(57)【要約】【課題】ボールねじ特有である螺旋形状のシール山加工が不要であるため加工性やコストダウン化に貢献でき、また、ナット端面に付着するグリース飛散を低減しつつ、ボールねじの信頼性を高めることが可能な技術を提供する。【解決手段】ねじ軸１０とナット２０と転動する複数のボールと、ナットの移動方向の端部のうち、少なくとも一方の端部に取り付けられたシール３０と、を備え、シール３０は、筒状部３２と、ナット２０の端部のフランジ部３７と、筒状部３２の内周面に設けられたグリース溜り部３３と、筒状部３２の一端側からねじ軸１０の軸線Ｘ方向に沿って延伸し、かつグリース溜り部３３に連通したすり割り３４とを少なくとも含み、筒状部３２の内面は平坦状に形成され、平坦状の内面はねじ軸１０のランド部との間には隙間Sを有しており、筒状部３２の外方には筒状部３２を所定の空間Ｐを持って覆う筒状のカバー３１を備えている。【選択図】図１
2018003923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋溝が設けられたねじ軸と、
内周面に螺旋溝が設けられ、かつ前記ねじ軸が貫通するナットと、
前記ねじ軸の螺旋溝及び前記ナットの螺旋溝により形成された転動路内を転動する複数のボールと、
前記ナットの移動方向の端部のうち、少なくとも一方の端部に取り付けられたシールと、を備えたボールねじ装置であって、
前記シールは、
前記ねじ軸が貫通する筒状部と、
前記筒状部の一端側とは反対側の他端側に前記筒状部の外周面から外方に突出するように設けられ、かつ前記ナットの端部に固定されるフランジ部と、
前記ねじ軸に対して空間を形成するように、前記筒状部の内周面に設けられたグリース溜り部と、
前記筒状部の一端側から前記ねじ軸の軸線方向に沿って延伸し、かつ前記グリース溜り部に連通したすり割りと、を少なくとも含み、
前記筒状部の内面は、平坦状に形成され、
前記平坦状の内面と、ねじ軸のランド部との間には径方向の微細な隙間を有しており、
前記筒状部の外方には、当該筒状部を所定の空間を持って覆う筒状のカバーを備えていることを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すり割り付きのシールを備えたボールねじ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
すり割り付きのシールを備えたボールねじ装置の例として、ナット内の余分なグリースの堆積や飛散をより効率的に防止するボールねじ装置が特許文献１に開示されている。このボールねじ装置は、ナットの移動方向の端部に円筒形状のシールが取り付けられた構造になっている。シールは、ねじ軸が貫通する筒状部と、この筒状部の一端側とは反対側に設けられ、かつナットの端部に固定されるフランジ部とを有している。また、シールは、ねじ軸の外周面を囲み、かつ内側にねじ軸の螺旋溝に入り込むシール山と、ねじ軸に対して空間を形成するように筒状部の内周面に設けられたグリース溜り部と、筒状部の一端側の端面からねじ軸の軸線方向に沿って延伸し、かつグリース溜り部に連通したすり割りとを有している。このボールねじ装置は、ナットの内部にあったグリースが、シールのグリース溜り部及びすり割りを経て筒状部の外周に排出される。このため、ナット内の余分なグリースはねじ軸の遠心力が作用しにくい位置で外部に取り出されるので、周囲に飛散することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のボールねじ装置は、軸回転時のグリース飛散にのみ注視していたが、ボールねじ装置は、軸回転の他にナット回転で使用されることがある。
しかし、ナット回転の場合、ボールねじをストロークさせた際に、ナット内から排出された余分なグリースがナット端面に付着し、高速回転することによって遠心力に耐え切れなくなったグリースが飛散するものであったが、従来、この点については特に注視されてこなかった。
また、特許文献１にあっては、ねじ軸回転時のグリース飛散に注視してねじ軸上のグリースを掃き取るものであるため、内周にねじ軸のねじ溝と係合するシール山を有した接触シールが設けられている。
しかしながら、このようなボールねじ装置は、ボールねじ装置特有である螺旋形状のシール山加工が必要であるため加工性やコスト面で問題となっていた。
【０００５】
