JP2011169377A - シール部材、シール部材を備えたボールねじ及びシール部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールねじの作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能な、シール部材と、シール部材を備えたボールねじ及びシール部材の製造方法を提供する。
【解決手段】螺旋状のねじ軸側軌道溝８を外周面に有するねじ軸２の外周側へ相対移動可能に配置されるナット４の移動方向端部に取り付けられ、ねじ軸２の外周面へ突出するシールシップを備えるシール部材６であって、シールリップ１０が、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２へ近づくにつれてナット４の移動方向端面から離れるように傾斜し、シールリップ１０のねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８とねじ軸２の径方向で対向する面が、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２の軸方向断面に対し、シールリップ１０の傾斜角を考慮した形状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナットの移動方向端部に取り付けられ、ねじ軸とナットとの間に形成される隙間を閉塞するシール部材と、シール部材を備えたボールねじ及びシール部材の製造方法に関する。

従来から、工作機械や射出成形機等が備えるボールねじとして、ねじ軸とナットを備えた構成のものが用いられている。
ねじ軸は、その外周面に、螺旋状のねじ軸側軌道溝を有している。
ナットは、ねじ軸の外周側に配置されており、その内周面に、ねじ軸側軌道溝に対向するナット側軌道溝を有している。

また、ねじ軸側軌道溝とナット側軌道溝との間に形成される負荷転動路内には、複数のボールが転動自在に装填されており、これらのボールは、ねじ軸またはナットの回転運動に伴って、負荷転動路内を転動する構成となっている。なお、負荷転動路を含む、ねじ軸とナットとの間には、一般的に、潤滑剤としてのグリースが配置されている。
このようなボールねじでは、ナットの内部へ、ねじ軸とナットとの間に形成される隙間を通じて塵芥等の異物が侵入し、この侵入した異物が、ボールとねじ軸側軌道溝及びナット側軌道溝との間に侵入するおそれがある。

そして、ボールとねじ軸側軌道溝及びナット側軌道溝との間に異物が侵入すると、この侵入した異物により、ボールねじの作動性及び耐久性が低下するという問題が生じるおそれがある。
この問題に対し、例えば、特許文献１及び２に記載されているようなボールねじがある。

特許文献１及び２に記載されているボールねじでは、例えば、図８中に示すように、ナット４の移動方向端部に、それぞれ、シール部材６を取り付けている。なお、図８（ａ）は、従来例のボールねじ１の概略構成を示す図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ線矢視図であり、シール部材６のみを、ねじ軸２の軸方向から見た図である。
シール部材６は、樹脂材料を用いて、ねじ軸２を挿通する空隙部を有する円環状に形成されており、ねじ軸２及びねじ軸側軌道溝８と接触するシールリップ１０を有している。

シールリップ１０の内周縁（内径側の端部）は、ねじ軸２の外周面と均一に接触するねじ軸接触縁１２と、ねじ軸接触縁１２よりもねじ軸２の中心軸側へ突出し、ねじ軸側軌道溝８と均一に接触する軌道溝接触縁１４から形成されている。これにより、シールリップ１０の内周縁は、ねじ軸２及びねじ軸側軌道溝８と、ねじ軸２の周方向に沿って、均一に接触することとなる。

また、シールリップ１０の内周縁、すなわち、ねじ軸接触縁１２及び軌道溝接触縁１４は、共に、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２の軸方向と直交している。
なお、シール部材６の外周縁（外径側の端部）とシールリップ１０の内周縁との間の部分は、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２の軸方向に対して傾斜している。このため、シールリップ１０の内周縁の、ねじ軸２及びねじ軸側軌道溝８と対向する面（以下、「シールリップ対抗面」と記載する場合がある）は、ねじ軸２の中心軸に対して傾斜することとなる。

これにより、シールリップ対抗面がねじ軸２の中心軸に対して直交している場合よりも、シールリップ１０の傾斜の向きによって、外部からナット４内への異物が侵入しずらかったり、ナット４内部のグリースがナット４の外へ出て行きずらかったりする。このため、シールリップ対抗面がねじ軸２の中心軸に対して直交している場合と比較して、シールリップ１０の傾斜の向きを適宜選択することによって、ねじ軸２とナット４との間に形成される隙間への、外部からの異物の侵入を防止する効果や、ねじ軸とナットとの間に配置したグリースを保持する効果を、増加させることが可能となっている。

このような構成のボールねじであれば、ナットの移動方向端部に取り付けたシール部材により、ねじ軸とナットとの間に形成される隙間を閉塞することが可能となる。このため、ボールとねじ軸側軌道溝及びナット側軌道溝との間への、異物の侵入を防止することが可能となり、ボールねじの作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。

