JP3438399B2 - ボールねじ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、産業機械等
に用いられるボールねじの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のボールねじとしては、図
１４に示すものが知られている。このボールねじは、ね
じ軸ａの外周面に設けた螺旋状のねじ溝ｂと、ボールね
じナットｃの内周面に設けた螺旋状のねじ溝ｄとの間に
複数のボールｅを介在させ、ねじ軸ｂ（又はボールねじ
ナットｃ）の回転をボールｅを介してボールねじナット
ｃ（又はねじ軸ｂ）の軸方向の変位に変換するものであ
る。ボールねじナットｃの端部には、該ボールねじナッ
トｃの内部に充填された潤滑剤の洩出及び外部からの異
物の侵入を防止するため、シール部材ｆが装着されてい
る。シール部材ｆは、ポリアセタール樹脂等の樹脂材や
ゴム材等でリング状に形成されたもので、その内周面に
ねじ軸ａのねじ溝ｂに嵌合する凸部ｇを有している。ま
た、シール部材ｆは、ボールねじナットｃの端部外周面
からねじ込まれた止めねじｈによって固定されている。

【０００３】しかしながら、かかるボールねじにおいて
は、リング状のシール部材ｆをねじ軸ａに嵌め込んだ
後、該シール部材ｆを止めねじｈによってボールねじナ
ットｃに固定するようにしているので、ねじ軸ａのねじ
溝ｂと凸部ｇとの嵌合すき間はねじ軸ａとシール部材ｆ
との寸法関係に依存することになる。このため、該嵌合
すき間を常にゼロにすることができず、ボールねじの使
用条件によっては十分なシール性が得られない場合があ
る。

【０００４】このような不都合を解消するために、図１
５，図１６及び図１７（図１６の左側面図）に示すよう
なシール部材を有するボールねじが提案されている。こ
のボールねじは、リング状のシール部材ｍの外側の端面
から軸方向の途中までの部分を周方向の複数箇所で分割
し、かつ、周方向の一箇所を切断してボールねじナット
ｃの端部に装着し、分割された部分をガータスプリング
ｎ等で内径側に弾性的に押圧することにより、ねじ軸ａ
のねじ溝ｂとシール部材ｍの凸部ｇとの嵌合すき間をゼ
ロ以下にし、さらに、シール部材ｍを潤滑剤含有プラス
チックで形成することにより、嵌合すき間をゼロ以下に
することによって増大するねじ軸ａのねじ溝ｂと凸部ｇ
との間の摩擦抵抗をシール部材ｍから滲み出る潤滑剤に
よって小さくしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ボールねじにおいては、シール部材ｍを内径側に弾性的
に押圧するガータスプリングｎ等の部品が必要になり、
ボールねじのコストを低くする妨げとなる。また、ボー
ルねじの駆動時にシール部材ｍから潤滑剤が滲み出して
該シール部材ｍが徐々に収縮すると、シール部材ｍが周
方向の一箇所で切断されているため、切断部分のすき間
ｏが大きくなる。このため、粉塵等の異物が多い環境下
では、大きくなったすき間ｏに粉塵等の異物が入り込ん
でねじ軸ａのねじ溝ｂに付着してしまう場合がある。こ
の結果、ボールねじナットｃ（又はねじ軸ｂ）の軸方向
の変位時に該異物がねじ軸ａのねじ溝ｂを介してボール
ねじナットｃ内に侵入して焼き付き等の原因となるおそ
れがある。

【０００６】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、ねじ軸のねじ溝とシール部材の凸部
との嵌合すき間をゼロ以下することができると共に、ね
じ軸のねじ溝と凸部との間の摩擦抵抗を小さくすること
ができるのは勿論のこと、コストを低くすることがで
き、しかもシール性をより向上させることができるボー
ルねじを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１に係るボールねじは、螺旋状のねじ溝を
外周面に有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応する
ねじ溝を内周面に有し、前記ねじ軸に多数のボールを介
して螺合されるボールねじナットと、前記ねじ軸のねじ
溝に嵌合する凸部を内周面に有し、前記ボールねじナッ
トの端部に装着されるリング状のシール部材とを備えた
ボールねじにおいて、周方向の一部が切断された潤滑剤
含有ポリマからなる前記シール部材を前記ねじ軸に取り
付けて互いに対向する切断端を接続することにより、前
記シール部材の凸部を前記ねじ軸のねじ溝に嵌合すき間
をゼロ以下にして嵌合させ、さらに、前記互いに対向す
る切断端の接続部分を閉塞する蓋部材を設けたことを特
徴とする。

【０００８】請求項２に係るボールねじは、螺旋状のね
じ溝を外周面に有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対
応するねじ溝を内周面に有し、前記ねじ軸に多数のボー
ルを介して螺合されるボールねじナットと、前記ねじ軸
のねじ溝に嵌合する凸部を内周面に有し、前記ボールね
じナットの端部に装着されるリング状のシール部材とを
備えたボールねじにおいて、周方向の一部が切断された
潤滑剤含有ポリマからなる前記シール部材を前記ねじ軸
に取り付けて互いに対向する切断端を面接触させ、か
つ、前記シール部材から潤滑剤が滲み出て該シール部材
が円周方向に収縮した際に該収縮力が接触面同士を互い
に押圧するように両切断端を接続し、これにより、前記
シール部材の凸部を前記ねじ軸のねじ溝に嵌合すき間を
ゼロ以下にして嵌合させたことを特徴とする。

