JP2007100760A - Seal for ball screw, and ball screw - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじのねじ軸とナットとの間をシールするボールねじ用シールおよびボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw seal and a ball screw for sealing between a screw shaft of a ball screw and a nut.
回転運動を直線運動に変換するボールねじは、図18に示すように、ねじ軸11及びナット12を備えており、ねじ軸11の外周面には螺旋状のボール転動溝13が形成されている。このボール転動溝13はナット12の内周面に形成された螺旋状のボール転動溝14と対向しており、ボール転動溝13とボール転動溝14との間に転動自在に組み込まれた多数のボール15は、ねじ軸11またはナット12の回転運動に伴ってボール転動溝13,14上を転動するようになっている。
As shown in FIG. 18, the ball screw that converts the rotational motion into a linear motion includes a
このようなボールねじは、ねじ軸11とナット12との間に塵埃などの異物が入り込むと、ねじ軸11とナット12との間に入り込んだ異物によってボール15の転がり運動が妨げられることがある。そこで、従来においては、図19及び図20に示すようなボールねじ用シール16をナット12の両端部に設け、このボールねじ用シール16でねじ軸11とナット12との間をシールして異物の侵入を防止するようにしている。
In such a ball screw, when foreign matter such as dust enters between the
ボールねじ用シール16はねじ軸11の外周面に遊嵌する円環状のシール本体161を備えており、このシール本体161の内周面には、ねじ軸11の外周面に形成されたボール転動溝13とナット12の内周面に形成されたボール転動溝14との間をシールするために、図20及び図21に示すような非接触型のシールねじ山162が形成されている。
The
このようなボールねじ用シールでは、シール本体161の内周面に形成されたシールねじ山162で異物の侵入を防止することができるが、シールねじ山162がシール本体161の全周にわたって形成されている。このため、ボールねじのナット12がねじ軸11の端部に設けられたストッパ17(図18参照)に衝突し、その衝撃力がシール本体161に加わると、シールねじ山162がねじ軸11のボール転動溝13に強く食い込み、過度の減速により衝撃吸収効果が十分得られないという問題があった。また、シールねじ山162がねじ軸11のボール転動溝13に押し付けられることにより、シールねじ山162が変形してボールねじ用シールのシール機能を低下させるという問題もあった。
In such a ball screw seal, foreign matter can be prevented from entering by the
一方、特開平10−252856号公報に開示されたボールねじ用シール171は、図22に示すように、薄板形状のため、上記のような問題が生じることはないが、衝突時の衝撃吸収機能はなく、別途、緩衝部材が必要であった。さらに、このようなボールねじ用シールにあっては、図23に示すように、ボールねじのナット内で発生した作動音が外部に漏れやすいという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、衝突時の緩衝機能と動作時の遮音機能を兼ね備えたボールねじ用シールおよびボールねじを提供することを目的とする。
On the other hand, the
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a ball screw seal and a ball screw that have both a shock absorbing function during a collision and a sound insulating function during operation.
上記の目的を達成するために、本発明に係るボールねじ用シールは、ボールねじのナット端面に形成されたシール取付穴に嵌合する外周面を有する円筒状のシール本体と、前記ボールねじのねじ軸外周面に形成されたボール転動溝に向けて前記シール本体の内周面から突出するシールリップとを備えたボールねじ用シールにおいて、前記シールリップを前記シール本体の内周面の一部のみに形成し、かつ前記シールリップの根元部の厚さを該シールリップの先端部の厚さよりも厚くしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a ball screw seal according to the present invention includes a cylindrical seal body having an outer peripheral surface that fits into a seal mounting hole formed on a nut end surface of the ball screw, and the ball screw. A ball screw seal provided with a seal lip protruding from an inner peripheral surface of the seal body toward a ball rolling groove formed on an outer peripheral surface of the screw shaft, wherein the seal lip is a part of the inner peripheral surface of the seal body. The thickness of the base portion of the seal lip is made thicker than the thickness of the tip portion of the seal lip.
本発明に係るボールねじ用シールにおいて、前記シールリップは前記シール本体の軸方向長さより小さいシール山幅で前記シール本体の内周面に形成されていることが好ましい。また、前記シール本体の軸方向長さをLAとしたとき、前記シールリップは1/5LA〜1/10LAのシール山幅で前記シール本体の内周面に形成されていることが好ましい。さらに、前記ボールねじのボールの直径をDaとしたとき、前記シールリップは1/8Da〜2/3Daのシール山幅で前記シール本体の内周面に形成されていることが好ましい。 In the ball screw seal according to the present invention, it is preferable that the seal lip is formed on the inner peripheral surface of the seal body with a seal crest width smaller than the axial length of the seal body. Further, when the axial length of the seal body and the L A, it is preferable that the sealing lip is formed on the inner peripheral surface of said seal body in sealing ridge width of 1 / 5L A ~1 / 10L A . Further, when the ball diameter of the ball screw is Da, the seal lip is preferably formed on the inner peripheral surface of the seal body with a seal crest width of 1/8 Da to 2/3 Da.