特開２００８−２９１８６１号公報 特開２００９−１２１６７７号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載のボールねじのように、シールリップの内周縁が、ねじ軸の径方向から見て傾斜していて、かつ傾斜しているシールリップの先端で形成される面が、ねじ軸の軸方向と直交している構成のボールねじでは、シールリップとねじ軸側軌道溝を含むねじ軸の外周面との距離が、一様にならないという問題がある。
このため、接触型のシールにあっては、シールリップの先端とねじ軸の外周面との間に隙間が生じ、ナット内に異物が侵入するという問題が生じるおそれがある。また、非接触型のシールにあっては、ねじ軸の外周面との間に設定したわずかな隙間（例えば、０．３［ｍｍ］）より大きな隙間の部分ができて、異物がナット内に入り易くなるという問題が生じるおそれがある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、シールリップがねじ軸の外周面と一様な締め代で密着する、又は一様な隙間を維持することのできる、シール部材と、シール部材を備えたボールねじ及びシール部材の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、螺旋状のねじ軸側軌道溝を外周面に有するねじ軸の外周側へ相対移動可能に配置されるナットの移動方向端部に取り付けられ、前記ねじ軸の外周面へ突出するシールシップを備えるシール部材であって、
前記シールリップは、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸へ近づくにつれて前記ナットの移動方向端面から離れるように傾斜し、
前記シールリップの前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝とねじ軸の径方向で対向する面は、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸の軸方向断面に対し、前記シールリップの傾斜角を考慮した形状であることを特徴とするものである。

本発明によると、シールリップの、ねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝とねじ軸の径方向で対向する面を、ねじ軸の径方向から見て、ねじ軸の軸方向断面に対し、シールリップの傾斜角を考慮した形状としている。
このため、ねじ軸の軸方向から見た、シールリップとねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝との距離を、一様な距離とすることが可能となり、シールリップがねじ軸の外周面と一様な締め代で密着する、又は一様な隙間を維持することが出来る。

次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記シールリップは、前記ねじ軸の周方向全体に亘って、前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝を均等または略均等な圧力で押圧していることを特徴とするものである。
本発明によると、シールリップにより、ねじ軸の周方向全体に亘って、ねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝を、均等または略均等な圧力で押圧する。

このため、シール部材とねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝との間に発生する摩擦力が、ねじ軸の周方向全体に亘って均一となるため、シール部材の防塵性能及びボールねじの作動性を、ねじ軸の周方向全体に亘って安定させることが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記シールリップは、前記ねじ軸の周方向全体に亘って、前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝と等間隔または略等間隔で離間していることを特徴とするものである。
本発明によると、シールリップを、ねじ軸の周方向全体に亘って、ねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝と等間隔または略等間隔で離間させている。

このため、シール部材とねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝との間に摩擦力を発生させることなく、シール部材の防塵性能を、ねじ軸の周方向全体に亘って安定させることが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した発明であって、前記シールリップは、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸側軌道溝と線接触していることを特徴とするものである。
本発明によると、シールリップを、ねじ軸の径方向から見て、ねじ軸側軌道溝と線接触させている。

このため、シールリップとねじ軸側軌道溝との接触面積を減少させることが可能となり、ボールねじの作動時にシールリップとねじ軸側軌道溝との間に発生する摩擦力を、低減させることが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項５に記載した発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載したシール部材を備えたことを特徴とするボールねじである。
本発明によると、ボールねじが、ねじ軸の軸方向から見た、シールリップとねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝との距離を、一様な距離としたシール部材を備える。
このため、シールリップがねじ軸の外周面と一様な締め代で密着する、又は一様な隙間を維持することが出来る。

次に、本発明のうち、請求項６に記載した発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載したシール部材を製造するシール部材の製造方法であって、
前記シールリップの内周部に取り代部分を設け、該取り代部分の少なくとも一部を切除して、当該切除したシールリップと前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝とのねじ軸の軸方向から見た距離が、前記ねじ軸の周方向全体に亘って均等または略均等となるように形成することを特徴とするものである。

本発明によると、シール部材が備えるシールリップの、取り代部分の少なくとも一部を切除し、その切除したシールリップとねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝との、ねじ軸の軸方向から見た距離が、ねじ軸の周方向全体に亘って均等または略均等となるように形成する。
このため、例えば、ねじ軸の軸径やリード、ボール径のうち、一つでも構成が異なり、ボールねじの構成が多様化する場合であっても、多様化した構成のボールねじに適合させることが可能となる。

なお、ボールねじの構成が多様化する場合とは、ボールねじのシリーズ化を拡大する場合等であり、ボールねじのシリーズ化を拡大する場合には、例えば、同じ軸径のねじ軸に対して、リードが異なるものや、使用するボールの径が異なるものを形成する。このため、ボールねじのシリーズ化を拡大する場合には、シールリップの内周縁を、ねじ軸及びねじ軸側軌道溝と、ねじ軸の周方向に沿って、均一に接触させるためには、リードが異なるボールねじや、使用するボールの径が異なるボールねじに対して、その都度、個別に形状の異なるシール部材が必要となる。

そして、一般的に、シール部材は、射出成形等により、ねじ軸側軌道溝を含むねじ軸の断面形状に沿った精密な成形が可能である。しかしながら、例えば、ねじ軸の軸径やリード、ボール径のうち、一つでも構成が異なる場合、その都度、対応する金型を用いて成形する必要がある。

本発明によれば、基本の金型を用いて成形したシール部材が備えるシールリップの一部を切除することにより形成したシール部材を、多様化した構成のボールねじに適合させることが可能となる。
このため、上述したように、例えば、ねじ軸の軸径やリード、ボール径のうち、一つでも構成が異なる場合であっても、その都度、対応する金型を用いて成形する必要がなく、基本の金型を用いて成形すればよい。

