JPH11132305A

JPH11132305A - ボールねじのシール装置

Info

Publication number: JPH11132305A
Application number: JP9297284A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nobutomo; 雅弘信朝; Masaaki Toda; 正明戸田; Yasushi Shibata; 靖史柴田; Kimito Ushida; 公人牛田; Takayuki Kowada; 貴之小和田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】シール部材の突部とねじ軸の螺旋溝との間の
摺接部で油膜を安定して形成可能する。【解決手段】ボールナットの両端部に装着されるシー
ル部材５に、ねじ軸１の螺旋溝1aに接触する突部5aを設
ける。この突部5aに、その表面をその形成方向に沿って
平面的に切除して逃げを形成し、螺旋溝1a表面との間に
油の溜り部９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじのボー
ルナット内をシールするためのシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじは、ねじ軸の外周面に設けた
螺旋溝と、ボールナットの内周面に設けた螺旋溝との間
に複数のボールを配し、ねじ軸（またはボールナット）
の回転動力をボールを介してボールナット（またはねじ
軸）の推力に変換するものである。このボールねじに
は、ボールナットの内部に充填した潤滑剤の洩出、およ
び外部からの異物の進入を防止するため、ねじ軸の螺旋
溝に嵌合する突部を有するシール部材をボールナットの
両端部に装着する場合が多い。

【０００３】従来のシール装置としては、図７に示すよ
うに、ボールナット（22）の両端部に装着したシール部
材（25）の突部（25ａ）とねじ軸（21）の螺旋溝（21
ａ）との間に隙間を設けたいわゆる非接触型シールが一
般的であるが、この種のシール装置では、当該隙間の存
在により、使用条件によってはシール不足に陥るおそれ
があるため、シール性を向上させるべく、シール部材の
突部とねじ軸の螺旋溝とを摺接させる、いわゆる接触型
のシール部材も従来から多数提案されている（実開平6
−47762 号公報、実開平7-4952号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記接触型シール装置
では、シール部材を、組織内に潤滑油または潤滑グリー
スを保持する固形潤滑組成物で形成し、これをねじ軸に
直接接触させて、シール部材から滲み出した油で油膜を
形成し、摺接部における摩擦抵抗を低減する。従って、
このシール装置は、シール部材をねじ軸の螺旋溝に密着
させているにもかかわらず、トルク損失が少なく、また
摺接部における摩擦による発熱も少ない等の特徴を有す
る。

【０００５】しかし、シール部材の突部がねじ軸の螺旋
溝表面に密着する構造であるため、突部が螺旋溝に沿っ
て相対移動する際に、突部がシール部材から滲み出した
油を摺接部外に押し出し、油膜の形成を阻害するおそれ
がある。

【０００６】そこで、本発明では、接触型のシール装置
において、良好な油膜を安定して形成可能とし、摺接部
での潤滑性を向上せさ得るボールねじのシール装置の提
供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明では、ねじ軸の螺旋溝に嵌合する、固形潤滑組成
物からなる突部を備えたシール部材をボールナットに装
着し、シール部材の突部をねじ軸の螺旋溝に接触させて
ボールナット内をシールするものにおいて、前記螺旋溝
表面とシール部材の突部表面との間に、油の溜り部を設
けることとした。

【０００８】油の溜り部は、シール部材の突部表面を部
分的に肉取りすることにより形成することができる。

【０００９】突部表面の肉取り部分は、穴もしくは溝
で、または突部表面を部分的に除去した平面状の逃げで
形成される。

【００１０】以上の場合においては、シール部材を、円
周方向の複数箇所で分割し、各分割部分を内径側に弾圧
してシール部材の突部をねじ軸の螺旋溝に接触させるの
が望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図１乃至図６に基いて説明する。

【００１２】図５は、接触型シール装置を有するボール
ねじの一例を示す断面図である。このボールねじは、ね
じ軸（１）の外周面に設けられた螺旋溝（1a）と、ボー
ルナット（２）の螺旋溝（2a）との間に複数のボール
（３）を配置して構成され、ねじ軸（１）とボールナッ
ト（２）とを相対回転させて、その回転動力をボール
（３）を介して相手側に伝達することにより、ボールナ
ット（２）またはねじ軸（１）を軸方向に相対移動させ
るものである。ボールナット（２）の内径面両端部には
凹部が形成され、凹部にリング状のシール部材（５）と
補助リング（６）とが装着されている。

