JP2010185516A

JP2010185516A - ボールねじ

Info

Publication number: JP2010185516A
Application number: JP2009030051A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yano; 吉章矢野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: JP5071403B2

Abstract

【課題】ナットの軸方向両端または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備えたボールねじにおいて、トルクの増加を招くことなく、両シールのリップ部の潤滑が良好になされ、高いシール性能が確保できるようにする。
【解決手段】外側シール４２と内側シール４３との間に潤滑剤含有部材４４を配置し、潤滑剤含有部材４４からしみ出た潤滑剤によりリップ４２ｂ，４３ｂ部を潤滑する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボールねじに関する。

電動射出成形機などで使用されるボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、を備えている。
このようなボールねじのボールは、ねじ軸の回転運動に伴ってねじ溝を転動するため、ねじ軸に付着した塵埃や摩耗粉などの異物がナット内に入り込むと、ナット内に入り込んだ異物によってボールの転がり運動が阻害され、焼付きなどの損傷が生じることがある。そこで、ナット内への異物の侵入等を防ぐために、ナットの軸方向両端または一端にリング状のシールが配置されている。

下記の特許文献１には、ナットの軸方向両端または一端に、一対の環状シールを環状スペーサを介して配置し、このスペーサの内周面と両シールの端面とねじ軸の外周面およびねじ溝とで形成される空間に、潤滑剤としてグリースを充填することが記載されている。このようにすることで、一対の環状シールのうちの外側のシールにより、異物がナット内に侵入することを有効に防止し、内側のシールにより、ナット内のグリースが外部に漏れることを防止している。また、充填したグリースにより両シールのリップ部が潤滑されることで、リップ部の摩耗を防止している。

特開２００５−２７３６８０号公報

しかしながら、特許文献１のように潤滑剤としてグリースを充填すると、両シールのリップ部間に大きな内圧が生じ、両シールのリップ部が吸盤のように吸いついてトルクが増加する問題がある。
本発明の課題は、ナットの軸方向両端または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備えたボールねじにおいて、トルクの増加を招くことなく、両シールのリップ部の潤滑が良好になされ、高いシール性能が確保できるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明のボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、ナットの軸方向両端または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備え、前記シールはナットに固定される縁部を備えた本体と、ねじ軸の外周面および螺旋溝に弾性変形状態で接触するリップ部と、を有し、隣り合うシールの間に潤滑剤含有部材が配置されていることを特徴とする。

潤滑剤含有部材としては、ゴムまたはポリマーからなる基材に潤滑剤を含有させたものが挙げられる。ゴムを基材とした潤滑剤含有部材としては、ポリウレタンゴムにグリースを含有した状態で硬化させたポリウレタンゴムが挙げられる。含有させるグリースとしては、鉱油リチウム石けんグリースなどの通常のグリースが使用できる。
ポリマーを基材とした潤滑剤含有部材の場合、使用できるポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテンが挙げられ、潤滑剤としては、ポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油などが挙げられる。

ポリマーを基材とした潤滑剤含有部材は、上述のポリマーに、上述の潤滑剤のいずれかを単独で、もしくは複数種を使用し、必要に応じて各種添加剤を加えて混合したものを射出成形することで作製することができる。
本発明のボールねじにおいて、ナット内のねじ軸およびボールに潤滑剤を供給する潤滑剤含有部材を備えていることが好ましい。

本発明のボールねじにおいて、前記複数配置されたシールのうち軸方向でナットの最も外側に配置される外側シールは、リップ部の先端が軸方向でナットの外側に傾くように形成され、前記外側シールの隣に配置される内側シールは、リップ部の先端が軸方向でナットの内側に傾くように形成されていることが好ましい。

本発明のボールねじによれば、ナットの軸方向両端または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備えたボールねじにおいて、隣り合うシールの間に潤滑剤含有部材が配置されているため、グリースを充填した場合のようなトルクの増加を招くことなく、両シールのリップ部の潤滑が良好になされ、高いシール性能を確保することができる。

本発明の実施形態に相当するボールねじの、シール取り付け部分を示す部分断面図である。従来例に相当するボールねじの、シール取り付け部分を示す部分断面図である。本発明の図１とは別の実施形態に相当するボールねじの、シール取り付け部分を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態のボールねじのシール取り付け部分を示す部分断面図である。
図１に示すように、このボールねじは、ナット１とねじ軸２とボール（図示せず）を備え、ナット１の一端にフランジ１１が形成されている。このフランジ１１にシール装置４が固定されている。ナット１には、潤滑剤供給穴１２が形成されている。シール装置４は、円環状の本体４１と、リング状の外側シール４２および内側シール４３と、シール用の環状の潤滑剤含有部材４４とからなり、ねじ軸用の環状の潤滑剤含有部材４５も備えている。

本体４１の軸方向一端には、フランジ１１の内周部に設けた凹部１１ａに嵌まる凸部４１ａが形成されている。本体４１の内周面には、外側シール４２、内側シール４３、およびシール用の潤滑剤含有部材４４を配置する大径部４１ｂと、ねじ軸用の潤滑剤含有部材４５を配置する小径部４１ｃが形成されている。
外側シール４２および内側シール４３は、それぞれ、金属板からなる本体４２ａ，４３ａと、ねじ軸２の外周面２１および螺旋溝２２に弾性変形状態で接触するリップ部４２ｂ，４３ｂを有する。外側シール４２は、リップ部４２ｂの先端が軸方向でナット１の外側に傾くように形成され、内側シール４３は、リップ部４３ｂの先端が軸方向でナット１の内側に傾くように形成されている。

シール用の潤滑剤含有部材４４は、リップ部４２ｂ，４３ｂと接触させないため、周囲の温度上昇によって潤滑剤が徐々にしみだすものを使用する。ねじ軸用の潤滑剤含有部材４５も同様のものが使用できる。
外側シール４２と内側シール４３との間にシール用の潤滑剤含有部材４４を挟んだ状態で、本体４１の大径部４１ｂにこれらが配置され、軸方向に延びるボルト５１で、両シールの本体４２ａ，４３ａと潤滑剤含有部材４４が本体４１に固定されている。シール用の潤滑剤含有部材４４は、さらに、径方向に延びるねじ５２により本体４１に固定されている。

そして、ねじ軸用の潤滑剤含有部材４５を本体４１の小径部４１ｃに配置した状態で、凸部４１ａをフランジ１１の凹部１１ａに嵌めて、径方向に延びるねじ５３で固定することにより、シール装置４がナット１に固定される。
このボールねじによれば、潤滑剤含有部材４４からしみ出た潤滑剤により、トルクの増加を招くことなく、外側シール４２のリップ部４２ｂおよび内側シール４３のリップ部４３ｂが潤滑される。また、潤滑剤供給穴１２から供給された潤滑剤に加えてねじ軸用の潤滑剤含有部材４５によりナット１内のねじ軸２およびボールが潤滑される。さらに、外側シール４２により、異物がナット１内に侵入することが防止され、内側シール４３により、ナット１内の潤滑剤が外部に漏れることが防止される。

図２に示す従来例では、外側シール４２および内側シール４３の間に、図１の環状の潤滑剤含有部材４４に代えて環状のスペーサ６を配置して、スペーサ６の内周面と両シール４２，４３の端面とねじ軸２の外周面２１およびねじ溝２２とで形成される空間に、グリース７を充填している。そのために、シール装置４０の本体４１に、潤滑剤供給穴４１ｄを形成し、これに貫通する潤滑剤供給穴６１をスペーサ６に形成している。そして、潤滑剤供給穴４１ｄから潤滑剤を供給した後、この潤滑剤供給穴４１ｄを栓４１ｅで塞いでいる。

このボールねじでは、グリース７により外側シール４２および内側シール４３が潤滑されるが、外側シール４２のリップ部４２ｂと内側シール４３のリップ部４３ｂ間に大きな内圧が生じ、両リップ部４２ｂ，４３ｂが吸盤のように吸いついてトルクが増加する。
なお、図３に示すように、図１の外側シール４２と内側シール４３との間に中間シール４６を配置し、外側シール４２および内側シール４３と中間シール４６との間に潤滑剤含有部材４４ａ，４４ｂを配置してもよい。中間シール４６は、外側シール４２および内側シール４３と同様に、本体４６ａとリップ部４６ｂとからなる。また、図３では、中間シール４６のリップ部４６ｂの先端が軸方向でナット１の内側に傾くように形成されているが、異物の侵入量が多いと予想される環境で使用する場合は、リップ部４６ｂの先端の傾きが軸方向でナット１の外側に傾くように形成されたものを配置してもよい。

１ナット
１１フランジ
１１ａ凹部
１２潤滑剤供給穴
２ねじ軸
２１ねじ軸の外周面
２２ねじ軸の螺旋溝
４シール装置
４１本体
４１ａ凸部
４１ｂ大径部
４１ｃ小径部
４１ｄ潤滑剤供給穴
４１ｅ栓
４２外側シール
４２ａ外側シールの本体
４２ｂ外側シールのリップ部
４３内側シール
４３ａ内側シールの本体
４３ｂ内側シールのリップ部
４４シール用の潤滑剤含有部材
４４ａシール用の潤滑剤含有部材
４４ｂシール用の潤滑剤含有部材
４５ねじ軸用の潤滑剤含有部材
４６中間シール
４６ａ中間シールの本体
４６ｂ中間シールのリップ部
５１ボルト
５２ねじ
５３ねじ
６スペーサ
６１潤滑剤供給穴
７グリース

Claims

内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、ナットの軸方向両端または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備え、
前記シールはナットに固定される縁部を備えた本体と、ねじ軸の外周面および螺旋溝に弾性変形状態で接触するリップ部と、を有し、
隣り合うシールの間に潤滑剤含有部材が配置されていることを特徴とするボールねじ。
ナット内のねじ軸およびボールに潤滑剤を供給する潤滑剤含有部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のボールねじ。
前記複数配置されたシールのうち軸方向でナットの最も外側に配置される外側シールは、リップ部の先端が軸方向でナットの外側に傾くように形成され、前記外側シールの隣に配置される内側シールは、リップ部の先端が軸方向でナットの内側に傾くように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のボールねじ。