JP2012229729A - Ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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部に配置されたリング状のシールを備えたボールねじに関する。 The present invention is arranged between a nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a raceway groove formed by the spiral groove of the nut and the spiral groove of the screw shaft. And a ball screw provided with ring-shaped seals disposed at both axial ends of a nut.
工作機械、射出成形機、半導体デバイス製造装置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にリング状のシールが配置されている。
A ball screw used in a machine tool, an injection molding machine, a semiconductor device manufacturing apparatus, or the like includes a nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a spiral groove of the nut. And a ball disposed between the raceway grooves formed by the spiral grooves of the screw shaft.
Since the ball of such a ball screw rolls in the groove along with the rotational movement of the screw shaft, if foreign matter such as dust or abrasion powder adhering to the screw shaft enters the nut, the foreign matter that has entered the nut Can hinder the rolling motion of the ball and cause damage such as seizure.
In order to prevent foreign matter from entering the nut, ring-shaped seals are arranged at both axial ends of the nut.
特許文献1には、ボールねじのナットの軸方向端部に、外周面にV溝(V字断面の周溝)を形成した取付部を形成し、この取付部に、予めシールが取り付けられたシールキャップを固定することが記載されている。前記シールは、ねじ軸の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部を有し、ねじ軸に摺接する接触シールである。
前記シールキャップは、ナットの取付部の外周面に外嵌する環状部を有し、この環状部に、外周面から径方向に貫通する取付ねじ穴が形成されている。前記シールキャップはナットに対して、前記環状部の取付ねじ穴に止めねじを螺合し、その先端の円錐面を前記取付部のV溝を構成する押圧斜面に押圧することで固定されている。
これにより、シールの固定時に、リップ部の周方向位置(位相)が任意に設定できるため、リップ部の内周縁形状とねじ軸の軸直角断面形状を正確に合わせることが可能になることで、接触シールのシール性の向上が図れると記載されている。
In Patent Document 1, an attachment portion in which a V groove (a circumferential groove having a V-shaped cross section) is formed on an outer peripheral surface is formed at an axial end portion of a nut of a ball screw, and a seal is attached to the attachment portion in advance. Fixing the seal cap is described. The seal is a contact seal that has a lip portion having an inner peripheral edge shape similar to the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft, and is in sliding contact with the screw shaft.
The seal cap has an annular portion that is fitted onto the outer peripheral surface of the nut attachment portion, and an attachment screw hole that penetrates from the outer peripheral surface in the radial direction is formed in the annular portion. The seal cap is fixed to the nut by screwing a set screw into the mounting screw hole of the annular portion and pressing the conical surface at the tip of the conical surface against the pressing slope that forms the V groove of the mounting portion. .
Thereby, since the circumferential position (phase) of the lip portion can be arbitrarily set when the seal is fixed, it becomes possible to accurately match the inner peripheral edge shape of the lip portion and the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft. It is described that the sealing performance of the contact seal can be improved.
しかし、特許文献1に記載されたボールねじでは、シールのリップ部とねじ軸を周方向で位置合わせする作業を、シールキャップを回転させて、リップ部の先端を確認しながら行う必要があるため手間がかかるとともに、良好な防塵性および密封性を得ることができる最適な位置に調整することが難しい。
この発明の課題は、ボールねじのナットの軸方向端部に接触シールを取り付ける際に、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせが簡単にできるようにすることである。
However, in the ball screw described in Patent Document 1, it is necessary to perform the operation of aligning the seal lip portion and the screw shaft in the circumferential direction while rotating the seal cap and checking the tip of the lip portion. It takes time and is difficult to adjust to an optimal position where good dustproofness and sealing performance can be obtained.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it easy to align a seal lip portion and a screw shaft in the circumferential direction when a contact seal is attached to an axial end of a ball screw nut.