【０００９】ここで、嵌合すき間がゼロ以下とは、嵌合
すき間がゼロの状態或いは締代をもった状態（マイナス
すき間）をいう。また、潤滑剤含有ポリマは、例えば、
ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブチレン，ポリメ
チルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオ
レフィン系ポリマーの群から選定したポリマに、潤滑剤
としてポリ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
ルやトリメリット酸エステルのようなエステル油等のい
ずれかを混合したものを用いることができる。尚、混合
したものに予め酸化防止剤，錆止め剤，あわ消し剤，極
圧剤等の各種の添加剤を加えたものでもよい。

【００１０】上記潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量
に対してポリオレフィン系ポリマーが２０〜９０重量
％、潤滑剤８０〜１０重量％である。ポリオレフィン系
ポリマーが２０重量％未満の場合は、シール部材として
必要な硬さ、強度等が得られない。また、ポリオレフィ
ン系ポリマーが９０重量％を超える場合（潤滑剤が１０
重量％未満の場合）は、潤滑剤の供給が少なくなり、ボ
ールねじ自体の潤滑不良が生じる。

【００１１】上記ポリマーの群は、基本構造は同じでそ
の平均分子量が異なっており、１×１０³ 〜５×１０⁶
の範囲におよんでいる。その中で、平均分子量１×１０
³ 〜１×１０⁶ という比較的低分子量のものと、１×１
０⁶ 〜５×１０⁶ という超高分子量のものとを、単独も
しくは必要に応じて混合して用いる。また、シール部材
の機械的強度を向上させるため、上述のポリオレフィン
系ポリマーに、以下のような熱可塑性樹脂および熱硬化
性樹脂を添加したものでもよい。

【００１２】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド，ポリ
カーボネート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェ
ニレンサルファイド，ポリエーテルスルホン，ポリエー
テルエーテルケトン，ポリアミドイミド，ポリスチレ
ン，ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。熱
硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂，尿素樹
脂，メラミン樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂，
エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。

【００１３】これらの樹脂は、単独または混合して用い
てもよい。さらに、ポリオレフィン系ポリマーとそれ以
外の樹脂とをより均一な状態で分散させるために、必要
に応じて適当な相溶化剤を加えてあってもよい。

【００１４】

【作用】請求項１又は２の発明では、シール部材をねじ
軸に取り付けた後、互いに対向する切断端を接続してシ
ール部材の凸部をねじ軸のねじ溝に嵌合すき間がゼロ以
下になるように嵌合させることにより、従来のようなガ
ータスプリング等の押圧部品を用いることなく該嵌合す
き間をゼロ以下にすることを可能にする。

【００１５】また、シール部材を潤滑剤含有ポリマで形
成することにより、嵌合すき間をゼロ以下にすることに
よって増大するねじ軸のねじ溝とシール部材の凸部との
間の摩擦抵抗を該シール部材から滲み出た潤滑剤により
小さくすると共に、滲み出た潤滑剤をねじ軸のねじ溝に
供給することにより該ねじ溝を介して潤滑剤を転動ボー
ル及びボールねじナットのねじ溝に供給する。

【００１６】さらに、互いに対向する切断端を接続する
ことにより、シール部材から潤滑剤が滲み出て該シール
部材が円周方向に収縮した際に、接続部分のすき間が大
きくならないようにして該すき間からボールねじナット
内に異物の侵入を防止すると共に、該収縮力がねじ軸を
押圧する力、換言すればねじ軸のねじ溝と前記凸部との
嵌合すき間を小さくする力として作用する。

【００１７】請求項２の発明では、互いに対向する切断
端を面接触させ、かつ、シール部材から潤滑剤が滲み出
て該シール部材が円周方向に収縮した際に、該収縮力が
接触面同士を互いに押圧するように両切断端を接続する
ことによって、シール部材の収縮前及び後にかかわらず
切断端を密着させて接続部分からボールねじナット内に
異物が侵入するのをより有効に防止する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は請求項２の発明の一実施例であるボールねじ
の要部断面図、図２はシール部材の正面図、図３は図２
の矢印Ａ方向から見た側面図、図４は互いに対向する切
断面を接続する前の状態を示す図である。

【００１９】まず、図１に従って全体構成を説明する
と、ボールねじは、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に有す
るねじ軸１に、ボールねじナット２が多数のボール３を
介して螺合されている。ボールねじナット２はねじ軸１
のねじ溝１ａに対応するねじ溝２ａを内周面に有する。
ボール３はねじ溝１ａ，２ａによって形成された螺旋状
空間をねじ軸１の回転方向に転動しつつボールねじナッ
ト２の胴部に設けられたボール循環路（図示せず）に導
かれて循環移動する。

