CN105723119A - 滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件 - Google Patents

Abstract

提供更有效地防止螺母内的多余的润滑脂的堆积和飞散的滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件。为此，在滚珠丝杠(1)中，在设置于螺母(20)的移动方向的端部中的至少一个端部上的密封件(30)的内周面上，以与丝杠轴(10)之间形成空间的方式设有润滑脂积存部(33)。该润滑脂积存部在密封件(30)的外周面上开口，与形成于密封件(30)的外周面的切槽(34)连通。

Description

滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件

技术领域

本发明涉及带切槽的密封件及具备该带切槽的密封件的滚珠丝杠。

背景技术

作为具备带切槽的密封件的滚珠丝杠的例子，列举出专利文献1中公开的滚珠丝杠。设置于该滚珠丝杠的密封件是呈圆筒形状的接触密封件，在内周具有与丝杠轴的螺旋槽卡合的密封牙，以其一部分从螺母的端面向外侧突出的方式设置于螺母。此外，该突出的部分被多个切槽分割。这些切槽的长度为丝杠轴的导程的0.7倍以上。

这里，在专利文献1中公开的滚珠丝杠中，如果设沿轴向延伸的切槽与丝杠轴线所呈的角为θ1，设丝杠轴的导程角为θ，则满足0＜θ1≤θ的关系。而且，切槽在轴的圆周面上相对于垂直方向倾斜θ2。来自螺母的外方向的异物到达密封件的与轴接触的内周面，沿着θ2的方向爬升，被刮出至密封件主体部的外周面。此后，积存到某种程度而自然地从密封件主体部的外周面受自重落下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3692677号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1的滚珠丝杠中，由于密封件的内周面与丝杠轴的表面之间的间隙均匀且微小，因此，有时在将丝杠轴的表面的润滑脂刮平成一定的薄厚的同时，由密封件的端部扫起。由此，在密封件的端部积存了剩余润滑脂，或者该剩余润滑脂也堆积于丝杠轴，有时会在丝杠轴的离心力的作用下飞散，存在改善的余地。

本发明是着眼于上述课题而完成的，其目的在于提供更有效地防止螺母内的多余的润滑脂的堆积和飞散的滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明者们进行了深入研究，结果得出如下见解：只要使密封件具备在丝杠轴的离心力不容易作用的位置处将多余的润滑脂导出到外部的功能即可。

本发明基于本发明者们的上述见解，在用于解决上述课题的滚珠丝杠的一个方式中，该滚珠丝杠具有丝杠轴、螺母以及多个滚珠，

上述丝杠轴贯穿上述螺母，

由形成于上述丝杠轴的外周面的螺旋槽和形成于上述螺母的内周面的螺旋槽形成供上述滚珠滚动的滚动通道，

上述滚珠配置于上述滚动通道内，

在上述螺母的移动方向的端部中的至少一个端部上安装有密封件，该密封件具有：

密封牙和筒状部，该密封牙包围所述丝杠轴的外周并且向内侧进入到所述丝杠轴的螺旋槽中，该筒状部向所述螺母的轴向外侧露出；

润滑脂积存部，其以与上述丝杠轴之间形成空间的方式设于该筒状部的内周面；

排出口，其与该润滑脂积存部连通，在上述筒状部的外周面上开口；以及

切槽，其与该排出口连通，在上述密封件的筒状部上在其轴向上延伸，并且，在上述丝杠轴是右螺旋时，从上述筒状部的外侧端面观察，上述切槽相对于上述丝杠轴的直径方向的线向逆时针方向倾斜，并且，在上述丝杠轴是左螺旋时，从上述筒状部的外侧端面观察，上述切槽相对于上述丝杠轴的直径方向的线向顺时针方向倾斜。

并且，在上述滚珠丝杠中，上述密封件的切槽可以相对于上述丝杠轴的轴线向沿着形成于丝杠轴外周面上的螺旋槽的方向倾斜，上述螺旋槽规定了上述丝杠轴的螺纹的导程角。

并且，在上述滚珠丝杠中，优选为，在上述丝杠轴的外周面与上述密封件的内周面之间设有间隙，上述丝杠轴的螺旋槽与上述密封件的内周面之间的间隙的尺寸比上述丝杠轴的槽脊部与上述密封件的内周面之间的间隙的尺寸大。各个间隙的尺寸是丝杠轴的径向的尺寸。另外，优选为，上述丝杠轴的槽脊部与上述密封件的内周面之间的间隙的尺寸为0.3mm以下。

并且，在用于解决上述课题的密封件的一个方式中，该密封件被设置于滚珠丝杠的螺母的移动方向的端部中的至少一个端部，该滚珠丝杠具有：丝杠轴；上述螺母，该丝杠轴贯穿该螺母；以及滚珠，其在滚动通道内滚动，上述滚动通道由形成于上述丝杠轴的外周面的螺旋槽和形成于上述螺母的内周面的螺旋槽形成，上述螺母和上述丝杠轴借助于该滚珠而相对移动，

该密封件具有：

密封牙和筒状部，上述密封牙包围上述丝杠轴的外周并且向内侧进入到上述丝杠轴的螺旋槽中，上述筒状部向上述螺母的轴向外侧露出；

润滑脂积存部，其以与上述丝杠轴之间形成空间的方式设于该筒状部的内周面；

排出口，其与该润滑脂积存部连通，在上述筒状部的外周面上开口；以及

切槽，其与该排出口连通，在上述筒状部上在其轴向上延伸，并且，在上述丝杠轴是右螺旋时，从上述筒状部的外侧端面观察，上述切槽相对于上述丝杠轴的直径方向的线向逆时针方向倾斜，并且，在上述丝杠轴是左螺旋时，从上述筒状部的外侧端面观察，上述切槽相对于上述丝杠轴的直径方向的线向顺时针方向倾斜。

并且，在上述密封件中，上述切槽可以相对于上述丝杠轴的轴线向沿着形成于丝杠轴的外周面的螺旋槽的方向倾斜，上述螺旋槽限定了丝杠轴的导程角。

并且，在上述密封件中，上述密封件的上述内周面可以形成为：在将该密封件安装到上述螺母上时，在上述丝杠轴的外周面与上述密封件的内周面之间设有间隙，上述丝杠轴的螺旋槽与上述密封件的内周面之间的间隙的尺寸比上述丝杠轴的槽脊部与上述密封件的内周面之间的间隙的尺寸大。各个间隙的尺寸是在丝杠轴的径向上的尺寸。另外，优选为，上述丝杠轴的槽脊部与上述密封件的内周面之间的间隙的尺寸为0.3mm以下。

发明效果

根据本发明的一个方式，能够提供更有效地防止螺母内的多余的润滑脂的堆积和飞散的滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件。

附图说明

图1是示出滚珠丝杠的一个方式的结构的将一部分剖切的侧视图。

图2是示出滚珠丝杠的一个方式的密封件的结构的图，(a)是沿轴向的剖视图，(b)是示出与丝杠轴之间的位置关系的局部剖视图。

图3是示出滚珠丝杠的一个方式的结构的主视图。

图4是图3的局部放大图。

图5是切槽的沿图4中的箭头A的视图。

图6是示出通过滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件来抑制润滑脂的飞散的机制的图，(a)是沿轴向的剖视图，(b)是示出位于螺母的移动方向前方的密封件的作用的主视图，(c)是示出位于螺母的移动方向后方的密封件的作用的后视图。

图7是滚珠丝杠的其他实施方式的结构中的在密封件的端部的内周面实施了倒角的方式的沿轴向的剖视图。

具体实施方式

在以下的详细的说明中，对较多的特定的细节进行了描述以提供本发明的实施方式的完全的理解。但是，应该明确即使没有该特定的细节，也能够实施一个以上的实施方式。此外，为了使附图简洁，以简图示出公知的结构和装置。

