WO2020129674A1

WO2020129674A1 - 切上げ軸対応接触シール、及びボールねじ

Info

Publication number: WO2020129674A1
Application number: PCT/JP2019/047598
Authority: WO
Inventors: 堅一朗青木; 洋治石崎; 弘太郎河合; 克徳木暮
Original assignee: ニッタ株式会社; Thk株式会社
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JP2020101217A; TW202108915A

Abstract

切上げ軸に適用した場合でもシール性を向上することができるシール材、及びボールねじを提供する。雄型部材２と雌型部材３とが軸方向に嵌合されるボールねじ１であって、シール材１６が、周方向に無端状の環状部材であって、前記雌型部材３の内周面と連通可能な孔１４ａと、前記孔１４ａに前記雄型部材２が内挿されたときに前記雄型部材２の前記雄溝７と嵌合可能な凸部１４ｃが形成された嵌合面１４ｂを有し、ゴムを含浸させた布からなる摺動層１４と、前記摺動層１４の前記嵌合面１４ｂと反対側の面に積層された保持層１５と、を有し、前記布の伸縮性を示す方向が前記孔１４ａの周方向と一致する。

Description

切上げ軸対応接触シール、及びボールねじ

　本発明は、各種産業機械で用いられる切上げ軸対応接触シール、及びボールねじに関するものである。

　従来、雄溝を有するボールねじ軸（「雄型部材」とも呼ぶ。）の外周にボールナット（「雌型部材」とも呼ぶ。）が嵌合されたボールねじにおいて、シール材として、ボールねじ軸の外周面に嵌る突起が形成された嵌合面を有するリング状の接触シールが開示されている（例えば、特許文献１）。上記特許文献１のシール材の嵌合面は、ゴムが含浸された繊維からなる摺動層で形成されていることによって、ボールねじ軸をシール材に嵌合する際の摺動抵抗を低減できることが開示されている。

　ボールねじ軸は、両端において雄溝が形成されておらず、丸棒のままのいわゆる「切上げ」に形成されている場合がある。「切上げ」のボールねじ軸（「切上げ軸」とも呼ぶ。）には、通常のリング状シール材を挿入することができない。これに対し、リングの周方向の一カ所に切断部が形成され、切断部を開いてボールねじ軸に挿入可能としたシール材が開示されている（例えば、特許文献２）。上記特許文献２のシール材は、切断部が軸方向でＶ字状または円弧状になっていることによって軸方向のズレが生じ難くなることが開示されている。

特開２０１４－５８６５号公報特開２０１３－１００９２０号公報

　しかしながら上記特許文献２の場合、ボールねじ軸に挿入されたシール材の切断部から異物が混入することが避けられず、シール性が低下してしまう、という問題がある。なお、上記特許文献１の場合、シール材は半径方向に延びるため切上げ軸に挿入可能であるが、半径方向に延ばすことによって嵌合面の内径が大きくなる方向に塑性変形するため、嵌合面と雄溝の間に隙間が生じ、良好なシール性が得られない。

　本発明は、切上げ軸に適用した場合でもシール性を向上することができるシール材、及びボールねじを提供することを目的とする。

　本発明に係るシール材は、外周面にボールが転動可能な複数の雄溝が形成された雄型部材と、前記ボールが転動可能な複数の雌溝が前記雄溝と対向して形成された内周面を有するとともに、前記ボールが循環可能な循環経路が形成された雌型部材と、が軸方向に嵌合されるボールねじに使用されるシール材であって、前記雌型部材の前記内周面と連通可能な孔と、前記孔に前記雄型部材が内挿されたときに前記雄型部材の前記雄溝と嵌合可能な凸部が形成された嵌合面を有し、ゴムを含浸させた布からなる摺動層と、前記摺動層の前記嵌合面と反対側の面に積層された保持層と、を有し、前記布の伸縮性を示す方向が前記孔の周方向と一致する。