【００２０】また、ボールねじナット２の端面には環状
の凹部４が形成されている。該凹部４には、リング状の
シール部材５が嵌め込まれている。該シール部材５は、
ねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合する凸部５ａを内周面に有
しており、ボールねじナット２の端部外周面からねじ込
まれた止めねじ６によって凹部４内に固定されている。
そして、ねじ軸１が回転すると、ボール３の転動を介し
てボールねじナット２がねじ軸１に沿って直線方向に送
られる。

【００２１】次に、請求項２に係るボールねじの要部で
あるシール部材５を図２〜図４を参照して説明する。シ
ール部材５は、潤滑剤含有ポリマで形成されたもので、
周方向の一部が切断されている。図３及び図４に示すよ
うに、互いに対向する切断端の内で一方の切断端７は、
軸方向の両側部が該軸方向に沿って切断されて切断面８
ａ，８ｂをなしている。切断面８ａ，８ｂは、軸方向の
切断長さが同一長さとされている。切断端７の軸方向の
中央部には嵌合部９が他方の切断端１０に向けて突出形
成されている。

【００２２】嵌合部９は、切断端１０側に向けて広がる
逆台形状をなしており、先端辺が基辺より長くされてい
る。そして、先端辺が切断面８ａ，８ｂに平行に切断さ
れて切断面８ｃをなしており、また、両側辺はそれぞれ
切断面８ｄ，８ｅをなしている。他方の切断端１０は、
軸方向の両側部が切断面８ａ，８ｂに平行に切断されて
切断面１１ａ，１１ｂをなしている。切断面１１ａ，１
１ｂは、軸方向の切断長さが切断面８ａ，８ｂに対応し
ている。切断端１０の軸方向の中央部には、図４に示す
ように、嵌合部９が嵌め込まれる凹状の被嵌合部１２が
形成されている。被嵌合部１２は、嵌合部９に対応する
形状をなしており、嵌合部９の切断面８ｃ〜８ｅに対応
する切断面１１ｃ〜１１ｅを有している。

【００２３】かかるシール部材５の製造方法は、潤滑剤
含有ポリマを加熱溶融した後、所定の金型に注入して加
圧しながら冷却固化させて成形する。この場合、圧縮成
形あるいは射出成形等が可能である。ここで、本実施例
では潤滑剤含有ポリマとして、低分子量ポリエチレン
（分子量１×１０³ 〜５×１０⁵ ）６５重量％と超高分
子量ポリエチレン（分子量１×１０⁶ 〜５×１０⁶ ）５
重量％からなるポリエチレンに、潤滑剤としてパラフィ
ン系鉱油３０重量％を混合したものを用いる。

【００２４】そして、このように周方向の一部が切断さ
れたシール部材５を、ねじ軸１に取り付けた後、被嵌合
部１２に嵌合部９を嵌め込んでシール部材５の互いに対
向する切断端７，１０を接続する。かかる接続により、
シール部材５の凸部５ａがねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合
すき間がゼロ以下になるように嵌合され、この状態でシ
ール部材５が上述した凹部４に挿入固定される。この
時、切断端７側の切断面８ａ〜８ｅと、該切断面８ａ〜
８ｄに対向する切断端１０側の切断面１１ａ〜１１ｅと
の各すき間はシール性を考慮して次のように設定されて
いる。

【００２５】即ち、図３を参照して切断面８ａと切断面
１１ａ、切断面８ｂと切断面１１ｂ、切断面８ｃと切断
面１１ｃの各すき間はゼロあるいは０．１ｍｍ以下とさ
れ、切断面８ｄと切断面１１ｄ、切断面８ｅと切断面１
１ｅはそれぞれ面接触してすき間がゼロ以下とされてい
る。この場合、切断面８ｄと切断面１１ｄ、切断面８ｅ
と切断面１１ｅは、シール部材５から潤滑剤が滲み出て
該シール部材５が収縮した際に、該収縮力によって互い
に押圧される面とされている。換言すれば、該収縮力を
受け止める面とされている。これにより、シール部材５
の収縮前及び後においても、切断面８ｄと切断面１１
ｄ、切断面８ｅと切断面１１ｅが互いに密着して切断端
７，１０の接続部分のシールが良好になされる。また、
切断面８ｄと切断面１１ｄ、切断面８ｅと切断面１１ｅ
がそれぞれシール部材５の収縮力を受け止めることによ
って一種のストッパとして機能し、切断面８ａと切断面
１１ａ、切断面８ｂと切断面１１ｂ、切断面８ｃと切断
面１１ｃの各すき間が該収縮力によって大きくなるのを
阻止する。

【００２６】かかる構成のボールねじにおいては、互い
に対向する切断端７，１０を接続することにより、シー
ル部材５の凸部５ａをねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合すき
間をゼロ以下で嵌合させているので、該嵌合すき間をゼ
ロ以下にするに際して従来のようなガータスプリング等
の押圧部品を用いないで済む。この結果、ボールねじの
製造コストの低減を図ることができる。

