JP2000145915A - ボールねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール性を従来よりも向上させたボールね
じを提供する。 【解決手段】 ボールねじのナットに装着されるシール
部材２１の一部を、ナットの軸線方向外側を向く側面２
１２からシール部材２１の途中まで延びる複数のスリッ
ト２１３…２１３によって周方向に複数のブロック２１
４…２１４に分割する。各ブロック２１４の周方向に関
する一対の端面２１４ａ，２１４ｂのうち、ねじ軸１１
がナット１３内へ送り込まれるときのねじ軸に対するナ
ットの回転方（矢印Ｆ方向）に向けられた一方の端面２
１４ａを、シール部材２１の内周側から外周側へ向かう
ほどナット１３の半径方向に対して前記回転方向と反対
側に漸次変位するよう傾ける。一方の端面２１４ａと対
向する他方の端面２１４ｂは半径方向かまたは当該半径
方向に対して一方の端面２１４ａとは反対側に傾いた方
向に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナットの軸端部に
シール部材が設けられたボールねじに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじのナットには、異物の侵入と
ナット内に充填した潤滑剤の漏れとを防止するためにシ
ール装置が取り付けられている。シール装置には種々の
ものが存在するが、その一例として、ねじ軸のボール転
走溝に嵌合する螺旋状の突部が設けられたリング状のシ
ール部材をナットの軸端に取り付けたものが実用に供さ
れている。ところが、ねじ軸やそのボール転走溝とシー
ル部材との間には寸法誤差があり、リング状のシール部
材の内周をその全周に亘ってねじ軸と完全に密着させる
ことは難しい。

【０００３】そこで、例えば図１２に示すように、リン
グ状のシール部材１の一部を周方向に関して複数のブロ
ック１ａ…１ａに分割し、各ブロック１ａをねじ軸２に
向かって押し込んで各ブロック１ａの突部１ｂとボール
転走溝２ａとを密着させるとともに、分割された各ブロ
ック１ａの互いに対向する分割面１ｃ，１ｄをねじ軸２
の半径方向に関して傾斜させ、さらにはねじ軸２の軸線
方向に対してもボール転走溝２ａのねじれ方向に傾斜さ
せたシール装置が提案されている（例えば実開平６−６
７９５号公報参照）。この装置によれば、各ブロック１
ａが半径方向に変位できるので寸法誤差があっても確実
にブロック１ａとねじ軸２とを接触させることができ
る。また、ねじ軸２がナット３内に送り込まれるとき、
そのねじ軸２に対するナット３の回転方向を向いた一方
の分割面１ｃによってねじ軸２上の異物を掻き取り、そ
の異物を分割面１ｃの傾きに従ってナット３の外周およ
び軸線方向外側に排出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシール
部材１では、各ブロック１ａの分割面１ｃ，１ｄがほぼ
平行であり、それらの分割面１ｃ，１ｄの間に形成され
るスリット４…４の幅は一定である。従って、他方の分
割面１ｄはシール部材１の内周側から外周側へ向かうほ
ど周方向に突出するいわばオーバーハング形状を呈して
おり、各ブロック１ａはナット３の軸線方向からみて平
行四辺形をねじ軸２に沿って湾曲させた形状を呈してい
る。従って、図１２（ａ）に矢印Ａで示すように分割面
１ｄの付近にねじ軸２側への押し込み力が作用した場
合、その力をブロック１ａの内周とねじ軸２との間で受
けることができず、その分割面１ｄの付近がスリット４
を狭めるように半径方向中心側に大きく変位する。これ
により、図１２（ａ）に矢印Ｂで示したようにブロック
１ａの反対側、すなわち分割面１ｃの側にねじ軸２から
離れる方向の力が作用して分割面１ｃの内周縁１ｅがね
じ軸２から浮き上がる。そのような状態でねじ軸２がナ
ット３内に送り込まれると、ねじ軸２に付着した異物が
シール部材１の内周側に噛み込まれるおそれがある。

【０００５】また、ねじ軸２がナット３内に送り込まれ
る際には分割面１ｃが上述したように機能しても、その
反対にねじ軸２がナット３から送り出される際にスリッ
ト４内に異物が残っていると、その異物が反対側の分割
面１ｄによってナット３の半径方向中心側および軸線方
向内側に押し込まれる。このため、異物がシール部材１
とねじ軸２との間に噛み込まれるおそれもある。

