JP2013190097A

JP2013190097A - Linear motion device

Info

Publication number: JP2013190097A
Application number: JP2012058855A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Yabe; 俊一矢部; Takeshi Murakami; 豪村上; Takefumi Yoshikawa; 武文吉川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP5994307B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly-reliable linear motion device that has high dimensional stability, superior adhesion to grease containing polyα-olefin oil as a base oil, and mechanical strength of a certain level or more, and hardly deforms at high temperature.SOLUTION: A linear motion device includes a separator provided between rolling elements, the separator being formed of a resin composition containing a polyamide resin having a melting point of 230 to 240°C, and formed by the polycondensation reaction of a diamine component formed of a mixture of 1, 9-nonanediamine, 2-methyl-1 and 8-octanediamine, and a dicarboxylic acid component formed of oxalate diester.

Description

本発明は、直動装置に関し、より詳細には転動体の間に介装されるセパレータの改良に関する。 The present invention relates to a linear motion device, and more particularly to an improvement in a separator interposed between rolling elements.

例えば図１に示すように、リニアガイド装置１０は、外面に転動溝３を有する案内レール１と、その案内レール１を跨いで組み付けられたスライダ２とを備えている。スライダ２の案内レール１の転動溝３と対向する面は一部開口しており、案内レール１の転動溝３とともに断面略トラック状のボール循環経路４を形成している。そして、このボール循環経路４の内部に、複数のボールＢが転動自在に収容される。 For example, as shown in FIG. 1, the linear guide device 10 includes a guide rail 1 having a rolling groove 3 on an outer surface, and a slider 2 assembled across the guide rail 1. A surface of the slider 2 facing the rolling groove 3 of the guide rail 1 is partially opened, and together with the rolling groove 3 of the guide rail 1, a ball circulation path 4 having a substantially track-like cross section is formed. A plurality of balls B are accommodated in the ball circulation path 4 so as to roll.

また、例えば図２に示すように、ボールねじ装置２０は、ボールナット１２がねじ軸１１を内包するように配置されており、ボールナット１２の内周に螺旋状に形成されたねじ溝１２ａと、それに対向するねじ軸１１の外周に螺旋状に形成されたねじ溝１１ａとで形成される空間に、複数のボールＢが転動自在に配置されている。また、ボールナット１２には、外形略コ字状のボールチューブ１４が、その両端をねじ軸１１のねじ溝１１ａに臨むように装着されている。そして、ボールＢは、ボールナット１２の内部で、ねじ軸１１を複数回周回した後ボールチューブ１４の一端から掬い上げられ、ボール循環経路１８を通った後、ボールチューブ１４の他端からねじ軸１１のねじ溝１１ａに戻される循環を繰り返す。 For example, as shown in FIG. 2, the ball screw device 20 is arranged such that the ball nut 12 includes the screw shaft 11, and a screw groove 12 a formed in a spiral shape on the inner periphery of the ball nut 12. A plurality of balls B are movably arranged in a space formed by a screw groove 11a formed in a spiral shape on the outer periphery of the screw shaft 11 facing it. A ball tube 14 having a substantially U-shaped outer shape is attached to the ball nut 12 so that both ends thereof face the screw groove 11 a of the screw shaft 11. Then, the ball B is wound up from one end of the ball tube 14 after turning around the screw shaft 11 a plurality of times inside the ball nut 12, and after passing through the ball circulation path 18, the ball shaft 14 extends from the other end of the ball tube 14 to the screw shaft. The circulation returned to the eleventh thread groove 11a is repeated.

このようなリニアガイド装置１０やボールねじ２０では、低騒音化を目的として、駆動時におけるボール同士の衝突音を無くするために、ボールＢの間にセパレータを介装させるのが一般的である。例えば、図３はリニアガイド装置１０のボール循環経路４の内部を拡大して示す図であるが、ボールＢとボールＢとの間にセパレータ１００が介装されたボール列が形成されている。このセパレータ１００は、両側にボールＢの外周面に対応して断面円弧状の凹面１０１が形成されており、ボールＢはボール循環経路４の循環時にこの凹面１０１により転動自在に保持される。 In such a linear guide device 10 and the ball screw 20, it is common to interpose a separator between the balls B in order to eliminate the collision noise between the balls during driving for the purpose of reducing noise. . For example, FIG. 3 is an enlarged view showing the inside of the ball circulation path 4 of the linear guide device 10, and a ball row in which a separator 100 is interposed between the balls B and B is formed. The separator 100 has a concave surface 101 having a circular arc cross section corresponding to the outer peripheral surface of the ball B on both sides, and the ball B is held by the concave surface 101 so as to roll freely when circulating in the ball circulation path 4.

セパレータ１００の材質としては、ポリアミド６６等のポリアミドが主流であったが、組立性や吸音性を考慮して、最近ではポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）をハードセグメントとするポリエステル系エラストマーが用いられるようになってきた。このＰＢＴをハードセグメントとするポリエステル系エラストマーは、ポリアミドに比べて吸水性が低いため寸法安定性に優れ、また吸音性や組立性に優れるものの、潤滑のために充填されるグリースに対する耐性（耐グリース性）に劣るという欠点を有する。そのため、セパレータ１００は、経時的に外径方向に膨潤し、それとともにボールＢとの接触位置が凹面の中心方向にずれるようになり、ボールＢとセパレータ１００との隙間が徐々に広がって騒音レベルも大きくなる。また、場合によっては、図４に示すように、セパレータ１００がボール間から外れることもあり、転倒したセパレータ１００がボールＢの循環を妨害して駆動できなくなることもある。 As the material of the separator 100, polyamide such as polyamide 66 has been mainly used. However, in consideration of assembling property and sound absorption, recently, a polyester-based elastomer having polybutylene terephthalate (PBT) as a hard segment is used. It has become. This polyester elastomer with PBT as a hard segment has low water absorption compared to polyamide, so it has excellent dimensional stability, sound absorption and assembly, but it is resistant to grease filled for lubrication (grease resistance) Have the disadvantage of being inferior in property. Therefore, the separator 100 swells in the outer diameter direction over time, and at the same time, the contact position with the ball B shifts in the center direction of the concave surface, and the gap between the ball B and the separator 100 gradually widens, resulting in a noise level. Also grows. In some cases, as shown in FIG. 4, the separator 100 may be disengaged from between the balls, and the falling separator 100 may interfere with the circulation of the balls B and cannot be driven.