【００２７】また、シール部材５を潤滑剤含有ポリマで
形成しているので、嵌合すき間をゼロ以下にすることに
よって増大するねじ軸１のねじ溝１ａとシール部材５の
凸部５ａとの間の摩擦抵抗を該シール部材５から滲み出
た潤滑剤によって小さくすることができる。この結果、
摩擦によるトルクの上昇及びシール部材５の発熱を抑制
することができる。

【００２８】さらに、シール部材５から滲み出た潤滑剤
は、ねじ軸１の回転に伴ってねじ溝１ａに供給され、そ
の後、ねじ溝１ａを介して該ねじ溝１ａ内を転動するボ
ール３及びボールねじナット２のねじ溝２ａへと均一に
くまなく供給されるので、ボールねじナット２内に外部
から潤滑剤を供給しなくても、低トルクで良好な運転を
長期間続けることができる。尚、ボールねじナット２内
に外部から潤滑剤を供給しなくても済むため、潤滑剤を
ごく少量しか使用できない装置、例えば半導体製造装置
での潤滑手段として用いると効果的である。

【００２９】さらに、互いに対向する切断端７，１０を
接続してシール部材５を形成しているので、シール部材
５から潤滑剤が滲み出て該シール部材５が収縮した際
に、該収縮力がねじ軸１を押圧する力は、ねじ軸１のね
じ溝１ａと凸部５ａとの嵌合すき間を小さくする力とし
て作用する。この結果、ねじ溝１ａと凸部５ａとの嵌合
すき間を長期間にわたってゼロ以下に維持することがで
きる。

【００３０】さらに、切断面８ｄと切断面１１ｄ、切断
面８ｅと切断面１１ｅはそれぞれ面接触してすき間がゼ
ロ以下とされ、しかもシール部材５から潤滑剤が滲み出
て該シール部材５が収縮した際の該収縮力によって互い
に押圧される面とされているので、シール部材５の収縮
前及び後においても、切断面８ｄと切断面１１ｄ、切断
面８ｅと切断面１１ｅが互いに密着して切断端７，１０
の接続部分のシールが良好になされる。この結果、シー
ル部材５の収縮前及び後にかかわらず、切断端７，１０
の接続部分からボールねじナット２内に異物が侵入する
のを防止することができる。

【００３１】尚、上記実施例では、嵌合部９及び被嵌合
部１２を逆台形状に形成しているが、必ずしもこれに限
定する必要はなく、例えば、図５〜図８に示すような形
状にしてもよい。即ち、図５及び図６に示すシール部材
１３は、互いに対向する切断端１４，１５の内で一方の
切断端１４の軸方向の両側部が該軸方向に沿って切断さ
れて切断面１６ａ，１６ｂをなしている。切断面１６
ａ，１６ｂは、軸方向の切断長さが同一とされている。
切断端１４の軸方向の中央部には嵌合部１７が他方の切
断端１５に向けて突出形成されている。

【００３２】嵌合部１７は、図５に示すように、基部１
８より先端部１９の方が軸方向に長い略Ｔ形状をなして
いる。基部１８及び先端部１９の軸方向の両側面は周方
向に沿って切断されてそれぞれ切断面１６ｃ，１６ｄ及
び切断面１６ｅ，１６ｆをなしている。先端部１９の切
断端１５側を向く面及びその裏側の面は共に軸方向に沿
って切断されてそれぞれ切断面１６ｇ及び切断面１６
ｈ，１６ｉをなしている。

【００３３】他方の切断端１５は、軸方向の両側部が切
断面１６ａ，１６ｂに平行に切断されて切断面２０ａ，
２０ｂをなしている。切断面２０ａ，２０ｂは、軸方向
の切断長さが切断面１６ａ，１６ｂに対応している。切
断端１５の軸方向の中央部には、図５に示すように、嵌
合部１７が嵌め込まれる凹状の被嵌合部２１が形成され
ている。被嵌合部２１は、嵌合部１７に対応する形状を
なしており、嵌合部１７の切断面１６ｃ〜１６ｉに対応
する切断面２０ｃ〜２０ｉを有している。

【００３４】そして、このように周方向の一部が切断さ
れたシール部材１３を、ねじ軸１に取り付けた後、被嵌
合部２１に嵌合部１７を嵌め込んでシール部材１３の両
切断端１４，１５を接続する。かかる接続により、シー
ル部材１３の凸部５ａがねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合す
き間がゼロ以下になるように嵌合され、この状態で上述
した凹部４に挿入固定される。この時、切断端１４側の
切断面１６ａ〜１６ｉと、該切断面１６ａ〜１６ｉに対
向する切断端１５側の切断面２０ａ〜２０ｉとのすき間
はシール性を考慮して次のように設定されている。