　本発明に係るボールねじは、外周面にボールが転動可能な複数の雄溝が形成された雄型部材と、前記ボールが転動可能な複数の雌溝が前記雄溝と対向して形成された内周面を有するとともに、前記ボールが循環可能な循環経路が形成された雌型部材と、前記雌型部材の軸方向の一端部または／および他端部に設けられたシール材と、を備え、前記雄型部材と前記雌型部材とが軸方向に嵌合されるボールねじであって、前記シール材が、周方向に無端状の環状部材であって、前記雌型部材の前記内周面と連通可能な孔と、前記孔に前記雄型部材が内挿されたときに前記雄型部材の前記雄溝と嵌合可能な凸部が形成された嵌合面を有し、ゴムを含浸させた布からなる摺動層と、前記摺動層の前記嵌合面と反対側の面に積層された保持層と、を有し、前記布の伸縮性を示す方向が前記孔の周方向と一致する。

　本発明によれば、シール材は、布の伸縮方向が孔の周方向に一致するように摺動層が配置されているので、雄型部材に挿入された後、直径方向内側へ弾性変形し、元の形状に復帰する。すなわちシール材の嵌合面と雄型部材の間に隙間が生じず、異物の侵入を防止することができるので、切上げ軸に適用した場合でもシール性を向上することができる。

本実施形態に係るボールねじを示す概略図であり、図１Ａは斜視図、図１Ｂは断面図である。本実施形態に係るシール材の斜視図である。本実施形態に係るシール材と雄型部材を示す部分端面図である。評価試験の説明に供する斜視図である。実施例の評価試験の結果を示すグラフであり、図５Ａは外径の評価結果、図５Ｂは内径の評価結果である。比較例の評価試験の結果を示すグラフであり、図６Ａは外径の評価結果、図６Ｂは内径の評価結果である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
（全体構成）
　図１Ａ，１Ｂに示すように、ボールねじ１は、雄型部材２と、雌型部材３とを備える。雄型部材２は、棒状の金属部材からなる切上げ軸であり、外周面に螺旋状の複数の雄溝７が形成されたねじ軸部２１と、ねじ軸部２１の両端部に設けられた雄溝７が形成されていない外周面からなる軸端部２２とを有する。軸端部２２は雄溝７が形成されていない丸棒状であり、雄溝７と雄溝７の間の山における山径と同じ外径で形成されている。

　雌型部材３は、金属からなり、筒状の筒状部８と、筒状部８の一端部に形成された板状の板状部９とを有している。筒状部８及び板状部９は、一体で形成されている。板状部９は、筒状部８の内周面１０に連通した内周面１１を有する。筒状部８及び板状部９の各内周面１０，１１には、複数の雌溝１２が形成されている。各雌溝１２は、上記雄溝７と同様に螺旋状に形成されており、雄型部材２の雄溝７と互いに対向する位置に形成されている。

　筒状部８の内部には、複数のボールＢが循環可能な循環経路１３が形成されている。雄溝７及び雌溝１２の間には、上記循環経路１３と連通可能な軌道Ｐが形成されている。この軌道Ｐ内には、複数のボールＢが充填されている。

　本実施形態のボールねじ１は、雄型部材２と雌型部材３とが相対的に回転すると、ボールＢが軌道Ｐ内を転動しつつ進み、循環経路１３を経由して、元の位置に再び戻るという無限循環路が構成されており、ボールＢの循環が繰り返される。このようなボールＢの循環によって、雄型部材２及び雌型部材３が、相対的に中心軸Ａ方向に移動するとともに、互いに嵌合可能となっている。なお、本実施形態の雄溝７は、その条数を４条としたいわゆる４条ねじ構造を有しており、この条数に合わせて、４つの循環経路１３が形成されている。

　雌型部材３の中心軸Ａ方向の両端部には、カバー部材４と、カバー部材４で覆われた切上げ軸対応接触シール（以下、「シール材」という。）１６とが配置されている。なお、図１Ｂにおいて、一対で構成されていて特別に区別して説明する必要がないカバー部材４及びシール材１６は、図面の簡略化を図るために、一方のカバー部材４及びシール材１６（紙面左側のシール材１６）についてのみ各部位の符号を付し、もう一方のカバー部材４及びシール材１６（紙面右側のカバー部材４及びシール材１６）については、各部位の符号を適宜省略することがあることを予め断わっておく。

　シール材１６は、図２に示すように、周方向（図中矢印Ｃ方向）に無端状の環状部材であり、摺動層１４と、保持層１５とを備える。シール材１６は、周方向に一体に形成されているのであって、周方向の端部同士を接着剤などによって繋ぎ合わせたものとは異なる。摺動層１４は、孔１４ａを囲む筒状の層である。孔１４ａは、雌型部材３の各内周面１０，１１と連通している（図１Ｂ）。

