JP4425612B2 - ボールねじの潤滑シール装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にボールねじ装置における、ねじ転動部であるボールねじ軸のねじ溝とボール間、ボールナットのねじ溝とボール間の潤滑を長期間油を補給せずに使用可能な潤滑シール装置に関する。

従来、この種のシール装置には、種々の装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特許文献１は、潤滑剤含有のゴムまたは合成樹脂リングをボールナット端部へ押え部材で取り付けて、その押え部材の突起部で合成樹脂リングの周方向に予圧を掛けるように構成している。

また、特許文献２は、特許文献１と同様にナット等スライド部材に装着されるもので、潤滑油を塗布する部材が明細書に記載されたように、ウール混合ポリエステル製フェルトや焼結樹脂等から構成されているもので、潤滑剤をより多量に吸収保持できるというメリットを有している。
さらに、シール装置として、特許文献３に記載されたような構造が知られている。このようなシール装置においては、ボールねじ軸のねじ溝の軸直角断面形状に対応した孔を有する薄板シール板を円周方向にずらせて重ね合わせ、枠形リングに保持されてボールナット端部へ取り付けてなるものであり、シール装置としては有効である。

また、標準のボールねじナットの両端面へ後から装着して用いるシール装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開平１０−２３９５号公報 特許第３２８８９６１号公報 実公平５−４３３１０号公報 特開２００２−１４７５６１号公報

しかし、特許文献１は、常時潤滑剤供給部材を接触する転動体であるボールに対して押圧力を加えることにより、接触状態を長時間保持しようとするものである。従って、潤滑機構が複雑化するという不具合があった。
また、特許文献２においては、多量に吸収保持が可能でも、転動体つまりボールに接触して油を付着させていく際、常時その作用をさせるためには、この部材に油を供給するための潤滑油吸蔵体（タンク機能）を付加させる必要がある。しかも、油を保持する潤滑油を塗布する部材のボールとの接触部は、時間を追う毎に弾性を失い組成変形を起して、転動ボールとの接触状態が悪化し、潤滑作用が低下してしまうおそれがある。また、通常のフェルト材は空隙が大きいので、吸収した油も流れ出やすく、従って、明細書に記載されているように、吸蔵体と塗布体との間に流量制御弁を設けるなどの工夫が必要になってくる。

さらに、特許文献３においては一般的なシール材料を用いているので、密封機能は良好でも潤滑機構としての機能が無く、長期間安定して潤滑油を供給することができなかった。
さらにまた、特許文献４においても、内蔵する潤滑剤保持部材が多孔質構造の焼結樹脂部材で構成されているため、前述した他の従来装置と同様に、油を保持する潤滑油を塗布する部材のボールとの接触部は、時間を追う毎に弾性を失い組成変形を起して、転動するボールとの接触状態が悪化し、潤滑作用が低下してしまうおそれがある。従って、特許文献４においても、常時外側からねじ転動部へ潤滑剤を補給するために、ねじ溝へ接触して潤滑剤を塗布する部材とは別に補給部材を側部に装着するなど工夫しているものである。

本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、潤滑機構の複雑化を解消することと、潤滑剤をより多量に吸収保持できるというメリットを持ったままで、長期間安定して潤滑油を供給できる接触給油を可能にし、しかもシール機能を併せ持つとともに、標準のボールねじナットに後から取り付ける、所謂外付け方式のボールねじの潤滑シール装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ねじナットの両端部への取付部を有する概略円筒状のケース体と、ボールねじ軸のねじ溝の軸直角断面形状に対応した孔を有するとともに、それぞれを円周方向にずらして重ね合わせて前記ケース体内に装着される複数の薄板シール板と、前記ボールねじ軸のねじ溝の軸直角断面形状に対応した孔を有するとともに、前記複数の薄板シール板を装着した前記ケース体内に前記複数の薄板シール板とは空間を隔てて装着される円盤形状のプラスチックワイパーとを有し、前記ケース体は、前記複数の薄板シール板を装着する溝と、前記空間を形成するための環状突起と、前記プラスチックワイパーを装着する溝とを設け、前記複数の薄板シール板は、細いポリエステル系の樹脂繊維の表面にゴム弾性体を溶かし込んで一体化し、前記樹脂繊維間に形成される多数の空間に、潤滑剤を含浸させることにより、潤滑剤供給手段を構成し、かつ、それぞれを円周方向にずらして重ね合わせて外周面を、前記ケース体の前記複数の薄板シール板を装着する溝の内周面に接着剤により固着されていることを特徴とするボールねじの潤滑シール装置である。

請求項２に係る発明は、前記潤滑油は、前記複数の薄板シール板をそれぞれ円周方向にずらして重ね合わせて前記ケース体内に挿入固定後に、前記各薄板シール板に含浸されることを特徴とする請求項１に記載のボールねじの潤滑シール装置である。

本発明によれば、ゴム弾性体の弾性力がねじ溝面に作用することで、通常のフェルト材に比較して、長期間の潤滑作用を達成することができる。しかも、従来装置のように、外周側から押圧する機構などを設けること無く、効果的に潤滑作用を行なわせることが可能となった。
また、ケース体内周面と複数の薄板シール板外周面のみが接着固定されているので、充分な潤滑油を薄板シール板に保持させることができ、かつ、内周側は動きの自由度があるので、ねじ溝に対して追従することで、シール性と、潤滑油の付与が効果的に行なえる。

さらに、通常のフェルト材に比較して、ゴム弾性体により構成されているため、フェルト素材が剥がれにくく、また外部から侵入するゴミをこの薄板シール板の油保持空間で捕獲でき、シールとしての作用も兼ねることができる。
また、ケース体の、最も外側にプラスチックワイパーが位置し、さらに空間をおいて潤滑用薄板シール板が位置するので、プラスチックワイパーで外部からのゴミは除去でき、侵入した小さなゴミ類は次の空間に押し出されてそこに保持されるか、さらに潤滑用薄板シール板により捕獲されて、内部へのゴミ侵入を確実に阻止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ボールねじナット端部へ組み込んだ本発明の一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１の断面図、図２は本発明の一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１を分解した状態で示す斜視図、図３は本発明の一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１における各薄板シール板７Ａ，７Ｂ，７Ｃとボールねじ棒３との関係を示す断面図である。

本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１は、ボールねじ軸３の螺旋溝５に鋼球などの転動体（図示省略）を介して螺合したねじナット７の両端部への取付部９ｄを有する概略円筒状のケース体９と、ねじ軸３の螺旋溝５の軸直角断面形状に対応した孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有するとともに、円周方向にずらして重ね合わせてケース体９の溝９ａ内に装着される３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと、３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを装着したケース体９内に３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃとは空間９ｅを隔てて装着されるプラスチックワイパー１３とを有する。ここで、重ね合わせた３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの外周面とケース体９の内周面とが接着剤により固定されている。３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体によって構成されたフェルト状材料に、潤滑油を含浸することによって構成されている。

ケース体９は、ねじナット７の両端部の外形と同様の大きさを有する概略円筒状のケース体であり、一端にねじナット７の両端部に設けた凹部７ａに螺着される取付部９ｄを備え、内部に、３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを装着する溝９ａと、空間９ｅを形成するための環状突起９ｃと、プラスチックワイパー１３を螺着、接着などにより装着する溝９ｂとを設けている。

３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを構成する、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させて成る繊維体は、例えば、細いポリエステル系の樹脂繊維の表面にゴム弾性体を溶かし込んで一体化したものであり、繊維間に多数の空間を形成している。この空間は、例えば、グリースなどの潤滑剤を含浸させることにより、潤滑剤供給手段を構成している。なお、樹脂繊維の材質において、基部の樹脂としては、ポリエステル系が有効ではあるが、これに限定されるものではない。

