JPH11166608A

JPH11166608A - ボールねじ

Info

Publication number: JPH11166608A
Application number: JP9331994A
Authority: JP
Inventors: Isamu Yoshida; 勇吉田; Masahiro Nobutomo; 雅弘信朝; Takayuki Kowada; 貴之小和田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-22
Also published as: KR19990062691A; US6178839B1

Abstract

(57)【要約】【課題】潤滑機能の向上【解決手段】ねじ軸１の外周に形成された螺旋状のね
じ溝面１ａと、ボールナット２の内周に形成された螺旋
状のねじ溝面２ａとの間に形成される螺旋状の循環路に
複数のボール３が転動循環自在に配されている。ボール
ナット２の両端部にシール装着部２ｂが設けられ、その
シール装着部２ｂに固形状の潤滑組成物からなるシール
部材４が装着され、ボールナット２の内部を密封してい
る。ボールナット２の内部には、潤滑グリースＧが封入
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールナット内へ
の異物侵入や、ボールナット内からの潤滑剤流失によっ
て潤滑不足が生じ易い環境下で使用されるボールねじに
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ボールねじのシール装
置としては、ゴム等からなる非接触シールをボールナッ
トの端部に装着したものが多いが、この場合、シール部
材の内周とねじ軸のねじ溝面との間に隙間があるため、
使用条件によっては、異物侵入や封入グリースの流失を
抑制する効果が不足し、ボールねじの機能低下や寿命低
下をきたすことがある。特に周囲環境温度が高い場合や
ボールナットの移動ストロークや移動速度（ねじ軸の回
転数）が大きい場合など、厳しい潤滑条件下では、封入
グリースによる潤滑油だけでは、ボールとねじ溝面との
接触部分の潤滑量が不足する可能性が有る。

【０００３】そこで、本発明は、シール性の向上を図る
と同時に、潤滑性能の改善を図り、上記のような厳しい
潤滑条件下においてより長寿命なボールねじを提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、ボールナットの内部に潤滑グリースを
封入すると共に、この潤滑グリースの基油と同種または
相互作用により潤滑性低下を生じない潤滑油を成分とし
て含有する固形状の潤滑組成物でシール部材を形成し、
これをボールナットの両端部に装着し、その内周をねじ
軸のねじ溝面に摺接させた。「潤滑組成物」は、合成樹
脂等の基材組織中に潤滑油を成分として保有する固形状
のもので、基材中に保有された潤滑油成分がその表面に
徐々に継続して滲み出す結果、油性面を有する。「潤滑
油を成分として含有する」は、基材のマトリックス中に
潤滑油の状態で分散保持されている態様、基材のマトリ
ックス中に潤滑グリースの状態で分散保持されている態
様の双方を含む。潤滑組成物としては、例えば、特公昭
６３−２３２３９号、特公昭４７−３４５５号に記載さ
れた組成物を用いることができる。

【０００５】この潤滑組成物からなるシール部材をボー
ルねじのねじ溝面に摺接させてボールナット内をシール
することにより、高いシール性が得られると同時に、潤
滑組成物からねじ溝面との摺接部分に潤滑油成分（保有
された潤滑油、又は保有された潤滑グリースの基油）が
徐々に継続的に供給され、上記摺接部分の摩擦力が低減
され、さらに、ボールねじの運転に伴うねじ溝面の送り
移動によって上記摺接部分に供給された潤滑油成分がボ
ールとの接触部分に送られ、ボールナット内における潤
滑グリース（封入グリース）の潤滑機能を補助する。す
なわち、封入グリース量がボールナット内の潤滑に必要
な適切量に維持されている場合は、封入グリースによる
良好な潤滑機能が期待できるが、封入グリース量は運転
時間の経過に伴って減少することが不可避であり、その
場合でも、封入グリース量の減少に伴う機能低下分が潤
滑組成物から供給される潤滑油成分の潤滑機能によって
補助され、全体として良好な潤滑機能が長期にわたって
維持される。

