JP4732285B2 - ボールねじの潤滑シール装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボールねじの潤滑シール装置に係り、特にボールねじ装置における、ねじ転動部であるねじ軸のねじ溝とボール間、ボールねじ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、この種のボールねじの潤滑シール装置は、例えば特許文献１に記載されたような構造が知られている。このボールねじの潤滑シール装置は、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ねじナットの端部に取り付けているが、密封装置すなわちシール装置としての機能しかなく、長期間油を補給せずに使用することはできなかった。

また、特許文献２や特許文献３に示されたような潤滑機構も公知である。
前者は、潤滑剤含有のゴムまたは合成樹脂リングをボールねじナットの端部に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。すなわち、常時潤滑剤供給部材を接触する転動体であるボールへ押圧力を加えることによって、接触状態を長時間保持するものである。従って、潤滑機構が複雑化する。

また、後者は、前者と同様にボールねじナット等スライド部材に装着されるので、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、潤滑剤をより多量に吸収保持できる。このような装置においては、多量に吸収保持が可能でも、転動体つまりボールへ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、この部材へ油を供給するための潤滑油吸蔵体（タンク機能）を付加させている。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塑性変形を起して、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。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等の工夫が必要となる。

このような状況に鑑みて、本発明者は、特許文献４および特許文献５に示す構造を提案した。これらの発明は、潤滑構造の簡便化、より多くの潤滑剤を保持して長期間安定した潤滑剤給油を可能とするメリットを有しており、実用化されている。
実公平５−４３３１０号公報 特開平１０−２３９５号公報 特許第３２８８９６１号公報 特開２００５−１５５７０１号公報 特開２００５−１５５７０２号公報

しかし、特許文献４および特許文献５に示す構造においては、ボールねじナットあるいはねじ軸へ取り付ける際の位置合わせが容易にできなかった。また、潤滑シール装置をボールねじナットの端面への取り付けが接着によるため、交換等が容易にできなかった。
そこで、ボールねじナットへの位置合わせが確実にでき、しかも未経験者でも容易に組み付け作業ができる構造の実現が期待されていた。

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、ねじ軸のねじ溝とシール内面の位相合わせが容易で、ボールねじナットへの取り付けが確実でかつ容易であるボールねじの潤滑シール装置を提供することにある。

本発明に係るボールねじの潤滑シール装置は、ねじ軸と、両端部に複数のねじ穴を設け、前記ねじ軸の外周に螺合されるボールねじナットと、周縁部に貫通する複数の小穴を設け、前記ボールねじナットの両端面にそれぞれ当接する環状枠体と、前記環状枠体内に所定間隔で配置し、該環状枠体を前記ボールねじナットの端面から所定の位置へ位置決めするスリーブと、周縁部に貫通する複数の小穴を設け、潤滑剤を含浸保持し、内径を前記ねじ軸の軸直角断面形状に見合う形状を為すとともに前記スリーブに嵌合する穴を形成し、前記環状枠体内に端面同士を積層して内装保持される複数の円板状のシールリングと、前記複数の円板状のシールリングを内装保持し前記ボールねじナットの両端面にそれぞれ当接する前記環状枠体を、該環状枠体の外側から前記スリーブ内を通して前記複数の円板状のシールリングおよび前記環状枠体の各周縁部に設けた複数の小穴を介して前記ボールねじナットの両端面のねじ穴に螺着することによって固定するボルトとを備え、前記環状枠体および前記複数の円板状のシールリングに設けた複数の小穴は、それぞれ直径方向に対向して設けられるとともに、それぞれの前記小穴の一方の穴位置の位相をずらすことによって、前記ボールねじナットの端面の非対称位置に形成され、前記複数の円板状のシールリングは、それぞれ前記ねじ軸のリードに合わせて穴位置をずらした位置で前記ボルトを挿通することができるように、それぞれ直径方向に対向して対を為す複数の小穴を有し、各対を為す小穴の一方の穴位置の位相をずらすことによって、前記ボールねじナットの端面の非対称位置に形成されるとともに、前記スリーブにより回転方向位置決めされていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のボールねじの潤滑シール装置において、前記ボルトを取り付けるねじ穴は、前記ボールねじナットの端面の非対称位置に形成してあることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の潤滑シール装置において、 前記シールリングは、前記スリーブにより回転方向位置決めされていることを特徴とする。

１．潤滑シール装置をボールねじナットにボルトで装着するようにしたので、装着が簡単でメンテナンスも容易である。
２．スリーブで環状枠体を軸線方向に位置決めし、さらにスリーブとシールリングとを嵌合配置し、ボルトで固定することで、潤滑剤をねじ内に保持することができ、より長期間のメンテナンスフリーが達成できる。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置を示す。
本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置３は、ボールねじナット２の両端面２ｃ、２ｃに装着して、ボールねじナット２内に挿通するねじ軸１との間に多数のボール（図示せず）を介して相対的な螺旋運動させる装置の、ねじ軸１のねじ溝部および外形部の潤滑に用いるものである。

図１ないし図３に示すように、本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置３は、ねじ軸１と、両端部２ｃ、２ｃにねじ穴２ａ、２ｂを設け、ねじ軸１の外周に螺合されるボールねじナット２と、ボールねじナット２にほぼ見合う大きさの外径３１ｃを有するとともにねじ軸１より大きい内径３１ｄを有し、断面形状が略コ状を為す環状枠体３１と、環状外枠体３１の外径３１ｃに見合う大きさの外径３２ｆを有するとともに、ねじ軸１の軸直角断面形状に見合う形状に形成した内径３２ｅを有するシールリング３２と、環状外枠体３１の外径３１ｃに見合う大きさの外径３３ｆを有するとともに、ねじ軸１の軸直角断面形状に見合う形状に形成した内径３３ｅを有するシールリング３３と、環状枠体３１内面とボールねじナット２の端面との間に配置されるスリーブ３４と、ボルト５とで構成される。このシールリング３２、３３は、本出願人が先に提案した特許文献４，５に示すように、樹脂繊維とゴム弾性体とを三次元融合させた繊維体で、内部に潤滑油を含浸させてある。

本実施形態に係るボールねじの潤滑シール装置３は、図１、図３に示すように、ボールねじナット２の両端面２ｃ、２ｃにボルト５によって取り付けられる。そのために、環状枠体３１とシールリング３２、３３には、図３に示すように、夫々を貫通する２つの小穴３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂが形成してある。そして、その位相は、図２に示すように、一方の穴位置を僅かに（図ではα＝１０°）ずらしてある。さらに、図３に示すように、ボールねじナット２の両端面２ｃ、２ｃにも同様の位相位置にねじ穴２ａ、２ｂが形成してある。また、環状枠体３１およびシールリング３２、３３における小穴３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは、ボルト５の頭部５ａの直径より小さく形成してある。

次に、本実施形態に係る潤滑シール装置３の組み付けについて説明する。
組み付けに際しては、先ず図３に示すような順に組み合わせるが、シールリング３２、３３の外形部は互いの小穴位置を合致させた上で環状枠体３１の内径へ接着固定する。そして、図３に明示するように、ボールねじナット２のねじ穴２ａ、２ｂの位置へ環状枠体３１内のスリーブ３４の位置を合わせて、環状枠体３１の外側の小穴３１ａ、３１ｂからボルト５を挿入し、スパナ（図示せず）により螺合装着する。このように取り付けることにより、図１、図３に示すように潤滑シール装置３がボールねじナット２の両端面２ｃ、２ｃに一体固定される。このときボールねじナット２の両端面２ｃ、２ｃには段差２ｄが形成してあり、図１に示すように、環状枠体３１の内径３１ｃが嵌り合う。

図３において、シールリング３２、３３には、さらに小穴３２ｃ、３２ｄ、３３ｃ、３３ｄが２個形成されている。小穴３２ｃ、３２ｄ、３３ｃ、３３ｄは、シールリング３２、３３を複数枚重ねて装着する場合に、夫々ねじ軸１のリードに合わせて取り付けるためにずらした位置でボルト５を挿通するための穴である。
図１において、環状枠体３１とシールリング３２、３３を組み付け状態で、環状枠体３１の内径３１ｃにシールリング３３との間に空間３５があり、ここへ潤滑油、例えばグリースを封入させることで、シールリング３３に含浸させた潤滑油とともにねじ軸１側に作用するので、長期間の給油を不要にし、メンテナンスフリーが達成できる。

前述したように、ボールねじナット２の両端面２ｃ、２ｃに潤滑シール装置３を取り付けるボルト５の小穴３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、ねじ穴２ａ、２ｂの位置を僅かにずらして形成してある。例えば、１８０°という対称位置に形成してあると、組立時にシールリング３２、３３の内径３２ｅ、３３ｅとねじ軸１との設定位置が変化してしまう虞があるため、そのような誤組立を防止することができる。

図３に明示したように、シールリング３２、３３は小穴３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂと環状枠体３１の小穴３１ａ、３１ｂとの位置を合致させた上で外形部３２ｆ、３３ｆを環状枠体３１の内径３１ｃに接着固定する。この際、スリーブ３４がシールリング３２、３３の小穴３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂに嵌っているので、環状枠体４１からボルト５を挿入することで、ボールねじナット２に対するシールリング３２、３３の位置を所定位置に保持することができ、その状態で接着作業が容易に実施でき、シール性を安定保持できるとともに、封入したグリースの流出も防止できる。

なお、上記実施形態においては、環状枠体３１とシール３２、３３とは、図示したように組み立てた後、両者を接着固定し、スリーブ３４をシールリング３２、３３の小穴３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂに嵌まっている状態でユニットとして用意しておくこともでき、組立、メンテナンスの容易化も可能である。

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の部分断面図である。 図１のＡ―Ａ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の取り付け状態を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ ねじ軸
２ ボールねじナット
２ａ、２ｂ ねじ穴
２ｃ ボールねじナット２の端面
３ 潤滑シール装置
３１ 環状枠体
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ 小穴
３２、３３ シールリング
３４ スリーブ
５ ボルト

Claims (2)

1. ねじ軸と、
   両端部に複数のねじ穴を設け、前記ねじ軸の外周に螺合されるボールねじナットと、
   周縁部に貫通する複数の小穴を設け、前記ボールねじナットの両端面にそれぞれ当接する環状枠体と、
   前記環状枠体内に所定間隔で配置し、該環状枠体を前記ボールねじナットの端面から所定の位置へ位置決めするスリーブと、
   周縁部に貫通する複数の小穴を設け、潤滑剤を含浸保持し、内径を前記ねじ軸の軸直角断面形状に見合う形状を為すとともに前記スリーブに嵌合する穴を形成し、前記環状枠体内に端面同士を積層して内装保持される複数の円板状のシールリングと、
   前記複数の円板状のシールリングを内装保持し前記ボールねじナットの両端面にそれぞれ当接する前記環状枠体を、該環状枠体の外側から前記スリーブ内を通して前記複数の円板状のシールリングおよび前記環状枠体の各周縁部に設けた複数の小穴を介して前記ボールねじナットの両端面のねじ穴に螺着することによって固定するボルトと
   を備え、
   前記環状枠体および前記複数の円板状のシールリングに設けた複数の小穴は、それぞれ直径方向に対向して設けられるとともに、それぞれの前記小穴の一方の穴位置の位相をずらすことによって、前記ボールねじナットの端面の非対称位置に形成され、
   前記複数の円板状のシールリングは、それぞれ前記ねじ軸のリードに合わせて穴位置をずらした位置で前記ボルトを挿通することができるように、それぞれ直径方向に対向して対を為す複数の小穴を有し、各対を為す小穴の一方の穴位置の位相をずらすことによって、前記ボールねじナットの端面の非対称位置に形成されるとともに、前記スリーブにより回転方向位置決めされている
   ことを特徴とするボールねじの潤滑シール装置。
2. 前記ボールねじナットの両端面側の前記円板状のシールリングと前記ボールねじナットの両端面との間には、潤滑油を封入する空間が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のボールねじの潤滑シール装置。

Images