以下，参照附图对滚珠丝杠的一个实施方式进行说明。

(结构)

如图1所示，本实施方式的滚珠丝杠1具有丝杠轴10、螺母20以及多个滚珠(未图示)。

螺母20呈形成有贯穿孔的筒形状(例如，圆筒形状)，设置为在该贯穿孔中贯穿有丝杠轴10。

在丝杠轴10的外周面上形成有螺旋槽11，在螺母20的内周面上也以与螺旋槽11同样的导程形成有螺旋槽(未图示)。由螺旋槽11和螺母20的螺旋槽(未图示)形成了供多个滚珠(未图示)滚动的滚动通道。

而且，这样的结构的滚珠丝杠1借助于配置在上述滚动通道内进行滚动的上述滚珠而使螺母20与丝杠轴10能够相对移动。

丝杠轴10旋转自如地轴支承于设置有滚珠丝杠1的机座(未图示)，并且与电动机等旋转驱动源(未图示)连结。并且，在螺母20的一个端部形成有凸缘21，被该滚珠丝杠1进退驱动的移动台等移动体(未图示)借助于该凸缘22而安装。由此，通过丝杠轴10的旋转，借助于螺母20而对上述移动体进行进退驱动。

＜密封件＞

而且，在本实施方式的滚珠丝杠1中，至少在螺母20的移动方向的端部中的至少一个端部上安装有密封件30。这里，如上所述，对于螺母20相对于丝杠轴10进退移动的滚珠丝杠1，优选在螺母20的轴向(移动方向)的两端分别安装密封件30。

该密封件30具有密封牙31和筒状部32，该密封牙31包围丝杠轴10的外周面，并且向内侧进入到丝杠轴10的螺旋槽11中，该筒状部32向螺母20的轴向外侧露出。

并且，如图2(a)所示，在密封件30中，在筒状部32的内周面上以与丝杠轴10之间形成空间的方式设有润滑脂积存部33。该润滑脂积存部33形成为内周面从密封件30的一端部朝向埋设于螺母20内的密封件30的另一端部而扩径，其中，该密封件30的一端部从螺母20的端部露出。即，密封件30的一端部的内径为与丝杠轴10的槽脊部12接触的程度的直径，密封件30的另一端部的内径比密封件30的一端部的内径大。

并且，在密封件30上设置有与润滑脂积存部33连通并且在筒状部32的外周面上开口的排出口35(参照图6)。

排出口35设置为从筒状部32的轴向的外端部在轴向上延伸。另外，排出口35的在筒状部32的外周面上的开口部的形状优选为圆形，以使得润滑脂容易被从润滑脂积存部33压出。

[间隙]

在丝杠轴10的外周面与密封件30的内周面之间设有间隙S。而且，丝杠轴10的螺旋槽11(的底部)与密封件30的内周面之间的间隙的尺寸S1优选为比丝杠轴10的螺旋槽11、11间的槽脊部12与密封件30的内周面之间的间隙的尺寸S2大(参照图2(b))。各个间隙的尺寸S1、S2是在丝杠轴10的径向上的尺寸。另外，间隙的尺寸S2优选为0.3mm以下。

这里，与螺旋槽11的截面形状为哥特弧形状相应地，以往的密封件的截面形状以间隙的尺寸S1、S2大致相同的方式形成为均匀的哥特弧形状。与此相对地，本实施方式的密封件的截面形状例如以单一的圆弧形状形成，由此使间隙的尺寸S1比间隙的尺寸S2大。

通过这样规定间隙的尺寸S1、S2，成为附着于丝杠轴10的表面的润滑脂容易进入螺母20内的形状。

[切槽]

而且，在密封件30的筒状部32上设有从其轴向的外端部在轴向上延伸的切槽34。该切槽34设置为：在丝杠轴10是右螺旋时，从筒状部32的外侧端面观察，该切槽34相对于丝杠轴10的直径方向的线向逆时针方向倾斜。另一方面，设置为：在丝杠轴10是左螺旋时，从筒状部32的外侧端面观察，该切槽34相对于丝杠轴10的直径方向的线向顺时针方向倾斜。

