JP4748069B2 - Linear motion device - Google Patents

Linear motion device Download PDF

Info

Publication number
JP4748069B2
JP4748069B2 JP2007016374A JP2007016374A JP4748069B2 JP 4748069 B2 JP4748069 B2 JP 4748069B2 JP 2007016374 A JP2007016374 A JP 2007016374A JP 2007016374 A JP2007016374 A JP 2007016374A JP 4748069 B2 JP4748069 B2 JP 4748069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear motion
rolling
motion device
oil
rolling element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007016374A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008185046A (en
Inventor
健太 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2007016374A priority Critical patent/JP4748069B2/en
Publication of JP2008185046A publication Critical patent/JP2008185046A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4748069B2 publication Critical patent/JP4748069B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lubricants (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

本発明は、直動案内装置,ボールねじ等の直動装置に関する。   The present invention relates to a linear motion guide device, a linear motion device such as a ball screw.

真空下において使用される直動装置の潤滑剤としては、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の潤滑油や該潤滑油を基油とするグリースが一般的である(特許文献1,2を参照)。また、前述のような潤滑油やグリースをフェルト,多孔質樹脂に含浸させたものや、樹脂と混合して固化させたものもある(特許文献3を参照)。さらに、直動装置の摺動面(軌道面や転動体の転動面)に、オイルプレーティング処理により、前述のような潤滑油及びフッ素樹脂を含有する潤滑剤からなる潤滑膜を形成する場合もある(特許文献4を参照)。
特開2001−152175号公報 特開2001−72987号公報 特開2001−59094号公報 特開2005−36959号公報
As a lubricant for a linear motion device used under vacuum, a lubricating oil having a vapor pressure at 20 ° C. of 1 × 10 −5 Pa or less and a grease based on the lubricating oil are generally used (Patent Document 1). , 2). In addition, there are those in which felt or porous resin is impregnated with the lubricating oil or grease as described above, or those which are mixed with the resin and solidified (see Patent Document 3). Furthermore, when a lubricating film made of a lubricant containing the above-described lubricating oil and fluororesin is formed on the sliding surface of the linear motion device (the raceway surface or the rolling surface of the rolling element) by oil plating. (See Patent Document 4).
JP 2001-152175 A JP 2001-72987 A JP 2001-59094 A JP 2005-36959 A

しかしながら、特許文献1,2において潤滑油又はグリースの基油としてフッ素油又は炭化水素油を使用した場合は、直動装置の耐荷重性や耐久性は優れているものの、発塵やアウトガスが問題となるおそれがあった。また、特許文献3においてフッ素油又は炭化水素油を使用した場合は、直動装置の耐荷重性や耐久性が不十分となるおそれや、発塵が問題となるおそれがあった。   However, when fluorine oil or hydrocarbon oil is used as the base oil for lubricating oil or grease in Patent Documents 1 and 2, although the load resistance and durability of the linear motion device are excellent, dust generation and outgassing are problems. There was a risk of becoming. Further, when fluorine oil or hydrocarbon oil is used in Patent Document 3, there is a possibility that the load resistance and durability of the linear motion device may be insufficient, and dust generation may be a problem.

さらに、特許文献4において2種類のフッ素油及びフッ素樹脂を含有する潤滑剤からなる潤滑膜を形成した場合は、発塵性やアウトガス性は問題ないが、直動装置の耐荷重性や耐久性が不十分となるおそれがあった。さらに、特許文献4において炭化水素油及びフッ素樹脂を含有する潤滑剤からなる潤滑膜を形成した場合は、直動装置の摺動面に対する潤滑膜の付着性が不十分となるおそれがあった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、発塵性,アウトガス性,耐荷重性,及び耐久性に優れる直動装置を提供することを課題とする。
Furthermore, when a lubricating film made of a lubricant containing two types of fluorine oil and fluororesin is formed in Patent Document 4, there is no problem with dust generation and outgassing properties, but load resistance and durability of the linear motion device. May become insufficient. Furthermore, when the lubricating film which consists of a lubricant containing hydrocarbon oil and a fluororesin is formed in patent document 4, there exists a possibility that the adhesiveness of the lubricating film with respect to the sliding surface of a linear motion apparatus may become inadequate.
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a linear motion device that is excellent in dust generation, outgassing, load resistance, and durability.

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の直動装置は、軌道面を有し軸方向に延びる案内部材と、前記案内部材の軌道面に対向する軌道面を有するとともに前記両軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体の転動を介して軸方向に直線移動可能に前記案内部材に支持された可動部材と、を備える直動装置において、前記案内部材の軌道面,前記可動部材の軌道面,及び前記転動体の転動面の少なくとも1つに、オイルプレーティング処理により、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油と、分子構造中にエポキシ基,アミノ基,カルボキシル基,ヒドロキシル基,メルカプト基,スルフォン基,及びエステル基のうち少なくとも1種の官能基を含む合成油と、フッ素樹脂とを含有する潤滑剤からなる潤滑膜を形成するとともに、前記潤滑剤中の前記合成油の割合を18質量%以上36質量%以下としたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the linear motion device according to the first aspect of the present invention includes a guide member having a raceway surface and extending in the axial direction, a raceway surface facing the raceway surface of the guide member, and rolling between the raceway surfaces. And a movable member supported by the guide member so as to be linearly movable in the axial direction through rolling of a plurality of rolling elements arranged in a freely movable manner. At least one of the raceway surface of the member and the rolling surface of the rolling element is subjected to an oil plating process, and a hydrocarbon oil-based lubricating oil having a vapor pressure at 20 ° C. of 1 × 10 −5 Pa or less and a molecular structure A lubricating film comprising a lubricant containing a synthetic oil containing at least one functional group among an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfone group, and an ester group, and a fluororesin Form Together, characterized in that the following proportions of 18 wt% or more 36 wt% of the synthetic oil in the lubricant.

前記合成油は、官能基の作用により、軌道面や転動面を構成する材料(金属等)に対する親和性が高いので、軌道面や転動面に強固に付着する潤滑膜が形成される。その結果、強固に付着した潤滑膜中の炭化水素油系の潤滑油及びフッ素樹脂(潤滑油が含浸している)の作用により、優れた耐久性と低発塵,低アウトガスが実現する。 Since the synthetic oil has a high affinity for the material (metal or the like) constituting the raceway surface or rolling surface due to the action of the functional group, a lubricating film that adheres firmly to the raceway surface or rolling surface is formed. As a result, excellent durability, low dust generation, and low outgas are realized by the action of hydrocarbon oil-based lubricating oil and fluororesin (impregnated with lubricating oil) in the firmly adhered lubricating film.

前記合成油の潤滑剤中の割合は、18質量%以上36質量%以下とする必要がある。18質量%未満であると、軌道面や転動面に付着する潤滑膜の量が少なくなり、その結果、耐久性に寄与する炭化水素油系の潤滑油の量が少なくなるため、直動装置の耐久性が不十分となるおそれがある。一方、36質量%超過としても、軌道面や転動面に付着する潤滑膜の量が増加することは殆どなく、むしろ潤滑性が高くない前記合成油の割合が多すぎるために直動装置の耐久性が不十分となるおそれがある。 The ratio of the synthetic oil in the lubricant needs to be 18% by mass or more and 36% by mass or less. When the amount is less than 18% by mass, the amount of the lubricating film adhering to the raceway surface and the rolling surface decreases, and as a result, the amount of hydrocarbon oil-based lubricating oil contributing to durability decreases. There is a risk that the durability of the resin becomes insufficient. On the other hand, even 36 mass% excess, it is hardly amount of the lubricating film to adhere to the raceway surfaces and the rolling surface increases, the linear motion device rather for the proportion of the synthetic oil lubricant is not high is too much Durability may be insufficient.