次に、本発明のうち、請求項７に記載した発明は、請求項６に記載した発明であって、射出成形により前記取り代部分を設けた前記シールリップを備えた前記シール部材に対し、前記シールリップの前記取り代部分の少なくとも一部を、前記ねじ軸の軸方向に沿って打ち抜き加工により切除して形成することを特徴とするものである。

本発明によると、射出成形によりシールリップを備えた形状に成形したシール部材に対し、シールリップの取り代部分の少なくとも一部を、ねじ軸の軸方向に沿って打ち抜き加工により切除して、シール部材を形成する。
このため、例えば、ねじ軸の軸径やリード、ボール径のうち、一つでも構成が異なり、ボールねじの構成が多様化する場合であっても、基本の金型を用いて成形したシール部材が備えるシールリップの一部を切除することにより、多様化した構成のボールねじに適合させることが可能な、シール部材を形成することが可能となる。

次に、本発明のうち、請求項８に記載した発明は、請求項６または７に記載した発明であって、可撓性を有する板状かつ円環状の材料を、前記ねじ軸の軸方向から見て、円環の内径と外径とを連続する空隙部を有する略Ｃ字形に形成し、さらに、前記空隙部を間に挟んで前記ねじ軸の周方向で対向する部分同士を結合して、前記シールリップを、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸へ近づくにつれて前記ナットの移動方向端面から離れるように傾斜させることを特徴とするものである。

本発明によると、可撓性を有する板状かつ円環状の材料を、ねじ軸の軸方向から見て、円環の内径と外径とを連続する空隙部を有する略Ｃ字形に形成し、さらに、空隙部を間に挟んでねじ軸の周方向で対向する部分同士を結合する。これにより、シールリップを、ねじ軸の径方向から見て、ねじ軸へ近づくにつれてナットの移動方向端面から離れるように傾斜させて、シール部材を形成する。

このため、ねじ軸の軸方向から見て傾斜させた形状よりも容易に成形可能な、板状かつ円環状に形成した部材を用いて、ねじ軸の径方向から見て、ねじ軸へ近づくにつれてナットの移動方向端面から離れるように傾斜させたシール部材を形成することが可能となる。

本発明によれば、シールリップがねじ軸の外周面と一様な締め代で密着する、又は一様な隙間を維持することが出来るため、ボールねじの作動時に、シール部材とねじ軸の外周面及びねじ軸側軌道溝との間の隙間の発生を防止する、又は所定の微小隙間を維持することが可能となって、ナット内部への異物の侵入を低減出来、ボールねじの作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。

本発明の一例であるボールねじの概略構成を示す図である。 シール部材を形成する際の加工手順を示す図である。 ねじ軸とシール部材との関係を示す図である。 シール部材を取り付けたナットをねじ軸に嵌合させていない状態を示す図である。 ねじ軸とシールリップとの位置関係を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。 従来例のボールねじの概略構成を示す図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１を用いて、本実施形態のボールねじの構成を説明する。

図１は、本実施形態の一例であるボールねじ１の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、ボールねじ１の断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ線矢視図であり、シール部材６のみを、ねじ軸２の軸方向から見た図である。
図１中に示すように、本実施形態のボールねじ１は、ねじ軸２と、ナット４と、シール部材６とを備えている。

ねじ軸２は、合金鋼等の鋼材で形成した棒状部材であり、螺旋状のねじ軸側軌道溝８を外周面に有している。ねじ軸２の端部は、モータ等の回転動力源（図示せず）に連結されている。
ナット４は、合金鋼等の鋼材で形成された円筒状部材であり、ねじ軸２の外周側に配置されている。

また、ナット４は、ねじ軸側軌道溝８と対向するナット側軌道溝（図示せず）を内周面に有している。すなわち、ねじ軸側軌道溝８とナット側軌道溝は、同じリードで形成されている。
ねじ軸側軌道溝８とナット側軌道溝との間には、例えば、合金鋼等の鋼材で形成された複数のボール（図示せず）が、転動自在に装填されている。なお、本実施形態では、ねじ軸側軌道溝８とナット側軌道溝との間を含む、ねじ軸２の外周面とナット４の内周面との間には、グリース等の潤滑剤（図示せず）を配置している。

ナット４の外周面には、リターンチューブ（図示せず）が固定されている。リターンチューブは、例えば、金属からなる管状体をＵ字状に曲げ加工して形成されている。
すなわち、本実施形態のボールねじ１は、ねじ軸２（またはナット４）の回転運動に伴い、ねじ軸側軌道溝８とナット側軌道溝との間を複数のボールが転動する。そして、ナット４（またはねじ軸２）が、ボールの転動を介して、ねじ軸２の軸方向に沿って直線移動する構成となっている。

以上により、ナット４は、ねじ軸２の外周側へ、ねじ軸２と相対移動可能に配置されている。
シール部材６は、樹脂材料により形成されており、接着等の手段を用いて、ナット４の移動方向端部に取り付けられている。なお、シール部材６は、ねじ等の部材を用いて、ナット４の移動方向端部に取り付けてもよい。

