JP2000130543A - Feed screw - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、送りねじ、特に磁
場環境での使用に適した送りねじに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead screw, and more particularly to a lead screw suitable for use in a magnetic field environment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上述したような磁場環境で使用する送り
ねじ、例えばボールねじの場合、例えばねじ軸、ナッ
ト、ボール、サーキュレータチューブなどの構成要素
を、非磁性材で形成するようにしている。なお、サーキ
ュレータチューブについては、合成樹脂材で形成するこ
ともある。2. Description of the Related Art In the case of a feed screw used in a magnetic field environment as described above, for example, a ball screw, components such as a screw shaft, a nut, a ball, and a circulator tube are made of a non-magnetic material. The circulator tube may be formed of a synthetic resin material.
【０００３】前述の送りねじ用の非磁性材としては、ベ
リリウム銅、窒化けい素系のセラミックスあるいはオー
ステナイト系の非磁性ステンレス鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＳ
３０４）などがある。As the above-mentioned non-magnetic material for the lead screw, beryllium copper, silicon nitride-based ceramics or austenitic non-magnetic stainless steel (JIS standard SUS)
304).
【０００４】ちなみに、ベリリウム銅の比透磁率は、
１．０００００４で、窒化けい素系のセラミックスの比
透磁率は、０．９９９９９９１で、非磁性ステンレス鋼
の比透磁率は、１．００２〜１．０４である。Incidentally, the relative magnetic permeability of beryllium copper is
1.000004, the relative permeability of silicon nitride ceramics is 0.99999991, and the relative permeability of nonmagnetic stainless steel is 1.002 to 1.04.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
非磁性材には、一長一短がある。つまり、非磁性の要件
が重要になるような場合には、比透磁率が１に極めて近
いベリリウム銅やセラミックスを用いるのが好ましい。
この他、セラミックスは、硬度がＨＶ１４００〜１７０
０であるので、高荷重用途での使用に適している。By the way, each of the above non-magnetic materials has advantages and disadvantages. In other words, when non-magnetic requirements become important, it is preferable to use beryllium copper or ceramics whose relative magnetic permeability is very close to 1.
In addition, ceramics have a hardness of HV1400 to 170
Since it is 0, it is suitable for use in high load applications.
【０００６】しかしながら、ベリリウム銅は、それに含
まれるベリリウムが人体に対して悪影響を及ぼすもので
あるために、経時的に発生する摩耗粉の外部漏洩対策が
重要になり、コスト増をもたらすことになる。セラミッ
クスは、その製造工程がきわめて面倒であって価格が高
いことがネックになる。However, since beryllium contained in beryllium copper has an adverse effect on the human body, it is important to take measures against external leakage of abrasion powder generated with time, resulting in an increase in cost. . The bottleneck of ceramics is that the manufacturing process is extremely troublesome and expensive.
【０００７】これらに対して、オーステナイト系の非磁
性ステンレス鋼は、ベリリウム銅のような有害成分が含
まれていない点、セラミックスに比べてはるかに安価で
ある点で優れているものの、非磁性の要件が重要になる
場合での使用に適さない。On the other hand, austenitic non-magnetic stainless steel is superior in that it does not contain harmful components such as beryllium copper and is much less expensive than ceramics, but it is superior in that it is non-magnetic. Not suitable for use where requirements are important.
【０００８】したがって、本発明は、送りねじにおい
て、非磁性ステンレス鋼と同等に無害かつ安価でありな
がら、非磁性ステンレス鋼に比べて非磁性作用が高い構
造とすることを目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a feed screw having a structure that is as harmless and inexpensive as non-magnetic stainless steel, but has a higher non-magnetic action than non-magnetic stainless steel.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
送りねじは、ねじ軸と、ねじ軸に対して相対スライド可
能に螺合されるナットとを備え、これらの少なくともい
ずれかが、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金で形成されている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a feed screw including a screw shaft, and a nut screwed into the screw shaft so as to be slidable relative to the screw shaft. -Ni-Cu based alloy.