【０００６】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、シール部材の一部を複数のブロ
ックに分割した場合におけるシール性を従来よりも向上
させたボールねじを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【０００８】請求項１の発明は、外周にボール転走溝
（１１ａ）を有するねじ軸（１１）と、前記ボール転走
溝に沿って転走可能な複数のボール（１２…１２）と、
前記複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナッ
ト（１３）と、前記ナットの軸端に設けられるシール部
材（２１）とを備え、前記シール部材の内周には前記ボ
ール転走溝に嵌合する螺旋状の突部（２１１）が設けら
れたボールねじにおいて、前記シール部材（２１）の一
部が、前記ナット（１３）の軸線方向外側を向く一側面
（２１２）から当該シール部材の途中まで延びる複数の
スリット（２１３…２１３）によって周方向に複数のブ
ロック（２１４…２１４）に分割され、各ブロックの前
記周方向に関する一対の端面（２１４ａ，２１４ｂ）の
うち、前記ねじ軸（１１）がナット（１３）内へ送り込
まれるときの前記ねじ軸に対する前記ナットの回転方向
（矢印Ｆ方向）に向けられた一方の端面（２１４ａ）は
前記シール部材の内周側から外周側へ向かうほど前記ナ
ットの半径方向に対して前記回転方向と反対側に漸次変
位するよう傾けられ、前記一方の端面（２１４ａ）と対
向する他方の端面（２１４ｂ）は前記半径方向かまたは
当該半径方向に対して前記一方の端面とは反対側に傾い
た方向に延びていることを特徴とするボールねじによ
り、上述した課題を解決する。

【０００９】この発明によれば、各ブロック（２１４）
がナット（１３）の軸線方向からみてそれぞれの内周側
を底辺とする略台形状に形成されるため、図５に矢印Ｐ
で示したようにブロック（２１４）を中心側に押し込ん
でも、各ブロックが半径方向中心側へほぼ均等に変位す
る。そのため、各ブロックの端面の内周縁がねじ軸から
浮き上がるおそれがない。ねじ軸（１１）がナット（１
３）内へ入り込むようにねじ軸（１１）に対してナット
（１３）が回転すると、ねじ軸上に付着した異物は各ブ
ロック（２１４）の一方の端面（２１４ａ）に掻き取ら
れる。端面（２１４ａ）に掻き取られた異物はナット
（１３）の半径方向に対する端面（２１４ａ）の傾きに
従ってシール部材（２１）の外周側に押し出される。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１のボールねじ
において、前記一方の端面（２１４ａ）が前記ナット
（１３）の軸線方向に対して前記ボール転走溝（１１
ａ）のねじれ方向（矢印Ｄ方向）と同一方向に前記ボー
ル転走溝のリード角（α）以上の角度（θ１）で傾けら
れ、前記他方の端面（２１４ｂ）が、前記ボール転走溝
の中心線（Ｅ）の方向と直交する方向かまたは前記直交
する方向から前記ねじれ方向と反対側に傾いた方向に延
びていることを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、一方の端面（２１４
ａ）のナット軸線方向に対する傾斜角（θ１）がねじ軸
のボール転走溝（１１ａ）のリード角（α）以上に設定
されているため、端面（２１４ａ）に掻き取られた異物
はナットの軸線方向内側に取り込まれることなくスリッ
ト内に保持されるかまたはナットの軸線方向の外側に排
出される。ねじ軸に対するナットの回転方向が上記に対
して反転した場合、スリット（２１３）に残っている異
物は他方の端面（２１４ｂ）のボール転走溝に対する傾
き（θ２）によりナット（１３）の軸線方向内側に取り
込まれることなくスリット内に保持されるかまたはナッ
ト外に排出される。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２のボ
ールねじにおいて、前記複数のブロック（２１４）のう
ち、一部のブロックが前記一方の端面（２１４ａ）の内
周縁（２１４ｃ）と前記突部（２１１）との交差部分に
おいて前記ボール転走溝（１１ａ）にのみ接触し、他の
一部のブロック（２１４）が前記一方の端面（２１４
ａ）の内周縁（２１４ｃ）において前記ねじ軸（１１）
の外周面（１１ｂ）にのみ接触することを特徴とする。
この発明によれば、シール部材やねじ軸に寸法誤差があ
っても各ブロックをねじ軸の目的とする箇所に確実に接
触させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明が適用されたボール
ねじの一実施形態を示している。周知のように、ボール
ねじ１０は、ねじ軸１１と、多数のボール１２と、それ
らのボール１２を介してねじ軸１１に装着されるナット
１３とを有している。ナット１３の中心孔１３ｃにはボ
ール転走溝１３ａが形成されている（図４参照）。ボー
ル１２は、ねじ軸１１とナット１３との相対回転に伴っ
てねじ軸１１のボール転走溝１１ａとナット１３のボー
ル転走溝１３ａとの間を転走する。ボール転走溝１３ａ
の一端に達したボール１２はナット１３に固定されたリ
ターンチューブ１４を介してボール転走溝１３ａの反対
側に戻される。