また、シール部材６は、ねじ軸２の軸方向から見て、ねじ軸２の外周面を全周から包囲する円環状に形成されている。
また、シール部材６は、ねじ軸２の軸方向から見て、ナット４よりもねじ軸２側へ突出、すなわち、ねじ軸２の外周面へ突出するシールリップ１０を備えている。
シールリップ１０は、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２へ近づくにつれてナット４の移動方向端面から離れるように傾斜している。これにより、シール部材６は、ナット４の移動方向端面と反対側から見て、円錐の上部を切除した形状に形成されている。

また、シールリップ１０の内周縁（内径側の端部）は、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と接触している。これにより、本実施形態のシール部材６は、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と摺接して、ねじ軸２の外周面とナット４の内周面との間を閉塞する構成となっている。
なお、本実施形態では、ねじ軸側軌道溝８とナット側軌道溝との間を含む、ねじ軸２の外周面とナット４の内周面との間に配置している潤滑剤を、シール部材６により、ねじ軸２の外周面とナット４の内周面との間に形成される空間に密封している。すなわち、本実施形態のシール部材６は、グリース密封用のシールとして機能している。

以下、シール部材６の詳細な構成について説明する。
図１中に示すように、シール部材６の外周縁（外径側の端部）は、円形である。
シールリップ１０の内周縁は、ねじ軸２の軸方向に沿った断面に対応する形状となっている。
具体的には、シールリップ１０の内周縁は、ねじ軸接触縁１２と、軌道溝接触縁１４から形成されている。

ねじ軸接触縁１２は、ねじ軸２の外周面と均一に接触している。
軌道溝接触縁１４は、ねじ軸接触縁１２よりもねじ軸２の中心軸側へ突出しており、ねじ軸側軌道溝８と均一に接触している。
以上により、シールリップ１０の内周縁は、ねじ軸２及びねじ軸側軌道溝８と、ねじ軸２の周方向に沿って、均一に接触することとなる。

シールリップ１０の内周縁を、ねじ軸２及びねじ軸側軌道溝８と、ねじ軸２の周方向に沿って均一に接触するように形成するため、シール部材６は、以下の手順で形成されている。
具体的には、シールリップ１０の内周部の一部を切除して、この切除したシールリップ１０の、ねじ軸２の軸方向から見た形状を、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と対応した形状とする。すなわち、本実施形態のシール部材６は、シールリップ１０の内周部に、切除の対象となる取り代部分を有している。

上記の切除は、切除したシールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８とのねじ軸２の軸方向から見た距離が、ねじ軸２の周方向全体に亘って均等となるように行う。なお、シールリップ１０を切除する際の具体的な説明は、後述する。
また、図１中に示すように、上記のように切除したシールリップ１０の、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８とねじ軸２の径方向で対向する面は、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２の軸方向断面に対し、ねじ軸２のシールリップ１０の傾斜角を考慮した形状となる。これにより、上記のように切除したシールリップ１０の内周縁は、ねじ軸２の軸方向に直交する形状とはならず、軌道溝接触縁１４は、ねじ軸側軌道溝８と均一に接触することとなる。

また、上記のように切除したシールリップ１０は、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８を、均等な圧力で押圧している。
具体的には、ねじ軸２の外周面に対するねじ軸接触縁１２のマイナス隙間と、ねじ軸側軌道溝８に対する軌道溝接触縁１４のマイナス隙間が、それぞれ、ねじ軸２の周方向全体に亘って同じ量となる形状にシールリップ１０を切除する。これにより、上記のように切除したシールリップ１０の内周縁による、軌道溝接触縁１４及びねじ軸側軌道溝８の押圧力を、ねじ軸２の周方向全体に亘って均等とする。なお、上記のマイナス隙間は、例えば、−２〜−２００［μｍ］の範囲内とする。

また、上記のように切除したシールリップ１０は、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸側軌道溝８と点接触している。
具体的には、上記のように切除したシールリップ１０では、ねじ軸接触縁１２のねじ軸２と対向する面が、二箇所の角部を有する平面となり、二箇所の角部のうち一方のみが、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸側軌道溝８と点接触することとなる。なお、ねじ軸接触縁１２は、ねじ軸２の周方向に沿って、ねじ軸側軌道溝８と均一に接触しているため、ねじ軸接触縁１２は、ねじ軸２の周方向に沿って、ねじ軸側軌道溝８と線接触することとなる。

（シール部材の製造方法）
次に、図１を参照しつつ、図２から図５を用いて、シール部材６の製造方法について説明する。
図２は、シール部材６を製造する際の加工手順を示す図である。なお、シール部材６を製造する際の加工は、図２（ａ）から開始し、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）の順に行う。

図２（ａ）中に示すように、シール部材６を製造する工程では、まず、射出成形により、切除する部分（取り代部分）を設けたシールリップ１０を備えた形状の、シール部材６を成形する。なお、図２（ａ）は、射出成形後のシール部材６の断面図である。
ここで、射出成形に用いる金型は、ナット４への取り付け状態が同じであれば、例えば、ねじ軸２のリードが異なるボールねじや、使用するボールの径が異なるボールねじであっても、同一の金型を用いることが可能である。

