JP2012107714A

JP2012107714A - ボールネジ装置及びそのシール部材取付方法

Info

Publication number: JP2012107714A
Application number: JP2010257713A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ishikawa; 明彦石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: JP5573621B2

Abstract

【課題】二以上のシール部材をボールネジナットの軸線方向端部に多重に取付ける場合であっても、各シール部材のシール効果が確実に得られるボールネジ装置を提供する。
【解決手段】内側シール部材用ナットネジ孔１３、外側シール部材用ナットネジ孔１５をボールネジナット２の軸線方向端面の異なる位置に形成し、回転方向に長手な内側シール部材用位相調整取付孔１４、外側シール部材用位置調整取付孔１８を夫々内側シール部材４、外側シール部材５に形成し、内側シール部材４に形成された外側シール部材用ネジ部材挿通孔１６に外側シール部材用ネジ部材８を挿通し、内側シール部材４、外側シール部材５の夫々を回転方向に位相調整することにより夫々のシール効果を確認しながら内側シール部材用ネジ部材７、外側シール部材用ネジ部材８の夫々をナットネジ孔１３、１５の夫々に螺合して内側シール部材４、外側シール部材５の夫々を固定することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ボールネジ装置及びそのシール部材取付方法に関するものであり、特にボールネジナットの軸線方向端部にシール部材を取付けて使用するボールネジ装置に好適なものである。

ボールネジ装置は、ボールネジ軸に雄ボールネジ溝を形成すると共に、ボールネジナットに雌ボールネジ溝を形成し、それら雌雄ボールネジ溝間にボール（鋼球）を介装し、鋼球が転動することにより滑らかな回転−直動運動を可能とするものである。ボールと雌雄ボールネジ溝との間に異物が介入すると滑らかな回転−直動運動を確保できないので、例えばボールネジナットの軸線方向端部にシール部材を取付け、シール部材のシールリップを雄ボールネジ溝の内部を含めてボールネジ軸の外形に接触させ、もって異物の侵入を防止するボールネジ装置もある。下記特許文献１では、ボールネジナットの軸線方向端部に二以上のシール部材を多重に取付けるボールネジ装置が記載されている。また、この特許文献１には、例えば薄板状のシール部材を二枚、軸線方向に多重に取付ける場合、各シール部材のシールリップ位置でのボールネジ軸のボールネジ溝は位相がずれているので、夫々の位相に合わせて各シール部材をボールネジナットに固定することも記載されている。

特開２００２−３６４７２６号公報

ところで、前記特許文献１に記載されるボールネジ装置では、シール部材自体のボールネジ軸又はボールネジナットに対する回転方向への位相調整ができない。例えばボールネジナットの軸線方向所定端面にシール部材を取付ける場合、ボールネジナットの軸線方向所定端面に取付けられたシール部材のシールリップとボールネジ軸のボールネジ溝との位相は設計上一定であるが、実質的には製造誤差などによって両者の位相がずれていることもある。このような場合にボールネジ軸の外形とシール部材のシールリップとの良好な接触を得るためには、シール部材自体のボールネジ軸又はボールネジナットに対する位相調整が必要となる。しかしながら、前記特許文献１に記載されるボールネジ装置では、シール部材の位相を調整する手段がない。また、例えば、薄板状のシール部材を二枚取付けるような場合、ボールネジナットに近いシール部材を内側シール部材、ボールネジナットから遠いシール部材を外側シール部材としたとき、内側シール部材のシール効果を確認しながら当該内側シール部材の位相調整を行った後、外側シール部材のシール効果を確認しながら当該外側シール部材の位相調整をしようとしても、夫々のシール部材を位相調整後の状態で固定する手段がない。

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あり、二以上のシール部材をボールネジナットの軸線方向端部に多重に取付ける場合であっても、各シール部材のシール効果が確実に得られるボールネジ装置及びそのシール部材取付方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のボールネジ装置は、ボールネジナットの軸線方向端部に二以上のシール部材を軸線方向に多重に取付け且つ各シール部材のシールリップの内形がボールネジ軸の外形に接触するボールネジ装置であって、前記二以上のシール部材の夫々をボールネジナットに固定するための各シール部材用ネジ部材が螺合され且つ夫々のシール部材に対応して当該ボールネジナットの軸線方向端面の異なる位置に形成された各シール部材用ナットネジ孔と、各シール部材の該当する前記各シール部材用ナットネジ孔に対向する位置に形成され且つ各シール部材用ネジ部材のネジ部を挿通し且つボールネジナット又はボールネジ軸の回転方向に長手な各シール部材用位相調整取付孔と、隣合うシール部材のうち、ボールネジナットに近いシール部材を内側シール部材、ボールネジナットから遠いシール部材を外側シール部材とした場合、少なくとも内側シール部材に形成され且つ外側シール部材をボールネジナットに固定するための外側シール部材用ネジ部材のネジ部を挿通し且つボールネジナット又はボールネジ軸の回転方向に長手な外側シール部材用ネジ部材挿通孔とを備えたことを特徴とするものである。