【００１４】図２〜図４にも示したように、ナット１３
の両端部にはワイパー取付孔１３ｂ，１３ｂが形成され
ている。各ワイパー取付孔１３ｂにはワイパーリング２
０が装着されて止め輪１５で抜け止めされている。各ワ
イパーリング２０は、ねじ軸１１に付着した異物のナッ
ト１３内への侵入と、ナット１３内に充填された潤滑剤
（例えばグリース）の外部への漏れとを防止するシール
装置として機能する。

【００１５】図５〜図７にも示したように、各ワイパー
リング２０は、リング状のシール部材２１と、その外周
の溝２１０，２１０に装着されてシール部材２１を中心
側に締め付ける２本のばねリング２２，２２とを有して
いる。シール部材２１は合成樹脂を射出成形または切削
加工して製造され、その内周にはボール転走溝１１ａに
嵌合する螺旋状の突部２１１が設けられている。

【００１６】シール部材２１には、その一側面２１２か
ら軸線方向に沿って途中の位置まで延びる複数のスリッ
ト２１３…２１３が周方向に一定間隔で形成されてい
る。これらスリット２１３により、シール部材２１の一
部は周方向に関して複数のブロック２１４…２１４に分
割されている。なお、図ではスリット２１３およびブロ
ック２１４をそれぞれ６個としたが、その数は適宜変更
してよい。

【００１７】図５に示したように、各ブロック２１４は
周方向に関して一対の端面２１４ａ，２１４ｂを有して
いる。ねじ軸１１がナット１３内へ送り込まれるときの
ねじ軸１１に対するナット１３の回転方向（図１，図
２，図５，図７および図８の矢印Ｆ方向）に向けられた
一方の端面２１４ａは、その内周側から外周側へ向かう
ほどナット１３の半径方向に関して前進回転方向と反対
側に漸次変位するように傾けられている。以下において
は、矢印Ｆで示したナット１３の回転方向を前進回転方
向と呼び、一方の端面２１４ａを前端面と呼ぶ。

【００１８】前端面２１４ａと対向する各ブロック２１
４の他方の端面（以下、後端面と呼ぶ。）２１４ｂは、
その内周側から外周側へ向かうほどナット１３の半径方
向に関して前進回転方向に漸次変位するよう傾けられて
いる。これにより、スリット２１３の幅は外周側に向か
うほど漸次拡大する。ナット１３の半径方向はシール部
材２１の中心を通過する寸法補助線Ｌ１，Ｌ２の方向に
等しい。なお、後端面２１４ｂの傾斜角φ２は０°であ
ってもよい。すなわち、後端面２１４ｂはナット１３の
半径方向に延びる平面であってもよい。

【００１９】図８から明らかなように、前端面２１４ａ
はナット１３の軸線Ｘの方向に対してボール転走溝１１
ａのねじれ方向に傾けられている。すなわち、ボール転
走溝１１ａがナット１３の軸線方向と直交する方向（補
助線Ｃの方向）に対して所定のねじれ方向Ｄにリード角
αで傾くとき、前端面２１４ａはナット１３の軸線方向
に対してねじれ方向Ｄと同一方向に所定角度θ１だけ傾
けられている。傾斜角θ１はリード角α以上に設定され
る。前端面２１４ａによって掻き取られたねじ軸１１上
の異物をナット１３の軸線方向外側へ積極的に排出する
ためには、傾斜角θ１をリード角αよりも大きく設定す
ることが望ましい。