　図３に示すように、摺動層１４は、孔１４ａの中心軸Ａ方向のシール材１６の一端部から他端部まで連続して形成されており、孔１４ａを取り囲む位置に設けられた嵌合面１４ｂを有している。該嵌合面１４ｂには、凸部１４ｃが形成されている。この凸部１４ｃは、孔１４ａに雄型部材２が内挿されたときに、雄型部材２の雄溝７と嵌合可能な部位である。

　摺動層１４は、アラミド繊維、ナイロン、ウレタン、木綿、絹、麻、アセテート、レーヨン、及びフッ素のうち一種以上を含む繊維から糸（経糸及び緯糸）を形成し、当該糸を規則的に成形した布と、当該布に含浸処理されたゴムとを有する。

　布は、経糸と緯糸とからなる織布であり、平織、朱子織、及び綾織等が用いられる。布は、一方向に伸縮性を有する。布の表面をＸＹ平面とした場合、布は、Ｘ方向にのみ伸縮性を有し、Ｘ方向に直交するＹ方向には伸縮性を有しない。Ｘ方向に伸縮性を持たせるため、Ｘ方向に沿って延びる緯糸は例えばウーリー加工された捲縮糸を用いることができ、綾織または朱子織が好ましい。この場合、布は、原反の状態において、引張荷重を４０ＮとしたときのＸ方向の伸び率が１００％以上であるのに対し、Ｙ方向の伸び率が１０％以下であるのが好ましい。摺動層１４は、布の伸縮性を示す方向が孔１４ａの周方向と一致するように形成される。すなわち摺動層１４における布の伸縮性を示すＸ方向は、孔１４ａの周方向Ｃ（図２）に一致する。本明細書における布の伸び率は、１５ｍｍのＸ及びＹ方向長さを有する布に４０Ｎの引張荷重をかけたときの布の伸び率をいう。

　ゴムは、布を含浸処理できるものであればよい。このゴムとしては、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン－プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのゴムを各種変性処理したものを使用することができる。これらのゴムは、単独で使用することができるほか、複数種のゴムをブレンドして用いることもできる。また、ゴムには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、及び、着色剤等の従来からゴムの配合剤として使用していたものを適量配合することができる。これら以外に、摺動層１４の潤滑性を向上させるために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がゴムに含まれていてもよい。

　上記のゴムによる布への含浸処理は、ゴムを溶剤等で溶解し液状とした後、所定の布をディッピング処理する方法が好適に使用される。ゴムによって布を含浸処理することで、糸の間にゴム材が入り込み、糸同士を接着させてまとめあげ、摺動層１４として機能させることが可能となる。また、糸にゴム等が含浸されることにより、糸同士の擦れによる耐摩耗性が低減されると共に、さらには摺動層１４と雄型部材２との間で発生する摺動層１４表面の摩耗性のアップを図ることが可能となる。繊維（短繊維や長繊維）のみから構成されたものと比べ、布は、シート状であることから取り扱いが容易であるため、ゴムによる含浸処理を行い易い。

　保持層１５は、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン－プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのゴムを各種変性処理したものを使用することができる。これらのゴムは、単独で使用することができるほか、複数種のゴムをブレンドして用いることもできる。また、ゴムには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、及び、着色剤等の従来からゴムの配合剤として使用していたものを適量配合することができる。

　保持層１５は、摺動層１４において嵌合面１４ｂが形成されている側と反対側の面１４ｄに積層された、筒状の層である（図３）。保持層１５の外周部にバックアップリングを取り付けることも可能である。この場合、嵌合面１４ｂに内圧を掛けることでシール性を高めることができる。バックアップリングは、Ｏリング、ガータスプリング等、嵌合面１４ｂに内圧を加えられる構造であり、摺動性とのバランスから適量な内圧を発生させる種類を選定することが望ましい。

