JPH10324884A - Solid lubricant and sealing member for ball screw - Google Patents
Solid lubricant and sealing member for ball screwInfo
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- JPH10324884A JPH10324884A JP11279797A JP11279797A JPH10324884A JP H10324884 A JPH10324884 A JP H10324884A JP 11279797 A JP11279797 A JP 11279797A JP 11279797 A JP11279797 A JP 11279797A JP H10324884 A JPH10324884 A JP H10324884A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、高真空用潤滑油
又は高真空用潤滑グリースと高分子量ポリオレフィン粉
末からなる固形潤滑剤、及びこれを用いてなる自己潤滑
性を有する軸受、ボールねじ用シール部材等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid lubricant comprising a high vacuum lubricating oil or a high vacuum lubricating grease and a high molecular weight polyolefin powder, and a self-lubricating bearing and ball screw seal using the same. Related to members and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、軸受は内輪と外輪の間にボール
又はころを配してなり、回転運動又は直線運動をする軸
を支える役目をするものである。この軸受は、その運動
を滑らかにするため潤滑剤が用いられている。2. Description of the Related Art In general, a bearing has a ball or a roller disposed between an inner ring and an outer ring, and serves to support a shaft that makes a rotary motion or a linear motion. This bearing uses a lubricant to smooth its movement.
【0003】この潤滑油が軸受外に粉塵として飛散する
のを防止するため密封装置が設けられており、この密封
装置としては、非接触式密封装置と接触式密封装置があ
る。前者は軸と軸受との間に狭小な隙間を有し、この隙
間にグリースを詰めたものであり、回転時の静粛性や構
造の簡単さから後者より優れている。A sealing device is provided to prevent the lubricating oil from being scattered as dust outside the bearing. The sealing device includes a non-contact type sealing device and a contact type sealing device. The former has a narrow gap between the shaft and the bearing, and is filled with grease. This is superior to the latter in terms of quietness during rotation and simplicity of the structure.
【0004】また、ボールねじは、ねじ軸の外周面に設
けたらせん状の溝と、ボールナットの内周面に設けたら
せん状の溝との間に、所定数のボールを配し、上記ねじ
軸又はボールナットの回転運動を上記ボールを介して、
上記ボールナット又はねじ軸の運動に変換するものであ
る。In the ball screw, a predetermined number of balls are arranged between a spiral groove provided on an outer peripheral surface of a screw shaft and a spiral groove provided on an inner peripheral surface of a ball nut. Rotational movement of the screw shaft or ball nut through the ball,
The motion is converted into the motion of the ball nut or the screw shaft.
【0005】このボールねじには、その内部にボールね
じの運動を滑らかにするため、潤滑油が充填されてい
る。この潤滑剤の洩出又は外部からの異物の侵入を防止
するため、ボールねじの両端部のねじ軸とボールナット
の間にシール部材が設けられている。このシール部材
は、一般的に樹脂ゴムやフッ素ゴム等のゴム材を成形し
て製造されている。[0005] The ball screw is filled with lubricating oil to smooth the movement of the ball screw. In order to prevent the leakage of the lubricant or the invasion of foreign matter from the outside, seal members are provided between the screw shafts at both ends of the ball screw and the ball nut. This seal member is generally manufactured by molding a rubber material such as resin rubber or fluorine rubber.
【0006】ところで、最近、軸受やボールねじは、電
子関連機器や半導体製造装置等に多く使用されるように
なっている。軸受を電子関連機器に用いる場合は、より
一層の清浄性が求められている。例えば、ハードディス
クドライブ装置(以下、「HDD」と略記する。)や、
レーザービームプリンタ(以下、「LBP」と略記す
る。)のような装置では、使用される雰囲気中に微細な
油粒子や粉塵等の汚染粒子(以下、「ダスト」と称す
る。)が混入すると、上記HDDでは、磁気ヘッドと回
転するデータ媒体の表面との偶発的接触、いわゆるヘッ
ドクラッシュがおこったり、上記LBPでは光学反射面
の反射率が低下する場合がある。[0006] Recently, bearings and ball screws have been widely used in electronic equipment and semiconductor manufacturing equipment. When a bearing is used in an electronic device, further cleanliness is required. For example, a hard disk drive (hereinafter abbreviated as “HDD”),
In an apparatus such as a laser beam printer (hereinafter, abbreviated as “LBP”), if fine particles such as oil particles and dust (hereinafter, referred to as “dust”) are mixed in an atmosphere used, In the HDD, accidental contact between the magnetic head and the surface of the rotating data medium, so-called head crash, may occur, and in the LBP, the reflectance of the optical reflection surface may decrease.
【0007】このような事態を機構上回避するため、軸
受の非接触式密封装置に代えて、またはこの装置と共
に、磁性流体シール装置を取り付ける方法が知られてい
る。この磁性流体シールは、軸受転動体の挟持部分の対
向する端面にマグネット部材を固定し、その端面間に磁
性流体を集合させて密封性を高めたものである。In order to mechanically avoid such a situation, there has been known a method of mounting a magnetic fluid sealing device instead of or together with a non-contact type sealing device for a bearing. In this magnetic fluid seal, a magnet member is fixed to opposing end faces of a sandwiching portion of a bearing rolling element, and a magnetic fluid is gathered between the end faces to improve sealing performance.
【0008】一方、このような密封装置や軸受内に封入
されるグリースとしては、特に防塵用に改良されたもの
ではなく、比較的低粘度の鉱油、合成油を基油として、
リチウム、カルシウム、ナトリウムを塩とする金属石け
んを増稠剤とした一般的なグリースが使用されている。On the other hand, grease sealed in such a sealing device or a bearing is not particularly improved for dust-proofing. A relatively low-viscosity mineral oil or synthetic oil is used as a base oil.