また、本発明に係るボールねじ用シールにおいて、前記ボール転動溝のリードをLBとしたとき、前記シール本体は1/4LB〜4/4LBの長さで円筒状に形成されていることが好ましい。さらに、前記シール本体の軸方向長さは前記シールリップのシール山幅の2〜10倍であることが好ましい。
また、前記シールリップは、前記シール本体の端面に対して所定の角度で傾斜する傾斜面を前記シール本体の端面側に有することが好ましい。この場合、前記シールリップは前記シール本体の端面から1mm以上離れた前記シール本体の内周面端部に形成されていることが望ましい。
Further, in the ball screw seal according to the present invention, when the lead of the ball rolling groove and the L B, wherein the seal body is formed into a cylindrical shape with a length of 1 / 4L B ~4 / 4L B It is preferable. Furthermore, the axial length of the seal body is preferably 2 to 10 times the seal crest width of the seal lip.
Moreover, it is preferable that the said seal lip has the inclined surface which inclines at a predetermined angle with respect to the end surface of the said seal body at the end surface side of the said seal body. In this case, it is preferable that the seal lip is formed at an end portion of the inner peripheral surface of the seal body that is 1 mm or more away from the end surface of the seal body.
また、本発明に係るボールねじ用シールにおいて、前記シールリップは、前記ねじ軸の外周面に形成された複数条のボール転動溝に対応して前記シール本体の内周面に前記ボール転動溝のリード角に位相を合わせて複数設けられていることが好ましい。さらに、前記シール本体および前記シールリップは熱可塑性樹脂から形成されていることが好ましい。 In the ball screw seal according to the present invention, the seal lip is formed on the inner peripheral surface of the seal body corresponding to a plurality of ball rolling grooves formed on the outer peripheral surface of the screw shaft. It is preferable that a plurality is provided in phase with the groove lead angle. Furthermore, the seal body and the seal lip are preferably formed from a thermoplastic resin.
本発明に係るボールねじは、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するナットと、前記ねじ軸または前記ナットの回転運動に伴って前記ボール転動溝上を転動する多数のボールと、前記ナットの端部に設けられたボールねじ用シールとを備えたボールねじであって、前記ボールねじ用シールが前記ナットの端面に形成されたシール取付穴に嵌合する外周面を有する円筒状のシール本体と、前記ねじ軸の外周面に形成されたボール転動溝に向けて前記シール本体の内周面から突出するシールリップとからなり、前記シールリップが前記シール本体の内周面の一部のみに形成され、かつ前記シールリップの根元部の厚さが該シールリップの先端部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする。 A ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a spiral ball rolling groove on an outer peripheral surface, a nut having a spiral ball rolling groove facing the ball rolling groove of the screw shaft, and the screw shaft. Or a ball screw comprising a large number of balls that roll on the ball rolling groove as the nut rotates, and a ball screw seal provided at an end of the nut, A cylindrical seal body having an outer peripheral surface that fits into a seal mounting hole formed on an end surface of the nut, and an inner surface of the seal body toward a ball rolling groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft. A seal lip protruding from the peripheral surface, wherein the seal lip is formed only on a part of the inner peripheral surface of the seal body, and the thickness of the base portion of the seal lip is greater than the thickness of the tip portion of the seal lip Also thickly formed And wherein the are.
本発明に係るボールねじ用シールでは、シールリップをシール本体の内周面の一部のみに形成し、かつシールリップの根元部の厚さを該シールリップの先端部の厚さよりも厚くしたことにより、ボールねじのナットがストッパなどに衝突したときの衝撃力をシールリップの根元部で吸収することが可能となるので、衝突時の緩衝機能を高めることができる。また、シール本体が円筒状に形成されているため、薄板状のシールと比較して、動作時の遮音機能を高めることができる。 In the ball screw seal according to the present invention, the seal lip is formed only on a part of the inner peripheral surface of the seal body, and the thickness of the base portion of the seal lip is made thicker than the thickness of the tip portion of the seal lip. As a result, the impact force when the nut of the ball screw collides with the stopper or the like can be absorbed by the root portion of the seal lip, so that the shock absorbing function at the time of collision can be enhanced. Moreover, since the seal body is formed in a cylindrical shape, the sound insulation function during operation can be enhanced as compared with a thin plate-like seal.