また、前記各シール部材用ナットネジ孔をボールネジナットの軸線方向端面の同一円周上に形成し且つそれらを順番に各シール部材に該当するシール部材用ナットネジ孔としたことを特徴とするものである。
また、本発明のボールネジ装置のシール部材取付方法は、前記二以上のシール部材をボールネジナットの軸線方向端部に取付けるにあたり、前記内側シール部材の回転方向への位相を調整することで当該内側シール部材のシール効果を確認しながら内側シール部材用ネジ部材のネジ部をボールネジナットの内側シール部材用ナットネジ孔に螺合して当該内側シール部材をボールネジナットに固定し、その後、前記外側シール部材の回転方向への位相を調整することで当該外側シール部材のシール効果を確認しながら外側シール部材用ネジ部材のネジ部をボールネジナットの外側シール部材用ナットネジ孔に螺合して当該外側シール部材をボールネジナットに固定することを特徴とするものである。

而して、本発明のボールネジ装置によれば、二以上のシール部材の夫々をボールネジナットに固定するための各シール部材用ネジ部材が螺合される各シール部材用ナットネジ孔を夫々のシール部材に対応してボールネジナットの軸線方向端面の異なる位置に形成し、各シール部材用ネジ部材のネジ部を挿通し且つボールネジナット又はボールネジ軸の回転方向に長手な各シール部材用位相調整取付孔を各シール部材の該当する各シール部材用ナットネジ孔に対向する位置に形成し、外側シール部材をボールネジナットに固定するための外側シール部材用ネジ部材のネジ部を挿通し且つボールネジナット又はボールネジ軸の回転方向に長手な外側シール部材用ネジ部材挿通孔を少なくとも内側シール部材に形成したため、夫々のシール部材を回転方向に位相調整することにより夫々のシール部材のシール効果を確認しながら夫々のシール部材用ネジ部材をボールネジナットの各シール部材用ナットネジ孔に螺合して夫々のシール部材を固定することができ、これにより夫々のシール部材のシール効果を確実に得ることができる。

また、各シール部材用ナットネジ孔をボールネジナットの軸線方向端面の同一円周上に形成し且つそれらを順番に各シール部材に該当するシール部材用ナットネジ孔とすることで、シール部材用ナットネジ孔を形成し易く、各シール部材の回転方向への位相調整がし易い。
また、本発明のボールネジ装置のシール部材取付方法によれば、内側シール部材の回転方向への位相を調整することで当該内側シール部材のシール効果を確認しながら内側シール部材用ネジ部材のネジ部をボールネジナットの内側シール部材用ナットネジ孔に螺合して当該内側シール部材をボールネジナットに固定し、その後、外側シール部材の回転方向への位相を調整することで当該外側シール部材のシール効果を確認しながら外側シール部材用ネジ部材のネジ部をボールネジナットの外側シール部材用ナットネジ孔に螺合して当該外側シール部材をボールネジナットに固定することとしたため、二以上のシール部材をボールネジナットの軸線方向端部に多重に取付ける場合であっても、夫々のシール部材のシール効果を確実に得ることができる。

本発明のボールネジ装置の一実施形態を示す縦断面図である。図１のボールネジ装置のボールネジナットの軸線方向端面の軸線方向矢視図である。図２のボールネジナットの軸線方向端面に内側シール部材を取付けた状態の軸線方向矢視図である。図３の内側シール部材に外側シール部材を取付けた状態の軸線方向矢視図である。

次に、本発明のボールネジ装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のボールネジ装置の説明図である。図中の符号１はボールネジ軸、符号２はボールネジナットであり、ボールネジ軸１には雄ボールネジ溝が、ボールネジナット２には雌ボールネジ溝が形成され、雌雄ボールネジ溝の間に複数のボール３が介装されている。例えばボールネジナット２の回転を規制しながらボールネジ軸１を回転するとボールネジナット２が直動する。このとき、雌雄ボールネジ溝間に介装されているボール３が転動するため、滑らかな回転−直動運動が達成される。

