JPH09303517A

JPH09303517A - ボールねじ

Info

Publication number: JPH09303517A
Application number: JP8124704A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Yabe; 俊一矢部; Takeshi Namimatsu; 健並松; Osamu Ideta; 理出田; Fumio Ueki; 史雄植木
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】摩擦抵抗を小さくした状態で高いシール性を確
実に確保できるボールねじを提供することを課題として
いる。【解決手段】ボールねじは、螺旋状のねじ溝１ａを外周
面に有するねじ軸１に、ボールねじナット３が多数のボ
ール２を介して螺合されている。ボールねじナット３の
端面に凹部３ｂが環状に形成される。シール部材は、４
個のリング部材と３個のシール部材本体とから構成され
る。シール部材本体の内周面にはリップ部５ｂが設けら
れている。そのリップ部５ｂの厚さは、ねじ軸１のねじ
溝１ａの幅よりも薄くなっている。上記環状の凹部３ｂ
に対して、上記リング部材及びシール部材本体が、ボー
ルねじナット３の軸方向に沿って交互に嵌め込まれて固
定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械や産業機
械等に用いられるボールねじの改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械や産業機械等に用いられ
るボールねじとしては、例えば図７に示すようなものが
知られている。この種のボールねじは、ねじ軸５０の外
周面に設けた螺旋状のねじ溝５０ａと、ボールねじナッ
ト５１の内周面に設けた螺旋状のねじ溝５１ａとの間に
複数のボール５２を介在させて構成され、ねじ軸５０の
ボールねじナット５１に対する相対回転を、ボール５２
を介してボールねじナット５１の軸方向のねじ軸５０に
対する相対変位に変換するものである。

【０００３】また、ねじ軸５０とボールねじナット５１
との間にはグリースや潤滑油等の潤滑剤が充填されると
共に、その潤滑剤の漏出や外部から粉塵等の異物の侵入
を防止する目的で、ボールねじナット５１の端部に設け
た環状の凹部５３に、シール部材５４を嵌着して固定し
ている。

【０００４】上記シール部材５４は、ポリアセタール樹
脂等の樹脂材でリング状に成形されたものが一般的であ
り、その内周面には、図８に示すように、ねじ軸５０の
ねじ溝５０ａと同じ螺旋角をもって延在し且つ当該ねじ
溝５０ａに係合可能な形状の凸部５５が内方に突出して
いる。そして、その凸部５５は上記ねじ溝５０ａに摺動
可能に嵌合している。

【０００５】また、上記構成のシール部材５４は、その
周方向の１又は２以上の位置に切断部５６を有し、そこ
を開いてねじ軸５０に嵌め合わせた後に、ボールねじナ
ット５１の端部外周面から径方向にねじ込まれた止めね
じ５７によって当該ボールねじナット５１に固定され
る。

【０００６】なお、上記のような切断部５６を有するの
は、上記凸部５５がねじ溝５０ａに係合する形状を有し
て、当該ねじ溝５０ａに全面当たりするように嵌め合わ
せているからである。

【０００７】しかしながら、上記構成のボールねじにお
いては、リング状のシール部材５４をねじ軸５０に嵌め
込んだ後に、当該シール部材５４を止めねじ５７によっ
てボールねじナット５１に固定しているだけであるの
で、ねじ軸５０のねじ溝５０ａとシール部材５４の凸部
５５との嵌合隙間は、ねじ軸５０とシール部材５４との
寸法関係に依存する。このため、上記嵌合隙間が常に摺
接した状態に設定することが困難であり、ボールねじの
使用条件によっては十分なシール性が得られない場合が
ある。即ち、初期状態で上記嵌合隙間をゼロに設定でき
ても、長期使用によりシール部材５４の凸部５５等が摩
耗すると、シール部材５４とねじ軸５０との適切な接触
が保証できないおそれがある。

