JP4482168B2 - ボールねじのシール装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械、産業用ロボット等に使用されるボールねじのシール装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、図１９に示すように、ねじ軸100の外周面101に刻設したゴシックアーク形状（図示せず。）の螺旋ねじ溝102とボールナット103の内周面104に刻設したゴシックアーク形状（図示せず。）の螺旋ねじ溝105との間に複数のボール106を配し、このボール106を介してねじ軸100（又はボールナット103）の回転動力をボールナット103（又はねじ軸100）の推力に変換するもので、ねじ軸100とボールナット103との空間部107に潤滑剤（グリース又は潤滑油）を充填して潤滑されている。
また、外部からの粉塵等がボールナット103内に侵入することを防止するため、ボールナット103の両開口端部に環状の凹段部108を設け、この凹段部108にプラスチック等の高分子（ポリマ）材料からなる環状のシール部材又はシール装置が嵌着されている。
そして、このシール部材又はシール装置として、下記の３従来例が知られている。
【０００３】
（１）第１従来例
図１９及び図２０に示すように、シール部材109の内面に、ねじ溝102の形状及び寸法に相似して同一リードを有する突条110を形成する。具体的には、突条110とねじ溝102との間、およびシール部材109の内面とねじ軸100の外周面101との間に、0.1〜0.15ｍｍの隙間を設定する。そして、このシール部材109を凹段部108に嵌着後、止めねじ112でボールナット103に固定したものである。
すなわち、非接触型のラビリンスシールである。
なお、符号111は、ねじ溝102がねじ軸100の両端に延びていない、いわゆる「両端切り上がり」の場合に、シール部材109を拡開させて突条110をねじ溝102内に嵌合させるための切割を示す。
【０００４】
（２）第２従来例
図２１及び図２２に示すように、シール部材113の内面に、ねじ溝102の形状及び寸法に合わせて同一リードを有する突条114を形成する。また、シール部材113の任意の一箇所に斜めに切割115を形成するとともに、外周面に１条（又は複数条）の環状凹溝116を設ける。そして、この環状凹溝116にガータスプリング（又は環状コイルスプリング）117を巻着後、シール部材113を凹段部108に嵌着して止めねじ（図示せず。）でボールナット103に固定したものである。
すなわち、ガータスプリング117の締付力によって、シール部材113は切割115の合わせ目に沿って食違状になって内面が縮径し、突条114がねじ溝102内に嵌合接触する接触型シールである。
なお、ねじ溝102が「両端切り上がり」の場合には、前記第１従来例と同様に、切割115を拡開して突条114をねじ溝102内に嵌合する。
【０００５】
（３）第３従来例
実公昭５９−１９１５６号公報に記載されているシール装置である。次に、図２３乃至図２６を参照して、このシール装置を簡単に説明する。
シールリング118の内周面120はねじ軸100を遊挿できる平滑面とするとともに、シールリング118の任意の一箇所に半径方向の切欠部119を貫設する。この切欠部119に、ねじ溝102内に嵌合する突部123を内面126に形成したシール部材122が嵌装される。また、シールリング118の外周面及びシール部材122の外面に、ガータスプリング（又は環状コイルスプリング）128が巻着される環状凹溝121及び円弧状凹溝127を設ける。なお、環状凹溝121と円弧状凹溝127とが連通することは言うまでもない。
そして、シールリング118にねじ軸100を遊挿して所望の位置に止め、その位置においてシール部材122を切欠部119に嵌装するとともに突部123をねじ溝102内に嵌合させ、環状凹溝121，127にガータスプリング128を巻着後、このシールリング118を凹段部108に嵌着して止めねじ129でボールナット103に固定したものである。
すなわち、ガータスプリング128の締付力によって、突部123とねじ溝102との嵌合接触性を高めた接触型シール装置である。
なお、このシール装置の場合、ねじ溝102が「両端切り上がり」であっても、前記第１及び第２従来例のような切割をシールリング118に設ける必要がない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ボールねじの防塵方法は、ボールナットに前記３従来例の何れか一つのシール部材（又はシール装置）を装着したり、ねじ軸をジャバラ又はテレスコピックパイプ等の防塵装置で被覆する方法（図示せず。）、又はそれらを併用したものであった。特に、粉塵が舞う環境下では、シール部材（又はシール部材）と防塵装置とを併用することにより、ボールねじの防塵性に問題はなかった。
しかし、近年、コスト高となることから防塵装置を使用しなかったり、防塵装置を装着できない箇所にボールねじが使用されることが多くなっている。
このような使用環境下では、ボールナットに前記３従来例の何れか一つのシール部材（又はシール装置）を装着しても、ねじ軸の外周面及びねじ溝に付着した粒径約0.15ｍｍ以下の粉塵がシール部材（又はシール部材）を通過してボールナット内に侵入し、早期摩耗等のトラブルが発生する場合がある。
次に、前記３従来例の問題点を説明する。
【０００７】
（１）第１従来例（図１９及び図２０参照。）
前記のように、シール部材109の内面とねじ軸100の外周面101との間、および突条110とねじ溝102との間に、0.1〜0.15ｍｍの隙間を有したラビリンスシールであるから、
▲１▼ ねじ軸の外周面101及びねじ溝102に付着した粒径0.15ｍｍ以下の粉塵が、シール部材109を通過してボールナット103内に侵入する。
▲２▼ 空間部107に充填された潤滑剤は、ボール106の転動によってボールナット103の端部に押しやられ、シール部材109を通過して外部に漏出する。この漏出した潤滑剤に外周面101及びねじ溝102に付着した粉塵が混入し、粉塵を含んだ潤滑剤がシール部材109を通過してボールナット103内に侵入することにより、潤滑トラブルが発生する。
▲３▼ ねじ溝102が「両端切り上がり」の場合には切割111を拡開して突条110をねじ溝102内に嵌合するが、拡開するとシール部材109が塑性変形して、隙間が所定の値より大きくなる。従って、粒径0.15ｍｍより大きい粉塵がシール部材109を通過してボールナット103内に侵入する。
【０００８】
（２）第２従来例（図２１及び図２２参照。）
▲１▼プラスチック等の高分子材料からなるシール部材113の突条114は、適用されるゴシックアークねじ溝形状102を成形したバイトで旋削加工される（第１従来例のシール部材109も同様。）。しかし、バイトにねじ溝形状102に合致したゴシックアーク形状を成形することは、現実的に不可能である。従って、ガータスプリング117の締付力で突条114をねじ溝102に接触させたとしても、突条114がねじ溝102に全面接触せず、ねじ溝102に付着した粉塵が非接触部分を通過してボールナット103内に侵入する。
図２７は、この問題点を実験で確認したものである。粒径50〜100μｍの鋳物粉を混入させた潤滑油をねじ軸100の外周面101及びねじ溝102に塗布した後、ねじ軸100を緩やかに手動回転した。すると、鋳物粉を含んだ潤滑油130は、シール部材113の端面に位置する突条114の薄肉部から厚肉部に沿ってボールナット103内に侵入した。このことは、突条114の形状がねじ溝102の形状に合致していないことを意味する。
▲２▼ねじ軸外周面101の直径（ねじ軸100の外径）及びねじ溝102の深さには、加工上のばらつきがある。このため、突条114をねじ溝102に接触させようとすると、シール部材113の内面と外周面101との間に隙間を設け、且つ、この隙間を寸法のばらつきを見込んである程度大きく設定する必要がある。このシール部材113の内面と外周面101との間の隙間を通過して、外周面101に付着した粉塵がボールナット103内に侵入する。
▲３▼粉塵がシール部材113を通過してボールナット103内に侵入することは、反対に、空間部107に充填された潤滑剤がシール部材113を通過して外部に漏出することを意味する。従って、第1従来例と同様の問題がある（前記第１従来例の問題点▲２▼参照。）。
【０００９】
そこで、所定のねじ溝形状102を研削加工で刻設したねじ軸100を切断してバイトを製作し、このバイトでシール部材113の突条114を旋削加工したところ、図２８に示すように、シール部材113の内面と外周面101とが接触するとともに、突条114の形状とねじ溝102の形状とが合致して接触するシール部材113を実現できた（言わば、現物合わせのシール部材。）。
しかし、前記のように、ねじ軸外周面101の直径及びねじ溝102の深さには加工上のばらつきがあるから、実際には、図２９及び図３０に示すように、シール部材113の内面と外周面101との間に隙間131ができたり、突条114とねじ溝102との間に隙間132ができて、問題点の解決にはならなかった。
【００１０】
（３）第３従来例（図３１及び図３２参照。）
▲１▼ねじ軸外周面101の直径及びねじ溝102の深さには加工上のばらつきがあるから、シール部材122の突部123をねじ溝102に接触させるには、設計上、シール部材122の内面126と外周面101との間に若干の隙間を設けるようにする。しかし、突部123はねじ溝102の一周部分をシールするものではないから、弾性変形が容易なプラスチックをシール部材122の材質に選定すれば、ガータスプリング128の締付力でねじ溝102に接触する突部123を弾性変形させて、内面126と外周面101とを接触させることができる。
他方、シールリング118にねじ軸100を遊挿するには、シールリング118の内周面120と外周面101との間に隙間133を設ける必要がある。しかし、ガータスプリング128はシールリング118の外周面に巻着されているため、ガータスプリング128で締め付けてもシール部材122だけが内方のねじ軸100に押し付けられるだけで、内周面120は縮径しない。すなわち、内周面120と外周面101との間の隙間133は維持され、この隙間133を通過して外周面101に付着した粉塵がボールナット103内に侵入する。
▲２▼突部123の端面124は、ねじ溝102に付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。しかし、端面124はねじ溝直角断面と相補う形状ではなく、ねじ軸軸線直角断面形状になっている（図２４及び図３１参照。）。このため、端面124の右側部が掻き取った粉塵は外部に排出されるが、左側部が掻き取った粉塵は外部に排出されず堆積する傾向にある（図３１の符号134参照。）。この堆積した粉塵134が、上方に位置する隙間133を通過してボールナット103内に侵入する。