A general grease using a metallic soap containing lithium, calcium, and sodium as a thickener is used.
【0009】また、ボールねじを半導体装置等に使用す
る場合は、真空雰囲気中で使用される場合が多い。この
ため、ボールねじの潤滑剤としては、主に真空用のグリ
ースが使用されている。Further, when a ball screw is used in a semiconductor device or the like, it is often used in a vacuum atmosphere. Therefore, grease for vacuum is mainly used as a lubricant for the ball screw.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電子機器関連の装置に対する要望はますます高度とな
り、より一層の小型化と生産コストの低減を図るための
特定用途の潤滑剤として、磁性流体シールのない軸受に
対しても、潤滑性を満足するグリースの開発が求められ
ている。However, there has been an increasing demand for the above-mentioned electronic equipment-related devices, and magnetic fluid seals have been used as lubricants for specific applications for further miniaturization and reduction of production costs. For bearings without bearings, there is a need to develop grease that satisfies lubricity.
【0011】また、半導体装置等のボールねじに上記真
空用グリースを使用するとき、その使用量が多すぎて余
剰分が発生すると、これがねじ軸に付着し、ボールねじ
の駆動に伴って飛散しやすい。特に、真空雰囲気下で
は、ボールねじのシール部材のシール性が一般的に高く
ないため、外部に真空用グリースが飛散しやすくなる。
このとき、真空雰囲気中の上記装置内は、ダストやアウ
トガス等の発生を招くことなり好ましくない。When the above-described vacuum grease is used for a ball screw of a semiconductor device or the like, if the amount of the grease used is too large and a surplus occurs, the grease adheres to the screw shaft and scatters with the driving of the ball screw. Cheap. In particular, in a vacuum atmosphere, the sealing properties of the ball screw sealing member are generally not high, so that the vacuum grease is easily scattered to the outside.
At this time, the inside of the apparatus in a vacuum atmosphere undesirably generates dust and outgas.
【0012】また、上記真空用グリースは劣化するた
め、定期的に補給、すなわちグリースアップを行う必要
がある。このグリースアップを行うためには、装置内を
真空から大気下に戻す必要があり、再び所定レベルの真
空度に戻すには、かなりの時間を要し、装置の稼働率の
低下を伴うという問題点を有していた。Further, since the vacuum grease is deteriorated, it is necessary to replenish the grease periodically, that is, to increase the grease. In order to perform this grease-up, it is necessary to return the inside of the apparatus from a vacuum to the atmosphere, and it takes a considerable amount of time to return to a predetermined level of vacuum again, resulting in a decrease in the operation rate of the apparatus. Had a point.
【0013】そこで、この発明の課題は、電子機器関連
装置や半導体装置中の清浄雰囲気が維持され、また、真
空雰囲気中においても、グリースの飛散を抑えて、低ダ
スト、低アウトガスの仕様とすると共に、長期間グリー
スアップを不要とし、軸受やボールねじを使用する装置
の稼働率を向上させることである。Accordingly, an object of the present invention is to maintain a clean atmosphere in electronic equipment-related devices and semiconductor devices, and to suppress scattering of grease even in a vacuum atmosphere to achieve low dust and low outgas specifications. In addition, it is an object of the present invention to eliminate the need for grease for a long period of time and improve the operation rate of a device using a bearing or a ball screw.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、固形潤滑剤にかかる発明は、高真空用潤滑油5〜9
9重量%と高分子量ポリオレフィン粉末95〜1重量%
との混合物を上記高分子量ポリオレフィン粉末のゲル化
点以上の温度に加熱して成形してなる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention relating to a solid lubricant is based on a high vacuum lubricating oil of 5 to 9%.
9% by weight and 95-1% by weight of high molecular weight polyolefin powder
Is heated to a temperature equal to or higher than the gel point of the high molecular weight polyolefin powder and molded.
【0015】また、高真空用潤滑油を基油とするグリー
ス5〜99重量%と高分子量ポリオレフィン粉末95〜
1重量%との混合物を上記高分子量ポリオレフィン粉末
のゲル化点以上の温度に加熱して成形してなる。Further, 5 to 99% by weight of a grease based on a lubricating oil for high vacuum and 95 to 95% by weight of a high molecular weight polyolefin powder are used.
The mixture with 1% by weight is molded by heating to a temperature higher than the gel point of the high molecular weight polyolefin powder.
【0016】さらに、上記高真空用潤滑油を、フッ素
油、フッ素シリコーン油、又はアルキルシクロペンタン
油から選ばれる潤滑油とすることができる。Further, the lubricating oil for high vacuum may be a lubricating oil selected from a fluoro oil, a fluoro silicone oil and an alkylcyclopentane oil.
【0017】潤滑剤として、フッ素油、フッ素シリコー
ン油、又はアルキルシクロペンタン油等の高真空用潤滑
油を用いたので、揮発性が極めて少なく、真空雰囲気中
はもちろんのこと、大気圧雰囲気中であっても使用時の
揮発がほとんどなく、発塵等のダストやアウトガスの発
生をまねくことを防止することができる。Since a high vacuum lubricating oil such as fluorine oil, fluorine silicone oil or alkylcyclopentane oil is used as the lubricant, it has a very low volatility, and can be used not only in a vacuum atmosphere but also in an atmospheric pressure atmosphere. Even if it is used, there is almost no volatilization at the time of use, and it is possible to prevent the generation of dust such as dust and outgas.
【0018】さらにまた、上記の固形潤滑剤でボールね
じ用シール部材を構成することができる。Furthermore, the above-mentioned solid lubricant can constitute a seal member for a ball screw.
【0019】ボールねじに使用するシール部材として上
記の固形潤滑剤を用いたので、このシール部材をねじ軸
及びボールナットに直接接触させることができ、ボール
ナット内のグリースの飛散を防止し、真空雰囲気中の装
置内に発塵等のダストやアウトガスの発生を招くことを
防止し、真空雰囲気を維持することができる。Since the above-mentioned solid lubricant is used as a seal member used for the ball screw, the seal member can be brought into direct contact with the screw shaft and the ball nut, thereby preventing the grease from scattering in the ball nut and preventing the vacuum. It is possible to prevent the generation of dust such as dust and outgas in the apparatus in the atmosphere, and maintain the vacuum atmosphere.
【0020】また、シール部材として上記の固形潤滑剤
を用いたので、このシール部材に含まれる潤滑油が徐々
にしみ出し、グリースアップの必要性がなくなり、装置
の稼働率を向上させることができる。Further, since the above-mentioned solid lubricant is used as the seal member, the lubricating oil contained in the seal member gradually exudes, eliminating the need for grease up and improving the operation rate of the apparatus. .
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。この発明にかかる固形潤滑剤は、高真空用潤滑
油、又は、高真空用潤滑油を基油とするグリースと高分
子量ポリオレフィン粉末との混合物を上記高分子量ポリ
オレフィン粉末のゲル化点以上の温度に加熱して成形し
てなる。Embodiments of the present invention will be described below. The solid lubricant according to the present invention is a high-vacuum lubricating oil, or a mixture of a high-vacuum lubricating oil-based grease and a high-molecular-weight polyolefin powder at a temperature not lower than the gel point of the high-molecular-weight polyolefin powder. It is formed by heating.
【0022】上記高真空用潤滑油は、高温、高真空度で
も蒸発量の少ない、高真空用に使用できる潤滑油であ
り、例えば、ケイ酸エステル油、フッ素油、シリコーン
油、フッ素シリコーン油、アルキルシクロペンタン系油
等の合成炭化水素油などがあげられる。これらの中で
も、パーフルオロポリエーテル等のフッ素油、フッ素シ
リコーン油、アルキルシクロペンタン系油等が好まし
い。アルキル化シクロペンタン系油の例としては、Ny
e社製:NYE SYNTHETIC OIL 200
1Aをあげることができる。The above-mentioned lubricating oil for high vacuum is a lubricating oil which has a small amount of evaporation even at high temperature and high vacuum and can be used for high vacuum. For example, silicate ester oil, fluorine oil, silicone oil, fluorine silicone oil, And synthetic hydrocarbon oils such as alkylcyclopentane oils. Among them, fluorine oil such as perfluoropolyether, fluorine silicone oil, alkylcyclopentane oil and the like are preferable. Examples of alkylated cyclopentane-based oils include Ny
e company: NYE SYNTHETIC OIL 200
1A.
【0023】上記高真空用潤滑油は、そのまま上記固形
潤滑剤に使用することができるが、また、この高真空用
潤滑油を基油とし、これを増稠剤に混練してグリースと
して使用してもよい。この増稠剤としては、石けん系増
稠剤や非石けん系増稠剤がある。石けん系の増稠剤とし
ては、リチウム石けん、ナトリウム石けん、アルミニウ
ム石けん等が挙げられ、また、非石けん系の増稠剤とし
ては、ベントナイト、シリカ、ポリウレア、インダンス
レン、銅フタロシアニン等のフタロシアニン、フッ素樹
脂等があげられる。The lubricating oil for high vacuum can be used as it is for the solid lubricant, but the lubricating oil for high vacuum is used as a base oil, which is kneaded with a thickener and used as grease. You may. The thickener includes a soap-based thickener and a non-soap-based thickener. Examples of the soap-based thickener include lithium soap, sodium soap, aluminum soap, and the like, and non-soap-based thickeners include bentonite, silica, polyurea, indanthrene, phthalocyanine such as copper phthalocyanine, and the like. Fluororesin and the like can be mentioned.
【0024】上記高分子量ポリオレフィン粉末は、高分
子量ポリエチレン、高分子量ポリプロピレン、高分子量
ポリブテン、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリ
プロピレン、超高分子量ポリブテン若しくはこれらの共
重合体からなる粉末またはそれぞれ単独の粉末を配合し
た混合粉末であってよい。これら各粉末の分子量は、特
に限定されるものではないが、粘度法により測定される
粘度平均分子量が1×105 〜5×106 の高分子量ポ
リオレフィン粉末が好ましく、1×106 〜5×106
の超高分子量ポリオレフィン粉末がより好ましい。この
ような分子量の範囲にあるポリオレフィンは、剛性及び
保油性において低分子量のポリオレフィンより優れ、高
温に加熱してもほとんど流動することがない。The high-molecular-weight polyolefin powder may be a powder composed of high-molecular-weight polyethylene, high-molecular-weight polypropylene, high-molecular-weight polybutene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, ultra-high-molecular-weight polypropylene, ultra-high-molecular-weight polybutene, or a copolymer thereof, or a single powder thereof. May be mixed powder. Although the molecular weight of each of these powders is not particularly limited, a high molecular weight polyolefin powder having a viscosity average molecular weight of 1 × 10 5 to 5 × 10 6 measured by a viscosity method is preferable, and 1 × 10 6 to 5 × 10 6
Is more preferable. Polyolefins having such a molecular weight range are superior to low-molecular-weight polyolefins in rigidity and oil retention, and hardly flow even when heated to a high temperature.