このような不具合を解消するために、本出願人は、特許文献１において、吸音性や組立性に加えて、耐グリースを向上させるために、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）をハードセグメントとするポリエステル系エラストマーからなるセパレータを提案している。 In order to solve such a problem, the present applicant has disclosed in Patent Document 1 a polyester having polybutylene naphthalate (PBN) as a hard segment in order to improve grease resistance in addition to sound absorption and assembly. A separator made of an elastomer is proposed.

特許第４２８２９２４号公報Japanese Patent No. 4282924

しかしながら、ＰＢＮをハードセグメントとするポリエステル系エラストマーは、耐グリース性はＰＢＴをハードセグメントとするポリエステル系エラストマーに比べて優れるものの、ポリアミドに比べると若干劣る。また、ＰＢＮをハードセグメントとするポリエステル系エラストマーは、柔軟性に優れるため、それにより吸音性や組立性も高まるが、分子構造中にソフトセグメントを有することでポリアミドに比べると機械的強度が低く、循環経路の構造が封雑な直動装置に適用するには、更なる向上が望まれている。 However, although the polyester elastomer having PBN as a hard segment has excellent grease resistance compared to the polyester elastomer having PBT as a hard segment, it is slightly inferior to polyamide. In addition, since the polyester-based elastomer having PBN as a hard segment is excellent in flexibility, it also increases sound absorption and assemblability, but by having a soft segment in the molecular structure, mechanical strength is low compared to polyamide, Further improvement is desired in order to apply to a linear motion device in which the structure of the circulation path is confined.

また、潤滑のためにグリースが封入されているが、基油には、安価で、添加剤の制約が少ないため多様な要求に対応しやすいことなどから、脂肪族炭化水素で、極性が低い鉱油やポリα−オレフィン油が使用されることが最も多い。しかし、分子中にエスエル結合を多数有するポリエステル系エラストマーは、鉱油やポリα−オレフィン油との親和性が低く、鉱油やポリα−オレフィン油を基油とするグリースのセパレータへの付着力が十分ではなく、潤滑性に難がある。 In addition, grease is enclosed for lubrication, but the base oil is an aliphatic hydrocarbon and mineral oil with low polarity because it is inexpensive and has few restrictions on additives, making it easy to meet various requirements. And poly α-olefin oils are most often used. However, polyester elastomers that have many S-L bonds in the molecule have low affinity with mineral oil and poly α-olefin oil, and have sufficient adhesion to separators of grease based on mineral oil or poly α-olefin oil. Rather, the lubricity is difficult.

ポリアミド樹脂の中には、ポリアミド１１（融点１８７℃）やポリアミド１２（融点１７６℃）、ポリアミド６１２（融点２１６℃）、ポリアミド６１０（融点２２２℃）のように低吸水性で、分子構造中にアミド結合が少ないものが知られているが、融点が低いため、高速で作動して温度が上昇すると、セパレータ１００が軟化して変形するおそれがある。 Among the polyamide resins, polyamide 11 (melting point 187 ° C.), polyamide 12 (melting point 176 ° C.), polyamide 612 (melting point 216 ° C.), polyamide 610 (melting point 222 ° C.), low water absorption, and in the molecular structure Although a thing with few amide bonds is known, since melting | fusing point is low, when it operates at high speed and temperature rises, there exists a possibility that the separator 100 may soften and deform | transform.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、寸法安定性が高く、基油にポリα−オレフィン油を含むグリースとの付着性にも優れ、一定レベル以上の機械的強度を有し、更には高温での変形も少ないセパレータを備える高信頼性の直動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, has high dimensional stability, excellent adhesion to grease containing poly α-olefin oil in the base oil, and has a mechanical strength of a certain level or more. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a highly reliable linear motion device including a separator with little deformation at high temperatures.

上記目的を達成するために本発明は、下記の直動装置を提供する。
（１）軸に外嵌するとともに、該軸に沿って直進移動する直動体と、前記直動体の内面側に形成された転動溝に保持され、該転動溝と前記軸との間で転動する複数の転動体と、前記転動体の間に介装されるセパレータと、前記直動体に形成され、前記転動溝の一端側から他端側に前記転動体を循環させる循環経路とを有し、グリースを封止してなる直動装置において、前記セパレータが、１，９−ノナンジアミンと２−メチル−１，８−オクタンジアミンとの混合物からなるジアミン成分と、蓚酸ジエステルからなるジカルボン酸成分との重縮合反応により形成され、融点が２３０〜２４０℃であるポリアミド樹脂を含む樹脂組成物からなることを特徴とする直動装置。
（２）前記グリースの基油がポリα−オレフィン油を主成分とすることを特徴とする上記（１）記載の直動装置。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following linear motion device.
(1) A linear motion body that fits externally on the shaft and moves linearly along the shaft, and is held by a rolling groove formed on the inner surface side of the linear motion body, between the rolling groove and the shaft A plurality of rolling elements that roll, a separator interposed between the rolling elements, a circulation path that is formed in the linear motion body and circulates the rolling elements from one end side to the other end side of the rolling groove; And the separator is a dicarboxylic acid composed of a diamine component composed of a mixture of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine and an oxalic acid diester. A linear motion device comprising a resin composition including a polyamide resin formed by a polycondensation reaction with an acid component and having a melting point of 230 to 240 ° C.
(2) The linear motion device according to the above (1), wherein the base oil of the grease contains poly α-olefin oil as a main component.