次に、斯くして構成された本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１の作用について説明する。
先ず、図１，図２に示すように、潤滑剤を含浸した３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを円周方向にずらしてケース体９の溝９ａ内に重ね合わせ、ケース体９の溝９ａ内に接着固定した後、ケース体９の外側の溝９ｂ内にプラスチックワイパー１３を装着する。

次に、このケース体９の取付部９ｄをねじナット７の両端部に設けた凹部７ａに螺合する。
次に、プラスチックワイパー１３の孔１３ａおよび３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃ内にボールねじ軸３を挿入する。
これにより、３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図３に示すように、ボールねじ軸３のねじ溝５に接触する。

そして、３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、ゴム弾性体の弾性力によりボールねじ軸３のねじ溝５面に圧接し、通常のフェルト材に比較して、長期間の潤滑作用を達成することができる。
同時に、ケース体９の外側に位置するプラスチックワイパー１３により、外部からのゴミなどが、ここで大部分が除去される。そして、プラスチックワイパー１３により除去できなかった細かいものが内部へ侵入すると、空間９ｅに入りここで残置される。さらに入り込もうとするゴミ類は、今度は３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの繊維間の内部空間で捕獲され、そこに留まる。このように外部からのゴミ侵入を確実に防止することができるものである。

以上のように、本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１によれば、従来装置のように、外周側から押圧する機構などを設けること無く、効果的に潤滑作用を行なわせることが可能となった。
なお、上記実施形態では、予め潤滑油を含浸した３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを用いる場合について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、ケース体９に挿入固定後に、各薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに潤滑油を含浸させても良い。

また、上記実施形態では、３枚の薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを用いる場合について説明したが、本発明は、これに限らず、薄板シール板の枚数は用途に応じて任意に選択することができる。
さらに、上記実施形態では、ボールねじ軸３のねじ溝５を１条の場合について説明したが、本発明は、これに限らず、ねじ溝５の条数は任意である。

さらにまた、上記実施形態では、ケース体９の取付部９ｄをねじナット７の両端部に設けた凹部７ａに螺合することによって取り付ける場合について説明したが、本発明は、これに限らず、両者の取付構造は任意である。

ボールねじのナット端部へ組み込んだ本発明の一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１の断面図である。 本発明の一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１を分解した状態で示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置１における各薄板シール板７Ａ，７Ｂ，７Ｃとボールねじ棒３との関係を示す断面図である。

符号の説明

１ ボールねじの潤滑シール装置
３ ボールねじ軸
５ ねじ溝
７ ボールナット端部
９ ケース体
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 薄板シール板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 薄板シール板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの孔
１３ プラスチックワイパー

Claims (2)

1. ねじナットの両端部への取付部を有する概略円筒状のケース体と、
   ボールねじ軸のねじ溝の軸直角断面形状に対応した孔を有するとともに、それぞれを円周方向にずらして重ね合わせて前記ケース体内に装着される複数の薄板シール板と、
   前記ボールねじ軸のねじ溝の軸直角断面形状に対応した孔を有するとともに、前記複数の薄板シール板を装着した前記ケース体内に前記複数の薄板シール板とは空間を隔てて装着される円盤形状のプラスチックワイパーとを有し、
   前記ケース体は、前記複数の薄板シール板を装着する溝と、前記空間を形成するための環状突起と、前記プラスチックワイパーを装着する溝とを設け、
   前記複数の薄板シール板は、細いポリエステル系の樹脂繊維の表面にゴム弾性体を溶かし込んで一体化し、前記樹脂繊維間に形成される多数の空間に、潤滑剤を含浸させることにより、潤滑剤供給手段を構成し、かつ、それぞれを円周方向にずらして重ね合わせて外周面を、前記ケース体の前記複数の薄板シール板を装着する溝の内周面に接着剤により固着されている
   ことを特徴とするボールねじの潤滑シール装置。
2. 前記潤滑油は、前記複数の薄板シール板をそれぞれ円周方向にずらして重ね合わせて前記ケース体内に挿入固定後に、前記各薄板シール板に含浸されることを特徴とする請求項１に記載のボールねじの潤滑シール装置。

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