【０００６】上記のように、潤滑組成物から供給される
潤滑油成分は、シール摺接部分の摩擦力を低減すると共
に、封入グリースの潤滑機能を補助するものであるか
ら、潤滑組成物の潤滑油成分と封入グリースの基油成分
とは同種または相互作用により潤滑性低下を生じないも
のであることが望ましい。「同種」とは、潤滑組成物の
潤滑油成分と封入グリースの基油成分とが同じもの又は
同類成分であることを意味する。また、「相互作用によ
り潤滑性低下を生じない」とは、潤滑組成物の潤滑油成
分と封入グリースの基油成分とが、潤滑性の低下をきた
すような物理的、化学的な相互作用を行わないことを意
味する。つまり、潤滑機能の面から見て、両成分の相性
が良いということである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【０００８】図１に示すように、ねじ軸１の外周に形成
された螺旋状のねじ溝面１ａと、ボールナット２の内周
に形成された螺旋状のねじ溝面２ａとの間に形成される
螺旋状の循環路に複数のボール３が転動循環自在に配さ
れている。ボールナット２の両端部（図１は一方の端部
のみを示している。）にシール装着部２ｂが設けられ、
そのシール装着部２ｂに固形状の潤滑組成物からなるシ
ール部材４が装着され、ボールナット２の内部を密封し
ている。ボールナット２の内部には、潤滑グリースＧが
封入されている。

【０００９】図２に示すように、シール部材４は、例え
ば４つの割り口４ａを円周等配位置に有する４分割リン
グで、その内周にねじ軸１のねじ溝面１ａに適合摺接す
る突条の摺接部４ｂを有する。

【００１０】シール部材４の形成材料となる固形状の潤
滑組成物は、少なくとも常温（２０℃）以上の温度で保
有する潤滑油成分を表面に滲み出し続ける性質を有する
のが好ましく、そのような潤滑組成物は、次の方法で製
造することができる。例えば、所定量の潤滑グリース又
は潤滑油と、所定量の超高分子量オレフィン粉末とを均
一に混合し、所定形状の型に流し込んで、超高分子量ポ
リオレフィン粉末のゲル化点以上の温度で、さらに潤滑
グリースを用いる場合はその滴点以下の温度で溶融さ
せ、常温で冷却固化することによって得られる。超高分
子量ポリオレフィン粉末は、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、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あり、各粉末の分子
量は、粘度法により測定される平均分子量が１×１０⁶
〜５×１０⁶になるように選択される。このような平均
分子量の範囲にあるポリオレフィンは、剛性及び保油性
において低分子量のポリオレフィンよりも優れ、高温に
加熱してもほとんど流動することがない。このような超
高分子量ポリオレフィンの潤滑組成物中の配合割合は、
９５〜１ｗｔ％とする。なお、その量は組成物に要求さ
れる離油度、粘り強さ及び硬さに左右される。超高分子
量ポリオレフィンの量が多いほど、所定の温度で溶融固
化させた後のゲルの硬さが大きくなる。

【００１１】また、配合する潤滑グリースは、特に限定
されるものではなく、石鹸または非石鹸で増稠した潤滑
グリースとして、リチウム石鹸−ジエステル系、リチウ
ム石鹸−鉱油系、ナトリウム石鹸−鉱油系、アルミニウ
ム石鹸−鉱油系、リチウム石鹸ージエステル鉱油系、非
石鹸−ジエステル系、非石鹸−鉱油系、非石鹸−ポリオ
ールエステル系、リチウム石鹸−ポリオールエステル系
などのグリースが挙げられる。配合する潤滑油も特に限
定されるものではなく、ジエステル系、鉱油系、ジエス
テル鉱油系、ポリオールエステル系、パラフィン系炭化
水素油（例えばポリα−オレフィン油）、ナフテン系炭
化水素油、エーテル油、エステル油などの潤滑油を挙げ
ることができる。なお、潤滑油成分として配合する潤滑
グリースの基油あるいは潤滑油は、ボールナット２の内
部に封入する潤滑グリースＧの基油と同じか又は同類成
分であるのが望まいが、潤滑性低下を生じないものであ
れば、異なるものであっても良い。

【００１２】上記した超高分子量ポリオレフィンの融点
は、その平均分子量に対応して変化するために一定では
ないが、例えば粘度法による平均分子量が２×１０⁶の
ものの融点は１３６℃である。同平均分子量の市販品と
しては、三井石油化学工業株式会社製の「ミペロン（登
録商標）ＸＭ−２２０」などがある、従って、超高分子
量ポリオレフィンの基材中に潤滑グリース又は潤滑油を
分散保持させるには、上記した材料を混合した後、超高
分子量ポリオレフィンがゲル化を起こす温度以上で、且
つ潤滑グリースを用いた場合はその滴点未満の温度、例
えば１５０〜２００℃に加熱する。

【００１３】上記のような潤滑組成物を用いて所定形状
に成形されたシール部材４は、図１に示すように、その
外周に弾性部材例えばガータスプリング５を嵌めた状態
でボールナット２のシール装着部２ｂに装着され、さら
に、シール押え６で固定される。シール押え６は、例え
ば図３に示すようなもので、シール部材４の各分割部分
に対応する４つの押圧部４ａを円周等配位置に備え、ボ
ールナット２の端面にねじ止め等の手段で固定される。

【００１４】シール部材４の各分割部分はガータスプリ
ング５によって内径側に弾性的に押圧付勢され、その内
周の摺接部４ｂがねじ軸１のねじ溝面１ａに嵌まり、ね
じ溝面１ａにゼロ以下の締め代で接触する。ゼロ以下の
締め代とは、摺接部４ｂがねじ溝面１ａに締め代をもた
ずに接触している状態、または、摺接部４ｂがねじ溝面
１ａに締め代をもって接触している状態を言う。

【００１５】ねじ軸１（又はボールナット２）が回転す
ると、その回転動力がボール３を介してボールナット２
（又はねじ軸１）に伝達され、ボールナット２（又はね
じ軸１）が軸方向に移動する。その際、シール部材４の
摺接部４ｂがねじ軸１のねじ溝面１ａにゼロ以下の締め
代で摺接するので、ボールナット２の内部に封入された
潤滑グリースＧが外部に漏れ出しにくく、また外部から
異物が侵入しにくい。また、シール部材４の基材組織内
に保有された潤滑油成分が、ねじ溝面１ａとの摺接部分
に徐々に継続的に滲み出し、摺接部分の摩擦力を低減す
るので、シール部材４の摩耗が少なく、低トルクであ
る。さらに、シール部材４からねじ溝面１ａに滲み出し
た潤滑油成分が、ボールねじの運転に伴うねじ溝面１ａ
の送り移動によってボール３との接触部分に送られ、潤
滑グリースＧの潤滑機能を補助する。そのため、運転時
間の経過に伴って潤滑グリースＧの封入量が減少した場
合でも、封入量の減少に伴う潤滑グリースＧの機能低下
分がシール部材４から供給される潤滑油成分の潤滑機能
によって補助され、厳しい潤滑条件下においても、全体
として良好な潤滑機能が長期にわたって維持される。ま
た、シール部材４をボールナット２の端部のシール装着
部４ｂに装着する構成であるので、既存のシール付ボー
ルねじに対して、シール部材の取り外し交換を行うだけ
で、この実施形態のボールねじを得ることができる。

【００１６】尚、シール部材４は図２に示すような４分
割リングに限らず、３分割リング、２分割リング、１分
割リングも良い。また、ねじ軸１のねじ溝面１ａとの適
切な摺接状態が得られるのであれば、一体リングでも良
い。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を有する。

【００１８】（１）封入グリース量がボールナット内の
潤滑に必要な適切量に維持されている場合は、封入グリ
ースによる良好な潤滑機能が得られる。また、運転時間
の経過に伴って封入グリース量が減少をきたした場合で
も、封入グリース量の減少に伴う機能低下分がシール部
材から供給される潤滑油成分の潤滑機能によって補助さ
れ、全体として良好な潤滑機能が長期にわたって維持さ
れる。従って、本発明のボールねじは、厳しい潤滑条件
下でも、高い耐久寿命を有する。

【００１９】（２）固形状の潤滑組成物からなるシール
部材の内周がねじ軸のねじ溝面に摺接するので、ボール
ナットの内部に封入された潤滑グリースが外部に漏れ出
しにくく、また外部から異物が侵入しにくい。

【００２０】（３）シール部材の基材組織内に保有され
た潤滑油成分が、ねじ軸のねじ溝面との摺接部分に徐々
に継続的に滲み出し、摺接部分の摩擦力を低減するの
で、シール部材の摩耗が少なく、低トルクである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。

【図２】シール部材の正面図である。

【図３】シール押えの断面図である。

【符号の説明】

１ねじ軸１ａねじ溝面２ボールナット２ａねじ溝面３ボール４シール部材Ｇ潤滑グリース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周に螺旋状のねじ溝面を形成したねじ
軸と、ねじ軸が貫通する穴の内周に螺旋状のねじ溝面を
形成したボールナットと、ねじ軸のねじ溝面とこれに対
応するボールナットのねじ溝面との間に形成される螺旋
状の循環路に配された複数のボールと、ボールナットの
両端部に装着され、その内周がねじ軸のねじ溝面に摺接
するリング状のシール部材とを備え、上記ボールナットの内部に潤滑グリースを封入すると共
に、この潤滑グリースの基油と同種または相互作用によ
り潤滑性低下を生じない潤滑油を成分として含有する固
形状の潤滑組成物で上記シール部材を形成したことを特
徴とするボールねじ。