(57)【要約】【課題】  シール板の材質や板厚に変更に対して柔軟に対応することができ、簡易な構成で生産コストや部品の管理コストを低減化することが可能なボールねじ装置のシール部材を提供する。【解決手段】  ボールねじ装置のナット部材３の軸方向端面に固定されて、当該ナット部材３とねじ軸との隙間を密封するシール部材５であって、前記ねじ軸の外形よりも大きな内径の貫通孔を有する複数のベース板５１と、互いに隣接する二枚の前記ベース板５１の間に挟まれると共に、前記ベース板５１の貫通孔の内径よりも大きな内径のシール収容孔５２ｂを有するスペーサ板５２と、前記ねじ軸の軸方向に垂直な断面形状に対応した軸適合孔５０ａを有すると共に前記スペーサ板５２のシール収容孔５２ｂに配置されるシール板５０と、を備えている。【選択図】  図２
2018112313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ装置のナット部材の軸方向端面に固定されて、当該ナット部材とねじ軸との隙間を密封するシール部材であって、
前記ねじ軸の外形よりも大きな内径の貫通孔を有する複数のベース板と、
互いに隣接する二枚の前記ベース板の間に挟まれると共に、前記ベース板の貫通孔の内径よりも大きな内径のシール収容孔を有するスペーサ板と、
前記ねじ軸の軸方向に垂直な断面形状に対応した軸適合孔を有すると共に前記スペーサ板のシール収容孔に配置されるシール板と、
を備えたことを特徴とするボールねじ装置のシール部材。
【請求項２】
前記ベース板と前記スペーサ板を貫通してこれらを前記ナット部材の軸方向端面に固定する結合部材を有し、前記シール板は、前記二枚のベース板の間及び前記スペーサ板のシール収容孔に配置されることを特徴とする請求項１記載のボールねじ装置のシール部材。
【請求項３】
互いに隣接する二枚のベース板の間に形成される間隔を前記シール板の軸方向厚さよりも大きく設定したことを特徴とする請求項２記載のボールねじ装置のシール部材。
【請求項４】
互いに隣接する二枚のベース板の間に形成される間隔を前記シール板の軸方向厚さよりも小さく設定したことを特徴とする請求項２記載のボールねじ装置のシール部材。
【請求項５】
前記ねじ軸と前記シール板をそれらの軸方向を合致させて互いに適合させた場合に、前記シール板の軸方向厚さが前記ねじ軸のねじ山を最短距離で横切る線分の範囲内に収まっていることを特徴とする請求項４記載のボールねじ装置のシール部材。
【請求項６】
前記シール板の軸方向厚さをＴ、ねじ軸の外周面におけるボールの転動溝の軸方向ピッチをＰ、前記転動溝のリード角をθ、前記転動溝の溝幅をＷ1としたときに、
Ｔ≦Ｐcos2θ−Ｗ1cosθ
を満たすことを特徴とする請求項４記載のボールねじ装置のシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置のナット部材に固定されて、当該ナット部材とこれが螺合するねじ軸との隙間を密封するシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置は回転運動と直線運動を相互に変換することが可能な機械要素であり、各種工作機械、搬送装置、産業用ロボット等において、サーボモータが発生する回転運動を直線運動に変換する目的で多用されている。前記ボールねじ装置は、多数のボールと、これらボールが転走する螺旋状の転動溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ボールを介して前記ねじ軸の周囲に螺合し、前記ねじ軸に対して相対的に螺旋状に移動可能なナット部材と、を備えている。
【０００３】
前述のようにボールねじ装置には様々な用途があり、例えば工作機械の直線案内部における使用では、前記ねじ軸にワークの切削粉やクーラント液等が降りかかる場合がある。前記ねじ軸にこのような異物が付着した状態でナット部材が移動すると、前記転動溝を転動するボールがこれら異物を噛み込んでしまい、ねじ軸の回転に対するナット部材の移動精度が早期に低下してしまう。また、前記ナット部材の内部には前記ボールや前記転動溝を潤滑する目的でグリース等の潤滑剤が封入されており、これら潤滑剤がナット部材の外部へ漏出するのを防止する必要もある。このため、ボールねじ装置を実際に使用するに当たっては、前記ナット部材の軸方向の両端にシール部材を装着し、当該シール部材で前記ナット部材と前記ねじ軸との隙間を密封するのが一般的である。