本発明の直動装置においてセパレータは、ベース樹脂が特定のポリアミド樹脂であり、高温での変形が抑えられ、吸水寸法変化も小さい。また、ポリα−オレフィン油を基油とするグリースとの付着性が高く、潤滑性に優れるようになる。そのため、本発明の直動装置は、耐久性に優れ、信頼性が高いものとなる。 In the linear motion device of the present invention, the base resin of the separator is a specific polyamide resin, deformation at high temperature is suppressed, and a change in water absorption dimension is small. Moreover, the adhesiveness with the grease which uses poly (alpha) -olefin oil as base oil is high, and it comes to be excellent in lubricity. Therefore, the linear motion device of the present invention has excellent durability and high reliability.

直動装置の一例であるリニアガイド装置を示す一部切欠平面図である。It is a partially notched top view which shows the linear guide apparatus which is an example of a linear motion apparatus. 直動装置の他の例であるボールねじ装置を示す一部切欠斜視図である。It is a partially cutaway perspective view showing a ball screw device which is another example of a linear motion device. 図１に示すリニアガイド装置のボール循環経路の内部を示す平面図である。It is a top view which shows the inside of the ball | bowl circulation path | route of the linear guide apparatus shown in FIG. 従来のセパレータの不具合を説明するための図３の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 3 for demonstrating the malfunction of the conventional separator. セパレータの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a separator. セパレータの他の例を示す断面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。It is sectional drawing (a) and the front view (b) which show the other example of a separator. 円筒ころ用のセパレータの一例を示す側面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。It is the side view (a) and sectional drawing (b) which show an example of the separator for cylindrical rollers.

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明において、直動装置の種類には制限はなく、例えば図１に示したようなリニアガイド装置１０や図２に示したようなボールねじ装置２０を例示することができ、何れも図３に示したように、ボールＢとボールＢとの間にセパレータ１００を介装させてボール同士の衝突音を無くしている。 In the present invention, the type of linear motion device is not limited, and for example, a linear guide device 10 as shown in FIG. 1 and a ball screw device 20 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the separator 100 is interposed between the balls B and B to eliminate the collision noise between the balls.

また、セパレータ１００は、例えば図５に示すように、凹面１０１を形成する曲率半径Ｒの中心ＯをボールＢの中心Ｏ_Bから変位させて２箇所に設けてもよい。それにより、セパレータ１００の凹面１０１とボールＢとの間に隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓにグリース（図示せず）が流入してボールＢの転動が円滑に行なわれる。また、凹面１０１の表面は平坦でもよいが、粗面である方がグリースを保持できることから好ましい。粗面の程度は、面粗さＲ_maxで５〜５０μｍ程度が適当である。 The separator 100, for example, as shown in FIG. 5, the center O of the curvature radius R to form a concave surface 101 may be provided at two positions displaced from the center O _B of the ball B. As a result, a gap S is formed between the concave surface 101 of the separator 100 and the ball B, and grease (not shown) flows into the gap S so that the ball B rolls smoothly. The surface of the concave surface 101 may be flat, but a rough surface is preferable because it can retain grease. The degree of the rough surface is about 5~50μm in surface roughness R _max is appropriate.

更に、セパレータ１００の凹面１０１の表面には同心状もしくは螺旋状の溝が形成されていてもよく、更にセパレータ１００の凹面１０１とボールＢとの隙間にグリースが流入し易いようにセパレータ１００に貫通孔を設けることもできる。例えば、図６に示されるセパレータ１００では、凹面１０１の中心部に貫通孔１０２が貫通され、その周囲に同心状に複数の溝１０３が形成されており、貫通孔１０２から流入したグリース（図示せず）が溝１０３に保持され、良好な潤滑が維持される。また、凹面１０１の外周端部１００ａが円弧状に面取りされており、グリースがより流入し易くなっている。尚、貫通孔１０２の直径や、溝１０３の深さ、幅、数等は制限されるものはなく、セパレータ１００の大きさや機械的強度等に応じて適宜設定される。例えば、溝１０３の深さは５〜３０μｍ程度が適当である。 Further, a concentric or spiral groove may be formed on the surface of the concave surface 101 of the separator 100, and the separator 100 penetrates the gap between the concave surface 101 of the separator 100 and the ball B so that the grease can easily flow. A hole can also be provided. For example, in the separator 100 shown in FIG. 6, the through-hole 102 is penetrated in the central portion of the concave surface 101, and a plurality of grooves 103 are formed concentrically around the through-hole 102. Is retained in the groove 103, and good lubrication is maintained. Further, the outer peripheral end portion 100a of the concave surface 101 is chamfered in an arc shape, so that the grease can flow more easily. The diameter of the through hole 102 and the depth, width, number, and the like of the groove 103 are not limited, and are appropriately set according to the size and mechanical strength of the separator 100. For example, the depth of the groove 103 is suitably about 5 to 30 μm.