上記課題を解決するために、この発明は、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部に配置されたリング状のシールを備えたボールねじであって、前記シールは、ねじ軸の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部を有し、ねじ軸に摺接する接触シールであり、下記の構成(1) 〜(4) を有することを特徴とする。
(1) 前記ナットの軸方向端部からなる取付部の外周面の周方向で異なる位置となる3カ所以上に、前記ナットの径方向と垂直な平面部を設ける。
(2) 前記取付部に外嵌する環状部と、この環状部の軸方向一端に設けた、前記シールを固定する内向きフランジ部とからなり、前記環状部の前記平面部と同じ位置に貫通穴を有し、前記シールを固定した後に前記取付部に固定されるシールキャップを備え、前記シールキャップの軸方向寸法は、前記シールが軸方向の設定位置に配置される寸法である。
(3) 前記シールは、前記ナットの平面部に前記シールキャップの貫通穴を合わせた状態で、リップ部の内周縁形状がねじ軸の軸直角断面形状に対応した配置となるように、前記内向きフランジに固定されている。
(4) 前記シールキャップが前記ナットに対して、前記環状部を前記取付部に外嵌し、前記平面部に合わせた前記貫通穴から挿入された固定ねじで固定されている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is formed by a nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, a spiral groove of the nut, and a spiral groove of the screw shaft. A ball screw having a ball disposed between the raceway grooves and a ring-shaped seal disposed at both axial ends of the nut, wherein the seal is similar to the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft. A contact seal having a lip portion having an inner peripheral edge shape and in sliding contact with a screw shaft, and having the following configurations (1) to (4).
(1) Flat portions perpendicular to the radial direction of the nut are provided at three or more positions that are different in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the mounting portion that is the axial end portion of the nut.
(2) Consists of an annular part fitted on the mounting part and an inward flange part provided at one end in the axial direction of the annular part to fix the seal, and penetrates at the same position as the flat part of the annular part. A seal cap having a hole and fixed to the mounting portion after fixing the seal is provided, and the axial dimension of the seal cap is a dimension at which the seal is disposed at a set position in the axial direction.
(3) The seal is arranged so that the inner peripheral edge shape of the lip portion corresponds to the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft in a state where the through hole of the seal cap is aligned with the flat portion of the nut. It is fixed to the orientation flange.
(4) The seal cap is fixed to the nut with a fixing screw inserted from the through hole fitting the annular portion to the mounting portion and aligned with the flat portion.
この発明のボールねじによれば、前記シールを固定した後のシールキャップの環状部を前記ナットの取付部に外嵌し、平面部に前記シールキャップの貫通穴を合わせることで、前記シールのリップ部とねじ軸が周方向で位置合わせされる。そして、この状態で前記貫
通穴から固定ねじを挿入して平面部に押し当てて固定することで、前記シールがナットに取り付けられる。よって、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせが簡単にできる。
According to the ball screw of the present invention, the annular portion of the seal cap after the seal is fixed is externally fitted to the mounting portion of the nut, and the through hole of the seal cap is aligned with the flat portion, thereby the lip of the seal The part and the screw shaft are aligned in the circumferential direction. In this state, the seal is attached to the nut by inserting a fixing screw from the through hole and pressing and fixing the fixing screw to the flat portion. Therefore, it is possible to easily align the seal lip portion and the screw shaft in the circumferential direction.