这里，切槽34以与排出口35在密封件30的周向上的设置位置相同的相位设置，并且与排出口35连通。

关于切槽34的数量，在筒状部32的圆周方向上等间隔地在六处设置切槽34，其数量也可以是排出口35的数量或考虑到后述的各种功能而为其他数。并且，优选所有的切槽34与排出口35连通，但是也可以设置不与排出口35连通的切槽34。

在丝杠轴10是右螺旋时，在从筒状部32的外侧端面沿丝杠轴10的轴向观察时，切槽34相对于丝杠轴10的直径方向的线L1向逆时针方向以角度β倾斜(参照图3)。另外，图3所示的丝杠轴10是右螺旋，图3示出从图1的左方观察图1的左侧的密封件30的状态。另外，即使从图1的右方观察图1的右侧的密封件30，也表现为与图3的密封件30同样。并且，在丝杠轴10是左螺旋的情况下，切槽34的倾斜角度β与右螺旋的情况相反地，相对于线L1向顺时针方向倾斜。

并且，密封件30的切槽34相对于丝杠轴10的轴线X以角度α地倾斜。该角度α的方向比轴线X向沿着形成于丝杠轴10的外周面上的螺旋槽的方向倾斜(参照图1)。另外，切线L2与面P所成的角度是螺纹的导程角γ，其中，面P与轴线X成直角。因此，如果以与导程角γ的关系进行定义，则切线L2能够说是形成于丝杠轴10的外周面的规定了丝杠轴10的螺纹的导程角γ的螺旋槽的。因此，切槽34能够表现为相对于丝杠轴10的轴线X向沿着形成于丝杠轴10的外周面的螺旋槽的方向倾斜，其中，螺旋槽规定了丝杠轴10的螺纹的导程角γ。

并且，切槽34在角度α、β各个倾斜方向上都以相同的宽度尺寸形成，因此，切槽34的内侧的对置的两个面34a、34b(参照图4、图5)成为彼此平行的面，各面34a、34b也以角度α、β倾斜。因此，对于对置的两个面(34a、34b)中的靠丝杠轴10的旋转方向侧的面34b，与密封件30的筒状部32的内周面之间的角度是锐角，在这里形成边缘部34c。另外，图4、图5中的箭头示出丝杠轴10的旋转方向。

(动作)

接下来，参照图6对本实施方式的滚珠丝杠的动作进行说明。

图6是示出通过本实施方式的滚珠丝杠及用于该滚珠丝杠的密封件来抑制润滑脂的飞散的原理的图，(a)是沿轴向的剖视图，(b)是示出位于螺母的移动方向前方的密封件的作用的主视图，(c)是示出位于螺母的移动方向后方的密封件的作用的后视图。另外，在该图6中，设位于螺母20的移动方向前方的密封件为密封件30A，设位于螺母20的移动方向后方的密封件为密封件30B来进行说明。并且，图6(a)的箭头“N”示出螺母20的移动方向，箭头“S”示出丝杠轴10的移动方向。

首先，在滚珠丝杠1运转时，以在螺母20与丝杠轴10之间的空间中填充有润滑脂的状态运转。这里，例如，如果使丝杠轴10朝向在图1中从左往右方向观察时的旋转方向B进行左旋，则螺母20在图1中向右方向移动。一边使螺母20内的润滑脂从密封件30的筒状部32的内周面与丝杠轴10之间的间隙S以一定的膜厚残留在丝杠轴10的表面上，一边进行该螺母20的移动。

此时，由于从螺母20内附着于丝杠轴10的表面并要向外部流出的润滑脂G在密封件30B的筒状部32中被刮去，并且借助于该筒状部32的反作用而经由密封件30B的润滑脂积存部33、排出口35及切槽34被向筒状部32的外周排出，因此，残留于丝杠轴10的表面的润滑脂不会超过上述的膜厚。

