient sliding characteristics may not be obtained.

黒鉛の配合割合が10体積%をこえると、耐摩耗性、摩擦特性、相手ねじ軸の損傷が所要の程度より低下するとともに、溶融流動性が著しく低下し、成形困難となるおそれがある。また、黒鉛の配合割合が2体積%未満では組成物への耐摩耗性、耐クリープ性、熱伝導特性の付与効果に乏しく、充分な摺動特性が得られない場合がある。   When the blending ratio of graphite exceeds 10% by volume, the wear resistance, friction characteristics, and damage to the mating screw shaft are lowered from the required levels, and the melt fluidity is remarkably lowered, which may make molding difficult. Further, if the blending ratio of graphite is less than 2% by volume, the effect of imparting abrasion resistance, creep resistance and heat conduction characteristics to the composition is poor, and sufficient sliding characteristics may not be obtained.

なお、この発明の効果を阻害しない程度に、樹脂組成物に対して周知の樹脂用添加剤を配合してもよい。この添加剤としては、例えば、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステンなどの摩擦特性向上剤、炭素粉末、金属酸化物粉末などの熱伝導性向上剤、炭素粉末、酸化鉄、酸化チタンなどの着色剤が挙げられる。また、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、マイカ、タルクなどの粒状無機充填剤、熱硬化性PI樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、アラミド繊維などの上記樹脂の射出成形温度においても不溶融の有機充填材などの耐摩耗性向上材が挙げられる。   In addition, you may mix | blend a well-known resin additive with respect to a resin composition to such an extent that the effect of this invention is not inhibited. Examples of the additive include friction property improvers such as boron nitride, molybdenum disulfide, and tungsten disulfide, thermal conductivity improvers such as carbon powder and metal oxide powder, carbon powder, iron oxide, and titanium oxide. Coloring agents are mentioned. In addition, particulate inorganic fillers such as calcium carbonate, calcium sulfate, mica and talc, thermosetting PI resins, wholly aromatic polyester resins, and non-melting organic fillers even at the injection molding temperature of the above resins such as aramid fibers Abrasion resistance improving material is mentioned.

上記樹脂組成物は、樹脂温度380℃、せん断速度1000s−1における溶融粘度を50〜200Pa・sの範囲に調整することにより、焼結金属からなるナット本体の表面に樹脂層の層厚が0.1〜1.5mmの薄肉インサート成形が円滑に行なうことができるため望ましい。 The resin composition has a resin layer thickness of 0 on the surface of the nut body made of sintered metal by adjusting the melt viscosity at a resin temperature of 380 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 to a range of 50 to 200 Pa · s. It is desirable because thin insert molding of 0.1 to 1.5 mm can be performed smoothly.

以上の諸原材料を混合し、混練する手段は、特に限定するものではなく、粉末原料のみをヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレット(顆粒)を得ることができる。また、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。また、物性改善のためにアニール処理等の処理を採用してもよい。本発明の摺動ナットは、該成形用ペレットを用いて、ナット本体に対して樹脂層をインサート成形により射出成形する。この具体的方法としては、例えば、特許文献4に記載した製造方法や、ナット本体に対して樹脂層を射出成形後、機械加工にて所定のめねじ形状にする製造方法を利用することができる。   The means for mixing and kneading the above raw materials is not particularly limited, and only the powder raw material is dry-mixed with a Henschel mixer, ball mixer, ribbon blender, ladyge mixer, ultra Henschel mixer, etc. Melting and kneading can be performed with a melt extruder such as an extruder to obtain molding pellets (granules). In addition, a side feed may be used for charging the filler when melt kneading with a twin screw extruder or the like. Moreover, you may employ | adopt treatments, such as an annealing process, for physical property improvement. In the sliding nut of the present invention, the resin layer is injection-molded by insert molding on the nut body using the molding pellets. As this specific method, for example, a manufacturing method described in Patent Document 4 or a manufacturing method in which a resin layer is injection-molded on a nut body and then machined into a predetermined female thread shape can be used. .

評価試験には、鉄が主成分で密度が6.2g/cm(基材の理論密度比0.79)の焼結金属を本体用材料に用いた。また、樹脂層の材料には、PPS樹脂(東ソー社製:サスティールB063)に、PTFE樹脂(喜多村社製:KTL610)を25重量%(20.6体積%)、燐片状黒鉛(ティムカルジャパン社製:TIMREX KS6)を5重量%(3.9体積%)、それぞれ配合した樹脂組成物を用いた。 In the evaluation test, a sintered metal having iron as a main component and a density of 6.2 g / cm 3 (theoretical density ratio of the base material: 0.79) was used as the main body material. The material of the resin layer includes PPS resin (manufactured by Tosoh Corporation: Sastil B063), PTFE resin (manufactured by Kitamura Corporation: KTL610), 25% by weight (20.6% by volume), flake graphite (TIMCAL) The resin composition which mix | blended 5 weight% (3.9 volume%) and Japan, respectively: TIMREX KS6) was used.