セパレータは、ボールＢの他にも、円筒ころと円筒ころとの間に介在するような構成とすることもできる。例えば、図７に示すセパレータ９では、円筒ころ６の軸方向と平行に延びる本体部９０と、円筒ころ６の転走方向に延出された腕部９ａとで構成することもできる。本体部９０は、円筒ころ６の周面を受ける曲面９０ａを互いに反対側となる面に有する。腕部９ａは、円筒ころ６の両端面６ａ側に配置されて、円筒ころ６の転走方向に延出され、本体部９０に結合されている。 In addition to the ball B, the separator may be configured to be interposed between the cylindrical rollers and the cylindrical rollers. For example, the separator 9 shown in FIG. 7 can be constituted by a main body 90 extending parallel to the axial direction of the cylindrical roller 6 and an arm 9 a extending in the rolling direction of the cylindrical roller 6. The main body 90 has curved surfaces 90 a that receive the circumferential surface of the cylindrical roller 6 on opposite surfaces. The arm portion 9 a is disposed on the both end surfaces 6 a side of the cylindrical roller 6, extends in the rolling direction of the cylindrical roller 6, and is coupled to the main body portion 90.

本発明では、セパレータ９０、１００を、１，９−ノナンジアミンと２−メチル−１，８−オクタンジアミンとの混合物からなるジアミン成分と、蓚酸ジエステルからなるジカルボン酸成分との重縮合反応により形成される特定のポリアミド樹脂の成形体とする。この特定のポリアミド樹脂は、ジアミン成分における１，９−ノナンジアミンと２−メチル−１，８−オクタンジアミンとの混合比により融点が変わり、目的とする融点２３０〜２４０℃を確保するには、モル比で、１，９−ノナンジアミン：２−メチル−１，８−オクタンジアミン＝５：９５〜１０：９０、または７０：３０〜９０：１０とする。これ以外の混合比では、特定のポリアミド樹脂の融点が２３０℃未満となり、目的とする高温耐久性が得られない。 In the present invention, the separators 90 and 100 are formed by a polycondensation reaction between a diamine component composed of a mixture of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine and a dicarboxylic acid component composed of oxalic acid diester. A specific polyamide resin molded body. This specific polyamide resin has a melting point that varies depending on the mixing ratio of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine in the diamine component. The ratio is 1,9-nonanediamine: 2-methyl-1,8-octanediamine = 5: 95 to 10:90 or 70:30 to 90:10. At other mixing ratios, the melting point of the specific polyamide resin is less than 230 ° C., and the intended high temperature durability cannot be obtained.

ジカルボン酸成分である蓚酸ジエステルとしては、蓚酸ジブチルが好適である。 As the oxalic acid diester which is a dicarboxylic acid component, dibutyl oxalate is suitable.

ジアミン成分とジカルボン酸成分との比率は、縮重合反応が安定して進行すれば特に制限はないが、モル比で、（ジカルボン酸成分／ジアミン成分）＝０．９９〜１．０１が好適である。 The ratio of the diamine component to the dicarboxylic acid component is not particularly limited as long as the polycondensation reaction proceeds stably, but is preferably a molar ratio of (dicarboxylic acid component / diamine component) = 0.99 to 1.01. is there.

また、縮重合の反応条件には制限はなく、他のポリアミド樹脂を縮重合するときの反応条件に準じて行うことができる。例えば、以下に示すような（１）前重縮合工程、（２）後重縮合工程の順で行うのが好ましい。
（１）前重縮合工程
反応器内を窒素置換した後、ジアミン成分とジカルボン酸成分とを上記比率で混合する。混合に際してジアミン成分及びジカルボン酸成分が共に可溶な溶媒を用いることができ、例えば、トルエン、キシレン、トリクロロベンゼン、フェノール、トリフルオロエタノールなどを用いることができる。そして、例えば、ジアミン成分を溶解したトルエン溶液を５０℃に加熱した後、ジカルボン酸成分を加える。次いで、反応器内を攪拌及び／又は窒素バブリングしながら、常圧下で昇温する。反応温度は、最終到達温度が８０〜１５０℃、好ましくは１００〜１４０℃の範囲になるように制御する。また、最終到達温度での反応時間は３時間〜６時間である。
（２）後重縮合工程
高分子量化を図るために、前重縮合工程で生成した重合物を常圧下において反応器内で徐々に昇温する。昇温過程において前重縮合工程の最終到達温度（８０〜１５０℃）から、最終的に２２０℃以上３００℃以下、好ましくは２３０℃以上２８０℃以下、更に好ましくは２４０℃以上２７０℃以下の温度範囲にまで到達させる。昇温時間を含めて１〜８時間、好ましくは２〜６時間保持して反応を行うことが好ましい。さらに後重合工程において、必要に応じて減圧下での重合を行うこともできる。減圧重合を行う場合の好ましい最終到達圧力は０．１ＭＰａ未満〜１３．３Ｐａである。 Moreover, there is no restriction | limiting in the reaction conditions of polycondensation, It can carry out according to the reaction conditions at the time of polycondensation of another polyamide resin. For example, it is preferable to perform in the order of (1) pre-polycondensation step and (2) post-polycondensation step as shown below.
(1) Pre-polycondensation step After the inside of the reactor is purged with nitrogen, the diamine component and the dicarboxylic acid component are mixed in the above ratio. In mixing, a solvent in which both the diamine component and the dicarboxylic acid component are soluble can be used. For example, toluene, xylene, trichlorobenzene, phenol, trifluoroethanol, or the like can be used. For example, a toluene solution in which a diamine component is dissolved is heated to 50 ° C., and then a dicarboxylic acid component is added. Subsequently, it heats up under a normal pressure, stirring and / or nitrogen bubbling in the inside of a reactor. The reaction temperature is controlled so that the final temperature reaches 80 to 150 ° C, preferably 100 to 140 ° C. The reaction time at the final temperature is 3 to 6 hours.
(2) Post-polycondensation step In order to increase the molecular weight, the polymer produced in the pre-polycondensation step is gradually heated in the reactor under normal pressure. From the final temperature reached in the pre-polycondensation step (80 to 150 ° C.) in the temperature raising process, the temperature is finally 220 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, preferably 230 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. Let reach the range. It is preferable to carry out the reaction for 1 to 8 hours including the temperature raising time, preferably 2 to 6 hours. Furthermore, in the post-polymerization step, polymerization can be performed under reduced pressure as necessary. The preferable final ultimate pressure in the case of performing the vacuum polymerization is less than 0.1 MPa to 13.3 Pa.

