JP2006118602A - ボールねじの潤滑シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 標準のボールねじ側面へ外付け方式で潤滑シール装置を取り付けること、標準のボールねじ側面へ何も追加工等を行わずに、外付け方式で潤滑シール装置を取り付けること。
【解決手段】 ねじナットの両端部に締付ボルトを介してそれぞれ装着される概略円筒状のケース体と、前記ケース体内に挿入固着される薄肉状キャップと、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体によって構成されたフェルト状材料に潤滑油を含浸して、前記薄肉状キャップ内へ配置される複数の薄板シール板と、前記複数の薄板シール板から前記ねじナットの端部に向かう前記ケース体の内側に形成されるグリース溜まり用空間とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特にボールねじ装置における、ねじ転動部であるボールねじ軸のねじ溝とボール間、ボールナットのねじ溝とボール間の潤滑を長期間油を補給せずに使用可能な潤滑シール装置に関する。

従来、この種のシール装置には、種々の装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特許文献１のシール装置は、潤滑剤含有のゴムまたは合成樹脂リングをボールナット端部へ押え部材で取り付けて、その押え部材の突起部で合成樹脂リングの周方向に予圧を掛けるように構成している。

また、特許文献２のシール装置は、特許文献１と同様にナット等スライド部材に装着されるもので、潤滑油を塗布する部材が明細書に記載されたように、ウール混合ポリエステル製フェルトや焼結樹脂等から構成され、潤滑剤をより多量に吸収保持できるというメリットを有している。
さらに、シール装置として、特許文献３に記載されたような構造が知られている。このようなシール装置においては、ボールねじ軸のねじ溝の軸直角断面形状に対応した孔を有する薄板シール板を円周方向にずらせて重ね合わせ、枠形リングに保持されてボールナット端部へ取り付けてなるものであり、シール装置としては有効である。

また、標準のボールねじナットの両端面へ後から装着して用いるシール装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
しかし、特許文献１のシール装置は、常時潤滑剤供給部材を接触する転動体であるボールに対して押圧力を加えることにより、接触状態を長時間保持しようとするものである。従って、潤滑機構が複雑化するという不具合があった。

また、特許文献２のシール装置は、多量に吸収保持が可能でも、転動体つまりボールに接触して油を付着させていく際、常時その作用をさせるためには、この部材に油を供給するための潤滑油吸蔵体（タンク機能）を付加させる必要がある。しかも、油を保持する潤滑油を塗布する部材のボールとの接触部は、時間を追う毎に弾性を失い組成変形を起して、転動ボールとの接触状態が悪化し、潤滑作用が低下してしまうおそれがある。また、通常のフェルト材は空隙が大きいので、吸収した油も流れ出やすく、従って、明細書に記載されているように、吸蔵体と塗布体との間に流量制御弁を設ける等の工夫が必要になってくる。

さらに、特許文献３のシール装置は、一般的なシール材料を用いているので、密封機能は良好でも潤滑機構としての機能が無く、長期間安定して潤滑油を供給することができなかった。
さらにまた、特許文献４のシール装置においても、内蔵する潤滑剤保持部材が多孔質構造の焼結樹脂部材で構成されているため、前述した他の従来装置と同様に、油を保持する潤滑油を塗布する部材のボールとの接触部は、時間を追う毎に弾性を失い組成変形を起して、転動するボールとの接触状態が悪化し、潤滑作用が低下してしまうおそれがある。従って、特許文献４のシール装置においても、常時外側からねじ転動部へ潤滑剤を補給するために、ねじ溝へ接触して潤滑剤を塗布する部材とは別に補給部材を側部に装着する等工夫しているものである。

そこで、出願人は、先に、ナット端面に凹部を形成して潤滑シール装置のケース体を装着するボールねじのナット端面に取り付ける潤滑シール装置を出願した（特願２００３−３９２２７９）。
特開平１０−２３９５号公報 特許第３２８８９６１号公報 実公平５−４３３１０号公報 特開２００２−１４７５６１号公報