また、本発明に係るボールねじでは、シールリップをシール本体の内周面の一部のみに形成し、かつシールリップの根元部の厚さを該シールリップの先端部の厚さよりも厚くしたことにより、ボールねじのナットがストッパなどに衝突したときの衝撃力をシールリップの根元部で吸収することが可能となるので、衝突時の緩衝機能を高めることができる。また、シール本体が円筒状に形成されているため、薄板状のシールと比較して、動作時の遮音機能を高めることができる。 In the ball screw according to the present invention, the seal lip is formed only on a part of the inner peripheral surface of the seal body, and the thickness of the base portion of the seal lip is made thicker than the thickness of the tip portion of the seal lip. As a result, the impact force when the nut of the ball screw collides with the stopper or the like can be absorbed by the root portion of the seal lip, so that the shock absorbing function at the time of collision can be enhanced. Moreover, since the seal body is formed in a cylindrical shape, the sound insulation function during operation can be enhanced as compared with a thin plate-like seal.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るボールねじの概略構成を示す断面図、図2は図1に示すボールねじ用シールの正面図、図3は図2に示すボールねじ用シールの背面図、図4は図2のIV−IV断面図、図5は図4に示すボールねじ用シールの部分断面図であり、第1の実施形態に係るボールねじ20は、外周面にボール転動溝13を有するねじ軸11と、このねじ軸11のボール転動溝13と対向するボール転動溝14を内周面に有するナット12とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a sectional view showing a schematic configuration of a ball screw according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the ball screw seal shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the ball screw seal shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2, FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the ball screw seal shown in FIG. 4, and the ball screw 20 according to the first embodiment is formed on the outer peripheral surface. A
ボール転動溝13,14は螺旋状に形成されており、ボール転動溝13とボール転動溝14との間には多数のボール15が転動自在に組み込まれている。これらのボール15はねじ軸11またはナット12の回転運動に伴ってボール転動溝13,14上を転動するようになっており、ナット12の両端部には、切削粉や塵埃などの異物がねじ軸11とナット12との間に侵入するのを防ぐために、ボールねじ用シール21が設けられている。
The
ボールねじ用シール21は、例えばデュポン社製ハイトレル3046(商品名)などの熱可塑性樹脂材から形成されている。また、ボールねじ用シール21は例えば図6に示す成形型26を用いて成形され、成形型26は成形型本体26aと蓋体26bとで構成されている。さらに、ボールねじ用シール21は、図2〜図4に示すように、ナット12の端面に形成されたシール取付穴22(図1参照)に嵌合する外周面を有する円筒状のシール本体23と、このシール本体23と一体に形成された非接触型のシールリップ24とを備えた構成となっている。
The
シールリップ24はシール本体23の内周面端部のみに形成されており、シール本体23の軸方向長さをLAとすると、軸方向長さLAの1/5〜1/16のシール山幅Wでシール本体23の内周面端部に形成されている。また、シールリップ24はねじ軸11の外周面に形成されたボール転動溝13に向かってシール本体23の内周面から突出しており、ボール15の直径をDaとすると、シールリップ24はボール直径Daの1/8〜2/3倍のシール山幅Wでシール本体23の内周面に形成されている。さらに、シールリップ24の先端面24b(図7参照)の断面形状はねじ軸11の外周面に形成されたボール転動溝13の溝面と同一形状となっており、シールリップ24の根元部の厚さ(シール山幅W)はシールリップ24の先端部の厚さよりも厚くなっている。
シール本体23は、ねじ軸11の外周面に形成されたボール転動溝13のリードをLBとすると、リードLBの1/4〜1倍の長さで円筒状に形成されている。また、シール本体23は、シールリップ24のシール山幅をWとすると、シール山幅Wの2〜10倍の長さで円筒状に形成されている。さらに、シールリップ24は、シール本体23の内径をDとすると、内径Dの1/5〜1/10の長さlでシール本体23の内周面端部に形成されている。
このように構成される本発明の第1の実施形態では、上述したように、シールリップ24をシール本体23の内周面の一部のみに形成し、かつシールリップ24の根元部の厚さWをシールリップ24の先端部の厚さよりも厚くしたことにより、ナット12がストッパなどに衝突したときの衝撃力をシールリップ24の根元部で吸収することが可能となるので、衝突時の緩衝機能を高めることができる。また、シール本体23が円筒状に形成されているため、図22に示した薄板状のシール171と比較して、動作時の遮音機能を高めることができる。
In the first embodiment of the present invention configured as described above, as described above, the
