JP5429421B2

JP5429421B2 - ボールねじのシール、ボールねじ

Info

Publication number: JP5429421B2
Application number: JP2013045843A
Authority: JP
Inventors: 雅弘信朝; 義久清水; 輝彦船津
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2027-10-10
Also published as: JP2013100920A

Description

この発明は、シールに特徴を有するボールねじに関する。

図５に示すように、ボールねじ１００は、内周面に螺旋溝が形成されたナット１０と、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸１１と、ねじ軸１１の外周面に嵌まる突起とナット１０の内周面に嵌まる縁部を有するリング状のシール１２とを備えている。
ボールねじのシールは、通常、弾性力の高い合成樹脂などでリング状に作製され、ねじ軸の螺旋溝に嵌まる突起（ねじ山）と、ナットの内周面に嵌まる縁部とを有する。このシールは、ボールねじに対して、前記縁部をナットの軸方向両端（一方はフランジ部）に設けた凹部に内嵌させ、前記突起をねじ軸の螺旋溝に外嵌させた状態で取り付けられている。また、シールのねじ山とねじ軸のねじ溝は接触させてもよいし、適度な隙間を持たせてもよい。隙間を持たせて接触抵抗を抑えることにより、切粉などの比較的大きなゴミをナット内に入れないようにすることができる。

ボールねじのねじ軸は、図６に示すように、ねじ軸１１のねじ溝部の一端１１１で螺旋溝が「切り抜け」に形成されている場合には、この端部の外周面の螺旋溝にシールのネジ山が嵌まるため、通常のリング状シールをこの端部に外嵌することができる。しかし、図７に示すように、ねじ軸１１Ａのねじ溝部の両端１１２で螺旋溝が「切り上げ」に形成されている場合には、両端の外周面にシールのネジ山が嵌まる螺旋溝が形成されていないため、通常のリング状シールをこの両端に外嵌することができない。

そのため、一般的には、シールをなすリングの周方向の一カ所に切断部を形成し、この切断部を有するシールを、弾性力により切断部の対向する切断面を開いてねじ軸に嵌めている。このような切断部を有するシールをナットの凹部にビス止めで固定して、ビスから離れた位置に切断部が配置された場合には、外部から圧力が加わったり、内部にグリースを封入する時のグリース圧力によりシールに軸方向の力が加わったりすることで、シールが切断部を起点として変形することがある。

また、図８および図９に示すように、通常使用されている切断部２を有するシールは、リングの外周面に見える切断面をなす線が、軸線方向と水平な直線７か、斜めの直線８になっている。この線が、図８に示すように、軸線方向と水平な直線７である場合、シールは図８に破線で示すように軸方向に変形して、シール内周面に形成されているねじ山やリップがねじ軸のねじ溝に接触して、トルク上昇を招く可能性がある。

図９に示すように、この線が軸線方向に対して斜めの直線８であって、シールが図９に破線で示すように軸方向にズレた場合、シールは径方向の中心側に移動して、ズレた位置でねじ軸のねじ溝と接触する可能性がある。このようなシール切断部のズレは、ナット内のグリース圧による軸方向の荷重、切粉などの外部圧力による変形、温度の上昇や水分の吸収によるシールの膨張などに起因して生じる。

下記の特許文献１には、シール性を向上させる目的で、シールの突起とねじ軸の螺旋溝との嵌合隙間をゼロ以下にするために、リング状のシールを円周方向の複数箇所で分割し、分割面を軸線に対して螺旋溝のねじれ方向に対して傾斜させ、複数の分割体を、それぞれナットのねじ穴にボールプランジャを螺着して内径側に押し付けることが記載されている。このシールをなすリングの外周面に見える前記分割面をなす線は、軸方向で斜めの直線になっている。