▲３▼突部123の他方の端面125は、ボールの転動によってボールナット103の端部に押しやられた潤滑剤のシール部材122からの漏出を防止するとともに、ねじ軸100（又はボールナット103）が反転した際に押しやられた潤滑剤を空間部107に押し戻す役割を果たす。しかし、上方に隙間133が位置しているから、ボールナット103の端部に押しやられた潤滑剤は、隙間133を通過して外部に漏出する。
【００１１】
上記の課題に加えて、最近は下記のような問題が提起され、その解決策が求められている。
（１）工作機械や産業用ロボット等、各種機械の送りは著しく高速化してきており、これらの機械に用いられるボールねじにも更に高速化が要求されている（具体的には、2000rpm以上の回転数で使用されるようになっている。）。
そうすると、シール部材又はシール装置をねじ軸の外周面及びねじ溝に接触させた場合、接触回転による摩擦熱によってねじ軸が伸び、位置決め精度不良が発生し易くなるという問題がある。
また、シール部材又はシール装置をねじ軸の外周面及びねじ溝に接触させると、ボールねじの作動時に大きな摩擦力が発生して、ボールねじの作動トルクが大きくなり大容量の駆動モータが必要となる。
（２）ボールねじのリードを大きくすると同じ回転数でもより高速の送りを実現できるため、リードの大きいもの（ハイリードボールねじ）が使用されるようになっている。しかも、ボールとねじ溝との接触角の関係から（図示せず。）、１条ねじでは負荷容量が小さくなるため、２条ねじ以上の多条ねじが使用されるようになっている。
２条ねじの場合は、前記第１又は第２従来例のシール部材に２条の突条を形成できる。しかし、３条ねじ以上の場合は、シール部材を長くしないとねじ条数に応じた突条を形成できない。そうすると、シール部材はボールナットの両端部に装着されるから、ボールナットを長くしなければならない。
【００１２】
本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、ねじ軸のねじ溝と外周面とを個別にシールして従来のものより防塵性を高めるとともに、接触回転による摩擦熱を抑制することができるボールねじのシール装置を提供することを目的とする。
また、現状のボールナットで、多条ねじに対応できるボールねじのシール装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【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のボールねじのシール装置は、ねじ軸が遊挿される内周面を有してボールナットの開口端部に嵌着される環状体の肉厚内に、環状凹部と該環状凹部に連通し且つ前記ねじ軸の外周面に開口する半径方向切欠部とを形成し、該半径方向切欠部に前記ねじ軸の外周面に刻設されたねじ溝内に嵌合する突部を有するねじ溝シール部材を嵌装し、該ねじ溝シール部材と前記環状凹部の内側面とに環状弾性体を巻着して、前記ねじ溝シール部材と前記環状体の内周面とを前記ねじ軸の外周面に押圧接触させたことを特徴とする。
【００１４】
次に、本発明の請求項２のボールねじのシール装置は、ねじ軸が遊挿される内周面を有してボールナットの開口端部に嵌着される環状体の前記内周面に環状凹段部を形成し、前記ねじ軸の外周面に刻設されたねじ溝内に嵌合する突部を有するねじ溝シール部材と該ねじ溝シール部材と相俟って環状組立体を形成する分割部材とを前記環状凹段部に内挿し、前記ねじ溝シール部材と前記分割部材とに環状弾性体を巻着して、前記ねじ溝シール部材と前記分割部材の内面とを前記ねじ軸の外周面に押圧接触させ、前記環状凹段部と前記ねじ溝シール部材及び分割部材とからなる空間部に潤滑油含浸フェルトが充填されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の請求項３のボールねじのシール装置は、請求項１又は２のねじ溝シール部材の突部がねじ溝面と摺接する接触部と非摺接の非接触部とからなるものである。
【００１６】
また、本発明の請求項４のボールねじのシール装置は、請求項３の接触部を突部の両端に設けたものである。
【００１７】
本発明の請求項５のボールねじのシール装置は、請求項３又は４の突部の両端にねじ溝直角断面と相補う形状の端面を設けたものである。
【００１８】
本発明の請求項６のボールねじのシール装置は、請求項１，３，４又は５の環状体内周面のねじ軸外周面との接触部に複数の切欠凹所を設けたものである。
【００１９】
本発明の請求項７のボールねじのシール装置は、請求項２，３，４又は５の分割部材の内面に切欠凹所を設けたものである。
【００２４】
本発明の請求項８のボールねじのシール装置は、請求項１の環状凹部に潤滑油含浸フェルトを充填したものである。
【００２６】
本発明の請求項９のボールねじのシール装置は、請求項８の潤滑油含浸フェルトからねじ軸外周面への潤滑油供給孔を環状凹部の内側面に設けたものである。
【００２７】
最後に、本発明の請求項１０のボールねじのシール装置は、請求項２の潤滑油含浸フェルトからねじ軸外周面への潤滑油供給孔を分割部材に設けたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１２を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
ねじ軸１の外周面１ａには、２条のゴシックアーク形状（図示せず。）螺旋ねじ溝１ｂ，１ｃが刻設されている。ボールナット２の内周面２ａには、ねじ溝１ｂ，１ｃにそれぞれ対向するゴシックアーク形状（図示せず。）螺旋ねじ溝２ｂ，２ｃが刻設されている。このねじ溝１ｂ，２ｂ；１ｃ，２ｃ間に複数のボール（図示せず。）が介挿されている。また、ねじ軸１とボールナット２との空間部３には、潤滑剤（グリース又は潤滑油）が充填されている。さらに、ボールナット２の両開口端部には環状の凹段部４が設けられ、この凹段部４に弾性変形が容易なプラスチックからなる環状体５が嵌着される。なお、符号４ａは、市販の止め輪１１（例えば、富士バルブ株式会社製商品名：スピロロックス）が挿嵌される環状溝を示す。
【００２９】
環状体５の肉厚内には、ガータスプリング（又は環状コイルスプリング）８が嵌入される環状凹部５ｂと、この環状凹部５ｂに連通し且つねじ軸１の外周面１ａに開口する半径方向切欠部５ｃ，５ｄとが形成されている。この半径方向切欠部５ｃ，５ｄに、ねじ溝１ｂ，１ｃをそれぞれシールするねじ溝シール部材６，７が嵌装される。なお、２条ねじであるから、半径方向切欠部５ｃ，５ｄは対向する位置関係にある。
環状体５の内周面５ａは、突条を形成しない平滑面になっている。その直径（環状体５の内径）は、ねじ軸１を遊挿できるように、外周面１ａの直径（ねじ軸１の外径）より大きく設定されている。具体的には、加工上のばらつきを考慮して、内周面５ａと外周面１ａの最大直径部との間に25〜50μｍの隙間ｍが形成されている。内周面５ａには、切欠凹所５ｇが対向して設けられている（図２及び図３参照。）。
また、環状体５の外周面には、環状凹溝５ｈが形成されている。この環状凹溝５ｈに市販のＯリング９を巻着して、環状体５の外周面と凹段部４との間をシールする。
【００３０】
次に、切欠凹所５ｇについて説明する。
この切欠凹所５ｇは、ガータスプリング８の締付力による内側肉厚部５ｆの内方への弾性変形を容易にして内周面５ａと外周面１ａとを接触させるとともに、外周面１ａに付着した粉塵を掻き取るために設けられている。なお、符号ｎは、弾性変形する内側肉厚部５ｆの端面と後記の環状プレート１０との接触を避けるための隙間を示す。
そして、図４に示すように、切欠凹所５ｇのねじ軸軸線に対する傾き角θ1とねじ溝１ｂ，１ｃのリード角θとの関係を０≦θ１≦θとすれば（図３はθ１＝０゜の場合を示す。）、掻き取った粉塵をボールナット２の外部に連続的に排出して、粉塵が外周面１ａに留まることを防止できる。なお、ボールナット２の他方の端部に嵌着される環状体５の場合、傾き角θ１の向きは図４と反対の向きになる。
さらに、図５に示すように、内周面５ａに多数の切欠凹所５ｇを設ければ（等配とすることが好ましい。）、内側肉厚部５ｆの内方への弾性変形がより容易になって、内周面５ａと外周面１ａとの接触をより強固にすることができる。その上、内周面５ａと外周面１ａとの接触面積を減じることができるから、接触回転による摩擦熱を少なくすることができる。
【００３１】
ねじ溝１ｂをシールするねじ溝シール部材６について説明する。なお、ねじ溝１ｃをシールするねじ溝シール部材７の構成はねじ溝シール部材６と同様であるから、その説明は省略する（但し、説明の関係で対応する符号を付する場合がある。）。
図６乃至図８に示すように、ねじ溝シール部材６の内面６ｇには、ねじ溝１ｂ内に嵌合するゴシックアーク形状（図示せず。）の突部６ａが形成されている。この突部６ａの両端にねじ溝面１ｂと摺接する接触部６ｂ，６ｃが形成され、その中間にねじ溝面１ｂと非摺接の非接触部６ｄが形成されている。このように、接触部６ｂ，６ｃと非接触部６ｄとを形成すれば、突部６ａとねじ溝１ｂとの接触面積が減じて接触回転による摩擦熱を少なくすることができる。なお、この実施形態では接触部を突部の両端に設けたが、接触部と非接触部とを交互に設けた櫛形状としてもよい（図示せず。）。
また、突部６ａの両端には、ねじ溝１ｂの直角断面と相補う形状の端面６ｅ，６ｆが形成されている。この一方の端面６ｅが、ねじ溝１ｂに付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。そして、他方の端面６ｆが、ボールの転動によってボールナット２の端部に押しやられた潤滑剤の外部への漏出を防止するとともに、ねじ軸１（又はボールナット２）が反転した際に押しやられた潤滑剤を空間部３に押し戻す役割を果たす。
なお、ねじ溝シール部材６の外面には、ガータスプリング８を位置決め且つ巻着するための円弧状凹溝６ｈが形成されている。
【００３２】
そして、ねじ軸外周面１ａの直径及びねじ溝１ｂの深さには加工上のばらつきがあるから、突部６ａをねじ溝１ｂに接触させるには、設計上、内面６ｇと外周面１ａとの間に若干の隙間を設けるようにする。しかし、突部６ａはねじ溝１ｂの一周部分をシールするものではないから、弾性変形が容易なプラスチックをねじ溝シール部材６の材質に選定すれば、ガータスプリング８の締付力でねじ溝１ｂに接触する突部６ａを弾性変形させて、内面６ｇと外周面１ａとを接触させることができる。特に、この実施の形態では、突部６ａに非接触部６ｄを設けているから、接触部６ｂ，６ｃはより容易に弾性変形する。
なお、ねじ溝形状と合致する突部を有するねじ溝シール部材は、下記の何れか一つの製作方法によって得ることができる。