【００１３】シール部材（５）は、合成樹脂基材に潤滑
油や潤滑グリース等の潤滑成分を分散保持させた固形潤
滑組成物で形成される。具体的には、超高分子量ポリオ
レフィン粉末９５〜１重量％に潤滑油または潤滑グリー
ス５〜９９重量％を混合し、この混合物を所定形状の型
に入れ、超高分子量ポリオレフィンのゲル化温度以上の
温度で加熱し、その後、冷却固化させて形成される［油
の滲み出しを抑制するための添加物（固形ワックス等）
を１〜５０重量％加える場合もある］。

【００１４】超高分子量ポリオレフィン粉末としては、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン若し
くはこれらの共重合体からなる粉末、またはそれぞれ単
独の粉末を配合した混合粉末で、各粉末の平均分子量約
１×１０⁶〜５×１０⁶のものを使用することができ
る。

【００１５】潤滑油としては、鉱油、ポリオールエステ
ル油、ジエステル油、合成炭化水素油、アルキルフェニ
ルエーテル油あるいはこれらの混合物からなる潤滑油を
使用することができる。一方、潤滑グリースの種類は特
に限定されるものではなく、石けん又は非石けんで増稠
した潤滑グリースであれば、リチウム石けん−ジエステ
ル系、リチウム石けん−鉱油系、ナトリウム石けん−鉱
油系、アルミニウム石けん−鉱油系、リチウム石けん−
ジエステル鉱油系、非石けん−ジエステル系、非石けん
−鉱油系、非石けん−ポリオールエステル系、リチウム
石けん−ポリオールエステル系等から適宜選択される
が、少なくとも超高分子量ポリオレフィンのゲル化点よ
りも高い滴点を有するものでなければならない。

【００１６】シール部材（５）は、一体のリング状に形
成しても良いが、ねじ軸（１）やシール部材（５）の寸
法精度に影響されず、ねじ軸（１）と適度な接触力で接
触するように、例えば図６（ａ）（ｂ）に示すように、
円周等配位置の３箇所で分割した分割構造とすることが
できる。分割した各シール部材（５）は、内径方向に突
出した突部（5a）を有し、この突部（5a）はねじ軸
（１）の螺旋溝（1a）に対応した形状・寸法を有する。
また、シール部材（５）の各分割部分の分割面（5b）間
には、僅かな隙間がある。シール部材（５）の３つの分
割部分は、それぞれ適宜の手段で内径側に弾圧され、そ
のために突部（5a）とねじ軸（１）の螺旋溝（1a）との
嵌合隙間は、図５（ｂ）に示すようにゼロあるいは僅か
にマイナス（締め代をもった状態）になっている。図面
では、弾圧手段として、ボールナット（２）のねじ穴
（2b）に螺着したボールプランジャ（８）を例示してい
るが、その他にも、例えばシール部材（５）の外周に嵌
着したガータスプリングを用いて各分割部分を内径側に
弾圧してもよい。また、シール部材（５）を軸方向の全
幅で完全に分割する他、途中部分までを複数の軸方向ス
リットで分割し、この分割部分のみを弾圧手段で内径側
に弾圧してもよい（詳細は、実開平 6-47762号公報参
照）。また、各分割部分の全てに突部（5a）を設ける必
要はなく、少なくともそのうちの一の分割部分に突部
（5a）が形成されていれば足りる。

【００１７】以上の構成から、シール部材（５）の突部
（5a）がねじ軸（１）の螺旋溝（1a）に対して密着状態
で摺接するため、ボールナット（２）内の潤滑剤が外部
に洩れにくくなり、外部から異物が侵入しにくくなる。
また、シール部材（５）の組織内に保持された潤滑成分
（油）が突部（5a）と螺旋溝（1a）との摺接部に滲み出
して油膜を形成するので、摺接部における摩擦抵抗を低
減することができる。さらに、シール部材（５）から摺
接部に滲み出した油が、ねじ軸（１）の回転に伴ってボ
ールナット（２）の内部に送られ、ボール（３）とねじ
軸（１）およびボールナット（２）の螺旋溝（1a、2a）
との接触部分の潤滑にも寄与する。