本実施形態では、ボールネジナット２の軸線方向図示右端部の図示右端面に二つ（二枚）の薄板状シール部材４、５を多重に取付ける。このうち、ボールネジナット２に最も近いシール部材４、即ち図示左方のシール部材４を内側シール部材４と定義し、内側シール部材４に最も近いシール部材５、即ち図示中央のシール部材５を外側シール部材と定義し、後述するように外側シール部材５のボールネジナット２と反対側に更にシール部材６を取付ける場合、そのシール部材６を外外側シール部材６と定義する。また、本実施形態では、内側シール部材４は内側シール部材用ネジ部材７でボールネジナット２に固定し、外側シール部材５は外側シール部材用ネジ部材８でボールネジナット２に固定し、外外側シール部材６は外外側シール部材用ネジ部材９でボールネジナット２に固定する。また、内側シール部材４には内側シールリップ１０が形成され、外側シール部材５には外側シールリップ１１が形成され、外外側シール部材６には外外側シールリップ１２が形成され、夫々のシール部材４〜６の全てのシールリップ１０〜１２の内形がボールネジ軸１の外形に接触してシール効果を発生する。

図２は、前記内側シール部材４をボールネジナット２に固定するために、ボールネジナット２の図１に示す右端面（軸線方向端面）に形成された内側シール部材用ナットネジ孔１３、及び外側シール部材５をボールネジナット２に固定するために、ボールネジナット２の右端面（軸線方向端面）に形成された外側シール部材用ナットネジ孔１５の軸線方向矢視図である。本実施形態では、内側シール部材用ナットネジ孔１３も外側シール部材用ナットネジ孔１５も同一円周上に６つ等間隔に形成された同型のネジ孔であるが、内側シール部材用ナットネジ孔１３は、図２の図示上方及び右下方及び左下方の３カ所に等間隔に形成されているものとし、外側シール部材用ナットネジ孔１５は、図２の図示下方及び右上方及び左上方の３カ所に形成されているものとする。即ち、各シール部材４、５用のナットネジ孔１３、１５は、各シール部材４、５に対応して、ボールネジナット２の軸線方向端面の異なる位置に形成されている。また、各シール部材４、５用の各シール部材用ナットネジ孔１３、１５は、ボールネジナット２の軸線方向端面の同一円周上に形成され且つそれらの各シール部材用ナットネジ孔１３、１５を順番に各シール部材４、５に該当するシール部材用ナットネジ孔１３、１５としている。このようにすることにより、各シール部材用ナットネジ孔１３、１５を形成し易く、また後述するように各シール部材４、５の回転方向への位相調整がし易い。なお、各シール部材４、５用のナットネジ孔１３、１５は、夫々、諸元の異なるネジ孔であってもよい。

図３は、前記内側シール部材用ナットネジ孔１３に内側シール部材用ネジ部材７を螺合してボールネジナット２に内側シール部材４を固定した状態の軸線方向矢視図である。内側シール部材４のうち、前記内側シール部材用ナットネジ孔１３に対向する位置には、内側シール部材用ネジ部材７のネジ部を挿通し且つ内側シール部材４の回転方向への位相を調整するためにボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に長手な内側シール部材用位相調整取付孔１４が計３つ形成されている。また、この内側シール部材４には、前記図２の外側シール部材用ナットネジ１５に対向する位置に、ボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に長手な外側シール部材用ネジ部材挿通孔１６が計３つ形成されている。

この内側シール部材４をボールネジナット２に取付ける場合には、３本の内側シール部材用ネジ部材７のネジ部を各内側シール部材用位相調整取付孔１４に挿通し、各内側シール部材用ネジ部材７をボールネジナット２の内側シール部材用ナットネジ孔１３に少し螺合する。その状態で、内側シール部材４をボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に回転して位相を調整し、内側シール部材４の内側シールリップ１０の内形がボールネジ軸１の外形に良好に接触する状態とする。このようにして位相調整が完了したら、内側シール部材用ネジ部材７を内側シール部材用ナットネジ孔１３に螺合し締付けて内側シール部材４を固定する。