【００３５】即ち、図５を参照して切断面１６ａと切断
面２０ａ、切断面１６ｂと切断面２０ｂ、切断面１６ｃ
と切断面２０ｃ、切断面１６ｄと切断面２０ｄ、切断面
１６ｅと切断面２０ｅ、切断面１６ｆと切断面２０ｆ、
切断面１６ｇと切断面２０ｇの各すき間はゼロあるいは
０．１ｍｍ以下とされ、切断面１６ｈと切断面２０ｈ、
切断面１６ｉと切断面２０ｉはそれぞれ面接触してすき
間がゼロ以下とされている。

【００３６】この場合、切断面１６ｈと切断面２０ｈ、
切断面１６ｉと切断面２０ｉは、シール部材１３から潤
滑剤が滲み出て該シール部材１３が収縮した際に、該収
縮力によって互いに押圧される面とされている。換言す
れば、該収縮力を受け止める面とされている。これによ
り、シール部材１３の収縮前及び後においても、切断面
１６ｈと切断面２０ｈ、切断面１６ｉと切断面２０ｉが
互いに密着して切断端１４，１５の接続部分のシールが
良好になされる。また、切断面１６ｈと切断面２０ｈ、
切断面１６ｉと切断面２０ｉがそれぞれシール部材５の
収縮力を受け止めることによって一種のストッパとして
機能し、切断面１６ａと切断面２０ａ、切断面１６ｂと
切断面２０ｂ、切断面１６ｃと切断面２０ｃ、切断面１
６ｄと切断面２０ｄ、切断面１６ｅと切断面２０ｅ、切
断面１６ｆと切断面２０ｆ、切断面１６ｇと切断面２０
ｇの各すき間が該収縮力によって大きくなるのを阻止す
る。

【００３７】また、図７及び図８に示すシール部材２３
は、互いに対向する切断端２４，２５の内で一方の切断
端２４の軸方向の両側部が該軸方向に沿って切断されて
切断面２６ａ，２６ｂをなしている。切断端２４の軸方
向の中間部には嵌合部２７が他方の切断端２５に向けて
突出形成されている。嵌合部２７は、基部２８より先端
部２９の方が軸方向に長い略鉤形状をなしている。基部
２８及び先端部２９の軸方向の両側面は周方向に沿って
切断されてそれぞれ切断面２６ｃ，２６ｄ及び切断面２
６ｅ，２６ｆをなしている。切断面２６ｄと切断面２６
ｆとは周方向に連続した面とされている。先端部２９の
切断端２５側を向く面及びその裏側の面は共に軸方向に
沿って切断されてそれぞれ切断面２６ｇ及び切断面２６
ｈをなしている。

【００３８】他方の切断端２５は、軸方向の両側部が切
断面２６ａ，２６ｂに平行に切断されて切断面３０ａ，
３０ｂをなしている。切断面３０ａ，３０ｂは、軸方向
の切断長さが切断面２６ａ，２６ｂに対応している。切
断端２５の軸方向の中間部には、図８に示すように、嵌
合部２７が嵌め込まれる凹状の被嵌合部３１が形成され
ている。被嵌合部３１は、嵌合部２７に対応する形状を
なしており、嵌合部２７の切断面２６ｃ〜１６ｈに対応
する切断面３０ｃ〜３０ｈを有している。

【００３９】そして、このように周方向の一部が切断さ
れたシール部材２３を、ねじ軸１に取り付けた後、被嵌
合部３１に嵌合部２７を嵌め込んでシール部材２３の両
切断端２４，２５を接続する。かかる接続により、シー
ル部材２３の凸部５ａがねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合す
き間がゼロ以下になるように嵌合され、この状態で上述
した凹部４に挿入固定される。この時、切断端２４側の
切断面２６ａ〜２６ｈと、該切断面２６ａ〜２６ｈに対
向する切断端２５側の切断面３０ａ〜３０ｈとの各すき
間はシール性を考慮して次のように設定されている。

【００４０】即ち、図７を参照して切断面２６ａと切断
面３０ａ、切断面２６ｂと切断面３０ｂ、切断面２６ｃ
と切断面３０ｃ、切断面２６ｄと切断面３０ｄ、切断面
２６ｅと切断面３０ｅ、切断面２６ｆと切断面３０ｆ、
切断面２６ｇと切断面３０ｇの各すき間はゼロあるいは
０．１ｍｍ以下とされ、切断面２６ｈと切断面３０ｈは
面接触してすき間がゼロ以下とされている。

【００４１】この場合、切断面２６ｈと切断面３０ｈ
は、シール部材２３から潤滑剤が滲み出て該シール部材
２３が収縮した際に、該収縮力によって互いに押圧され
る面とされている。換言すれば、該収縮力を受け止める
面とされている。これにより、シール部材２３の収縮前
及び後においても、切断面２６ｈと切断面３０ｈが互い
に密着して切断端２４，２５の接続部分のシールが良好
になされる。また、切断面２６ｈと切断面３０ｈがシー
ル部材５の収縮力を受け止めることによって一種のスト
ッパとして機能し、切断面２６ａと切断面３０ａ、切断
面２６ｂと切断面３０ｂ、切断面２６ｃと切断面３０
ｃ、切断面２６ｄと切断面３０ｄ、切断面２６ｅと切断
面３０ｅ、切断面２６ｆと切断面３０ｆ、切断面２６ｇ
と切断面３０ｇの各すき間が該収縮力によって大きくな
るのを阻止する。