【0025】上記固形潤滑剤中の高真空用潤滑油又は高
真空用潤滑油を基油とするグリースの割合は5〜99重
量%であり、また、高分子量ポリオレフィン粉末の割合
は95〜1重量%である。このような所定範囲で固形潤
滑剤の所要の離油度、粘り強さおよび硬さに対応させて
増減させて配合すればよい。ただし、高分子量ポリオレ
フィンの量が多い程、所定温度で分散保持させた後のゲ
ルの硬さが大きくなる。The proportion of the high vacuum lubricating oil or the grease based on the high vacuum lubricating oil in the solid lubricant is 5 to 99% by weight, and the proportion of the high molecular weight polyolefin powder is 95 to 1% by weight. %. In such a predetermined range, the solid lubricant may be blended by increasing or decreasing according to the required degree of oil release, toughness and hardness of the solid lubricant. However, the greater the amount of the high molecular weight polyolefin, the greater the hardness of the gel after being dispersed and maintained at a predetermined temperature.
【0026】上記高真空用潤滑油又は高真空用潤滑油を
基油とするグリースに、高分子量ポリオレフィン粉末を
分散保持させて成形するには、上記各材料を混合した
後、所定の金型内に流し込み、高分子量ポリオレフィン
のゲル点以上に加熱する。その後、常温程度にまで放冷
し、好ましくは液体冷却剤中で急冷して固形化させるこ
とにより、所定形状を有する固形潤滑剤を得ることがで
きる。上記液体冷却剤としては、潤滑油、研削液、防錆
油または水を使用することができる。In order to disperse and hold the high molecular weight polyolefin powder in the high vacuum lubricating oil or the grease using the high vacuum lubricating oil as a base oil, the above-mentioned materials are mixed and then molded into a predetermined mold. And heated above the gel point of the high molecular weight polyolefin. Thereafter, the solid lubricant having a predetermined shape can be obtained by allowing it to cool to about room temperature, preferably by quenching it in a liquid coolant and solidifying it. As the liquid coolant, lubricating oil, grinding fluid, rust preventive oil or water can be used.
【0027】上記の成形方法において、所定の金型を使
用することにより、ボールねじ用シール部材を製造する
ことができる。このシール部材は材料自体が潤滑性を有
することから、これを転走面に直接接触させても、潤滑
性を発揮すると共に、このシール部材に含まれる高真空
用潤滑油が徐々にしみ出して油膜を形成する。このた
め、摺接する部分の摩擦抵抗を低減する。したがって、
このシール部材をねじ軸及びボールナットに密着させて
も、トルク損失が少なく、また、摺接部の摩擦による発
熱が少なくなる。さらに、ボールねじのシール性を向上
させることができる。したがって、ボールねじ内のグリ
ースが外部に飛散するのを防止でき、装置内、特に真空
雰囲気中の装置内において、発塵等のダストやアウトガ
スの発生を招くことを防止し、装置内を汚染することな
く維持される。In the above-described molding method, a ball screw seal member can be manufactured by using a predetermined mold. Since the material of the seal member itself has lubricity, even if it is brought into direct contact with the rolling surface, the seal member exhibits lubricity and the lubricating oil for high vacuum contained in the seal member gradually exudes. Forms an oil slick. For this reason, the frictional resistance of the sliding contact portion is reduced. Therefore,
Even if the seal member is brought into close contact with the screw shaft and the ball nut, the torque loss is small and the heat generated by the friction of the sliding contact portion is small. Furthermore, the sealing performance of the ball screw can be improved. Therefore, it is possible to prevent the grease in the ball screw from scattering to the outside, and to prevent the generation of dust and outgas such as dust generation in the apparatus, particularly in the apparatus in a vacuum atmosphere, and contaminate the inside of the apparatus. Will be maintained without.
【0028】次に、この発明にかかる固形潤滑剤から構
成されるボールねじ用シール部材を用いたボールねじに
ついて説明する。Next, a ball screw using a ball screw seal member made of the solid lubricant according to the present invention will be described.
【0029】ボールねじ10は、図1に示すように、ね
じ軸1の外周面1bに設けた螺旋溝1aと、ボールナッ
ト2の内径面に設けた螺旋溝2aとの間に複数のボール
3が配され、ねじ軸1とボールナット2とがボール3を
介して螺合する。ねじ軸1又はボールナット2が回転す
ると、その回転力がボール3の転動循環を介してボール
ナット2又はねじ軸1に伝達され、ボールナット2又は
ねじ軸1が軸方向に移動する。ボールナット2の両端部
には、リング状の上記シール部材5が装着され、このシ
ール部材5がねじ軸1に接触してボールナット2内をシ
ールする。このシール部材5の外周には、ガータスプリ
ング6が装着される。As shown in FIG. 1, the ball screw 10 has a plurality of balls 3 between a spiral groove 1a provided on the outer peripheral surface 1b of the screw shaft 1 and a spiral groove 2a provided on the inner diameter surface of the ball nut 2. Are arranged, and the screw shaft 1 and the ball nut 2 are screwed through the ball 3. When the screw shaft 1 or the ball nut 2 rotates, the rotational force is transmitted to the ball nut 2 or the screw shaft 1 via the rolling circulation of the ball 3, and the ball nut 2 or the screw shaft 1 moves in the axial direction. The ring-shaped sealing member 5 is attached to both ends of the ball nut 2, and the sealing member 5 contacts the screw shaft 1 to seal the inside of the ball nut 2. A garter spring 6 is mounted on the outer periphery of the seal member 5.