（１）研削加工で規範となるねじ溝形状が刻設されたねじ軸を切断して、バイトを製作する。このバイトで、選択したプラスチックからなる環状体の内周面に突条を旋削加工後、必要とする箇所を切り取る。その後に、突部の中間部分を削って非接触部を形成する。なお、前以て、環状体の外周面にガータスプリングを巻着するための環状凹溝を刻設しておけばよい。
（２）選択したプラスチックの成形収縮率を見込んで所望のねじ溝シール部材より大きい金型を製作し、この金型に加熱溶融したプラスチックを注入して加圧しながら冷却固化して成形する。その後に、突部の中間部分を削って非接触部を形成する。なお、金型のねじ溝形状部は、ゴシックアーク形状となるように研削加工しておく。
【００３３】
ここで、環状体５及びねじ溝シール部材６，７の材質について説明する。
前記のように、環状体５及びねじ溝シール部材６，７はねじ軸外周面１ａ及びねじ溝１ｂ，１ｃに摺接するから、摺動特性、すなわち、摩擦・摩耗特性に優れた下記のプラスチックから選択する。
▲１▼ テフロン（三井デュポンフロロケミカル株式会社の登録商標）に代表される四弗化エチレン樹脂（以下、PTFEと略称する。）
▲２▼ ハイゼックスミリオン（三井石油化学株式会社の登録商標）に代表される分子量が数百万の超高分子量ポリエチレン（以下、UHMWPEと略称する。）
▲３▼ 高分子量ポリオレフィンと潤滑油とからなり、潤滑油の含有量を５０〜８０重量％とした微小孔構造ポリマ潤滑材（特公昭４７−３４５５号公報及び米国潤滑学会誌 Lubrication Engineering, 38, 12 (1982) 758. 参照。）
なお、ガンプラ（住友電気工業株式会社の登録商標）等の含油プラスチックが市販されている。しかし、市販の含油プラスチックの潤滑油含有量は10重量％前後で含有量が少なく、且つ、動摩擦係数が0.1〜0.2と大きいため、適切な材質ではない。一方、上記の微小孔構造ポリマ潤滑材は、潤滑油含有量が多く、且つ、動摩擦係数が0.03〜0.08と小さい（JIS K 7218 プラスチックの滑り摩耗試験方法による。）。
【００３４】
具体的には、環状体５の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材とし、ねじ溝シール部材６，７の材質をPTFE又はUHMWPEとすることが好適である。この理由は、
（１）環状体５の方の体積が大きいから、潤滑油の供給が豊富で且つ供給能力を長時間保持できる。
（２）環状体５の内周面５ａから滲み出した潤滑油はねじ軸外周面１ａからねじ溝１ｂ，１ｃへ伝うから、内周面５ａと外周面１ａとの間、およびねじ溝シール部材６，７の突部６ａ，７ａとねじ溝面１ｂ，１ｃとの間を油膜接触させることができる。無論、ねじ溝シール部材６，７の内面６ｇ，７ｇと外周面１ａとの間も油膜接触させることができる。
からである。
なお、バイトによる旋削加工より金型成形の方が精確な形状を得ることができ且つ材料の無駄がないから、ねじ溝シール部材６，７の材質も微小孔構造ポリマ潤滑材とすることがより好ましい。
【００３５】
次に、組立方法を時系列的に説明する。
環状体５にねじ軸１を遊挿しておく。適当な位置を選択後、ねじ溝シール部材６，７が対向する位置関係となるようにして、その突部６ａ，７ａをねじ溝１ｂ，１ｃ内に嵌合する。ねじ溝シール部材６，７外面の円弧状凹溝６ｈ，７ｈにガータスプリング８を嵌入する。この位置に環状体５を移動後、ねじ溝シール部材６，７を半径方向切欠部５ｃ，５ｄに嵌装するとともに環状凹部５ｂにガータスプリング８を嵌入して、環状凹部５ｂの内側面５ｅ及びねじ溝シール部材６，７にガータスプリング８を巻着する。なお、ガータスプリング８は凹溝６ｈ，７ｈで位置決めされているから、ずれて外れることはない。そして、環状体５の外周面に形成した環状凹溝５ｈにＯリング９を巻着した後、この環状体５をボールナット２の開口端部に設けた凹段部４に嵌着する。シール部材６，７の抜け落ちを防止するため、プラスチックからなる環状プレート１０を凹段部４に嵌入後、環状溝４ａに止め輪１１を挿嵌する。最後に、止めねじ１２で環状体５をボールナット２に固定する。同様にして、ボールナット２の他方の開口端部にも環状体５を嵌着する。
なお、この実施形態では止め輪１１を用いたが、環状体５と環状プレート１０とを凹凸スナップフィット係合またはねじ締着すれば（図示せず。）、環状溝４ａ及び止め輪１１は不要となる。
【００３６】
次に、図１１及び図１２を参照して、作用を説明する。なお、ねじ溝シール部材７の作用はねじ溝シール部材６と同様なので、その説明は省略する。
（１）ガータスプリング８の締付力で、突部６ａの両端に設けた接触部６ｂ，６ｃがねじ溝面１ｂに接触してシールするとともに、内面６ｇがねじ軸外周面１ａに接触してシールする。また、非接触部６ｄを設けたから、突部６ａとねじ溝１ｂとの接触面積が減じて接触回転による摩擦熱が少なくなる。
（２）突部６ａの一方の端面６ｅは、ねじ溝１ｂに付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。他方の端面６ｆは、ボールの転動によってボールナット２の端部に押しやられた潤滑剤（グリース又は潤滑油）の外部への漏出を防止するとともともに、ねじ軸１（又はボールナット２）が反転した際に押しやられた潤滑剤を空間部３に押し戻す役割を果たす。
（３）ガータスプリング８の締付力で内側肉厚部５ｆが内方へ弾性変形するから、内周面５ａがねじ軸外周面１ａに接触する。換言すれば、内周面５ａと外周面１ａとの間の隙間ｍが閉塞され、外周面１ａがシールされる。
（４）内周面５ａの切欠凹所５ｇは外周面１ａに付着した粉塵を掻き取るとともに、掻き取った粉塵をボールナット２の外部に連続的に排出して粉塵が外周面１ａに留まることを防止する。また、多数の切欠凹所５ｇを設けることにより、内周面５ａと外周面１ａとの接触面積が減じて接触回転による摩擦熱が少なくなる。さらに、ガータスプリング８の締付力による内側肉厚部５ｆの内方への弾性変形が容易になる。
【００３７】
（５）環状体５及び／又はねじ溝シール部材６，７の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材としたから、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して、ねじ軸外周面１ａ及びねじ溝１ｂ，１ｃとの接触が油膜接触になる。このため、接触抵抗（摩擦力）が小さくなり、ボールねじの作動トルクが大きくなることを抑制できる。また、接触回転による摩擦熱が少なくなる。
（６）特に、環状体５の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材とすることにより、潤滑油の供給が豊富で且つ供給能力を長時間保持できる。
【００３８】
前記第１実施形態は２条ねじの場合を例示したが、１条ねじの場合は、半径方向切欠部５ｃ，５ｄの何れか一方に図１３に示す外周面シール部材１３を嵌装すればよい。なお、ねじ溝シール部材を半径方向切欠部５ｄに嵌装すれば掻き取った粉塵が落下し易いので、半径方向切欠部５ｃに外周面シール部材１３を嵌装することが好ましい。
次に、外周面シール部材１３の構成を説明する。
外周面シール部材１３の内面１３ａは、ねじ軸外周面１ａに沿い且つ突部を設けない平滑面になっている。また、外面には、ガータスプリング８を位置決め且つ巻着するための円弧状の凹溝１３ｂが形成されている。
【００３９】
３条ねじの場合は、図１４に示すように、３等配とした半径方向切欠部５ｐ，５ｑ，５ｒを設け、この半径方向切欠部５ｐ，５ｑ，５ｒに各ねじ溝をシールするねじ溝シール部材を嵌装する。
また、４条ねじ以上の場合は、図１４と同様に、ねじ条数に対応した半径方向切欠部を等配となるように設ける。そして、各半径方向切欠部に、対応するねじ溝をシールするねじ溝シール部材を嵌装する。
その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４０】
図１５及び図１６に、本発明の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、前記第１実施形態の変形態様である。なお、前記第１実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
前記第１実施形態との相違点は、容積を大きくした環状凹部５ｂに潤滑油含浸フェルト１４を充填するとともに、環状凹部５ｂの内側面５ｅに潤滑油含浸フェルト１４からねじ軸外周面１ａへの潤滑油供給孔１５を設けたことである。
次に、上記の構成にする理由を説明する。
本発明では、環状体５及び／又はねじ溝シール部材６，７の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材としている。
しかし、前記米国潤滑学会誌に記載されているように（特に、第760頁参照。）、微小孔構造ポリマ潤滑材は、
▲１▼樹脂分の多孔質構造は非常に微細（μｍオーダー）で、油分の表面張力により毛細管現象が生じる。毛細管現象は、潤滑剤表面の油膜厚さを一定にしようと働く。すなわち、表面の油膜が除去されると、内部から油分が滲み出す。
▲２▼表面が余剰な油分で満たされていると、内部の油分量が飽和するまで吸収する作用を有する。すなわち、一度流出した油分を再び微小孔構造ポリマ潤滑材に吸収し貯蔵する。
という特性を有している。このため、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して消費されると、潤滑油供給手段が無ければ、潤滑油が枯渇して油膜を介して接触しなくなる。すなわち、接触回転による摩擦熱が大きくなってねじ軸が伸び、位置決め精度不良が発生するという問題が発生する。
【００４１】
そこで、潤滑油を含浸させたフェルト１４（空隙率５０％前後の羊毛フェルトが好ましい。）を環状凹部５ｂに充填すれば、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して消費されるにつれ、フェルト１４に含浸されている潤滑油が微小孔構造ポリマ潤滑材に補給されていく。従って、さらに長時間に亘って微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出す。
また、環状体内周面５ａとねじ軸外周面１ａとの間に油膜が形成されているが、潤滑量が不足するときは、潤滑油供給孔１５を介してフェルト１４に含浸されている潤滑油が毛細管現象によってねじ軸外周面１ａに補助供給される。
なお、環状体５及びねじ溝シール部材６，７の材質をPTFE又はUHMWPEとした場合も、潤滑油供給孔１５を介してフェルト１４に含浸されている潤滑油が毛細管現象によってねじ軸外周面１ａに供給されるから、油膜接触にすることができる。