【００４２】次に、請求項１の発明の一実施例を図９〜
図１１を参照して説明する。図９は請求項１の発明の一
実施例であるボールねじの要部断面図、図１０はシール
部材の正面図、図１１は図１０の矢印Ｃから見た部分的
側面図である。尚、上述した第２請求項の発明の実施例
と重複する部分は同一符号を付して説明する。まず、図
９に従って全体構成を説明すると、ボールねじは、螺旋
状のねじ溝１ａを外周面に有するねじ軸１に、ボールね
じナット２が多数のボール３を介して螺合されている。
ボールねじナット２はねじ軸１のねじ溝１ａに対応する
ねじ溝２ａを内周面に有する。ボール３はねじ溝１ａ，
２ａによって形成された螺旋状空間をねじ軸１の回転方
向に転動しつつボールねじナット２の胴部に設けられた
ボール循環路（図示せず）に導かれて循環移動する。

【００４３】また、ボールねじナット２の端面には環状
の凹部３２が形成されている。該凹部３２は、リング状
のシール部材３３が挿入されている。凹部３２は、シー
ル部材３３より軸方向の長さが長く形成されており、シ
ール部材３３より外側（右側）の内周面には雌ねじ３４
が形成されている。雌ねじ３４には、該雌ねじ３４に対
応する雄ねじ３５が外周面に形成された金属或いは樹脂
等からなるリング状の蓋部材３６が螺合されている。蓋
部材３６は、内周面がねじ軸１に非接触とされており、
さらに、軸方向の内側の端面（左端面）がシール部材３
３の外側の端面（右端面）に密着されている。シール部
材３３は、ねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合する凸部５ａを
内周面に有しており、ボールねじナット２の端部外周面
からねじ込まれた止めねじ６によって凹部３２内に固定
されている。そして、ねじ軸１が回転すると、ボール３
の転動を介してボールねじナット２がねじ軸１に沿って
直線方向に送られる。

【００４４】次に、請求項１に係るボールねじの要部で
あるシール部材３３を図１０及び図１１を参照して説明
する。シール部材３３は、潤滑剤含有ポリマで形成され
たもので、周方向の一部が切断されている。互いに対向
する切断端の内で一方の切断端３７は、シール部材３３
の軸方向の一端面から該軸方向に沿って中央部まで切断
された切断面３８ａと、該中央部から他方の切断端３９
に向けて周方向に沿って切断された切断面３８ｂと、切
断面３８ｂの先端部からシール部材３３の他端面まで軸
方向に沿って切断された切断面３８ｃと有している。

【００４５】他方の切断端３９は、切断端３７に対応す
る形状をなしており、接続時に該切断端３７の切断面３
８ａ〜３８ｃに対向する切断面４０ａ〜４０ｃを有して
いる。かかるシール部材３３の製造方法は、潤滑剤含有
ポリマを加熱溶融した後、所定の金型に注入して加圧し
ながら冷却固化させて成形する。この場合、圧縮成形あ
るいは射出成形等が可能である。

【００４６】ここで、本実施例の潤滑剤含有ポリマとし
ては、低分子量ポリエチレン（分子量１×１０³ 〜５×
１０⁵ ）６５重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量
１×１０⁶ 〜５×１０⁶ ）５重量％からなるポリエチレ
ンに、潤滑剤としてパラフィン系鉱油３０重量％を混合
したものを用いる。そして、このように周方向の一部が
切断されたシール部材３３を、ねじ軸１に取り付けた
後、切断端３７の切断面３８ａ〜３８ｃと切断端３９の
切断面４０ａ〜４０ｃとを互いに突き合わせた後、切断
面３８ｂ，４０ｂの周方向の略中央部を通るピン４１を
シール部材３３の一端面から他端面まで貫通させること
によりシール部材３３の互いに対向する切断端３７，３
９を接続する。かかる接続により、シール部材３３の凸
部５ａがねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合すき間がゼロ以下
になるように嵌合され、この状態でシール部材３３が上
述した凹部３２に挿入固定される。この時、切断端３７
側の切断面３８ａ〜３８ｃと、該切断面３８ａ〜３８ｃ
に対向する切断端３９側の切断面４０ａ〜４０ｃとの各
すき間はシール性を考慮して、ゼロあるいは０．１ｍｍ
以下とされている。

【００４７】この場合、シール部材３３から潤滑剤が滲
み出て該シール部材３３が収縮した際に、該収縮力が切
断面３８ａ〜３８ｃと切断面４０ａ〜４０ｃとのすき間
を広げるように作用するため、本実施例では、上述した
ように凹部３２内にシール部材３３を挿入した後、該凹
部３２に蓋部材３６をねじ込んでシール部材３３と蓋部
材３６の端面同士を密着させることにより、切断面３８
ｃ（又は切断面３８ａ）と切断面４０ｃ（又は切断面４
０ａ）とのすき間を閉塞して、粉塵等の異物が特に多い
環境下において該すき間からボールねじナット２内に異
物等が侵入しないようにしている。これにより、シール
部材３３の収縮前及び後においても、切断端３７，３９
の接続部分のシールが良好になされる。