この発明のボールねじによれば、ナットの軸方向端部に接触シールを取り付ける際に、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせを簡単に行うことができる。 According to the ball screw of the present invention, when the contact seal is attached to the axial end portion of the nut, the circumferential alignment between the seal lip portion and the screw shaft can be easily performed.
以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態のボールねじは、図1に示すように、ナット1と、ねじ軸2と、ボール3と、シール4と、シールキャップ5と、シール4をシールキャップ5に固定する小ねじ6と、シールキャップ5をナット1に固定する小ねじ(固定ねじ)7と、で構成されている。
ナット1の内周面に螺旋溝11が形成され、ねじ軸2の外周面に螺旋溝21が形成されている。ボール3は、ナット1の螺旋溝11とねじ軸2の螺旋溝21で形成される軌道溝の間に配置されている。
シール4は、ねじ軸2の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部41を有し、ねじ軸2に摺接する接触シールである。リップ部41の外周側に円環状の基部42が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
As shown in FIG. 1, the ball screw of this embodiment includes a nut 1, a
A
The seal 4 is a contact seal that has a
ナット1の軸方向端部の外径が他の部分より小さく形成され、この小径部がシールキャップ5を取り付ける取付部12となっている。図2(a)(b)に示すように、取付部12の外周面には、軸方向で同じ位置で、周方向で異なる位置となる3カ所に、平面部13
が形成されている。平面部13は、ナット1の径方向と垂直な平面として形成されている。小ねじ7の先端部は、この平面部13と平行となる平面に形成されている。
The outer diameter of the end portion in the axial direction of the nut 1 is formed smaller than the other portion, and this small diameter portion serves as an
Is formed. The
図1および3に示すように、シールキャップ5は、ナット1の取付部12に外嵌する環状部51と、環状部51の軸方向一端に設けた内向きフランジ部52とからなる。環状部51の軸方向他端側には、取付部12に形成された3つの平面部13と同じ位置に、3つ
の貫通ねじ穴(貫通穴)51aが形成されている。
内向きフランジ部52には、シール4を小ねじ6で固定するための3つの貫通ねじ穴52aが、周方向で3つの貫通ねじ穴51aと同じ位置に形成されている。シールキャップ5の軸方向寸法Lは、シールキャップ5がシール4を固定した後にナット1に固定された
状態で、シール4が軸方向の設定位置に取り付けられる寸法になっている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
In the
ナット1の軸方向端部にシール4を取り付ける際には、先ず、図4に示すように、シール4の基部42を、シールキャップ5の内向きフランジ部52に小ねじ6で固定する。
シール4の基部42には、内向きフランジ52の3つの貫通ねじ穴52aと同じ位置に3つの貫通ねじ穴42aが形成されている。3つの貫通ねじ穴42aは、各貫通ねじ穴42aに小ねじ6を通してシール4が固定されたシールキャップ5をナット1に外嵌し、平
面部13に貫通ねじ穴51aを合わせた状態で、リップ部41の内周縁形状がねじ軸2の軸直角断面形状に合致するように配置されている。
When attaching the seal 4 to the axial end portion of the nut 1, first, as shown in FIG. 4, the
In the
次に、図5および図1に示すように、シール4が固定されたシールキャップ5の環状部51を、ナット1の取付部12に外嵌し、平面部13に貫通ねじ穴51aを合わせて、貫通ねじ穴51aに先端が平坦である小ねじ7を螺合させ、その先端部を平面部13に押し当てる。
これにより、シール4が固定されたシールキャップ5がナット1に固定され、シール4のリップ部41の内周縁形状とねじ軸2の軸直角断面形状が合致した状態となる。すなわち、シール4のリップ部41とねじ軸2が周方向で位置合わせされた状態になる。
Next, as shown in FIGS. 5 and 1, the
As a result, the
以上のように、この実施形態のボールねじによれば、シール4が固定されたシールキャップ5を小ねじ6を用いてナット1に固定することで、シール4のリップ部41とねじ軸2とが周方向で位置合わせされる。すなわち、この実施形態のボールねじによれば、シー
ル4のリップ部41とねじ軸2との周方向での位置合わせが簡単にできる。
なお、この実施形態では、取付部12の外周面の軸方向で同じ位置に、3つの平面部13が形成されているが、周方向で異なる位置となっていれば取付部12の外周面の軸方向で異なる位置に形成されていてもよい。また、3つ以上設ける平面部の周方向での配置は等間隔であってもよいし、異なる間隔であってもよい。
As described above, according to the ball screw of this embodiment, the
In this embodiment, the three
また、この実施形態では、小ねじ7と貫通ねじ穴51aとの螺合によりシールキャップ5をナット1に固定しているが、止めねじと貫通ねじ穴51aとの螺合により固定してもよい。
また、この実施形態では、先端が平坦である小ねじ7でシールキャップ5をナット1に固定したが、この先端が平坦であるねじとしてはJIS規格で定められている「平先」以外に「くぼみ先」の様にねじの先端がリング状で中央部が凹んでいるものであっても良い。
更にまた、この実施形態では、ナット1の軸方向各端部に一枚のシール4を取り付けているが、この発明のシールキャップを用いたシールの取付構造は、ナットの軸方向各端部に複数枚のシールを取り付ける場合にも適用できる。
In this embodiment, the
In this embodiment, the
Furthermore, in this embodiment, one seal 4 is attached to each end of the nut 1 in the axial direction. However, the seal mounting structure using the seal cap of the present invention is attached to each end of the nut in the axial direction. The present invention can also be applied when a plurality of seals are attached.