【００４２】
図１７及び図１８に、本発明の第３実施形態を示す（但し、ねじ溝シール部材の突部形状は左ねじの場合を示す。）。この第３実施形態も、前記第１実施形態の変形態様である。なお、前記第２実施形態と同様に、前記第１実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
環状体５の内周面５ａに、環状の凹段部１６が形成されている。この環状凹段部１６に、ねじ溝シール部材６，７と、このねじ溝シール部材６，７と相俟って環状組立体を形成する分割部材１７，１８とが内挿される。この分割部材１７，１８の内面１７ａ，１８ａには、前記第１実施形態の符号５ｇに相当する切欠凹所１７ｃ，１８ｃが形成されている。そして、ねじ溝シール部材６，７と分割部材１７，１８の外面１７ｂ，１８ｂとに、ガータスプリング８が巻着される。その結果、ねじ溝シール部材６，７がねじ溝１ｂ，１ｃをシールするとともに、分割部材１７，１８の内面１７ａ，１８ａがねじ軸外周面１ａをシールする。
また、前記第２実施形態と同様に、環状凹段部１６とねじ溝シール部材６，７及び分割部材１７，１８とからなる空間部１９に潤滑油含浸フェルトを充填するとともに、潤滑油含浸フェルトからねじ軸外周面１ａへの潤滑油供給孔を分割部材１７，１８に設けてもよい。
なお、ねじ溝シール部材６，７と分割部材１７，１８とからなる環状組立体の回転を防止するため、環状体５と分割部材１７，１８はピン等の連結部材を介して連結される（図示せず。）。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１又は２の発明によれば、ねじ軸のねじ溝と外周面とを個別にシールできるから、従来のシール部材又はシール装置より防塵性を高めることができる。また、シール部材を長くする必要がないから、現状のボールナットで多条ねじに対応することができる。
【００４４】
請求項３又は４の発明によれば、ねじ溝シール部材の突部とねじ溝との接触面積を減じることができるから、接触回転による摩擦熱を少なくすることができる効果がある。
【００４５】
請求項５の発明によれば、突部の一方の端面は、ねじ溝に付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。また、他方の端面は、ボールの転動によってボールナットの端部に押しやられた潤滑剤の外部漏出を防止するとともに、ねじ軸（又はボールナット）が反転した際に潤滑剤をボールナット内に押し戻す役割を果たす。
【００４６】
請求項６又は７の発明によれば、環状凹部の内側面又は分割部材の弾性変形が容易になるから，環状体内周面又は分割部材内面とねじ軸外周面との接触がより強固になる。
また、環状体内周面又は分割部材内面とねじ軸外周面との接触面積を減じることができるから、接触回転による摩擦熱を少なくすることができる。
【００５０】
請求項２又は８の発明によれば、環状体又は分割部材が微小孔構造ポリマ潤滑材からなる場合、この微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して消費されるにつれ、フェルトに含浸されている潤滑油が微小孔構造ポリマ潤滑材に補給されていく。従って、さらに長時間に亘って、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油を滲み出させることができる。
【００５１】
そして、請求項９又は１０の発明によれば、フェルトに含浸されている潤滑油が、毛細管現象によってねじ軸外周面に供給される。このため、環状体内周囲面又は分割部材内面とねじ軸外周面とが油膜接触するから、接触回転による摩擦熱及びボールねじの作動トルクの増加を抑制することができる。また、環状体又は分割部材が微小孔構造ポリマ潤滑材からなる場合、潤滑油が滲み出してねじ軸外周面との間に油膜を形成するが、潤滑量が不足するときは潤滑油を補助供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の縦断面図。
【図２】 図１に示す環状体の斜視図。
【図３】 図２の３−３線断面図。
【図４】 図３の変形例を示す断面図。
【図５】 図２の変形例を示す正面図。
【図６】 図１のねじ溝シール部材の斜視図。
【図７】 図６の正面図。
【図８】 図６の下面図。
【図９】 図１のガータスプリングの正面図。
【図１０】 図１の環状プレートの斜視図。
【図１１】 図１の１１−１１線断面図。
【図１２】 図１の環状体の内周面とねじ軸外周面との接触状態を示す要部断面図。
【図１３】 １条ねじに適用される外周面シール部材の斜視図。
【図１４】 ３条ねじに適用される環状体の正面図。
【図１５】 本発明の第２実施形態の正面図。
【図１６】 図１５の１６−１６線断面図。
【図１７】 本発明の第３実施形態の分解斜視図。
【図１８】 図１７の分割部材の内面とねじ軸外周面との接触状態を示す要部断面図。
【図１９】 第１従来例の縦断面図。
【図２０】 図１９のシール部材の斜視図。
【図２１】 第２従来例の縦断面図。
【図２２】 図２１のシール部材の斜視図。
【図２３】 第３従来例のシールリングの斜視図。
【図２４】 第３従来例のシール部材の斜視図。
【図２５】 図２４のシール部材を装着したシールリングの斜視図。
【図２６】 第３従来例の縦断面図。
【図２７】 図２１のシール部材の問題点を示す斜視図。
【図２８】 現物合わせシール部材とねじ軸外周面及びねじ溝との接触状態を示す要部断面図。
【図２９】 現物合わせシール部材の問題点を示す要部断面図。
【図３０】 現物合わせシール部材の問題点を示す要部断面図。
【図３１】 図２６のシール装置の問題点を示す要部断面図。
【図３２】 図３１の３２−３２線断面図。
【符号の説明】
１ ねじ軸
１ａ 外周面
１ｂ，１ｃ ねじ溝
２ ボールナット
４ 凹段部
５ 環状体
５ａ 内周面
５ｂ 環状凹部
５ｃ，５ｄ 半径方向切欠部
５ｅ 内側面
５ｇ 切欠凹所
６，７ ねじ溝シール部材
６ａ 突部
６ｂ，６ｃ 接触部
６ｄ 非接触部
６ｅ，６ｆ 突部の端面
８ ガータスプリング
１４ 潤滑油含浸フェルト
１５ 潤滑油供給孔
１６ 環状凹段部
１７，１８ 分割部材
１７ａ，１８ａ 内面
１７ｃ，１８ｃ 切欠凹所
１９ 空間部
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械、産業用ロボット等に使用されるボールねじのシール装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、図１９に示すように、ねじ軸100の外周面101に刻設したゴシックアーク形状（図示せず。）の螺旋ねじ溝102とボールナット103の内周面104に刻設したゴシックアーク形状（図示せず。）の螺旋ねじ溝105との間に複数のボール106を配し、このボール106を介してねじ軸100（又はボールナット103）の回転動力をボールナット103（又はねじ軸100）の推力に変換するもので、ねじ軸100とボールナット103との空間部107に潤滑剤（グリース又は潤滑油）を充填して潤滑されている。
また、外部からの粉塵等がボールナット103内に侵入することを防止するため、ボールナット103の両開口端部に環状の凹段部108を設け、この凹段部108にプラスチック等の高分子（ポリマ）材料からなる環状のシール部材又はシール装置が嵌着されている。
そして、このシール部材又はシール装置として、下記の３従来例が知られている。
【０００３】
（１）第１従来例
図１９及び図２０に示すように、シール部材109の内面に、ねじ溝102の形状及び寸法に相似して同一リードを有する突条110を形成する。具体的には、突条110とねじ溝102との間、およびシール部材109の内面とねじ軸100の外周面101との間に、0.1〜0.15ｍｍの隙間を設定する。そして、このシール部材109を凹段部108に嵌着後、止めねじ112でボールナット103に固定したものである。
すなわち、非接触型のラビリンスシールである。
なお、符号111は、ねじ溝102がねじ軸100の両端に延びていない、いわゆる「両端切り上がり」の場合に、シール部材109を拡開させて突条110をねじ溝102内に嵌合させるための切割を示す。
【０００４】
（２）第２従来例
図２１及び図２２に示すように、シール部材113の内面に、ねじ溝102の形状及び寸法に合わせて同一リードを有する突条114を形成する。また、シール部材113の任意の一箇所に斜めに切割115を形成するとともに、外周面に１条（又は複数条）の環状凹溝116を設ける。そして、この環状凹溝116にガータスプリング（又は環状コイルスプリング）117を巻着後、シール部材113を凹段部108に嵌着して止めねじ（図示せず。）でボールナット103に固定したものである。
すなわち、ガータスプリング117の締付力によって、シール部材113は切割115の合わせ目に沿って食違状になって内面が縮径し、突条114がねじ溝102内に嵌合接触する接触型シールである。
なお、ねじ溝102が「両端切り上がり」の場合には、前記第１従来例と同様に、切割115を拡開して突条114をねじ溝102内に嵌合する。
【０００５】
（３）第３従来例
実公昭５９−１９１５６号公報に記載されているシール装置である。次に、図２３乃至図２６を参照して、このシール装置を簡単に説明する。
シールリング118の内周面120はねじ軸100を遊挿できる平滑面とするとともに、シールリング118の任意の一箇所に半径方向の切欠部119を貫設する。この切欠部119に、ねじ溝102内に嵌合する突部123を内面126に形成したシール部材122が嵌装される。また、シールリング118の外周面及びシール部材122の外面に、ガータスプリング（又は環状コイルスプリング）128が巻着される環状凹溝121及び円弧状凹溝127を設ける。なお、環状凹溝121と円弧状凹溝127とが連通することは言うまでもない。
そして、シールリング118にねじ軸100を遊挿して所望の位置に止め、その位置においてシール部材122を切欠部119に嵌装するとともに突部123をねじ溝102内に嵌合させ、環状凹溝121，127にガータスプリング128を巻着後、このシールリング118を凹段部108に嵌着して止めねじ129でボールナット103に固定したものである。
すなわち、ガータスプリング128の締付力によって、突部123とねじ溝102との嵌合接触性を高めた接触型シール装置である。
なお、このシール装置の場合、ねじ溝102が「両端切り上がり」であっても、前記第１及び第２従来例のような切割をシールリング118に設ける必要がない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ボールねじの防塵方法は、ボールナットに前記３従来例の何れか一つのシール部材（又はシール装置）を装着したり、ねじ軸をジャバラ又はテレスコピックパイプ等の防塵装置で被覆する方法（図示せず。）、又はそれらを併用したものであった。特に、粉塵が舞う環境下では、シール部材（又はシール部材）と防塵装置とを併用することにより、ボールねじの防塵性に問題はなかった。