次に、図２（ｂ）中に示すように、射出成形により成形したシール部材６を、シール固定型１６に固定し、シールリップ１０の取り代部分を、プレス抜き型１８を用いて、ねじ軸２の軸方向に沿って打ち抜く、打ち抜き加工を行う。なお、図２（ｂ）は、シール部材６をシール固定型１６に固定した状態の、シール部材６及びシール固定型１６の断面図である。また、図２（ｂ）中には、プレス抜き型１８の移動方向を、下向きの白抜き矢印により示している。

ここで、シール固定型１６は、シール部材６を嵌合させて固定可能な凹状の嵌合部と、ねじ軸２の軸方向に貫通し、プレス抜き型１８を挿通可能な貫通孔を備えている。
また、プレス抜き型１８は、金属性であり、切削加工等の精密加工が可能な機械を用いて形成されている。
具体的には、プレス抜き型１８は、ねじ軸２の軸径、ねじ軸２のリード、ボールの径、ねじ軸側軌道溝８の形状等、ボールねじ１の各種諸元に応じて、切除したシールリップ１０の形状が、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と対応する形状となるように形成されている。なお、プレス抜き型１８の形成に関する説明は、後述する。

図２（ｃ）中に示すように、シールリップ１０の取り代部分に対して、プレス抜き型１８を用いた打ち抜き加工を行うと、シールリップ１０の内径側が、プレス抜き型１８により切除される。なお、図２（ｃ）は、プレス抜き型１８を用いた打ち抜き加工を行っている状態の、シール部材６及びシール固定型１６の断面図である。また、図２（ｃ）中には、図２（ｂ）中と同様、プレス抜き型１８の移動方向を、下向きの白抜き矢印により示している。さらに、図２（ｃ）中には、切除したシールリップ１０の一部を、符号「Ｗ」により示している。

シールリップ１０の内径側が、プレス抜き型１８により切除されると、図２（ｄ）中に示すように、シール部材６が形成される。図２（ｄ）は、プレス抜き型１８を用いた打ち抜き加工後の、シール部材６の断面図である。
ここで、図２（ｄ）中に示すように、打ち抜き加工後のシール部材６は、ねじ軸接触縁１２のねじ軸２と対向する面が、二箇所の角部を有する平面となる。これに加え、打ち抜き加工後のシール部材６は、互いにねじ軸２側への突出量が異なる、ねじ軸接触縁１２と軌道溝接触縁１４が形成される。

ここで、図２（ｄ）中に示すように、軌道溝接触縁１４のねじ軸２側への突出量Ｌ１は、ねじ軸接触縁１２のねじ軸２側への突出量Ｌ２よりも長い（Ｌ１＞Ｌ２）。また、軌道溝接触縁１４のねじ軸２側への突出量Ｌ１とねじ軸接触縁１２のねじ軸２側への突出量Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）は、ねじ軸２の外周面を基準とした、ねじ軸側軌道溝８の深さに対応する長さである。

また、図２（ｄ）中に示すように、シールリップ１０は、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２へ近づくにつれてナット４の移動方向端面から離れるように傾斜しているため、ねじ軸接触縁１２と軌道溝接触縁１４とは、ねじ軸２の軸方向に沿った寸法が互いに異なる。なお、図２（ｄ）中には、ねじ軸接触縁１２と軌道溝接触縁１４との、ねじ軸２の軸方向に沿った寸法の差を、符号「Ｌ３」により示している。

以下、図１及び図２を参照しつつ、図３から図５を用いて、プレス抜き型１８の形成について説明する。
プレス抜き型１８を形成する際には、打ち抜き加工により切除したシールリップ１０の形状が、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と対応する形状、すなわち、シールリップ１０の内周縁が、ねじ軸２及びねじ軸側軌道溝８と、ねじ軸２の周方向に沿って、均一に接触する形状となるように形成する。

これは、上述したように、ねじ軸２の軸径、ねじ軸２のリード、ボールの径、ねじ軸側軌道溝８の形状等、ボールねじ１の各種諸元に応じて行う。
具体的には、以下に図を用いて説明するように、シール部材６を取り付けたナット４をねじ軸２に嵌合させて、シールリップ１０をねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と接触させた際に生じる、シール部材６の変形を踏まえて、プレス抜き型１８を形成する。

図３は、ねじ軸２とシール部材６との関係を示す図であり、ねじ軸２及びシール部材６を、ねじ軸２の軸方向から見た断面図である。
図３中に示すように、シール部材６を取り付けたナット４をねじ軸２に嵌合させた状態では、シールリップ１０の内周縁、すなわち、ねじ軸接触縁１２及び軌道溝接触縁１４が、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と均一に接触する。

このような接触状態を実現するためには、シール部材６を取り付けたナット４をねじ軸２に嵌合させていない状態で、シールリップ１０の形状が、シールリップ１０の変形を踏まえた形状となるように、プレス抜き型１８を形成する必要がある。