而且，润滑脂G按照以下的(1)至(5)的流程被引导，最终润滑脂堆积于密封件30B的外周面，由此，排除了丝杠轴10的旋转的影响，能够抑制润滑脂飞散。

(1)首先，如图6(b)所示，丝杠轴10上的润滑脂经由密封件30A与丝杠轴10之间的间隙被向螺母20中卷入。

(2)接下来，如图6(a)所示，润滑脂经由螺旋槽11与密封件30A之间的间隙进入到螺母20内。

(3)接下来，如图6(a)所示，进入到了螺母20内的润滑脂被滚珠向槽脊部12压靠。

(4)接下来，如图6(a)所示，被压靠至槽脊部12的润滑脂积存于由丝杠轴10和密封件30B形成的润滑脂积存部33。

(5)然后，如图6(a)、(c)所示，积存于润滑脂积存部33的润滑脂经由密封件30B的排出口35被从螺母20排出，沿着切槽34被引导而堆积于密封件30B的外周面。

此时，排出了螺母20内的多余的润滑脂G的密封件30B的外周面是离心力不对润滑脂G作用的场所。因此，润滑脂G不会由于离心力而向周围飞散，在自重的作用下，向与该飞散无关的丝杠轴10的下方滴落而落下。因此，不会产生由润滑脂G飞散而导致的弊端。

这样，多余的润滑脂G借助于密封件30的切槽34而落下是由于在螺母20移动时靠后侧的密封件30B。因此在图1至图7的情况下，当丝杠轴10在从图1的左往右观察时左旋时，螺母20在图1中向右方向移动，润滑脂G从此时的靠后侧的在图1中是左侧的密封件30落下。因此，当丝杠轴10向相反方向旋转时，螺母20在图1中向左方向移动，润滑脂从此时靠后侧的在图1中是右侧的密封件30同样地落下。

如以上说明那样，在本实施方式的滚珠丝杠中，位于螺母20的内部的润滑脂G经由设置于螺母20的移动方向的后方端部的密封件30B的润滑脂积存部33、排出口35及切槽34向筒状部32的外周排出。因此，螺母20内的多余的润滑脂在丝杠轴10的离心力难以作用的位置被向外部导出，因此，不会向周围飞散。

尤其是，通过使切槽34与润滑脂积存部33连通，设置于螺母的移动方向的前侧的密封件30能够使附着于丝杠轴10的表面的剩余润滑脂有效地返回螺母20内。而且，通过经由切槽34将剩余润滑脂向密封件30的外表面引导，能够避免无助于螺母20内的润滑的剩余润滑脂附着于丝杠轴10，有效地抑制了润滑脂的飞散。

这里，作为其他实施方式，如图7所示，密封件30的端面36优选为在其内径形成倒角而成为更容易将润滑脂向螺母20内引导的形状。只要在内径侧，端面36c的倒角的形状和角度等就没有特别限制。

本发明的滚珠丝杠优选为例如用于半导体元件、液晶显示面板制造装置、输送装置以及其他在清洁环境下使用的装置的滚珠丝杠或三角螺纹、梯形螺纹等滑动螺纹。

以上，参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但不意味着通过这些说明来限定发明。通过参照本发明的说明，对于本领域技术人员，公开的实施方式的各种变形例和本发明的其他实施方式是显而易见的。因此，权利要求书应当被理解为也网罗了包含于本发明的范围和主旨中的这些变形例或者实施方式。另外，在上述实施方式中，例示了丝杠轴10是右螺旋的情况进行了说明，当然丝杠轴10也可以是左螺旋。在这种情况下，如上述那样在图3中表示的切槽34的角度β与图3相反，并且，图1中的切线L2和角度α在图1中也表示为在轴线X-X的下侧呈线对称。