図6を用いて、二枚のシールを取り付ける場合の一例を説明する。この例では、図6(a)に示すように、二枚目のシール4Aとして、一枚目のシール4の貫通ねじ穴42aに対してθ1 だけずれた位置に貫通ねじ穴42bを設ける。そして、図6(b)に示すように、二枚のシール4,4Aを、貫通ねじ穴42a,42b同士を合わせて重ねた状態で、シールキャップ5の内向きフランジ部52に小ねじ6で固定する。この状態とされたシールキャップ5を前述の方法でナット1に固定する。
ここでθ1 は一枚目のシール4に二枚目のシール4Aを固定したときに、二枚目のシール4Aのリップ部41の内周縁形状とねじ軸2の軸直角断面形状が合致するときの角度である。
An example of attaching two seals will be described with reference to FIG. In this example, as shown in FIG. 6A, as the
Here, θ1 is when the inner peripheral shape of the
三枚のシールを取り付ける場合は、例えば図7に示すように、三枚目のシール4Bとして、二枚目のシール4Aの貫通ねじ穴42bに対してθ2 だけずれた位置に貫通ねじ穴42cを設けたものを使用する。そして、三枚のシール4,4A,4Bを、貫通ねじ穴42a,42b同士を合わせて重ねた状態で、シールキャップ5の内向きフランジ部52に小ねじ6で固定する。この状態とされたシールキャップ5を前述の方法でナット1に固定する。
ここでθ2 は二枚目のシール4Aに三枚目のシール4Bを固定したときに、三枚目のシール4Bのリップ部41の内周縁形状とねじ軸2の軸直角断面形状が合致するときの角度である。
このように、複数枚のシールを取り付ける場合は、良好な防塵性および密封性を得るために、各シールを、周方向で軸直角断面形状が合う所定角度分だけずらした最適な位置に取り付ける必要がある。
When three seals are attached, for example, as shown in FIG. 7, a through
Here, θ2 is when the inner peripheral shape of the
Thus, when installing multiple seals, in order to obtain good dustproof and sealing properties, it is necessary to install each seal at an optimal position shifted by a predetermined angle that matches the cross-sectional shape perpendicular to the axis in the circumferential direction. There is.
1 ナット
11 ナットの螺旋溝
12 取付部
13 平面部
2 ねじ軸
21 ねじ軸の螺旋溝
3 ボール
4 シール
4A シール
4B シール
41 リップ部
42 基部
42a 貫通ねじ穴
42b 貫通ねじ穴
42c 貫通ねじ穴
5 シールキャップ
51 環状部
51a 貫通ねじ穴(貫通穴)
52 内向きフランジ部
52a 貫通ねじ穴
6 小ねじ
7 小ねじ(固定ねじ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
52
Claims (1)
前記シールは、ねじ軸の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部を有し、ねじ軸
に摺接する接触シールであり、前記ナットの軸方向端部からなる取付部の外周面の周方向で異なる位置となる3カ所以上に、前記ナットの径方向と垂直な平面部を設け、
前記取付部に外嵌する環状部と、この環状部の軸方向一端に設けた、前記シールを固定する内向きフランジ部とからなり、前記環状部の前記平面部と同じ位置に貫通穴を有し、前記シールを固定した後に前記取付部に固定されるシールキャップを備え、
前記シールキャップの軸方向寸法は、前記シールが軸方向の設定位置に配置される寸法であり、
前記シールは、前記ナットの平面部に前記シールキャップの貫通穴を合わせた状態で、リップ部の内周縁形状がねじ軸の軸直角断面形状に対応した配置となるように、前記内向きフランジに固定され、 前記シールキャップが前記ナットに対して、前記環状部を前記取付部に外嵌し、前記平面部に合わせた前記貫通穴から挿入された固定ねじで固定されていることを特徴とするボールねじ。 A nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a ball disposed between the spiral groove of the nut and the raceway groove formed by the spiral groove of the screw shaft; A ball screw provided with ring-shaped seals disposed at both axial ends of the nut,
The seal is a contact seal having a lip portion having an inner peripheral edge shape similar to the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft, and is in sliding contact with the screw shaft, and is a periphery of the outer peripheral surface of the mounting portion including the axial end of the nut. In three or more places that are different positions in the direction, a plane portion perpendicular to the radial direction of the nut is provided,
It consists of an annular part fitted around the mounting part and an inward flange part provided at one end in the axial direction of the annular part to fix the seal, and has a through hole at the same position as the flat part of the annular part. And a seal cap fixed to the mounting portion after fixing the seal,
The axial dimension of the seal cap is a dimension at which the seal is arranged at a set position in the axial direction.
The seal is formed on the inward flange so that the inner peripheral edge shape of the lip portion corresponds to the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft with the through hole of the seal cap aligned with the flat portion of the nut. The seal cap is fixed to the nut with a fixing screw that is externally fitted to the mounting portion and inserted from the through hole that matches the flat surface portion. Ball screw.
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