図４は、前記外側シール部材用ナットネジ孔１５に外側シール部材用ネジ部材８を螺合して外側シール部材５をボールネジナット２に固定した状態の軸線方向矢視図である。外側シール部材５のうち、前記外側シール部材用ナットネジ孔１５に対向する位置には、外側シール部材用ネジ部材８のネジ部を挿通し且つ外側シール部材５の回転方向への位相を調整するためにボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に長手な外側シール部材用位相調整取付孔１８が計３つ形成されている。また、この外側シール部材５には、前記内側ネジ部材７に対向する位置に、当該内側ネジ部材７の頭部を収納する、或いは当該内側ネジ部材７を操作するための外側貫通孔１７がボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に長手に開設されている。

この外側シール部材５をボールネジナット２に取付ける場合には、前述のようにして内側シール部材４をボールネジナット２に取付けた後、３本の外側シール部材用ネジ部材８のネジ部を各外側シール部材用位相調整取付孔１８から外側シール部材用ネジ部材挿通孔１６に挿通し、各外側シール部材用ネジ部材８をボールネジナット２の外側シール部材用ナットネジ孔１５に少し螺合する。その状態で、外側シール部材５をボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に回転して位相を調整し、外側シール部材５の外側シールリップ１１の内形がボールネジ軸１の外形に良好に接触する状態とする。このようにして位相調整が完了したら、外側シール部材用ネジ部材８を外側シール部材用ナットネジ孔１５に螺合し締付けて外側シール部材５を固定する。

ちなみに、内側シール部材４及び外側シール部材５をボールネジナット２に取付けた状態での内側シール部材４の内側シールリップ１０の内形と外側シール部材５の外側シールリップ１１の内形との位相差は、内側シール部材４の内側シールリップ１０と外側シール部材５の外側シールリップ１１との軸線方向距離及びボールネジ軸１のボールネジ溝の条数及びリードに応じた所定位相差となる。例えば、ボールネジ軸１のボールネジ溝の条数が１でリードがＬ、内側シール部材４の内側シールリップ１０と外側シール部材５の外側シールリップ１１との軸線方向距離がｘである場合、内側シール部材４の内側シールリップ１０の内形と外側シール部材５の外側シールリップ１１の内形との位相差φは、φ＝（ｘ／Ｌ）×３６０°で表れる。

このように本実施形態のボールネジ装置及びそのシール部材取付方法では、内側シール部材４、外側シール部材５の夫々をボールネジナット２に固定するための内側シール部材用ネジ部材７、外側シール部材用ネジ部材８が螺合される内側シール部材用ナットネジ孔１３、外側シール部材用ナットネジ孔１５を内側シール部材４、外側シール部材５の夫々に対応してボールネジナット２の軸線方向端面の異なる位置に形成し、内側シール部材用ネジ部材７、外側シール部材用ネジ部材８のネジ部を挿通し且つボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に長手な内側シール部材用位相調整取付孔１４、外側シール部材用位置調整取付孔１８を内側シール部材４、外側シール部材５の該当する内側シール部材用ナットネジ孔１３、外側シール部材用ナットネジ孔１５に対向する位置に形成し、外側シール部材５をボールネジナット２に固定するための外側シール部材用ネジ部材８のネジ部を挿通し且つボールネジナット２又はボールネジ軸１の回転方向に長手な外側シール部材用ネジ部材挿通孔１６を内側シール部材４に形成したため、内側シール部材４、外側シール部材５の夫々を回転方向に位相調整することにより内側シール部材４、外側シール部材５の夫々のシール効果を確認しながら内側シール部材用ネジ部材７、外側シール部材用ネジ部材８の夫々をボールネジナット２の内側シール部材用ナットネジ孔１３、外側シール部材用ナットネジ孔１５の夫々に螺合して内側シール部材４、外側シール部材５の夫々を固定することができ、これにより内側シール部材４、外側シール部材５の夫々のシール効果を確実に得ることができる。

また、内側シール部材４の回転方向への位相を調整することで当該内側シール部材４のシール効果を確認しながら内側シール部材用ネジ部材７のネジ部をボールネジナット２の内側シール部材用ナットネジ孔１３に螺合して当該内側シール部材４をボールネジナット２に固定し、その後、外側シール部材５の回転方向への位相を調整することで当該外側シール部材５のシール効果を確認しながら外側シール部材用ネジ部材８のネジ部をボールネジナット２の外側シール部材用ナットネジ孔１５に螺合して当該外側シール部材５をボールネジナット２に固定することとしたため、内側シール部材４、外側シール部材５をボールネジナット２の軸線方向端部に多重に取付ける場合であっても、内側シール部材４、外側シール部材５の夫々のシール効果を確実に得ることができる。

