滾珠絲杠用樹脂螺母及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及滾珠絲杠用樹脂螺母及其制造方法，更加詳細地，涉及通過將纖維材料作為強化材料混入基體樹脂(matrix resin)中而成的纖維強化樹脂的注塑成型而形成的滾珠絲杠用樹脂螺母及其制造方法。
【背景技術】
[0002]作為用于進給絲杠等的螺母，已知利用由PPS(聚苯硫醚樹脂:Polyphenylenesulfide)形成的基體樹脂中混合有晶須的纖維強化樹脂的成型品形成的樹脂螺母(例如，專利文獻I)。在這種進給絲杠用樹脂螺母的制造方法中，存在通過切削加工削出螺紋槽的方法和也通過注塑成型形成螺紋槽的方法。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特許廳公開專利公報(A) 2010 - 116102
【發明內容】
[0006]發明要解決的課題
[0007]纖維強化樹脂制的進給絲杠用螺母與僅利用樹脂制造的進給絲杠用螺母相比耐負荷更大。可是，在通過切削加工削出螺紋槽的的情況下，在利用一般的刀具進行的切削中，由于纖維強化材料的存在而導致刀具的磨損比較嚴重。因此，需要使用進行了金剛石涂層等的昂貴的刀具，從而生產成本變高。另外，由于纖維強化樹脂與鋼材相比，熱膨脹系數較高，因此，為了抑制由于切削加工熱而導致的變形，無法提高加工速度，這也成為導致生產成本變高的原因。
[0008]通過注塑成型制造螺紋槽而成的纖維強化樹脂制的進給絲杠用螺母與通過切削加工削出螺紋槽而成的螺母相比，生產效率較高且能夠降低生產成本。可是，螺紋槽也通過注塑成型來形成的螺母在進給絲杠中的使用中，螺紋槽顯著地出現初期磨損，由于螺紋槽的尺寸精度的降低而導致很快產生位置誤差。特別是在要求高尺寸精度的滾珠絲杠用的螺母中，難以滿足要求的精度。
[0009]本發明人為了追宄通過注塑成型形成螺紋槽的纖維強化樹脂制的滾珠絲杠用螺母產生顯著的初期磨損的原因，進行了實驗研宄。其結果是，獲得了以下的知識。
[0010]在纖維強化樹脂的注塑成型中，在螺紋槽的最外層(表面)形成不存在纖維材料的厚度為幾μπι的表(skin)層。表層僅由基體樹脂構成，與含有纖維材料的樹脂相比，耐磨損性低，因此，可知:在螺紋槽的最外層存在表層是使纖維強化樹脂制螺母的初期磨損變得顯著的一個原因。
[0011]另外，在纖維強化樹脂的注塑成型中，在比表層靠內層的位置形成取向層，該取向層中存在著在沿著層面(螺紋槽表面)的方向上取向的大量纖維材料，并且，在比取向層更靠內層的位置形成有芯層，在該芯層中存在不具有取向性的大量纖維材料。在表層發生磨損后，在螺紋槽表面露出取向層。由于在螺紋槽表面暴露出來的取向層的纖維材料的大部分以在沿著螺紋槽表面的方向上橫臥的方式取向，因此，纖維材料相對于基體樹脂埋入較少，纖維材料對于基體樹脂的粘接力較弱。因此，在重復使用中，看到這樣的現象:在螺紋槽表面暴露出來的纖維材料因基體樹脂而容易地剝離。雖然取向層比表層耐磨損性高，但由于纖維材料的隨時間的剝離以及伴隨于此的基體樹脂的磨損，取向層的存在成為導致螺紋槽的尺寸精度隨時間降低的原因。由此，優選的是，在要求高尺寸精度的情況下，從最初開始使用時就不存在取向層。另外，在滾珠絲杠中的使用中，由于基體樹脂而剝離的纖維材料阻礙螺紋槽中的滾珠的滾動，從而成為滾珠絲杠的性能降低的原因。
[0012]本發明要解決的課題在于提供一種基于本發明人進行的認真研宄的結果，降低通過注塑成型形成有螺紋槽的纖維強化樹脂制的滾珠絲杠用螺母的初期磨損且長期保持高尺寸精度的纖維強化樹脂制的滾珠絲杠用螺母。
[0013]用于解決問題的手段
[0014]本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母通過將纖維材料(F)作為強化材料混入基體樹脂(M)而成的纖維強化樹脂的注塑成型，包含螺紋槽(22)而成型有螺紋孔(24)，其中，對所述螺紋槽(22)進行磨削直至所述纖維材料(F)暴露在所述螺紋槽(22)的表面。
