(57)【要約】【課題】ボールねじ装置のシール体による摺動抵抗を適度に維持しながら防塵性を高める手段を提供する。【解決手段】外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、ナットの前後端部に配置された接触式のシール体とを備え、軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置において、シール体に軸軌道溝に摺接する溝摺接部を設け、この溝摺接部の軸軌道溝の円弧面に摺接する側に、略円弧状のシール片を形成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、該ナットの前後端部に配置された接触式のシール体とを備え、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置において、
前記シール体に前記軸軌道溝に摺接する溝摺接部を設け、該溝摺接部の前記軸軌道溝の円弧面に摺接する側に、略円弧状のシール片を形成したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１おいて、
前記溝摺接部の前記軸軌道溝の前方円弧面と、その反対側の後方円弧面に摺接する側に、それぞれ前記シール片を形成した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、工作機械や精密機械等の機械装置の移動体の送り機構等に用いられるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールねじ装置は、ねじ軸の外周面に螺旋状に形成した軸軌道溝と、ナットの内周面に軸軌道溝に対向して形成したナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のナットの移動方向の前後端部にシール装着溝を設け、このシール体装着溝にねじ軸に摺接するシール体を装着して接触式のシールを構成し、これによりボールねじ装置の内部と外部を密封している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３４３６８５号公報（第３頁段落００１１−００１５、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、シール体のねじ軸との摺接部がねじ軸と一様に接触するように形成されているため、摺接部の接触代を大きくすると摺接部による摺動抵抗が増大し、摺動抵抗を適度にするために摺接代を少なくすると軸軌道溝の防塵性が確保できないために摺動抵抗の低減と防塵性を両立させることが困難であるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ボールねじ装置のシール体による摺動抵抗を適度に維持しながら防塵性を高める手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、該ナットの前後端部に配置された接触式のシール体とを備え、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置において、前記シール体に前記軸軌道溝に摺接する溝摺接部を設け、該溝摺接部の前記軸軌道溝の円弧面に摺接する側に、略円弧状のシール片を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、シール片を片状部材とすることができて円弧面側の溝摺接部に広い接触領域を形成することができ、外部からの塵芥の侵入を防止することができると共に、摺動抵抗を溝摺接部による摺動抵抗と略同等に抑制し、シール体による摺動抵抗を適度に維持することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して本発明によるボールねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１のボールねじ装置を示す側方断面図、図２は実施例１のシール体の図１のＡ方向矢視図、図３は実施例１の移動方向前方のシール体の溝摺接部の摺接状態を示す説明図である。
図１において、１はボールねじ装置であり、本実施例ではリターンチューブ式の循環方式を用いたボールねじ装置である。
【０００９】
２はボールねじ装置１のねじ軸であり、合金鋼や炭素鋼等の鋼材で製作され、その外周面には略半円弧形状の円弧面に成形された軸軌道溝３が一定のリードで螺旋状に形成されている。
４はボールねじ装置１のナットであり、合金鋼や炭素鋼等の鋼材で製作され、その内周面には軸軌道溝３と対向する略半円弧形状のナット軌道溝５が軸軌道溝３と同じリードで形成されている。
【００１０】
６はボールであり、合金鋼等の鋼材またはセラミック材等で製作された球体であって、軸軌道溝３とナット軌道溝５の間に複数装填される。
７はシール体であり、天然ゴムや合成ゴム等の弾性材料で製作され、ナット４の移動方向の前後端部に設けられたシール装着部８に補強板９を介して止めビス１０により取付けられ、接触式のシールを構成している。
【００１１】
なお、図１において、シール体７は説明のために断面とはせずに実体で示してある。
上記のねじ軸２の軸軌道溝３とこれに対向するナット４のナット軌道溝５の間に複数のボール６と所定の量の潤滑剤、例えばグリースが封入される。