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、ボールねじ特有である螺旋形状のシール山加工が不要であるため加工性やコストダウン化に貢献でき、また、ナット端面に付着するグリース飛散を低減しつつ、ボールねじの信頼性を高めることが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るボールねじは、外周面に螺旋溝が設けられたねじ軸と、内周面に螺旋溝が設けられ、かつ前記ねじ軸が貫通するナットと、前記ねじ軸の螺旋溝及び前記ナットの螺旋溝により形成された転動路内を転動する複数のボールと、前記ナットの移動方向の端部のうち、少なくとも一方の端部に取り付けられたシールと、を備えたボールねじ装置であって、前記シールは、前記ねじ軸が貫通する筒状部と、前記筒状部の一端側とは反対側の他端側に前記筒状部の外周面から外方に突出するように設けられ、かつ前記ナットの端部に固定されるフランジ部と、前記ねじ軸に対して空間を形成するように、前記筒状部の内周面に設けられたグリース溜り部と、前記筒状部の一端側から前記ねじ軸の軸線方向に沿って延伸し、かつ前記グリース溜り部に連通したすり割りと、を少なくとも含み、前記筒状部の内面は、平坦状に形成され、前記平坦状の内面と、ねじ軸のランド部との間には径方向の微細な隙間を有しており、前記筒状部の外方には、当該筒状部を所定の空間を持って覆う筒状のカバーを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ボールねじ特有である螺旋形状のシール山加工が不要であるため加工性やコストダウン化に貢献でき、また、ナット端面に付着するグリース飛散を低減しつつ、ボールねじの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るボールねじ装置の概略構成を一部切断して示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るボールねじ装置に用いられたシールの概略構成を示す図であり、（ａ）は、軸方向に沿う断面図、（ｂ）は、ねじ軸との位置関係を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施形態が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
〔実施形態〕
（構成）
図１に示すように、本発明の実施形態に係るボールねじ装置１は、ねじ軸１０と、ナット２０と、複数のボール（図示せず）と、シール３０とを有している。
ナット２０は、貫通孔が形成された筒形状（例えば、円筒形状）をなし、この貫通孔にねじ軸１０が貫通するように設置されている。
ねじ軸１０の外周面には螺旋溝１１が設けられている。そして、図１には詳細に図示していないが、ナット２０の内周面にも、螺旋溝１１と同様のリードで螺旋溝（図示せず）が設けられている。そして、ねじ軸１０の螺旋溝１１及びナット２０の螺旋溝２１により複数のボール２５が転動する転動路（図示せず）が形成されている。
【００１１】
このような構成をなすボールねじ装置１は、転動路内に配置されて転動するボールを介して、ナット２０とねじ軸１０とが相対移動可能となっている。
ねじ軸１０は、詳細に図示していないが、ボールねじ装置１が設置される機台（図示せず）に回転自在に軸支され、かつモータ等の回転駆動源（図示せず）に連結されている。また、ナット２０の一方の端部にはフランジ２２が形成され、このフランジ２２を介して、このボールねじ装置１により進退駆動される移動テーブル等の移動体（図示せず）が装着される。よって、ねじ軸１０の回転によりナット２０を介して上記移動体を進退駆動するようになっている。
【００１２】
［シール］
シール３０は、図１に示すように、少なくともナット２０の移動方向の後方の端部に取り付けられている。ここで、上述したように、ねじ軸１０に対してナット２０が進退移動するボールねじ装置１にあっては、移動方向の前方と後方とが相対的に換わるため、ナット２０の軸方向（移動方向）の両端にシール３０（３０Ａ，３０Ｂ）がそれぞれ取り付けられていることが好ましい。本実施形態では、ナット２０の移動方向の両端のうち、一方の端部にシール３０（３０Ａ）が取り付けられ、他方の端部にシール３０（３０Ｂ）が取り付けられている。シール３０は、例えば高分子ポリエチレン樹脂などの樹脂材料で形成されている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、シール３０は、ねじ軸１０が貫通する貫通孔が設けられた筒状部３２と、この筒状部３２の一端側とは反対側の他端側に筒状部３２の外周面から外方に突出するように設けられ、かつナット２０の端部に固定されるフランジ部３７とを有している。そして、シール３０は、ナット２０の軸方向の端部に設けられた凹部にフランジ部３７が嵌め込まれ、かつ筒状部３２がナット２０の軸方向の端部から突出する状態でナット２０の端部に固定されている。
【００１４】
［グリース溜り部］
また、シール３０は、ねじ軸１０に対して空間を形成するように筒状部３２の内周面に設けられたグリース溜り部３３を有している。グリース溜り部３３は、筒状部３２の一端側（ナット２０より露出する側）から他端側（フランジ部３７側）に向かって内周面が拡径するように形成されている。すなわち、シール３０は、図２（ｂ）に示すように、筒状部３２の一端側の内径がねじ軸１０のランド部１２に接する程度の径となっており、筒状部３２の他端側の内径が筒状部３２の一端側の内径よりも拡径されている。
【００１５】
［隙間］
従来のシールの断面形状は、螺旋溝１１の断面形状がゴシックアーチ形状であることに合わせて、ゴシックアーチ形状のシール山が形成されていた。これに対し、本実施形態では、図１、図２（ｂ）に示すように、螺旋溝１１に対向するシール３０の断面形状（筒状部３２の内面の断面形状）を平坦状に形成され、シール山が形成されていない。
これにより、ボールねじ特有である螺旋形状のシール山加工が不要であるため加工性やコストダウン化に貢献できる。
【００１６】
また、図１、図２（ｂ）に示すように、前記平坦状の内面と、ねじ軸のランド部との間（ねじ軸１０の螺旋溝１１、１１間のランド部１２と、シール３０の筒状部３２の内周面との間）には径方向の微細な隙間Ｓを有している。
なお、隙間の寸法Ｓは０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
このような隙間を設けたシールにより軸に付着するグリースを一定の薄さにプレーティングすることができると共に、ねじ軸表面に付着した余剰グリースをナット内へ効果的に戻すことで、余分なグリースを所定の範囲に排出することができる。
【００１７】
［カバー］
図１に示すように、シール３０のシール山が形成されていない筒状部３２を所定の空間Ｐを持って覆う筒状のカバー３１が備えられている。
【００１８】
カバー３１は、筒状部３２の外径よりも大径で、かつ当該筒状部３２の軸方向長さよりも長く形成された円筒状の覆い部３１ａと、覆い部３１ａの端部外周から径方向に一体に立ち上げ形成された円板部３１ｂとで構成されている。そして、円板部３１ｂに設けたねじ孔３１ｃと、ナット２０の側面に設けられたねじ孔５１とを連通させ、ねじ５０を螺合させて、ナット２０の端部に一体に固定されている。
【００１９】
本実施形態のように、ねじ軸１０のねじ溝１１に挿入されるシール山が無いと、ねじ軸１０のねじ溝１１に残ったグリースは掃き取ることができず、ボールねじをストロークさせた際にナット２０から排出される余分なグリースは、グリースが突出された所定の空間Ｐに溜まるが、その周りはカバー３１で覆われているため、ナット回転時にグリースが飛散することはない。
さらに、ねじ軸１０は回転することがないため、軸上のグリースを丁寧に掃きとる必要もない。すなわち、シール山が無いということは、そのままボールねじの潤滑に寄与するグリースとなり、潤滑面での向上となる。
【００２０】
［すり割り］
また、図１及び図２に示すように、シール３０は、ねじ軸１０の軸線Ｘに対して平行となるように筒状部３２の一端側の端面３６からねじ軸１０の軸線Ｘ方向に沿って延伸し、かつフランジ部３７側においてグリース溜り部３３と連通したすり割り３４を有している。すり割り３４は、フランジ部３７側の端部において、グリース溜り部３３からグリースが押し出されて排出される排出口（図示せず）を有している。
このように、すり割り３４がねじ軸１０の軸線Ｘ方向に沿って設けられていることにより、シール３０の射出成形での製作が容易となり、コスト削減に繋がる。
すり割り３４の数は、筒状部３２の円周方向に等間隔に６箇所設けられているが、その数は、後述の各機能を考慮して他の数とすることも可能である。また、全てのすり割り３４がグリース溜り部３３に連通していることが好ましいが、グリース溜り部３３に連通しないすり割り３４を設けてもよい。
【００２１】
［筒状部］