このようにして得られる特定のポリアミド樹脂は、融点が上記したとおり２３０〜２４０℃となり、更には飽和吸水率が０．９〜１．３％で、従来からセパレータのベース樹脂に多用されているポリアミド６６（飽和吸水率５．６％）に比べて大幅に小さい。そのため、高温での軟化が抑えられ、吸水による寸法変化量も非常に小さくなり、信頼性が非常に高まる。 The specific polyamide resin thus obtained has a melting point of 230 to 240 ° C. as described above, and further has a saturated water absorption of 0.9 to 1.3%. It is much smaller than polyamide 66 (saturated water absorption 5.6%). Therefore, softening at high temperature is suppressed, the amount of dimensional change due to water absorption is very small, and the reliability is greatly enhanced.

特定のポリアミド樹脂は単独でも一定以上の耐久性を示し、これを成形して得られるセパレータ１００は、接触する相手材（ボールＢ）の摩耗に対して有利に働いてセパレータ１００として十分に機能する。しかし、より過酷な条件で使用したときに、セパレータ１００の破損や変形、摩耗等を抑えて信頼性を高めるために、強化繊維材を配合することが好ましい。 A specific polyamide resin alone exhibits a certain level of durability, and the separator 100 obtained by molding the polyamide resin works favorably against the wear of the mating material (ball B) in contact with it and functions sufficiently as the separator 100. . However, when used under more severe conditions, it is preferable to add a reinforcing fiber material in order to suppress damage, deformation, wear, etc. of the separator 100 and improve reliability.

強化繊維材には制限はなく、従来からセパレータに使用されているものを使用できるが、強度に優れ、耐熱性を有することなどから、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー等が好ましく、特定のポリアミド樹脂との接着性を考慮してシランカップリング剤等で表面処理したものが更に好ましい。また、これらの強化繊維材は複数種を組み合わせて使用することもできる。耐衝撃性を考慮するとガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維等の繊維状を配合することが好ましく、相手材の損傷を考慮すると繊維状物とウィスカー状物とを組み合わせて配合することが好ましい。尚、混合比率は、繊維状物及びウィスカー状物の種類により異なり、衝撃強度や相手材の損傷度合等を考慮して適宜選択される。 There are no restrictions on the reinforcing fiber material, and those conventionally used for separators can be used, but because of their excellent strength and heat resistance, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, potassium titanate whisker, boron An aluminum oxide whisker or the like is preferable, and a surface treated with a silane coupling agent or the like is more preferable in consideration of adhesiveness with a specific polyamide resin. Moreover, these reinforcing fiber materials can also be used in combination of multiple types. Considering the impact resistance, it is preferable to mix fiber such as glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber, and considering the damage of the counterpart material, it is preferable to combine the fiber and whisker. The mixing ratio varies depending on the types of the fibrous material and the whisker-like material, and is appropriately selected in consideration of the impact strength and the degree of damage of the counterpart material.

また、ガラス繊維としては、一般的な平均繊維径である１０〜１３μｍのものの他に、少ない含有量で高強度化と耐衝撃性の向上が可能な平均繊維径が５〜７μｍのもの、あるいは異形断面（楕円や長楕円、まゆ形等）のものがより好ましい。 Further, as glass fiber, in addition to a general average fiber diameter of 10 to 13 μm, a glass fiber having an average fiber diameter of 5 to 7 μm that can increase strength and improve impact resistance with a small content, or Those having an irregular cross section (such as an ellipse, a long ellipse, or an eyebrows) are more preferable.

炭素繊維としては、強度を優先するのであればＰＡＮ系のものが好適であるが、コスト面で有利なピッチ系のものも使用可能である。また、平均繊維径としては５〜１５μｍのものが好適である。炭素繊維は、繊維自体の強度や弾性率が高いため、ガラス繊維に比べてセパレータ１００の高強度化や高弾性率化が可能である。 As the carbon fiber, a PAN-based one is preferable if strength is given priority, but a pitch-based one that is advantageous in terms of cost can also be used. Moreover, as an average fiber diameter, a thing of 5-15 micrometers is suitable. Since carbon fiber has high strength and elastic modulus, the separator 100 can have higher strength and higher elastic modulus than glass fiber.

アラミド繊維としては、強化性に優れるパラ系アラミド繊維が好適である。また、平均繊維径としては５〜１５μｍのものが好適である。アラミド繊維は、ガラス繊維や炭素繊維に比べて鉄鋼材料を傷つけることがないので、ボールＢの表面状態を悪くすることがなく、直動装置の音響特性等を重視する場合は特に好適である。 As the aramid fiber, a para-aramid fiber excellent in reinforcing property is suitable. Moreover, as an average fiber diameter, a thing of 5-15 micrometers is suitable. Since aramid fibers do not damage steel materials as compared with glass fibers and carbon fibers, they do not deteriorate the surface state of the ball B, and are particularly suitable when importance is attached to the acoustic characteristics of the linear motion device.