【０００４】
従来、ボールねじ装置のシール部材としては、特許文献１に開示されたものが知られている。具体的には、合成ゴムや合成樹脂等から形成された複数枚のシール板と、前記複数枚のシール板を重ねた状態で収容すると共に前記ナット部材に固定されるリング状のケースから構成されている。各シール板の中心には前記ねじ軸が貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔は前記ねじ軸の軸方向と垂直な断面形状に合致して形成されている。前記貫通穴に前記ねじ軸を通すと、当該貫通孔の内周縁はシールリップ部として前記ねじ軸の外周面に緊密に接触し、塵芥やクーラント液等を当該ねじ軸の表面から拭い取る。
【０００５】
前記シール板の貫通穴は前記ねじ軸の断面形状に合致した異形円であることから、当該貫通穴の内周縁がねじ軸の周囲に均等に接するよう、前記シール板は前記ケースの内部に固定されることなく収容されている。すなわち、前記ケースは前記シール板の軸方向への移動のみを規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平５−４３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したようにボールねじ装置には各種用途があり、使用環境も様々であることから、前記シール部材には使用環境毎に要求される性能が異なる。例えば、木工機械に使用されるボールねじ装置では細かい木屑がナット部材の内部へ侵入するのを防止するために、前記シール板を前記ねじ軸の軸方向へ幅広く面接触させ、且つ、前記シール板を前記ねじ軸に向けて押圧して両者の接触面圧を高めることが必要である。一方、前記ねじ軸に粉塵が殆ど付着することがない環境では、前記シール板は前記ナット部材の内部に封入された潤滑剤の漏出を防ぎさえすれば良く、摩擦熱の発生を抑えるために、前記シール板はその先端が前記ねじ軸に対して極僅かな力で線接触すれば足りる。
【０００８】
このように前記シール部材に要求される機能を考慮した場合、前記シール板の材質や板厚は当該ボールねじ装置の使用環境に応じて変更する必要が生じる。しかし、前述した従来のシール部材で様々な材質や板厚のシール板に対応しようとすると、当該シール板を収容するケースをシール板の材質や板厚に合わせて用意する必要が生じ、生産コストや部品の管理コストが嵩むといった課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、シール板の材質や板厚に変更に対して柔軟に対応することができ、簡易な構成で生産コストや部品の管理コストを低減化することが可能なボールねじ装置のシール部材を提供することにある。
【００１０】
すなわち、本発明は、ボールねじ装置のナット部材の軸方向端面に固定されて、当該ナット部材とねじ軸との隙間を密封するシール部材であって、前記ねじ軸の外形よりも大きな内径の貫通孔を有する複数のベース板と、互いに隣接する二枚の前記ベース板の間に挟まれると共に、前記ベース板の貫通孔の内径よりも大きな内径のシール収容孔を有するスペーサ板と、前記ねじ軸の軸方向に垂直な断面形状に対応した軸適合孔を有すると共に前記スペーサ板のシール収容孔に配置されるシール板と、を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記スペーサ板の板厚や枚数を変更することにより、前記シール板の多様な板厚に対応可能であると共に、前記シール板の材質に応じた最適な固定方法で当該シール板を前記ナット部材に対して装着することが可能である。このため、ボールねじ装置の使用環境に応じた前記シール板の材質や板厚の変更に対して柔軟に対応することができ、しかも前記ベース板及び前記スペーサ板は変更することなく共通化することが可能なので、生産コストや部品の管理コストの低減化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のシール部材を適用可能なボールねじ装置の一例を示す正面図である。
【図２】本発明のシール部材の第一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】シール板として薄膜シールを使用した際のシール部材を示す要部拡大断面図である。
【図４】シール板として面接触式シールを使用した際のシール部材を示す要部拡大断面図である。
【図５】面接触式シールとねじ軸との接触状態を示す説明図である。
【図６】面接触式シールの突条とねじ軸の転動溝との接触状態を示す断面図である。
【図７】面接触式シールの軸方向厚さの上限値を図示する説明図である。
【図８】面接触式シールの軸方向厚さの上限値を導く計算式の説明図である。
【図９】ねじ軸に形成された転動溝の溝幅を示す説明図である。
【図１０】本発明のシール部材の第二実施形態を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を用いて本発明のボールねじ装置のシール部材を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明のシール部材を装着したボールねじ装置の一例を示すものである。
【００１５】
このボールねじ装置１は、外周面にボールの転動溝２０が所定のリードで螺旋状に形成されたねじ軸２と、多数のボールを介して前記ねじ軸２０の周囲に螺合する円筒状のナット部材３とから構成されている。例えば、前記ねじ軸２を前記ナット部材３に対して回転させることにより、当該ナット部材３が前記ねじ軸２の軸方向へ移動し、又は前記ナット部材３を前記ねじ軸２に対して回転させることにより、当該ねじ軸２が前記ナット部材３の軸方向へ移動する。尚、前記ねじ軸２は記転動溝２０が複数条形成された所謂多条ねじであってもよい。
【００１６】
また、前記ナット部材３の軸方向の端面には当該ナット部材３と前記ねじ軸２との隙間を密封するシール部材５が装着されている。尚、図１では前記ナット部材３の一方の端面にのみ前記シール部材５が描かれているが、当該シール部材５は前記ナット部材３の他方の端面にも装着するのが通例である。
【００１７】
図２は本発明を適用したシール部材の第一実施形態を示すものであり、前記ナット部材３から前記シール部材５を取り外した様子を示す分解斜視図である。前記ナット部材３は前記ねじ軸２が挿通される貫通孔を有して円筒状に形成されており、前記貫通孔の内周面には前記ねじ軸２に形成された転動溝２０と対向する螺旋状の負荷軌道３０が設けられている。ボール４は前記負荷軌道３０に配列されており、前記ナット部材３と前記ねじ軸２との間で荷重を負荷しながら当該負荷軌道３０を転動する。
【００１８】
前記ナット部材３は前記ボール４の無限循環路を備えている。図２に示したナット部材３では、当該ナット部材３の軸方向に沿ってボール４の戻し通路が設けられる一方、当該ナット部材３の軸方向端面には循環補助部材３１が装着されている。前記循環補助部材３１は前記負荷軌道３０と前記戻し通路との間でボール４を案内し、螺旋状の前記負荷軌道の複数巻分を一回路とするボールの無限循環路を構築する。尚、前記ナット部材にボールの無限循環路を構築する方式としては、前記負荷軌道の一巻分を一回路とする所謂デフレクタ式や、前記負荷軌道の複数巻分を跨ぐパイプ部材を前記ナット部材に装着する所謂リターンパイプ式等、任意の構造を採用することが可能である。
【００１９】
前記シール部材５は、前記ねじ軸２に摺接するシール板５０と、前記シール板５０の両側に位置する二枚のベース板５１と、前記二枚のベース板５１の間に挟まれるスペーサ板５２と、を備えている。
【００２０】
前記ベース板５１は前記ねじ軸２の外径よりも僅かに大きな内径の貫通穴を有するリング状に形成されており、結合部材としての固定ねじ５３が貫通する取り付け穴５１ａが周方向に等間隔で複数設けられている。前記固定ねじ５３は前記ベース板５１を貫通してナット部材３に締結される。
【００２１】
前記スペーサ板５２は前記ベース板５１の貫通孔の内径よりも大きな内径のシール収容孔５２ｂを有してリング状に形成されており、前記固定ねじ５３が貫通する切欠き部５２ａが周方向に等間隔で形成されている。前記スペーサ板５２は、前記二枚のベース板５１をナット部材３に締結する際に、これらベース板５１の間に挟み込まれて当該ベース板と一体化される。また、前記固定ねじ５３を締結する際に、前記切欠き部５２ａを当該固定ねじ５３に適合させることで、前記二枚のベース板５１の間における前記スペーサ板５２の位置決めが正しく行われる。図２では前記二枚のベース板５１の間に二枚のスペーサ板５２が配置されているが、前記二枚のベース板５１の間に挟み込む前記スペーサ板５２の枚数や各スペーサ板５２の板厚は、前記シール板５０の材質や板厚に応じて適宜決定することができる。