しかし、特願２００３−３９２２７９に係るボールねじの潤滑シール装置では、ボールねじのねじナットに凹部を形成しなければならなかった。
通常、例えばボルト等の締結手段で固定する方法が考えられるが、特にエンドカバーあるいはエンドキャップ方式と呼ばれる方式のボールねじにおいては、ねじナットの両端部にはエンドカバーあるいはエンドキャップという循環機構を有する部材が、締付ボルト等で取り付けられる。このような場合に、ねじナット端部に潤滑シールを装着しようとすると、エンドカバーあるいはエンドキャップに取付用の追加工をしたり、あるいはエンドカバーあるいはエンドキャップを取り付ける締付ボルトを交換して、潤滑シールを一緒に同じ締付ボルトを利用してナットヘ装着するように、長いものに変更することにより、一体化を図ることが考えられる。

このような方法でも一応の効果があると考えられるが、できればボールねじそのものには追加工等を行なわず、標準品としてできた状態のままで、潤滑シールをそのナット端部へ装着できることが望ましい。それにより、ユーザニーズに短時間で対応可能であり、かつコスト的にも安価に提供できる。
本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、標準のボールねじ側面へ外付け方式で潤滑シール装置を取り付けできるボールねじの潤滑シール装置を提供することにある。

本発明のさらにもう１つの目的は、標準のボールねじ側面へ何も追加工等を行わずに、外付け方式で潤滑シール装置を取り付けできるボールねじの潤滑シール装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ボールねじのねじナットの両端部に締付ボルトを介してそれぞれ装着される概略円筒状のケース体と、前記ケース体内に挿入固着される薄肉状キャップと、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体によって構成されたフェルト状材料に潤滑油を含浸して、前記薄肉状キャップ内へ配置される複数の薄板シール板と、前記複数の薄板シール板から前記ねじナットの端部に向かう前記ケース体の内側に形成されるグリース溜まり用空間とを備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、頭部側軸芯部にねじを形成して成る締付ボルトを介してボールねじのねじナットの両端部にそれぞれ装着されるエンドキャップまたはエンドカバーと、前記締付ボルトの頭部側軸芯部に形成したねじに取付ねじを装着することによって前記エンドキャップまたはエンドカバーにそれぞれ装着される概略円筒状のケース体と、前記ケース体内へ挿入固着される薄肉状キャップと、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体によって構成されたフェルト状材料に潤滑油を含浸して、前記薄肉状キャップ内へ配置される複数の薄板シール板と、前記複数の薄板シール板から前記ねじナットの端部に向かう前記ケース体の内側に形成されるグリース溜まり用空間とを備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたボールねじの潤滑シール装置において、前記締付ボルトが、六角穴付きボルトであることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項２に記載されたボールねじの潤滑シール装置において、前記取付ねじが、六角穴付きボルトであることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のボールねじの潤滑シール装置において、前記複数の薄板シール板は、円周方向にずらして重ね合わせた外周面を、前記ケース体の内周面に接着剤により固着されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のボールねじの潤滑シール装置において、前記潤滑油は、前記複数の薄板シール板を円周方向にずらして重ね合わせて前記ケース体内に挿入固定後に、前記各薄板シール板に含浸されることを特徴とする。

請求項１ないし請求項６に係る発明によれば、ケース体内に潤滑剤を含浸させた潤滑シールとグリース溜まり空間を配置してあるので、長期間給油することなく作動でき、メンテナンスフリーを達成できる。
また、潤滑シール部分を薄肉状キャップ内へ薄板シールを装着した形状としたので、組み付けが容易である。

請求項２に係る発明によれば、ボールねじ構造に追加工することなく、取付ねじのみを工夫することで、潤滑シール装置の取付が可能になり、コストダウンにも効果がある。
また、エンドカバーやエンドキャップ等の部品を取り付ける取付用ねじの軸芯を通るねじ穴との２重ねじ構造により、潤滑シール装置のケース体を取り付ける取付ねじを取付ねじ内へねじ込むことで、より強固に固着することができるという副次効果がある。