【０００８】このような不都合を解消するために、従来
では、例えば実開平６−４７７６２号公報に記載されて
いるようなボールねじが提案されている。このボールね
じは、図９〜図１１（図１１は図１０の左側面図であ
る）に示すように、リング状のシール部材５４の外側の
端面から軸方向の途中までの部分を周方向の複数箇所で
分割し、且つ、周方向の一か所を切断してボールねじナ
ット５１の端部に装着し、さらに、分割された部分をガ
ータスプリング等のバネ６０で内径側に弾性的に押圧し
たことに特徴を有する。この構成をとることで、ねじ軸
５０のねじ溝５０ａとシール部材５４の凸部５５との嵌
合隙間をゼロ以下に設定すると共に、使用によりシール
部材５４の凸部５５等が摩耗しても、常時、シール部材
５４とねじ軸５０との適切な接触を確保するようにして
いる。

【０００９】さらに、シール部材５４を固形潤滑剤で形
成することで、シール部材５４をねじ軸５０外周面に押
圧することによって増大する、ねじ軸５０のねじ溝５０
ａと凸部５５との間の摩擦抵抗を、シール部材５４から
滲み出る潤滑剤によって低減している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなボールねじにおいては、シール部材５４の内周面
側をねじ軸５０に向けて弾性的に押圧するガータスプリ
ング等のバネ６０が必要となり、ボールねじのコストを
下げる際の妨げとなる。

【００１１】また、シール部材５４を潤滑剤含有プラス
チックで形成することで、シール部材５４の凸部５５と
ねじ軸５０のねじ溝５０ａとの間の摩擦抵抗の低減効果
は期待できるが、ボールねじの駆動時にシール部材５４
から潤滑剤が滲み出すにつれて当該シール部材５４は徐
々に収縮する。すると、シール部材５４は１又は２以上
の箇所で切断されているために、その切断部５６の隙間
が広がり大きくなってしまう。

【００１２】このため、粉塵等の異物が多い環境下で
は、粉塵等の異物が上記切断部５６の隙間からボールね
じ内に入り込み、当該異物がねじ軸５０のねじ溝５０ａ
に付着するおそれがある。この付着が生じると、ボール
ねじナット５１（又はねじ軸５０）の軸方向の変位時に
該異物がねじ軸５０のねじ溝５０ａを介してボールねじ
ナット５１内に侵入して焼付き等の原因となるおそれが
ある。

【００１３】さらに、シール部材５４から潤滑剤が滲み
出ることで摩擦抵抗を低減させてはいるが、ねじ軸５０
のねじ溝５０ａに対してシール部材５４の凸部５５がほ
ぼ全面当たりをするように嵌合しているために接触面積
が広く且つ上記バネ６０の付勢に応じた接触圧を有する
ため、ボールねじの駆動時の回転数が高い場合にはシー
ルトルクが高くなり、それによってボールねじ自体の作
動性が悪くなるおそれがある。

【００１４】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、摩擦抵抗を小さくした状態で高いシー
ル性を確実に確保できるボールねじを提供することを課
題としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のボールねじは、ボールねじナットに固定さ
れ且つ内周面に設けた凸部をねじ軸外周面に摺接するリ
ング状のシール部材を備えたボールねじにおいて、上記
シール部材は、上記ねじ軸と接触する部分を潤滑剤含有
ポリマから構成し、上記凸部は、先端部全周をねじ軸の
外周面に摺接するリング状のリップ部が上記ねじ軸の軸
方向に沿って所定間隙を開けて複数配列されて構成さ
れ、さらに、上記各リップ部間のシール部材とねじ軸と
の間に所定の空間を形成すると共に、上記各リップ部の
厚さは、上記ねじ軸に設けられるねじ溝の幅よりも薄い
ことを特徴としている。

【００１６】本発明においては、凸部を構成するリップ
部がねじ軸の軸方向に沿って複数，配列することで、リ
ップ部の数だけ重層的にシールされる構造となる。ま
た、各リップ部は、その先端全周がねじ軸外周と接触す
る。

【００１７】上記リップ部は、その厚さがねじ軸のねじ
溝の幅よりも薄いから、ねじ溝に全面当たりすることな
く接触面積が従来よりも小さい。また、その厚さがねじ
軸のねじ溝の幅よりも小さいということは、ねじ軸に向
けた押圧力が大きい場合にはその先端部が屈曲して逃げ
るように設定することも可能となり接触圧の増加を低減
できる。この結果、嵌合隙間をゼロ以下（嵌合隙間がゼ
ロの状態あるいは締代をもった状態）に設定しても、シ
ールトルクの増加を回避できる。

