JP3034313B2 - ボールねじ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば宇宙空間や真
空環境等の極限環境の使用に好適するボールねじ機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、宇宙空間においては、略
真空環境であることから地上で使用されるオイルやグリ
ースを用いた潤滑が困難なために、宇宙航行体のドア開
閉機構等に設けられるボールねじ機構に二硫化モリブデ
ン等の固体潤滑剤を使用した固体潤滑方式が採用されて
いる。このような固体潤滑方式としては、従来、ボール
ねじ機構のボール及びボールねじとナットのねじ部に固
体潤滑剤をスパッタリングやめっきにより固体潤滑剤膜
を形成したり、あるいは塗布により固体潤滑剤膜を形成
し、この固体潤滑剤膜を転移膜潤滑する。

【０００３】ところが、上記固体潤滑方式のボールねじ
機構では、前者の場合、固体潤滑膜を比較的薄く形成す
ることが可能であることにより、螺合調整にともないね
じ部に発生する隙間が比較的少なくて済むものである
が、潤滑に寄与する固体潤滑膜の絶対量が少ないため
に、寿命が短命であるという問題を有していた。また、
後者の場合には、固体潤滑膜が比較的厚く形成されるた
めに、固体潤滑剤膜の損耗による磨耗粉が発生し易く、
ねじ部にがたの原因となる隙間が発生し易いことによ
り、その寿命が短命であるという問題を有していた。

【０００４】このように、従来のボールねじ機構では、
螺合部における固体潤滑剤膜の絶対量が少ないものであ
ったり、磨耗粉が発生し易いものであることにより、短
命であり、保守点検作業が困難な宇宙環境等の極限環境
における使用に満足のいくものでなかった。

【０００５】なお、係る事情は宇宙環境に限ることな
く、地上における真空環境等の極限環境においても同様
のものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のボールねじ機構では、寿命が短命であるために、保
守点検作業が困難な宇宙環境等の極限環境における使用
に満足のいくものでないという問題を有していた。

【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、長寿命化を図り、取扱い性の向
上を図り得るようにしたボールねじ機構を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、ボールねじ
に対してボールを介して螺合されるナットのねじ溝の１
回転分にバイパス部材を設けた回路を複数回路形成し、
これら複数回路毎にバイパス部材を介して前記ボールを
１回路分毎に循環するようにしたボールねじ機構におい
て、前記ナットの少なくとも両端側における１回路を構
成するボール及びバイパス部材を固体潤滑剤で形成し、
かつ、その他のボール、ボールねじ及びナットを金属材
料で形成して固体潤滑膜を被着するように構成したもの
である。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、ボールねじとナットは、そ
のねじ部の固体潤滑剤膜とボールの固体潤滑剤膜により
転移膜潤滑されると共に、固体潤滑剤で形成した１回路
のボール及びバイパス部材を介して転移膜潤滑されるこ
とにより、三体潤滑による転移膜潤滑が行われる。従っ
て、損耗が比較的少なく、しかも高精度な転移膜潤滑が
実現され、可及的に長寿命化が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。

【００１１】図１はこの発明の一実施例に係るボールね
じ機構を示すもので、ボールねじ及びナット１０，１１
はそれぞれ金属材料で形成され、そのねじ部側の表面に
は二硫化ホリブデン被膜処理等の被膜処理が施されて固
体潤滑剤膜が被着される。このうちナット１１には、そ
のねじ溝の一回転に対応する１回路を複数回路構成する
こまと称する第１乃至第４のバイパス部材１２〜１５が
挿着される。これら第１乃至第４のバイパス部材１２〜
１５はボールねじ１０及びナット１１のねじ部で構成す
る１回転分のねじ溝を連通し、その回路内に収容される
ボール１６ａ，１６ｂを循環案内して，ボールねじ１０
とナット１１の螺合調整を許容する。