さらに、標準ボールねじのエンドカバー等の部品を取り付ける取付用ねじを、前記した構造の２重ねじ構造とすることで、潤滑シール装置を取り付ける際に、ボールねじ側に全く追加工とか、分解とかせずに作業が行えるため、ボールねじの精度やボール循環部の組み立て精度を低下させることがない。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて詳述する。
図１ないし図４は、本発明の第一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１を示す（請求項１、請求項３、請求項５、請求項６に対応する）。
本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１は、ボールねじ軸３の螺旋溝４に鋼球等の転動体（図示省略）を介して螺合したねじナット２の両側の端部２ａにそれぞれ形成したねじ孔２ｂに締付ボルト（六角穴付きボルト）６を介して装着される概略円筒状のケース体５と、ボールねじ軸３の外径が貫通する穴７ａを有し、ケース体５のシール挿入孔５ａ内に挿入固着される薄肉状キャップ７と、ボールねじ軸３の螺旋溝４の軸直角断面形状に対応した孔８ａ，８ｂ，８ｃを有するとともに、図３、図４に示すように、円周方向にずらして重ね合わせて薄肉状キャップ７内に装着される３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃからねじナット２の端部２ａに向かうケース体５の内側に形成されるグリース溜まり用空間９とを備えている。

ここで、重ね合わせた３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの外周面と薄肉状キャップ７の内周面とは、ほぼ同様の大きさとされ、重ね合わせた３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの外周面と薄肉状キャップ７の内周面とが接着剤により固定されている。３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃを構成する、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させて成る繊維体は、例えば、細いポリエステル系の樹脂繊維の表面にゴム弾性体を溶かし込んで一体化したものであり、繊維間に多数の空間を形成している。この空間は、例えば、グリース等の潤滑剤を含浸させることにより、潤滑剤供給手段を構成している。なお、樹脂繊維の材質において、基部の樹脂としては、ポリエステル系が有効であるが、これに限定されるものではない。

ケース体５は、ねじナット２の端部２ａの外形と同様の大きさを有する概略円筒状のケース体であり、内径側にはシール挿入孔５ａに続いて、それより小径の孔５ｂが形成され、さらにその底からボールねじ軸３の外径が貫通する孔５ｃが形成されている。図中１０は、グリース溜まり用空間９にグリース等の潤滑剤を供給するための開口部５ｆを封鎖するねじを示している。

そして、ケース体５は、図２に示すように、孔５ａ側から、３等分した位置に深い座繰り穴５ｄが他端面５ｇ近くまで穿設され、その底から同心状に孔５ｅが形成され、締付ボルト６の取付用孔を構成している。
次に、斯くして構成された本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１の作用について説明する。

先ず、図１，図３に示すように、潤滑剤を含浸した３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃを円周方向にずらして薄肉状キャップ７内に重ね合わせ、薄肉状キャップ７内に接着剤により固定した後、ケース体５のシール挿入孔５ａ内に挿入し接着剤により固着する。
次に、このケース体５の３箇所に設けた穴５ｄおよび孔５ｅを介して３本の締付ねじ６を装着し、ケース体５をねじナット２の両方の端部２ａに固定する。

次に、薄肉状キャップ７の穴７ａと３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの孔８ａ，８ｂ，８ｃ内にボールねじ軸３を挿入する。
これにより、薄肉状キャップ７の穴７ａと３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの孔８ａ，８ｂ，８ｃは、図４に示すように、ボールねじ軸３のねじ溝４に接触する。
そして、３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの孔８ａ，８ｂ，８ｃは、ゴム弾性体の弾性力によりボールねじ軸３の螺旋溝４面に圧接し、通常のフェルト材に比較して、長期間の潤滑作用を達成することができる。