強化繊維材の配合量は、セパレータ全体の１０〜４０質量％が好ましく、１５〜３０質量％がより好ましい。配合量が１０質量％未満の場合には、機械的高度の改善が少なく好ましくない。配合量が４０質量％を超えるばあいには、成形性が低下するとともに、強化繊維材の種類によってはボールＢへの傷付け性が高くなるので好ましくない。 10-40 mass% of the whole separator is preferable, and, as for the compounding quantity of a reinforcing fiber material, 15-30 mass% is more preferable. When the blending amount is less than 10% by mass, the improvement in the mechanical height is small, which is not preferable. When the blending amount exceeds 40% by mass, the moldability is lowered, and depending on the type of the reinforcing fiber material, the scratchability to the ball B is increased, which is not preferable.

特定のポリアミド樹脂には、強化繊維材の他にも各種の添加剤を添加することができるが、特に成形時及び使用時の熱による劣化を防ぐために、ヨウ化物系熱安定剤やアミン系酸化防止剤をそれぞれ単独で、または併用して添加することが好ましい。 In addition to reinforcing fiber materials, various additives can be added to specific polyamide resins, but in particular to prevent deterioration due to heat during molding and use, iodide-based heat stabilizers and amine-based oxidation It is preferable to add the inhibitors alone or in combination.

セパレータ９０、１００は、生産面からは射出成形して作製することが望ましい。そこで、射出成形を考慮して、特定のポリアミド樹脂の分子量を、強化繊維材を含有した状態でも射出成形が可能な流動性を示す範囲、具体的には数平均分子量で１３０００〜２８０００、より好ましくは耐疲労性や成形性を考慮すると数平均分子量で１８０００〜２６０００の範囲とする。数平均分子量が１３０００未満では、分子量が低すぎて耐疲労性が悪く、実用性が低い。これに対して数平均分子量が２８０００を越える場合は、強化繊維材を規定量含有した状態での溶融粘度が高すぎ、精度よく射出成形で製造することが困難になる。 The separators 90 and 100 are preferably produced by injection molding from the production aspect. Therefore, in consideration of injection molding, the molecular weight of a specific polyamide resin is a range that exhibits fluidity that allows injection molding even in a state of containing a reinforcing fiber material, specifically 13,000 to 28000 in terms of number average molecular weight, more preferably Is in the range of 18000 to 26000 in terms of number average molecular weight in consideration of fatigue resistance and formability. When the number average molecular weight is less than 13,000, the molecular weight is too low, the fatigue resistance is poor, and the practicality is low. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 28000, the melt viscosity in a state where the specified amount of the reinforcing fiber material is contained is too high, and it becomes difficult to manufacture with high precision by injection molding.

また、直動装置には、潤滑のためにグリースが封入される。グリースの基油は、特定のポリアミド樹脂との濡れ性を考慮して、ポリα−オレフィン油を主成分とすることが好ましい。特定のポリアミド樹脂は、従来一般的なポリアミド６６に比べてアミド基間に長い炭化水素鎖を有し、また芳香族環を持たない分子構造であるため、ポリα−オレフィン油との濡れ性に優れる。基油はポリα−オレフィン油単独でもよいが、潤滑性や耐熱性を高めるためにジエステル油や芳香族エステル油等を混合してもよい。混合する場合のジエステル油や芳香族エステル油等の混合量は、基油全量の３０質量％以下が好ましい。また、基油粘度は、４０℃における動粘度で４０〜２２０ｍｍ^２／ｓが適当である。 The linear motion device is filled with grease for lubrication. In consideration of wettability with a specific polyamide resin, the base oil of the grease is preferably mainly composed of poly α-olefin oil. The specific polyamide resin has a longer hydrocarbon chain between amide groups than the conventional general polyamide 66, and has a molecular structure having no aromatic ring, so that it has good wettability with poly α-olefin oil. Excellent. The base oil may be a poly α-olefin oil alone, but a diester oil or an aromatic ester oil may be mixed in order to improve lubricity and heat resistance. In the case of mixing, the mixing amount of diester oil, aromatic ester oil and the like is preferably 30% by mass or less of the total amount of the base oil. Moreover, 40-220 mm < ² > / s is suitable for base oil viscosity by 40 degreeC dynamic viscosity.

増ちょう剤は、上記の基油を保持し、グリース性状を維持できるものであれば制限はないが、アミンとイソシアネートとからなるウレア化合物や、Ｌｉ石けん、Ｌｉコンプレックス石けん、Ｂａ石けん、Ｂａコンプレックス石けん等の金属石けんを用いることができる。中でも、ポリアミドに構造が類似のウレア結合を有するウレア化合物が好ましく、グリース組成物と特定のポリアミド樹脂との付着性が高まる。また、増ちょう剤量は、グリース組成物全量の１０〜２０質量％が適当である。 The thickener is not limited as long as it retains the above base oil and can maintain the grease properties. However, a urea compound composed of amine and isocyanate, Li soap, Li complex soap, Ba soap, Ba complex soap. Metal soap such as can be used. Among these, a urea compound having a urea bond having a structure similar to that of polyamide is preferable, and adhesion between the grease composition and a specific polyamide resin is increased. Further, the amount of the thickener is suitably 10 to 20% by mass of the total amount of the grease composition.

グリースには各種の添加剤を添加することができるが、高温特性や潤滑性能等を考慮して、アミン系やフェノール系等の酸化防止剤、Ｃａスルフォネート等の防錆剤、ＭｏＤＴＣ等の極圧剤、モンタン酸エステルワックスやモンタン酸エステル部分けん化ワックス、ポリエチレンワックス、オレイン酸等の油性向上剤等が好ましい。また、これら添加剤の添加量は、グリース全量の１０質量％以下が適当である。 Various additives can be added to the grease. Considering high temperature characteristics and lubrication performance, antioxidants such as amines and phenols, rust inhibitors such as Ca sulfonates, extreme pressures such as MoDTC, etc. Agents, montanic acid ester wax, montanic acid ester partly saponified wax, polyethylene wax, oleic acid and other oily improvers are preferred. Further, the addition amount of these additives is suitably 10% by mass or less of the total amount of grease.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。 Examples The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereby.