　上記の様に構成されたシール材１６は、雄型部材２の外周面と接触する嵌合面１４ｂのしめしろが０以上であるのが好ましい。なお、「しめしろ」とは、一般的に、軸の方が穴の直径より大きい場合であって、両者の直径の差をいう。本明細書において「しめしろ」は、シール材１６を、嵌合面１４ｂの内径より１８％大きい直径を有する軸端部２２に挿入した後のシール材１６の嵌合面１４ｂの内径により求められる値である。雄型部材２の外周面、すなわち軸端部２２の外径をＤ、シール材１６の嵌合面１４ｂの内径をｄ１とすると、しめしろ（Ｄ－ｄ１）は０以上である。なお、しめしろの上限は、雄型部材２に対するシール材１６の摺動抵抗が不用意に大きくなり過ぎないように設定されることが望ましい。

　カバー部材４（図１Ｂ）は、例えば、プラスチック又は金属からなり、筒状部材からなる筒状部４ａと、筒状部４ａの一端に設けられた円板部４ｂと、筒状部４ａの他端に設けられたフランジ部４ｃとを有する。筒状部４ａ、円板部４ｂ、フランジ部４ｃは、一体に形成されている。筒状部４ａは、保持層１５の摺動層１４が形成されている側の面１５ａと反対側の面１５ｂに接している。円板部４ｂは、保持層１５の雌型部材３が形成されている側の面１５ｃと反対側の面１５ｄを覆うように形成されており、中央に雄型部材２が貫通する貫通穴を有する。フランジ部４ｃは、筒状部４ａの他端から半径方向に突出し、雌型部材３に接するように形成されている。カバー部材４は、雌型部材３の中心軸Ａ方向の両端部に、締結部材（図示しない）を用いてフランジ部４ｃを雌型部材３の中心軸Ａ方向の端部に固定することによって、シール材１６を取り付け可能に構成されている。

　カバー部材４の形状は、雌型部材３の中心軸Ａ方向の端部に取り付けできる形状であれば、この形状に限定されない。例えば、雌型部材３の中心軸Ａ方向の端部に掘り込みを設け、この部分に摺動層１４、保持層１５を入れ込み、雄型部材２が貫通する貫通穴を有する円板状のカバー部材４と保持層１５の側面を接着し、雌型部材３の中心軸Ａ方向の両端部の少なくともいずれか一方に、締結部材（図示せず）を用いて取り付けても良い。

　また、シール材１６とカバー部材４とを接着させる接着剤は、例えばアクリル樹脂系接着剤、オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エチレン－酢酸ビニル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコン系接着剤、スチレン－ブタジエンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、レゾルシノール系接着剤等があり、接着剤を加熱融解した状態にして流動性を付与した上で塗布し冷却することにより硬化・接着する方法や、接着剤を加熱することで硬化・接着させる方法等がある。接着させる面は、例えばカバー部材４の筒状部４ａと保持層１５との接触面１５ｂや、円板部４ｂと保持層１５との接触面１５ｄなどが考えられる。

　また、上記のように雌型部材３の中心軸Ａ方向の端部に掘り込みを設け、この部分にシール材１６を入れ込んで、雌型部材３の筒状部８、または板状部９の外周部から保持層１５に向けて固定ネジ（図示せず）を打ち込み固定した場合、カバー部材４を省略することができる。

（シール材の製造方法）
　シール材１６の製造方法の一例について説明する。まず、雄型部材２に対応した、表面に螺旋状の雄溝が形成されたねじ軸部を有する棒状の金型（図示しない）を用意する。ゴムは、加硫成型を経ることによって、収縮する。本実施形態において用いる金型は、加硫成型後のシール材１６が、上記しめしろを得られるように、シール材１６が適用される雄型部材２に比べ、所定の大きさを有するように形成される。

　次いで、ゴム等を含浸させた布を、伸縮方向が金型の周方向に一致するように金型の外周面に巻き付けて、摺動層１４の前駆体層を形成する。次に、シート状のゴムを摺動層１４の前駆体層の外周面に巻き付けて、保持層１５の前駆体層を形成する。続いて、保持層１５の前駆体層の外周面に適度な圧力を加えて加硫成型し、摺動層１４及び保持層１５の各前駆体層を一体化すると共に、摺動層１４の前駆体層の嵌合面に凸部１４ｃを形成する。そして摺動層１４及び保持層１５の各前駆体層を、金型の周方向に回動させて金型から抜き出す。最後に、摺動層１４及び保持層１５が一体化された前駆体層をドーナツ状に切断して、所定の厚さを有するシール材１６が得られる。必要に応じて、シール材１６に接着剤を用いてカバー部材４を貼り付ける。カバー部材４が不要な場合は、カバー部材４を貼付ける工程は不要となる。