図４は、シール部材６を取り付けたナット４をねじ軸２に嵌合させていない状態を示す図であり、シール部材６を、ねじ軸２の軸方向から見た断面図である。
図４中に示すように、シール部材６を取り付けたナット４をねじ軸２に嵌合させていない状態では、ねじ軸２の周方向に沿った、軌道溝接触縁１４のねじ軸２の中心側への突出量が、均一ではない。

そこで、プレス抜き型１８を形成する際には、図５中に示すように、ねじ軸２の軸方向に対するシールリップ１０の傾斜角θに比例させて、軌道溝接触縁１４のねじ軸２の中心側への突出量を算出しておき、この算出した突出量に応じて、プレス抜き型１８を形成する。なお、図５は、ねじ軸２とシールリップ１０との位置関係を示す図であり、ねじ軸２の径方向から見た図である。また、図５中には、ねじ軸側軌道溝８を含むねじ軸２の外周面との接触状態が異なるシールリップ１０の状態を、複数通り示している。また、図５中には、ねじ軸２の中心軸線を、符号「ＣＬ」により示している。

これは、シールリップ１０が傾斜角θを持っている場合、軌道溝接触縁１４がねじ軸側軌道溝８と均一に接触するためには、シール部材６の外周縁から軌道溝接触縁１４がねじ軸側軌道溝８と接触するまでの距離が、上記の傾斜角θに応じて異なる。したがって、軌道溝接触縁１４がねじ軸側軌道溝８と均一に接触するためには、上記の傾斜角θに比例して、シールリップ１０の、ねじ軸２の軸方向に沿った長さを変化させる必要があるためである。

（作用）
次に、図１から図５を参照して、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のボールねじ１が備えるシール部材６は、シールリップ１０の取り代部分を切除して、この切除したシールリップ１０の、ねじ軸２の軸方向から見た形状を、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と対応した形状としている。
そして、上記の切除は、切除したシールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との、ねじ軸２の軸方向から見た距離が、ねじ軸２の周方向全体に亘って均等となるように行っている。

また、本実施形態のボールねじ１が備えるシール部材６の製造方法では、射出成形によりシールリップ１０を備えた形状に成形したシール部材６に対し、シールリップ１０の取り代部分を、プレス抜き型１８を用いた打ち抜き加工により切除して、シール部材６を形成している。
このため、射出成形に用いる金型は一種類でよく、また、シールリップ１０の内径側は、打ち抜き加工で切除される取り代部分を含んでいるため、射出成形に要求される精度の増加を抑制することが可能となる。

これは、以下に記載する理由による。
通常、射出成形のみを用いて、精密な形状のシールリップ１０を有するシール部材６を形成するためには、シール部材６の材料となる樹脂の収縮が、シールリップ１０の形状や肉厚により異なるため、何回も試行錯誤を重ねて、金型を修正する必要がある。また、金型内への材料の射出圧や、金型内における材料の保持時間等、射出成形の条件によっても、形状の崩れが発生する。

このため、射出成形のみを用いて、精密な形状のシールリップ１０を有するシール部材６を形成するためには、プレス抜き型１８の製作と比較して、手間のかかる金型の製造・修正に加え、厳しい条件管理が必要となる。
これに対し、本実施形態のシール部材６の製造方法では、プレス抜き型１８を、シール部材６に対する加工よりも、容易に精密な加工が可能な加工機械によって製作することが可能であるため、上述した金型の修正や、厳しい条件管理の必要が無い。

また、シール部材６の形成に要する作業時間も、射出成形により成形したシール部材６に対し、シールリップ１０の一部（内径側）を切除するだけでよいため、上記の打ち抜き加工に、既存のプレス機等を用いることにより、短時間で作業を完了させることが可能となる。
また、プレス抜き型１８の形状を変化させることにより、射出成形に一種類の金型のみを用いて、ねじ軸２の軸径、ねじ軸２のリード、ボールの径、ねじ軸側軌道溝８の形状等、ボールねじ１の各種諸元に応じた形状のシール部材６を形成することが可能となる。

また、射出成形により成形したシール部材６に対し、シールリップ１０の内径側を、プレス抜き型１８を用いた打ち抜き加工により切除しているため、シールリップ１０の内周縁が、ねじ軸側軌道溝８の円弧に対して角部を有する、尖った形状となる。
このため、上記の角部がねじ軸側軌道溝８と接触することとなり、シール部材６とねじ軸側軌道溝８との接触面積を低減させて、ボールねじ１の作動時において発生する、シール部材６とねじ軸側軌道溝８との摩擦を低減させて、ボールねじ１の作動トルクを低減させることが可能となる。

（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態のボールねじ１が備えるシール部材６（以下、「シール部材６」と記載する）、シール部材６を備えるボールねじ１、及びシール部材６の製造方法の効果を列挙する。

（１）本実施形態のシール部材６では、シールリップ１０の、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８とねじ軸２の径方向で対向する面を、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２の軸方向断面に対し、シールリップ１０の傾斜角を考慮した形状とさせている。
このため、ねじ軸２の軸方向から見た、シールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との距離を、一様な距離とすることが可能となり、シールリップ１０がねじ軸２の外周面と一様な締め代で密着する、又は一様な隙間を維持することが可能となる。