しかし、近年、コスト高となることから防塵装置を使用しなかったり、防塵装置を装着できない箇所にボールねじが使用されることが多くなっている。
このような使用環境下では、ボールナットに前記３従来例の何れか一つのシール部材（又はシール装置）を装着しても、ねじ軸の外周面及びねじ溝に付着した粒径約0.15ｍｍ以下の粉塵がシール部材（又はシール部材）を通過してボールナット内に侵入し、早期摩耗等のトラブルが発生する場合がある。
次に、前記３従来例の問題点を説明する。
【０００７】
（１）第１従来例（図１９及び図２０参照。）
前記のように、シール部材109の内面とねじ軸100の外周面101との間、および突条110とねじ溝102との間に、0.1〜0.15ｍｍの隙間を有したラビリンスシールであるから、
▲１▼ ねじ軸の外周面101及びねじ溝102に付着した粒径0.15ｍｍ以下の粉塵が、シール部材109を通過してボールナット103内に侵入する。
▲２▼ 空間部107に充填された潤滑剤は、ボール106の転動によってボールナット103の端部に押しやられ、シール部材109を通過して外部に漏出する。この漏出した潤滑剤に外周面101及びねじ溝102に付着した粉塵が混入し、粉塵を含んだ潤滑剤がシール部材109を通過してボールナット103内に侵入することにより、潤滑トラブルが発生する。
▲３▼ ねじ溝102が「両端切り上がり」の場合には切割111を拡開して突条110をねじ溝102内に嵌合するが、拡開するとシール部材109が塑性変形して、隙間が所定の値より大きくなる。従って、粒径0.15ｍｍより大きい粉塵がシール部材109を通過してボールナット103内に侵入する。
【０００８】
（２）第２従来例（図２１及び図２２参照。）
▲１▼プラスチック等の高分子材料からなるシール部材113の突条114は、適用されるゴシックアークねじ溝形状102を成形したバイトで旋削加工される（第１従来例のシール部材109も同様。）。しかし、バイトにねじ溝形状102に合致したゴシックアーク形状を成形することは、現実的に不可能である。従って、ガータスプリング117の締付力で突条114をねじ溝102に接触させたとしても、突条114がねじ溝102に全面接触せず、ねじ溝102に付着した粉塵が非接触部分を通過してボールナット103内に侵入する。
図２７は、この問題点を実験で確認したものである。粒径50〜100μｍの鋳物粉を混入させた潤滑油をねじ軸100の外周面101及びねじ溝102に塗布した後、ねじ軸100を緩やかに手動回転した。すると、鋳物粉を含んだ潤滑油130は、シール部材113の端面に位置する突条114の薄肉部から厚肉部に沿ってボールナット103内に侵入した。このことは、突条114の形状がねじ溝102の形状に合致していないことを意味する。
▲２▼ねじ軸外周面101の直径（ねじ軸100の外径）及びねじ溝102の深さには、加工上のばらつきがある。このため、突条114をねじ溝102に接触させようとすると、シール部材113の内面と外周面101との間に隙間を設け、且つ、この隙間を寸法のばらつきを見込んである程度大きく設定する必要がある。このシール部材113の内面と外周面101との間の隙間を通過して、外周面101に付着した粉塵がボールナット103内に侵入する。
▲３▼粉塵がシール部材113を通過してボールナット103内に侵入することは、反対に、空間部107に充填された潤滑剤がシール部材113を通過して外部に漏出することを意味する。従って、第1従来例と同様の問題がある（前記第１従来例の問題点▲２▼参照。）。
【０００９】
そこで、所定のねじ溝形状102を研削加工で刻設したねじ軸100を切断してバイトを製作し、このバイトでシール部材113の突条114を旋削加工したところ、図２８に示すように、シール部材113の内面と外周面101とが接触するとともに、突条114の形状とねじ溝102の形状とが合致して接触するシール部材113を実現できた（言わば、現物合わせのシール部材。）。
しかし、前記のように、ねじ軸外周面101の直径及びねじ溝102の深さには加工上のばらつきがあるから、実際には、図２９及び図３０に示すように、シール部材113の内面と外周面101との間に隙間131ができたり、突条114とねじ溝102との間に隙間132ができて、問題点の解決にはならなかった。
【００１０】
（３）第３従来例（図３１及び図３２参照。）
▲１▼ねじ軸外周面101の直径及びねじ溝102の深さには加工上のばらつきがあるから、シール部材122の突部123をねじ溝102に接触させるには、設計上、シール部材122の内面126と外周面101との間に若干の隙間を設けるようにする。しかし、突部123はねじ溝102の一周部分をシールするものではないから、弾性変形が容易なプラスチックをシール部材122の材質に選定すれば、ガータスプリング128の締付力でねじ溝102に接触する突部123を弾性変形させて、内面126と外周面101とを接触させることができる。
他方、シールリング118にねじ軸100を遊挿するには、シールリング118の内周面120と外周面101との間に隙間133を設ける必要がある。しかし、ガータスプリング128はシールリング118の外周面に巻着されているため、ガータスプリング128で締め付けてもシール部材122だけが内方のねじ軸100に押し付けられるだけで、内周面120は縮径しない。すなわち、内周面120と外周面101との間の隙間133は維持され、この隙間133を通過して外周面101に付着した粉塵がボールナット103内に侵入する。
▲２▼突部123の端面124は、ねじ溝102に付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。しかし、端面124はねじ溝直角断面と相補う形状ではなく、ねじ軸軸線直角断面形状になっている（図２４及び図３１参照。）。このため、端面124の右側部が掻き取った粉塵は外部に排出されるが、左側部が掻き取った粉塵は外部に排出されず堆積する傾向にある（図３１の符号134参照。）。この堆積した粉塵134が、上方に位置する隙間133を通過してボールナット103内に侵入する。
▲３▼突部123の他方の端面125は、ボールの転動によってボールナット103の端部に押しやられた潤滑剤のシール部材122からの漏出を防止するとともに、ねじ軸100（又はボールナット103）が反転した際に押しやられた潤滑剤を空間部107に押し戻す役割を果たす。しかし、上方に隙間133が位置しているから、ボールナット103の端部に押しやられた潤滑剤は、隙間133を通過して外部に漏出する。
【００１１】
上記の課題に加えて、最近は下記のような問題が提起され、その解決策が求められている。
（１）工作機械や産業用ロボット等、各種機械の送りは著しく高速化してきており、これらの機械に用いられるボールねじにも更に高速化が要求されている（具体的には、2000rpm以上の回転数で使用されるようになっている。）。
そうすると、シール部材又はシール装置をねじ軸の外周面及びねじ溝に接触させた場合、接触回転による摩擦熱によってねじ軸が伸び、位置決め精度不良が発生し易くなるという問題がある。
また、シール部材又はシール装置をねじ軸の外周面及びねじ溝に接触させると、ボールねじの作動時に大きな摩擦力が発生して、ボールねじの作動トルクが大きくなり大容量の駆動モータが必要となる。
（２）ボールねじのリードを大きくすると同じ回転数でもより高速の送りを実現できるため、リードの大きいもの（ハイリードボールねじ）が使用されるようになっている。しかも、ボールとねじ溝との接触角の関係から（図示せず。）、１条ねじでは負荷容量が小さくなるため、２条ねじ以上の多条ねじが使用されるようになっている。
２条ねじの場合は、前記第１又は第２従来例のシール部材に２条の突条を形成できる。しかし、３条ねじ以上の場合は、シール部材を長くしないとねじ条数に応じた突条を形成できない。そうすると、シール部材はボールナットの両端部に装着されるから、ボールナットを長くしなければならない。
【００１２】
本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、ねじ軸のねじ溝と外周面とを個別にシールして従来のものより防塵性を高めるとともに、接触回転による摩擦熱を抑制することができるボールねじのシール装置を提供することを目的とする。
また、現状のボールナットで、多条ねじに対応できるボールねじのシール装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【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のボールねじのシール装置は、ねじ軸が遊挿される内周面を有してボールナットの開口端部に嵌着される環状体の肉厚内に、環状凹部と該環状凹部に連通し且つ前記ねじ軸の外周面に開口する半径方向切欠部とを形成し、該半径方向切欠部に前記ねじ軸の外周面に刻設されたねじ溝内に嵌合する突部を有するねじ溝シール部材を嵌装し、該ねじ溝シール部材と前記環状凹部の内側面とに環状弾性体を巻着して、前記ねじ溝シール部材と前記環状体の内周面とを前記ねじ軸の外周面に押圧接触させたことを特徴とする。
【００１４】
次に、本発明の請求項２のボールねじのシール装置は、ねじ軸が遊挿される内周面を有してボールナットの開口端部に嵌着される環状体の前記内周面に環状凹段部を形成し、前記ねじ軸の外周面に刻設されたねじ溝内に嵌合する突部を有するねじ溝シール部材と該ねじ溝シール部材と相俟って環状組立体を形成する分割部材とを前記環状凹段部に内挿し、前記ねじ溝シール部材と前記分割部材とに環状弾性体を巻着して、前記ねじ溝シール部材と前記分割部材の内面とを前記ねじ軸の外周面に押圧接触させ、前記環状凹段部と前記ねじ溝シール部材及び分割部材とからなる空間部に潤滑油含浸フェルトが充填されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の請求項３のボールねじのシール装置は、請求項１又は２のねじ溝シール部材の突部がねじ溝面と摺接する接触部と非摺接の非接触部とからなるものである。
【００１６】
また、本発明の請求項４のボールねじのシール装置は、請求項３の接触部を突部の両端に設けたものである。
【００１７】
本発明の請求項５のボールねじのシール装置は、請求項３又は４の突部の両端にねじ溝直角断面と相補う形状の端面を設けたものである。
【００１８】
本発明の請求項６のボールねじのシール装置は、請求項１，３，４又は５の環状体内周面のねじ軸外周面との接触部に複数の切欠凹所を設けたものである。