【００１２】上記ナット１１の両端側に位置する第１及
び第４のバイパス部材１２，１５はポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）系樹脂等の固体潤滑剤で形成さ
れ、第２及び第３のバイパス部材１３，１４は金属材料
で形成されて、その表面に二硫化モリブデン等の固体潤
滑剤膜が被着される。また、ボールねじ１０とナット１
１間に介在されるボール１６ａ，１６ｂは第１及び第４
のバイパス部材１２，１５で閉塞する１回路内に収容さ
れるボール１６ａが同様に、ＰＴＦＥ系樹脂等の固体潤
滑剤で形成され、第２及び第３のバイパス部材１３，１
４で閉塞する回路内に収容されるボール１６ｂは金属材
料で形成されて、その表面に上記二硫化モリブデン等の
固体潤滑剤膜が被着される。

【００１３】なお、上記第１乃至第４のバイパス部材１
２〜１５は図２に示すように、それぞれナット１１のね
じ溝に所定数のボール１６ａ，１６ｂが収容された状態
で、ねじ溝１回転分に対応する１回路を構成するように
ナット１１の所定の位置に挿着され、収容されたボール
１６ａ，１６ｂを回路内で循環させてボールねじ１０及
びナット１１相互間の螺合調整を実現する。

【００１４】上記構成において、ボールねじ１０とナッ
ト１１の相互間が回転されると、ボール１６ａ，１６ｂ
は第１乃至第４のバイパス部材１２〜１５で形成する回
路内を循環して、ボールねじ１０とナット１１の螺合調
整を行う。この際、第１及び第４のバイパス部材１２，
１５は、そのボール１６ａの循環に連動してボールねじ
１０及びナット１１のねじ部との間で転移膜潤滑を行
う。同時に、他の第２及び第３のバイパス部材１３，１
４で形成する回路内のボール１６ｂとボールねじ１０及
びナット１１はそれぞれの固体潤滑剤膜で転移膜潤滑さ
れ、ここに、いわゆる三体転移膜潤滑が行われる。

【００１５】このように、上記ボールねじ機構はナット
の両端において１回路を構成する第１及び第４のバイパ
ス部材１２，１５と収容されるボール１６ａを固体潤滑
剤で形成し、第３及び第４のバイパス部材１３，１４と
収容されるボール１６ｂ、ボールねじ１０及びナット１
１を金属材料で形成して固体潤滑剤膜を被着するように
構成した。これによれば、ボールねじ１０とナット１１
は、そのねじ部の固体潤滑剤膜と第２及び第３のバイパ
ス部材１３，１４とそのボール１６ｂの固体潤滑剤膜に
より転移膜潤滑が行われると共に、第１及び第４のバイ
パス部材１２，１５とそのボール１６ａにより転移膜潤
滑が行われるため、損耗が比較的少なく、しかも高精度
な転移膜潤滑が実現され、その長寿命化が図れる。

【００１６】なお、上記実施例では、ナット１１の両端
側に位置する第１及び第４のバイアス部材１２，１５と
ボール１６ａを固体潤滑剤で形成したが、少なくともこ
れらを固定潤滑剤で構成すれば良いもので、その他の第
２及び第３のバイアス部材１３，１４とボール１６ｂを
同様に固体潤滑剤で形成することも可能である。

【００１７】また、上記実施例では、回路数を４回路で
構成した場合に適用したが、この回路数に限ることな
く、適用可能である。

【００１８】よって、この発明は上記実施例に限ること
なく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形を実施し得ることは勿論のことである。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、長寿命化を図り、取扱い性の向上
を図り得るようにしたボールねじ機構を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るボールねじ機構を示
す図。

【図２】図１の１回路を構成するボールの配列状態を示
す図。

【符号の説明】

１０…ボールねじ、１１…ナット、１２乃至１５…第１
乃至第４のバイパス部材、１６ａ，１６ｂ…ボール。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールねじに対してボールを介して螺合
   されるナットのねじ溝の１回転分にバイパス部材を設け
   た回路を複数回路形成し、これら複数回路毎にバイパス
   部材を介して前記ボールを１回路分毎に循環するように
   したボールねじ機構において、 前記ナットの少なくとも両端側における１回路を構成す
   るボール及びバイパス部材を固体潤滑剤で形成し、か
   つ、その他のボール、ボールねじ及びナットを金属材料
   で形成して固体潤滑膜を被着したことを特徴とするボー
   ルねじ機構。