【００４８】かかる構成のボールねじにおいては、互い
に対向する切断端３７，３９を接続することにより、シ
ール部材３３の凸部５ａをねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合
すき間をゼロ以下で嵌合させているので、該嵌合すき間
をゼロ以下にするに際して従来のようなガータスプリン
グ等の押圧部品を用いないで済む。この結果、ボールね
じの製造コストの低減を図ることができる。

【００４９】また、シール部材３３を潤滑剤含有ポリマ
で形成しているので、嵌合すき間をゼロ以下にすること
によって増大するねじ軸１のねじ溝１ａとシール部材３
３の凸部５ａとの間の摩擦抵抗を該シール部材３３から
滲み出た潤滑剤によって小さくすることができる。この
結果、摩擦によるトルクの上昇及びシール部材３３の発
熱を抑制することができる。

【００５０】さらに、シール部材３３から滲み出た潤滑
剤は、ねじ軸１の回転に伴ってねじ溝１ａに供給され、
その後、ねじ溝１ａを介して該ねじ溝１ａ内を転動する
ボール３及びボールねじナット２のねじ溝２ａへと均一
にくまなく供給されるので、ボールねじナット２内に外
部から潤滑剤を供給しなくても、低トルクで良好な運転
を長期間続けることができる。尚、ボールねじナット２
内に外部から潤滑剤を供給しなくても済むため、潤滑剤
をごく少量しか使用できない装置、例えば半導体製造装
置での潤滑手段として用いると効果的である。

【００５１】さらに、互いに対向する切断端３７，３９
を接続してシール部材３３を形成しているので、シール
部材３３から潤滑剤が滲み出て該シール部材３３が収縮
した際に、該収縮力がねじ軸１を押圧する力、換言すれ
ばねじ軸１のねじ溝１ａとシール部材３３の凸部５ａと
の嵌合すき間を小さくする力として作用する。この結
果、ねじ溝１ａと凸部５ａとの嵌合すき間を長期間にわ
たってゼロ以下に維持することができる。

【００５２】さらに、蓋部材３６によって切断面３８ｃ
（又は切断面３８ａ）と切断面４０ｃ（又は切断面４０
ａ）とのすき間を閉塞しているので、シール部材３３の
収縮前及び後においても、切断端３７，３９の接続部分
からボールねじナット２内への異物の侵入及びシール部
材３８のボールねじナット２に対する軸方向のずれを有
効に防止することができる。

【００５３】尚、上記実施例では、蓋部材３６を凹部３
２にねじ込んでシール部材３３の接続部分を閉塞してい
るが、粉塵等の異物が特に多くない環境下では、これに
代えて、該凹部３２にスナップリング（図示せず）を装
着してシール部材３３のボールねじナット２に対する軸
方向のずれを有効に防止してもよい。また、上記実施例
では、接続端３７，３９をピン４１により接続している
が、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、図１
２及び図１３に示すような止め具を用いて接続してもよ
い。

【００５４】即ち、図１２及び図１３に示すシール部材
４２は、互いに対向する切断端の内で一方の切断端４３
は、シール部材４２の軸方向の一端面から他端面まで該
軸方向に沿って切断された切断面４４を有している。他
方の切断端４５は、切断端４２に対応する形状をなして
おり、接続時に該切断端４３の切断面４４に対向する切
断面４６を有している。シール部材４２の各切断面４
４，４６を互いに突き合わせた状態において、該突き合
わせ部分の外周面には、凹部４７が該突き合わせ部分を
周方向に跨がるように形成されている。凹部４７の周方
向の両隅部には係止溝４８，４９がそれぞれ形成されて
いる。

【００５５】そして、このように周方向の一部が切断さ
れたシール部材４２を、ねじ軸１に取り付けた後、切断
端４３の切断面４４と切断端４５の切断面４６とを互い
に突き合わせた後、凹部４７に対応する形状でかつ周方
向の両端部に係止溝４８，４９に対応する爪５１，５２
が形成された止め具５０を該凹部４７に嵌め込むことに
より、シール部材４２の互いに対向する切断端４３，４
５を接続する。かかる接続により、シール部材４２の凸
部５ａがねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合すき間がゼロ以下
になるように嵌合され、この状態でシール部材４２が上
述した凹部３２に挿入固定される。この時、切断端４３
側の切断面４４と、該切断面４５の切断面４６とのすき
間はシール性を考慮して、ゼロあるいは０．１ｍｍ以下
とされている。また、止め具５０は、シール部材４２の
外周面と面一とされている。

【００５６】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、請求項
１又は２の発明では、従来のようなガータスプリング等
の押圧部品を用いることなくシール部材の凸部とねじ軸
のねじ溝との嵌合すき間をゼロ以下にすることができる
ので、ボールねじの製造コストの低減を図ることができ
るという効果が得られる。