同時に、ケース体５のシール挿入孔５ａ内に位置する薄肉状キャップ７により、外部からのゴミ等が、ここで大部分が除去される。そして、薄肉状キャップ７により除去できなかった細かいものが内部に入り込もうとすると、今度は３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの繊維間の内部空間で捕獲され、そこに留まる。このように外部からのゴミ侵入を確実に防止することができる。

以上のように、本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１によれば、従来装置のように、外周側から押圧する機構等を設けること無く、効果的に潤滑作用を行なわせることが可能となった。
また、本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１によれば、ねじナット２の端面にエンドカバー等が装着される構造でなくても、ねじナット２の端部２ａにねじ孔２ｂを形成することで一体化が可能となった。

なお、上記実施形態では、予め潤滑油を含浸した３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃを用いる場合について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、薄肉状キャップ７に挿入固定後に、各薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃに潤滑油を含浸させても良い。
また、上記実施形態では、３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃを用いる場合について説明したが、本発明は、これに限らず、薄板シール板の枚数は用途に応じて任意に選択することができる。

さらに、上記実施形態では、ボールねじ軸３の螺旋溝４を１条の場合について説明したが、本発明は、これに限らず、螺旋溝４の条数は任意である。
図５ないし図７は、本発明の第二実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１Ａを示す（請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６に対応する）。
本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１Ａは、ねじナット２の両方の端部２ａにエンドキャップ２０を設け、ケース体５をこれらエンドキャップ２０に装着した点で、第一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１とは相違する。

従って、第一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
エンドキャップ２０には、ねじナット２に設けたねじ孔２ｂと同軸状にねじ孔２０ａが設けられている。ねじ孔２０ａには、締付ボルト２１が装着される。締付ボルト２１は、図６，図７に示すように、六角孔付きボルトであり、その六角孔２１ａの底軸芯にさらにねじ孔２１ｂが形成されている。当然、このねじ孔２１ｂは、この六角孔２１ａの内円径より小さく形成されている。また、図示の例では、途中までの有底孔であるが、貫通されたねじ孔であっても、ねじ孔は途中までで、下穴が貫通してあっても良い。

ケース体５は、このねじ孔２１ｂに螺合するねじ部を有する取付ねじ（六角穴付きボルト）２２によりエンドキャップ２０に固着される。
次に、斯くして構成された本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１Ａの作用について説明する。
先ず、ねじナット２の両方の端部２ａにねじ孔２０ａを介してエンドキャップ２０を締付ボルト２１により装着する。

次に、第一実施形態と同様に、潤滑剤を含浸した３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃを円周方向にずらして薄肉状キャップ７内に重ね合わせ、薄肉状キャップ７内に接着剤により固定した後、ケース体５のシール挿入孔５ａ内に挿入し接着剤により固着する。
次に、このケース体５の３箇所に設けた穴５ｄおよび孔５ｅを介して３本の取付ねじ２２を締付ボルト２１のねじ孔２１ｂに装着し、ケース体５をねじナット２の両端部２ａ，２ａに固定する。

次に、薄肉状キャップ７の穴７ａと３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの孔８ａ，８ｂ，８ｃ内にボールねじ軸３を挿入する。
これにより、薄肉状キャップ７の穴７ａと３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの孔８ａ，８ｂ，８ｃは、図４に示すように、ボールねじ軸３のねじ溝４に接触する。
そして、３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの孔８ａ，８ｂ，８ｃは、ゴム弾性体の弾性力によりボールねじ軸３の螺子溝４面に圧接し、通常のフェルト材に比較して、長期間の潤滑作用を達成することができる。

同時に、ケース体５のシール挿入孔５ａ内に位置する薄肉状キャップ７により、外部からのゴミ等が、ここで大部分が除去される。そして、薄肉状キャップ７により除去できなかった細かいものが内部に入り込もうとすると、今度は３枚の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの繊維間の内部空間で捕獲され、そこに留まる。このように外部からのゴミ侵入を確実に防止することができる。