【0030】上記シール部材5は、図2(a)(b)に
示すように、所定の固形潤滑剤を用いてリング状に成形
した後、これを各円周が等分になるように4箇所で分割
され、4つの分割部51、51、51、52を形成す
る。4つの分割部のうち、3つの分割部51は、その内
径面51bから内側に突出した突部51aを有し、残り
の1つの分割部52の内径面52bは、他の分割部51
の内径面51bより若干内側に設けられる。すなわち、
上記4つの分割部の外径面は全体で1つの円形状をなす
ものの、その内径面は、1つの円形状を構成せず、分割
部52の内径面52bは、他の分割部51の内径面51
bと、突部51aの内径面との間に位置する。As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the sealing member 5 is formed into a ring shape using a predetermined solid lubricant, and is formed into a ring shape so that each circumference is equally divided. It is divided at the points to form four divided portions 51, 51, 51, 52. Of the four divisions, three divisions 51 have protrusions 51a that protrude inward from the inner diameter surface 51b, and the inner diameter surface 52b of the remaining one division 52 is
Is provided slightly inside the inner diameter surface 51b. That is,
Although the outer diameter surfaces of the four divided portions are in a single circular shape as a whole, the inner diameter surfaces do not form one circular shape, and the inner diameter surface 52b of the divided portion 52 is the inner diameter of the other divided portion 51. Face 51
b and the inner surface of the protrusion 51a.
【0031】これら分割部51、52は、外径部に装着
されたガータスプリング6によってそれぞれ内径面側に
押圧されて、ねじ軸1に密着させる。The divided portions 51 and 52 are pressed toward the inner diameter surface side by the garter spring 6 mounted on the outer diameter portion, and are brought into close contact with the screw shaft 1.
【0032】分割部51のねじ軸1への嵌合状態は、図
1(b)に示すように、分割部51の突部51aは、ね
じ軸1の螺旋溝1aに嵌合して密着しており、螺旋溝1
aからの異物侵入、潤滑剤洩れを防止する。分割部51
の内径面51bは、ねじ軸の外周面1bとは接触してお
らず、両者の間には若干のすきまSが設けられる。この
すきまSを設けることにより、ねじ軸1やシール部材5
の寸法バランスに関係なく、突部51aを常に螺旋溝1
aに密着させることができる。As shown in FIG. 1 (b), the fitting state of the divided portion 51 to the screw shaft 1 is such that the projection 51a of the divided portion 51 is fitted into and closely attached to the spiral groove 1a of the screw shaft 1. And the spiral groove 1
a to prevent foreign matter from entering and lubricant from leaking. Division unit 51
Is not in contact with the outer peripheral surface 1b of the screw shaft, and a slight clearance S is provided between the two. By providing the clearance S, the screw shaft 1 and the sealing member 5 can be formed.
Irrespective of the dimensional balance of the spiral groove 1
a.
【0033】また、分割部52のねじ軸1への嵌合状態
は、図1(c)に示すように、分割部52の内径面52
bはねじ軸1の外周面1bに接触し、外周面1bからの
異物侵入、潤滑油洩れが防止される。As shown in FIG. 1C, the fitting state of the divided portion 52 to the screw shaft 1 is as follows.
b is in contact with the outer peripheral surface 1b of the screw shaft 1, and foreign matter intrusion and lubricating oil leakage from the outer peripheral surface 1b are prevented.
【0034】この発明にかかるシール部材5は、上記の
ボールねじ10の他、図3に示すようなボールねじ11
に使用することができる。The sealing member 5 according to the present invention is a ball screw 11 as shown in FIG.
Can be used for
【0035】このボールねじ11は、ねじ軸1の外周面
に設けた螺旋溝1aとボールナット2の内径面に設けた
螺旋溝2aとの間に複数のボール3が配される。ねじ軸
1又はボールナット2が回転すると、その回転力がボー
ル3を介してボールナット2又はねじ軸1に伝達され、
ボールナット2又はねじ軸1が軸方向に移動する。ボー
ルナット2の内径面両端部には凹部が形成され、この凹
部にシール部材5と補助リング7が装着される。In the ball screw 11, a plurality of balls 3 are arranged between a spiral groove 1 a provided on the outer peripheral surface of the screw shaft 1 and a spiral groove 2 a provided on the inner diameter surface of the ball nut 2. When the screw shaft 1 or the ball nut 2 rotates, the rotational force is transmitted to the ball nut 2 or the screw shaft 1 via the ball 3,
The ball nut 2 or the screw shaft 1 moves in the axial direction. A concave portion is formed at both ends of the inner surface of the ball nut 2, and the seal member 5 and the auxiliary ring 7 are mounted in the concave portion.
【0036】このシール部材5は、図4(a)(b)に
示すように、所定の固形潤滑剤を用いてリング状に成形
した後、これを各円周が等分になるように3箇所で分割
される。このシール部材5は、その内径面5bから内側
に突出した突部5aを有し、この突部5aは、ねじ軸1
の螺旋溝1aに対応した形状及び寸法を有する。As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the seal member 5 is formed into a ring shape using a predetermined solid lubricant, and is then formed into a ring shape so that each circumference is equally divided. Divided by location. The seal member 5 has a protrusion 5a projecting inward from an inner diameter surface 5b thereof.
Has a shape and dimensions corresponding to the spiral groove 1a.