【００２２】
前記シール板５０は前記ねじ軸２の軸方向に垂直な縦断面形状に対応した軸適合孔５０ａを有するリング状に形成されている。このため、前記軸適合孔５０ａに対して前記ねじ軸２を通すと、前記シール板５０の内周縁、すなわち前記軸適合孔５０ａの内周面が前記ねじ軸２の周囲に適合する。前記シール板５０の外径は前記ベース板５１の貫通穴の内径よりも大きく、且つ、前記スペーサ板５２のシール収容孔５２ｂの内径よりも小さく設定されている。前記シール板５０の外径は前記スペーサ板５２のシール収容孔５２ｂの内径よりも小さいので、前記ベース板５１及び前記スペーサ板５２を貫通する固定ねじ５３は当該シール板５０よりも半径方向外側に位置しており、前記固定ねじ５３は前記シール板５０を貫通していない。
【００２３】
従って、前記二枚のベース板５１の間に前記スペーサ板５２及び前記シール板５０を挟み込み、前記固定ねじ５３を前記ナット部材３に対して締結すると、前記スペーサ板５２のシール収容孔５２ｂの内部に前記シール板５０が位置すると共に、前記シール板５０の前記ねじ軸２の軸方向への移動が前記ベース板５１によって規制され、当該シール板５０が前記シール収容孔５２ｂの内部に離脱不能に保持される。その際に、二枚のベース板５１の間には前記スペーサ板５２の厚みに応じた空間が形成される。前記シール板５０はこの空間に収容されて、前記二枚のベース板５１の間に保持される。
【００２４】
前記シール板５０の材質としては、当該シール部材５を装着する前記ボールねじ装置１の使用環境に応じて任意に選択することができ、例えば、合成樹脂製フィルムから形成したものや、ゴム又は合成樹脂を含浸させた繊維シートから形成したもの等を使用することができる。
【００２５】
図３は前記シール部材５に対する前記シール板５０の装着状態の一例を示す断面図である。
【００２６】
この図３に示す例では前記シール板５０として合成樹脂製フィルムからなる薄膜シール５０Ａを使用しており、前記二枚のベース板５１の間には一枚のスペーサ板５２が挟み込まれている。前記薄膜シール５０Ａは主に前記ナット部材３の内部から潤滑剤が外部に漏出するのを防止する目的で使用されるが、前記ねじ軸２に付着した異物の除去能力も有している。前記薄膜シール５０Ａの軸適合孔５０ａの内周面は油膜厚さよりも僅かに大きい程度の微小隙間を介してねじ軸２の外周面と対向している。前記薄膜シール５０Ａが過度にねじ軸２に摺接すると、当該薄膜シール５０Ａに撓みが生じて、前記軸適合孔５０ａの内周面と前記ねじ軸２との隙間が拡大してしまう他、摩擦熱の発生による前記ねじ軸２の膨張が懸念される。このため、前記薄膜シール５０Ａを前記ナット部材に装着する際には、当該薄膜シール５０Ａがねじ軸２に対して過度に押し付けられることがないように、且つ、当該薄膜シールに撓みが生じないようにすることが重要である。
【００２７】
従って、このような薄膜シール５０Ａを使用する場合、前記スペーサ板５２によって二枚のベース板５１の間に形成される隙間ｔ1は前記薄膜シール５０Ａの軸方向厚さよりも大きく設定される。これにより、前記薄膜シール５０Ａは前記二枚のベース板５１の間に挟み込まれることなく僅かな隙間を介して保持され、前記ねじ軸２の半径方向へ自由に変位可能となる。その結果、前記薄膜シール５０Ａはねじ軸２に対して常に最適位置に保持されるので、当該薄膜シール５０Ａの内周縁、すなわち軸適合孔５０ａの内周面が前記ねじ軸２に対して過度に押し付けられるのを防止することができる。また、前記薄膜シール５０Ａの両側に僅かな隙間を介して二枚のベース板５１が存在するので、前記薄膜シール５０Ａの内周縁がねじ軸に接触している場合でも、当該薄膜シール５０Ａの撓みを防止することができる。これにより、前述した薄膜シール５０Ａの機能を最大限に発揮させることが可能となる。
【００２８】
尚、前記薄膜シール５０Ａと前記ベース板５１との間の隙間の存在を明示するために、図３では両者の間の隙間を誇張して描いているが、実際の隙間の大きさは前記薄膜シール５０Ａの板厚よりも小さい。
【００２９】
図４は前記シール部材５に対する前記シール板５０の装着状態の他の例を示す断面図である。
【００３０】
この図４に示す例では前記シール板５０として面接触式シール５０Ｂを使用している。この面接触式シール５０Ｂは前記薄膜シール５０Ａと同様に前記ねじ軸２と低い接触面圧で均一に接触するが、前記薄膜シール５０Ａよりも接触面積を大きく設定することによって異物の除去能力を確保している。このため、前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さは前記薄膜シール５０Ａよりも大きく、前記二枚のベース板５１の間には二枚のスペーサ５２が挟み込まれている。
【００３１】
前記面接触式シール５０Ｂはゴムやエラストマー等の弾性体を用い、前記ねじ軸２を中子とした型成形によって製作することができる。例えば、特開２０１４−１５６８８８に示されるように、ゴムやエラストマー等を含浸させた織布を中子としての前記ねじ軸２の外周面に巻付けた後、前記織布に適度な圧力を掛けながらその周囲に合成樹脂製の躯体層を型成形して、前記ねじ軸２の外周面の形状に合致した貫通孔を有するシール基材を形成することができる。そして、中子としてのねじ軸２を前記シール基材から取り外した後に、当該シール基材を任意の厚さでドーナッツ状に切断することにより、前記面接触式シール５０Ｂが得られる。このように製作された面接触式シール５０Ｂは前記ねじ軸２の外周面の形状が前記軸適合孔５０ａの内周面に転写されていることから、前記軸適合孔の内周面には前記ねじ軸の転動溝２０に合致した螺旋状の突条が形成され、当該面接触式シール５０Ｂを前記ねじ軸２に適合させると、両者は低い面圧で隙間なく均一に接触することになる。
【００３２】
前記面接触式シール５０Ｂと前記ねじ軸２との均一な接触を担保するため、当該面接触式シール５０Ｂを前記二枚のベース板５１の間に固定する際には、先ず当該面接触式シール５０Ｂを前記ねじ軸２に適合させ、当該面接触式シール５０Ｂが前記ねじ軸２によって位置決めされた後に、前記固定ねじ５３を締結して二枚のベース板５２の間に面接触式シール５０Ｂを挟持する。
【００３３】
また、このようにゴムやエラストマー等の弾性体から形成された面接触式シール５０Ｂは、その厚さ方向（軸方向）に僅かに押し潰すことにより、前記軸適合孔５０ａの内周面と前記ねじ軸との密着性を高めることが可能である。具体的には、前記スペーサ板５２によって形成される二枚のベース板５１の間の隙間ｔ2を前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さよりも僅かに小さく設定し、当該面接触式シール５０Ｂを互いに隣接する二枚のベース板５１の間に押し潰した状態で固定する。押し潰された面接触式シール５０Ｂの軸適合孔５０ａの内周面は前記ねじ軸２の外周面へ向けて僅かに膨らむので、前記軸適合孔５０ａの内周面を前記ねじ軸２の周囲に対して確実に密着させることが可能となる。図４はこの場合を示しており、前記面接触式シール５０Ｂの内周縁が前記ねじ軸２に押し付けられて僅かに膨らんでいる状態を把握することができる。
【００３４】
次に、前記面接触式シール５０Ｂの適正な軸方向厚さについて検討する。
【００３５】
前述したように、前記面接触式シール５０Ｂは前記ねじ軸２に対して低い接触面圧で接触しつつも、接触面積を広く設定することで当該ねじ軸２に付着した異物の除去能力を担保している。このため、異物の除去能力を高めるという観点からは、前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さをより大きく設定する方が、前記ねじ軸２との接触面積が増加し、当該面接触式シール５０Ｂの異物除去能力は高まることになる。
【００３６】
しかし、ゴムやエラストマー等の材料から型成形された面接触式シール５０Ｂは成形完了後に収縮を生じる傾向にあり、当該面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さが大きい場合には、当該面接触式シール５０Ｂの軸適合孔５０ａの内周面に形成された螺旋状の突条が前記ねじ軸２の転動溝２０と過度に干渉を生じ、このことに起因して前記軸適合孔５０ａの内周面と前記ねじ軸２との間に隙間が形成されてしまう。軸適合孔５０ａの内周面とねじ軸２との接触圧が強くなると、摩擦熱の発生によって前記ねじ軸２の膨張や、当該ねじ軸を回転駆動する際に必要な回転トルクの上昇が懸念される。また、軸適合孔５０ａの内周面とねじ軸２との間に隙間が生じると、両者の間の密封性が損なわれ、前記ナット部材３の内部に対して外部から異物が進入し易くなる。
【００３７】
図５及び図６は前記面接触式シール５０Ｂの突条と前記ねじ軸２の転動溝２０との干渉を説明するものである。図５は前記ねじ軸２の外周面を展開し、そこに前記面接触式シール５０Ｂを重ねて示している。前記ねじ軸２には所定のリードでボール４の転動溝２０が形成されており、前記転動溝２０は当該ねじ軸２の軸方向と直交する面に対してリード角θで傾斜している。リードとは、前記転動溝が前記ねじ軸の周囲を１周した際に当該ねじ軸の軸方向へ進行する長さであり、前記リードをＬ、前記ねじ軸２の周長をＤｎとすると、前記リード角θはθ＝ｔａｎ-1（Ｌ／Ｄｎ）と表現することができる。
【００３８】
前記ねじ軸２を中子として型成形された面接触式シール５０Ｂの内周面には前記転動溝２０に合致した螺旋状の突条５４が形成されており、本来、前記突条５４は前記転動溝２０と同じリード及び同じリード角で形成されている。しかし、成形完了後に面接触式シール５０Ｂが収縮すると、図５中に二点鎖線で示すように、前記突条５４のリード角が転動溝２０のリード角θよりも小さくなる傾向にある。このため、前記面接触式シール５０Ｂを前記ナット部材３に装着してねじ軸２に適合させると、図５中に示したように、リード角の異なる前記突条５４と前記転動溝２０とが互いに干渉する領域Ｘが発生してしまう。
【００３９】
図６は、前記ねじ軸２の軸方向Ｏに対してリード角θだけ傾いたＡ方向（図５参照）に沿って前記ねじ軸２と面接触式シール５０Ｂを切断した断面図であり、両者の接触状態を示している。同図に示すように、前記Ａ方向に沿った平面の中で、前記ねじ軸２のねじ山２１を挟むようにして前述した干渉領域Ｘが発生すると、前記面接触式シール５０Ｂに対してこれを当該ねじ軸２の外周面から押し上げる方向の力Ｆが作用し、図６に示すように、前記面接触式シール５０Ｂがねじ軸２の外周面から浮き上がり、面接触式シール５０Ｂの突条５４と前記ねじ軸2の転動溝２０との間に隙間が生じ易くなる。
【００４０】
このような面接触式シール５０Ｂの浮き上がりを防ぎ、当該面接触シール５０Ｂとねじ軸２との密着性を高めるためには、当該面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さＴを所定値以下に設定して、前記干渉領域Ｘが前記ねじ軸２のねじ山２１の両側で発生するのを防止するのが効果的である。図７は前述の図５に対応する図面であり、前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さＴを図５よりも薄くした場合を示している。同図に示されるように、前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さＴが線分Ｙで示す前記ねじ軸２のねじ山２１の幅に収まっていると、軸方向Ｏに対してリード角θだけ傾いたＡ方向に関しては、前記干渉領域Ｘは前記面接触式シール５０Ｂの周方向のいずれの位置においても前記ねじ軸２のねじ山２１の両側で発生することがなく、当該面接触式シール５０Ｂを前記ねじ軸２の外周面から押し上げる力Ｆの発生を抑えることが可能となる。ここで、図７中の線分Ｙは前記Ａ方向に沿った線分であり、前記ねじ山２１を最短距離で横切る線分である。
【００４１】
すなわち、前記ねじ軸２と前記面接触シール５０Ｂをそれらの軸方向を合致させて互いに適合させた場合に、前記面接触シール５０Ｂの軸方向厚さＴが前記ねじ山２１を最短距離で横切る線分Ｙの範囲内に収まっていれば、前記面接触式シール５０Ｂの突条５４と前記ねじ軸２の転動溝２０との間に隙間が生じ難くなり、当該面接触シール５０Ｂとねじ軸２との密着性を高めることが可能となる。
【００４２】
図８は前記線分Ｙの長さと前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さＴとの関係を説明する図である。同図中に一点鎖線で示された線分Ｐは前記ねじ軸の外周面における転動溝２０の軸方向ピッチを表している。前記ねじ軸に１条の転動溝が形成されている場合、ピッチＰは前記リードＬと同じである。前記ねじ軸に２条の転動溝が形成されている場合、ピッチＰはＬ／２となる。従って、前記Ａ方向に関する転動溝のピッチＰAはＰcosθとなる。従って、転動溝２０の溝幅をＷ1とすると、前記Ａ方向に関するねじ山の幅Ｗ2はＰcosθ−Ｗ1となる。このＷ2が図７に示した線分Yの長さに相当する。尚、転動溝２０の溝幅Ｗ1とは、図９に示すように、ねじ軸２の外周面と転動溝２０を転動するボール４の球面との交点であり、ねじ軸２に形成された転動溝２０そのものの幅とは異なる。
【００４３】
そして、前記Ａ方向に関するねじ山の幅Ｗ2を前記ねじ軸の軸方向Oに投射した長さをＷ0とすると、Ｗ0＝Ｐcos2θ−Ｗ1cosθとなり、前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さＴが前記Ｗ0以下となれば、前述したように、前記干渉領域Ｘが前記面接触式シール５０Ｂの周方向のいずれの位置においても前記ねじ軸２のねじ山２１の両側で発生することがなく、当該面接触式シール５０Ｂと前記ねじ軸２の外周面との密着性を高めることが可能となる。すなわち、以下の条件が整うように前記面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さＴを設定すれば、面接触式シール５０Ｂを前記ねじ軸の外周面に対して均一に接触させて、シール性能を確実なものとすることが可能となる。
【００４４】
Ｔ≦Ｐcos2θ−Ｗ1cosθ
Ｔ：面接触式シール５０Ｂの軸方向厚さ
Ｐ：ねじ軸２の外周面における転動溝２０のピッチ
θ：転動溝２０のリード角
Ｗ1：転動溝２０の溝幅
【００４５】
以上説明してきたように、本発明を適用したシール部材５は前記スペーサ板の板厚や枚数を変更することにより、多様な前記シール板５０の板厚に対応すると共に、前記シール板５０の材質に応じた最適な固定方法で当該シール板５０を前記ナット部材３に対して装着することが可能である。従って、本発明のシール部材５によれば、ボールねじ装置１の使用環境に応じたシール板５０の材質や板厚の変更に対して柔軟に対応することができ、しかも前記シール板５０の材質や板厚を変更した場合であっても、前記ベース板５１及び前記スペーサ板５２は変更することなく共通化することが可能なので、生産コストや部品の管理コストの低減化を図ることが可能である。
【００４６】
図１０は本発明を適用したシール部材の第二実施形態を示す分解斜視図である。図２を用いて説明した第一実施形態では二枚のベース板５１の間に一枚のシール板５０を配置したが、この第二実施形態では三枚のベース板５１と二枚のシール板５０を交互に重ね、所謂ダブルシールのシール部材としている。
【００４７】
互いに隣接する二枚のベース板５１の間には、前述の第一実施形態と同様にスペーサ板５２が挟み込まれており、当該スペーサ板５２が前記シール板５０の収容空間を形成している。図１０では互いに隣接する二枚のベース板５１の間に二枚のスペーサ板５２が配置されているが、当該スペーサ板５２の枚数は前記シール板５０の板厚に応じて任意に増減することが可能である。
【００４８】
本発明のシール部材は、この第二実施形態に示すように、前記シール板５０の材質や板厚だけでなく、当該シール板５０の枚数も任意に変更することができ、ボールねじ装置１の使用環境に応じた性能を任意に与えることが可能である。
【００４９】
尚、前述した実施形態では前記ベース部材５１及び前記スペーサ板５２を貫通する結合部材としての固定ねじ５３を用いて、当該ベース部材５１及びスペーサ板５２を前記ナット部材３に締結していたが、例えば前記結合部材としてリベットを用い、前記ベース部材５１及び前記スペーサ板５２を予め一体化してシール部材５を構成し、一体化したシール部材５を止め輪等の他の手段によって前記ナット部材に装着するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…ボールねじ装置、２…ねじ軸、３…ナット部材、４…ボール、５…シール部材、５０…シール板、５０Ａ…薄膜シール、５０Ｂ…面接触式シール、５１…ベース板、５２…スペーサ板
【図１】
2018112313.tif 000003
【図２】
2018112313.tif 000004
【図３】
2018112313.tif 000005
【図４】
2018112313.tif 000006
【図５】
2018112313.tif 000007
【図６】
2018112313.tif 000008
【図７】
2018112313.tif 000009
【図８】
2018112313.tif 000010
【図９】
2018112313.tif 000011
【図１０】
2018112313.tif 000012