【００１０】請求項２の発明にかかる送りねじは、ねじ
軸と、ねじ軸に対して相対スライド可能に外嵌されるナ
ットと、ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝との間に介装
される複数のボールと、ボールを循環させる循環路とを
備え、これらの少なくともいずれかが、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃ
ｕ系合金で形成されている。A feed screw according to a second aspect of the present invention is interposed between a screw shaft, a nut externally slidable relative to the screw shaft, and a spiral groove of the screw shaft and a spiral groove of the nut. And a circulation path for circulating the balls, at least one of which is formed of Mn-Ni-C
It is formed of a u-based alloy.
【００１１】請求項３の発明にかかる送りねじは、上記
請求項１または２に記載のＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金を、
時効硬化処理ならびに冷間加工処理の両方またはいずれ
か一つが施されたものとしている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a feed screw comprising the Mn-Ni-Cu-based alloy according to the first or second aspect,
It is assumed that both or one of the age hardening treatment and the cold working treatment are performed.
【００１２】請求項４の発明にかかる送りねじは、上記
請求項１ないし３に記載のＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金を、
Ｍｎが１５〜２０重量％、Ｎｉが１５〜２０重量％とさ
れ、残部がＣｕとされるものとしている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a feed screw comprising the Mn-Ni-Cu alloy according to the first to third aspects,
Mn is 15 to 20% by weight, Ni is 15 to 20% by weight, and the balance is Cu.
【００１３】要するに、本発明では、磁場環境で使用さ
れる送りねじの構成要素の材料として、非磁性ステンレ
ス鋼と同等に無害かつ安価でありながら、比透磁率も非
磁性ステンレス鋼に比べて優れたＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合
金を見いだした。このＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金は、一般
的に送りねじの材料として使用されていない。In short, according to the present invention, as a material of a component of a lead screw used in a magnetic field environment, it is as harmless and inexpensive as non-magnetic stainless steel, but also has excellent relative permeability as compared with non-magnetic stainless steel. Mn-Ni-Cu based alloy was found. This Mn-Ni-Cu-based alloy is not generally used as a feed screw material.
【００１４】特に、請求項３の発明では、送りねじの構
成要素の素材とするＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金が時効硬化
処理ならびに冷間加工処理の両方またはいずれか一つに
よって硬度が向上されたものであるから、比較的高負荷
の用途での使用も可能になる。In particular, according to the third aspect of the invention, the hardness of the Mn-Ni-Cu-based alloy used as the material of the components of the feed screw is improved by the age hardening treatment and / or the cold working treatment. Therefore, it can be used for a relatively high load application.
【００１５】また、請求項４の発明では、送りねじの構
成要素の素材とするＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金の元素配分
を特定することにより、比透磁率が１．００１以下と１
に近づくことになる。Further, in the invention of claim 4, by specifying the element distribution of the Mn-Ni-Cu alloy used as a material of the component of the feed screw, the relative magnetic permeability is 1.001 or less and 1%.
Will approach.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態にか
かる送りねじの概略構成を示す縦断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a feed screw according to one embodiment of the present invention.
【００１７】図中、Ａは送りねじの全体を示しており、
１はねじ軸、２はナット、３はボール、４はサーキュレ
ータチューブである。In the figure, A indicates the entire feed screw,
1 is a screw shaft, 2 is a nut, 3 is a ball, and 4 is a circulator tube.
【００１８】ねじ軸１は、その外周面に螺旋溝１１が形
成されている。ナット２は、ねじ軸１に外嵌されてお
り、その内周面にねじ軸１の螺旋溝１１に対応する螺旋
溝２１が形成されている。複数のボール３は、ねじ軸１
の螺旋溝１１と、ナット２の螺旋溝２１との間に介装さ
れている。サーキュレータチューブ４は、ねじ軸１また
はナット２のいずれか一方の回転により両螺旋溝１１，
２１間に介装されるボール３を転動循環させるためのも
ので、ナット２に取り付けられている。The screw shaft 1 has a spiral groove 11 formed on the outer peripheral surface thereof. The nut 2 is fitted around the screw shaft 1, and a spiral groove 21 corresponding to the spiral groove 11 of the screw shaft 1 is formed on an inner peripheral surface of the nut 2. The plurality of balls 3 are screw shafts 1
Of the nut 2 and the spiral groove 21 of the nut 2. The circulator tube 4 rotates the two helical grooves 11, 2 by rotating either the screw shaft 1 or the nut 2.
This is for rolling and circulating the ball 3 interposed between the nuts 21 and is attached to the nut 2.
【００１９】ねじ軸１の螺旋溝１１およびナット２の螺
旋溝２１の断面形状は、詳細に図示しないが、ゴチック
アーチ状（二つの曲率中心の異なる円弧をほぼＶ字形に
組み合わせた形状）あるいは円弧状に形成される。The cross-sectional shapes of the spiral groove 11 of the screw shaft 1 and the spiral groove 21 of the nut 2 are not shown in detail, but are a gothic arch shape (a shape obtained by combining two arcs having different centers of curvature into a substantially V shape) or a circle. It is formed in an arc shape.
【００２０】そして、上記送りねじＡを構成するすべて
の要素は、非磁性材、例えばＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金で
形成される。All elements constituting the feed screw A are formed of a nonmagnetic material, for example, a Mn-Ni-Cu alloy.
【００２１】前述したＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金として
は、例えば株式会社東芝製の商品名ＭＮＣが挙げられ
る。このＭＮＣと呼ばれるＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金は、
Ｍｎが１５〜２０重量％、Ｎｉが１５〜２０重量％、Ｃ
ｕおよび特殊成分が残部の配合となっており、時効硬化
処理（例えば４６０℃、３時間）が施されることによ
り、比透磁率が１．００１以下に、硬度がＨＶ（ビッカ
ース硬さ試験）で３４０になっている。このＭＮＣと呼
ばれるＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金に対して、さらに冷間加
工処理を施すことによって硬度を高めることができる。
例えば冷間加工の加工率を１０％とすればＨＶ３７０、
加工率を２０％とすればＨＶ３９０、加工率を３０％と
すればＨＶ４１０となる。このような硬化処理を施すこ
とにより、非磁性ステンレス鋼と同等レベルの硬度にで
きるから、比較的高負荷となる用途での使用も可能にな
る。なお、サーキュレータチューブ４については、Ｍｎ
−Ｎｉ−Ｃｕ系合金に対して、時効硬化処理や冷間加工
を施さない状態としてもかまわない。As the above-mentioned Mn-Ni-Cu alloy, for example, MNC manufactured by Toshiba Corporation can be mentioned. This Mn-Ni-Cu alloy called MNC is
Mn 15-20% by weight, Ni 15-20% by weight, C
u and special components are the remaining components, and are subjected to age hardening treatment (for example, 460 ° C. for 3 hours), so that the relative magnetic permeability is 1.001 or less and the hardness is HV (Vickers hardness test). Is 340. The hardness can be increased by further performing a cold working treatment on the Mn-Ni-Cu-based alloy called MNC.
For example, if the working ratio of cold working is 10%, HV370,
If the processing rate is 20%, HV390 is obtained, and if the processing rate is 30%, HV410 is obtained. By performing such a hardening treatment, the hardness can be attained to the same level as that of the non-magnetic stainless steel. In addition, about the circulator tube 4, Mn
-The Ni-Cu alloy may not be subjected to age hardening or cold working.
【００２２】このような送りねじＡでは、ベリリウム銅
のような有害成分が含まれずに無害である点、非磁性ス
テンレス鋼と同等にセラミックスに比べてはるかに安価
である点で優れており、さらに、ベリリウム銅やセラミ
ックスに比べて非磁性レベルが非磁性作用が低いものの
非磁性ステンレス鋼に比べて非磁性作用が高い点で優れ
たものとなる。Such a feed screw A is excellent in that it is harmless because it does not contain harmful components such as beryllium copper, and that it is much less expensive than ceramics, as is non-magnetic stainless steel. However, although the non-magnetic level is lower than that of beryllium copper and ceramics, the non-magnetic effect is higher than that of non-magnetic stainless steel.