【００２０】一方、後端面２１４ｂは、ボール転走溝１
１ａの中心線Ｅと直交する方向（補助線Ｇの方向）に対
してねじれ方向Ｄと反対方向に所定角θ２だけ傾けられ
ている。傾斜角θ２はリード角αと等しいか、またはそ
れ以上に設定することが望ましい。なお、傾斜角θ２が
リード角αに等しいとき、後端面２１４ｂはナット１３
の軸線方向と平行である。傾斜角θ２をリード角α以上
に設定した場合、図１１に示したようにシール部材２１
をその軸線方向に組み合わされる一対の型５０，５１を
用いて射出成形する際にスリット２１３内にアンダーカ
ットが生じない。これより、型の部品点数が減るととも
に射出成形に要する手間が軽減されてコストダウンが達
成される。

【００２１】図４から明らかなように、ワイパーリング
２０はスリット２１３が開口する側面２１２がナット１
３の軸線方向外側を向くようにしてナット１３に装着さ
れる。図９は、ナット１３に装着されたワイパーリング
２０とねじ軸１１との接触状態を示している。シール部
材２１の外周に装着されたばねリング２２，２２の押圧
力により、各ブロック２１４はねじ軸１１に押し付けら
れる。シール部材２１とねじ軸１１との接触状態はブロ
ック２１４によって相違する。すなわち、図１０（ａ）
に示したように、一部のブロック２１４は、その端面２
１４ａの内周縁２１４ｃと突部２１１とが交差する部分
においてボール転走溝１１ａのみと接触し、ねじ軸１１
の外周面１１ｂとは接触しない。図１０（ｂ）に示した
ように、残りのブロック２１４はその端面２１４ａの内
周縁２１４ｃがねじ軸１１の外周面１１ｂのみと接触
し、ボール転走溝１１ａとは接触しない。このような接
触位置の変化を与えるには、例えば各ブロック２１４の
内周の曲率や突部２１１の大きさをブロック２１４毎に
変化させればよい。ボール転走溝１１ａと接触するもの
と、ねじ軸外周面１１ｂに接触するものとは周方向交互
に配置してもよく、ランダムに配置してもよい。但し、
突部２１１の両側にねじ軸１１の外周面と対向する円筒
面部分が残っているブロック２１４、換言すれば突部２
１１の一部が切り欠かれていないブロック２１４を優先
してボール転走溝１１ａと接触させることが好ましい。

【００２２】以上のように構成されたワイパーリング２
０によれば、ナット１３がねじ軸１１に対して上述した
前進回転方向に回転する場合、その回転方向に面したブ
ロック２１４の前端面２１４ａによってねじ軸１１上の
異物が掻き取られる。掻き取られた異物は前端面２１４
ａの傾斜角θ１およびφ１に従ってナット１３の軸線方
向外側および外周側に排出される。

【００２３】各ブロック２１４がナット１３の軸線方向
からみて内周側を底辺とする台形状に形成されているた
め（図５参照）、ばねリング２２が各ブロック２１４を
ナット１３の中心側に押し込む力Ｐを各ブロック２１４
の内周とねじ軸１１との間で確実に受け止めることがで
きる。従って、ブロック２１４の前端面２１４ａの内周
縁２１４ｃがねじ軸１１から浮き上がるような力が発生
しない。これにより、ねじ軸１１に付着した異物を掻き
取る上で最も重要な前端面２１４ａの内周縁２１４ｃを
ねじ軸１１に確実に押し付けることができる。さらに、
各ブロック２１４を、ねじ軸１１のボール転走溝１１ａ
に接触するものと、ねじ軸１１の外周面１１ｂに接触す
るものとに分けているので、シール部材２１やねじ軸１
１に寸法誤差があっても各ブロック２１４をねじ軸１１
の目的とする箇所に確実に接触させることができる。そ
のため、シール部材２１の加工に関して特に高い精度が
必要とされず、その加工が簡単に行えてコストダウンが
達成される。

【００２４】本発明は上述した実施形態に限定されるこ
となく、種々の形態にて実施できる。例えば上記の実施
形態では、端面２１４ａ，２１４ｂをナット１３の半径
方向およびボール転走溝１１ａの中心線と直交する方向
の両者に対して傾斜させたが、ナット１３の半径方向に
対する端面２１４ａ，２１４ｂの傾きのみを設けた場合
でもブロック２１４の前端面２１４ａの内周縁２１４ｃ
をねじ軸１１に確実に押し付けることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のボール
ねじによれば、シール部材に設けられた複数のブロック
のそれぞれを外周からの押圧力に対して半径方向中心側
へほぼ均等に変位させて各ブロックの内周をねじ軸から
浮き上がらせる力の発生を防止し、各ブロックをねじ軸
の所望位置に確実に押し当てることができる。そして、
ねじ軸に押し付けられた各ブロックの端面によりねじ軸
に付着した異物を掻き取ってナット外に効率よく排出で
きる。従って、異物に対するシール性能を高めることが
できる。さらに、ブロック間の端面にねじ軸の軸線方向
に対する傾きを付した場合には、異物をスリットからナ
ットの軸線方向外側に積極的に排出してシール性をさら
に高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたボールねじの斜視図。