【0037】シール部材5の3つの分割部材は、図3
(a)(b)に示すように、それぞれ、ボールナット2
のねじ穴2bに螺着したボールプランジャ8によって、
内径方向に弾圧される。そのため、図3(c)に示すよ
うに、突部5aと螺旋溝1aの嵌合すきまは、ゼロ或い
は僅かにマイナス、すなわち、締代を持った状態とな
る。なお、シール部材5の各分割部分間には僅かなるす
きまがある。The three divided members of the seal member 5 are shown in FIG.
(A) As shown in FIG.
The ball plunger 8 screwed into the screw hole 2b of
It is repressed in the inner diameter direction. Therefore, as shown in FIG. 3 (c), the fitting clearance between the projection 5a and the spiral groove 1a is zero or slightly negative, that is, a state in which the interference exists. It should be noted that there is a slight clearance between the divided portions of the seal member 5.
【0038】このように、突部5aが螺旋溝1aに密着
して摺接するので、ボールナット2内の潤滑剤が外部に
洩れにくく、また、外部から異物が侵入しにくい。さら
に、シール部材5の各分割面5cが、螺旋溝1aの表面
に付着した異物を掻き取るので、従来のものに比べ、シ
ール性は極めて高い。補助リング7は、この掻き取られ
た異物が分割面5bを通ってボールナット2内に侵入し
ようとするのを防止する。As described above, since the protrusion 5a is in close contact with the spiral groove 1a and is in sliding contact therewith, the lubricant in the ball nut 2 hardly leaks to the outside, and foreign matter hardly intrudes from the outside. Further, since each of the divided surfaces 5c of the seal member 5 scrapes off the foreign matter adhering to the surface of the spiral groove 1a, the sealing performance is extremely high as compared with the conventional one. The auxiliary ring 7 prevents the scraped foreign substance from trying to enter the ball nut 2 through the dividing surface 5b.
【0039】なお、図1〜図4に示したシール部材は、
ねじ軸の外周に沿って間隔を開けて複数の弧状のシール
片をリング状に配置したものであるが、周方向に連続し
たリング状のシールであってもよく、またリング状シー
ルの一端縁を軸方向に所定距離だけ切り欠いて他端縁は
周方向に連続させた一部連続のリング状シールであって
もよい。The seal member shown in FIGS.
Although a plurality of arc-shaped seal pieces are arranged in a ring shape at intervals along the outer periphery of the screw shaft, a ring-shaped seal continuous in the circumferential direction may be used. May be a partially continuous ring-shaped seal formed by cutting out a predetermined distance in the axial direction and continuing the other end in the circumferential direction.
【0040】[0040]
〔実施例1〜6〕樹脂粉末として、超高分子量ポリオレ
フィン(三井石油化学工業社製:ミペロン、ゲル化温度
136℃)を用い、潤滑油として、フッ素油(アウジモ
ント社製)、フッ素シリコーン油(トーレシリコーン社
製)、アルキルシクロペンタン油(Nye社製)を用
い、潤滑グリースとして、フッ素樹脂・フッ素油系グリ
ース(アウジモント社製)、フッ素樹脂・フッ素シリコ
ーン油系グリース(トーレシリコーン社製)、シリカ・
アルキルシクロペンタン系グリース(NTN社製)を用
い、これらを原料として、表1に示す配合割合で混合
し、この混合物を玉軸受(NTN社製:玉軸受608)
に約0.2g封入して非接触式ゴムシールをした。そし
て、この軸受を150〜180℃の恒温槽で30分間加
熱した後冷却して、前記の混合物を固形状化した。上記
の玉軸受に対して以下に示すダスト発生試験を行った。
この結果を表1に示す。[Examples 1 to 6] Ultra high molecular weight polyolefin (Miperon, manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd., gelling temperature: 136 ° C.) was used as the resin powder, and fluorine oil (Audimont), fluorine silicone oil ( Tolu Silicone Co., Ltd.), alkyl cyclopentane oil (Nye Co.), and as a lubricating grease, fluororesin / fluorine oil grease (Audimont), fluororesin / fluorosilicone oil grease (Toray Silicone), silica·
Using an alkylcyclopentane-based grease (manufactured by NTN), these are mixed as raw materials at the compounding ratio shown in Table 1, and this mixture is used as a ball bearing (manufactured by NTN: ball bearing 608).
Was sealed with a non-contact type rubber seal. The bearing was heated in a thermostat at 150 to 180 ° C. for 30 minutes and then cooled to solidify the mixture. The following ball bearings were subjected to the following dust generation test.
Table 1 shows the results.
【0041】ダスト発生試験 上記の得られた玉軸受2個を一組として駆動軸に装着
し、スラスト荷重1kgf、200rpmの条件下で2
4時間運転した。このとき、前記一組の軸受から発生す
る0.3μm以上のダストを測定した。 Dust Generation Test Two sets of the ball bearings obtained above were mounted on a drive shaft as a set, and the ball bearings were subjected to a thrust load of 1 kgf and 200 rpm.
Driving for 4 hours. At this time, dust of 0.3 μm or more generated from the pair of bearings was measured.
【0042】〔比較例1〕上記超高分子量ポリオレフィ
ンとリチウム石鹸・鉱油系グリースを表1に示す配合割
合で混合し、さらに実施例1と全く同様にして軸受内部
に充填し固形状化した。得られた玉軸受に対して上記の
ダスト発生試験を行った。その結果を表1に示す。Comparative Example 1 The ultrahigh molecular weight polyolefin and lithium soap / mineral oil-based grease were mixed at the compounding ratio shown in Table 1, and the mixture was filled into a bearing and solidified in exactly the same manner as in Example 1. The above dust generation test was performed on the obtained ball bearings. Table 1 shows the results.