これにより、軸軌道溝３とナット軌道溝５とがボール６を介して螺合し、ねじ軸２を回転させることによってボール６が図示しないリターンチューブにより形成される循環路を循環しながらナット４が軸方向に移動し、移動方向の前後端部に配置されたシール体７がねじ軸２の外周面２ａや軸軌道溝３に摺接してナット４とねじ軸２の間を密封し、内部からの潤滑剤の漏洩および外部からの塵芥の侵入を防止する。
【００１２】
図２において、１１はシール体７の外周面摺接部であり、シール体７のねじ軸２の外周面２ａに摺接し、摺動抵抗を適度なものとした接触シールを構成するために適切な外周接触代（ねじ軸２の外径と外周面摺接部の内径との差の半分をいう。）が設定されている。
１２はシール体７の溝摺接部であり、軸軌道溝３の軸直角方向の断面形状に沿った図２に破線で示す略半円弧状の突出部であって、外周接触代と同程度の溝部接触代を有している。
【００１３】
１３は溝摺接部１２に形成されたシール片であり、図３に示す軸軌道溝３の溝底中心３ａを中央として溝摺接部１２のナット４の移動方向前方に位置する軸軌道溝３の前方円弧面３ｂに摺接する側に形成された略円弧状の片状部材である。
このように、本実施例の溝摺接部１２は、図３に示す軸軌道溝３の溝底中心３ａを中央として２つに分割され、その前方円弧面３ｂに摺接する側にシール片１３が形成されている。
【００１４】
このため、図３に２点鎖線で示すナット４をねじ軸２に螺合させたときに、シール片１３は前方円弧面３ｂの傾斜に沿ってナット４の方向、つまり移動方向とは反対方向に曲折し、その軸軌道溝３側の全ての側面が前方円弧面３ｂに摺接する。
また、軸軌道溝３の前方円弧面３ｂと溝底中心３ａを挟んだ反対側、つまりナット４の移動方向後方に位置する後方円弧面３ｃには、２分割された溝摺接部１２のシール片１３が形成されていない側の溝摺接部１２の半分（片側端部１２ａという。）が後方円弧面３ｃの傾斜に沿ってナット４の反対方向、つまり移動方向に曲折し、溝摺接部１２の片側端部１２ａが溝部接触代により後方円弧面３ｃに摺接する。
【００１５】
なお、図２において説明のために破線で示した片側端部１２ａは、実体を示している。
また、図３はナット４の移動方向の前方、つまりナット４の前端部に取付けられたシール体７の溝摺接部１２の摺接状態を示しているが、ナット４の移動方向の後方、つまりナット４の後端部に取付けられるシール体７は上記とは逆に前記のナット４の後端部が前端部として移動する時、つまり図３に示す後方円弧面３ｃを前後円弧面と、前方円弧面３ｂを後方円弧面として移動する時に上記と同様になるように取付けられる。
【００１６】
従って、前端部のシール体７と後端部のシール体７は勝手違いに製作される。この場合にシール体７の厚さ方向の形状が前後対称である場合は、後端部にシール体７を止めビス１０で取付けるときに裏返して取付ければよい。
上記の構成の作用について説明する。
本実施例のシール体７を取付けたナット４をねじ軸２にボール６を介して螺合させてナット４を移動させると、その移動方向前方、つまりナット４の移動方向の前端部に取付けられたシール体７の溝摺接部１２においては、溝摺接部１２の片側端部１２ａはナット４の移動方向に曲折して溝部接触代により後方円弧面３ｃを摺接しながら移動方向に移動する。
【００１７】
また、シール片１３はナット４の移動方向とは反対方向に曲折してその軸軌道溝３側の全ての側面を前方円弧面３ｂに摺接しながら移動方向に移動する。
この時、溝摺接部１２の片側端部１２ａはナット４の移動方向に曲折しているので、外部から侵入しようとする塵芥を掬い上げるように作用して外部からの塵芥の侵入を防止すると共に溝部接触代が摺動抵抗を適度なものとするように設定されているので、摺動抵抗は適度なものに維持される。
【００１８】
また、シール片１３はナット４の移動方向とは反対方向に曲折しているために外部からの塵芥を掻き込むように作用するが、軸軌道溝３側の全ての側面を前方円弧面３ｂに摺接するようにして広い接触領域が形成されているので、外部からの塵芥の侵入を防止することができる共に、シール片１３が片状部材であるので、その剛性が低く、摺動抵抗はシール片１３が設けられている溝摺接部１２の溝部接触代による摺動抵抗と略同等に抑制される。
【００１９】
ナット４が図３に示す移動方向と逆方向に移動するときは、ナット４の後端部に取付けられた勝手違いのシール体７が前方となるので、上記と同様にして摺動抵抗を適度に維持しながら外部からの塵芥の侵入を防止することができる。
以上説明したように、本実施例では、シール体の溝摺接部の軸軌道溝の前方円弧面に摺接する側に片状部材としてのシール片を設けたことによって、本来外部からの塵芥を掻き込む作用を有する前方円弧面側の溝摺接部に広い接触領域を形成することができ、外部からの塵芥の侵入を防止することができると共に、摺動抵抗を溝摺接部による摺動抵抗と略同等に抑制し、シール体による摺動抵抗を適度に維持しながら外部からの塵芥に対する防塵性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２０】
図４は実施例２のシール体を示すＡ方向矢視図、図５は実施例２の移動方向前方のシール体の溝摺接部の摺接状態を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は同一の符号を付して、その説明を省略する。