以上のように、本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１Ａによれば、ボールねじ装置が組み立てられた後に、潤滑シール装置を装着することができる。従って、ボールねじ装置と潤滑シール装置とは別個に組み付けができるので、作業性が向上するとともに、ボールねじの組み立て調整をした後でも簡単に潤滑シール装置の取り付けが可能である。そのため、ボールねじの精度の低下を防止できることと、分解等によりボール循環性能の低下、再調整の必要もない。

なお、本実施形態では、エンドキャップ２０を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、エンドカバーでも良い。
また、取付ねじ２２の頭部形状は六角穴に特定されず、例えば六角ボルトやその他のねじを利用することも可能である。
さらに、ケース体５内へ挿入固着した薄肉状キャップ７内へ配置された複数の薄板シール板８Ａ，８Ｂ，８Ｃの外側へ、僅かに空間を置いて外側に位置するケース体５のキャップ挿入孔５ａ内ヘプラスチックワイパーや、あるいは、リップシール等を装着して、外部からのゴミ混入を防止したり、内部からのグリース流出を防止したりすることができる。

本発明の第一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置を示す一部切り欠き側面図である。 図１におけるケース体の正面図である。 図１における潤滑シール部の組立て状況を示めす斜視図である。 図１における各薄板シール板７Ａ，７Ｂ，７Ｃとボールねじ棒３との関係を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置を示す一部切り欠き側面図である。 図５における取付ねじ連結状態を示す分解断面図である。 図６におけるＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１，１Ａ ボールねじの潤滑シール装置
２ ねじナット
３ ボールねじ軸
４ 螺旋溝
５ ケース体
５ａ シール挿入孔
６ 締付ボルト（六角穴付きボルト）
７ 薄肉状キャップ
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 薄板シール板
８ａ，８ｂ，８ｃ 孔
２０ エンドキャップ
２１ 締付ボルト
２１ａ 六角孔
２１ｂ ねじ孔
２２ 取付ねじ（六角穴付きボルト）

Claims (6)

1. ボールねじのねじナットの両端部に締付ボルトを介してそれぞれ装着される概略円筒状のケース体と、
   前記ケース体内に挿入固着される薄肉状キャップと、
   樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体によって構成されたフェルト状材料に潤滑油を含浸して、前記薄肉状キャップ内へ配置される複数の薄板シール板と、
   前記複数の薄板シール板から前記ねじナットの端部に向かう前記ケース体の内側に形成されるグリース溜まり用空間と
   を備えたことを特徴とするボールねじの潤滑シール装置。
2. 頭部側軸芯部にねじを形成して成る締付ボルトを介してボールねじのねじナットの両端部にそれぞれ装着されるエンドキャップまたはエンドカバーと、
   前記締付ボルトの頭部側軸芯部に形成したねじに取付ねじを装着することによって前記エンドキャップまたはエンドカバーにそれぞれ装着される概略円筒状のケース体と、
   前記ケース体内へ挿入固着される薄肉状キャップと、
   樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体によって構成されたフェルト状材料に潤滑油を含浸して、前記薄肉状キャップ内へ配置される複数の薄板シール板と、
   前記複数の薄板シール板から前記ねじナットの端部に向かう前記ケース体の内側に形成されるグリース溜まり用空間と
   を備えたことを特徴とするボールねじの潤滑シール装置。
3. 前記締付ボルトが、六角穴付きボルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたボールねじの潤滑シール装置。
4. 前記取付ねじが、六角穴付きボルトであることを特徴とする請求項２に記載されたボールねじの潤滑シール装置。
5. 前記複数の薄板シール板は、円周方向にずらして重ね合わせた外周面を、前記ケース体の内周面に接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のボールねじの潤滑シール装置。
6. 前記潤滑油は、前記複数の薄板シール板を円周方向にずらして重ね合わせて前記ケース体内に挿入固定後に、前記各薄板シール板に含浸されることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のボールねじの潤滑シール装置。
   

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