【００１９】
本発明の請求項７のボールねじのシール装置は、請求項２，３，４又は５の分割部材の内面に切欠凹所を設けたものである。
【００２４】
本発明の請求項８のボールねじのシール装置は、請求項１の環状凹部に潤滑油含浸フェルトを充填したものである。
【００２６】
本発明の請求項９のボールねじのシール装置は、請求項８の潤滑油含浸フェルトからねじ軸外周面への潤滑油供給孔を環状凹部の内側面に設けたものである。
【００２７】
最後に、本発明の請求項１０のボールねじのシール装置は、請求項２の潤滑油含浸フェルトからねじ軸外周面への潤滑油供給孔を分割部材に設けたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１２を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
ねじ軸１の外周面１ａには、２条のゴシックアーク形状（図示せず。）螺旋ねじ溝１ｂ，１ｃが刻設されている。ボールナット２の内周面２ａには、ねじ溝１ｂ，１ｃにそれぞれ対向するゴシックアーク形状（図示せず。）螺旋ねじ溝２ｂ，２ｃが刻設されている。このねじ溝１ｂ，２ｂ；１ｃ，２ｃ間に複数のボール（図示せず。）が介挿されている。また、ねじ軸１とボールナット２との空間部３には、潤滑剤（グリース又は潤滑油）が充填されている。さらに、ボールナット２の両開口端部には環状の凹段部４が設けられ、この凹段部４に弾性変形が容易なプラスチックからなる環状体５が嵌着される。なお、符号４ａは、市販の止め輪１１（例えば、富士バルブ株式会社製商品名：スピロロックス）が挿嵌される環状溝を示す。
【００２９】
環状体５の肉厚内には、ガータスプリング（又は環状コイルスプリング）８が嵌入される環状凹部５ｂと、この環状凹部５ｂに連通し且つねじ軸１の外周面１ａに開口する半径方向切欠部５ｃ，５ｄとが形成されている。この半径方向切欠部５ｃ，５ｄに、ねじ溝１ｂ，１ｃをそれぞれシールするねじ溝シール部材６，７が嵌装される。なお、２条ねじであるから、半径方向切欠部５ｃ，５ｄは対向する位置関係にある。
環状体５の内周面５ａは、突条を形成しない平滑面になっている。その直径（環状体５の内径）は、ねじ軸１を遊挿できるように、外周面１ａの直径（ねじ軸１の外径）より大きく設定されている。具体的には、加工上のばらつきを考慮して、内周面５ａと外周面１ａの最大直径部との間に25〜50μｍの隙間ｍが形成されている。内周面５ａには、切欠凹所５ｇが対向して設けられている（図２及び図３参照。）。
また、環状体５の外周面には、環状凹溝５ｈが形成されている。この環状凹溝５ｈに市販のＯリング９を巻着して、環状体５の外周面と凹段部４との間をシールする。
【００３０】
次に、切欠凹所５ｇについて説明する。
この切欠凹所５ｇは、ガータスプリング８の締付力による内側肉厚部５ｆの内方への弾性変形を容易にして内周面５ａと外周面１ａとを接触させるとともに、外周面１ａに付着した粉塵を掻き取るために設けられている。なお、符号ｎは、弾性変形する内側肉厚部５ｆの端面と後記の環状プレート１０との接触を避けるための隙間を示す。
そして、図４に示すように、切欠凹所５ｇのねじ軸軸線に対する傾き角θ1とねじ溝１ｂ，１ｃのリード角θとの関係を０≦θ１≦θとすれば（図３はθ１＝０゜の場合を示す。）、掻き取った粉塵をボールナット２の外部に連続的に排出して、粉塵が外周面１ａに留まることを防止できる。なお、ボールナット２の他方の端部に嵌着される環状体５の場合、傾き角θ１の向きは図４と反対の向きになる。
さらに、図５に示すように、内周面５ａに多数の切欠凹所５ｇを設ければ（等配とすることが好ましい。）、内側肉厚部５ｆの内方への弾性変形がより容易になって、内周面５ａと外周面１ａとの接触をより強固にすることができる。その上、内周面５ａと外周面１ａとの接触面積を減じることができるから、接触回転による摩擦熱を少なくすることができる。
【００３１】
ねじ溝１ｂをシールするねじ溝シール部材６について説明する。なお、ねじ溝１ｃをシールするねじ溝シール部材７の構成はねじ溝シール部材６と同様であるから、その説明は省略する（但し、説明の関係で対応する符号を付する場合がある。）。
図６乃至図８に示すように、ねじ溝シール部材６の内面６ｇには、ねじ溝１ｂ内に嵌合するゴシックアーク形状（図示せず。）の突部６ａが形成されている。この突部６ａの両端にねじ溝面１ｂと摺接する接触部６ｂ，６ｃが形成され、その中間にねじ溝面１ｂと非摺接の非接触部６ｄが形成されている。このように、接触部６ｂ，６ｃと非接触部６ｄとを形成すれば、突部６ａとねじ溝１ｂとの接触面積が減じて接触回転による摩擦熱を少なくすることができる。なお、この実施形態では接触部を突部の両端に設けたが、接触部と非接触部とを交互に設けた櫛形状としてもよい（図示せず。）。
また、突部６ａの両端には、ねじ溝１ｂの直角断面と相補う形状の端面６ｅ，６ｆが形成されている。この一方の端面６ｅが、ねじ溝１ｂに付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。そして、他方の端面６ｆが、ボールの転動によってボールナット２の端部に押しやられた潤滑剤の外部への漏出を防止するとともに、ねじ軸１（又はボールナット２）が反転した際に押しやられた潤滑剤を空間部３に押し戻す役割を果たす。
なお、ねじ溝シール部材６の外面には、ガータスプリング８を位置決め且つ巻着するための円弧状凹溝６ｈが形成されている。
【００３２】
そして、ねじ軸外周面１ａの直径及びねじ溝１ｂの深さには加工上のばらつきがあるから、突部６ａをねじ溝１ｂに接触させるには、設計上、内面６ｇと外周面１ａとの間に若干の隙間を設けるようにする。しかし、突部６ａはねじ溝１ｂの一周部分をシールするものではないから、弾性変形が容易なプラスチックをねじ溝シール部材６の材質に選定すれば、ガータスプリング８の締付力でねじ溝１ｂに接触する突部６ａを弾性変形させて、内面６ｇと外周面１ａとを接触させることができる。特に、この実施の形態では、突部６ａに非接触部６ｄを設けているから、接触部６ｂ，６ｃはより容易に弾性変形する。
なお、ねじ溝形状と合致する突部を有するねじ溝シール部材は、下記の何れか一つの製作方法によって得ることができる。
（１）研削加工で規範となるねじ溝形状が刻設されたねじ軸を切断して、バイトを製作する。このバイトで、選択したプラスチックからなる環状体の内周面に突条を旋削加工後、必要とする箇所を切り取る。その後に、突部の中間部分を削って非接触部を形成する。なお、前以て、環状体の外周面にガータスプリングを巻着するための環状凹溝を刻設しておけばよい。
（２）選択したプラスチックの成形収縮率を見込んで所望のねじ溝シール部材より大きい金型を製作し、この金型に加熱溶融したプラスチックを注入して加圧しながら冷却固化して成形する。その後に、突部の中間部分を削って非接触部を形成する。なお、金型のねじ溝形状部は、ゴシックアーク形状となるように研削加工しておく。
【００３３】
ここで、環状体５及びねじ溝シール部材６，７の材質について説明する。
前記のように、環状体５及びねじ溝シール部材６，７はねじ軸外周面１ａ及びねじ溝１ｂ，１ｃに摺接するから、摺動特性、すなわち、摩擦・摩耗特性に優れた下記のプラスチックから選択する。
▲１▼ テフロン（三井デュポンフロロケミカル株式会社の登録商標）に代表される四弗化エチレン樹脂（以下、PTFEと略称する。）
▲２▼ ハイゼックスミリオン（三井石油化学株式会社の登録商標）に代表される分子量が数百万の超高分子量ポリエチレン（以下、UHMWPEと略称する。）
▲３▼ 高分子量ポリオレフィンと潤滑油とからなり、潤滑油の含有量を５０〜８０重量％とした微小孔構造ポリマ潤滑材（特公昭４７−３４５５号公報及び米国潤滑学会誌 Lubrication Engineering, 38, 12 (1982) 758. 参照。）
なお、ガンプラ（住友電気工業株式会社の登録商標）等の含油プラスチックが市販されている。しかし、市販の含油プラスチックの潤滑油含有量は10重量％前後で含有量が少なく、且つ、動摩擦係数が0.1〜0.2と大きいため、適切な材質ではない。一方、上記の微小孔構造ポリマ潤滑材は、潤滑油含有量が多く、且つ、動摩擦係数が0.03〜0.08と小さい（JIS K 7218 プラスチックの滑り摩耗試験方法による。）。
【００３４】
具体的には、環状体５の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材とし、ねじ溝シール部材６，７の材質をPTFE又はUHMWPEとすることが好適である。この理由は、
（１）環状体５の方の体積が大きいから、潤滑油の供給が豊富で且つ供給能力を長時間保持できる。
（２）環状体５の内周面５ａから滲み出した潤滑油はねじ軸外周面１ａからねじ溝１ｂ，１ｃへ伝うから、内周面５ａと外周面１ａとの間、およびねじ溝シール部材６，７の突部６ａ，７ａとねじ溝面１ｂ，１ｃとの間を油膜接触させることができる。無論、ねじ溝シール部材６，７の内面６ｇ，７ｇと外周面１ａとの間も油膜接触させることができる。
からである。
なお、バイトによる旋削加工より金型成形の方が精確な形状を得ることができ且つ材料の無駄がないから、ねじ溝シール部材６，７の材質も微小孔構造ポリマ潤滑材とすることがより好ましい。
【００３５】
次に、組立方法を時系列的に説明する。
環状体５にねじ軸１を遊挿しておく。適当な位置を選択後、ねじ溝シール部材６，７が対向する位置関係となるようにして、その突部６ａ，７ａをねじ溝１ｂ，１ｃ内に嵌合する。ねじ溝シール部材６，７外面の円弧状凹溝６ｈ，７ｈにガータスプリング８を嵌入する。この位置に環状体５を移動後、ねじ溝シール部材６，７を半径方向切欠部５ｃ，５ｄに嵌装するとともに環状凹部５ｂにガータスプリング８を嵌入して、環状凹部５ｂの内側面５ｅ及びねじ溝シール部材６，７にガータスプリング８を巻着する。なお、ガータスプリング８は凹溝６ｈ，７ｈで位置決めされているから、ずれて外れることはない。そして、環状体５の外周面に形成した環状凹溝５ｈにＯリング９を巻着した後、この環状体５をボールナット２の開口端部に設けた凹段部４に嵌着する。シール部材６，７の抜け落ちを防止するため、プラスチックからなる環状プレート１０を凹段部４に嵌入後、環状溝４ａに止め輪１１を挿嵌する。最後に、止めねじ１２で環状体５をボールナット２に固定する。同様にして、ボールナット２の他方の開口端部にも環状体５を嵌着する。
なお、この実施形態では止め輪１１を用いたが、環状体５と環状プレート１０とを凹凸スナップフィット係合またはねじ締着すれば（図示せず。）、環状溝４ａ及び止め輪１１は不要となる。
【００３６】
次に、図１１及び図１２を参照して、作用を説明する。なお、ねじ溝シール部材７の作用はねじ溝シール部材６と同様なので、その説明は省略する。