（作用及び効果）
　シール材１６は、軸端部２２から雄型部材２に挿入される。このときシール材１６は、シール材１６の凸部１４ｃの内径（孔内径）をｄ２とすると、少なくとも軸端部２２の外径Ｄとシール材１６の孔内径ｄ２との差（Ｄ－ｄ２）分だけ、直径方向外側に強制的に広げられる。軸端部２２を通過してねじ軸部２１へ到達すると、シール材１６は直径方向内側へ弾性変形して、凸部１４ｃが雄溝７へ入りこむ。布の伸縮方向が孔１４ａの周方向に一致するように摺動層１４が形成されているので、シール材１６は、直径方向内側へ弾性変形し、元の形状に復帰する。この場合、元の形状とは、孔内径ｄ２が挿入前と完全に一致する場合に限らない。挿入前の孔内径に対し直径が１８％大きい軸に挿入し、取り外してから１日経過した後の孔内径ｄ２の変化量が、挿入前の孔内径の１．０％未満（もしくは０．４ｍｍ以下）であるのが好ましい。シール材１６は、孔内径ｄ２の変化量が、挿入前の孔内径の１．０％未満（もしくは０．４ｍｍ以下）であることによって、軸端部２２を通過した後のねじ軸部２１において、適正なしめしろが得られる。すなわちシール材１６の嵌合面１４ｂとねじ軸部２１の間に隙間が生じず、異物の侵入を防止することができるので、切上げ軸に適用した場合でもシール性を向上することができる。

　シール材１６は、加硫成型によって収縮し、用いた金型より小さくなるが、本実施形態の場合、加硫成型後のシール材１６が所定のしめしろを得られるように、所定の大きさに形成された金型を用いて作製されている。したがって、シール材１６は、適正なしめしろが得られるので、雄型部材２との間の摺動抵抗を低減することができる。また金型は、雄型部材２に比べ収縮量の分だけ大きく形成されていることから、布が雄溝７に沿って変形し易いので、孔１４ａの中心軸Ａ方向に伸縮しない布を用いても、雄溝７に沿った形状を有するシール材１６を形成することができる。したがってシール材１６は、良好なシール性が得られると共に、摺動抵抗が不用意に大きくなることを防止することができる。

　シール材１６は、雄型部材２の雄溝７と嵌合する摺動層１４を、ゴムを含浸させた布を用いて構成したことによって、雄型部材２と雌型部材３の間へ微細な異物が侵入するのを防ぎ、かつ、雄型部材２と雌型部材３が相対的に中心軸Ａ方向へ移動する際の摺動抵抗を低減することができる。また、布をゴムで含浸処理した摺動層１４を備えることによって、摺動層１４と雄型部材２の間で発生する摺動層１４表面の耐摩耗性を向上することができる。さらに摺動層１４において孔１４ａが形成されている嵌合面１４ｂと反対側の面１４ｄに保持層１５が積層されていることによって、シール材１６は雌型部材３の両端部に安定して取り付けることができる。上記のように構成されたシール材１６を雌型部材３に取り付けることにより、雄型部材２と雌型部材３をスムーズに相対的に移動させることができる。

　また、金型は、螺旋状の雄溝７を備える複雑な形状であるが、本実施形態の場合、収縮方向が一方向のみである布を摺動層１４に用いることによって、収縮する位置や収縮量を予想しやすいので、所望の金型を容易に作製することができる。

　一方、布の伸縮方向が縦および横の両方向である場合、雄溝７は曲面であり螺旋状であることから、加硫成型後の摺動層１４の収縮方向が一様とはならず、加硫成型後の摺動層１４の各部の寸法を的確に予測することが困難である。したがって金型を作製するために一定以上の試行錯誤を要するといえる。縦および横の両方向に伸縮性を示す布によって、理論上、直径方向に弾性変形するシール材１６を得られると仮にいえたとしても、実際にそのような布を用いて所定のしめしろを有するシール材１６を作製することは容易ではない。