【００１８】さらに、リップ部などのねじ軸に接触する
部分は潤滑剤含有ポリマで形成されているため、滲み出
す潤滑剤によってねじ軸との摩擦抵抗が減少する。これ
により、さらに上記シールトルクは低く設定される。

【００１９】以上のことから、２列以上のリップ部を設
けても、ほとんどシールトルクは増加することが回避さ
れる。この結果、目標とするシール性に合わせてリップ
部の数を増やすことも容易となる。

【００２０】また、リップ部間にある空間に、リップ部
によって掻き出された粉塵等の異物が捕捉されて、ボー
ルねじの本体内部への混入を効果的に防止できる。そし
て、上記リップ部の数に応じて、上記異物を捕捉する空
間が重層的に配置される。

【００２１】ここで、リップ部は、ねじ軸のねじ溝の螺
旋角と同じ傾きをもって設置してもよいし、ねじ軸の軸
と直交する方向に設置してもよい。また、ねじ軸のねじ
溝と摺接する部分であるリップ部は、ねじ溝の幅よりも
薄いので、必ずしもシール部材を取り付けるために従来
のような切断部を設ける必要がない。

【００２２】また、上記シール部材は、一個の部材で構
成する必要はなく、例えば、リップ部単位にねじ軸の軸
方向に複数，分割されていてもよい。潤滑剤含有ポリマ
部材は、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリ
ブチレン，ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構
造を有するポリオレフィン系ポリマーの群から選定した
ポリマに、潤滑剤としてポリα−オレフィン油のような
パラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱
油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル
油、フタル酸エステルやトリメリット酸エステルのよう
なエステル油等の何れかを混合して加熱溶融した後、所
定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形した
ものを用いることができる。

【００２３】なお、上記混合したものに予め酸化防止
剤，錆止め剤，摩耗防止剤，あわ消し剤，極圧剤等の各
種の添加剤を加えたものでもよい。また、上記潤滑剤含
有ポリマの組成比は、全重量に対してポリオレフィン系
ポリマーが２０〜８０重量％、潤滑剤８０〜２０重量％
に設定するとよい。これは、ポリオレフィン系ポリマー
が２０重量％未満の場合には、シール部材として必要な
硬さ・強度等を得ることができず、また、ポリオレフィ
ン系ポリマーが８０重量％を越える場合（潤滑剤が１０
重量％未満の場合）には、潤滑剤の供給が少なくなり、
シールトルク低減の効果が小さくなることによる。

【００２４】上記ポリマーの群は、基本構造は同じでそ
の平均分子量が異なっており、１×１０³〜５×１０⁶
の範囲に及んでいる。その中で、平均分子量１×１０³
〜１×１０⁶という比較的低分子量のものと、１×１０
⁶〜５×１０⁶という超高分子量のものとを、単独もし
くは必要に応じて混合して用いる。

【００２５】また、シール部材の機械的強度を向上させ
るため、上述のポリオレフィン系ポリマーに、以下のよ
うな熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を添加したもので
もよい。

【００２６】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド，ポリ
カーボネート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェ
ニレンサルファイド，ポリエーテルスルホン，ポリエー
テルエーテルケトン，ポリアミドイミド，ポリスチレ
ン，ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。

【００２７】熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステ
ル樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，フェノール樹脂，ポ
リイミド樹脂，エポキシ樹脂等の各樹脂を使用すること
ができる。

【００２８】これらの樹脂は、単独または混合して用い
ても良い。更に、ポリオレフィン系ポリマーとそれ以外
の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要
に応じて適当な相溶化剤を加えてあっても良い。

【００２９】潤滑剤含有ポリマとして、上述のようなポ
リオレフィン系ポリマーと潤滑剤との組合せの他に、グ
リースを含有した状態で硬化したポリウレタンゴムも使
用することもできる。以下に詳説する。

【００３０】ポリウレタンゴムは、ポリイソシアネート
と活性水素化合物との反応により生成する化合物であ
る。ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネ
ート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）と、ＴＤＩ及びＭＤＩと活性水素化合物（例え
ば、ヒマシ油）が反応したプレポリマー（ＭＷ１０００
〜２０００）等を使用できる。

【００３１】活性水素化合物としては、ポリブタジエン
等の炭化水素・ポリオキシプロピレン等のポリエーテル
・ヒマシ油及びヒマシ油系ポリオール・ポリエステル・
ポリカーボネート等の長鎖活性水素化合物、さらには、
水、エチレングリコース等のポリヒドロキシ化合物、ア
ミノアルコール、ポリアミノ化合物等の短鎖活性水素化
合物を使用できる。

【００３２】グリースとしては、鉱油リチウム石鹸グリ
ース等の通常のグリースが使用できる。また、上記潤
滑剤含有ポリマを、グリースを含有した状態で硬化した
ポリウレタンゴムとする場合、潤滑剤含有ポリマの組成
比は、全重量に対してポリウレタンゴムが８０〜４０重
量％、グリース２０〜６０重量％とすることが好まし
い。ポリウレタンゴムが４０重量％未満の場合には、シ
ール部材として必要な硬さ・強度等を得ることができな
い。また、ポリウレタンゴムが８０重量％を越える場合
（グリースが２０重量％未満の場合）には、潤滑剤の供
給が少なくなり、シールトルク低減の効果が小さくな
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１の実施の形
態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態
に係るボールねじの要部断面図、図２は、シール部材の
うちのリング部材の正面図、図３はシール部材のうちの
シール部材本体の正面図である。

【００３４】まず、全体構成を説明すると、図１に示す
ように、ボールねじは、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に
有するねじ軸１に、ボールねじナット３が多数のボール
２を介して螺合されている。ボールねじナット３は、ね
じ軸１のねじ溝１ａに対応したねじ溝３ａを内周面に有
すると共に、そのねじ溝１ａ，３ａ内を転動するボール
２を導いて循環させるための図示しないボール循環路を
肉厚の胴部分に有している。

【００３５】また、ボールねじナット３の端面には、シ
ール部材取付け用の凹部３ｂが環状に形成されている。
その凹部３ｂの底面（ねじ軸１の軸と直交する面）に
は、９０度間隔に４個のねじ穴３ｃが開設されている。

【００３６】本実施の形態のシール部材は、４個のリン
グ部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄと３個のシール部材
本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃとから構成される。リング部
材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄは、図２に示すように、
外径が上記凹部３ｂに嵌合可能な径を持ったリング状の
部材で、ＳＥＣＣ製で構成されている。そのリング部材
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄには、周方向に沿って９０
度間隔に４個の貫通孔４ａが開設されている。

【００３７】また、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５
Ｃは、図３に示すように、外径が上記凹部３ｂに嵌合可
能な径を持ったリング状の部材で、潤滑剤含有ポリマで
構成されている。そして、その外郭部５ａの内径側が偏
心していると共に、その外郭部５ａの内径面からは、リ
ング状のリップ部５ｂが突出している。そのリップ部５
ｂの厚さは、ねじ軸１のねじ溝１ａの幅よりも薄くなる
ように設定されると共に先端部に向けて松葉状に細くな
っている。上記シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃの
外郭部５ａにも、周方向に沿って９０度間隔に貫通孔５
ｃが開設されている。

【００３８】そして、上記環状の凹部３ｂに対して、上
記リング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、及びシール部材本体５
Ａ，５Ｂ，及び５Ｃが、ボールねじナット３の軸方向に
沿って交互に嵌め込まれ、最後に、リング部材４Ｄが取
り付けられた後、上記各貫通孔４ａ，５ｃを貫通するよ
うにねじ穴３ｃに止めねじ６が挿入されることで、上記
各リング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ、及びシール部材
本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃは、一体となって凹部３ｂに
固定される。

【００３９】ここで、上記シール部材本体５Ａ，５Ｂ，
及び５Ｃは、一番奥に取り付けられたもの５Ａと、一番
外側に取り付けられたもの５Ｃは外郭部５ａ内側面の位
相を同じくして取り付けられ、中間のもの５Ｂは、上記
シール部材本体５Ａ，５Ｃとは外郭部５ａ内側面の位相
を１８０度反転させて取り付けられている。そして、各
シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃの各リップ部５ｂ
と、ねじ軸１外周面，特にねじ溝１ａとの隙間はマイナ
ス隙間（締代が例えば０．１mm程度）に保たれている。

【００４０】また、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５
Ｃの各貫通孔５ｃには、貫通孔５ｃの径よりよりわずか
に大きい管状の間座７がそれぞれ嵌入されており、これ
によって、止めねじ６の締め付けの際にシール部材本体
５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃが変形しないようになっている。
即ち、取り付け時の変形を防止して、確実にリップ部５
ｂの全周をねじ軸１が外周面に接触させるようにしてい
る。

【００４１】ここで、上記シール部材本体５Ａ，５Ｂ，
及び５Ｃは、ねじ軸１に接触する部分（本実施の形態で
はリップ部５ｂ）が、周方向に完全に連通したリング状
となっている。即ち、従来のような取り付け用の切断部
を持っていない。

【００４２】かかるシール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５
Ｃの製造方法は、潤滑剤含有ポリマを加熱溶融した後、
所定の金型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形
することができる。この場合、射出成形が可能である。

【００４３】ここで、本実施の形態では、潤滑剤含有ポ
リマ部材として、低分子量ポリエチレン（分子量１×１
０³〜５×１０⁵）２０重量％と超高分子量ポリエチレ
ン（分子量１×１０⁶〜５×１０⁶）１０重量％と、潤
滑剤としてパラフィン系鉱油７０重量％を混合したもの
を用いる。

【００４４】次に、上記ボールねじの動作や効果等を説
明する。ねじ軸１がボールねじナット３に対して相対回
転すると、ボールねじナット３内のボール２は相対する
ねじ溝１ａ，３ａで形成された螺旋状空間をねじ軸１の
回転方向に転動し、図外のボール循環路を経て循環移動
する。そのボール２の転動を介してボールねじナット３
はねじ軸１に沿い直線方向に送られる。そして、上記シ
ール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃのリップ部５ｂによ
って、ボールねじ内に充填した潤滑剤の外部への漏洩や
外部からの塵埃等の異物の侵入が防止されるようになっ
ている。

【００４５】ここで、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び
５Ｃを潤滑剤含有ポリマで形成し、且つ、リップ部５ｂ
の厚さをねじ軸１のねじ溝１ａの溝幅よりも薄く設定し
ているので、嵌合隙間をゼロ以下、即ち、０．１mmなど
の所定の締代を持たせても、潤滑剤含有ポリマから滲み
出る潤滑剤による摩擦低減効果と、ねじ軸１との接触面
積が小さいことにより、シールトルクは小さく抑えるこ
とができる。

【００４６】さらに、リップ部５ｂは、ねじ溝１ａの幅
よりも狭く各先端に向けて細くなっているために屈曲し
やすくなっている。この結果、嵌合隙間をマイナス（所
定の締代を持たせた状態）に設定しても、リップ部５ｂ
の先端部が屈曲することで、ねじ軸１に対するリップ部
５ｂの接触力を小さく抑えることができるようになって
いる。

【００４７】また、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５
Ｃ間のリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄの内周面
は、ねじ軸１の外周面に接触していないために、ねじ軸
１外周面に摺接するリップ部５ｂ間にはそれぞれ空間Ｓ
が形成される。本実施の形態ではリッブ部５ｂを３列配
した例であるので二つの画成された空間Ｓを有する。

【００４８】このため、ボールねじナット３に対してね
じ軸１が相対的に軸移動をすると、各シール部材本体５
Ａ，５Ｂ，及び５Ｃのリップ部５ｂがそれぞれねじ軸１
のねじ溝１ａ内に溜まった塵埃等の異物を掻き出し、そ
のリップ部５ｂによって掻き出された粉塵等がボールね
じ内側に移動しても、上記空間Ｓ内に捕捉される。この
結果、ボールねじナット３の本体内に侵入するのを防ぐ
働きがある。

【００４９】つまり、一番外側に配したシール部材本体
５Ｃのリップ部５ｂによって完全に掻き出されず、内側
に入った粉塵は、２番目のシール部材本体５Ｂのリップ
部５ｂによってさらに掻き出され、その外側の空間Ｓに
溜まる。さらに、２番目のシール部材本体５Ｂのリップ
部５ｂを通過した粉塵は、一番内側にあるシール部材本
体５Ａのリップ部５ｂによってその外側の空間Ｓに押し
やられる。以上のように、ボールねじ内は３枚のシール
部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃによって重層的に保護さ
れて、ボールねじナット３の内部に近づく程、混入粉塵
量が低減され、従来よりも長時間，より良いシール性が
維持される。

【００５０】さらに、上述のようにボールねじが駆動さ
れると、ねじ軸１の相対回転に伴ってシール部材本体５
Ａ，５Ｂ，及び５Ｃのリップ部５ｂから潤滑剤が徐々に
滲み出して、ねじ軸１のねじ溝１ａに供給され、そのね
じ溝１ａ内を転動するボール２及びボールねじナット３
のねじ溝１ａへと均一にくまなく行き渡り長期間にわた
り安定した潤滑が行われる。したがって、殊更に潤滑剤
を外部からボールねじナット３内に供給しなくても、ボ
ールねじは、低トルクで良好な運転を長時間続けること
ができる。なお、以上のようにボールねじナット３内に
外部から潤滑剤を供給しなくても済むため、潤滑剤をご
く少量しか使用できない装置、例えば半導体製造装置で
の潤滑手段として用いると効果的である。

【００５１】さらに、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び
５Ｃはそれぞれ連通して、即ち切れ目の無いリング状に
形成されているので、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び
５Ｃのリップ部５ｂから潤滑剤が滲み出すことで当該シ
ール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃが収縮すると、該収
縮力がねじ軸１を押圧する力は、ねじ軸１のねじ溝１ａ
とリップ部５ｂとの嵌合隙間を小さくする力として作用
する。この結果、ねじ溝１ａとリップ部５ｂとの嵌合隙
間を長時間に渡ってゼロ以下に維持することができる。

【００５２】しかも、ねじ軸１のねじ溝１ａに接触する
凸部をリップ部５ｂで形成し、しかも、そのリップ部５
ｂの厚さをねじ溝１ａの幅よりも小さくして当該ねじ溝
１ａ全面に嵌合させていないので、上記収縮によって締
代が増加したとしても、当該リップ部５ｂのねじ軸１が
外周面に対する接触圧はさほど増加しない。

【００５３】ここで、本実施の形態では、ねじ軸１のね
じ溝１ａに接触する凸部をリップ部５ｂで形成し、しか
も、そのリップ部５ｂの厚さをねじ溝１ａの幅よりも小
さくして当該ねじ溝１ａ全面に嵌合させていないので屈
曲し易いため、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃを
周方向で切断して取付ける必要はない。

【００５４】次に、第２の実施の形態について説明す
る。なお、上記第１の実施の形態と同様な部材には同一
の符号を付して説明する。本実施の形態の基本構成は、
図４に示すように、上記第１の実施の形態と同様であ
る。但し、上記複数のリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及
び４Ｄのうち、一番外側以外の各リング部材４Ａ，４
Ｂ，４Ｃを４個のワッシャ１０で代用したものである。

【００５５】即ち、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５
Ｃ等の間に、当該シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃ
等に設けた貫通孔４ａやねじ穴３ｃと同軸にそれぞれ４
個のワッシャ１０を配置し、止めねじ６を挿入して接合
することで、当該ワッシャ１０をスペーサとしたもので
ある。

【００５６】これにより、使用するリング部材の数を減
らすことができる。なお、上記説明では、一番外側以外
の各リング部材４Ｄを４個のワッシャ１０で代用した例
で説明しているが、全リング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及
び４Ｄをワッシャ１０で代用させてもよいし、一部のリ
ング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄのみをワッシャ１
０で代用するように設定してもよい。

【００５７】次に、第３の実施の形態について説明す
る。なお、上記実施の形態と同様な部材には同一の符号
を付して説明する。本実施の形態の基本構成は、図５に
示すように、上記第１の実施の形態と同様である。但
し、凹部３ｂにねじ穴を設けることをやめ、一番内側の
リング部材４Ａに設けた穴は、貫通孔４ａの代わりに有
底孔として内部に雌ねじを設けたものである。もっと
も、上記雌ねじを、例えば、内周面に雌ねじが刻設され
た管状の間座７をリング部材４Ａの貫通孔４ａに嵌める
ことで形成することで、一番内側のリング部材４Ａのみ
を有底孔としないようにしてもよい。この場合には、本
実施の形態であっても、同一のリング部材が使用できる
ようになる。

【００５８】本実施の形態では、上記複数のリング部材
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄ及びシール部材本体５Ａ，
５Ｂ，及び５Ｃを止めるねじ６の先端部は、一番内側の
リング部材４Ａ内に位置することで、当該止めねじ６
は、複数のリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄ及び
シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃを一体化させる役
割は有するが、シール部材をボールねじナット３に固定
する役割を有しない。

【００５９】その代わりに、ボールねじナット３に、上
記凹部３ｂの位置で径方向に貫通するボルト穴２１を開
校し、そのボルト穴２１に螺合する止めねじ２２によっ
て、上記当該複数のリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び
４Ｄ及びシール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃを、ボー
ルねじナット３に固定している。

【００６０】また、シール部材を構成する潤滑剤含有ポ
リマは、グリースを含有した状態で硬化したポリウレタ
ンゴムからなっていて、グリースとポリウレタンゴムと
の重量比は、５０：５０に設定されている。

【００６１】上記グリースとしては、鉱油系リチウム石
鹸グリース等が使用される。上記ポリウレタンゴムとし
ては、下記二つの原料を別々にグリースに混合し、さら
にそれらの混合物をモル比１：１、及び生成するポリウ
レタンゴムの濃度が５０ｗｔ％になるように混合し、金
型中で室温硬化させたものである。

【００６２】原料Ａ：ヒマシ油系ポリオール原料Ｂ：ヒマシ油系ウレタンプレポリマーこのようにグリースを含有した状態で硬化したポリウレ
タンゴムからシール部材を構成すると、ポリオレフィン
系に比べて柔らかいシール部材となるので、リップ部５
ｂ先端部分は屈曲し易くなる。従って、シールトルクを
低減するためにリップ部５ｂの厚さをそれほど薄くする
必要がなくなる。この結果、接触圧をさほど高くするこ
となく接触面積を稼げるので、シール部材本体５Ａ，５
Ｂ，及び５Ｃ１枚当たりのシール性が向上する。

【００６３】なお、上記全実施の形態では、シール部材
を複数のシール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃと複数の
リング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄとを別部材とし
て説明しているが、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５
Ｃのねじ軸１と接触する部分のみが潤滑剤含有ポリマと
なっていればよい。従って、例えば、図６に示すよう
に、シール部材本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃの外郭部５ａ
としてリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄと同一の
ものを使用し、その外郭部５ａの内側に対して吸油性接
着剤等でリング状のリップ部５ｂを接着してシール部材
本体５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃを構成してもよい。

【００６４】また、上記全実施の形態では、組み付け性
や汎用性を向上させるために、１種類のシール部材本体
５Ａ，５Ｂ，及び５Ｃと一種類のリング部材４Ａ，４
Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄとを複数組み合わせてシール部材を
構成し、止めねじ６で止めて一体化させているが、これ
に限定されない。

【００６５】例えば、上記シール部材本体５Ａ，５Ｂ，
及び５Ｃとリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄとが
一体となった部材を用意し、それを並べることでシール
部材を構成してもよいし、シール部材全体を一個の部材
によって製造してもよい。

【００６６】また、上記リング部材は、リップ部５ｂ間
に所定の空間Ｓを構成するスペーサとしての役割があれ
ば上記構成に限定されない。例えば、シール部材本体５
Ａ，５Ｂ，及び５Ｃの側面から突出する突起部等を設け
てリング部材４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，及び４Ｄの代わりとし
てもよい。

【００６７】また、シール部材は、ねじ軸１と接触する
部分と接触する部分だけを潤滑剤含有ポリマから構成す
ればよいので、リップ部５ｂの部分だけを、潤滑剤含有
ポリマから構成してもよい。また、硬度にしても、リッ
プ部５ｂのみ軟らかくすると共に、外郭部５ａの部分の
硬度を高くしてシール部材として必要な形状を確保させ
るようにしてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のボー
ルねじにおいては、適切に凸部をねじ軸外周面，特にね
じ溝に接触させるために嵌合隙間をゼロ以下に設定して
も、ねじ軸とシール部材との間の摩擦抵抗を、リップ部
の厚さをねじ軸のねじ溝の幅よりも薄くすると同時にシ
ール部材から滲み出る潤滑剤によって低減しているの
で、摩擦によるシールトルクの上昇及びシール部材の発
熱を抑制することができるという効果が得られる。

【００６９】また、リップ部間の空間に粉塵等の異物を
捕捉できるので、従来よりもボールねじナットの本体中
に外部から異物が侵入してくることを防止できるという
効果もある。

【００７０】さらに、ボールねじが駆動されると、シー
ル部材内の潤滑剤がねじ軸の回転に従って徐々に滲み出
して、潤滑剤がボールねじ溝とボールとの接触面に自動
的に均一に供給され、外部から潤滑剤を供給しなくて
も、低トルクで良好な運転を長期間にわたり良好に続け
ることができるという効果がある。特に、ボールねじナ
ット内に外部から潤滑剤を供給しなくても済むため、潤
滑剤をごく少量しか使用できない装置、例えば半導体装
置での潤滑手段として用いると効果的である。

【００７１】さらに、潤滑剤が滲み出るとシール部材は
収縮するが、本発明では、凸部を上述の構成をもつリッ
プ部で構成することで、シール部材取付けのために従来
のようにシール部材を開くための切断部を設ける必要が
ない。この結果、シール部材の収縮は、ねじ軸とシール
部材との嵌合隙間を小さくする力として作用して、ねじ
軸とシール部材との嵌合隙間を長期間に渡ってゼロ以下
に維持し、該隙間からボールねじナット内に異物が侵入
することも防止できるという効果が得られる。このと
き、上述のようなリップ部を使用することでシール部材
縮小による接触圧の増加も低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るボールねじの
要部を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るリング部材を
示す正面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシール部材本
体を示す正面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るボールねじの
要部を示す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係るボールねじの
要部を示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係るシール部材本体の別
の例を示す正面図である。

【図７】従来のボールねじの要部を示す断面図である。

【図８】従来のシール部材を示す正面図である。

【図９】従来のボールねじの要部を示す断面図である。

【図１０】従来のシール部材を示す正面図である。

【図１１】従来のシール部材を示す側面図である。

【符号の説明】

Ｓ空間１ねじ軸１ａねじ溝２ボール３ボールねじナット３ａねじ溝３ｂ凹部３ｃねじ穴４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄリング部材４ａ貫通孔５Ａ，５Ｂ，５Ｃシール部材本体５ｂリップ部５ｃ貫通孔６止めねじ

フロントページの続き (72)発明者植木史雄神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボールねじナットに固定され且つ内周面
に設けた凸部をねじ軸外周面に摺接するリング状のシー
ル部材を備えたボールねじにおいて、上記シール部材は、上記ねじ軸と接触する部分を潤滑剤
含有ポリマから構成し、上記凸部は、先端部全周をねじ
軸の外周面に摺接するリング状のリップ部が上記ねじ軸
の軸方向に沿って所定間隙を開けて複数配列されて構成
され、さらに、上記各リップ部間のシール部材とねじ軸
との間に所定の空間を形成すると共に、上記各リップ部
の厚さは、上記ねじ軸に設けられるねじ溝の幅よりも薄
いことを特徴とするボールねじ。