标号说明

1：滚珠丝杠；10：丝杠轴；11：螺旋槽；20：螺母；30：密封件；31：密封牙；32：筒状部；33：润滑脂积存部；34：切槽；35：排出口；S：间隙。

Claims (6)

1.一种滚珠丝杠，其特征在于，

该滚珠丝杠具有丝杠轴、螺母以及多个滚珠，

所述丝杠轴贯穿所述螺母，

由形成于所述丝杠轴的外周面的螺旋槽和形成于所述螺母的内周面的螺旋槽形成供所述滚珠滚动的滚动通道，

所述滚珠配置于所述滚动通道内，

在所述螺母的移动方向的端部中的至少一个端部上安装有密封件，该密封件具有：

密封牙和筒状部，所述密封牙包围所述丝杠轴的外周并且向内侧进入到所述丝杠轴的螺旋槽中，所述筒状部向所述螺母的轴向外侧露出；

润滑脂积存部，其以与所述丝杠轴之间形成空间的方式设于该筒状部的内周面；

排出口，其与该润滑脂积存部连通，在所述筒状部的外周面上开口；以及

切槽，其与该排出口连通，在所述密封件的筒状部上在其轴向上延伸，并且，在所述丝杠轴是右螺旋时，从所述筒状部的外侧端面观察，所述切槽相对于所述丝杠轴的直径方向的线向逆时针方向倾斜，并且，在所述丝杠轴是左螺旋时，从所述筒状部的外侧端面观察，所述切槽相对于所述丝杠轴的直径方向的线向顺时针方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠，其中，

所述密封件的切槽相对于所述丝杠轴的轴线向沿着形成于丝杠轴的外周面上的螺旋槽的方向倾斜，所述螺旋槽规定了丝杠轴的螺纹的导程角。

3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠，其中，

在所述丝杠轴的外周面与所述密封件的内周面之间设有间隙，所述丝杠轴的螺旋槽与所述密封件的内周面之间的间隙的尺寸比所述丝杠轴的槽脊部与所述密封件的内周面之间的间隙的尺寸大。

4.一种密封件，其特征在于，

该密封件被设置于滚珠丝杠的螺母的移动方向的端部中的至少一个端部上，该滚珠丝杠具有：丝杠轴；所述螺母，该丝杠轴贯穿所述螺母；以及滚珠，其在滚动通道内滚动，所述滚动通道由形成于所述丝杠轴的外周面的螺旋槽和形成于所述螺母的内周面的螺旋槽形成，所述螺母和所述丝杠轴借助于该滚珠而相对移动，

该密封件具有：

密封牙和筒状部，所述密封牙包围所述丝杠轴的外周并且向内侧进入到所述丝杠轴的螺旋槽中，所述筒状部向所述螺母的轴向外侧露出；

润滑脂积存部，其以与所述丝杠轴之间形成空间的方式设于该筒状部的内周面；

排出口，其与该润滑脂积存部连通，在所述筒状部的外周面上开口；以及

切槽，其与该排出口连通，在所述筒状部上在其轴向上延伸，并且，在所述丝杠轴是右螺旋时，从所述筒状部的外侧端面观察，所述切槽相对于所述丝杠轴的直径方向的线向逆时针方向倾斜，并且，在所述丝杠轴是左螺旋时，从所述筒状部的外侧端面观察，所述切槽相对于所述丝杠轴的直径方向的线向顺时针方向倾斜。

5.根据权利要求4所述的密封件，其中，

所述切槽相对于所述丝杠轴的轴线向沿着形成于丝杠轴的外周面上的螺旋槽的方向倾斜，所述螺旋槽规定了丝杠轴的导程角。

6.根据权利要求4或5所述的密封件，其中，

所述密封件的所述内周面形成为：在将该密封件安装到所述螺母上时，在所述丝杠轴的外周面与所述密封件的内周面之间设有间隙，所述丝杠轴的螺旋槽与所述密封件的内周面之间的间隙的尺寸比所述丝杠轴的槽脊部与所述密封件的内周面之间的间隙的尺寸大。