また、図１に二点鎖線で示すように、外側シール部材５のボールネジナット２と反対側に更に外外側シール部材６を取付ける場合、ボールネジナット２の軸線方向端面の更に異なる位置に外外側シール部材用ナットネジ孔を形成し、外外側シール部材６の外外側シール部材用ナットネジ孔に対向する位置に外外側シール部材用位相調整取付孔を形成すると共に、同じく外外側シール部材用ナットネジ孔に対向する内側シール部材４及び外側シール部材５の位置に外外側シール部材用ネジ部材９のネジ部を挿通する外外側シール部材用ネジ部材挿通孔を形成し、外外側シール部材用位相調整取付孔から外外側シール部材用ネジ部材挿通孔に外外側ネジ部材９のネジ部を挿通し且つ外外側シール部材用ナットネジ孔に外外側ネジ部材９を螺合し、外外側シール部材６を回転方向に位相調整してからボールネジナット２に外外側シール部材６を固定するようにすれば、外外側シール部材６のシール効果を確実に得ることができる。また、これを順次繰り返すことで、二以上のシール部材をボールネジナット２に多重に取付ける場合であっても、各シール部材の位相調整をボールネジナット２に最も近い側から順次行って固定することで各シール部材のシール効果が確実に得られる。

なお、前記実施形態では、ボールネジナット２に内側シール部材４を直接取付け、内側シール部材４に外側シール部材５を直接取付けているが、夫々の間には、シール部材以外の部材が介装されていてもよく、例えばシール部材を保持するための金属製薄板材などから構成される保持部材などを介装してもよい。何れの場合も、ボールネジナット２に近いシール部材を内側シール部材４、ボールネジナット２から遠いシール部材を外側シール部材５とすれば、全てのシール部材に本発明が適用できる。

１はボールネジ軸
２はボールネジナット
３はボール
４は内側シール部材
５は外側シール部材
６は外外側シール部材
７は内側シール部材用ネジ部材
８は外側シール部材用ネジ部材
９は外外側シール部材用ネジ部材
１０は内側シールリップ
１１は外側シールリップ
１２は外外側シールリップ
１３は内側シール部材用ナットネジ孔
１４は内側シール部材用位相調整取付孔
１５は外側シール部材用ナットネジ孔
１６は外側シール部材用ネジ部材挿通孔
１７は外側貫通孔
１８は外側シール部材用位相調整取付孔

Claims

ボールネジナットの軸線方向端部に二以上のシール部材を軸線方向に多重に取付け且つ各シール部材のシールリップの内形がボールネジ軸の外形に接触するボールネジ装置であって、前記二以上のシール部材の夫々をボールネジナットに固定するための各シール部材用ネジ部材が螺合され且つ夫々のシール部材に対応して当該ボールネジナットの軸線方向端面の異なる位置に形成された各シール部材用ナットネジ孔と、各シール部材の該当する前記各シール部材用ナットネジ孔に対向する位置に形成され且つ各シール部材用ネジ部材のネジ部を挿通し且つボールネジナット又はボールネジ軸の回転方向に長手な各シール部材用位相調整取付孔と、隣合うシール部材のうち、ボールネジナットに近いシール部材を内側シール部材、ボールネジナットから遠いシール部材を外側シール部材とした場合、少なくとも内側シール部材に形成され且つ外側シール部材をボールネジナットに固定するための外側シール部材用ネジ部材のネジ部を挿通し且つボールネジナット又はボールネジ軸の回転方向に長手な外側シール部材用ネジ部材挿通孔とを備えたことを特徴とするボールネジ装置。
前記各シール部材用ナットネジ孔をボールネジナットの軸線方向端面の同一円周上に形成し且つそれらを順番に各シール部材に該当するシール部材用ナットネジ孔としたことを特徴とする請求項１に記載のボールネジ装置。
前記二以上のシール部材をボールネジナットの軸線方向端部に取付けるにあたり、前記内側シール部材の回転方向への位相を調整することで当該内側シール部材のシール効果を確認しながら内側シール部材用ネジ部材のネジ部をボールネジナットの内側シール部材用ナットネジ孔に螺合して当該内側シール部材をボールネジナットに固定し、その後、前記外側シール部材の回転方向への位相を調整することで当該外側シール部材のシール効果を確認しながら外側シール部材用ネジ部材のネジ部をボールネジナットの外側シール部材用ナットネジ孔に螺合して当該外側シール部材をボールネジナットに固定することを特徴とする請求項１又は２に記載のボールネジ装置のシール部材取付方法。