【００２３】また、送りねじＡの構成要素の材料が上述
したような組成であって無害であるので、経時的に発生
する摩耗粉の外部漏洩対策を施す必要がない。但し、摩
耗粉の外部漏洩対策を施す必要がある場合でも、一般的
な密封装置を使用することができるので、密封に関する
コストの増大が避けられる。Further, since the material of the components of the feed screw A has the above-mentioned composition and is harmless, it is not necessary to take measures against external leakage of wear powder generated over time. However, even when it is necessary to take measures against external leakage of the abrasion powder, a general sealing device can be used, so that an increase in sealing costs can be avoided.
【００２４】ところで、上述した送りねじＡは、例えば
磁気共鳴装置や走査型電子顕微鏡などに使用される。The above-mentioned feed screw A is used, for example, in a magnetic resonance apparatus or a scanning electron microscope.
【００２５】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものでなく、種々な応用や変形が考えられる。It should be noted that the present invention is not limited to only the above embodiment, and various applications and modifications are conceivable.
【００２６】（１） 上記実施形態では、送りねじＡの
構成要素１〜４のすべてをＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金で形
成した例を挙げているが、ボール３は、セラミックスで
形成することができ、また、サーキュレータチューブ４
は、オーステナイト系の非磁性ステンレス鋼（ＪＩＳ規
格ＳＵＳ３０４）あるいは合成樹脂（例えばふっ素系樹
脂）で形成することができる。なお、前述のセラミック
スとしては、焼結助剤として、イットリア（Ｙ2Ｏ3）お
よびアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、その他、適宜、窒化アルミ
（ＡｌＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、スピネル（Ｍｇ
Ａｌ2Ｏ4）を用いた窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4）を主体とす
るものの他、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）、ジルコニア（ＺｒＯ2）などが好ましい。但し、
セラミックス製のボール３としては、既に規格品として
量産されているものを流用すれば、コストの著しい増加
を抑制できる。(1) In the above embodiment, an example is described in which all of the components 1 to 4 of the feed screw A are formed of a Mn-Ni-Cu alloy, but the ball 3 may be formed of ceramics. Yes, and circulator tube 4
Can be formed of austenitic non-magnetic stainless steel (JIS standard SUS304) or synthetic resin (for example, fluororesin). As the above ceramics, sintering aids include yttria (Y 2 O 3 ) and alumina (Al 2 O 3 ), as well as aluminum nitride (AlN), titanium oxide (TiO 2 ), and spinel (Mg
Alumina (Al 2 O 3 ) and silicon carbide (Si) other than those mainly composed of silicon nitride (Si 3 N 4 ) using Al 2 O 4 )
C) and zirconia (ZrO 2 ) are preferred. However,
If a ball that is already mass-produced as a standard product is used as the ceramic ball 3, a remarkable increase in cost can be suppressed.
【００２７】（２） 上記実施形態では、送りねじとし
てボールを用いたタイプを例示しているが、図２に示す
ように、ボールを用いないタイプの送りねじにも本発明
を適用できる。(2) In the above embodiment, a type using a ball as a feed screw is illustrated. However, as shown in FIG. 2, the present invention can be applied to a type of feed screw that does not use a ball.
【００２８】[0028]
【発明の効果】請求項１ないし３の発明の送りねじで
は、その構成要素の材料を特定したから、無害かつ安価
でありながら、所要レベルの磁場での使用に適した構造
にできる。特に、ベリリウム銅のような有害成分を含む
ものでないから、経時的に発生する摩耗粉の外部漏洩対
策も施さずに済むか、あるいは一般的な密封装置を使用
する程度で済み、コスト低減が可能になる。According to the feed screw of the first to third aspects of the present invention, since the material of the components is specified, the structure can be made harmless and inexpensive, yet suitable for use in a required level of magnetic field. In particular, since it does not contain harmful components such as beryllium copper, it is not necessary to take measures against external leakage of wear powder generated over time, or it is sufficient to use a general sealing device, and costs can be reduced. become.
【００２９】特に、請求項２の発明では、送りねじの構
成要素の素材となるＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金が時効硬化
処理ならびに冷間加工処理の両方またはいずれか一つに
よって硬度が向上されたものであるから、比較的高負荷
の用途での使用も可能になる。In particular, according to the second aspect of the invention, the hardness of the Mn-Ni-Cu-based alloy which is a material of the components of the feed screw is improved by the age hardening treatment and / or the cold working treatment. Therefore, it can be used for a relatively high load application.