（実施例１〜２、比較例１〜４）
表１に示すポリアミド樹脂（補強繊維材は無配合）を用いて、射出成形機用ボールねじ（日本精工製「Ｗ６３０３−３０１ＲＣＳＰ−Ｃ７Ｎ１６」：ねじ外径φ６３ｍｍ、リード１６ｍｍ）用セパレータを射出成形により作製した。 (Examples 1-2, Comparative Examples 1-4)
Using a polyamide resin shown in Table 1 (with no reinforcing fiber material), injection molding machine separators for ball screws (made by Nippon Seiko “W6303-301RCSP-C7N16”: screw outer diameter φ63 mm, lead 16 mm) are produced by injection molding. Produced.

尚、表中の各ポリアミド樹脂は下記の通りである。
・ポリアミド樹脂Ａ（ヨウ化銅系熱安定剤含有）
ジアミン成分：１，９−ノナンジアミン：２−メチル−１，８−オクタンジアミン
＝８５：１５
ジカルボン酸成分：蓚酸ブチル
ジアミン成分：ジカルボン酸成分＝１：１
数平均分子量：２２０００
融点：２３５℃
・ポリアミド樹脂Ｂ（ヨウ化銅系熱安定剤含有）
ジアミン成分：１，９−ノナンジアミン：２−メチル−１，８−オクタンジアミン
＝６：９４
ジカルボン酸成分：蓚酸ブチル
ジアミン成分：ジカルボン酸成分＝１：１
数平均分子量：２２０００
融点：２３２℃
・ポリアミド樹脂Ｃ（ヨウ化銅系熱安定剤含有）
ジアミン成分：１，９−ノナンジアミン：２−メチル−１，８−オクタンジアミン
＝５０：５０
ジカルボン酸成分：蓚酸ブチル
ジアミン成分：ジカルボン酸成分＝１：１
数平均分子量：２２０００
融点：２０６℃ In addition, each polyamide resin in a table | surface is as follows.
・ Polyamide resin A (containing copper iodide heat stabilizer)
Diamine component: 1,9-nonanediamine: 2-methyl-1,8-octanediamine
= 85: 15
Dicarboxylic acid component: butyl oxalate Diamine component: dicarboxylic acid component = 1: 1
Number average molecular weight: 22000
Melting point: 235 ° C
・ Polyamide resin B (containing copper iodide heat stabilizer)
Diamine component: 1,9-nonanediamine: 2-methyl-1,8-octanediamine
= 6: 94
Dicarboxylic acid component: butyl oxalate Diamine component: dicarboxylic acid component = 1: 1
Number average molecular weight: 22000
Melting point: 232 ° C
・ Polyamide resin C (containing copper iodide heat stabilizer)
Diamine component: 1,9-nonanediamine: 2-methyl-1,8-octanediamine
= 50: 50
Dicarboxylic acid component: butyl oxalate Diamine component: dicarboxylic acid component = 1: 1
Number average molecular weight: 22000
Melting point: 206 ° C

また、比較例１で用いたポリアミド６６は、宇部興産製「ナイロン２０２０Ｕ（銅系熱安定剤含有）」であり、数平均分子量は２００００である。比較例３で用いたポリアミド９Ｔは、クラレ製「ジェネスタＮ１０００Ａ（熱安定剤含有グレード）」であり、数平均分子量は不明である。比較例４で用いたＰＢＮ系熱可塑性エラストマーは、東洋紡績製「ぺルプレンＥＮ２０００」である。 The polyamide 66 used in Comparative Example 1 is “Nylon 2020U (containing copper-based heat stabilizer)” manufactured by Ube Industries, and has a number average molecular weight of 20,000. The polyamide 9T used in Comparative Example 3 is “Genesta N1000A (thermal stabilizer-containing grade)” manufactured by Kuraray, and the number average molecular weight is unknown. The PBN thermoplastic elastomer used in Comparative Example 4 is “Perprene EN2000” manufactured by Toyobo.

そして、各セパレータについて（１）寸法安定性及び（２）耐久性を評価した。結果を表２に示す。 Each separator was evaluated for (1) dimensional stability and (2) durability. The results are shown in Table 2.

（１）寸法安定性の評価
各セパレータを下記条件Ｉまたは条件IIの下に放置し、所定時間経過後に幅寸法を測定し、放置前からの寸法変化量を求めた。何れの条件においても、寸法変化量が５０μｍ以下を合格「〇」とし、５０μｍを越えるものを不合格「×」とした。
・条件Ｉ：６０℃、９０％ＲＨ、７０時間
・条件II：８０℃、９０％ＲＨ、３００時間 (1) Evaluation of dimensional stability Each separator was allowed to stand under the following condition I or condition II, the width dimension was measured after a predetermined time, and the dimensional change from before leaving was determined. Under any condition, a dimensional change amount of 50 μm or less was regarded as acceptable “◯”, and a dimension exceeding 50 μm was regarded as unacceptable “x”.
-Condition I: 60 ° C, 90% RH, 70 hours-Condition II: 80 ° C, 90% RH, 300 hours