炭化水素油系の潤滑油の20℃における蒸気圧は、低いほどアウトガスが少なく好ましい。20℃における蒸気圧が1×10-5Paを超えると、低アウトガス性が損なわれるおそれがある。
ここで、オイルプレーティング処理とは、前記案内部材の軌道面、前記可動部材の軌道面、又は、前記転動体の転動面に、潤滑剤の薄膜を付着させるための処理である。例えば、後述するように、希釈した潤滑剤を前記転動面等に付着させ、熱処理により希釈溶剤を除去することにより、本発明に係る潤滑膜を形成することができる。このようなオイルプレーティング処理により形成された潤滑膜は、高真空下においてもアウトガスが生じにくく、周辺環境を汚染しにくい。
The lower the vapor pressure at 20 ° C. of the hydrocarbon oil-based lubricating oil, the smaller the outgas and the better. When the vapor pressure at 20 ° C. exceeds 1 × 10 −5 Pa, the low outgassing property may be impaired.
Here, the oil plating process is a process for attaching a thin film of lubricant to the raceway surface of the guide member, the raceway surface of the movable member, or the rolling surface of the rolling element. For example, as will be described later, the lubricating film according to the present invention can be formed by attaching a diluted lubricant to the rolling surface and removing the diluted solvent by heat treatment. The lubricating film formed by such an oil plating process is unlikely to generate outgas even under high vacuum, and hardly contaminates the surrounding environment.

また、本発明に係る請求項2の直動装置は、請求項1に記載の直動装置において、前記潤滑剤中の前記フッ素樹脂の割合を1質量%以上20質量%以下としたことを特徴とする。
微細で非晶質なフッ素樹脂は、潤滑油が含浸してゲル状に膨潤する。その結果、軌道面や転動面における潤滑油の保持性が向上し、潤滑寿命が向上する。潤滑剤中のフッ素樹脂の割合が少ないと、フッ素樹脂が潤滑膜中に均等に分散されにくくなり、直動装置の耐久性を向上させる効果が乏しくなるおそれがあるため、潤滑剤中のフッ素樹脂の割合は1質量%以上とすることが好ましく、5質量%以上とすることがより好ましい。ただし、潤滑剤中のフッ素樹脂の割合が多すぎると、フッ素樹脂の膨潤が不十分となり、直動装置の駆動時に不十分な膨潤状態のフッ素樹脂が転動体の円滑な転動を阻害するおそれがある。よって、潤滑剤中のフッ素樹脂の割合は20質量%以下とすることが好ましい。
The linear motion device according to claim 2 of the present invention is the linear motion device according to claim 1, wherein the ratio of the fluororesin in the lubricant is 1% by mass or more and 20% by mass or less. And
The fine and amorphous fluororesin is impregnated with lubricating oil and swells in a gel form. As a result, the retention of the lubricating oil on the raceway surface and the rolling surface is improved, and the lubrication life is improved. If the ratio of the fluororesin in the lubricant is small, the fluororesin is less likely to be evenly dispersed in the lubricating film, and the effect of improving the durability of the linear motion device may be poor. Is preferably 1% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. However, if the ratio of the fluororesin in the lubricant is too large, the fluororesin is insufficiently swollen, and the fluororesin that is insufficiently swollen when the linear motion device is driven may hinder smooth rolling of the rolling element. There is. Therefore, the ratio of the fluororesin in the lubricant is preferably 20% by mass or less.

また、本発明に係る請求項3の直動装置は、請求項1又は請求項2に記載の直動装置において、前記潤滑膜の下層にダイヤモンドライクカーボン被膜を形成したことを特徴とする。
ダイヤモンドライクカーボン被膜により、軌道面や転動面に極微細な凹凸が形成されるため(ポーラス構造)、潤滑剤の保持性が向上して直動装置の耐久性が向上する。
A linear motion device according to a third aspect of the present invention is the linear motion device according to the first or second aspect, wherein a diamond-like carbon film is formed under the lubricating film.
Since the diamond-like carbon coating forms extremely fine irregularities on the raceway surface and the rolling surface (porous structure), the retention of the lubricant is improved and the durability of the linear motion device is improved.

さらに、本発明に係る請求項4の直動装置は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の直動装置において、前記炭化水素油系の潤滑油を平均分子量2000以下のアルキル化シクロペンタンとしたことを特徴とする。
平均分子量が小さい潤滑油は、流動性に優れているため潤滑性が高い。その反面、蒸気圧が高いために、真空下においては揮発しやすい。しかしながら、アルキル化シクロペンタンは、分子量が小さくても環状の分子構造の作用により蒸気圧が低いため好ましく、特に、高度に精製されたアルキル化シクロペンタンがより好ましい。このようなアルキル化シクロペンタンの中で、平均分子量が2000以下であるにもかかわらず20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下のものは、高真空下においても優れた流動性を有している。また、蒸発速度も小さいため、長期間にわたって潤滑油の揮発が抑制される。その結果、直動装置が長寿命となる。
Furthermore, the linear motion device according to claim 4 of the present invention is the linear motion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrocarbon-based lubricating oil is an alkylated cyclohexane having an average molecular weight of 2000 or less. It is characterized by being pentane.
Lubricating oils having a low average molecular weight are excellent in fluidity and therefore have high lubricity. On the other hand, since the vapor pressure is high, it tends to volatilize under vacuum. However, alkylated cyclopentane is preferable because it has a low vapor pressure due to the action of a cyclic molecular structure even when the molecular weight is small, and highly purified alkylated cyclopentane is particularly preferable. Among such alkylated cyclopentanes, those having an average molecular weight of 2000 or less and having a vapor pressure of 1 × 10 −5 Pa or less at 20 ° C. have excellent fluidity even under high vacuum. is doing. In addition, since the evaporation rate is low, volatilization of the lubricating oil is suppressed over a long period. As a result, the linear motion device has a long life.

さらに、本発明に係る請求項5の直動装置は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の直動装置において、前記フッ素樹脂は、粒径が10μm以下で密度が3g/cm3 以下であることを特徴とする。
前述したように、微細で非晶質なフッ素樹脂は、潤滑油が含浸してゲル状に膨潤する。その結果、軌道面や転動面における潤滑油の保持性が向上し、潤滑寿命が向上する。ただし、フッ素樹脂の粒径が大きいと、直動装置に対して異物として作用するおそれがあるため、安定した駆動が妨げられ、動摩擦力に異常変動が生じるおそれがある。また、フッ素樹脂の密度が大きいと結晶質となり、潤滑油が含浸しにくくなって、潤滑性が低下するおそれがある。
Furthermore, the linear motion device according to claim 5 of the present invention is the linear motion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluororesin has a particle size of 10 μm or less and a density of 3 g / cm 3. It is characterized by the following.
As described above, the fine and amorphous fluororesin is impregnated with the lubricating oil and swells in a gel form. As a result, the retention of the lubricating oil on the raceway surface and the rolling surface is improved, and the lubrication life is improved. However, if the particle size of the fluororesin is large, it may act as a foreign substance on the linear motion device, so that stable driving may be hindered, and abnormal fluctuation may occur in the dynamic friction force. Moreover, when the density of a fluororesin is large, it will become crystalline and it will become difficult to impregnate lubricating oil, and there exists a possibility that lubricity may fall.

フッ素樹脂の粒径が10μm以下で、密度が3g/cm3 以下であれば、直動装置の駆動の安定性,摺動性,潤滑性が優れている。なお、フッ素樹脂が鱗片状である場合は、最大長さを粒径とする。
さらに、本発明に係る請求項6の直動装置は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の直動装置において、前記案内部材,前記可動部材,及び前記転動体の少なくとも1つを、ステンレス鋼で構成したことを特徴とする。
このような構成であれば、防錆が困難な真空下においても直動装置の耐食性が優れている。
When the particle size of the fluororesin is 10 μm or less and the density is 3 g / cm 3 or less, the driving stability, slidability, and lubricity of the linear motion device are excellent. In addition, when a fluororesin is scale-like, let the maximum length be a particle size.
Further, a linear motion device according to a sixth aspect of the present invention is the linear motion device according to any one of the first to fifth aspects, wherein at least one of the guide member, the movable member, and the rolling element is provided. It is characterized by comprising stainless steel.
With such a configuration, the linear motion device has excellent corrosion resistance even under vacuum where rust prevention is difficult.

さらに、本発明に係る請求項7の直動装置は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の直動装置において、前記案内部材,前記可動部材,及び前記転動体の少なくとも1つを、非磁性材で構成したことを特徴とする。
このような構成であれば、防錆が困難な真空下においても直動装置の耐食性が優れている。また、半導体製造装置にも好適に使用可能であり、微細加工を行うのに適した半導体製造装置とすることができる。さらに、リニアモータに使用した場合に、磁化が抑制される。
Furthermore, the linear motion device according to claim 7 of the present invention is the linear motion device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the guide member, the movable member, and the rolling element is provided. It is characterized by comprising a non-magnetic material.
With such a configuration, the linear motion device has excellent corrosion resistance even under vacuum where rust prevention is difficult. Moreover, it can be used suitably also for a semiconductor manufacturing apparatus, and it can be set as the semiconductor manufacturing apparatus suitable for performing microfabrication. Furthermore, magnetization is suppressed when used for a linear motor.

本発明の直動装置は、発塵性,アウトガス性,耐荷重性,及び耐久性が優れている。   The linear motion device of the present invention is excellent in dust generation, outgassing, load resistance, and durability.

本発明に係る直動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。
〔第一実施形態〕
図1は、本発明に係る直動装置の一実施形態である直動案内装置を示す斜視図であり、図2は、図1の直動案内装置を軸方向から見た正面図(ただし、エンドキャップを省略して図示している)である。
An embodiment of a linear motion device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a linear motion guide device that is an embodiment of the linear motion device according to the present invention, and FIG. 2 is a front view of the linear motion guide device of FIG. The end cap is omitted in the figure).

軸方向に延びる横断面略角形の案内レール1上に、横断面形状が略コ字状のスライダ2が軸方向に相対直線移動可能に取り付けられている。なお、案内レール1が本発明の構成要件である案内部材に相当し、スライダ2が本発明の構成要件である可動部材に相当する。
この案内レール1の上面と両側面1a,1aとが交差する稜線部には、軸方向に延びる断面ほぼ1/4円弧形状の凹溝からなる転動体転動溝10,10が形成され、また、案内レール1の両側面1a,1aの中間位置には、軸方向に延びる断面ほぼ半円形の凹溝からなる転動体転動溝10,10が形成されている。この転動体転動溝10の内面が、後述する転動体3が転動する軌道面を形成している。
On a guide rail 1 having a substantially square cross section extending in the axial direction, a slider 2 having a substantially U-shaped cross section is mounted so as to be capable of relative linear movement in the axial direction. The guide rail 1 corresponds to a guide member that is a constituent element of the present invention, and the slider 2 corresponds to a movable member that is a constituent element of the present invention.
Rolling element rolling grooves 10 and 10 each formed of a concave groove having a substantially arc-shaped cross section extending in the axial direction are formed at a ridge line portion where the upper surface of the guide rail 1 and both side surfaces 1a and 1a intersect. Rolling element rolling grooves 10 and 10 each having a substantially semicircular cross section extending in the axial direction are formed at intermediate positions of both side surfaces 1a and 1a of the guide rail 1. The inner surface of the rolling element rolling groove 10 forms a raceway surface on which a rolling element 3 described later rolls.

また、スライダ2は、スライダ本体2Aと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ2B,2Bと、で構成されており、さらに、スライダ2の両端部(各エンドキャップ2Bの端面)には、案内レール1とスライダ2との間の隙間の開口をシールするサイドシール5,5が装着されている。
さらに、スライダ本体2Aの両袖部6,6の内側面の角部には、案内レール1の転動体転動溝10,10に対向する断面ほぼ半円形の転動体転動溝11,11が形成され、両袖部6,6の内側面の中央部には、案内レール1の転動体転動溝10,10に対向する断面ほぼ半円形の転動体転動溝11,11が形成されている。この転動体転動溝11の内面が、後述する転動体3が転動する軌道面を形成している。
The slider 2 includes a slider body 2A and end caps 2B and 2B that are detachably attached to both ends in the axial direction. Further, both ends of the slider 2 (end surfaces of the end caps 2B). ) Are provided with side seals 5 and 5 for sealing the opening of the gap between the guide rail 1 and the slider 2.
Furthermore, rolling element rolling grooves 11 and 11 having a substantially semicircular cross section facing the rolling element rolling grooves 10 and 10 of the guide rail 1 are formed at the corners of the inner surfaces of both sleeve portions 6 and 6 of the slider body 2A. Formed at the center of the inner surface of the sleeves 6 and 6 are rolling element rolling grooves 11 and 11 having a substantially semicircular cross section facing the rolling element rolling grooves 10 and 10 of the guide rail 1. Yes. The inner surface of the rolling element rolling groove 11 forms a raceway surface on which a rolling element 3 described later rolls.

そして、案内レール1の転動体転動溝10,10,10,10と両袖部6,6の転動体転動溝11,11,11,11とで、断面ほぼ円形の転動体転動路14,14,14,14が形成されていて、これらの転動体転動路14は軸方向に延びている。なお、案内レール1及びスライダ2が備える転動体転動溝10,11の数は片側二列に限らず、例えば片側一列又は三列以上などであってもよい。   The rolling element rolling grooves 10, 10, 10, 10 of the guide rail 1 and the rolling element rolling grooves 11, 11, 11, 11 of both sleeve portions 6, 6 have a substantially circular cross section. 14, 14, 14, and 14 are formed, and these rolling element rolling paths 14 extend in the axial direction. The number of rolling element rolling grooves 10 and 11 provided in the guide rail 1 and the slider 2 is not limited to two rows on one side, and may be one row on one side or three rows or more, for example.

さらにまた、スライダ2は、スライダ本体2Aの袖部6,6の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路14と平行をなして軸方向に貫通する断面円形の貫通孔からなる転動体戻し路13,13,13,13を備えている。
一方、図示はされていないが、断面略コ字状のエンドキャップ2B,2Bは、スライダ本体2Aとの当接面(裏面)に、転動体転動路14とこれに平行な転動体戻し路13とを連通させる半ドーナッツ状の湾曲路を有しており、これら転動体転動路14と転動体戻し路13と両端の湾曲路とで、略環状の転動体循環路が形成されている。この転動体循環路内には、例えば鋼球からなる多数の転動体(ボール)3が転動自在に装填されている。
Furthermore, the slider 2 is formed of a through-hole having a circular cross-section that penetrates in the axial direction in parallel to the rolling element rolling path 14 at the upper and lower portions of the thick portions of the sleeve portions 6 and 6 of the slider body 2A. A moving body return path 13, 13, 13, 13 is provided.
On the other hand, although not shown, the end caps 2B and 2B having a substantially U-shaped cross section have a rolling element rolling path 14 and a rolling element return path parallel to the rolling element rolling path 14 on the contact surface (back surface) with the slider body 2A. The rolling element rolling path 14, the rolling element return path 13, and the curved paths at both ends form a substantially annular rolling element circulation path. . In this rolling element circulation path, a large number of rolling elements (balls) 3 made of, for example, steel balls are loaded so as to freely roll.

案内レール1に組みつけられたスライダ2を案内レール1に沿って軸方向に移動させると、転動体転動路14内に装填されている転動体3は、転動体転動路14内を転動しつつ案内レール1に対してスライダ2と同方向に移動する。そして、転動体3が転動体転動路14の一端に達すると、エンドキャップ2B内に備えられたタング部によって転動体転動路14からすくい上げられ、湾曲路へ送られる。
湾曲路に入った転動体3はUターンして転動体戻し路13に導入され、転動体戻し路13を通って反対側の湾曲路に至る。ここで再びUターンして転動体転動路14に戻り、このような転動体循環路内の循環を無限に繰り返す。
When the slider 2 assembled to the guide rail 1 is moved in the axial direction along the guide rail 1, the rolling element 3 loaded in the rolling element rolling path 14 rolls in the rolling element rolling path 14. It moves in the same direction as the slider 2 with respect to the guide rail 1 while moving. When the rolling element 3 reaches one end of the rolling element rolling path 14, it is scooped up from the rolling element rolling path 14 by the tongue provided in the end cap 2B and sent to the curved path.
The rolling element 3 having entered the curved path makes a U-turn and is introduced into the rolling element return path 13, and reaches the opposite curved path through the rolling element return path 13. Here, the U-turn is performed again to return to the rolling element rolling path 14, and the circulation in the rolling element circulation path is repeated infinitely.

このような直動案内装置の転動体転動溝10の内面,転動体転動溝11の内面,転動体3の表面(転動面)の少なくとも1つには、潤滑剤からなる潤滑膜(図示せず)がオイルプレーティング処理により形成されている。この潤滑剤は、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油と、分子構造中に官能基を含む潤滑油と、フッ素樹脂と、を含有しており、潤滑剤中における分子構造中に官能基を含む潤滑油の割合は18質量%以上36質量%以下である。なお、潤滑剤中のフッ素樹脂の割合は、1質量%以上20質量%以下とすることが好ましい。 At least one of the inner surface of the rolling element rolling groove 10, the inner surface of the rolling element rolling groove 11, and the surface (rolling surface) of the rolling element 3 of such a linear motion guide device is provided with a lubricating film ( (Not shown) is formed by an oil plating process. This lubricant contains a hydrocarbon oil-based lubricant having a vapor pressure of 1 × 10 −5 Pa or less at 20 ° C., a lubricant containing a functional group in the molecular structure, and a fluororesin. The ratio of the lubricating oil containing a functional group in the molecular structure in the lubricant is 18% by mass or more and 36% by mass or less. In addition, it is preferable that the ratio of the fluororesin in a lubricant shall be 1 mass% or more and 20 mass% or less.

このような潤滑膜により、転動体3が転動する軌道面には潤滑剤が常に供給されて軌道面と転動面との直接的な接触が抑制される。また、余分な潤滑油は、フッ素樹脂に吸収されトラップされる。さらに、分子構造中に官能基を含む潤滑油により、軌道面や転動面に強固に付着する潤滑膜が形成される。その結果、高真空下においても低発塵及び低アウトガスが実現されるとともに、優れた潤滑性,耐荷重性,及び耐久性が得られる。   By such a lubricating film, the lubricant is always supplied to the raceway surface on which the rolling element 3 rolls, and direct contact between the raceway surface and the rolling surface is suppressed. Excess lubricating oil is absorbed and trapped in the fluororesin. Furthermore, a lubricating film that adheres firmly to the raceway surface and the rolling surface is formed by the lubricating oil containing a functional group in the molecular structure. As a result, low dust generation and low outgas are realized even under high vacuum, and excellent lubricity, load resistance, and durability can be obtained.

ここで、オイルプレーティング処理の一例を示す。20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油,分子構造中に官能基を含む潤滑油,及びフッ素樹脂を、ヘキサン等の溶剤で希釈し、転動体転動溝10の内面,転動体転動溝11の内面,転動体3の表面に薄く付着させる。付着の方法は、塗布,噴霧,浸漬等があげられる。そして、熱処理を施して溶剤を揮発させ焼き付けることにより、潤滑剤からなる潤滑膜が形成する。 Here, an example of the oil plating process is shown. Diluting a hydrocarbon oil-based lubricating oil having a vapor pressure of 1 × 10 −5 Pa or less at 20 ° C., a lubricating oil containing a functional group in the molecular structure, and a fluororesin with a solvent such as hexane, and rolling element rolling Thinly attached to the inner surface of the groove 10, the inner surface of the rolling element rolling groove 11, and the surface of the rolling element 3. Examples of the adhesion method include application, spraying, and immersion. Then, a lubricant film made of a lubricant is formed by performing a heat treatment to volatilize and bake the solvent.

熱処理の温度は、溶剤の沸点以上である必要がある。ただし、温度が高すぎると直動案内装置の精度低下を引き起こすおそれがあるため、案内レール1,スライダ2,及び転動体3を構成する母材の焼鈍し温度以下が好ましい。溶剤がヘキサンである場合は、60℃以上の温度で30分程度加熱すれば十分である。このようにして焼き付けられた潤滑膜は、分子構造中に官能基を含む潤滑油の作用により、金属表面に強固に付着している。   The temperature of heat processing needs to be more than the boiling point of a solvent. However, if the temperature is too high, the accuracy of the linear motion guide device may be reduced. Therefore, the annealing temperature of the base material constituting the guide rail 1, the slider 2, and the rolling element 3 is preferably equal to or lower. When the solvent is hexane, heating for about 30 minutes at a temperature of 60 ° C. or more is sufficient. The lubricating film baked in this way is firmly attached to the metal surface by the action of lubricating oil containing functional groups in the molecular structure.

20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油の種類は、特に限定されるものではないが、アルキル化シクロペンタンが好ましく、平均分子量2000以下のアルキル化シクロペンタンが特に好ましい。また、分子構造中に官能基を含む潤滑油としては、金属との親和性が高い官能基であるエポキシ基,アミノ基,カルボキシル基,ヒドロキシル基,メルカプト基,スルフォン基,エステル基等を含む合成油が好ましい。この合成油についても、20℃における蒸気圧は1×10-5Pa以下であることが好ましい。
さらに、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),四フッ化エチレンパーフルオロビニルエーテル共重合体(PFA),フッ化エチレンプロピレン共重合体(FEP)等を好適に使用できるが、粒径が10μm以下で密度が3g/cm3 以下であることが好ましい。
The type of hydrocarbon oil-based lubricating oil having a vapor pressure at 20 ° C. of 1 × 10 −5 Pa or less is not particularly limited, but alkylated cyclopentane is preferable, and alkylated cyclopentane having an average molecular weight of 2000 or less. Is particularly preferred. In addition, as lubricating oils containing functional groups in the molecular structure, synthetic groups containing epoxy groups, amino groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, mercapto groups, sulfone groups, ester groups, etc., which are functional groups with high affinity for metals. Oil is preferred. Also for this synthetic oil, the vapor pressure at 20 ° C. is preferably 1 × 10 −5 Pa or less.
Furthermore, as the fluororesin, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene perfluorovinyl ether copolymer (PFA), fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP) and the like can be suitably used, but the particle size is It is preferable that the density is 10 μm or less and the density is 3 g / cm 3 or less.

さらに、案内レール1,スライダ2,及び転動体3の少なくとも1つは、ステンレス鋼で構成されていることが好ましい。ステンレス鋼としては、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼であるSUS440Cや、オーステナイト系ステンレス鋼であるSUS316,SUS304があげられる。また、ステンレス鋼として焼結金属(MIM)を用いてもよい。さらに、転動体3を循環させる転動体戻し路13と湾曲路についてもステンレス鋼で構成し、オイルプレーティング処理により前記潤滑膜を形成すれば、転動体3が転動する前記転動体循環路全域において潤滑性が向上するので、直動案内装置の耐久性がより向上する。   Furthermore, it is preferable that at least one of the guide rail 1, the slider 2, and the rolling element 3 is made of stainless steel. Examples of the stainless steel include SUS440C, which is martensitic stainless steel, and SUS316, SUS304, which is austenitic stainless steel. Moreover, you may use a sintered metal (MIM) as stainless steel. Furthermore, if the rolling element return path 13 and the curved path for circulating the rolling element 3 are also made of stainless steel and the lubricating film is formed by oil plating, the entire rolling element circulation path where the rolling element 3 rolls is formed. Since the lubricity is improved, the durability of the linear motion guide device is further improved.

さらに、案内レール1,スライダ2,及び転動体3の少なくとも1つは、非磁性材で構成してもよい。非磁性材としては、例えば、チタン合金があげられ、表面硬化処理を施されたものが好ましい。また、窒化ケイ素,アルミナ,部分安定化ジルコニア等のセラミックスでもよい。案内レール1,スライダ2,及び転動体3の全てを非磁性材で構成してもよいが、例えば耐久性及び高速性の観点から、転動体3のみを非磁性材で構成し、他はステンレス鋼で構成してもよい。転動体のみを異種材料で構成することにより、摩耗抑制効果が得られるとともに、比重が軽いため転動体3の衝突エネルギーが小さくなり、高速性が向上する。   Furthermore, at least one of the guide rail 1, the slider 2, and the rolling element 3 may be made of a nonmagnetic material. As the nonmagnetic material, for example, a titanium alloy is used, and a material subjected to surface hardening treatment is preferable. Further, ceramics such as silicon nitride, alumina, and partially stabilized zirconia may be used. The guide rail 1, the slider 2, and the rolling element 3 may all be made of a nonmagnetic material. For example, from the viewpoint of durability and high speed, only the rolling element 3 is made of a nonmagnetic material, and the others are stainless steel. You may comprise steel. By constituting only the rolling elements from different materials, an effect of suppressing wear is obtained, and since the specific gravity is light, the collision energy of the rolling elements 3 is reduced and the high speed is improved.

なお、潤滑膜の下層に、ダイヤモンドライクカーボン被膜を形成してもよい。また、各転動体3の間にスペーサーを介装してもよい。そうすれば、転動体3同士の競り合いや摩耗が抑制され、直動案内装置の寿命が向上する。スペーサーとしては、転動体3よりも直径が10〜30μm小さいボールが好ましい。スペーサーの使用個数は、直動案内装置の使用条件によっても異なるが、1個又は2個の転動体3につき1個が好ましい。   A diamond-like carbon film may be formed below the lubricating film. Further, a spacer may be interposed between the rolling elements 3. If it does so, the competition and abrasion of the rolling elements 3 will be suppressed, and the lifetime of a linear motion guide apparatus will improve. As the spacer, a ball having a diameter smaller than the rolling element 3 by 10 to 30 μm is preferable. The number of spacers used varies depending on the usage conditions of the linear motion guide device, but one spacer is preferable for one or two rolling elements 3.

〔第二実施形態〕
図3は、本発明に係る直動装置の一実施形態であるボールねじの断面図である。ボールねじは、断面円弧状の螺旋状のねじ溝21aを外周面に有するねじ軸21と、ねじ軸21のねじ溝21aに対向する断面円弧状の螺旋状のねじ溝22aを内周面に有しねじ軸21に螺合される円筒状のナット22と、ねじ軸21のねじ溝21aとナット22のねじ溝22aとで形成される断面ほぼ円形の螺旋状のボール転動路26に転動自在に装填された多数のボール23と、を備えている。なお、ねじ軸21が本発明の構成要件である案内部材に相当し、ナット22が本発明の構成要件である可動部材に相当する。また、ねじ溝21a,22aの内面が、ボール23が転動する軌道面を形成している。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view of a ball screw which is an embodiment of the linear motion device according to the present invention. The ball screw has a screw shaft 21 having a spiral thread groove 21a having an arcuate cross section on the outer peripheral surface and a spiral screw groove 22a having an arc cross section facing the screw groove 21a of the screw shaft 21 on the inner peripheral surface. Rolling into a spiral ball rolling path 26 having a substantially circular cross section formed by a cylindrical nut 22 that is screwed onto the female screw shaft 21, a screw groove 21 a of the screw shaft 21, and a screw groove 22 a of the nut 22. And a large number of balls 23 loaded freely. The screw shaft 21 corresponds to a guide member that is a constituent element of the present invention, and the nut 22 corresponds to a movable member that is a constituent element of the present invention. Further, the inner surfaces of the thread grooves 21a and 22a form a raceway surface on which the ball 23 rolls.

また、ナット22には略コ字状に屈曲したリターンチューブ27が備えられていて、ボール転動路26内のボール23がリターンチューブ27を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール転動路26内を転動するボール23は、該ボール転動路26内を移動しねじ軸21の回りを複数回回ってから、ボール転動路26の一端でリターンチューブ27の一方の端部にすくい上げられる。すくい上げられたボール23は、リターンチューブ27の中を通って、リターンチューブ27の他方の端部からボール転動路26の他端に戻される。   The nut 22 is provided with a return tube 27 bent in a substantially U-shape so that the ball 23 in the ball rolling path 26 is circulated through the return tube 27. That is, the ball 23 rolling in the ball rolling path 26 moves in the ball rolling path 26 and rotates around the screw shaft 21 a plurality of times, and then the return tube 27 of one end of the ball rolling path 26 is Scooped up at one end. The scooped ball 23 passes through the return tube 27 and is returned from the other end of the return tube 27 to the other end of the ball rolling path 26.

そして、ボール23を介してねじ軸21に螺合されているナット22と、ねじ軸21とが、この多数のボール23の転動を介して相対回転運動することにより、ねじ軸21とナット22とが軸方向に相対移動するようになっている。
このようなボールねじのねじ溝21aの内面,ねじ溝22aの内面,ボール23の表面(転動面)の少なくとも1つには、潤滑剤からなる潤滑膜(図示せず)がオイルプレーティング処理により形成されている。この潤滑剤は、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油と、分子構造中に官能基を含む潤滑油と、フッ素樹脂と、を含有しており、潤滑剤中の分子構造中に官能基を含む潤滑油の割合は18質量%以上36質量%以下である。なお、潤滑剤中のフッ素樹脂の割合は、1質量%以上20質量%以下とすることが好ましい。
Then, the nut 22 screwed into the screw shaft 21 via the ball 23 and the screw shaft 21 perform relative rotational movement through the rolling of the many balls 23, whereby the screw shaft 21 and the nut 22 are moved. And move relative to each other in the axial direction.
At least one of the inner surface of the screw groove 21a of the ball screw, the inner surface of the screw groove 22a, and the surface (rolling surface) of the ball 23 is lubricated with a lubricant film (not shown) made of a lubricant. It is formed by. This lubricant contains a hydrocarbon oil-based lubricant having a vapor pressure of 1 × 10 −5 Pa or less at 20 ° C., a lubricant containing a functional group in the molecular structure, and a fluororesin. The ratio of the lubricating oil containing a functional group in the molecular structure in the lubricant is 18% by mass or more and 36% by mass or less. In addition, it is preferable that the ratio of the fluororesin in a lubricant shall be 1 mass% or more and 20 mass% or less.