（１）ガータスプリング８の締付力で、突部６ａの両端に設けた接触部６ｂ，６ｃがねじ溝面１ｂに接触してシールするとともに、内面６ｇがねじ軸外周面１ａに接触してシールする。また、非接触部６ｄを設けたから、突部６ａとねじ溝１ｂとの接触面積が減じて接触回転による摩擦熱が少なくなる。
（２）突部６ａの一方の端面６ｅは、ねじ溝１ｂに付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。他方の端面６ｆは、ボールの転動によってボールナット２の端部に押しやられた潤滑剤（グリース又は潤滑油）の外部への漏出を防止するとともともに、ねじ軸１（又はボールナット２）が反転した際に押しやられた潤滑剤を空間部３に押し戻す役割を果たす。
（３）ガータスプリング８の締付力で内側肉厚部５ｆが内方へ弾性変形するから、内周面５ａがねじ軸外周面１ａに接触する。換言すれば、内周面５ａと外周面１ａとの間の隙間ｍが閉塞され、外周面１ａがシールされる。
（４）内周面５ａの切欠凹所５ｇは外周面１ａに付着した粉塵を掻き取るとともに、掻き取った粉塵をボールナット２の外部に連続的に排出して粉塵が外周面１ａに留まることを防止する。また、多数の切欠凹所５ｇを設けることにより、内周面５ａと外周面１ａとの接触面積が減じて接触回転による摩擦熱が少なくなる。さらに、ガータスプリング８の締付力による内側肉厚部５ｆの内方への弾性変形が容易になる。
【００３７】
（５）環状体５及び／又はねじ溝シール部材６，７の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材としたから、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して、ねじ軸外周面１ａ及びねじ溝１ｂ，１ｃとの接触が油膜接触になる。このため、接触抵抗（摩擦力）が小さくなり、ボールねじの作動トルクが大きくなることを抑制できる。また、接触回転による摩擦熱が少なくなる。
（６）特に、環状体５の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材とすることにより、潤滑油の供給が豊富で且つ供給能力を長時間保持できる。
【００３８】
前記第１実施形態は２条ねじの場合を例示したが、１条ねじの場合は、半径方向切欠部５ｃ，５ｄの何れか一方に図１３に示す外周面シール部材１３を嵌装すればよい。なお、ねじ溝シール部材を半径方向切欠部５ｄに嵌装すれば掻き取った粉塵が落下し易いので、半径方向切欠部５ｃに外周面シール部材１３を嵌装することが好ましい。
次に、外周面シール部材１３の構成を説明する。
外周面シール部材１３の内面１３ａは、ねじ軸外周面１ａに沿い且つ突部を設けない平滑面になっている。また、外面には、ガータスプリング８を位置決め且つ巻着するための円弧状の凹溝１３ｂが形成されている。
【００３９】
３条ねじの場合は、図１４に示すように、３等配とした半径方向切欠部５ｐ，５ｑ，５ｒを設け、この半径方向切欠部５ｐ，５ｑ，５ｒに各ねじ溝をシールするねじ溝シール部材を嵌装する。
また、４条ねじ以上の場合は、図１４と同様に、ねじ条数に対応した半径方向切欠部を等配となるように設ける。そして、各半径方向切欠部に、対応するねじ溝をシールするねじ溝シール部材を嵌装する。
その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４０】
図１５及び図１６に、本発明の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、前記第１実施形態の変形態様である。なお、前記第１実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
前記第１実施形態との相違点は、容積を大きくした環状凹部５ｂに潤滑油含浸フェルト１４を充填するとともに、環状凹部５ｂの内側面５ｅに潤滑油含浸フェルト１４からねじ軸外周面１ａへの潤滑油供給孔１５を設けたことである。
次に、上記の構成にする理由を説明する。
本発明では、環状体５及び／又はねじ溝シール部材６，７の材質を微小孔構造ポリマ潤滑材としている。
しかし、前記米国潤滑学会誌に記載されているように（特に、第760頁参照。）、微小孔構造ポリマ潤滑材は、
▲１▼樹脂分の多孔質構造は非常に微細（μｍオーダー）で、油分の表面張力により毛細管現象が生じる。毛細管現象は、潤滑剤表面の油膜厚さを一定にしようと働く。すなわち、表面の油膜が除去されると、内部から油分が滲み出す。
▲２▼表面が余剰な油分で満たされていると、内部の油分量が飽和するまで吸収する作用を有する。すなわち、一度流出した油分を再び微小孔構造ポリマ潤滑材に吸収し貯蔵する。
という特性を有している。このため、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して消費されると、潤滑油供給手段が無ければ、潤滑油が枯渇して油膜を介して接触しなくなる。すなわち、接触回転による摩擦熱が大きくなってねじ軸が伸び、位置決め精度不良が発生するという問題が発生する。
【００４１】
そこで、潤滑油を含浸させたフェルト１４（空隙率５０％前後の羊毛フェルトが好ましい。）を環状凹部５ｂに充填すれば、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して消費されるにつれ、フェルト１４に含浸されている潤滑油が微小孔構造ポリマ潤滑材に補給されていく。従って、さらに長時間に亘って微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出す。
また、環状体内周面５ａとねじ軸外周面１ａとの間に油膜が形成されているが、潤滑量が不足するときは、潤滑油供給孔１５を介してフェルト１４に含浸されている潤滑油が毛細管現象によってねじ軸外周面１ａに補助供給される。
なお、環状体５及びねじ溝シール部材６，７の材質をPTFE又はUHMWPEとした場合も、潤滑油供給孔１５を介してフェルト１４に含浸されている潤滑油が毛細管現象によってねじ軸外周面１ａに供給されるから、油膜接触にすることができる。
【００４２】
図１７及び図１８に、本発明の第３実施形態を示す（但し、ねじ溝シール部材の突部形状は左ねじの場合を示す。）。この第３実施形態も、前記第１実施形態の変形態様である。なお、前記第２実施形態と同様に、前記第１実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
環状体５の内周面５ａに、環状の凹段部１６が形成されている。この環状凹段部１６に、ねじ溝シール部材６，７と、このねじ溝シール部材６，７と相俟って環状組立体を形成する分割部材１７，１８とが内挿される。この分割部材１７，１８の内面１７ａ，１８ａには、前記第１実施形態の符号５ｇに相当する切欠凹所１７ｃ，１８ｃが形成されている。そして、ねじ溝シール部材６，７と分割部材１７，１８の外面１７ｂ，１８ｂとに、ガータスプリング８が巻着される。その結果、ねじ溝シール部材６，７がねじ溝１ｂ，１ｃをシールするとともに、分割部材１７，１８の内面１７ａ，１８ａがねじ軸外周面１ａをシールする。
また、前記第２実施形態と同様に、環状凹段部１６とねじ溝シール部材６，７及び分割部材１７，１８とからなる空間部１９に潤滑油含浸フェルトを充填するとともに、潤滑油含浸フェルトからねじ軸外周面１ａへの潤滑油供給孔を分割部材１７，１８に設けてもよい。
なお、ねじ溝シール部材６，７と分割部材１７，１８とからなる環状組立体の回転を防止するため、環状体５と分割部材１７，１８はピン等の連結部材を介して連結される（図示せず。）。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１又は２の発明によれば、ねじ軸のねじ溝と外周面とを個別にシールできるから、従来のシール部材又はシール装置より防塵性を高めることができる。また、シール部材を長くする必要がないから、現状のボールナットで多条ねじに対応することができる。
【００４４】
請求項３又は４の発明によれば、ねじ溝シール部材の突部とねじ溝との接触面積を減じることができるから、接触回転による摩擦熱を少なくすることができる効果がある。
【００４５】
請求項５の発明によれば、突部の一方の端面は、ねじ溝に付着した粉塵を掻き取るスクレーパの役割を果たす。また、他方の端面は、ボールの転動によってボールナットの端部に押しやられた潤滑剤の外部漏出を防止するとともに、ねじ軸（又はボールナット）が反転した際に潤滑剤をボールナット内に押し戻す役割を果たす。
【００４６】
請求項６又は７の発明によれば、環状凹部の内側面又は分割部材の弾性変形が容易になるから，環状体内周面又は分割部材内面とねじ軸外周面との接触がより強固になる。
また、環状体内周面又は分割部材内面とねじ軸外周面との接触面積を減じることができるから、接触回転による摩擦熱を少なくすることができる。
【００５０】
請求項２又は８の発明によれば、環状体又は分割部材が微小孔構造ポリマ潤滑材からなる場合、この微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油が滲み出して消費されるにつれ、フェルトに含浸されている潤滑油が微小孔構造ポリマ潤滑材に補給されていく。従って、さらに長時間に亘って、微小孔構造ポリマ潤滑材から潤滑油を滲み出させることができる。
【００５１】
そして、請求項９又は１０の発明によれば、フェルトに含浸されている潤滑油が、毛細管現象によってねじ軸外周面に供給される。このため、環状体内周囲面又は分割部材内面とねじ軸外周面とが油膜接触するから、接触回転による摩擦熱及びボールねじの作動トルクの増加を抑制することができる。また、環状体又は分割部材が微小孔構造ポリマ潤滑材からなる場合、潤滑油が滲み出してねじ軸外周面との間に油膜を形成するが、潤滑量が不足するときは潤滑油を補助供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の縦断面図。
【図２】 図１に示す環状体の斜視図。
【図３】 図２の３−３線断面図。
【図４】 図３の変形例を示す断面図。
【図５】 図２の変形例を示す正面図。
【図６】 図１のねじ溝シール部材の斜視図。
【図７】 図６の正面図。
【図８】 図６の下面図。
【図９】 図１のガータスプリングの正面図。
【図１０】 図１の環状プレートの斜視図。
【図１１】 図１の１１−１１線断面図。
【図１２】 図１の環状体の内周面とねじ軸外周面との接触状態を示す要部断面図。
【図１３】 １条ねじに適用される外周面シール部材の斜視図。
【図１４】 ３条ねじに適用される環状体の正面図。
【図１５】 本発明の第２実施形態の正面図。
【図１６】 図１５の１６−１６線断面図。
【図１７】 本発明の第３実施形態の分解斜視図。
【図１８】 図１７の分割部材の内面とねじ軸外周面との接触状態を示す要部断面図。
【図１９】 第１従来例の縦断面図。
【図２０】 図１９のシール部材の斜視図。
【図２１】 第２従来例の縦断面図。
【図２２】 図２１のシール部材の斜視図。
【図２３】 第３従来例のシールリングの斜視図。
【図２４】 第３従来例のシール部材の斜視図。
【図２５】 図２４のシール部材を装着したシールリングの斜視図。
【図２６】 第３従来例の縦断面図。
【図２７】 図２１のシール部材の問題点を示す斜視図。
【図２８】 現物合わせシール部材とねじ軸外周面及びねじ溝との接触状態を示す要部断面図。
【図２９】 現物合わせシール部材の問題点を示す要部断面図。
【図３０】 現物合わせシール部材の問題点を示す要部断面図。
【図３１】 図２６のシール装置の問題点を示す要部断面図。
【図３２】 図３１の３２−３２線断面図。
【符号の説明】
１ ねじ軸
１ａ 外周面
１ｂ，１ｃ ねじ溝
２ ボールナット
４ 凹段部
５ 環状体
５ａ 内周面
５ｂ 環状凹部
５ｃ，５ｄ 半径方向切欠部
５ｅ 内側面
５ｇ 切欠凹所
６，７ ねじ溝シール部材
６ａ 突部
６ｂ，６ｃ 接触部
６ｄ 非接触部
６ｅ，６ｆ 突部の端面
８ ガータスプリング
１４ 潤滑油含浸フェルト
１５ 潤滑油供給孔
１６ 環状凹段部
１７，１８ 分割部材
１７ａ，１８ａ 内面
１７ｃ，１８ｃ 切欠凹所
１９ 空間部
Claims (10)
- ねじ軸が遊挿される内周面を有してボールナットの開口端部に嵌着される環状体の肉厚内に、環状凹部と該環状凹部に連通し且つ前記ねじ軸の外周面に開口する半径方向切欠部とを形成し、
該半径方向切欠部に前記ねじ軸の外周面に刻設されたねじ溝内に嵌合する突部を有するねじ溝シール部材を嵌装し、
該ねじ溝シール部材と前記環状凹部の内側面とに環状弾性体を巻着して、前記ねじ溝シール部材と前記環状体の内周面とを前記ねじ軸の外周面に押圧接触させたことを特徴とする、
ボールねじのシール装置。 - ねじ軸が遊挿される内周面を有してボールナットの開口端部に嵌着される環状体の前記内周面に環状凹段部を形成し、
前記ねじ軸の外周面に刻設されたねじ溝内に嵌合する突部を有するねじ溝シール部材と該ねじ溝シール部材と相俟って環状組立体を形成する分割部材とを前記環状凹段部に内挿し、
前記ねじ溝シール部材と前記分割部材とに環状弾性体を巻着して、前記ねじ溝シール部材と前記分割部材の内面とを前記ねじ軸の外周面に押圧接触させ、
前記環状凹段部と前記ねじ溝シール部材及び分割部材とからなる空間部に潤滑油含浸フェルトが充填されていることを特徴とする、
ボールねじのシール装置。 - 前記ねじ溝シール部材の突部が前記ねじ溝面と摺接する接触部と非摺接の非接触部とからなる、請求項１又は２のボールねじのシール装置。
- 前記接触部を前記突部の両端に設けた、請求項３のボールねじのシール装置。
- 前記突部の両端に前記ねじ溝直角断面と相補う形状の端面を設けた、請求項３又は４のボールねじのシール装置。
- 前記環状体内周面の前記ねじ軸外周面との接触部に複数の切欠凹所を設けた、請求項１，３，４又は５のボールねじのシール装置。
- 前記分割部材の内面に切欠凹所を設けた、請求項２から５のボールねじのシール装置。
- 前記環状凹部に潤滑油含浸フェルトが充填されている、請求項１のボールねじのシール装置。
- 前記潤滑油含浸フェルトから前記ねじ軸外周面への潤滑油供給孔を前記環状凹部の内側面に設けた、請求項８のボールねじのシール装置。
- 前記潤滑油含浸フェルトから前記ねじ軸外周面への潤滑油供給孔を前記分割部材に設けた、請求項２のボールねじのシール装置。
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060096397A1 (en) * | 2002-08-28 | 2006-05-11 | Thk Co., Ltd. | Ball screw |
| JP2006300192A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Tsubaki Nakashima Co Ltd | グリース潤滑ボールねじ |
| JP4720410B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-07-13 | 日本精工株式会社 | ボールねじ用シールおよびボールねじ |
| JP5017874B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2012-09-05 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
| JP4923624B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2012-04-25 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
| DE102007028579A1 (de) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Eitec Führungsbahnschutz-Systeme Gmbh | Spindeldichtung |
| JP4816318B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2011-11-16 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
| JP4838176B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2011-12-14 | 株式会社ミスミ | スライド軸受 |
| JP5217346B2 (ja) * | 2007-10-10 | 2013-06-19 | 日本精工株式会社 | ボールねじのシール、ボールねじ |
| TW201211411A (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-16 | Prec Motion Ind Inc | Two-lip dustproof wiper structure of ball screw |
| JP4985846B2 (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-25 | 日本精工株式会社 | ボールねじ |
| US9261178B2 (en) | 2011-06-07 | 2016-02-16 | Nsk Ltd. | Linear device |
| JP2012255457A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Nsk Ltd | 直動装置 |
| CN102927230B (zh) * | 2011-08-11 | 2016-06-01 | 银泰科技股份有限公司 | 滚珠螺杆的双唇式防尘刮刷器结构 |
| JP5976298B2 (ja) * | 2011-11-04 | 2016-08-23 | Ntn株式会社 | 等速自在継手 |
| JP6045822B2 (ja) * | 2012-06-22 | 2016-12-14 | ニッタ株式会社 | ボールねじ、シール材、及び、シール構造 |
| IN2015MN00048A (ja) | 2012-06-22 | 2015-10-16 | Nitta Corp | |
| DE12747876T1 (de) * | 2012-08-01 | 2015-06-03 | Nsk Ltd. | Vorrichtung für Lineare Bewegung |
| TWI476332B (zh) * | 2012-12-27 | 2015-03-11 | Hiwin Tech Corp | 具有可替換配件的防塵模組之滾珠螺桿 |
| JP5429421B2 (ja) * | 2013-03-07 | 2014-02-26 | 日本精工株式会社 | ボールねじのシール、ボールねじ |
| JP6408448B2 (ja) | 2015-10-01 | 2018-10-17 | Thk株式会社 | ねじ装置 |
| KR101689090B1 (ko) * | 2015-10-15 | 2016-12-22 | 삼익티에이치케이 주식회사 | 볼나사용 함유부재 조립체 |
| CN109707814A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-03 | 深圳市锐健电子有限公司 | 一种新型的滚珠丝杆装置 |
| CN111609103A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-09-01 | 宁波海迈克精密机械制造有限公司 | 一种滚珠丝杠副 |
| JP7220922B2 (ja) * | 2020-09-30 | 2023-02-13 | 日本ベアリング株式会社 | ボールねじ装置に設けられるシール構造 |
| CN112431907B (zh) * | 2020-12-15 | 2022-09-13 | 重庆中奥离合器制造有限公司 | 一种应用于差速器的防护外壳及其安装方法 |
| JP2024064773A (ja) * | 2022-10-28 | 2024-05-14 | 日本精工株式会社 | ボールねじ |
| CN116104921B (zh) * | 2023-02-07 | 2023-11-07 | 江苏品德机电科技有限公司 | 一种密封性好防堵塞的滚珠丝杠结构及其使用方法 |
| CN117404457B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-02-20 | 常州瑞倍特自动化设备有限公司 | 智能型电动执行器 |
-
1998
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024156779A1 (en) * | 2023-01-25 | 2024-08-02 | Trelleborg Sealing Solutions U.S., Inc. | Wiper seal for a ball screw actuator |
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| Publication number | Publication date |
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