さらに、シールリップ24をシール本体21の内周面の一部のみに形成したことにより、シールリップ24によりシールされる部分の軸方向長さが従来のボールねじ用シールよりも小さくなる。これにより、ねじ軸11の外周面に形成されたボール転動溝13にシールリップ24が接触してもシールリップ24とボール転動溝13との間に大きな摩擦抵抗が発生することを防止できるので、ボールねじの回転トルクを増大させることなくねじ軸11とナット12との間をシールすることができる。
Furthermore, since the
また、上述した第1の実施形態ではシール本体23の軸方向長さLAをボール転動溝13のリードLBの1/4〜1倍にしたことにより、ボールねじのナット内で発生した作動音が図8に示すようにシール本体23で吸収されるため、前述した従来のボールねじ用シールに比べ、ボールねじ用シールの吸音性を高めることができ、ボールねじのナット内で発生した作動音が外部に漏れるのを抑制することができる。
Further, by the first embodiment described above in which the axial length L A of the seal
図9〜図11は本発明の第2の実施形態を示す図であり、この第2の実施形態が上述した第1の実施形態と異なる点は、シールリップ24がシール本体23の端面23aに対して所定の角度θ(例えばθ=5°〜30°)で傾斜する傾斜面25をシール本体23の端面側に有する点である。
このようにシールリップ24がシール本体23の端面23aに対して所定の角度で傾斜する傾斜面25をシール本体23の端面側に有することにより、ねじ軸11のボール転動溝13に付着した異物が傾斜面25によって排除されるため、切削粉や塵埃などの異物がねじ軸11とナット12との間に侵入するのをより効果的に防止することができる。
FIGS. 9-11 is a figure which shows 2nd Embodiment of this invention, The points from which this 2nd Embodiment differs from 1st Embodiment mentioned above are that the
As described above, the
図12〜図14は本発明の第3の実施形態を示す図であり、この第3の実施形態が上述した第2の実施形態と異なる点は、シールリップ24をシール本体23の端面23aから1mm以上離れたシール本体23の内周面端部に形成した点である。
このようにシールリップ24をシール本体23の端面23aから1mm以上離れたシール本体23の内周面端部に形成すると、第2の実施形態のように、シール本体23の端面23aに対して斜めに傾斜する傾斜面25をシールリップ24に形成してもシールリップ24の先端部がシール本体23の外部に突出しなくなるので、ボールねじのナットがねじ軸の端部に移動した際にシールリップ24の先端部がねじ軸の端部に設けられたストッパに当接して破損することを防止することができる。
12 to 14 are views showing a third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the second embodiment described above in that the
When the
上述した第1〜第4の実施形態ではシール本体23の内周面に一つのシールリップ24を形成したものを例示したが、ねじ軸の外周面に形成されるボール転動溝が二条以上である場合には、図15〜図17に示す第5の実施形態のように、シール本体23の内周面に複数のシールリップ24をねじ軸の外周面に形成されたボール転動溝のリード角に位相を合わせて設けてもよい。
また、上述した第1〜第5の実施形態ではボールねじのねじ軸外周面に形成されたボール転動溝とナット内周面に形成されたボール転動溝との間をシールするシールリップとして非接触型のシールリップ24を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接触型のシールリップを用いてもよい。
In the first to fourth embodiments described above, an example in which one
In the first to fifth embodiments described above, as a seal lip that seals between the ball rolling groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft of the ball screw and the ball rolling groove formed on the inner peripheral surface of the nut. Although the non-contact
11 ねじ軸
12 ナット
13,14 ボール転動溝
15 ボール
16,21 ボールねじ用シール
17 ストッパ
22 シール取付穴
23 シール本体
24 シールリップ
25 傾斜面
11
Claims (11)
前記シールリップを前記シール本体の内周面の一部のみに形成し、かつ前記シールリップの根元部の厚さを該シールリップの先端部の厚さよりも厚くしたことを特徴とするボールねじ用シール。 A cylindrical seal body having an outer peripheral surface that fits into a seal mounting hole formed on a nut end surface of the ball screw, and a ball rolling groove formed on an outer peripheral surface of the ball screw. In a ball screw seal provided with a seal lip protruding from the inner peripheral surface,
The ball screw characterized in that the seal lip is formed only on a part of the inner peripheral surface of the seal body, and the thickness of the base portion of the seal lip is larger than the thickness of the tip portion of the seal lip. sticker.
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