このような潤滑膜により、ボール23が転動する軌道面には潤滑剤が常に供給されて軌道面と転動面との直接的な接触が抑制される。また、余分な潤滑油は、フッ素樹脂に吸収されトラップされる。さらに、分子構造中に官能基を含む潤滑油により、軌道面や転動面に強固に付着する潤滑膜が形成される。その結果、高真空下においても低発塵及び低アウトガスが実現されるとともに、優れた潤滑性,耐荷重性,及び耐久性が得られる。   With such a lubricating film, the lubricant is always supplied to the raceway surface on which the ball 23 rolls, and direct contact between the raceway surface and the rolling surface is suppressed. Excess lubricating oil is absorbed and trapped in the fluororesin. Furthermore, a lubricating film that adheres firmly to the raceway surface and the rolling surface is formed by the lubricating oil containing a functional group in the molecular structure. As a result, low dust generation and low outgas are realized even under high vacuum, and excellent lubricity, load resistance, and durability can be obtained.

オイルプレーティング処理の内容や、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油,分子構造中に官能基を含む潤滑油,及びフッ素樹脂については、第一実施形態と同様であるので、その説明は省略する。また、案内レール1,スライダ2,及び転動体3の母材についても、第一実施形態と同様であるので、その説明は省略する。さらに、第一実施形態と同様に、潤滑膜の下層にダイヤモンドライクカーボン被膜を形成してもよいし、各ボール23の間にスペーサーを介装してもよい。 For oil plating treatment contents, hydrocarbon oil-based lubricants with a vapor pressure of 1 × 10 -5 Pa or less at 20 ° C., lubricants containing a functional group in the molecular structure, and fluororesin, the first implementation Since it is the same as the form, the description thereof is omitted. Moreover, since the guide rail 1, the slider 2, and the base material of the rolling element 3 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted. Further, as in the first embodiment, a diamond-like carbon film may be formed in the lower layer of the lubricating film, or a spacer may be interposed between the balls 23.

〔実施例〕
以下に、さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。前述の第一実施形態の直動案内装置とほぼ同様の構成を有する直動案内装置について、その耐久性と摺動特性とを評価した。
直動案内装置は、案内レール及びスライダがSUS440C相当のステンレス鋼、転動体(直径2.778mm)がSUS440C、エンドキャップ(湾曲路)がSUS316相当のステンレス鋼で構成されており、予圧によって負荷が与えられている。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described with reference to more specific examples. Durability and sliding characteristics of the linear motion guide device having substantially the same configuration as the linear motion guide device of the first embodiment described above were evaluated.
In the linear motion guide device, the guide rail and slider are made of stainless steel equivalent to SUS440C, the rolling element (diameter 2.778 mm) is made of SUS440C, and the end cap (curved path) is made of stainless steel equivalent to SUS316. Is given.

また、案内レールの軌道面,スライダの軌道面,転動体の転動面,転動体戻し路及び湾曲路の内面に、それぞれオイルプレーティング処理による潤滑膜が形成されている。20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油としては、アルキル化シクロペンタン(Nye Lubricants社製のNye Synthetic Oil 2001)を使用し、分子構造中に官能基を含む潤滑油としては、エステル基を含む合成油を使用し、フッ素樹脂としては、PTFEパウダー(デュポン社製のドライフィルムRA)を使用した。アルキル化シクロペンタン,エステル基を含む合成油,PTFEパウダーの量比は、表1に示す通りである。 A lubricating film is formed by oil plating on the raceway surface of the guide rail, the raceway surface of the slider, the rolling surface of the rolling element, the inner surface of the rolling element return path, and the curved path. As a hydrocarbon oil-based lubricating oil having a vapor pressure at 20 ° C. of 1 × 10 −5 Pa or less, alkylated cyclopentane (Nye Synthetic Oil 2001 manufactured by Nye Lubricants) is used, and a functional group is included in the molecular structure. A synthetic oil containing an ester group was used as the lubricating oil, and PTFE powder (DuPont dry film RA) was used as the fluororesin. The amount ratio of the alkylated cyclopentane, the synthetic oil containing an ester group, and the PTFE powder is as shown in Table 1.

これらをヘキサンで5質量%の濃度に希釈し、得られた希釈液に前述の各部品を浸漬した。そして、希釈液から前述の各部品を取り出し、0.1Paの減圧下で80℃で30分間加熱して、ヘキサンを蒸発させて、潤滑膜を形成した。なお、ヘキサンは上記両油を均一にプレーティングするための溶剤であるので、希釈濃度は上記の数値に限定されるものではない。   These were diluted with hexane to a concentration of 5% by mass, and each of the aforementioned parts was immersed in the obtained diluted solution. And each above-mentioned component was picked out from the dilution liquid, and it heated for 30 minutes at 80 degreeC under pressure reduction of 0.1 Pa, the hexane was evaporated, and the lubricating film was formed. Since hexane is a solvent for uniformly plating the two oils, the dilution concentration is not limited to the above numerical values.

Figure 0004748069
Figure 0004748069

耐久性の評価は、以下のようにして行った。転動体と軌道面との間の最大接触面圧が1.5GPaになるような負荷荷重を予圧によって付与した上、3×10-4Paの減圧下、速度0.5m/sで直動案内装置を駆動し、その際のスライダの動摩擦力及びナットのトルクを測定した。そして、動摩擦力又はナットのトルクが駆動開始時と比べて2倍となった時点で寿命とした。 The durability was evaluated as follows. A linear motion guide is applied at a speed of 0.5 m / s under a reduced pressure of 3 × 10 −4 Pa with a preload applied so that the maximum contact surface pressure between the rolling element and the raceway surface becomes 1.5 GPa. The apparatus was driven, and the dynamic frictional force of the slider and the torque of the nut at that time were measured. The lifetime was determined when the dynamic friction force or the torque of the nut doubled compared to when the drive was started.

結果を図4に示す。なお、図4のグラフに示した寿命の数値は、寿命に達するまでのスライダ又はナットの走行距離が100kmである場合の寿命を1とした相対値である。例えば、寿命が10である場合は、寿命に達するまでのスライダ又はナットの走行距離が1000kmである。
図4のグラフから、分子構造中に官能基を含む潤滑油の含有量が18質量%以上36質量%以下であると、長寿命であることが分かる。
The results are shown in FIG. In addition, the numerical value of the lifetime shown in the graph of FIG. 4 is a relative value where the lifetime is 1 when the travel distance of the slider or the nut until reaching the lifetime is 100 km. For example, when the lifetime is 10, the travel distance of the slider or nut until the lifetime is reached is 1000 km.
From the graph of FIG. 4, it can be seen that the lifetime is long when the content of the lubricating oil containing a functional group in the molecular structure is 18 mass% or more and 36 mass% or less.

次に、摺動特性の評価方法について説明する。潤滑剤中のPTFEパウダーの量比が異なる点以外は、耐久性の評価に用いた直動案内装置の装置No. Eと同様の構成の直動案内装置を用い、スライダを速度0.5m/sで走行させた際の摺動特性を評価した。なお、潤滑剤中のPTFEパウダーの量比は表2に示す通りとし、エステル基を含む合成油の量比は18質量%に固定して、PTFEパウダーの量比に応じてアルキル化シクロペンタンの量比を増減させた。   Next, a method for evaluating sliding characteristics will be described. Except that the amount ratio of PTFE powder in the lubricant is different, a linear motion guide device having the same configuration as that of the linear motion guide device No. E used for durability evaluation was used, and the slider was moved at a speed of 0.5 m / The sliding characteristics when running at s were evaluated. The quantity ratio of the PTFE powder in the lubricant is as shown in Table 2, the quantity ratio of the synthetic oil containing ester groups is fixed at 18% by mass, and the alkylated cyclopentane is mixed according to the quantity ratio of the PTFE powder. The amount ratio was increased or decreased.

Figure 0004748069
Figure 0004748069

摺動特性の評価結果を表2に示す。摺動特性は、直動案内装置を駆動した際に装置の機能に問題が生じるか否かで判定した。表2の結果から、PTFEパウダーの量が多すぎると、潤滑膜が形成されている案内レールの軌道面,スライダの軌道面,転動体の転動面,転動体戻し路及び湾曲路の内面の摩擦力が大きくなり摺動特性が悪化するため、転動体転動路,転動体戻し路,湾曲路からなる転動体循環路内で転動体の詰まりが断続的に生じ、直動案内装置の機能に問題が生じることが分かる。よって、PTFEパウダーの量は、20質量%以下であることが好ましい。   Table 2 shows the evaluation results of the sliding characteristics. The sliding characteristic was determined by whether or not a problem occurred in the function of the device when the linear motion guide device was driven. From the results of Table 2, if the amount of PTFE powder is too large, the inner surface of the guide rail raceway surface, the slider raceway surface, the rolling element rolling surface, the rolling body return path and the inner surface of the curved path on which the lubricating film is formed. Since the frictional force increases and the sliding characteristics deteriorate, the rolling element clogging occurs intermittently in the rolling element circulation path consisting of the rolling element rolling path, the rolling element return path, and the curved path. It turns out that a problem arises. Therefore, the amount of PTFE powder is preferably 20% by mass or less.

ただし、表2には示していないが、PTFEパウダーの量が0質量%であると、直動案内装置の耐久性に問題が生じる。PTFEパウダーの量が1質量%未満であると、PTFEパウダーが潤滑膜中に均等に分散されにくくなり、直動案内装置の耐久性を向上させる効果が乏しくなる場合があるため、PTFEパウダーの量比は1質量%以上とすることが好ましく、5質量%以上とすることがより好ましい。   However, although not shown in Table 2, if the amount of PTFE powder is 0% by mass, there is a problem in durability of the linear motion guide device. If the amount of PTFE powder is less than 1% by mass, the PTFE powder is less likely to be uniformly dispersed in the lubricating film, and the effect of improving the durability of the linear motion guide device may be poor. The ratio is preferably 1% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more.

次に、アウトガス性の評価方法について説明する。アウトガス性の評価は、図5に示すようなアウトガス速度評価試験装置を用いて行った。試料90が収容される試料室92と、ターボ分子ポンプ96及びロータリーポンプ97が接続された分析室91とが、直径Rが2〜3mmの円形の断面を有するオリフィス93により連通している。そして、ターボ分子ポンプ96及びロータリーポンプ97によって分析室91内の気体を吸引すると、分析室91の気圧は試料室92内よりも低くなるので、試料室92内の気体がオリフィス93を通って分析室91内へ流れ込む。なお、分析室91には、四重極質量分析計98も設置されており、試料室92で発生し分析室91に流入した気体の種類を分析可能になっている。   Next, an outgassing evaluation method will be described. The outgas property was evaluated using an outgas rate evaluation test apparatus as shown in FIG. A sample chamber 92 in which the sample 90 is accommodated communicates with an analysis chamber 91 to which a turbo molecular pump 96 and a rotary pump 97 are connected by an orifice 93 having a circular cross section with a diameter R of 2 to 3 mm. When the gas in the analysis chamber 91 is sucked by the turbo molecular pump 96 and the rotary pump 97, the pressure in the analysis chamber 91 becomes lower than that in the sample chamber 92, so that the gas in the sample chamber 92 passes through the orifice 93 and is analyzed. It flows into the chamber 91. In addition, a quadrupole mass spectrometer 98 is also installed in the analysis chamber 91 so that the type of gas generated in the sample chamber 92 and flowing into the analysis chamber 91 can be analyzed.

この試料室92から分析室91へ気体が流れ込む状態において、試料室92及び分析室91にそれぞれ設置されたイオンゲージ94,95により気圧を測定して、試料90からのアウトガスの発生速度(アウトガス速度)を測定する。アウトガス速度は、Qb=C(P2−P1)−Qcなる式によって求められる。ここで、式中の各値は、以下の通りである。   In a state where gas flows from the sample chamber 92 to the analysis chamber 91, the atmospheric pressure is measured by the ion gauges 94 and 95 installed in the sample chamber 92 and the analysis chamber 91, respectively, and the outgas generation rate (outgas velocity) from the sample 90 is measured. ). The outgas speed is obtained by the equation Qb = C (P2-P1) -Qc. Here, each value in the formula is as follows.

Qb:試料のアウトガス速度(Pa・m3 /s)
Qc:チャンバーのアウトガス速度(Pa・m3 /s)
C :オリフィスのコンダクタンス(定数)(m3 /s)
P1:分析室チャンバー圧力(Pa)
P2:試料室チャンバー圧力(Pa)
Qb: Outgas speed of sample (Pa · m 3 / s)
Qc: Outgas speed of chamber (Pa · m 3 / s)
C: Orifice conductance (constant) (m 3 / s)
P1: Analytical chamber pressure (Pa)
P2: Sample chamber chamber pressure (Pa)

なお、チャンバーのアウトガス速度Qcは、試料室92に試料90を収容しない時に測定されるアウトガス速度であり、気圧の測定値に基づいてQc=C(P2’−P1’)なる式により求められるものである。ここで、P1’,P2’は、それぞれ試料90を収容しない時に測定される分析室チャンバー圧力及び試料室チャンバー圧力である。   The outgas velocity Qc of the chamber is an outgas velocity measured when the sample 90 is not accommodated in the sample chamber 92, and is obtained by the equation Qc = C (P2′−P1 ′) based on the measured value of the atmospheric pressure. It is. Here, P1 'and P2' are an analysis chamber chamber pressure and a sample chamber chamber pressure measured when the sample 90 is not accommodated, respectively.

各温度でアウトガス性の評価を行った結果を、図6のグラフに示す。なお、評価した試料は、以下の通りである。まず、実施例は、前述の装置No. Eに用いた潤滑剤からなる潤滑膜をオイルプレーティング処理によって形成した金属片を試料とした。また、比較例Aは、フッ素油及びフッ素樹脂を含有する潤滑剤からなる潤滑膜をオイルプレーティング処理によって形成した金属片を試料とした。フッ素油としては、ダイキン工業株式会社製のフッ素系高性能オイルS−200を用い、フッ素樹脂としては、デュポン株式会社製のクライトックスFSHを用いた。さらに、比較例Bは、フッ素グリース(ダイキン工業株式会社製のデムナムL200)を塗布した金属片を試料とした。さらに、図6中の「BG」とはバックグラウンドのことであり、試料を用いずにアウトガス性の評価を行った場合の結果である。
図6から分かるように、本発明に係る潤滑膜を備えた実施例は、比較例A,Bよりもアウトガス性が良好であった。
The results of the outgassing evaluation at each temperature are shown in the graph of FIG. The evaluated samples are as follows. First, in the examples, a metal piece in which a lubricant film made of the lubricant used in the above-described apparatus No. E was formed by oil plating was used as a sample. In Comparative Example A, a metal piece in which a lubricating film made of a lubricant containing fluoro oil and fluoro resin was formed by oil plating was used as a sample. Fluorine-based high performance oil S-200 manufactured by Daikin Industries, Ltd. was used as the fluorine oil, and Krytox FSH manufactured by DuPont was used as the fluorine resin. Further, in Comparative Example B, a metal piece coated with fluorine grease (Demkin L200 manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was used as a sample. Furthermore, “BG” in FIG. 6 is a background, and is a result when an outgassing evaluation is performed without using a sample.
As can be seen from FIG. 6, the example provided with the lubricating film according to the present invention had better outgassing properties than Comparative Examples A and B.

本発明に係る直動装置の一実施形態である直動案内装置の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the linear motion guide apparatus which is one Embodiment of the linear motion apparatus which concerns on this invention. 図1の直動案内装置を軸方向から見た正面図である。It is the front view which looked at the linear motion guide apparatus of FIG. 1 from the axial direction. 本発明に係る直動装置の一実施形態であるボールねじの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ball screw which is one Embodiment of the linear motion apparatus which concerns on this invention. 直動案内装置の耐久性の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of durability of a linear guideway. アウトガス速度評価試験装置の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of an outgas velocity evaluation test apparatus. アウトガス性の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of outgas property.

符号の説明Explanation of symbols

1 案内レール
2 スライダ
2A スライダ本体
2B エンドキャップ
3 転動体
10 転動体転動溝
11 転動体転動溝
21 ねじ軸
21a ねじ溝
22 ナット
22a ねじ溝
23 ボール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide rail 2 Slider 2A Slider main body 2B End cap 3 Rolling body 10 Rolling body rolling groove 11 Rolling body rolling groove 21 Screw shaft 21a Screw groove 22 Nut 22a Screw groove 23 Ball

Claims (7)

軌道面を有し軸方向に延びる案内部材と、前記案内部材の軌道面に対向する軌道面を有するとともに前記両軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体の転動を介して軸方向に直線移動可能に前記案内部材に支持された可動部材と、を備える直動装置において、
前記案内部材の軌道面,前記可動部材の軌道面,及び前記転動体の転動面の少なくとも1つに、オイルプレーティング処理により、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の炭化水素油系の潤滑油と、分子構造中にエポキシ基,アミノ基,カルボキシル基,ヒドロキシル基,メルカプト基,スルフォン基,及びエステル基のうち少なくとも1種の官能基を含む合成油と、フッ素樹脂とを含有する潤滑剤からなる潤滑膜を形成するとともに、前記潤滑剤中の前記合成油の割合を18質量%以上36質量%以下としたことを特徴とする直動装置。
Via a rolling of a plurality of rolling elements having a raceway surface and extending in the axial direction, and a raceway surface facing the raceway surface of the guide member and arranged to be freely rollable between the raceway surfaces. In a linear motion device comprising a movable member supported by the guide member so as to be linearly movable in the axial direction,
At least one of the raceway surface of the guide member, the raceway surface of the movable member, and the rolling surface of the rolling element is a hydrocarbon having a vapor pressure at 20 ° C. of 1 × 10 −5 Pa or less by oil plating treatment. An oil-based lubricating oil, a synthetic oil containing at least one functional group among epoxy group, amino group, carboxyl group, hydroxyl group, mercapto group, sulfone group, and ester group in the molecular structure; and a fluororesin A linear motion device characterized by forming a lubricating film made of a contained lubricant and having a ratio of the synthetic oil in the lubricant of 18% by mass or more and 36% by mass or less.
前記潤滑剤中の前記フッ素樹脂の割合を1質量%以上20質量%以下としたことを特徴とする請求項1に記載の直動装置。   The linear motion device according to claim 1, wherein a ratio of the fluororesin in the lubricant is 1% by mass or more and 20% by mass or less. 前記潤滑膜の下層にダイヤモンドライクカーボン被膜を形成したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の直動装置。   The linear motion device according to claim 1, wherein a diamond-like carbon film is formed under the lubricating film. 前記炭化水素油系の潤滑油を平均分子量2000以下のアルキル化シクロペンタンとしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の直動装置。   The linear motion apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrocarbon oil-based lubricating oil is an alkylated cyclopentane having an average molecular weight of 2000 or less. 前記フッ素樹脂は、粒径が10μm以下で密度が3g/cm3 以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の直動装置。 The linear motion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluororesin has a particle size of 10 µm or less and a density of 3 g / cm 3 or less. 前記案内部材,前記可動部材,及び前記転動体の少なくとも1つを、ステンレス鋼で構成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の直動装置。   The linear motion device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the guide member, the movable member, and the rolling element is made of stainless steel. 前記案内部材,前記可動部材,及び前記転動体の少なくとも1つを、非磁性材で構成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の直動装置。   The linear motion device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the guide member, the movable member, and the rolling element is made of a nonmagnetic material.
JP2007016374A 2007-01-26 2007-01-26 Linear motion device Active JP4748069B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007016374A JP4748069B2 (en) 2007-01-26 2007-01-26 Linear motion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007016374A JP4748069B2 (en) 2007-01-26 2007-01-26 Linear motion device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008185046A JP2008185046A (en) 2008-08-14
JP4748069B2 true JP4748069B2 (en) 2011-08-17

Family

ID=39728245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007016374A Active JP4748069B2 (en) 2007-01-26 2007-01-26 Linear motion device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4748069B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103644201B (en) * 2013-10-15 2016-03-16 青岛祥银传动设备有限公司 Straight-line guide rail slide block uses dust-proof and straight-line guide rail slide block
CN107191479B (en) * 2017-05-22 2022-12-13 浙江长盛塑料轴承技术有限公司 Linear motion guide mechanism
JP2019095702A (en) * 2017-11-27 2019-06-20 コニカミノルタ株式会社 Solid lubricant, solid lubricant application device, and image forming apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5448440A (en) * 1994-06-16 1995-09-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Data storage device with roller lubricant that provides excellent drag force characteristics
JP2003294042A (en) * 2002-04-01 2003-10-15 Ntn Corp Rolling bearing
JP4242610B2 (en) * 2002-07-09 2009-03-25 協同油脂株式会社 Water-soluble lubricant composition
JP4476606B2 (en) * 2003-06-24 2010-06-09 日本精工株式会社 Rolling device
JPWO2006080527A1 (en) * 2005-01-31 2008-06-19 日本精工株式会社 Thin wall bearing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008185046A (en) 2008-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6854351B2 (en) Linear motion device, rolling device and separator for rolling device
KR100925071B1 (en) Thin-wall bearing
JP2008185144A (en) Linear motion device and its using method
JP4748069B2 (en) Linear motion device
JP2007032715A (en) Linear motion device
JP4476606B2 (en) Rolling device
EP2088342A1 (en) Rolling bearing and total rolling element bearing
JP2004036788A (en) Rolling device and separator for rolling device
JP2002357225A (en) Rolling bearing
JP2006242234A (en) Rolling device
JP2005097513A (en) Fluorine-based grease composition for rolling device, and rolling device
KR100718516B1 (en) Rolling device
JP6855974B2 (en) Rolling bearings and their manufacturing methods
JP2003343579A (en) Rolling device
JP2006200733A (en) Rolling bearing
JP2005299923A (en) Rolling device
JP2006207765A (en) Rolling bearing for compressor
JP2005195165A (en) Rolling support unit
JP3160742B2 (en) Ball screw
JP2005351443A (en) Rolling support device and vacuum conveyance device
JP2003301920A (en) Rolling device
JP2005009648A (en) Linear drive type bearing device
JP3857449B2 (en) Low dust generation rolling sliding parts
JP2024044218A (en) Sliding member of fixing device
JP2001254803A (en) Ball screw

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091013

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110126

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110502

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527

Year of fee payment: 3

S801 Written request for registration of abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311801

ABAN Cancellation due to abandonment
R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350