その結果、ボールねじ１の作動時における、シールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との位置関係が、一様な位置に保持される。
これにより、シールリップ１０がねじ軸２の外周面に加える押圧力を低減させることが可能となるため、ボールねじ１の作動時に、シール部材６とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との間で発生する摩擦力を減少させて、ボールねじ１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。

（２）本実施形態のシール部材６では、シールリップ１０により、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８を、均等な圧力で押圧する。
このため、シール部材６とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との間に発生する摩擦力が、ねじ軸２の周方向全体に亘って均一となるため、シール部材６の防塵性能及びボールねじ１の作動性を、ねじ軸２の周方向全体に亘って安定させることが可能となる。

その結果、ボールねじ１の作動性及び耐久性の低下を、ねじ軸２の周方向全体に亘って、安定して抑制することが可能となる。
なお、シールリップ１０により、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８を、略均等な圧力で押圧するように、シールリップ１０を形成してもよい。

（３）本実施形態のシール部材６では、シールリップ１０を、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸側軌道溝８と線接触させている。
このため、シールリップ１０とねじ軸側軌道溝８との接触面積を減少させることが可能となり、ボールねじ１の作動時にシールリップ１０とねじ軸側軌道溝８との間に発生する摩擦力を、低減させることが可能となる。
その結果、ボールねじ１の作動性と、シール部材６の耐久性の低下を抑制することが可能となる。

（４）本実施形態のボールねじ１では、ねじ軸２の軸方向から見た、シールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との距離を、一様な距離としたシール部材６を備えている。
このため、シールリップ１０がねじ軸２の外周面に加える押圧力を減少させて、ボールねじ１の作動時に、シール部材６とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との間で発生する摩擦力を増加させることが可能となる。
その結果、ボールねじ１の作動時に、シール部材６とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との間で発生する摩擦力を減少することが可能となり、ボールねじ１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。

（５）本実施形態のシール部材６の製造方法では、シール部材６が備えるシールリップ１０の取り代部分を切除し、その切除したシールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との、ねじ軸２の軸方向から見た距離が、ねじ軸２の周方向全体に亘って均等となるように形成する。
このため、例えば、ねじ軸２の軸径やリード、ボール径のうち、一つでも構成が異なり、ボールねじ１の構成が多様化する場合であっても、多様化した構成のボールねじ１に適合させることが可能となる。

その結果、ボールねじ１の構成を多様化する場合であっても、この多様化した構成のボールねじ１に適合させることが可能な、シール部材６を提供することが可能となる。
なお、基本の金型を用いて成形したシール部材６が備えるシールリップ１０の一部を切除する際には、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８に応じて、シールリップ１０の取り代部分のうち、少なくとも一部を切除すればよい。

また、切除したシールリップ１０とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との、ねじ軸２の軸方向から見た距離が、ねじ軸２の周方向全体に亘って略均等となるように、シールリップ１０を形成してもよい。

（６）本実施形態のシール部材６の製造方法では、射出成形により取り代部分を設けたシールリップ１０を備えたシール部材６に対し、シールリップ１０の取り代部分を、ねじ軸２の軸方向に沿って打ち抜き加工により切除して、シール部材６を形成する。
このため、例えば、ねじ軸２の軸径やリード、ボール径のうち、一つでも構成が異なり、ボールねじ１の構成が多様化する場合であっても、基本の金型を用いて成形したシール部材６が備えるシールリップ１０の一部を切除することにより、多様化した構成のボールねじ１に適合させることが可能な、シール部材６を形成することが可能となる。

その結果、ボールねじ１の構成を多様化する場合であっても、この多様化した構成のボールねじ１に適合させることが可能なシール部材６を、製造コストの増加及び製造効率の低下を抑制しつつ、形成することが可能となる。

なお、基本の金型を用いて成形したシール部材６が備えるシールリップ１０の一部を、打ち抜き加工により切除する際には、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８に応じて、シールリップ１０の取り代部分のうち、少なくとも一部に対し、打ち抜き加工を行えばよい。

（応用例）
以下、本実施形態のボールねじ１が備えるシール部材６（以下、「シール部材６」と記載する）、シール部材６を備えるボールねじ１、及びシール部材６の製造方法の応用例を列挙する。

（１）本実施形態のシール部材６では、シールリップ１０により、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８を、均等な圧力で押圧しているが、これに限定するものではない。すなわち、シールリップ１０を、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と等間隔で離間させてもよい。この場合、シール部材６とねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８との間に摩擦力を発生させることなく、シール部材６の防塵性能を、ねじ軸２の周方向全体に亘って安定させることが可能となる。なお、シールリップ１０を、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と等間隔で離間させる隙間は、例えば、−２〜−２００［μｍ］の範囲内とする。
また、シールリップ１０を、ねじ軸２の周方向全体に亘って、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８と略等間隔で離間させてもよい。

（２）本実施形態のシール部材６では、射出成形によりシールリップ１０を備えた形状に成形したシール部材６に対し、シールリップ１０の取り代部分を切除して形成しているが、これに限定するものではない。
以下に、図１から図５を参照しつつ、図６及び図７を用いて、本実施形態と異なる、シール部材６の成形方法を説明する。