登録実用新案第２５７９３８１号公報

本発明の課題は、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、を備えたボールねじの、ねじ軸の外周面に嵌まる突起とナットの内周面に嵌まる縁部を有するリング状のシールであって、リングの周方向の一カ所に切断部が形成され、弾性力によりこの切断部の対向する切断面を開いてねじ軸に嵌めて使用される、ボールねじのシールとして、シールが変形してもシールに軸線方向のズレが生じ難く、切断面のズレが発生してもねじ軸にシールが接触し難いものを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様のボールねじのシールは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、を備えたボールねじの、ねじ軸の外周面に嵌まる突起とナットの内周面に嵌まる縁部を有するリング状のシールであって、シールのねじ山とねじ軸のねじ溝に隙間を有するように構成され、リングの周方向の一カ所に切断部が形成され、この切断部はリングに軸方向の荷重が加わっていない状態で切断面間に隙間を有し、弾性力によりこの切断部の対向する切断面を開いてねじ軸に嵌めて使用され、リングの外周面に見える前記切断面をなす線が、軸方向でＶ字状または円弧状になっていることを特徴とする。

上記課題を解決するために提供されるボールねじのシールは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、を備えたボールねじの、ねじ軸の外周面に嵌まる突起とナットの内周面に嵌まる縁部を有するリング状のシールであって、リングの周方向の一カ所に切断部が形成され、弾性力によりこの切断部の対向する切断面を開いてねじ軸に嵌めて使用され、リングの外周面に見える前記切断面をなす線が、軸方向で折れ線または曲線になっていることを特徴とする。前記切断面をなす線はＶ字状であることが好ましい。

本発明はまた、ナットとねじ軸とシールを備えたボールねじであって、本発明のシールが取り付けられていることを特徴とするボールねじを提供する。
本発明のボールねじのシールによれば、シールをなすリングの外周面に見える前記切断面をなす線が軸方向でＶ字状または円弧状になっているため、前記切断面をなす線が軸線方向と水平な直線か、斜めの直線である場合と比較して、シールが変形してもシールに軸線方向のズレが生じ難く、切断面のズレが発生してもねじ軸にシールが接触し難い。

本発明によれば、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、を備えたボールねじの、ねじ軸の外周面に嵌まる突起とナットの内周面に嵌まる縁部を有するリング状のシールであって、リングの周方向の一カ所に切断部が形成され、弾性力によりこの切断部の対向する切断面を開いてねじ軸に嵌めて使用される、ボールねじのシールであって、シールのねじ山とねじ軸のねじ溝に隙間を有するように構成されたシールとして、シールが変形してもシールに軸線方向のズレが生じ難く、切断面のズレが発生してもねじ軸にシールが接触し難いものが提供される。
そして、このシールを使用することで、ねじ軸のねじ溝部の両端で螺旋溝が「切り上げ」に形成されているボールねじのシール性能が向上するとともに、切断面を密着させて使用する場合には、シールの軸方向の剛性が向上する。

第１実施形態のシールを示す斜視図（ａ）と、このシールの外周面を示す側面図（ｂ）と、このシールを示す正面図（ｃ）と、このシールにズレが発生した状態を示す側面図（ｄ，ｅ）である。第２実施形態のシールを示す図であって、シールの外周面を示す側面図である。第３実施形態のシールを示す図であって、シールの外周面を示す側面図である。第４実施形態のシールを示す図であって、シールの外周面を示す側面図である。ボールねじの構成を示す側面図である。ボールねじのねじ軸を示す側面図である。ボールねじのねじ軸を示す側面図である。切断部を有するシールの従来例を示す斜視図と側面図である。切断部を有するシールの従来例を示す斜視図と側面図である。

以下、ボールねじ用シールの実施形態について説明する。
第１実施形態（本発明例）のシールを図１を用いて説明する。
図１（ａ）は、第１実施形態のシールを示す斜視図であり、図１（ｂ）は、シールの外周面を示す側面図である。図１（ｃ）は、第１実施形態のシールの正面図であり、図１（ｄ）と図１（ｅ）は、ズレが発生した状態を示す側面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態のシール１は、リングの周方向の一カ所に切断部２が形成されている。リングの外周面に見える線（切断面をなす線）３はＶ字状（折れ線）である。