【００１８】以上説明した接触型のシール装置におい
て、本発明は、図１および図２に示すように、ねじ軸
（１）の螺旋溝（1a）表面とシール部材（５）の突部
（5a）表面との間に、油の溜り部（９：散点模様で示
す）を設けたものである。この溜り部（９）は、ねじ軸
（１）の螺旋溝（1a）と接触する突部（5a）表面を螺旋
溝（1a）表面に対して部分的に肉取りすることにより形
成され、両図面では、肉取り部として突部（5a）の両側
表面をその形方向に沿って平面的に除去して逃げを形成
した場合を例示している。なお、このような平面状の逃
げに代えて、突部（5a）の両側表面をその形成方向に沿
って凹状に除去した溝を形成しても良い。

【００１９】このような溜り部（９）を設けることによ
り、シール部材（５）から滲み出した油が溜り部（９）
に保持されるので、ねじ軸（１）とボールナット（２）
との相対回転時に突部（5a）とねじ軸（１）の螺旋溝
（1a）とが摺接する際にも、摺接部分に確実に油膜を形
成することができ、この部分での潤滑性を向上させるこ
とができる。また、摺接部の油がねじ軸（１）の回転に
伴ってボール（３）とねじ軸（１）およびボールナット
（２）の螺旋溝（1a、2a）との接触部分にも供給される
ので、ボールナット（２）の内部の潤滑性も向上する。
このような潤滑効果のさらなる安定化を図るため、溜り
部（９）は突部（5a）の頂点を挟んで軸方向の両側（両
側部）に設けるのが望ましい。

【００２０】図３および図４は本発明の他の実施形態を
表すもので、図３は突部（5a）表面に周方向に整列させ
た多数の穴を形成することにより（ランダムに形成して
もよい）、図４はねじ軸（１）の螺旋溝（1a）と直交す
る方向の多数条の溝を形成することにより、油の溜り部
（９）を形成したもので、図１に示す溜り部（９）と同
様の効果が奏される。

【００２１】なお、以上の説明では、シール部材（５）
を円周方向の複数箇所で分割し、各分割部分を内径側に
弾圧する場合を例示しているが、これは突部（5a）と螺
旋溝（1a）との密着性を確保するためである。従って、
そのような密着性が確保されるのであれば、シール部材
（５）を円周方向で連続する一体のリング状とする場合
にも（弾圧手段の有無は問わない）本発明を同様に適用
することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シール
部材から滲み出した油が溜り部に保持されるので、シー
ル部材の突部とねじ軸の螺旋溝とが摺接する際にも、摺
接部に確実に油膜を形成することができ、この部分での
潤滑性を向上させることができる。また、摺接部の油が
ねじ軸の回転に伴ってボールとねじ軸およびボールナッ
トの螺旋溝との接触部分にも供給されるので、ボールナ
ットの内部の潤滑性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるシール部材の一実施形態を示す
斜視図（一部断面）である。

【図２】ねじ軸の螺旋溝に嵌合させたシール部材（図１
に示す）の軸方向の断面図である。

【図３】本発明にかかるシール部材の他の実施形態を示
す斜視図（一部断面）である。

【図４】本発明にかかるシール部材の他の実施形態を示
す斜視図（一部断面）である。

【図５】接触型のシール装置を有するボールねじの断面
図（ａ図）、および部分拡大断面図である（ｂ図）。

【図６】図５のボールねじのシール部材を示す正面図
（ａ図）、および側面図である（ｂ図）。

【図７】従来のボールねじの断面図である。

【符号の説明】

１ねじ軸 1a 螺旋溝２ボールナット３ボール５シール部材 5a 突部８弾圧手段９溜り部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ軸の螺旋溝に嵌合する、固形潤滑組
成物からなる突部を備えたシール部材をボールナットに
装着し、シール部材の突部をねじ軸の螺旋溝に接触させ
てボールナット内をシールするものにおいて、前記螺旋
溝表面とシール部材の突部表面との間に、油の溜り部を
設けたことを特徴とするボールねじのシール装置。
【請求項２】油の溜り部を、シール部材の突部表面を
部分的に肉取りして形成した請求項１記載のボールねじ
のシール装置。
【請求項３】突部表面の肉取り部分が、穴もしくは溝
であり、または突部表面を部分的に除去した平面状の逃
げである請求項２記載のボールねじのシール装置。
【請求項４】シール部材を、円周方向の複数箇所で分
割し、各分割部分を内径側に弾圧してシール部材の突部
をねじ軸の螺旋溝に接触させることを特徴とする請求項
１乃至３何れか記載のボールねじのシール装置。