まず、図６中に示すように、可撓性を有する板状かつ円環状の材料を、ねじ軸２の軸方向から見て、円環の内径と外径とを連続する一箇所の空隙部を有する略Ｃ字形に形成する。なお、図６は、本実施形態の変形例を示す図である。
そして、図７中に示すように、空隙部を間に挟んでねじ軸２の周方向で対向する部分同士を結合する。なお、図７は、本実施形態の変形例を示す図である。また、図６中には、空隙部を間に挟んでねじ軸２の周方向で対向する部分を、それぞれ、符号「Ｖ」により示している。

これにより、シールリップ１０を、ねじ軸２の軸方向から見てナット４よりもねじ軸２側へ突出し、且つねじ軸２の径方向から見てねじ軸２へ近づくにつれてナット４の移動方向端面から離れるように傾斜させて、シール部材６を形成する。
この場合、ねじ軸２の軸方向から見て傾斜させた形状よりも容易に成形可能な、板状かつ円環状に形成した部材を用いて、ねじ軸２の径方向から見て、ねじ軸２へ近づくにつれてナット４の移動方向端面から離れるように傾斜させたシール部材６を形成することが可能となる。
このため、シール部材６の製造コストを低減させることが可能となる。

なお、図６及び図７を用いた説明では、予め、板状かつ円環状に形成した部材に対し、その内周縁の形状を、ねじ軸２の外周面及びねじ軸側軌道溝８の形状に対応した形状とした場合を示している。

（３）本実施形態のボールねじ１では、リターンチューブによって、ボールの無限循環通路の一部を形成したが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、リターンチューブの代わりに、循環こま、エンドキャップ、デフレクタ等によって、ボールの無限循環通路の一部を形成してもよい。

（４）本実施形態のシール部材６では、プレス抜き型１８を用いた打ち抜き加工により、シールリップ１０の取り代部分を切除しているが、これに限定するものではなく、例えば、レーザーカットやウォータジェット切断等を用いて、シールリップ１０の取り代部分を切除してもよい。

１ ボールねじ
２ ねじ軸
４ ナット
６ シール部材
８ ねじ軸側軌道溝
１０ シールリップ
１２ ねじ軸接触縁
１４ 軌道溝接触縁
１６ シール固定型
１８ プレス抜き型
Ｗ 切除したシールリップ１０の一部
Ｌ１ 軌道溝接触縁１４のねじ軸２側への突出量
Ｌ２ ねじ軸接触縁１２のねじ軸２側への突出量
Ｌ３ ねじ軸接触縁１２と軌道溝接触縁１４との、ねじ軸２の軸方向に沿った寸法の差
ＣＬ ねじ軸２の中心軸線
Ｖ 空隙部を間に挟んでねじ軸２の周方向で対向する部分

Claims (8)

1. 螺旋状のねじ軸側軌道溝を外周面に有するねじ軸の外周側へ相対移動可能に配置されるナットの移動方向端部に取り付けられ、前記ねじ軸の外周面へ突出するシールシップを備えるシール部材であって、
   前記シールリップは、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸へ近づくにつれて前記ナットの移動方向端面から離れるように傾斜し、
   前記シールリップの前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝とねじ軸の径方向で対向する面は、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸の軸方向断面に対し、前記シールリップの傾斜角を考慮した形状であることを特徴とするシール部材。
2. 前記シールリップは、前記ねじ軸の周方向全体に亘って、前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝を均等または略均等な圧力で押圧していることを特徴とする請求項１に記載したシール部材。
3. 前記シールリップは、前記ねじ軸の周方向全体に亘って、前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝と等間隔または略等間隔で離間していることを特徴とする請求項１に記載したシール部材。
4. 前記シールリップは、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸側軌道溝と線接触していることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載したシール部材。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項に記載したシール部材を備えたことを特徴とするボールねじ。
6. 請求項１から４のうちいずれか１項に記載したシール部材を製造するシール部材の製造方法であって、
   前記シールリップの内周部に取り代部分を設け、該取り代部分の少なくとも一部を切除して、当該切除したシールリップと前記ねじ軸の外周面及び前記ねじ軸側軌道溝とのねじ軸の軸方向から見た距離が、前記ねじ軸の周方向全体に亘って均等または略均等となるように形成することを特徴とするシール部材の製造方法。
7. 射出成形により前記取り代部分を設けた前記シールリップを備えた前記シール部材に対し、前記シールリップの前記取り代部分の少なくとも一部を、前記ねじ軸の軸方向に沿って打ち抜き加工により切除して形成することを特徴とする請求項６に記載したシール部材の製造方法。
8. 可撓性を有する板状かつ円環状の材料を、前記ねじ軸の軸方向から見て、円環の内径と外径とを連続する空隙部を有する略Ｃ字形に形成し、さらに、前記空隙部を間に挟んで前記ねじ軸の周方向で対向する部分同士を結合して、前記シールリップを、前記ねじ軸の径方向から見て、前記ねじ軸へ近づくにつれて前記ナットの移動方向端面から離れるように傾斜させることを特徴とする請求項６または７に記載したシール部材の製造方法。

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