（変形例）
　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態の場合、シール材１６は雌型部材３の両端部に取り付けられる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、使用環境に応じて、シール材１６の雌型部材３に中心軸Ａ方向の両端部のいずれか一方に取り付けられるものであってもよい。

　上記実施形態の場合、雄型部材２の雄溝７がいわゆる４条ねじ構造である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、雄溝７の条数は、ボールねじの使用状況に応じて適宜変更することができる。

　上記実施形態の場合、摺動層１４に適用される布が織布である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、収縮方向が一方向のみであれば、例えば帆布、ベルベット、デニムを採用することができる。

　なお、雄溝７が形成されていない軸端部２２は、工場出荷後において、ボールねじ１の納入先である工作機械メーカーなどにおいて、適宜、機械加工が施され、所定の形状に加工されてもよい。

（評価試験）
　実際にシール材を作製し、評価を行った。シール材の摺動層に用いた綾織とした布は、ＮＢＲゴムを含浸処理して形成し、引張荷重を４０Ｎとしたときの、布の伸縮性を示すＸ方向の伸び率は１００％、布のＹ方向の伸び率は７．３％であった。保持層は、ＪＩＳ　Ｋ６２５３のデュロメータ硬さ試験(タイプＡ)に準じて測定した硬度が６０である、ＮＢＲゴムからなる。シール材は、内径が２７．２ｍｍ、外径が４３．９ｍｍ、厚さは１５ｍｍとした。Ｘ方向が孔１４ａの円周方向に一致するように摺動層を配置して、シール材を１０個作製した。

　上記試料を、図４に示す筒状の挿入治具を用いて、直径３１．９５ｍｍの鉄の丸棒の一端に挿入した。挿入治具は、筒状の第１治具２４と、第１治具２４に対し外側から挿入される筒状の第２治具２５とを備える。第１治具２４は、中実の円錐台形状の部材であって、底面の外径が丸棒３０の外径よりやや大きく、外周面に中心軸Ａ方向に凸状に延びるガイド突部２７が均等に複数（本図の場合、３個）配置されている。第１治具２４の底面におけるガイド突部２７の先端同士をつなぐ中心軸Ａを中心とする仮想円の直径は３４ｍｍである。第２治具２５は、第１治具２４の外径よりやや大きい内径を有する貫通穴２８を有し、当該貫通穴２８の内周面に、ガイド突部２７に対応した位置及び大きさを有するガイド溝２９が形成されている。

　まず第１治具２４を先端から丸棒３０の上端に挿入した。丸棒３０の上端側には、縁部（図示しない）が形成されており、第１治具２４は先端が当該縁部に接触した位置で停止する。次いで、第１治具２４の基端にシール材１６の先端を向けてシール材１６を第１治具２４に挿入する。続いてシール材１６の基端に第２治具２５の先端を接触させ、第２治具２５の基端を丸棒３０に向かって押す。押されたシール材１６は、ガイド突部２７によって直径方向外側に変形し、孔１４ａが拡径することによって、第１治具２４を通過し、丸棒３０に挿入される。第２治具２５は、ガイド溝２９がガイド突部２７に沿って移動することによって、第１治具２４に対し外側から挿入される。丸棒３０に挿入されたシール材１６を、挿入後、直ちに丸棒３０から取り外し、取り外した後のシール材１６の内径及び外径を測定し、時間経過による内径及び外径の変化量を確認した。

　比較として、緯糸に平行なＸ方向を孔１４ａの中心軸Ａ方向に一致するように摺動層を配置したシール材（比較例１）、摺動層を有しないシール材（比較例２）を作製した。比較例１，２において上記の差異点以外は実施例と同じ条件で試験を行い、時間経過による内径及び外径の変化量を確認した。

　実施例に係る測定結果を図５Ａ，５Ｂに示す。図５Ａは、横軸が取り外し後の経過時間（日）、縦軸が外径の変化量（ｍｍ）である。図５Ｂは、横軸が取り外し後の経過時間（日）、縦軸が内径の変化量（ｍｍ）である。本図より、１日経過後において、外径及び内径の変化量が０．１ｍｍ以下になることが確認できた。特に内径においては、１日経過後において変化量が平均で０．０３ｍｍ（孔内径の０．１％）、７日経過後では変化量がほぼ０であることから、直径方向内側へ確実に弾性変形し、シール材は元の形状にほぼ復帰しているといえる。このことから実施例に係るシール材は、布の伸縮性を示す方向が前記孔１４ａの周方向と一致することによって、直径方向外側に強制的に広げられても、直径方向内側へ確実に弾性変形して元の形状に復帰するので、しめしろが所定の範囲内であり、良好なシール性が得られることが分かった。

