(57)【要約】【課題】高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命なボールねじを提供する。また、長寿命な射出成形機を提供する。【解決手段】ボールねじ１は、螺旋状のねじ溝３ａを外周面に有するねじ軸３と、ねじ軸３のねじ溝３ａに対向するねじ溝５ａを内周面に有するナット５と、両ねじ溝３ａ，５ａにより形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボール９と、両ねじ溝３ａ，５ａとボール９との間の潤滑を行う潤滑剤と、ナット５の軸方向両端部に取り付けられた円環状の接触シール１９，１９と、を備えている。接触シール１９の外周縁部がナット５の内周面に取り付けられ、内周縁部がねじ軸３の外周面に滑り接触しているため、ボールねじ１の内部は密封されている。また、前記潤滑剤として、固体潤滑剤の微粒子を含有するグリースが使用されている。このようなボールねじ１は、射出成形機に使用されるボールねじとして好適である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝の間に転動自在に配された複数のボールと、前記両ねじ溝と前記ボールとの間の潤滑を行う潤滑剤と、を備えるボールねじにおいて、
内周縁部が前記ねじ軸の外周面に滑り接触する円環状の接触シールを、前記ナットの軸方向両端部に配するとともに、前記潤滑剤を、固体潤滑剤の微粒子を含有するグリースとしたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記固体潤滑剤を有機モリブデン及び二硫化モリブデンの少なくとも一方としたことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記グリースはＵＳＤＡのカテゴリーＨ１に属することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記固体潤滑剤をポリテトラフルオロエチレン，トリフェニルフォスホロチオネート，及び硫化亜鉛のうちの少なくとも一種としたことを特徴とする請求項３に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記固体潤滑剤の微粒子の少なくとも一部は、粒径が０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項６】
前記各ボールの間にセパレータを配したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のボールねじを備えることを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ及び射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動射出成形機や電動プレス機に備えられるボールねじは、比較的大型であり、高荷重が負荷されるという厳しい条件下で使用される。このようなボールねじにおいては、ねじ軸の外周面に付着した塵埃，摩耗粉等の異物がナットの内部に入り込むと、ねじ溝に圧痕が発生し、この圧痕を起点とする剥離損傷が生じる場合がある。そこで、ナットの内部への異物の侵入を防ぐために、シールが取り付けられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ボールねじのナットの内周面の軸方向両端部に取り付けられて、ナットの内部を密封するシールが開示されている。このシールは円環状であり、ねじ軸の外周面に滑り接触する薄肉の弾性シール片を内周縁側に有している。
しかしながら、前述した用途のボールねじは高荷重が負荷されるため、発熱が大きく、潤滑剤の劣化も著しい。特許文献１に記載のシールは、異物侵入の防止には有効であるが、劣化した潤滑剤もボールねじの内部に密封してしまい、劣化した潤滑剤がボールねじの外部に排出されないという問題があった。そのため、ボールねじの寿命が不十分となる場合があった。
【０００４】
一方、特許文献２には、グリースの供給口がナットに形成され、グリースの排出口がシールに形成されたボールねじが開示されている。そして、自動給脂装置によってボールねじの内部に新しいグリースが供給され、古いグリースが排出口から排出されるようになっている。
しかしながら、このようなボールねじは、自動給脂装置が必要であることに加えて、排出されたグリースがシールの排出口からボールねじの外部に垂れ流されることとなるので、ボールねじの機台をグリースで汚染するという問題があった。
【０００５】
他方、近年においては、食品，医薬品の容器や包装材は、樹脂の射出成形によって安価且つ大量に製造されることが多い。その際に使用される射出成形機はボールねじによって駆動されるが、ボールねじの潤滑のために使用されているグリース，潤滑油等の潤滑剤が飛散して射出成形品に接触するおそれがあるため、人体に悪影響を及ぼす可能性のある潤滑剤をボールねじに使用することはできない。
【０００６】
つまり、食品，医薬品の容器や包装材を製造する射出成形機は「食品機械」と同様の取り扱いが必要であるため、一般の射出成形機の潤滑に使用される極圧剤含有潤滑剤（例えば特許文献３に記載のもの）は使用できず、食品機械用潤滑剤が使用される。食品機械用潤滑剤に使用可能な成分は、人体に有害な成分が食品中に混入することを防止するために、法律に定められた衛生基準にしたがって規定されている。潤滑グリースの衛生基準としては、ＦＤＡ（米国食品医薬品局）又はＵＳＤＡ（米国農務省）の認可基準がよく知られており、一般工業用グリースとは別に食品機械用グリースの基準が知られている。
【０００７】
ちなみに、ＵＳＤＡのカテゴリーＨ１は、ＦＤＡの規定Ｎｏ．２１ＣＦＲ１７８．３５７０の規格に合格する人体に安全なベースオイル及び添加剤で製造された潤滑剤であり、ＵＳＤＡが「食品と潤滑剤が偶発的に接触する可能性がある食品機械に使用できる安全な潤滑剤である」と認証したものである。このような食品機械用グリースとしては、例えば特許文献４に記載のものがある。
【０００８】
しかしながら、食品機械用潤滑剤は、人体に悪影響を及ぼす可能性は低いものの潤滑性，潤滑剤保持性等の性能はそれほど高くないため、高荷重用のボールねじには不向きであるという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２５２８５６号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５０３３号公報
【特許文献３】特開２００１−４９２７８号公報
【特許文献４】特開平７−２６２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命なボールねじを提供することを課題とする。また、食品機械に組み込むことが可能であるとともに高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命なボールねじを提供することを併せて課題とする。さらに、長寿命な射出成形機を提供することを併せて課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係るボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝の間に転動自在に配された複数のボールと、前記両ねじ溝と前記ボールとの間の潤滑を行う潤滑剤と、を備えるボールねじにおいて、内周縁部が前記ねじ軸の外周面に滑り接触する円環状の接触シールを、前記ナットの軸方向両端部に配するとともに、前記潤滑剤を、固体潤滑剤の微粒子を含有するグリースとしたことを特徴とする。
【００１１】
ボールねじの内部が接触シールで密封されているので、塵埃，摩耗粉等の異物がナットの内部に侵入することがない。よって、ねじ溝に剥離損傷が生じることがほとんどないので、本発明のボールねじは長寿命である。また、固体潤滑剤の微粒子を含有するグリースで潤滑されているため、ボールねじに高荷重が負荷されてグリースが劣化したとしても、固体潤滑剤による潤滑が行われ長寿命となる。さらに、グリースが接触シールで密封されているので、ボールねじの機台等、ボールねじの周辺がグリースで汚染されるおそれがほとんどない。
【００１２】
さらに、前記グリースがＵＳＤＡのカテゴリーＨ１に属していれば、本発明のボールねじは食品機械用のボールねじ（例えば、食品，医薬品の容器や包装材を射出成形する射出成形機に使用されるボールねじ）として、より好適である。このようなボールねじは、上記と同様に長寿命であるとともに、仮にグリースが飛散して、例えば射出成形品である食品，医薬品の容器や包装材に接触しても、問題がない。
【００１３】
このような本発明のボールねじにおいては、前記固体潤滑剤を有機モリブデン及び二硫化モリブデンの少なくとも一方とすることが好ましいが、ＵＳＤＡのカテゴリーＨ１に属するグリースを使用してボールねじを食品機械に組み込む場合は、固体潤滑剤をポリテトラフルオロエチレン，トリフェニルフォスホロチオネート，及び硫化亜鉛のうちの少なくとも一種とすることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明のボールねじにおいては、前記固体潤滑剤の微粒子の少なくとも一部は、粒径が０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。さらに、本発明のボールねじにおいては、前記各ボールの間にセパレータを配することが好ましい。さらに、前記接触シールは、その外周縁部が前記ナットの内周面に取り付けられ、内周縁部が前記ねじ軸の外周面に滑り接触するようになっていることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明に係る射出成形機は、上記のようなボールねじを備えることを特徴とする。
このような構成であれば、射出成形機は長寿命である。また、ＵＳＤＡのカテゴリーＨ１に属するグリースを使用したボールねじが組み込まれた射出成形機は、長寿命であるとともに、食品，医薬品の容器や包装材の成形に特に好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のボールねじは、高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命である。また、本発明のボールねじは、食品機械に組み込むことが可能であるとともに、高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命である。さらに、本発明の射出成形機は長寿命である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るボールねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態であるボールねじの平面図であり、図２は図１のボールねじのＡ−Ａ断面図である。なお、これ以降に示す各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
図１，２に示すように、ボールねじ１は、螺旋状のねじ溝３ａを外周面に有するねじ軸３と、ねじ軸３のねじ溝３ａに対向する螺旋状のねじ溝５ａを内周面に有するナット５と、両ねじ溝３ａ，５ａにより形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボール９と、両ねじ溝３ａ，５ａとボール９との間の潤滑を行う潤滑剤（図示せず）と、ナット５の軸方向両端部に取り付けられた円環状の接触シール１９，１９と、を備えている。
【００１８】
そして、ボール９を介してねじ軸３に螺合されているナット５とねじ軸３とを、例えば図示しないモータによって相対回転運動させると、ボール９の転動を介してねじ軸３とナット５とが軸方向に相対直線移動するようになっている。なお、ねじ溝３ａ，５ａの断面形状は、円弧状でもよいし、曲率中心の異なる２つの円弧を組合せた略Ｖ字状をなすゴシックアーク状でもよい。
【００１９】
ナット５の外周面の一部は平坦に削られていて、軸方向に平行な平面部１３が形成されている。そして、ボール転動路の始点と終点とを連通させて無端状のボール循環路を形成する略コ字状に屈曲したリターンチューブ１５が、チューブ押え１７によって平面部１３に固定されている。すなわち、ナット５には、平面部１３に開口しナット５のねじ溝５ａと連通する一対の貫通孔が設けられていて、リターンチューブ１５の両端部がこの両貫通孔に平面部１３側から挿入されている。そして、貫通孔の外に位置するリターンチューブ１５の中央部分が、平面部１３上に配されている。
【００２０】
ボール転動路内を転動するボール９は、このリターンチューブ１５を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール９はボール転動路内を移動しねじ軸３の回りを複数回回ってから、ボール転動路の終点（リターンチューブ１５とボール転動路との交点）において、リターンチューブ１５の一方の端部（開口部）からリターンチューブ１５内にすくい上げられる。すくい上げられたボール９は、リターンチューブ１５の中を通って、リターンチューブ１５の他方の端部（開口部）からボール転動路の始点に戻される。このように、ボール転動路内を転動するボール９が、ボール転動路の始点と終点とを連通させるリターンチューブ１５により無限に循環されるようになっているので、ねじ軸３とナット５とは継続的に相対直線移動することができる。
【００２１】
このボールねじ１においては、接触シール１９は、その外周縁部がナット５の内周面に取り付けられ、その内周縁部の全周がねじ軸３の外周面に滑り接触している（ねじ軸３の外周面のうち、ねじ溝３ａの溝面又はねじ溝３ａが形成されていない部分に滑り接触する）。このように、ボールねじ１の内部が接触シール１９で密封されているので、塵埃，摩耗粉等の異物が外部からナット５の内部に侵入することがない。よって、ねじ溝３ａ，５ａに剥離損傷が生じることがほとんどないので、ボールねじ１は長寿命である。
【００２２】
また、前記潤滑剤として、固体潤滑剤の微粒子を含有するグリースが使用されており、前記ボール転動路内に配されて、両ねじ溝３ａ，５ａとボール９との間の潤滑を行っている。そのため、ボールねじ１に高荷重が負荷されてグリースが劣化したとしても、固体潤滑剤による潤滑が行われ長寿命となる。
さらに、このボールねじ１は、初期に封入したグリースが密封されているので、ボールねじ１の機台等、ボールねじ１の周辺がグリースで汚染されるおそれがほとんどない。さらに、このグリースが劣化したとしても固体潤滑剤の微粒子によって長期間にわたって潤滑されるので、グリースの自動給脂は不要である。よって、自動給脂によりボールねじ１から外部に排出されたグリースでボールねじ１の機台が汚染されるという問題が生じることはない。
【００２３】
このようなボールねじ１は、高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命であるので、例えば、射出成形機，プレス装置に組み込まれた型締装置の型締機構に使用されるボールねじ（電動モータでボールねじを駆動することにより型締装置の型締めを行う型締機構におけるボールねじ）や、射出成形機においてスクリューを駆動するボールねじとして好適である。
【００２４】
また、グリースがＵＳＤＡのカテゴリーＨ１に属していれば、ボールねじ１は食品機械用のボールねじ（例えば、食品，医薬品の容器や包装材を射出成形する射出成形機に使用されるボールねじ）として、より好適である。このようなボールねじ１は、上記と同様に長寿命であるとともに、仮にグリースが飛散して、例えば射出成形品である食品，医薬品の容器や包装材に接触しても、問題がない。
【００２５】
なお、グリースに使用される固体潤滑剤の種類は特に限定されるものではなく、例えば、有機モリブデン，二硫化モリブデン，金属酸化物，金属窒化物，金属炭化物，粘土鉱物，チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ），グラファイト，窒化ホウ素，二硫化タングステン，亜鉛，銅，金，ホワイトメタルがあげられるが、有機モリブデン及び二硫化モリブデンの少なくとも一方を用いることが好ましい。そして、ＵＳＤＡのカテゴリーＨ１に属するグリースを使用してボールねじ１を食品機械に組み込む場合は、固体潤滑剤をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），トリフェニルフォスホロチオネート（ＴＰＰＴ），及び硫化亜鉛のうちの少なくとも一種とすることが好ましい。
【００２６】
金属酸化物の具体例としては、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＴｉＯ2 ，ＺｎＯがあげられる。金属窒化物の具体例としては、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＺｒＮ，ＣｒＮ，ＴｉＡｌＮがあげられる。金属炭化物の具体例としては、ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＷＣがあげられる。粘土鉱物の具体例としては、ベントナイト，スメクタイト，雲母があげられる。
