JP5830992B2 - Ball screw - Google Patents
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Description
この発明は、ボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw.
ボールねじは、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、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。ボールねじは、工作機械、射出成形機、半導体素子製造装置などで使用される。 The ball screw is disposed between a nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a raceway formed by the spiral groove of the nut and the spiral groove of the screw shaft. And a ball return path for returning the ball from the end point of the track to the start point, and the nut moves relative to the screw shaft as the ball rolls in the track. Ball screws are used in machine tools, injection molding machines, semiconductor device manufacturing apparatuses, and the like.
このようなボールねじは、ナットの内部に潤滑剤を供給して使用される。また、ねじ軸に付着した塵埃や摩耗粉などの異物がナット内に入り込むと、ボールや螺旋溝に焼付きなどの損傷が生じる原因となるため、ナット内部への異物の侵入を防ぐ必要がある。そこで、ナット内部に供給された潤滑剤の外部への排出防止とナット内部への異物の侵入防止を目的として、ナットの軸方向端部にリング状のシールが取り付けられている。 Such a ball screw is used by supplying a lubricant to the inside of the nut. Also, if foreign matter such as dust or abrasion powder adhering to the screw shaft enters the nut, it may cause damage such as seizure of the ball or spiral groove, so it is necessary to prevent foreign matter from entering the nut. . Therefore, a ring-shaped seal is attached to the axial end of the nut for the purpose of preventing the lubricant supplied to the inside of the nut from being discharged to the outside and preventing foreign matter from entering the nut.
リップ部の先端が軸方向でナットの外側に向いている外向きシールは、ナット内部への異物の侵入を防止する作用を有する。リップ部の先端が軸方向でナットの内側に向いている内向きシールは、ナット内部の潤滑剤を保持する(外部へ排出させない)作用を有する。よって、ナット内部の潤滑剤保持とナット内部への異物侵入防止の両方の作用を効果的に得るために、内向きシールと外向きシールをナット側からこの順に取り付けることが考えられる。 The outward seal in which the tip of the lip portion faces the outside of the nut in the axial direction has an action of preventing foreign matter from entering the nut. The inward seal in which the tip of the lip portion faces the inside of the nut in the axial direction has an action of retaining the lubricant inside the nut (not discharging it to the outside). Therefore, in order to effectively obtain both actions of retaining the lubricant inside the nut and preventing foreign matter from entering the nut, it is conceivable to attach the inward seal and the outward seal in this order from the nut side.
しかし、内向きシールと外向きシールをナット側からこの順に取り付けた場合、外向きシールのリップ部とねじ軸との間から極微小な異物が入ってしまうと、この異物が外向きシールのリップ部と内向きシールのリップ部との間に溜まり易くなる。また、内向きシールのリップ部とねじ軸との間から潤滑剤が漏れてしまうと、その潤滑剤が外向きシールからナットの外部に飛散し易くなる。 However, when the inward seal and the outward seal are installed in this order from the nut side, if a very small amount of foreign matter enters between the lip portion of the outward seal and the screw shaft, the foreign matter will be removed from the lip of the outward seal. It becomes easy to accumulate between a part and the lip | rip part of an inward seal. Further, if the lubricant leaks from between the lip portion of the inward seal and the screw shaft, the lubricant is likely to be scattered from the outward seal to the outside of the nut.
特許文献1には、ナット内部の潤滑剤を保持できるとともに、ナット内部への異物の侵入を防止できるシールとして、潤滑剤保持用のリング状部材(潤滑剤を吸収可能な材料からなる密封部材)と異物除去用のリング状部材(硬質材料からなる異物除去部材)からなり、両部材の内周部がねじ軸の螺旋溝と外周面に接触し、異物除去用のリング状部材を軸方向外側に配置するものが記載されている。
上述のように、内向きシールと外向きシールをナット側からこの順に取り付けただけのボールねじには、極微小な異物が両シールのリップ間に溜まり易く、潤滑剤がナット外部へ飛散し易くなるという問題点がある。
この発明の課題は、ナットの軸方向両端面に内向きシールと外向きシールの両方が取り付けてあるボールねじとして、外向きシールのリップ部とねじ軸との間から極微小な異物が入った場合でも、ナット内部に異物を侵入させず、ナット内部の潤滑剤が内向きシールの外に出た場合でも、潤滑剤をボールねじの外部に飛散させないようにできるものを提供することである。
As mentioned above, the ball screw with the inward seal and the outward seal attached in this order from the nut side tends to collect very small foreign matter between the lips of both seals, and the lubricant is likely to be scattered outside the nut. There is a problem of becoming.
An object of the present invention is that a very small amount of foreign matter has entered between the lip portion of the outward seal and the screw shaft as a ball screw having both an inward seal and an outward seal attached to both end faces in the axial direction of the nut. Even in such a case, there is provided a device that prevents foreign matter from entering the nut and prevents the lubricant from scattering outside the ball screw even when the lubricant inside the nut comes out of the inward seal.
上記課題を解決するために、この発明のボールねじは、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、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、ナットの軸方向両端部にナット側から順に取り付けられたリング状の内向きシール、間座、および外向きシールと、を有し、前記内向きシールと外向きシールと間座とねじ軸とで、内向きシールから漏れた潤滑剤および外向きシールから侵入した異物を溜める空間が形成され、前記空間に存在する潤滑剤および異物を外部に排出する排出口が、前記間座または外向きシールに形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a ball screw of the present invention includes a nut having a spiral groove formed on an inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, a spiral groove of the nut, and a spiral of the screw shaft. A ball disposed between the raceway grooves formed by the groove, and a ring-shaped inward seal, a spacer, and an outward seal attached to the both axial ends of the nut in order from the nut side, The inward seal, the outward seal, the spacer, and the screw shaft form a space for storing the lubricant leaking from the inward seal and the foreign matter entering from the outward seal. A discharge port for discharging to the outside is formed in the spacer or the outward seal.
この発明のボールねじによれば、外向きシールのリップ部とねじ軸との間から極微小な異物が侵入した場合、その異物は前記空間に入る。また、内向きシールのリップ部とねじ軸との間から潤滑剤が漏れた場合、その潤滑剤は前記空間に入る。そして、前記空間に入った異物や潤滑剤を、前記排出口から飛散させずに外部に排出することができる。そのため、ナット内部に異物を侵入させず、潤滑剤をボールねじの外部に飛散させないようにできる。 According to the ball screw of the present invention, when a very small foreign matter enters between the lip portion of the outward seal and the screw shaft, the foreign matter enters the space. When the lubricant leaks from between the lip portion of the inward seal and the screw shaft, the lubricant enters the space. And the foreign material and lubricant which entered the space can be discharged outside without being scattered from the discharge port. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from entering the nut and prevent the lubricant from being scattered outside the ball screw.
この発明のボールねじによれば、外向きシールのリップ部とねじ軸との間から極微小な異物が入った場合でも、ナット内部に異物を侵入させず、ナット内部の潤滑剤が内向きシールの外に出た場合でも、潤滑剤をボールねじの外部に飛散させないようにできる。 According to the ball screw of the present invention, even if a very small amount of foreign matter enters between the lip portion of the outward seal and the screw shaft, the foreign matter does not enter the nut, and the lubricant inside the nut is sealed inward. Even when it goes outside, the lubricant can be prevented from being scattered outside the ball screw.
以下、この発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
この実施形態のボールねじは、図1に示すように、ナット1と、ねじ軸2と、ボール3と、内向きシール4と、間座5と、外向きシール6と、内向きシール4をナット1に固定する固定ねじ7と、間座5と外向きシール6をナット1に固定する固定ねじ8と、で構成されている。そして、ねじ軸2と内向きシール4と間座5と外向きシール6とにより、内向きシール4から漏れた潤滑剤および外向きシール6から侵入した異物を溜める空間9が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the ball screw of this embodiment includes a
ナット1の内周面に螺旋溝11が形成され、ねじ軸2の外周面に螺旋溝21が形成されている。ボール3は、ナット1の螺旋溝11とねじ軸2の螺旋溝21で形成される軌道溝の間に配置されている。
ナット1の軸方向両端面の外縁部には、図3に示すように、6個の雌ねじ12,13が周方向に等間隔で形成されている。
A
As shown in FIG. 3, six
内向きシール4は、ねじ軸2の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部41を有し、ねじ軸2に摺接するリング状の接触シールである。リップ部41の先端が軸方向でナット1側に傾いている。リップ部41の外周側に円環状の基部42が形成されている。内向きシール4の基部42の外縁部には、図4に示すように、6個の長穴42a,42bが周方向で等間隔に形成されている。
The
間座5は円環状であり、外径がナット1と同じで、内径が両シール4,6のリップ部41,61と基部42,62との境界円より大きく、軸方向寸法が内向きシール4の厚さの4倍程度である。図5に示すように、間座5の軸方向一端面には、径方向に延びる3個の溝51が周方向で等間隔に形成されている。間座5の軸方向他端面には、3個の円形凹部52が周方向で等間隔に、各溝51と同じ位置に形成されている。間座5には、また、軸方向に延びる3個の貫通穴53が周方向で等間隔に、各溝51および円形凹部52の間の位置に形成されている。
The
外向きシール6は、ねじ軸2の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部61を有し、ねじ軸2に摺接するリング状の接触シールである。リップ部61の先端が軸方向でナット1の反対側に傾いている。リップ部61の外周側に円環状の基部62が形成されている。外向きシール6の基部62の外縁部には、図6に示すように、3個の長穴62aが周方向で等間隔に形成されている。
このボールねじを組み立てる際には、螺旋溝21にボール3を入れたねじ軸2をナット1内に配置した後、先ず、ナット1の軸方向端面に内向きシール4を固定ねじ7で取り付ける。
The
When assembling this ball screw, the
具体的には、図7に示すように、ナット1の雌ねじ12と内向きシール4の長穴42aを合わせて、3個の長穴42aから各固定ねじ7を入れ、内向きシール4の位相(周方向の取付位置)を、良好な潤滑剤保持性能を得るために最適な位相に調整した後に、固定ねじ7の先端をナット1の雌ねじ12に螺合する。この状態で、図7(a)に示すように、内向きシール4の長穴42b内にナット1の雌ねじ13が見える。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
次に、間座5を内向きシール4の外側に配置する。その際に、間座5の円形凹部52側を内向きシール4に向けて、固定ねじ7の頭部を円形凹部52に入れる。次に、間座5の外側に外向きシール6を配置する。その際に、ナット1の雌ねじ13と内向きシール4のの長穴42bと外向きシール6の長穴62aを合わせて、3個の長穴62aから各固定ねじ8を入れ、外向きシール6の位相(周方向の取付位置)を、良好な異物侵入防止性能を得るために最適な位相に調整した後に、固定ねじ8の先端をナット1の雌ねじ13に螺合する。図1および2は、この状態を示す。
Next, the
この状態で、内向きシール4と、間座5の内周面と、ねじ軸2の外周面と、外向きシール6とにより空間9が形成される。また、間座5の溝51と外向きシール6の間座5側の面とにより、空間9と外部をつなぐ穴が形成される。この穴が空間9に存在する潤滑剤および異物を排出する排出口となっている。
したがって、この実施形態のボールねじでは、外向きシール6のリップ部61とねじ軸2との間から極微小な異物が侵入した場合、その異物は空間9に入る。また、内向きシール4のリップ部41とねじ軸2との間から潤滑剤が漏れた場合、その潤滑剤は空間9に入る。ボールねじの駆動により、空間9に入った異物や潤滑剤が攪拌されるため、空間9内の圧力が高くなる。これに伴って、空間9に入った異物や潤滑剤が間座5の溝(排出口)51から外部に排出され、外部への飛散が防止できる。
In this state, a
Therefore, in the ball screw of this embodiment, when a very small foreign matter enters between the
よって、この実施形態のボールねじによれば、外向きシール6のリップ部61とねじ軸2との間から極微小な異物が入った場合でも、ナット1の内部に異物を侵入させず、ナット1内の潤滑剤が内向きシール4の外に出た場合でも、潤滑剤をボールねじの外部に飛散させないようにすることができる。
Therefore, according to the ball screw of this embodiment, even when a very small foreign matter enters between the
[第2実施形態]
この実施形態のボールねじは、図8に示すように、ナット1と、ねじ軸2と、ボール3と、内向きシール4と、間座5Aと、外向きシール6Aと、内向きシール4をナット1に固定する固定ねじ7と、間座5Aと外向きシール6Aをナット1に固定する固定ねじ8と、で構成されている。そして、ねじ軸2と内向きシール4と間座5Aと外向きシール6Aにより、内向きシール4から漏れた潤滑剤および外向きシール6Aから侵入した異物を溜める空間9が形成されている。
ナット1、ねじ軸2、ボール3、および内向きシール4は、第1実施形態と同じものである。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 8, the ball screw of this embodiment includes a
The
間座5Aは、円環状であり、外径がナット1と同じで、内径が両シール4,6Aのリップ部41,61と基部42,62との境界円より大きく、軸方向寸法が内向きシール4の厚さの4倍程度である。図10に示すように、間座5の軸方向一端面に、3個の円形凹部52が周方向で等間隔に形成されている。間座5には、軸方向に延びる3個の貫通穴53が周方向で等間隔に、各円形凹部52の間の位置に形成されている。
The
外向きシール6Aは、ねじ軸2の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部61を有し、ねじ軸2に摺接するリング状の接触シールである。リップ部61の先端が軸方向でナット1の反対側に傾いている。リップ部61の外周側に円環状の基部62が形成されている。図11に示すように、外向きシール6Aの基部62の外縁部に、3個の長穴62aが周方向で等間隔に形成されている。また、基部62のリップ部61の周辺に、軸方向に延びる4個の貫通穴63が、周方向で等間隔に形成されている。
このボールねじを組み立てる際には、螺旋溝21にボール3を入れたねじ軸2をナット1内に配置した後、先ず、ナット1の軸方向端面に内向きシール4を固定ねじ7で取り付ける。
The
When assembling this ball screw, the
具体的には、図7に示すように、ナット1の雌ねじ12と内向きシール4の長穴42aを合わせて、3個の長穴42aから各固定ねじ7を入れ、内向きシール4の位相(周方向の取付位置)を、良好な潤滑剤保持性能を得るために最適な位相に調整した後に、固定ねじ7の先端をナット1の雌ねじ12に螺合する。この状態で、図7(a)に示すように、内向きシール4の長穴42b内にナット1の雌ねじ13が見える。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
次に、間座5Aを内向きシール4の外側に配置する。その際に、間座5Aの円形凹部52側を内向きシール4に向けて、固定ねじ7の頭部を円形凹部52に入れる。次に、間座5の外側に外向きシール6Aを配置する。その際に、ナット1の雌ねじ13と内向きシール4のの長穴42bと外向きシール6Aの長穴62aを合わせて、3個の長穴62aから各固定ねじ8を入れ、外向きシール6Aの位相(周方向の取付位置)を、良好な異物侵入防止性能を得るために最適な位相に調整した後に、固定ねじ8の先端をナット1の雌ねじ13に螺合する。図8および9は、この状態を示す。
Next, the
この状態で、内向きシール4と、間座5の内周面と、ねじ軸2の外周面と、外向きシール6Aとにより空間9が形成される。また、外向きシール6Aの貫通穴63が、空間9に存在する潤滑剤および異物を排出する排出口となっている。
したがって、この実施形態のボールねじでは、外向きシール6Aのリップ部61とねじ軸2との間から極微小な異物が侵入した場合、その異物は空間9に入る。また、内向きシール4のリップ部41とねじ軸2との間から潤滑剤が漏れた場合、その潤滑剤は空間9に入る。ボールねじの駆動により、空間9に入った異物や潤滑剤が攪拌されるため、空間9内の圧力が高くなる。これに伴って、空間9に入った異物や潤滑剤が外向きシール6Aの貫通穴63から外部に排出され、外部への飛散が防止できる。
In this state, a
Therefore, in the ball screw of this embodiment, when a very small foreign object enters between the
よって、この実施形態のボールねじによれば、外向きシール6Aのリップ部61とねじ軸2との間から極微小な異物が入った場合でも、ナット1の内部に異物を侵入させず、ナット1内の潤滑剤が内向きシール4の外に出た場合でも、潤滑剤をボールねじの外部に飛散させないようにすることができる。
Therefore, according to the ball screw of this embodiment, even if a very small foreign matter enters between the
1 ナット
11 ナットの螺旋溝
12,13 ナット端面の雌ねじ
2 ねじ軸
21 ねじ軸の螺旋溝
3 ボール
4 内向きシール
41 リップ部
42 基部
42a,42b 長穴
5 間座
5A 間座
51 溝
52 円形凹部
53 間座の貫通穴
6 外向きシール
6A 外向きシール
61 リップ部
62 基部
62a 長穴
7 固定ねじ
8 固定ねじ
9 内向きシールと外向きシールと間座とねじ軸で形成された空間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、
ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、
ナットの軸方向両端部にナット側から順に取り付けられたリング状の内向きシール、間座、および外向きシールと、
を有し、
前記内向きシールと外向きシールと間座とねじ軸とで、内向きシールから漏れた潤滑剤および外向きシールから侵入した異物を溜める空間が形成され、
前記空間に存在する潤滑剤および異物を外部に排出する排出口が、前記間座の軸方向一端面に設けた径方向に延びる溝と、前記外向きシールの前記間座側の面とで形成されていることを特徴とするボールねじ。 A nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface;
A screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface;
A ball disposed between a raceway groove formed by a spiral groove of a nut and a spiral groove of a screw shaft;
A ring-shaped inward seal, spacer, and outward seal that are attached to both ends of the nut in the axial direction from the nut side,
Have
The inward seal, the outward seal, the spacer, and the screw shaft form a space for storing the lubricant that has leaked from the inward seal and the foreign matter that has entered from the outward seal.
A discharge port for discharging the lubricant and foreign matters existing in the space to the outside is formed by a radially extending groove provided on one axial end surface of the spacer and the spacer side surface of the outward seal. A ball screw characterized by being made.
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