【0043】〔比較例2〜5〕市販グリースとして、リ
チウム石鹸・ジエステル油系グリース、リチウム石鹸・
ポリオールエステル系グリース、ウレア・アルキルジフ
ェニルエーテル系グリース、フッ素樹脂・フッ素油系グ
リースを上記玉軸受に0.2g封入した。得られた玉軸
受に対して上記のダスト発生試験を行った。その結果を
表1に示す。[Comparative Examples 2 to 5] As commercial greases, lithium soap / diester oil-based grease, lithium soap / grease
0.2 g of polyol ester grease, urea / alkyl diphenyl ether grease, and fluororesin / fluorine oil grease were sealed in the ball bearing. The above dust generation test was performed on the obtained ball bearings. Table 1 shows the results.
【0044】[0044]
【表1】 [Table 1]
【0045】結果表1の試験結果から明らかなように、
フッ素油、フッ素シリコーン油、アルキルシクロペンタ
ン油、又は前記の油を基油としたグリースと超高分子量
ポリオレフィン粉末との混合物を、前記超高分子量ポリ
オレフィン粉末のゲル化点以上の温度に加熱し冷却する
と、潤滑剤は固形状になり、鉱油系グリースを超高分子
量ポリオレフィン粉末と混合し、加熱、冷却した固形潤
滑油及び市販グリース等よりダストの発生量は極めて低
い値を示した。Results As is clear from the test results in Table 1,
Fluorine oil, fluorosilicone oil, alkylcyclopentane oil, or a mixture of grease and ultrahigh molecular weight polyolefin powder based on the above oils is heated to a temperature higher than the gel point of the ultrahigh molecular weight polyolefin powder and cooled. As a result, the lubricant became solid, and the amount of dust generation was extremely lower than that of a solid lubricating oil mixed with a mineral oil-based grease and an ultrahigh molecular weight polyolefin powder, heated and cooled, and commercially available grease.
【0046】[0046]
【発明の効果】この発明によれば、上記の固形潤滑剤を
用いるので、HDDやLBP等の電子関連機器等に用い
られる軸受から発生するダスト量が極めて少なく、磁性
流体シールがなくても清浄雰囲気を汚染することがな
い。したがって、このような軸受を用いて回転部分を含
む装置の部品点数を削減することが可能となり、装置を
小型化し得ると共に、製造コストの低減をはかることが
できる。According to the present invention, since the above-mentioned solid lubricant is used, the amount of dust generated from bearings used in electronic devices such as HDDs and LBPs is extremely small, and cleanliness can be obtained without a magnetic fluid seal. Does not pollute the atmosphere. Therefore, it is possible to reduce the number of components of the device including the rotating part by using such a bearing, and it is possible to reduce the size of the device and to reduce the manufacturing cost.
【0047】また、半導体製造装置等に使用されるボー
ルねじ用シール部材として上記の固形潤滑剤を用いたの
で、このシール部材をねじ軸及びボールナットの転走面
に直接接触させても、潤滑性を有すると共に、このシー
ル部材に含まれる高真空用潤滑油が徐々にしみ出して油
膜を形成する。このため、摺接する部分の摩擦抵抗を低
減する。したがって、このシール部材をねじ軸及びボー
ルナットに密着させても、トルク損失が少なく、また、
摺接部の摩擦による発熱が少ない。さらに、ボールねじ
のシール性を向上させることができる。よって、ボール
ねじ内のグリースが外部に飛散するのを防止でき、真空
雰囲気中の装置内に発塵やアウトガスの発生を招くこと
を防止し、真空雰囲気を汚染することなく維持すること
ができる。Further, since the above-mentioned solid lubricant is used as a seal member for a ball screw used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, even if this seal member is brought into direct contact with the screw shaft and the rolling surface of the ball nut, lubrication is not required. The lubricating oil for high vacuum contained in the seal member gradually exudes to form an oil film. For this reason, the frictional resistance of the sliding contact portion is reduced. Therefore, even if this seal member is brought into close contact with the screw shaft and the ball nut, torque loss is small, and
Low heat generation due to friction of the sliding part. Furthermore, the sealing performance of the ball screw can be improved. Therefore, it is possible to prevent the grease in the ball screw from scattering to the outside, prevent generation of dust and outgas in the device in a vacuum atmosphere, and maintain the vacuum atmosphere without contamination.
【0048】さらにまた、シール部材として上記の固形
潤滑剤を用いたので、このシール部材に含まれる高真空
用潤滑油が徐々にしみ出す。このため、離油度を調節す
ることにより、必要な最低量の高真空用潤滑油を常時、
ボールねじ内に提供することができ、グリースアップの
必要性がなくなる。したがって、長期間にわたってメン
テナンスフリーとなり、半導体製造装置等の装置の稼働
率を向上させることが可能となる。Further, since the above-mentioned solid lubricant is used as the seal member, the lubricating oil for high vacuum contained in the seal member gradually exudes. Therefore, by adjusting the degree of oil release, the required minimum amount of high vacuum lubricating oil
It can be provided in the ball screw, eliminating the need for grease. Therefore, maintenance-free operation can be performed for a long period of time, and the operation rate of an apparatus such as a semiconductor manufacturing apparatus can be improved.
【0049】また、このシール部材をねじ軸及びボール
ナットの転走面に直接接触させてボールねじを駆動する
と、このシール部材からしみ出す高真空用潤滑油が上記
転走面に塗布されることとなり、ボールねじに他の潤滑
剤を使用することなく、真空の雰囲気下でボールねじを
駆動させることができる。このため、潤滑剤で雰囲気を
汚染する量を最小限に留め、長期間にわたってメンテナ
ンスフリーのボールねじを提供することが可能となる。When the seal member is brought into direct contact with the rolling surface of the screw shaft and the ball nut to drive the ball screw, lubricating oil for high vacuum oozing from the sealing member is applied to the rolling surface. Thus, the ball screw can be driven in a vacuum atmosphere without using another lubricant for the ball screw. For this reason, the amount of contamination of the atmosphere with the lubricant can be minimized, and a maintenance-free ball screw can be provided for a long period of time.
【図1】(a)この発明にかかるシール部材を用いたボ
ールねじの例を示す断面図 (b)(a)の一部拡大断面図 (c)(a)の一部拡大断面図FIG. 1A is a sectional view showing an example of a ball screw using a seal member according to the present invention. FIG. 1B is a partially enlarged sectional view of FIG.
【図2】(a)この発明にかかるシール部材の例を示す
正面図 (b)(a)のシール部材をねじ軸に嵌めた状態を示す
側面断面図FIG. 2A is a front view showing an example of a seal member according to the present invention; FIG. 2B is a side sectional view showing a state where the seal member shown in FIG.
【図3】(a)この発明にかかるシール部材を用いたボ
ールねじの他の例を示す断面図 (b)(a)に使用されるボールプランジャの例を示す
断面図 (c)(a)の一部拡大断面図3A is a cross-sectional view showing another example of a ball screw using the seal member according to the present invention. FIG. 3B is a cross-sectional view showing an example of a ball plunger used in FIG. 3A. Partially enlarged sectional view of
【図4】(a)この発明にかかるシール部材の他の例を
示す正面図 (b)(a)のシール部材の側面図4A is a front view showing another example of the seal member according to the present invention. FIG. 4B is a side view of the seal member shown in FIG.
1 ねじ軸 1a 螺旋溝 1b 外周面 2 ボールナット 2a 螺旋溝 2b ねじ穴 3 ボール 5 シール部材 5a 突部 5b 内径面 5c 分割面 6 ガータスプリング 7 補助リング 8 ボールプランジャ 10 ボールねじ 11 ボールねじ 51 分割部 51a 突部 51b 内径面 52 分割部 52b 内径面 Reference Signs List 1 screw shaft 1a spiral groove 1b outer peripheral surface 2 ball nut 2a spiral groove 2b screw hole 3 ball 5 sealing member 5a protrusion 5b inner diameter surface 5c division surface 6 garter spring 7 auxiliary ring 8 ball plunger 10 ball screw 11 ball screw 51 division portion 51a Projecting portion 51b Inner surface 52 Dividing portion 52b Inner surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10M 107:02 105:50 107:50 105:04) C10N 40:34 50:08 80:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10M 107: 02 105: 50 107: 50 105: 04) C10N 40:34 50:08 80:00
Claims (4)
量ポリオレフィン粉末95〜1重量%との混合物を上記
高分子量ポリオレフィン粉末のゲル化点以上の温度に加
熱して成形してなる固形潤滑剤。1. A solid formed by heating a mixture of 5-99% by weight of a lubricating oil for high vacuum and 95-1% by weight of a high molecular weight polyolefin powder to a temperature not lower than the gel point of the high molecular weight polyolefin powder. lubricant.
〜99重量%と高分子量ポリオレフィン粉末95〜1重
量%との混合物を上記高分子量ポリオレフィン粉末のゲ
ル化点以上の温度に加熱して成形してなる固形潤滑剤。2. A grease 5 using a high vacuum lubricating oil as a base oil.
A solid lubricant obtained by heating a mixture of 99 to 99% by weight of a high molecular weight polyolefin powder and 95 to 1% by weight of the high molecular weight polyolefin powder at a temperature not lower than the gel point of the high molecular weight polyolefin powder.
素シリコーン油、又はアルキルシクロペンタン油から選
ばれる潤滑油である請求項1又は2に記載の固形潤滑
剤。3. The solid lubricant according to claim 1, wherein the high vacuum lubricating oil is a lubricating oil selected from fluorine oil, fluorine silicone oil, and alkylcyclopentane oil.
潤滑剤から構成されるボールねじ用シール部材。4. A ball screw seal member comprising the solid lubricant according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11279797A JPH10324884A (en) | 1997-03-26 | 1997-04-30 | Solid lubricant and sealing member for ball screw |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7376397 | 1997-03-26 | ||
JP9-73763 | 1997-03-26 | ||
JP11279797A JPH10324884A (en) | 1997-03-26 | 1997-04-30 | Solid lubricant and sealing member for ball screw |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10324884A true JPH10324884A (en) | 1998-12-08 |
Family
ID=26414916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11279797A Pending JPH10324884A (en) | 1997-03-26 | 1997-04-30 | Solid lubricant and sealing member for ball screw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10324884A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002061021A1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Tohnichi Mfg. Co., Ltd. | Tightened body tightening force stabilization agent, method for stabilization of tightening force using the stabilization agent, and tightened body component part coated with stabilization agent |
WO2003012836A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Sony Corporation | Semiconductor manufacturing system, semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method, and semiconductor device |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP11279797A patent/JPH10324884A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002061021A1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Tohnichi Mfg. Co., Ltd. | Tightened body tightening force stabilization agent, method for stabilization of tightening force using the stabilization agent, and tightened body component part coated with stabilization agent |
WO2003012836A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Sony Corporation | Semiconductor manufacturing system, semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method, and semiconductor device |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |