JP4062970B2

JP4062970B2 - ボールねじ

Info

Publication number: JP4062970B2
Application number: JP2002149501A
Authority: JP
Inventors: 孝之矢部
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: JP2003343685A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールねじに係り、特に、シールの組み込みが容易で、しかもシールの信頼性及び密封性に優れたボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、ねじ軸とそれに螺合されたナットとで構成されており、ねじ軸の外周面とナットの内周面とには、互いに対向する螺旋状のねじ溝が備えられている。そして、これら両ねじ溝の間に形成される螺旋状のボール転動路内に、多数のボールが転動自在に装填されていて、この多数のボールの転動を介して、ねじ軸とナットとが軸方向に相対移動するようになっている。
【０００３】
また、ナットの両端部には、ねじ軸とナットとの間の隙間の開口を密封するシールが備えられている。そして、このシールは、ナットの端面に設けた軸方向の穴に差し込まれたボルト等により、ナットに固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなシールの固定方法では、ボールねじの組み立てに工数がかかるという問題があった。また、シールの信頼性を確保するためには、シールがナットから外れないような対策を別途施す必要があった。
そこで、本発明は、上記のような従来のボールねじが有する問題点を解決し、シールの組み込みが容易で、しかもシールの信頼性及び密封性に優れたボールねじを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された多数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記ナットの両端部に設けられ前記ねじ軸と前記ナットとの間の隙間の開口を密封するシールと、を備えるボールねじにおいて、前記ナットの両端部の内周面に、環状溝、及び、前記ナットの端面と前記環状溝とを連通するシール導入溝を設けるとともに、前記シールの形状を、前記ナットの内径よりも大きい外径を有する略円環状とし、前記シールの外縁部に１個以上の切り欠き又はスリットを設け、前記シール導入溝を介して前記切り欠き又は前記スリットから前記シールの外縁部を前記環状溝に嵌め込んで、前記シールを前記ナットに取り付けたことを特徴とする。
【０００６】
このように、ナットの内周面に設けた環状溝に外縁部を嵌め込むことによりシールを取り付ければ、シールの軸方向外側にシールを押さえる壁が存在することとなるので、ボールねじの使用中にシールがナットから外れるおそれがほとんどない。また、シールをナットに簡単に組み込むことができ、ボールねじの組み立て工数が少ないので、ボールねじを低コストで製造することができる。
【０００７】
また、シール導入溝にシールの外縁部を挿入したうえ、軸を中心にシールを回転させることにより、シールを環状溝に嵌め込むことができるので、ナットへのシールの組み込みがより容易である。
【０００８】
さらに、切り欠き又はスリットの部分を利用してシールの外縁部をシール導入溝に挿入することができるので、ナットへのシールの組み込みがより容易である。また、高い柔軟性を有するシールでなくても容易に組み込むことが可能であるので、シールの密封性が高い。
【０００９】
さらに、本発明に係る請求項２のボールねじは、請求項１に記載のボールねじにおいて、略Ｃ字状の弾性部材を前記シールとともに前記環状溝に嵌め込み、前記弾性部材を前記ナットの端部側に配置して前記シールを前記ナットに固定したことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項３のボールねじは、請求項１又は請求項２に記載のボールねじにおいて、ビス又はピンによって前記シールを前記ナットに固定したことを特徴とする。
【００１０】
これらの方法によりにシールをナットに固定すれば、ボールねじの使用中にシールがナットから外れるおそれがない。また、ボールねじの使用中にシールが回転するおそれもない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るボールねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
図１のボールねじは、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に有するねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向する螺旋状のねじ溝２ａを内周面に有しねじ軸１に螺合される円筒状のナット２と、ねじ軸１のねじ溝１ａとナット２のねじ溝２ａとで形成される螺旋状のボール転動路５に転動自在に装填された多数のボール３と、を備えている。なお、ねじ溝１ａ，２ａの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
【００１２】
また、ナット２の軸方向両端部には、ねじ軸１とナット２との間の隙間の開口を密封するシール４，４が装着されている。このシール４の形状はナット２の内径よりも大きい外径を有する略円環状であり、ナット２の両端部の内周面に設けられた環状溝２ｂにシール４の外縁部を嵌め込むことによってシール４が装着されている。
【００１３】
さらに、ナット２の外面には略コ字状に屈曲したリターンチューブ６が取り付けられている。このリターンチューブ６の両端は、ナット２を貫通してボール転動路５に至り、ボール転動路５内を転動するボール３がリターンチューブ６を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール３は、ボール転動路５内を移動しねじ軸１の回りを複数回回ってから、ボール転動路５の一端（リターンチューブ６の端部とボール転動路５との交点）でリターンチューブ６の一方の端部（開口部）からリターンチューブ６内にすくい上げられる。その際には、リターンチューブ６の端部に凸設された図示しないタング部にボール３が衝突することにより、ボール３がリターンチューブ６内にすくい上げられる。すくい上げられたボール３は、リターンチューブ６の中を通って、リターンチューブ６の他方の端部（開口部）からボール転動路５の他端に戻される。そして、ボール３を介してねじ軸１に螺合されているナット２と、ねじ軸１とが、多数のボール３の転動を介して軸方向に相対移動するようになっている。
【００１４】
次に、シール４をナット２に装着する方法について、図２〜４を参照しながら詳細に説明する。
図２の（ａ）の正面図と（ｂ）の側面図に示すように、ナット２の両端部の内周面には、ナット２の端面２ｄと環状溝２ｂとを連通するシール導入溝２ｃ，２ｃが備えられている。また、図３の（ｂ）に示すように、シール４の外縁部には２個の切り欠き４ａ，４ａが設けられている。
【００１５】
この切り欠き４ａの部分を利用してシール４の外縁部（切り欠き部分の縁部）をシール導入溝２ｃに挿入したうえ、軸を中心にシール４を半回転以上回転させると、シール４を環状溝２ｂに容易に嵌め込むことができる（図４の（ａ），（ｂ），（ｃ），及び（ｄ）を参照）。また、シール４に切り欠き４ａが設けてあれば、シール４の柔軟性がそれほど高くなくてもナット２に容易に組み込むことが可能であるので、剛性の高いシールを使用することができ、密封性を高くすることができる。
【００１６】
なお、シール４の形状は図３の（ｂ）に示したものに限定されるものではなく、切り欠き４ａの形状及び数は、シール４の外縁部をシール導入溝４ｃに円滑に挿入することが可能であれば、例えば図３の（ａ）〜（ｄ）に示すようなものでもよい。また、図３の（ｅ）〜（ｈ）に示すように、切り欠き４ａの代わりにスリット４ｂを設けてもよい。
【００１７】
また、図２の例ではシール導入溝２ｃは２個設けてあるが、１個でもよいし３個以上でもよい。さらに、シール導入溝２ｃの軸方向から見た形状は半円形であるが、シール４の外縁部を円滑に挿入することが可能であれば、スリット状等の他の形状でも差し支えない。
さらにまた、リターンチューブ６の代わりに循環コマを用いてボールの循環を行うボールねじの場合（図５を参照）には、図示しない循環コマをナット１１に組み込むためのスリット１０をシール導入溝として利用して、シールを環状溝１２に嵌め込むことも可能である。よって、この場合は、ナット１１にシール導入溝を設ける必要はない。なお、この循環コマ用のスリットの数は、１個又は２個でも十分であるが、３個以上でも差し支えない。
【００１８】
次に、上記のようにして環状溝２ｂに嵌め込んだシール４をナット２に固定する方法について説明する。
まず、弾性部材を用いた例について説明する。図６は弾性部材２１の平面図である。また、図７の（ａ）は弾性部材２１によりシール４を固定したボールねじの正面図であり、（ｂ）は該ボールねじの一部を破断して示した側面図である。なお、図７においてはねじ軸の図示は省略してある。
【００１９】
略Ｃ字状の弾性部材２１の両端部を径方向内方に押圧し、非押圧時よりも小径にした状態でシール４とともに環状溝２ｂに嵌め込む。その際には、弾性部材２１をナット２の端部側に配置する。環状溝２ｂを形成する２つの壁面のうちナット２の端部側の壁面８は、ナット２の径方向内方に向かって徐々に端部側に傾斜しているので、このテーパ形状により弾性部材２１に押圧力が負荷されて、シール４がナット２に押しつけられ固定される。
【００２０】
このようにシール４をナット２に固定すれば、ボールねじの使用中にシール４がナット２から外れるおそれがない。また、ボールねじの使用中にシール４が回転するおそれもない。
なお、図６の弾性部材２１の代わりに、図８に示すような形状の弾性部材２２を用いてもよい。このような多角形状の弾性部材２２を用いると、図６のような円形状の弾性部材を用いた場合と比較して、シール４を押さえる位置の一部がねじ軸（図示せず）に近くなるため（図９の（ａ）のボールねじの正面図及び（ｂ）のボールねじの一部を破断して示した側面図を参照）、シール４のたわみを小さく抑えることができる。よって、シール４の密封性が向上する。
【００２１】
次に、ビス３１を用いてシール４を固定した例について説明する。図１０の（ａ）はビス３１によりシール４を固定したボールねじの正面図であり、（ｂ）は該ボールねじの一部を破断して示した側面図である。なお、図１０においてはねじ軸の図示は省略してある。
ナット２及びシール４の所定位置にタップ孔等の孔を設けたうえ、ビス３１を用いてシール４を固定すれば、ボールねじの使用中にシール４がナット２から外れるおそれがない。また、ボールねじの使用中にシール４が回転するおそれもない。
【００２２】
なお、シール導入溝２ｃの形状をビス３１の頭部が収納可能な形状とすれば、図１１に示すように、ビス３１の頭部がナット２の内部に収納された状態とすることができる。
また、ビス３１の代わりにピンを用いてシール４をナット２に固定することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボールねじは、シールの組み込みが容易で、しかもシールの信頼性及び密封性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボールねじの一実施形態を示す一部を破断して示した平面図である。
【図２】シールを装着する以前のナットの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【図３】シールの形状を説明する図である。
【図４】シールをナットに装着する方法を説明する、ナットの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【図５】循環コマを用いてボールの循環を行うボールねじにおける、シールを装着する以前のナットの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【図６】略Ｃ字状の弾性部材の平面図である。
【図７】弾性部材によりシールを固定したボールねじの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【図８】別の弾性部材の平面図である。
【図９】別の弾性部材によりシールを固定したボールねじの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【図１０】ビスによりシールを固定したボールねじの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【図１１】ビスによりシールを固定したボールねじの正面図及び一部を破断して示した側面図である。
【符号の説明】
１ねじ軸
１ａねじ溝
２ナット
２ａねじ溝
２ｂ環状溝
２ｃシール導入溝
２ｄ端面
３ボール
４シール
４ａ切り欠き
４ｂスリット
５ボール転動路
２１，２２弾性部材
３１ビス

Claims

螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された多数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記ナットの両端部に設けられ前記ねじ軸と前記ナットとの間の隙間の開口を密封するシールと、を備えるボールねじにおいて、
前記ナットの両端部の内周面に、環状溝、及び、前記ナットの端面と前記環状溝とを連通するシール導入溝を設けるとともに、前記シールの形状を、前記ナットの内径よりも大きい外径を有する略円環状とし、前記シールの外縁部に１個以上の切り欠き又はスリットを設け、前記シール導入溝を介して前記切り欠き又は前記スリットから前記シールの外縁部を前記環状溝に嵌め込んで、前記シールを前記ナットに取り付けたことを特徴とするボールねじ。
略Ｃ字状の弾性部材を前記シールとともに前記環状溝に嵌め込み、前記弾性部材を前記ナットの端部側に配置して前記シールを前記ナットに固定したことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
ビス又はピンによって前記シールを前記ナットに固定したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボールねじ。