JP5131146B2 - ねじ装置用シールの製造方法とねじ装置用シール及びねじ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボールねじ、ローラねじ、遊星ローラねじ等のねじ装置に用いられるねじ装置用シールとその製造方法及びねじ装置に関する。

ねじ装置のねじ軸とナットとの間を密封するねじ装置用シールとして、例えば特許文献１に示されたねじ装置用シールは、図８および図９に示すように、ねじ装置のねじ軸外周面およびねじ軸外周面に形成されたねじ溝に接触するシールリップ１と、このシールリップ１を保持するシールリップ保持部材（芯金）２とからなり、シールリップ１は熱可塑性エラストマから形成されている。
特開２００２−０７０９７９号公報

このようなねじ装置用シールは、ねじ軸外周面に形成されたねじ溝が螺旋状に形成されているため、ねじ軸外周面（ランド）とねじ溝との境界部やねじ溝の溝底部では、シールリップが比較的強い繰り返し応力を受けることになる。
しかしながら、上述したねじ装置用シールは、従来、シールリップを射出成形するときに用いる金型として、図１０および図１１に示すような金型３、すなわち多数のゲート３ａが円環状に配列された金型３を用いて製造されている。

このため、金型３の各ゲート３ａからシールリップ１の先端までの距離（最短距離）が一定でないため、シールリップ１の先端部で熱可塑性エラストマの冷却速度にばらつきが発生し、ウェルドライン４（図８参照）の生じる部分でシールリップ１の強度が弱くなるという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、熱可塑性エラストマからなるシールリップを射出成形するときにウェルドラインの発生する部分の強度が弱くなることを抑制することのできるねじ装置用シールの製造方法とねじ装置用シール及びねじ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係るねじ装置用シールの製造方法は、ねじ装置のねじ軸外周面および該ねじ軸外周面に形成されたねじ溝に接触するシールリップが熱可塑性エラストマからなるねじ装置用シールの製造方法であって、前記シールリップを射出成形するときに用いる金型として、前記シールリップの先端までの最短距離が一定に配列された多数のゲートを有する金型を用いるとともに、前記シールリップを保持するシールリップ保持部材として、前記金型の各ゲートに対応した多数のアンカ孔を有するシールリップ保持部材を用いて前記ねじ装置用シールを製造することを特徴とする。

請求項２記載の発明に係るねじ装置用シールの製造方法は、請求項１記載のねじ装置用シールの製造方法であって、前記シールリップを射出成形するときに用いる金型として、前記シールリップの先端までの最短距離が一定で且つ周方向に等角度で配列された多数のゲートを有する金型を用いて前記ねじ装置用シールを製造することを特徴とする。
請求項３記載の発明に係るねじ装置用シールの製造方法は、請求項１又は２記載のねじ装置用シールの製造方法であって、前記熱可塑性エラストマが硬度デュアロメータＡ７５±１０の弾性を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明に係るねじ装置用シールの製造方法は、請求項３記載のねじ装置用シールの製造方法であって、前記熱可塑性エラストマがオレフィン系の動的架橋型熱可塑性エラストマであることを特徴とする。
請求項５記載の発明に係るねじ装置用シールの製造方法は、請求項１〜４のいずれか一項記載のねじ装置用シールの製造方法であって、前記多数のゲートのうち隣合う二つのゲートから前記ねじ軸外周面と前記ねじ溝との境界部までの距離が異なるように、前記ゲートが周方向に等角度で配列されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明に係るねじ装置用シールの製造方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載のねじ装置用シールの製造方法であって、前記多数のゲートのうち隣合う二つのゲートから前記ねじ軸の溝底までの距離が異なるように、前記ゲートが周方向に等角度で配列されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明に係るねじ装置用シールは、請求項１〜６のいずれか一項記載の方法により製造されたことを特徴とする。
請求項８記載の発明に係るねじ装置は、請求項７記載のシールを備えたことを特徴とする。

本発明では、シールリップを射出成形するときに用いる金型として、シールリップの先端までの最短距離が一定に配列された多数のゲートを有する金型を用いたことにより、シールリップの先端部で熱可塑性エラストマの冷却速度にばらつきが生じ難くなる。したがって、熱可塑性エラストマからなるシールリップを射出成形するときにウェルドラインの発生する部分の強度が弱くなることを抑制することができる。

以下、図１〜図５を参照して本発明に係るねじ装置用シールの製造方法について説明する。なお、図８〜図１１に示したものと同一の部分には同一の符号を付し、その部分の詳細な説明は割愛する。
図１および図２は本発明に係るねじ装置用シールの製造方法で用いられる金型の一例を示す図であり、図１および図２に示される金型３が図１０および図１１に示した金型と異なる点は、シールリップ１の先端までの最短距離が一定で且つ周方向に等角度（例えば１５°前後）で配列された多数のゲート３ａを有する点である。

このような金型を用いてねじ装置用シールのシールリップを射出成形する場合は、先ず、図３（ａ）に示すように、芯金と称されるねじ装置用シールのシールリップ保持部材２を、シールリップ保持部材２に形成された多数のアンカ孔２ａが金型３の各ゲート３ａと対向するように、金型３のキャビティ３ｂ（図１参照）内に配置する。次に、図３（ｂ）に示すように、金型３を型締めした後、金型３のキャビティ３ｂ内に硬度デュアロメータＡ７５±１０の弾性を有する熱可塑性エラストマ（好ましくは、オレフィン系の動的架橋型熱可塑性エラストマ）を金型３の各ゲート３ａから射出し、ねじ装置用シールのシールリップ１を射出成形する。

なお、金型３のキャビティ３ｂ内にセットされるシールリップ保持部材２としては、図４に示すように、金型の各ゲートと対応した多数のアンカ孔２ａを有するものを用いることが好ましい。
上述したように、ねじ装置用シールのシールリップを射出成形するときに用いる金型として、シールリップ１の先端までの最短距離が一定で且つ周方向に等角度（例えば１５°前後）で配列された多数のゲート３ａを有する金型３を用いると、金型３の各ゲート３ａからシールリップ１の先端までの最短距離のばらつきが±１０％以下となり、シールリップ１の先端部で熱可塑性エラストマの冷却速度にばらつきが生じ難くなる。したがって、熱可塑性エラストマからなるシールリップ１を射出成形するときにウェルドライン４の発生する部分の強度が弱くなることを抑制することができる。

また、図５に示すように、シールリップ１の比較的強い繰り返し応力を受ける部位（ねじ軸外周面とねじ溝との境界部に接触する位置Ａやねじ溝の溝底部に接触する位置Ｂ）にウェルドライン４が発生しなくなるため、耐久性に優れたシールリップを射出成形することができる。
具体的に、シールリップ１のねじ軸外周面とねじ溝との境界部に接触する位置Ａに関しては、図５に示すように、図１および図２に示した金型３で、位置Ａに最も近い二つのゲート３Ａ，３Ｂを、位置Ａからの距離Ｌ１，Ｌ２が異なるように配置してある（Ｌ１＜Ｌ２、好ましくは、Ｌ２／Ｌ１≦１．２）ことで、位置Ａへのウエルドライン４の発生が防止されている。シールリップ１のねじ溝の溝底部に接触する位置Ｂに関しては、図５に示すように、図１および図２に示した金型３で、前記位置Ｂの位相にゲート３Ｃが配置されていることで、位置Ｂへのウエルドライン４の発生が防止されている。

また、金型３のキャビティ３ｂ内に射出される熱可塑性エラストマとして、硬度デュアロメータＡ７５±１０の弾性を有する熱可塑性エラストマ、好ましくはオレフィン系の動的架橋型熱可塑性エラストマ）を用いると、ボールねじ等のねじ装置に降りかかる各種クーラントやグリースなどに対する高い耐溶剤性を得られるとともに、ねじ装置のナットにねじ装置用シールを組み付けるときなどに発生する異物の噛み込みによる損傷がシールリップに発生することを防止することができる。

図１及び図２に示した一実施形態では、ねじ装置用シールのシールリップを射出成形するときに用いる金型として、シールリップの先端までの最短距離が一定で且つ周方向に等角度（例えば１５°前後）で配列された多数のゲートを有する金型を示したが、シールリップの先端までの最短距離が一定に配列された多数のゲートを有する金型を用いても同様の効果を得ることができる。

また、図１及び図２に示した一実施形態では、ねじ装置用シールのシールリップを射出成形するときに用いる金型として、シールリップのねじ軸外周面とねじ溝との境界部に接触する位置（図５の位置Ａ）で、隣合う二つのゲート（位置Ａに最も近い二つのゲート）からねじ軸外周面とねじ溝との境界部までの距離が異なるように前記二つのゲートが配列された金型を示したが、シールリップのねじ溝の溝底部に接触する位置（図５の位置Ｂ）で、隣合う二つのゲート（位置Ｂに最も近い二つのゲート）からねじ溝の溝底までの距離が異なるように前記二つのゲートが配列された金型を用いても、同様の効果（ウエルドライン発生の防止効果）を得ることができる。

また、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、たとえば、図６に示すように、直動案内装置の案内レールとスライダとの間を密封する直動案内装置用シール６を製造する場合にも本発明を適用することができる。
次に、本発明に係るねじ装置の一実施形態を図７に示す。同図において、１１はねじ軸、１２はナットを示し、ねじ軸１１の外周面には、ねじ溝１３が形成されている。このねじ溝１３はナット１２の内周面に形成されたねじ溝１４と対向しており、ねじ溝１３とねじ溝１４との間には、多数のボール１５が設けられている。これらのボール１５はねじ軸１１またはナット１２の回転に伴ってねじ溝１３とねじ溝１４との間のボール負荷転走路を転走するようになっており、ボール負荷転走路を転走したボール１５はナット１２に組み付けられた循環チューブ１６に導入され、この循環チューブ１６内を経由して元の位置に戻されるようになっている。

ナット１２の両端には、ねじ軸１１とナット１２との間の隙間をシールする接触型のシール１７が装着されている。このシール１７はねじ軸１１の外周面およびねじ溝１３に接触するシールリップ１と、このシールリップ１を保持するシールリップ保持部材（芯金）２とからなり、シールリップ１は図１及び図２に示す金型３で熱可塑性エラストマを射出成形して形成されている。

このようなねじ装置では、シール１７のシールリップ１に発生するウェルドライン部の強度が従来よりも高くなるため、シール性の向上を図ることができる。
図７に示した一実施形態では、本発明をボールねじに適用した場合を示したが、これに限られるものではなく、たとえば、ローラねじ、遊星ローラねじについても本発明を適用することが可能である。

本発明に係るねじ装置用シールの製造方法で用いられる金型の一例を示す断面図である。 図１に示す金型をゲート側から視た正面図である。 図１に示す金型を用いてねじ装置用シールのシールリップを射出成形する場合の手順を示す図である。 図１に示す金型のキャビティ内にセットされるシールリップ保持部材の正面図である。 図１に示す金型を用いて製造されたねじ装置用シールの正面図である。 直動案内装置用シールの正面図である。 本発明に係るねじ装置の一実施形態を示す図である。 従来方法で製造されたねじ装置用シールの正面図である。 図８のIX−IX断面を示す図である。 ねじ装置用シールのシールリップを射出成形するときに用いられる従来の金型を示す断面図である。 図１０に示す金型をゲート側から視た正面図である。

符号の説明

１ シールリップ
２ シールリップ保持部材
２ａ アンカ孔
３ 金型
３ａ ゲート
３ｂ キャビティ
４ ウェルドライン
１１ ねじ軸
１２ ナット
１３，１４ ねじ溝
１５ ボール
１６ 循環チューブ
１７ シール

Claims (8)

1. ねじ装置のねじ軸外周面および該ねじ軸外周面に形成されたねじ溝に接触するシールリップが熱可塑性エラストマからなるねじ装置用シールの製造方法であって、
   前記シールリップを射出成形するときに用いる金型として、前記シールリップの先端までの最短距離が一定に配列された多数のゲートを有する金型を用いるとともに、
   前記シールリップを保持するシールリップ保持部材として、前記金型の各ゲートに対応した多数のアンカ孔を有するシールリップ保持部材を用いて前記ねじ装置用シールを製造することを特徴とするねじ装置用シールの製造方法。
2. 請求項１記載のねじ装置用シールの製造方法であって、
   前記シールリップを射出成形するときに用いる金型として、前記シールリップの先端までの最短距離が一定で且つ周方向に等角度で配列された多数のゲートを有する金型を用いて前記ねじ装置用シールを製造することを特徴とするねじ装置用シールの製造方法。
3. 請求項１又は２記載のねじ装置用シールの製造方法であって、
   前記熱可塑性エラストマが硬度デュアロメータＡ７５±１０の弾性を有することを特徴とするねじ装置用シールの製造方法。
4. 請求項３記載のねじ装置用シールの製造方法であって、
   前記熱可塑性エラストマがオレフィン系の動的架橋型熱可塑性エラストマであることを特徴とするねじ装置用シールの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載のねじ装置用シールの製造方法であって、
   前記多数のゲートのうち隣合う二つのゲートから前記ねじ軸外周面と前記ねじ溝との境界部までの距離が異なるように、前記ゲートが周方向に等角度で配列されていることを特徴とするねじ装置用シールの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載のねじ装置用シールの製造方法であって、
   前記多数のゲートのうち隣合う二つのゲートから前記ねじ溝の溝底までの距離が異なるように、前記ゲートが周方向に等角度で配列されていることを特徴とするねじ装置用シールの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項記載の方法により製造されたことを特徴とするねじ装置用シール。
8. 請求項７記載のシールを備えたことを特徴とするねじ装置。

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