本体用材料からなる焼結金属素材を機械加工して円筒体(φ12×φ18×25mm)を形成し、円筒体の全面に大成プラス社のNMT処理を施したもの(実施例用サンプル)と、未処理のもの(比較例用サンプル)を製造した。次に、円筒体の内径部(ストレート)に、上記した樹脂組成物のペレットを用いて、樹脂層を1mmの厚みでインサート成形し、せん断接着強さ試験片を作製した。   A sintered metal material made of a main body material is machined to form a cylindrical body (φ12 × φ18 × 25 mm), and the entire surface of the cylindrical body is subjected to NMT processing by Taisei Plus Co. (sample for example), An untreated product (sample for comparison) was produced. Next, the resin layer was insert-molded with a thickness of 1 mm using the pellets of the resin composition described above on the inner diameter portion (straight) of the cylindrical body to prepare a shear bond strength test piece.

せん断接着強さ試験は、円筒状試験片を固定し、内径樹脂層に軸方向のせん断力を加え、円筒状試験片から樹脂層が剥離する荷重を測定した。この荷重を、樹脂層と円筒状試験片の内径部の見かけの接合面積で割った値を、せん断接着強さとした。   In the shear bond strength test, a cylindrical test piece was fixed, an axial shearing force was applied to the inner diameter resin layer, and a load at which the resin layer peeled from the cylindrical test piece was measured. The value obtained by dividing this load by the apparent bonding area of the inner diameter portion of the resin layer and the cylindrical test piece was defined as the shear bond strength.

せん断接着強さ試験の結果、実施例のせん断接着強さは6.7MPaであり、比較例のせん断接着強さは3.2MPaであり、樹脂層との接合面に化学表面処理を施した実施例は、未処理の比較例の2倍以上のせん断接着強さを有していた。   As a result of the shear bond strength test, the shear bond strength of the example was 6.7 MPa, the shear bond strength of the comparative example was 3.2 MPa, and a chemical surface treatment was applied to the joint surface with the resin layer. The examples had a shear bond strength more than twice that of the untreated comparative examples.

本発明の摺動ナットを備えたすべりねじ装置は、製造が容易であり、高負荷条件でも耐焼き付き性や耐摩耗性などの摺動特性に優れるので、産業機械などにおいて高負荷・高温条件で用いるすべりねじ装置として好適に利用できる。   The slide screw device provided with the sliding nut of the present invention is easy to manufacture and has excellent sliding characteristics such as seizure resistance and wear resistance even under high load conditions. It can utilize suitably as a sliding screw apparatus to be used.

1 すべりねじ装置
2 ねじ軸
3 摺動ナット
3a ナット本体
3b 樹脂層
1 Sliding screw device 2 Screw shaft 3 Sliding nut 3a Nut body 3b Resin layer

Claims (6)

すべりねじ装置において、ねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する摺動ナットであって、
前記摺動ナットは、ナット本体が焼結金属からなり、
該ナット本体における前記ねじ軸に螺合するめねじ部表面に、ねじ溝部として合成樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の樹脂層が形成されており、
前記ナット本体は、前記樹脂層との接合面に化学表面処理が施されていることを特徴とする摺動ナット。
In the sliding screw device, a sliding nut that moves relatively while sliding on the axis of the screw shaft as the screw shaft rotates,
The sliding nut has a nut body made of sintered metal,
A resin layer of a resin composition having a synthetic resin as a base resin is formed as a thread groove portion on the surface of the female screw portion that is screwed to the screw shaft in the nut body,
The nut nut is a sliding nut characterized in that a chemical surface treatment is applied to a joint surface with the resin layer.
前記樹脂層は、前記ナット本体に重ねて射出成形された樹脂層であることを特
徴とする請求項1記載の摺動ナット。
The sliding nut according to claim 1, wherein the resin layer is a resin layer that is injection-molded over the nut body.
前記化学表面処理は、前記接合面に微細凹凸形状が形成される処理、または、前記接合面に前記樹脂層と化学反応する接合膜が形成される処理であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の摺動ナット。   The chemical surface treatment is a treatment for forming a fine uneven shape on the bonding surface or a treatment for forming a bonding film that chemically reacts with the resin layer on the bonding surface. The sliding nut according to claim 2. 前記樹脂層の層厚が、0.1〜1.5mmであることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の摺動ナット。   The sliding nut according to claim 1, 2, or 3, wherein the resin layer has a thickness of 0.1 to 1.5 mm. 前記合成樹脂が、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、およびポリフェニレンサルファイド樹脂から選ばれる少なくとも1つの合成樹脂であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項記載の摺動ナット。   5. The synthetic resin according to claim 1, wherein the synthetic resin is at least one synthetic resin selected from an aromatic polyether ketone resin, a thermoplastic polyimide resin, and a polyphenylene sulfide resin. Sliding nut. ねじ軸と、このねじ軸の回転に伴い、該ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する摺動ナットとを備えるすべりねじ装置であって、
前記摺動ナットが、請求項1から請求項5のいずれか1項記載の摺動ナットであることを特徴とするすべりねじ装置。
A sliding screw device comprising a screw shaft and a sliding nut that moves relatively while sliding on the shaft of the screw shaft as the screw shaft rotates.
The sliding screw device according to any one of claims 1 to 5, wherein the sliding nut is the sliding nut according to any one of claims 1 to 5.
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