[0015]根據該結構，由于從開始使用就使纖維材料(F)暴露在螺紋槽(22)的表面，因此，初期磨損降低，能夠長期保持高尺寸精度。
[0016]優選的是，本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母具有取向層(II)，該取向層(II)中存在著在沿著所述螺紋槽(22)的表面的方向上取向的纖維材料(F)，所述螺紋槽(22)被磨削至所述取向層(II)。
[0017]根據該結構，由于螺紋槽(22)被磨削至存在有纖維材料(F)的取向層(II)，因此，初期磨損降低，能夠長期保持高尺寸精度。
[0018]更加優選的是，本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母具有芯層(III)，該芯層(II I)中存在不具有取向性的纖維材料(F)，所述螺紋槽(22)被磨削至所述芯層(III)。
[0019]根據該結構，由于螺紋槽(22)被磨削至芯層(III)，該芯層(III)中存在不具有取向性的有纖維材料(F)，因此，初期磨損降低，能夠長期保持高尺寸精度。
[0020]本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母的制造方法是將纖維材料(F)作為強化材料混入基體樹脂(M)而成的纖維強化樹脂制的滾珠絲杠用樹脂螺母的制造方法，其中，所述滾珠絲杠用樹脂螺母的制造方法包括:第I工序，使用成型模具，包含螺紋孔(24)而對螺母
[20]進行注塑成型，其中該螺紋孔形成有正規的螺紋槽的精加工前的尺寸/形狀的下螺紋槽；和第2工序，對所述下螺紋槽進行磨削直至所述纖維材料(F)暴露在槽表面，從而對螺紋槽(22)進行精加工。
[0021]根據該結構，下螺紋槽被磨削至纖維材料(F)暴露在槽表面，從而對螺紋槽(22)進行精加工，因此，初期磨損降低，能夠長期保持高尺寸精度。
[0022]本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母的制造方法中，優選的是，剛進行所述第I工序之后的所述螺母(20)具有:表層(I)，其位于最外層且不存在所述纖維材料(F);取向層
(II)，其位于比所述表層(I)靠內層的位置且存在著在沿著層面的方向上取向的纖維材料(F);以及芯層(III)，其位于比所述取向層(II)更靠內層的位置且存在不具有取向性的纖維材料(F)，所述第2工序是至少去除所述表層(I)的磨削工序。
[0023]根據該結構，由于通過第2工序已將表層(I)去除，因此，從開始使用時起，纖維材料(F)就暴露在螺紋槽(22)的表面。由此，初期磨損降低，能夠長期保持高尺寸精度。
[0024]本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母的制造方法中，優選的是，所述第2工序是去除所述取向層(II)的磨削工序。
[0025]根據該結構，由于從開始使用就實質上不存在大量含有進行了取向的纖維材料的取向層(II)，因此，不會產生由于取向層(II)的纖維材料(F)的剝離而導致的耐磨損性的降低。
[0026]本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母的制造方法中，優選的是，所述第2工序是基所述第2工序是磨削余量使得芯層在槽表面暴露的磨削工序。
[0027]根據該結構，由于從開始使用就使芯層(III)暴露在螺紋槽(22)的表面，因此，初期磨損降低，能夠長期保持高尺寸精度。
[0028]發明效果
[0029]根據本發明的滾珠絲杠用樹脂螺母及其制造方法，由于對螺紋槽進行磨削直至基體樹脂中的纖維材料暴露在螺紋槽的表面，因此，初期磨損較少，能夠長期保持高尺寸精度。
【附圖說明】
[0030]圖1是示出本