（２）耐久性の評価
各セパレータを射出成形機ボールねじに組み込み、下記条件Ｉ〜IIIにて送り速度６０ｍ／ｍｉｎで走行試験を行った。何れの条件においても、１０００時間の連続運転ができた場合を合格「〇」、１０００時間の連続運転ができなかった場合を不合格「×」とした。尚、ボールねじ内部には潤滑のためにグリースを封入したが、基油がポリα−オレフィン油（動粘度：１００℃で５．７ｍｍ^２／ｓ）で、増ちょう剤が脂肪族ジウレア化合物（増ちょう剤量：１３質量％）であり、更に極圧剤、酸化防止剤、防錆剤を適量含有し、ちょう度Ｎｏ．２のものである。尚、グリースの充填量は、樹脂組成物による差異を見るために、フル充填の３０％とした。また、ボールねじの荷重は２００００Ｎとした。
・条件Ｉ：３０℃、５０％ＲＨ
・条件II ：５０℃、９０％ＲＨ
・条件III：８０℃、５０％ＲＨ (2) Evaluation of durability Each separator was incorporated into a ball screw of an injection molding machine, and a running test was performed at a feed rate of 60 m / min under the following conditions I to III. Under any condition, a case where 1000 hours of continuous operation was possible was determined to be “good”, and a case where 1000 hours of continuous operation was not possible was determined to be “failed”. The ball screw was filled with grease for lubrication, but the base oil was poly α-olefin oil (kinematic viscosity: 5.7 mm ² / s at 100 ° C.) and the thickener was an aliphatic diurea compound ( (Thickener amount: 13% by mass) and containing appropriate amounts of extreme pressure agent, antioxidant, and rust inhibitor. Two. Note that the filling amount of the grease was set to 30% of the full filling in order to see the difference depending on the resin composition. The load of the ball screw was 20000N.
Condition I: 30 ° C., 50% RH
Condition II: 50 ° C., 90% RH
Condition III: 80 ° C., 50% RH

表２に示すように、本発明に従い特定のポリアミド樹脂を用いた実施例１、２では、何れの条件でも合格している。これに対し比較例１では、従来多用されているポリアミド６６樹脂を用いているため、高温、高湿度の過酷な条件では寸法安定性が悪く、それに伴って耐久性も低くなっている。また、比較例２では、特定のポリアミド樹脂と構造が類似するものの、ジアミン成分の混合比率が本発明の好ましい範囲を外れるため、融点が低く、高温条件での耐久性に劣っている。また、比較例３ではポリアミド９Ｔ樹脂を用いており、寸法安定性は問題がないものの、グリースの基油であるポリα−オレフィン油との濡れ性がポリアミド６６に比べても悪いため、樹脂の摩耗の進行が早くなり、湿度が高い条件で１０００時間の耐久性が得られていない。更に、比較例４では機械的強度に劣るＰＢＮ系熱可塑性エラストマーを用いており、寸法安定性は問題がないものの、射出成形機用ボールねじに適用すると、短時間でセパレータの変形や破損が発生し、どの使用条件でも耐久性が悪い。 As shown in Table 2, in Examples 1 and 2 using a specific polyamide resin according to the present invention, it passed under any conditions. On the other hand, in Comparative Example 1, since the polyamide 66 resin that has been widely used in the past is used, the dimensional stability is poor under severe conditions of high temperature and high humidity, and the durability is accordingly lowered. In Comparative Example 2, although the structure is similar to that of the specific polyamide resin, the mixing ratio of the diamine component is outside the preferred range of the present invention, so the melting point is low and the durability under high temperature conditions is poor. In Comparative Example 3, the polyamide 9T resin is used, and although there is no problem in dimensional stability, the wettability with the poly α-olefin oil that is the base oil of the grease is worse than that of the polyamide 66. Wear progresses quickly, and durability of 1000 hours is not obtained under high humidity conditions. Furthermore, in Comparative Example 4, a PBN thermoplastic elastomer having poor mechanical strength is used, and there is no problem in dimensional stability. However, when applied to a ball screw for an injection molding machine, the separator is deformed or damaged in a short time. However, the durability is poor under any use conditions.

１案内レール
２スライダ
３転動溝
４ボール循環経路
１０リニアガイド装置
１１ねじ軸
１２ボールナット
１４ボールチューブ
１８ボール循環経路
２０ボールねじ装置
１００セパレータ
１０１凹面
１０２貫通孔
１０３溝
Ｂボール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide rail 2 Slider 3 Rolling groove 4 Ball circulation path 10 Linear guide apparatus 11 Screw shaft 12 Ball nut 14 Ball tube 18 Ball circulation path 20 Ball screw apparatus 100 Separator 101 Concave surface 102 Through hole 103 Groove B Ball

Claims

軸に外嵌するとともに、該軸に沿って直進移動する直動体と、前記直動体の内面側に形成された転動溝に保持され、該転動溝と前記軸との間で転動する複数の転動体と、前記転動体の間に介装されるセパレータと、前記直動体に形成され、前記転動溝の一端側から他端側に前記転動体を循環させる循環経路とを有し、グリースを封止してなる直動装置において、
前記セパレータが、１，９−ノナンジアミンと２−メチル−１，８−オクタンジアミンとの混合物からなるジアミン成分と、蓚酸ジエステルからなるジカルボン酸成分との重縮合反応により形成され、融点が２３０〜２４０℃であるポリアミド樹脂を含む樹脂組成物からなることを特徴とする直動装置。 A linear motion body that fits externally on the shaft and moves linearly along the shaft, and is held by a rolling groove formed on the inner surface side of the linear motion body, and rolls between the rolling groove and the shaft. A plurality of rolling elements, a separator interposed between the rolling elements, and a circulation path formed in the linear motion element for circulating the rolling elements from one end side to the other end side of the rolling groove. In a linear motion device with grease sealed,
The separator is formed by a polycondensation reaction between a diamine component composed of a mixture of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine and a dicarboxylic acid component composed of oxalic acid diester, and has a melting point of 230 to 240. A linear motion device comprising a resin composition containing a polyamide resin at a temperature of ° C.

前記グリースの基油がポリα−オレフィン油を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の直動装置。 The linear motion device according to claim 1, wherein the base oil of the grease is mainly composed of poly α-olefin oil.