シール３０は、図１及び図２に示すように、筒状部３２の一端側の端面３６からフランジ部３７までの張出し部（突出部）の張出し長さＬａが、ねじ軸１０の１リードの長さＬｂよりも短く、ねじ軸１０の１リードの長さＬｂの０．７倍以上となっている（Ｌｂ＞Ｌａ≧Ｌｂ×０．７）。
ここで、張出し長さＬａの範囲について説明する。シール３０は、張出し長さＬａが長ければ長いほど、筒状部３２の一端側の端面３６からフランジ部３７までの張出し部における付け根に力が加わるため、長期間使用すると筒状部３２の一端側に撓みが生じ易くなる。特に、筒状部３２の一端側が複数のすり割り３４で分割されたシール３０においては筒状部３２の一端側がより撓み易くなる。
【００２２】
一方で、張出し長さＬａが長ければ長いほど、ナット２０の内部からすり割り３４を経て筒状部３２の外周に排出されたグリースを筒状部３２の外周に溜め込むことが可能となり、筒状部３２の外周に排出されたグリースが筒状部３２の一端側の端面３６を経てねじ軸１０に流れることでねじ軸１０の回転によって生じるグリースの飛散を抑制することができる。
【００２３】
ここで、シール３０は、筒状部３２の一端側の端面３６からフランジ部３７までの張出し長さＬａが、ねじ軸の１リードの長さＬｂよりも短くなっているので、筒状部３２の一端側の撓みを抑制することができる。これにより、筒状部３２の一端側の撓みに起因する不具合、すなわち、筒状部３２の一端側がねじ軸１０に接触し、ボールねじ装置１の発熱やシール３０の早期摩耗に繋がる不具合を抑制することができるので、ボールねじ装置１の信頼性を高めることができる。
また、シール３０は、筒状部３２の一端側の端面３６からフランジ部３７までの張出し長さＬａが、ねじ軸１０の１リードの長さＬｂの０．７倍以上となっているので、ナット２０の内部からシール３０のグリース溜り部３３、排出口、及びすり割り３４を経て筒状部３２の外周に排出されたグリースを筒状部３２の外周に溜め込むことができる。これにより、筒状部３２の外周に排出されたグリースが筒状部３２の一端側の端面３６を経てねじ軸１０に流れてしまうといった不具合を抑制することができるので、ナット２０内の余分なグリースの堆積や飛散をより効率的に防止することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係るボールねじ装置１は、ナット２０の内部にあったグリースが、ナット２０の移動方向の後方端部に設けられたシール３０Ｂのグリース溜り部３３、排出口、及びすり割り３４を経て筒状部３２の外周に排出される。このため、ナット２０内の余分なグリースは、ねじ軸１０の遠心力が作用しにくい位置で外部に取り出されるので、周囲に飛散することがない。そして、カバー３１を介してねじ５０をナット２０のねじ孔５１に螺合させてナットの端部にカバーを固定する。これにより、すり割り３４を介して余剰グリースをフランジ２２に備えているカバー３１へ誘導することで、ナット２０内の潤滑に寄与しない余剰グリースがねじ軸１０に付着することを回避し、グリースの飛散を効果的に抑制することができる。
特に、すり割り３４とグリース溜り部３３とが連通していることにより、ナットの移動方向の前側に設置されたシール３０は、ねじ軸１０の表面に付着した余剰グリースをナット２０内へ効果的に戻すことができる。
【００２５】
そして、実施形態に係るボールねじ装置１は、シール３０の筒状部における張出し長さＬａが、Ｌｂ＞Ｌａ≧Ｌｂ×０．７となっているので、ナット２０内の余分なグリースの堆積や飛散をより効率的に防止しつつ、信頼性を高めることができる。また、シール３０やボールねじ装置１のコンパクト化に貢献することができる。
また、すり割り３４が筒状のシール３０の軸方向に沿って設けられることにより、シール３０の射出成形での製作が容易となり、ボールねじ装置１及びシール３０のコスト削減に繋がる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のボールねじ装置は、半導体素子、液晶表示パネル製造装置、搬送装置、その他のクリーン環境で使用される装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    ボールねじ装置
１０  ねじ軸
１１  旋溝
２０  ナット
３０  シール
３１  カバー
３２  筒状部
３３  グリース溜り部
３４  すり割り
３６  端面
３７  フランジ部
５０  ねじ
５１  ねじ孔
【図１】
2018003923.tif 000003
【図２】
2018003923.tif 000004