図４において、２１は溝摺接部１２に形成されたシール片であり、シール片１３の他の側に配置され、図５に示すように軸軌道溝３の前方円弧面３ｂと溝底中心３ａを挟んだ反対側、つまりナット４の移動方向後方に位置する後方円弧面３ｃに摺接する側に形成された略円弧状の片状部材であって、図５に２点鎖線で示すナット４をねじ軸２に螺合させたときに、シール片２１は後方円弧面３ｃの傾斜に沿ってナット４の反対方向、つまり移動方向に曲折し、その軸軌道溝３側の全ての側面が後方円弧面３ｃに摺接する。
【００２１】
上記の構成の作用について説明する、
本実施例のシール体７を取付けたナット４をねじ軸２にボール６を介して螺合させてナット４を移動させると、ナット４の移動方向の前端部に取付けられたシール体７の溝摺接部１２においては、シール片２１はナット４の移動方向に曲折してその軸軌道溝３側の全ての側面を後方円弧面３ｃを摺接しながら移動方向に移動する。
【００２２】
また、シール片１３は、上記実施例１と同様に軸軌道溝３側の全ての側面を前方円弧面３ｂに摺接しながら移動方向に移動する。
この時、溝摺接部１２のシール片２１はナット４の移動方向に曲折し、軸軌道溝３側の全ての側面を後方円弧面３ｃに摺接するようにして広い接触領域が形成されているので、外部から侵入しようとする塵芥を掬い上げるように作用して外部からの塵芥の侵入をさらに防止すると共に、シール片２１が片状部材であるので、その剛性が低く、摺動抵抗はシール片２１が設けられている溝摺接部１２の溝部接触代による摺動抵抗と略同等に抑制される。シール片１３の作用は上記実施例１と同様である。
【００２３】
ナット４の移動方向の後端部に取付けられたシール体７の溝摺接部１２においては、溝摺接部１２のシール片１３およびシール片２１は、ナット４の後端部で、上記前端部と同様に曲折して移動方向に移動する。
この時、溝摺接部１２のシール片２１はナット４の移動方向に曲折し、軸軌道溝３側の全ての側面を後方円弧面３ｃに摺接するようにして広い接触領域が形成されているので、内部から漏れ出そうとする潤滑剤を掬い上げるように作用して内部からの潤滑剤の漏洩を防止する。
【００２４】
また、シール片１３はナット４の移動方向とは反対方向に曲折しているために内部からの潤滑剤を掻き込むように作用するが、軸軌道溝３側の全ての側面を前方円弧面３ｂに摺接するようにして広い接触領域が形成されているので、内部からの潤滑剤の漏洩を防止することができる。
なお、摺動抵抗については、前端部の場合と同様に溝摺接部１２の溝部接触代による摺動抵抗と略同等に抑制される。
【００２５】
また、図５に示す移動方向とは逆方向に移動するときは、シール片１３とシール片２１の作用は反対になるが、外部からの塵芥の侵入と内部からの潤滑剤の漏洩を防止する作用は同様である。
以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果に加えて、シール体の溝摺接部の軸軌道溝の後方円弧面にも片状部材としてのシール片を設けたことによって、本来内部からの潤滑剤を掻き込む作用を有する後方円弧面側の溝摺接部に広い接触領域を形成することができ、摺動抵抗を適度に維持しながら内部からの潤滑剤の漏洩を防止することができる他、前方円弧面側と後方円弧面側の両方の溝摺接部に広い接触領域を形成することができ、摺動抵抗を適度に維持しながら外部からの塵芥の侵入と内部からの潤滑剤の漏洩を共に防止することができるシール体とすることができる。
【００２６】
なお、本実施例においては、リターンチューブ式の循環方式を用いたボールねじ装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、循環方式は上記に限らずこま式やエンドキャップ式等とした循環方式のボールねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
また、本実施例においては、ボールねじ装置のねじ軸を回転させてナットを軸方向に移動させるとして説明したが、ねじ軸を固定してナットを回転させる形式のボールねじに本発明を適用しても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のボールねじ装置を示す側方断面図
【図２】実施例１のシール体の図１のＡ方向矢視図
【図３】実施例１の移動方向前方のシール体の溝摺接部の摺接状態を示す説明図
【図４】実施例２のシール体のＡ方向矢視図
【図５】実施例２の移動方向前方のシール体の溝摺接部の摺接状態を示す説明図
【符号の説明】
【００２８】
１    ボールねじ装置
２    ねじ軸
２ａ  外周面
３    軸軌道溝
３ａ  溝底中心
３ａ  前方円弧面
３ｂ  後方円弧面
４    ナット
５    ナット軌道溝
６    ボール
７    シール体
８    シール装着部
９    補強板
１０  止めビス
１１  外周面摺接部
１２  溝摺接部
１２ａ  片側端部
１３、２１  シール片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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