JP3647597B2

JP3647597B2 - ボールねじのシール

Info

Publication number: JP3647597B2
Application number: JP10616197A
Authority: JP
Inventors: 文雄熊坂; 和男宮口
Original assignee: NSK Ltd; Amada Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; Amada Co Ltd
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2017-04-23
Also published as: JPH10299854A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじのシールの改良に関し、ボールねじの防塵と付着異物の掻き取りとを兼用するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボールねじのシールとしては、図９に示すような標準型のプラスチックシールＳ_Sの他に図１０，図１１に示すようないわゆるワイパシールＳ_Wが知られている。
【０００３】
標準型のプラスチックシールＳ_Sはプラスチック製のリング状円筒体で、その内周面に突出してねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合するシール山ｙを有しており、ボールねじのナット２の端部に設けられた凹部３に嵌合し止めねじ４で固定して装着される。このタイプのシールＳ_Sは、ねじ溝１ａに摺接するシール山ｙと、ランド部１ｂに摺接するシール内周面とでシール機能を果たし、外部の異物Ｗがナット２の内部へ侵入することを防止している。基本的にはねじ軸１の表面に付着した異物を掻き取るスクレーパ機能はないが、大きな付着異物Ｗはシールの先端面ｔでせき止められて堆積する。
【０００４】
一方、ワイパシールＳ_Wは軸方向に長いプラスチック製の円筒体で、その内周面に突出してねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合するシール山を有するとともに、シール先端面ｔから軸方向の途中までの部分を切欠き（すり割り）ｋにより周方向の６箇所で分割され、そのうち一カ所のすり割りはリングの幅を横断して円筒体を切断するスリットｏとし、シール外周にガータスプリングｇを取り付けたものである。このワイパシールＳ_Wも標準型のプラスチックシールＳ_Sと同じくボールねじナットの端部に装着され、分割された部分をガータスプリングｇでねじ軸に対して弾圧することにより、シール内周面をねじ軸に密着させてボールねじナットを外部の塵埃，異物等に対し密封すると同時に、すり割りｋのエッジ部分で、回転するねじ軸に付着した異物を掻き取るスクレーパ作用を発揮する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の標準型のプラスチックシールＳ_Sも、またすり割りｋのスクレーパ機能をもつワイパシールＳ_Wも、その先端面ｔはねじ軸１に対し直角な面であって基本的にスクレーパ機能はないため、ねじ軸１に付着した大きな異物がシール先端面ｔにせき止められて堆積し溜まり易い。そして、この溜まった異物がねじ軸１上を往復移動するボールねじナット２のストロークに伴いナット内に侵入しようとするという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来のボールねじのシールの問題点に着目してなされたものであり、シール先端面を改良してスクレーパ機能をもたせ異物が溜まりにくい構造とすることにより、ボールねじナット内への異物の侵入をより効果的に防止できるボールねじのシール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】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るボールねじのシールは、円筒体の内周面に、ボールねじのねじ軸のねじ溝と係合するシール山を有してボールねじナットの端部に装着されるボールねじのシールにおいて、前記円筒体の先端面に、円筒体外周から前記ねじ軸の外径面に及んで前記ねじ軸の外径面に接触する鋭角の傾斜面を形成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、このようにボールねじのシールの先端面を鋭角に面取りした形状にしたため、シール先端がスクレーパとして作用し、ねじ軸面の異物をかき取るとともにシール外周方向にかきあげる。かきあげた異物は自然に落下するから従来のようにシール先端面には堆積しにくく、その結果ボールねじナット内への異物の侵入を阻止するシール性能が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１ないし図４は、本発明の第１の実施形態を示したもので、図１はシール装着部分を半断面で表したボールねじの正面図、図２はシール装着部分の断面図、図３はシールの側面図、図４は作用説明図である。
【００１０】
先ず構成を説明すると、ボールねじは、図１に示すように、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に有するねじ軸１に、そのねじ軸１のねじ溝１ａに対応する図示されないねじ溝を内周面に有するボールねじナット２が図示されない多数のボールを介して螺合されている。ねじ軸１が回転すると、ボールは両ねじ溝によって形成された螺旋状空間内を転動しつつねじ軸１の回転方向に移動するとともにボールねじナット２の胴部に設けられたボール循環路（一点鎖線で略示）３を経由して循環する。これにより、ねじ軸１の回転方向に応じてボールねじナット２がねじ軸１に沿い往復直線運動する構成である。
【００１１】
前記ボールねじナット２の両端面には環状の凹部５が形成されており、この凹部５に、例えば高分子量ポリエチレン樹脂からなる円筒体のワイパシール６Ａが取り付けられている。当該ワイパシール６Ａは、その後端側に形成してあるフランジ状の取付け部７を前記凹部５に嵌合するとともに止めねじ８を締めつけることにより固定されている。
【００１２】
ワイパシール６Ａの円筒体の先端部には、円筒体外周からねじ軸１の外径面であるランド部１ｂに及び鋭角の傾斜面９が形成してある（図２参照）。この傾斜面９の根元の円筒体外周はつば部１０とされ、そのつば部１０から前記取付け部７までの間のシール胴部１１は、つば部１０より外径を小さくして肉厚が薄くなっている。そのシール胴部１１の外周面には、つば部１０の根元位置及びシール胴部１１の軸方向のほぼ中間位置に環状のガータスプリング溝１２，１２が形成されている。一方、シール６Ａの内周面には、ねじ軸１のねじ溝１ａに嵌合する凸部（シール山）１３が、ワイパシール６Ａの先端から後端に及び螺旋状に形成されている。
【００１３】
円筒体のワイパシール６Ａには、前記傾斜面９を有する先端から円筒体軸方向に延びるすり割り１５が、円周等分に６ヵ所設けられている。その６ヵ所のすり割り１５はいずれも、図３に示すようにシール肉厚を斜めに横断するとともに、シール中心軸に平行に延びている。そのうちの５ヵ所のすり割り１５は、その長さがフランジ状の取付け部７の根元近くまでとされているのに対し、他の一カ所のすり割りは、円筒体の先端面から後端面にいたるワイパシール６Ａの全長に及んでおり、円筒体を切断するスリット１７として形成されている。
【００１４】
次に、作用を説明する。
このワイパシール６Ａは、スリット１７を開いて円筒体を拡開させた状態でねじ軸１に嵌め合わせた後、ボールねじナット２の端面の凹部５にシール後端の取付部７を嵌入し、ボールねじナット２の側面からねじ込んだ止めねじ８の先端を取付部７に係合させることにより固定して、ボールねじナット２の両端に取り付けられる。続いて、このようにスリット１７を拡開して取り付けたシール６Ａの先端部分に設けられているガータスプリング溝１２に、ガータスプリング１４を取り付け、その緊迫力でワイパシール６Ａを弾性的に締めつける。
【００１５】
このワイパシール６Ａの場合、すり割り１５の長さが長く、且つシール胴部１１が肉薄に設定されているため、すり割り１５及びスリット１７で円周等分に６分割されたシール胴部１１の６個の分割部分が柔らかい弾性をもち、ガータスプリング１４に弾圧されるとねじ軸１の外面に容易になじんで、シール山１３はねじ溝１ａに、その他の内周面はねじ軸の外径面であるランド部１ｂにそれぞれ密着するから、シール全体としての良好なシール性が確保される。
【００１６】
また、ねじ軸１とボールねじナット２との相対回転に応じてボールねじナット２が往復直線移動するとき、ワイパシール６Ａの各分割部分がねじ軸外面に密着したまま相対摺動運動を行う。これにより、各分割部分のエッジ（すり割り１５とスリット１７の各エッジ部分）がねじ軸１外面の付着異物を掻き取り払拭するから（スクレーパ作用）、ボールねじナット２内への異物侵入を効果的に防止し、シール性能を向上させることができる。
【００１７】
特に、図４に示すように、ワイパシール６Ａの先端面のエッジ１８で掻き取られたねじ軸１の外面の付着異物Ｗは、あたかもかんな屑のように削られて鋭角の傾斜面９にすくいあげられ自然落下する。シール肉厚を斜めに横断するすり割り１５，スリット１７の各エッジ部分で削られた異物も、同様に斜面にすくいあげられてシール胴部１１の表面から自然落下する。
【００１８】
このために、ワイパシール６Ａには異物が堆積しにくく、ボールねじナット２内への異物の侵入が効果的に阻止されてシール性能がより一層向上する。
図５は、上記第１の実施形態のワイパシール６Ａの変形例である。このワイパシール６Ａ’にあっては、傾斜面９の最先端をねじ軸１のランド部１ｂから更に延長してねじ溝１ａの底部に達するようにしている。これにより、ねじ溝１ａ内に堆積する異物のスクレーパ機能がより向上する利点がある。
【００１９】
図６に本発明の第２の実施形態を示す。
なお、上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省く（以下、同様）。
【００２０】
この実施形態のボールねじのワイパシール６Ｂは、シール先端の鋭角の傾斜面９の内径部に、円周状の逃げ溝２０を設けたことにより、ねじ軸１の外径面であるランド部１ｂと接する部分２１をリップ形状とした点が上記第１の実施形態とは異なっている。このようにシール６Ｂの先端をリップ形状にすると、ねじ軸１のランド部１ｂに付着した異物のスクレーパ機能がより向上する利点がある。
【００２１】
その他の構成及び作用・効果は上記第１の実施形態のものと同様である。
図７に本発明の第３の実施形態を示す。
上記第１，第２の各実施形態のワイパシール６Ａ，６Ｂにあっては、円筒体を分割するすり割り１５が傾斜面９を有するシール先端からシール後端に向かって中心軸に平行に形成してあるものを示したが、その変形例として、図７に示すワイパシール６Ｃのように、すり割り１５の延びる方向をシール中心軸に平行ではなく傾斜させてもよい。このように斜め方向に延びるすり割り１５にすると、シール山１３部分のすり割り１５のエッジ部分がねじ溝１ａに対して直角に近づくことになり、ねじ溝１ａ内のスクレーパ作用をより効果的に発揮させることができる利点がある。
【００２２】
その他の構成及び作用・効果は上記第１，第２の実施形態のものと同様である。
図８に本発明の第４の実施形態を示す。
【００２３】
この実施形態のボールねじのシール６Ｄは、標準型のプラスチックシールＳ_Sに対して本発明を適用した例である。すなわち、シール先端をボールねじナット２の端面から外方に突出させて、そのシール先端部にシール円筒体外周からねじ軸１の外径面であるランド部１ｂに及ぶ鋭角の傾斜面９が形成してある。
【００２４】
ボールねじのシール６Ｄの鋭角の傾斜面９の先端のエッジ１８で掻き取られたねじ軸１の外面の付着異物は、図４の場合と同じくあたかもかんな屑のように削られて鋭角の傾斜面９にすくいあげられ自然落下する。このために、ワイパシール６Ｄの先端部には異物が堆積しにくく、ボールねじナット２内への異物の侵入が効果的に阻止されてシール性能が向上する。
【００２５】
なお、上記各実施形態のシールは、原料に高分子量ポリエチレン樹脂を用いたものとしたが、本発明のボールねじのシールは、弾性の得られる素材であれば特に限定する必要はない。また、潤滑剤含有ポリマを原料にしてもよく、これらの原料を用いた切削加工品又は射出成形品とすることができる。潤滑剤含有ポリマを原料とした場合の例を説明すると、たとえば、低分子量ポリエチレン（分子量１×１０³〜５×１０⁵）４５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５０重量％を混合したものを原料として用い、その混合物を加熱溶融した後、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される。成形法は圧縮成形もしくは射出成形等が可能である。
【００２６】
また、上記図１ないし図７に示したワイパシール６Ａ〜６Ｃでは、シール胴部１１を肉薄にしているが、本発明のボールねじのシールはシール胴部が肉薄でないものにも適用できる。
【００２７】
また、同じくワイパシール６Ａ〜６Ｃでは、ガータスプリング１４を二本装着したものを示したが、本発明のボールねじのシールはガータスプリングの本数には関係なくワイパシールに対して適用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボールねじのシールによれば、シール先端に鋭角の傾斜面を形成してシール先端部にスクレーパ機能を付加したため、ボールねじのねじ軸の外径面に付着した異物の掻き取り能力が向上するとともに、掻き取とった異物を堆積させずに斜面に乗せてねじ軸から切り離すことができ、その結果ボールねじナット内への異物侵入の防止能力が向上するという効果を奏する。
【００２９】
特に、大リード仕様のボールねじのように、ねじランド部が広いボールねじに対して有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のシール装着部分を半断面で表したボールねじの正面図である。
【図２】図１のシール装着部分の拡大断面図である。
【図３】図１のシールの先端側からみた端面図である。
【図４】図１に示すシールの作用を説明する図である。
【図５】第１の実施形態のワイパシール６Ａの変形例のシール部分の拡大断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のシール装着部分の拡大断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態のシールの装着部分を半断面で表したボールねじの正面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を示すシールの装着部分の正面図である。
【図９】従来の標準型のプラスチックシールの装着状態を表した断面図である。
【図１０】従来のボールねじのワイパシール単体の正面図である。
【図１１】図１０に示すものの左側面図である。
【符号の説明】
１ねじ軸
１ａねじ溝
２ボールねじナット
６Ａワイパシール
６Ａ’ワイパシール
６Ｂワイパシール
６Ｃワイパシール
６Ｄプラスチックシール
９傾斜面
１３シール山
１４ガータスプリング
１５すり割り
１７スリット

Claims

円筒体の内周面に、ボールねじのねじ軸のねじ溝と係合するシール山を有してボールねじナットの端部に装着されるボールねじのシールにおいて、
前記円筒体の先端面に、円筒体外周から前記ねじ軸の外径面に及んで前記ねじ軸の外径面に接触する鋭角の傾斜面を形成したことを特徴とするボールねじのシール。