JP2018044676A - すべりねじ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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、ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動するものであり、ナット本体3aが溶製金属からなり、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3bが射出成形により重ねて形成されている。また、ナット本体3aは、樹脂層3bとの接合面に所定の化学表面処理が施されてなる。
【選択図】図2
Description
実施例、比較例および参考例に用いた溶製金属ナット本体の材料および表面処理を表1にまとめて示す。表1において、酸処理(硝酸)は、試験片を20%硝酸水溶液に、室温(20〜30℃程度)で、30秒〜1分間浸漬処理したものである。酸処理(硫酸)は、24%硫酸水溶液に、室温(20〜30℃程度)で、30秒〜1分間浸漬処理したものである。アマルファ処理は、室温(20〜30℃程度)で、1分〜5分間浸漬の条件で行なった。NMT処理は、温度75℃で、5分間浸漬の条件で行なった。また、TRI処理は、温度60℃、1〜10分間浸漬・通電の条件で行なった。なお、処理前には脱脂洗浄、処理後には水洗、乾燥を行った。
(1)ポリエーテルケトン系樹脂[PEK] ビクトレックス社製:PEEK 150P
(2)熱可塑性ポリイミド樹脂[PI] 三井化学社製:オーラム PD450
(3)ポリフェニレンサルファイド樹脂[PPS] 東ソー社製:サスティールB063
(4)PTFE樹脂[PTFE] 喜多村社製:KTL610(再生PTFE)
(5)黒鉛[GRP] ティムカルジャパン社製:TIMREX KS6(燐片状)
(6)炭素繊維[CF] クレハ社製:クレカ M−101S(平均繊維長100μm、平均繊維径14.5μm)
(7)ガラス繊維[GF] 旭ファイバーグラス社製:MF06JB1−20(平均繊維長30〜100μm、平均繊維径10μm)
表1の溶製金属素材からなる円筒体(φ12×φ18×25mm)の内径部(ストレート)に、表2の樹脂組成a〜c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。なお、上記円筒体は、溶製金属素材を機械加工して製作し、全面に表1に示す表面処理を施してある(金属H、I以外)。せん断接着強さ試験は、試験用円筒体を固定し、内径樹脂層に軸方向のせん断力を加え、試験用円筒体から樹脂層が剥離する荷重を測定した。この荷重を、樹脂層と試験用円筒体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、表4に示した。また、表4中の表面粗さRaは、円筒体における樹脂層の接合面の表面処理後(金属H、I以外)の表面粗さである。
実施例8〜10については、表5に示す組み合わせで、溶製金属素材からなるナット試験片用ナット本体の内径部(めねじ)に、樹脂組成のペレットを用いて樹脂層をインサート成形後、ナット本体のめねじに沿って樹脂を機械加工することで、上記樹脂層の厚みを0.3mm(均一)としたナット試験片(図3(a)参照)を作製した。ねじはゴシックアーク形状、リード2mm、一条ねじとした。このナット試験片の樹脂層以外の形状・寸法については、図3(a)に示すとおりである。静的破壊試験は、ナット試験片の内径にねじ軸を通した状態で、ナット試験片を固定し、ねじ軸に軸方向の荷重を加えたときの破壊荷重を測定し、結果を表5に示した。
実施例8〜16および参考例3〜7については、表7および表8に示す組み合わせで、溶製金属素材からなるナット試験片用ナット本体の内径部(めねじ)に、樹脂組成のペレットを用いて樹脂層をインサート成形後、ナット本体のめねじに沿って樹脂を機械加工することで、上記樹脂層の厚みを0.3mm(均一)としたナット試験片(図3(a)参照)を作製した。ねじはゴシックアーク形状、リード2mm、一条ねじとした。このナット試験片の樹脂層以外の形状・寸法については、図3(a)に示すとおりである。なお、実施例8〜10のナット試験片は、静的破壊試験で用いた試験片(実施例8〜10)と構成が同じである。これらナット試験片について、表6の試験条件にてねじ摩耗試験を行ない、試験後の摩耗量(アキシャルすきま増加量)を測定し、結果を表7および表8に示した。
2 ねじ軸
3 摺動ナット
3a ナット本体
3b 樹脂層
3c ねじ溝山部
3d ねじ溝底部
4 ナットの外周部(溶製金属)
5 ナットの内周部(樹脂)
また、上記ナット本体と上記樹脂層とのせん断接着強さが、2MPa以上であることを特徴とする。
2 ねじ軸
3 摺動ナット
3a ナット本体
3b 樹脂層
3c ねじ山頂部
3d ねじ溝底部
3e めねじ
4 ナットの外周部(溶製金属)
5 ナットの内周部(樹脂)
Claims (11)
- 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、ナット本体が溶製金属からなり、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射出成形により重ねて形成されていることを特徴とする摺動ナット。 - 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なることを特徴とする請求項1記載の摺動ナット。
- 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2記載の摺動ナット。
- 前記樹脂層の層厚が、0.1〜1mm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。
- 前記樹脂層において、ねじ溝底部の層厚が、ねじ溝山部の層厚よりも厚いことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の摺動ナット。
- 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ないし請求項5のいずれか1項記載の摺動ナット。
- 前記樹脂組成物が、繊維状充填材を含まずに、樹脂組成物全体に対してポリテトラフルオロエチレン樹脂を10〜30体積%、黒鉛を2〜10体積%含むことを特徴とする請求項6記載の摺動ナット。
- 前記ナット本体の溶製金属の熱伝導率が、50W/(m・K)以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項記載の摺動ナット。
- 前記ナット本体の溶製金属が、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、または銅合金であることを特徴とする請求項8記載の摺動ナット。
- 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ないし請求項9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。 - 前記ナット本体の最小部内径が、前記ねじ軸の最大部外径よりも小さいことを特徴とする請求項10記載のすべりねじ装置。
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