　比較例に係る測定結果を図６Ａ，６Ｂに示す。図６Ａは、横軸が取り外し後の経過時間（分）、縦軸が外径の変化量（ｍｍ）である。図６Ｂは、横軸が取り外し後の経過時間（分）、縦軸が内径の変化量（ｍｍ）である。３００分経過後における変化量は、比較例１は０．１ｍｍ以上であるのに対し、比較例２は０．０５ｍｍ以下であった。なお、図示していないが、比較例１は７日経過後においても変化量が０．１ｍｍ以上であることを確認した。すなわち布の伸縮性を示す方向が孔の軸方向と一致する比較例１は挿入前の孔外径及び内径に対する変化量が大きい。一方、摺動層を有しない保持層のみのシール材はゴムで構成されているため弾性変形によって元の形状に復帰している。このことからシール材における塑性変形は、摺動層における布によって生じており、布の塑性変形が、シール材が元の形状に復帰することを妨げているといえる。なお比較例２は摺動層を有していないので、摺動抵抗が高くなってしまう。

　以上より、摺動層における布の伸縮性を示す方向を前記孔の周方向と一致させることによって、シール材は、孔が直径方向内側へ弾性変形することができ、切上げ軸に適用した場合でもシール性を向上することができる。

１      ボールねじ
２      雄型部材
３      雌型部材
７      雄溝
１０，１１      各内周面
１２    雌溝
１４    摺動層
１４ａ  孔
１４ｂ  嵌合面
１４ｃ  凸部
１５    保持層
１６    シール材

Claims

外周面にボールが転動可能な複数の雄溝が形成された雄型部材と、
前記ボールが転動可能な複数の雌溝が前記雄溝と対向して形成された内周面を有するとともに、前記ボールが循環可能な循環経路が形成された雌型部材と、
が軸方向に嵌合されるボールねじに使用されるシール材であって、
前記雌型部材の前記内周面と連通可能な孔と、
前記孔に前記雄型部材が内挿されたときに前記雄型部材の前記雄溝と嵌合可能な凸部が形成された嵌合面を有し、ゴムを含浸させた布からなる摺動層と、
前記摺動層の前記嵌合面と反対側の面に積層された保持層と、
を有し、
前記布の伸縮性を示す方向が前記孔の周方向と一致する、
シール材。
前記孔の内径より１８％大きい外径を有する丸棒に挿入し、前記丸棒から取り外してから１日経過した後の前記内径の、前記丸棒に挿入する前の前記内径に対する変化量が、挿入前の前記内径の１．０％未満である、請求項１に記載のシール材。
外周面にボールが転動可能な複数の雄溝が形成された雄型部材と、
前記ボールが転動可能な複数の雌溝が前記雄溝と対向して形成された内周面を有するとともに、前記ボールが循環可能な循環経路が形成された雌型部材と、
前記雌型部材の軸方向の一端部または／および他端部に設けられたシール材と、
を備え、前記雄型部材と前記雌型部材とが軸方向に嵌合されるボールねじであって、
前記シール材が、
周方向に無端状の環状部材であって、
前記雌型部材の前記内周面と連通可能な孔と、
前記孔に前記雄型部材が内挿されたときに前記雄型部材の前記雄溝と嵌合可能な凸部が形成された嵌合面を有し、ゴムを含浸させた布からなる摺動層と、
前記摺動層の前記嵌合面と反対側の面に積層された保持層と、
を有し、
前記布の伸縮性を示す方向が前記孔の周方向と一致する、
ボールねじ。
前記孔の内径より５ｍｍ大きい外径を有する丸棒に挿入し、前記丸棒から取り外してから１日経過した後の前記内径の、前記丸棒に挿入する前の前記内径に対する変化量が、挿入前の前記内径の１．０％未満である、請求項３に記載のボールねじ。