【００５７】また、嵌合すき間をゼロ以下にすることに
よって増大するねじ軸のねじ溝とシール部材の凸部との
間の摩擦抵抗を該シール部材から滲み出た潤滑剤によっ
て小さくすることができるので、摩擦によるトルクの上
昇及びシール部材の発熱を抑制することができるという
効果が得られる。さらに、シール部材から滲み出た潤滑
剤をボールねじのねじ溝、ボール及びボールねじナット
のねじ溝にくまなく供給することができるので、ボール
ねじナット内に外部から潤滑剤を供給しなくても、低ト
ルクで良好な運転を長期間続けることができるという効
果が得られる。尚、ボールねじナット内に外部から潤滑
剤を供給しなくても済むため、潤滑剤をごく少量しか使
用できない装置、例えば半導体製造装置での潤滑手段と
して用いると効果的である。

【００５８】さらに、シール部材の収縮力がねじ軸のね
じ溝とシール部材の凸部との嵌合すき間を小さくする力
として作用するので、ねじ軸のねじ溝と凸部との嵌合す
き間を長期間にわたってゼロ以下に維持することができ
るという効果が得られる。さらに、互いに対向する切断
端を接続しているので、シール部材から潤滑剤が滲み出
て該シール部材が円周方向に収縮した際に、接続部分の
すき間が大きくならないようにして該すき間からボール
ねじナット内に異物の侵入を防止することができるとい
う効果が得られる。

【００５９】請求項２の発明では、互いに対向する切断
端を面接触させ、かつ、シール部材から潤滑剤が滲み出
て該シール部材が収縮した際に、該収縮力が接触面同士
を互いに押圧するように両切断端を接続しているので、
シール部材の収縮前及び後にかかわらず両切断端が密着
して該接続部分からボールねじナット内に異物が侵入す
るのをより有効に防止することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例であるボールねじの
要部断面図である。

【図２】シール部材の正面図である。

【図３】図２の矢印Ａ方向から見た部分的側面図であ
る。

【図４】両切断端の接続前の状態を示す図である。

【図５】接続部分の変形例を説明するための説明図であ
る。

【図６】両切断端の接続前の状態を示す図である。

【図７】接続部分の他の変形例を説明するための説明図
である。

【図８】接続前の状態を示す図である。

【図９】請求項２の発明の一実施例であるボールねじの
要部断面図である。

【図１０】シール部材の正面図である。

【図１１】図１０の矢印Ｂ方向から見た部分的側面図で
ある。

【図１２】他のシール部材の正面図である。

【図１３】図１２の矢印Ｃ方向から見た部分的側面図で
ある。

【図１４】従来のボールねじの要部断面図である。

【図１５】従来のボールねじの要部断面図である。

【図１６】従来の他のシール部材の正面図である。

【図１７】図１６の左側面図である。

【符号の説明】

１ａ…ねじ溝 １…ねじ軸 ２ａ…ねじ溝 ３…ボール ２…ボールねじナット ５ａ…凸部 ５，１３，２３，３３，４２…シール部材 ７，１４，２４，３７，４３…一方の切断端 １０，１５，２５，３９，４５…他方の切断端

フロントページの続き (56)参考文献 実開 平７−4952（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−6794（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4533149（ＵＳ，Ａ) 米国特許1271077（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 25/22 - 25/24 F16J 15/32 311

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸
   と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有
   し、前記ねじ軸に多数のボールを介して螺合されるボー
   ルねじナットと、前記ねじ軸のねじ溝に嵌合する凸部を
   内周面に有し、前記ボールねじナットの端部に装着され
   るリング状のシール部材とを備えたボールねじにおい
   て、 周方向の一部が切断された潤滑剤含有ポリマからなる前
   記シール部材を前記ねじ軸に取り付けて互いに対向する
   切断端を接続することにより、前記シール部材の凸部を
   前記ねじ軸のねじ溝に嵌合すき間をゼロ以下にして嵌合
   させ、さらに、前記互いに対向する切断端の接続部分を
   閉塞する蓋部材を設けたことを特徴とするボールねじ。
2. 【請求項２】 螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸
   と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有
   し、前記ねじ軸に多数のボールを介して螺合されるボー
   ルねじナットと、前記ねじ軸のねじ溝に嵌合する凸部を
   内周面に有し、前記ボールねじナットの端部に装着され
   るリング状のシール部材とを備えたボールねじにおい
   て、 周方向の一部が切断された潤滑剤含有ポリマからなる前
   記シール部材を前記ねじ軸に取り付けて互いに対向する
   切断端を面接触させ、かつ、前記シール部材から潤滑剤
   が滲み出て該シール部材が円周方向に収縮した際に該収
   縮力が接触面同士を互いに押圧するように両切断端を接
   続し、これにより、前記シール部材の凸部を前記ねじ軸
   のねじ溝に嵌合すき間をゼロ以下にして嵌合させたこと
   を特徴とするボールねじ。