[发明专利]滚珠丝杠用树脂螺母及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠用树脂螺母及其制造方法，更加详细地，涉及通过将纤维材料作为强化材料混入基体树脂(matrix resin)中而成的纤维强化树脂的注塑成型而形成的滚珠丝杠用树脂螺母及其制造方法。

背景技术

作为用于进给丝杠等的螺母，已知利用由PPS(聚苯硫醚树脂：Polyphenylene sulfide)形成的基体树脂中混合有晶须的纤维强化树脂的成型品形成的树脂螺母(例如，专利文献1)。在这种进给丝杠用树脂螺母的制造方法中，存在通过切削加工削出螺纹槽的方法和也通过注塑成型形成螺纹槽的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许厅公开专利公报(A)2010－116102

发明内容

发明要解决的课题

纤维强化树脂制的进给丝杠用螺母与仅利用树脂制造的进给丝杠用螺母相比耐负荷更大。可是，在通过切削加工削出螺纹槽的的情况下，在利用一般的刀具进行的切削中，由于纤维强化材料的存在而导致刀具的磨损比较严重。因此，需要使用进行了金刚石涂层等的昂贵的刀具，从而生产成本变高。另外，由于纤维强化树脂与钢材相比，热膨胀系数较高，因此，为了抑制由于切削加工热而导致的变形，无法提高加工速度，这也成为导致生产成本变高的原因。

通过注塑成型制造螺纹槽而成的纤维强化树脂制的进给丝杠用螺母与通过切削加工削出螺纹槽而成的螺母相比，生产效率较高且能够降低生产成本。可是，螺纹槽也通过注塑成型来形成的螺母在进给丝杠中的使用中，螺纹槽显著地出现初期磨损，由于螺纹槽的尺寸精度的降低而导致很快产生位置误差。特别是在要求高尺寸精度的滚珠丝杠用的螺母中，难以满足要求的精度。

本发明人为了追究通过注塑成型形成螺纹槽的纤维强化树脂制的滚珠丝杠用螺母产生显著的初期磨损的原因，进行了实验研究。其结果是，获得了以下的知识。

在纤维强化树脂的注塑成型中，在螺纹槽的最外层(表面)形成不存在纤维材料的厚度为几μm的表(skin)层。表层仅由基体树脂构成，与含有纤维材料的树脂相比，耐磨损性低，因此，可知：在螺纹槽的最外层存在表层是使纤维强化树脂制螺母的初期磨损变得显著的一个原因。

另外，在纤维强化树脂的注塑成型中，在比表层靠内层的位置形成取向层，该取向层中存在着在沿着层面(螺纹槽表面)的方向上取向的大量纤维材料，并且，在比取向层更靠内层的位置形成有芯层，在该芯层中存在不具有取向性的大量纤维材料。在表层发生磨损后，在螺纹槽表面露出取向层。由于在螺纹槽表面暴露出来的取向层的纤维材料的大部分以在沿着螺纹槽表面的方向上横卧的方式取向，因此，纤维材料相对于基体树脂埋入较少，纤维材料对于基体树脂的粘接力较弱。因此，在重复使用中，看到这样的现象：在螺纹槽表面暴露出来的纤维材料因基体树脂而容易地剥离。虽然取向层比表层耐磨损性高，但由于纤维材料的随时间的剥离以及伴随于此的基体树脂的磨损，取向层的存在成为导致螺纹槽的尺寸精度随时间降低的原因。由此，优选的是，在要求高尺寸精度的情况下，从最初开始使用时就不存在取向层。另外，在滚珠丝杠中的使用中，由于基体树脂而剥离的纤维材料阻碍螺纹槽中的滚珠的滚动，从而成为滚珠丝杠的性能降低的原因。

本发明要解决的课题在于提供一种基于本发明人进行的认真研究的结果，降低通过注塑成型形成有螺纹槽的纤维强化树脂制的滚珠丝杠用螺母的初期磨损且长期保持高尺寸精度的纤维强化树脂制的滚珠丝杠用螺母。

用于解决问题的手段

本发明的滚珠丝杠用树脂螺母通过将纤维材料(F)作为强化材料混入基体树脂(M)而成的纤维强化树脂的注塑成型，包含螺纹槽(22)而成型有螺纹孔(24)，其中，对所述螺纹槽(22)进行磨削直至所述纤维材料(F)暴露在所述螺纹槽(22)的表面。

根据该结构，由于从开始使用就使纤维材料(F)暴露在螺纹槽(22)的表面，因此，初期磨损降低，能够长期保持高尺寸精度。

优选的是，本发明的滚珠丝杠用树脂螺母具有取向层(II)，该取向层(II)中存在着在沿着所述螺纹槽(22)的表面的方向上取向的纤维材料(F)，所述螺纹槽(22)被磨削至所述取向层(II)。

根据该结构，由于螺纹槽(22)被磨削至存在有纤维材料(F)的取向层(II)，因此，初期磨损降低，能够长期保持高尺寸精度。

更加优选的是，本发明的滚珠丝杠用树脂螺母具有芯层(III)，该芯层(II I)中存在不具有取向性的纤维材料(F)，所述螺纹槽(22)被磨削至所述芯层(III)。