このシール１は、例えば、超高分子量ポリエチレンや熱可塑性エラストマー等の弾性変形し易い合成樹脂を、射出成形法で円環形状に成形した後、切断面と同一の折れ線または曲線の刃を有する鋏等で切断することにより作製できる。また、切断面部分に樹脂が流れないように工夫された金型を用いれば、射出成形法のみで作製することもできる。
図１（ｃ）に示すように、このシール１は、弾性力により、切断部２の対向する切断面２１，２２を開いて、ねじ軸に嵌めることができる。シール１に軸方向の荷重が加わった場合には、図１（ｄ）および（ｅ）に矢印で示す方向にズレが発生するが、どちらの方向でもシール１は径方向の外側（中心から離れる方向）に移動しようとするため、図８および９の場合と比較して、シール１がねじ軸のねじ溝に食い込む可能性が低くなる。

図２は、第２実施形態（本発明例）のシールを示す図であって、シールの外周面を示す側面図である。このシール１Ａは、リングの周方向の一カ所に切断部２が形成されている。リングの外周面に見える線（切断面をなす線）４は円弧状（曲線）である。
図３は、第３実施形態（参考例）のシールを示す図であって、シールの外周面を示す側面図である。このシール１Ｂは、リングの周方向の一カ所に切断部２が形成されている。リングの外周面に見える線（切断面をなす線）５は複数のＶ字をつなげた形状（折れ線）である。

図４は、第４実施形態（参考例）のシールを示す図であって、シールの外周面を示す側面図である。このシール１Ｃは、リングの周方向の一カ所に切断部２が形成されている。リングの外周面に見える線（切断面をなす線）６は波線（曲線）である。
これらのシール１Ａ〜１Ｃは、例えば、超高分子量ポリエチレンや熱可塑性エラストマー等の弾性変形し易い合成樹脂を、射出成形法で円環形状に成形した後、切断面と同一の折れ線または曲線の刃を有する鋏等で切断することにより作製できる。また、切断面部分に樹脂が流れないように工夫された金型を用いれば、射出成形法のみで作製することもできる。

第２実施形態のシール１Ａは、第１実施形態のシール１と同じ効果が期待できる。
第３実施形態のシール１Ｂおよび第４実施形態のシール１Ｃは、第１実施形態のシール１および第２に実施形態のシール１Ａと比較して、軸方向の剛性を高くすることができ、切断面からのグリース漏れを低減するラビリンス効果も期待できる。
第１および第２実施形態のシール１、１Ａの何れかを、図５のボールねじ１００のシール１２として備えているボールねじが、本発明のボールねじの実施形態である。

１シール
１Ａシール
１Ｂシール
１Ｃシール
２切断部
３リングの外周面に見えるＶ字状線（切断面をなす線、折れ線）
４リングの外周面に見える円弧状線（切断面をなす線、曲線）
５リングの外周面に見える複数のＶ字をつなげた形状の線（切断面をなす線、折れ線）
６リングの外周面に見える波線（切断面をなす線、曲線）
１０ナット
１１ねじ軸
１２シール
１００ボールねじ

Claims

内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、を備えたボールねじの、ねじ軸の外周面に嵌まる突起とナットの内周面に嵌まる縁部を有するリング状のシールであって、
シールのねじ山とねじ軸のねじ溝に隙間を有するように構成され、
リングの周方向の一カ所に切断部が形成され、この切断部はリングに軸方向の荷重が加わっていない状態で切断面間に隙間を有し、弾性力によりこの切断部の対向する切断面を開いてねじ軸に嵌めて使用され、リングの外周面に見える前記切断面をなす線が、軸方向でＶ字状または円弧状になっていることを特徴とするボールねじのシール。
前記切断面をなす線がＶ字状である請求項１記載のボールねじのシール。
ナットとねじ軸とシールを備えたボールねじであって、請求項１または２に記載のシールが取り付けられていることを特徴とするボールねじ。