【００３０】また、請求項３の発明では、送りねじの構
成要素の素材となるＭｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金の元素配分
を特定することにより、比透磁率が１．００１以下と非
磁性ステンレス鋼に比べて高いレベルになり、非磁性ス
テンレス鋼では対応できなかった用途での使用が可能に
なる。According to the third aspect of the present invention, a nonmagnetic stainless steel having a relative magnetic permeability of 1.001 or less is specified by specifying an element distribution of a Mn-Ni-Cu alloy used as a material of a component of a feed screw. It can be used in applications where non-magnetic stainless steel could not cope.
【図１】本発明の送りねじの概略構成を示す縦断面図FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a feed screw of the present invention.
【図２】本発明の他の送りねじを示す縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another feed screw of the present invention.
Ａ 送りねじ １ ねじ軸 ２ ナット ３ ボール ４ サーキュレータチューブ １１ ねじ軸の螺旋溝 ２１ ナットの螺旋溝 A feed screw 1 screw shaft 2 nut 3 ball 4 circulator tube 11 screw shaft spiral groove 21 nut spiral groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/08 Ｃ２２Ｆ 1/08 Ｎ Ｐ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２ 1/00 ６０２ ６３０ ６３０Ｃ ６３１ ６３１Ａ ６８２ ６８２ ６８５ ６８５Ｚ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22F 1/08 C22F 1/08 NP // C22F 1/00 602 1/00 602 630 630C 631 631A 682 682 685 685Z
Claims (4)
能に螺合されるナットとを備え、これらの少なくともい
ずれかが、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金で形成されている、
ことを特徴とする送りねじ。1. A screw shaft, and a nut screwed into the screw shaft so as to be slidable relative to the screw shaft, at least one of which is formed of a Mn-Ni-Cu alloy.
A feed screw, characterized in that:
能に外嵌されるナットと、ねじ軸の螺旋溝とナットの螺
旋溝との間に介装される複数のボールと、ボールを循環
させる循環路とを備え、これらの少なくともいずれか
が、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金で形成されている、ことを
特徴とする送りねじ。2. A screw shaft, a nut externally slidably fitted to the screw shaft, a plurality of balls interposed between a spiral groove of the screw shaft and a spiral groove of the nut, And a circulation path for circulating, wherein at least one of them is formed of a Mn-Ni-Cu-based alloy.
て、前記Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金は、時効硬化処理なら
びに冷間加工処理の両方またはいずれか一つが施された
ものである、ことを特徴とする送りねじ。3. The feed screw according to claim 1, wherein the Mn—Ni—Cu alloy has been subjected to an age hardening treatment and / or a cold working treatment. A feed screw.
て、前記Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金は、Ｍｎが１５〜２０
重量％、Ｎｉが１５〜２０重量％とされ、残部がＣｕと
されるものである、ことを特徴とする送りねじ。4. The feed screw according to claim 1, wherein the Mn—Ni—Cu alloy has a Mn of 15 to 20.
A feed screw, characterized in that the content of Ni is 15 to 20% by weight and the balance is Cu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10309698A JP2000130543A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Feed screw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10309698A JP2000130543A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Feed screw |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000130543A true JP2000130543A (en) | 2000-05-12 |
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ID=17996217
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|---|---|---|---|
| JP10309698A Pending JP2000130543A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Feed screw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000130543A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578211B1 (en) * | 2004-03-29 | 2009-08-25 | Raytheon Company | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| CN113847402A (en) * | 2021-02-25 | 2021-12-28 | 西安方元明科技股份有限公司 | Bear big radial force electric cylinder structure |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP10309698A patent/JP2000130543A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578211B1 (en) * | 2004-03-29 | 2009-08-25 | Raytheon Company | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| CN113847402A (en) * | 2021-02-25 | 2021-12-28 | 西安方元明科技股份有限公司 | Bear big radial force electric cylinder structure |
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