また、固体潤滑剤の微粒子の少なくとも一部は、粒径が０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。通常、ボールねじのねじ溝の溝面の表面粗さは、算術平均粗さＲａで０．１〜０．３μｍ程度であり、最大断面高さＲｍａｘで０．５〜５μｍ程度である。粒径が０．５μｍ以上１０μｍ以下の固体潤滑剤の微粒子は、上記のような溝面に形成された凹凸の凹部に入り込み且つ微粒子の一部が凹部から突出するため、溝面とボールとの金属接触が生じにくくなり滑りが抑制される。
【００２７】
ただし、固体潤滑剤の微粒子が大きすぎると（粒径が１０μｍ超過であると）、凹部に入れなくなるため上記効果が得られにくい。また、固体潤滑剤の微粒子が小さすぎると（粒径が０．５μｍ未満であると）、凹部の中に微粒子が完全に入ってしまって、突出する部分がほとんどなくなるので、金属接触を防いで滑りを抑制する効果は得られにくくなる。なお、固体潤滑剤の微粒子全量のうち一部が前記粒径の条件を満たせば、前記効果が得られるが、グリースが含有する微粒子全量が前記粒径の条件を満たしている方が前記効果がより得られやすい。
【００２８】
さらに、本実施形態のボールねじ１には、図１，３に示すように、隣接する各ボール９の間にセパレータ２１を介在させてもよい。このセパレータ２１は、ボール９の転動面に対面する２つの凹面を有し、ボール９同士の直接接触を防止するためのものであって、夫々のボール９間に介装される。ボール９とボール９との間にセパレータ２１が介装されていれば、セパレータ２１によりボール９同士の競り合いが解消されるので、ボール９の移動がより円滑に行われる。よって、ボール９の循環性能やボールねじ１の送り精度が優れ、騒音や振動の発生がより抑制される。
このセパレータ２１の素材は特に限定されるものではないが、例えば、それ自体に潤滑作用を有するポリアミドやフッ素樹脂、あるいは潤滑油を含浸させたポリエチレン等があげられる。
【００２９】
また、セパレータ２１の形状は特に限定されるものではないが、例えば、両端にボール９の半径よりも大きい曲率半径の凹球面が形成された円盤状があげられる。凹球面の形状は、球面形状に限定されるものではなく、２個の円弧を中間部で交差させて形成される、所謂ゴシックアーチ形の凹面でもよいし、円錐形状の凹面であってもよい。また、凹面に貫通穴を設けたり、該貫通穴内に潤滑剤を保持させてボール９との接触抵抗を低減させるようにしてもよい。
さらに、接触シール１９の構造は、ボールねじ１の内部が密封されるものであれば特に限定されるものではないが、例えば以下のような構造を有するものがあげられる。
【００３０】
〔接触シールの構造例１〕
以下、図４〜９を参照しながら第１の構造例について説明する。図４に示すように、ナット５の両端部には、円筒状のシールキャップ２２が複数の尖りねじ２３によって取り付けられている。シールキャップ２２はナット５の内周面に嵌合する小径円筒部２２ａ（図５を参照）を有しており、この小径円筒部２２ａの外周面には、尖りねじ２３の先端部と係合する抜け止め溝２４が小径円筒部２２ａの全周にわたって形成されている。
【００３１】
また、シールキャップ２２はナット５の端面に当接する円環状のシール面２２ｂを有しており、このシール面２２ｂにはＯリング収容溝２５が形成されている。さらに、シールキャップ２２はシール面２２ｂと反対側の端面に円環状のシール取付け面２２ｃを有しており、このシール取付け面２２ｃには、接触シール１９が複数のシール取付け用ねじ２６によって取り付けられている（図４を参照）。
【００３２】
接触シール１９は、図６及び図７に示すように、円環状のシールリング２７と、このシールリング２７をシールキャップ２２（又はナット５）に装着するためのシールリング取付け板２８とからなり、シールリング２７の内周縁部には、薄肉の弾性シール片２９がシールリング２７と一体に且つシールリング２７の全周にわたって形成されている。
シールリング２７は、例えばフッ素ゴム、フッ素系エラストマ、シリコンゴムなどの弾性材から形成され、加硫接着などの方法によってシールリング取付け板２８に固着されている。
【００３３】
シールリング取付け板２８は、金属板を円環状にプレス加工して形成されており、このシールリング取付け板２８には、シールリング取付け板２８をシールキャップ２２の端面にねじ止めするための取付け孔３０，３０，３０（図６を参照）がシールリング取付け板２８の円周方向にほぼ等間隔で穿設されているとともに、シールリング取付け板２８からのシールリング２７の剥離を防止する複数の貫通孔３１（図６，７を参照）が穿設されている。
【００３４】
弾性シール片２９は、その先端部がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａのフランクに弾接している。また、弾性シール片２９はボールねじ１のナット側に傾斜しており、ねじ溝３ａのナット側フランク３３（図８を参照）に接触する部分（好ましくは、ねじ溝３ａの溝底中心からの角度が４０°以上のナット側フランク３３に接触する部分）の弾性シール片２９には、弾性シール片２９を補強する補強用リブ３２（図７〜９を参照）が弾性シール片２９と一体に設けられている。なお、補強用リブ３２の向きは図６に示す向きと反対であってもよい。
【００３５】
このような接触シール１９を備えたボールねじ１のねじ軸３が高速で回転すると、これに伴ってナット５が例えば図４の右方に高速で直線移動する。そして、ナット５が図４の右方に高速で直線移動すると、ねじ軸３に付着した潤滑剤が弾性シール片２９を押すことによって、左方に変形させる力が弾性シール片２９に働く。図４で下方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３４に圧接されるので、潤滑剤が漏れ難いが、図４の上方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３３から離れるので、潤滑剤が漏れ易い。
【００３６】
本構造例では、この部分（ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分）の弾性シール片２９に補強リブ３２を設けることで、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９の剛性が向上し、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と弾性シール片２９との間に潤滑剤の漏洩を許容する隙間が生じ難くなるので、ナット５の内部に封入された潤滑剤がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａと弾性シール片２９との間から漏れ出ることを抑制することができる。
上記した第１の構造例では、接触シール１９をシールキャップ２２に取り付けたものを例示したが、これに限られるものではなく、図１０（（ａ）はボールねじ１の部分断面図、（ｂ）は接触シール１９の正面図である）に示す第１の構造例の変形例のように、接触シール１９をナット５の端面に直接的に取り付けてもよい。
【００３７】
〔接触シールの構造例２〕
次に、図４及び図１１〜１３を参照しながら第２の構造例について説明する。シールキャップ２２は円筒状をなしており、このシールキャップ２２には、第２の構造例に係る接触シール１９が複数のシール取付け用ねじ２６によって取り付けられている。接触シール１９は、図１１に示すように、円環状のシールリング２７と、このシールリング２７をシールキャップ２２（又はナット５）に装着するためのシールリング取付け板２８とからなり、シールリング２７の内周縁部には、薄肉の弾性シール片２９がシールリング２７の全周にわたって形成されている。
【００３８】
シールリング２７は、例えばフッ素ゴム、フッ素系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、シリコンゴムなどの弾性材から形成され、加硫接着などの方法によってシールリング取付け板２８に固着されている。また、シールリング２７は、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に位置する部分の径方向長さがねじ溝３ａの非ナット側フランク３４に位置する部分の径方向長さより短くなっている。
シールリング取付け板２８は金属板を円環状にプレス加工して形成されており、このシールリング取付け板２８には、シールリング取付け板２８をシールキャップ２２の端面にねじ止めするための取付け孔３０，３０，３０（図１１を参照）がシールリング取付け板２８の円周方向に沿って円弧状に形成されている。
【００３９】
弾性シール片２９は、シールリング２７と一体に形成されている。また、弾性シール片２９はボールねじ１のナット側に傾斜している。さらに、弾性シール片２９はその先端部がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａに接触するようにシールリング２７の内周縁部に形成されており、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分（好ましくは、ねじ溝３ａの溝底中心からの角度が４０°以上のナット側フランク３３に接触する部分）の弾性シール片２９のねじ軸３と組み合せたときの撓み代が大きくなるようにシール内径を小さくする方向で基端部から先端部までの長さを、ねじ溝３ａの非ナット側フランク３４に接触する部分の弾性シール片２９の基端部から先端部までの長さよりも長くしている。
【００４０】
図１３において、ｙａ，ｙｂ，ｙｃは弾性シール片２９の撓み代を示しており、本構造例では、ｙｂ＞ｙｃ＞ｙａとなっている。
このような接触シール１９を備えたボールねじ１のねじ軸３が高速で回転すると、これに伴ってナット５が例えば図４の右方に高速で直線移動する。そして、ナット５が図４の右方に高速で直線移動すると、ねじ軸３に付着した潤滑剤が弾性シール片２９を押すことによって、左方に変形させる力が弾性シール片２９に働く。図４で下方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３４に圧接されるので、潤滑剤が漏れ難いが、図４の上方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３３から離れるので、潤滑剤が漏れ易い。
【００４１】
本構造例では、この部分（ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分）の弾性シール片２９の基端部から先端部までの長さを長くすることで、図１３に示すように、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９の方がねじ溝３ａの非ナット側フランク３４に接触する部分の弾性シール片２９よりも組付け時の撓み量が大きくなる。
【００４２】
これにより、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９の方がねじ溝３ａの非ナット側フランク３４に接触する部分の弾性シール片２９よりもねじ溝３ａに対する圧接力が大きくなり、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と弾性シール片２９との間に潤滑剤の漏洩を許容する隙間が生じ難くなるので、ナット５の内部に封入された潤滑剤がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａと弾性シール片２９との間から漏れ出ることを抑制することができる。
【００４３】
〔接触シールの構造例３〕
次に、図４及び図１４〜１６を参照しながら第３の構造例について説明する。シールキャップ２２は円筒状をなしており、このシールキャップ２２の図４の左側端面には、第３の構造例に係る接触シール１９が複数のシール取付け用ねじ２６によって取り付けられている。接触シール１９は、図１４に示すように、円環状のシールリング２７と、このシールリング２７をシールキャップ２２（又はナット５）に装着するためのシールリング取付け板２８とからなり、シールリング２７の内周縁部には、薄肉の弾性シール片２９がシールリング２７の全周にわたって形成されている。
【００４４】
シールリング２７は例えばフッ素ゴム、フッ素系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、シリコンゴムなどの弾性材から形成され、加硫接着などの方法によってシールリング取付け板２８に固着されている。
シールリング取付け板２８は金属板を円環状にプレス加工して形成されており、このシールリング取付け板２８には、シールリング取付け板２８をシールキャップ２２の端面にねじ止めするための取付け孔３０，３０，３０（図１４を参照）がシールリング取付け板２８の円周方向にほぼ等間隔で穿設されているとともに、シールリング取付け板２８からのシールリング２７の剥離を防止する複数の貫通孔３１（図１４の接触シール１９のＢ−Ｂ断面図である図１５、及び、図１４の接触シール１９のＣ−Ｃ断面図である図１６を参照）が穿設されている。
【００４５】
弾性シール片２９は、シールリング２７と一体に形成されている。また、弾性シール片２９はボールねじ１のナット側に傾斜している。また、弾性シール片２９はその先端部がねじ軸３のねじ溝３ａに接触するようにシールリング２７の内周縁部に形成されており、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９の基端部から先端部までの長さＬ１は、図１５及び図１６に示すように、ねじ溝３ａの非ナット側フランク３４に接触する部分の弾性シール片２９の基端部から先端部までの長さＬ２より短くなっている。
【００４６】
このような接触シール１９を備えたボールねじのねじ軸３が高速で回転すると、これに伴ってナット５が例えば図４の右方に高速で直線移動する。そして、ナット５が図４の右方に高速で直線移動すると、ねじ軸３に付着した潤滑剤が押されることによって左方に変形させる力が弾性シール片２９に働く。図４で下方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３４に圧接されるので、潤滑剤が漏れ難いが、図４の上方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３３から離れるので、潤滑剤が漏れ易い。
【００４７】
本構造例では、この部分（ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分）の弾性シール片２９の長さを短くすることで、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９が変形し難くなる。これにより、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と弾性シール片２９との間に潤滑剤の漏洩を許容する隙間が生じ難くなるので、ナット５の内部に封入された潤滑剤がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａと弾性シール片２９との間から漏れ出ることを抑制することができる。
【００４８】
〔接触シールの構造例４〕
次に、図４及び図１７，１８を参照しながら第４の構造例について説明する。シールキャップ２２は円筒状をなしており、このシールキャップ２２の図４の左側端面には、第４の構造例に係る接触シール１９が複数のシール取付け用ねじ２６によって取り付けられている。
接触シール１９は、図１７に示すように、円環状のシールリング２７と、このシールリング２７をシールキャップ２２（又はナット５）に装着するためのシールリング取付け板２８とからなり、シールリング２７の内周縁部には、薄肉の弾性シール片２９がシールリング２７の全周にわたって形成されている。
【００４９】
シールリング２７は例えばフッ素ゴム、フッ素系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、シリコンゴムなどの弾性材から形成され、加硫接着などの方法によってシールリング取付け板２８に固着されている。
シールリング取付け板２８は金属板を円環状にプレス加工して形成されており、このシールリング取付け板２８には、シールリング取付け板２８をシールキャップ２２の端面にねじ止めするための取付け孔３０，３０，３０（図１７を参照）が形成されている。
【００５０】
弾性シール片２９は、シールリング２７と一体に形成されている。また、弾性シール片２９はボールねじ１のナット側に傾斜している。さらに、弾性シール片２９はその先端部がねじ軸３のねじ溝３ａに接触するようにシールリング２７の内周縁部に形成されており、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９には、磁石３６（図１７，１８を参照）が設けられている。
【００５１】
このような接触シール１９を備えたボールねじのねじ軸３が高速で回転すると、これに伴ってナット５が例えば図４の右方に高速で直線移動する。そして、ナット５が図４の右方に高速で直線移動すると、ねじ軸３に付着した潤滑剤が押されることによって左方に変形させる力が弾性シール片２９に働く。図４で下方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３４に圧接されるので、潤滑剤が漏れ難いが、図４の上方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３３から離れるので、潤滑剤が漏れ易い。
【００５２】
本実施例では、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９に磁石３６が設けられているため、ねじ軸３と磁石３６との間に発生した磁力によってねじ溝３ａに対する弾性シール片２９の密着性が向上する。これにより、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と弾性シール片２９との間に潤滑剤の漏洩を許容する隙間が生じ難くなるので、ナット５の内部に封入された潤滑剤がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａと弾性シール片２９との間から漏れ出ることを抑制することができる。
上記した第４の構造例では、磁石３６を弾性シール片２９の先端部近傍に設けたが、図１９に示す第４の構造例の変形例のように、磁石３６を弾性シール片２９の先端部に設けても同様の効果を得ることができる。
【００５３】
〔接触シールの構造例５〕
次に、図４及び図２０〜２２を参照しながら第５の構造例について説明する。シールキャップ２２は円筒状をなしており、このシールキャップ２２の図４の左側端面には、第５の構造例に係る接触シール１９が複数のシール取付け用ねじ２６によって取り付けられている。接触シール１９は、図２０に示すように、円環状のシールリング２７と、このシールリング２７をシールキャップ２２（又はナット５）に装着するためのシールリング取付け板２８とからなり、シールリング２７の内周縁部には、薄肉の弾性シール片２９がシールリング２７の全周にわたって形成されている。
【００５４】
シールリング２７は例えばフッ素ゴム、フッ素系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、シリコンゴムなどの弾性材から形成され、加硫接着などの方法によってシールリング取付け板２８に固着されている。
シールリング取付け板２８は金属板を円環状にプレス加工して形成されており、このシールリング取付け板２８には、シールリング取付け板２８をシールキャップ２２の端面にねじ止めするための取付け孔３０，３０，３０（図２０を参照）がシールリング取付け板２８の円周方向にほぼ等間隔で穿設されている。
【００５５】
弾性シール片２９は、シールリング２７と一体に形成されている。さらに、弾性シール片２９はその先端部がねじ軸３のねじ溝３ａに接触するようにシールリング２７の内周縁部に形成されており、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と接触する部分の弾性シール片２９には、この弾性シール片２９とねじ軸３のランド部３ｂとの間に形成されるクサビ状空間３８（図２１，２２を参照）の開口部を塞ぐ突起３９がねじ軸３の回転中心軸とほぼ平行に設けられている。また、ねじ溝３ａのナット側フランク３３に接触する部分の弾性シール片２９の先端部は、ねじ溝３ａの非ナット側フランク３４と接触する部分の弾性シール片２９の先端部より厚肉となっている。
【００５６】
このような接触シール１９を備えたボールねじ１のねじ軸３が高速で回転すると、これに伴ってナット５が例えば図４の右方に高速で直線移動する。そして、ナット５が図４の右方に高速で直線移動すると、ねじ軸３に付着した潤滑剤がクサビ状空間３８に押し込まれることによって左方に変形させる力が弾性シール片２９に働き、この力が弾性シール片２９をフランク３３から離す方向となるので、潤滑剤が漏れ易い。
【００５７】
本構造例では、この部分（ねじ溝３ａのナット側フランク３３と接触する部分）の弾性シール片２９に、クサビ状空間３８の開口部を塞ぐ突起３９を設けたことで、クサビ状空間３８への潤滑剤の侵入を阻止しているので、ナット５の内部に封入された潤滑剤がねじ軸３の外周面に形成されたねじ溝３ａと弾性シール片２９との間から漏れ出ることを抑制することができる。
【００５８】
〔接触シールの構造例６〕
次に、図４及び図２３を参照しながら第６の構造例について説明する。シールキャップ２２は円筒状をなしており、このシールキャップ２２の図４の左側端面には、第６の構造例に係る接触シール１９が複数のシール取付け用ねじ２６によって取り付けられている。接触シール１９は、前述のものとほぼ同様に、円環状のシールリング２７と、このシールリング２７をシールキャップ２２（又はナット５）に装着するためのシールリング取付け板２８とからなり、シールリング２７の内周縁部には、薄肉の弾性シール片２９がシールリング２７の全周にわたって形成されている。
【００５９】
シールリング２７は例えばフッ素ゴム、フッ素系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、シリコンゴムなどの弾性材から形成され、加硫接着などの方法によってシールリング取付け板２８に固着されている。
シールリング取付け板２８は金属板を円環状にプレス加工して形成されており、このシールリング取付け板２８には、シールリング取付け板２８をシールキャップ２２の端面にねじ止めするための取付け孔３０，３０，３０がシールリング取付け板２８の円周方向にほぼ等間隔で穿設されている。
【００６０】
弾性シール片２９は、シールリング２７と一体に形成されている。また、弾性シール片２９はその先端部がねじ軸３のねじ溝３ａに接触するようにシールリング２７の内周縁部に形成されており、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と接触する部分の弾性シール片２９には、ナット側フランク３３との間に微小隙間を形成するラビリンス形状の凸部４０（図２３を参照）が設けられている。凸部４０はねじ溝３ａのナット側フランク３３と対向する対向面を有しており、この対向面には、ねじ溝３ａのナット側フランク３３と弾性シール片２９との間に負圧を発生させる負圧発生用テーパ４１が設けられている。
【００６１】
このような接触シール１９を備えたボールねじ１のねじ軸３が高速で回転すると、これに伴ってナット５が例えば図４の右方に高速で直線移動する。そして、ナット５が図４の右方に高速で直線移動すると、ねじ軸３に付着した潤滑剤が押されることによって左方に変形させる力が弾性シール片２９に働く。図４で下方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３４に圧接されるので、潤滑剤が漏れ難いが、図４の上方に示す部分では、この力により弾性シール片２９がフランク３３から離れるので、潤滑剤が漏れ易い。
本構造例では、この部分（ねじ溝３ａのナット側フランク３３と接触する部分）の弾性シール片２９にラビリンス形状の凸部４０及び負圧発生用テーパ４１を設けたことで、ラビリンス空間内の潤滑剤の圧力を低下させ、弾性シール片２９に働く圧接力を大きくし、潤滑剤の漏れを防いでいる。
【００６２】
〔接触シールの構造例７〕
図２４は第７の構造例を示す図であって、この第７の構造例では、接触シール１９の弾性シール片２９をナット５の内側に向けて傾斜させている。このような構成によると、ナット５内に封入された潤滑剤がナット５の外部に漏出して周囲を汚染することを防止することができる。
〔接触シールの構造例８〕
図２５は第８の構造例を示す図であって、この第８の構造例では、接触シール１９の弾性シール片２９をナット５の外側に向けて傾斜させている。このような構成によると、ナット５外のねじ軸３に付着した異物がナット５の内部に侵入することを防止できる。
【００６３】
〔接触シールの構造例９〕
図２６は第９の構造例を示す図であって、この第９の構造例では、ナット５の外側に向けて傾斜した弾性シール片２９を有する接触シール１９とナット５との間に、ナット５の内側に向けて傾斜した弾性シール片２９を有する接触シール１９を設けている。このような構成によると、ナット５内に封入された潤滑剤がナット５の外部に漏出して周囲を汚染することを防止できるとともに、ナット５外のねじ軸３に付着した異物がナット５の内部に侵入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るボールねじの一実施形態の平面図である。
【図２】図１のボールねじのＡ−Ａ断面図である。
【図３】ボールの間にセパレータを介在させたボールねじの構造を示す部分断面図である。
【図４】接触シールの構造を説明するボールねじの部分断面図である。
【図５】シールキャップの断面図である。
【図６】第１の構造例の接触シールの正面図である。
【図７】第１の構造例の接触シールの部分断面図である。
【図８】図７のＡ部を示す拡大断面図である。
【図９】図８のＢ部を示す拡大断面図である。
【図１０】第１の構造例の接触シールの変形例を説明する図である。
【図１１】第２の構造例の接触シールの正面図である。
【図１２】第２の構造例の接触シールの断面図である。
【図１３】第２の構造例の接触シールの作用効果を説明する図である。
【図１４】第３の構造例の接触シールの正面図である。
【図１５】第３の構造例の接触シールの部分断面図である。
【図１６】第３の構造例の接触シールの部分断面図である。
【図１７】第４の構造例の接触シールの正面図である。
【図１８】第４の構造例の接触シールの部分断面図である。
【図１９】第４の構造例の接触シールの変形例を説明する図である。
【図２０】第５の構造例の接触シールの正面図である。
【図２１】第５の構造例の接触シールの部分断面図である。
【図２２】第５の構造例の接触シールの構造を説明する図である。
【図２３】第６の構造例の接触シールの部分断面図である。
【図２４】第７の構造例の接触シールの構造を説明するボールねじの部分断面図である。
【図２５】第８の構造例の接触シールの構造を説明するボールねじの部分断面図である。
【図２６】第９の構造例の接触シールの構造を説明するボールねじの部分断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１      ボールねじ
３      ねじ軸
３ａ    ねじ溝
５      ナット
５ａ    ねじ溝
９      ボール
１９      接触シール
２１      セパレータ
【図１】
2010078136.tif 000003
【図２】
2010078136.tif 000004
【図３】
2010078136.tif 000005
【図４】
2010078136.tif 000006
【図５】
2010078136.tif 000007
【図６】
2010078136.tif 000008
【図７】
2010078136.tif 000009
【図８】
2010078136.tif 000010
【図９】
2010078136.tif 000011
【図１０】
2010078136.tif 000012
【図１１】
2010078136.tif 000013
【図１２】
2010078136.tif 000014
【図１３】
2010078136.tif 000015
【図１４】
2010078136.tif 000016
【図１５】
2010078136.tif 000017
【図１６】
2010078136.tif 000018
【図１７】
2010078136.tif 000019
【図１８】
2010078136.tif 000020
【図１９】
2010078136.tif 000021
【図２０】
2010078136.tif 000022
【図２１】
2010078136.tif 000023
【図２２】
2010078136.tif 000024
【図２３】
2010078136.tif 000025
【図２４】
2010078136.tif 000026
【図２５】
2010078136.tif 000027
【図２６】
2010078136.tif 000028