【図２】図１のボールねじの軸線方向からの側面図。

【図３】図１のボールねじに設けられたナットの平面
図。

【図４】図３のナットの軸線方向の断面図。

【図５】図３のナットの軸端に装着されたワイパーリン
グの正面図。

【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図。

【図７】図５のワイパーリングの上面図。

【図８】図５のワイパーリングに設けられたスリット部
分をその外周側から拡大して示した図。

【図９】図５のワイパーリングがねじ軸に装着された状
態を示す図。

【図１０】図５のワイパーリングのシール部材に設けら
れたブロックとねじ軸との接触状態を示す図。

【図１１】図５のワイパーリングに設けられたシール部
材を射出成形するための構成を示す図。

【図１２】従来のボールねじに設けられたシール装置を
示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は使用状態を示す
図。

【符号の説明】

１０ ボールねじ １１ ねじ軸 １１ａ ボール転走溝 １１ｂ ねじ軸の外周面 １２ ボール １３ ナット １３ａ ナットのボール転走溝 １３ｂ ワイパー取付孔 １４ リターンチューブ １５，１５ 止め輪 ２０ ワイパーリング ２１ シール部材 ２２ ばねリング ２１１ シール部材の突部 ２１２ シール部材のナット軸線方向外側を向く側面 ２１３ スリット ２１４ ブロック ２１４ａ ブロックの前端面（一方の端面） ２１４ｂ ブロックの後端面（他方の端面） ２１４ｃ ブロック端面の内周縁 Ｄ ねじれ方向 Ｅ ボール転走溝の中心線 Ｘ ナットの軸線 α ボール転走溝のリード角 θ１，φ１ 一方の端面の傾斜角 θ２，φ２ 他方の端面の傾斜角

フロントページの続き (72)発明者 丹羽 宏 東京都品川区西五反田３丁目11番６号 テ イエチケー株式会社内 (72)発明者 本間 光明 東京都品川区西五反田３丁目11番６号 テ イエチケー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にボール転走溝を有するねじ軸と、
   前記ボール転走溝に沿って転走可能な複数のボールと、
   前記複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナッ
   トと、前記ナットの軸端に設けられるシール部材とを備
   え、前記シール部材の内周には前記ボール転走溝に嵌合
   する螺旋状の突部が設けられたボールねじにおいて、 前記シール部材の一部が、前記ナットの軸線方向外側を
   向く一側面から当該シール部材の途中まで延びる複数の
   スリットによって周方向に複数のブロックに分割され、
   各ブロックの前記周方向に関する一対の端面のうち、前
   記ねじ軸がナット内へ送り込まれるときの前記ねじ軸に
   対する前記ナットの回転方向に向けられた一方の端面は
   前記シール部材の内周側から外周側へ向かうほど前記ナ
   ットの半径方向に対して前記回転方向と反対側に漸次変
   位するよう傾けられ、前記一方の端面と対向する他方の
   端面は前記半径方向かまたは当該半径方向に対して前記
   一方の端面とは反対側に傾いた方向に延びていることを
   特徴とするボールねじ。
2. 【請求項２】 前記一方の端面は前記ナットの軸線方向
   に対して前記ボール転走溝のねじれ方向と同一方向に前
   記ボール転走溝のリード角以上の角度で傾けられ、前記
   他方の端面は、前記ボール転走溝の中心線の方向と直交
   する方向かまたは前記直交する方向から前記ねじれ方向
   と反対側に傾いた方向に延びていることを特徴とする請
   求項１に記載のボールねじ。
3. 【請求項３】 前記複数のブロックのうち、一部のブロ
   ックは前記一方の端面の内周縁と前記突部との交差部分
   において前記ボール転走溝にのみ接触し、他の一部のブ
   ロックは前記一方の端面の内周縁において前記ねじ軸の
   外周面にのみ接触することを特徴とする請求項１または
   ２に記載のボールねじ。