JP2012189155A - ボールねじ - Google Patents

Abstract

【課題】ボールねじのナットの軸方向端部に接触シールを取り付ける際に、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせが簡単にできるようにする。
【解決手段】シール４が固定されたシールキャップ５をナット１の取付部１２に固定することで、シール４をナット１に取り付ける。取付部１２の外周面の周方向で異なる位置に３つの凹部１３を形成する。シールキャップ５は、取付部１２に外嵌する環状部５１と、内向きフランジ部５２とからなる。環状部５１には、３つの凹部１３と同じ位置に、３つの貫通ねじ穴（貫通穴）５１ａを形成する。シールキャップ５の環状部５１をナット１の取付部１２に外嵌し、円錐状の凹部１３に貫通ねじ穴５１ａを合わせて小ねじ７を螺合することで、シール４がナット１に取り付けられるとともに、シール４のリップ部４１とねじ軸２との周方向での位置合わせがなされる。
【選択図】図１

Description

この発明は、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、ナットの軸方向両端部に配置されたリング状のシールを備えたボールねじに関する。

工作機械、射出成形機、半導体デバイス製造装置などで使用されるボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、を備えている。
このようなボールねじのボールは、ねじ軸の回転運動に伴ってねじ溝を転動するため、ねじ軸に付着した塵埃や摩耗粉などの異物がナット内に入り込むと、ナット内に入り込んだ異物によってボールの転がり運動が阻害され、焼付きなどの損傷が生じることがある。そこで、ナット内への異物の侵入等を防ぐために、ナットの軸方向両端にリング状のシールが配置されている。

特許文献１には、ボールねじのナットの軸方向端部に、外周面にＶ溝（Ｖ字断面の周溝）を形成した取付部を形成し、この取付部に、予めシールが取り付けられたシールキャップを固定することが記載されている。前記シールは、ねじ軸の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部を有し、ねじ軸に摺接する接触シールである。
前記シールキャップは、ナットの取付部の外周面に外嵌する環状部を有し、この環状部に、外周面から径方向に貫通する取付ねじ穴が形成されている。前記シールキャップはナットに対して、前記環状部の取付ねじ穴に止めねじを螺合し、その先端の円錐面を前記取付部のＶ溝を構成する押圧斜面に押圧することで固定されている。
これにより、シールの固定時に、リップ部の周方向位置（位相）が任意に設定できるため、リップ部の内周縁形状とねじ軸の軸直角断面形状を正確に合わせることが可能になることで、接触シールのシール性の向上が図れると記載されている。

特開２００８−２６１４０３号公報

しかし、特許文献１に記載されたボールねじでは、シールのリップ部とねじ軸を周方向で位置合わせする作業を、シールキャップを回転させて、リップ部の先端を確認しながら行う必要があるため手間がかかるとともに、良好な防塵性および密封性を得ることができる最適な位置に調整することが難しい。
この発明の課題は、ボールねじのナットの軸方向端部に接触シールを取り付ける際に、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせが簡単にできるようにすることである。

上記課題を解決するために、この発明は、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、ナットの軸方向両端部に配置されたリング状のシールを備えたボールねじであって、前記シールは、ねじ軸の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部を有し、ねじ軸に摺接する接触シールであり、下記の構成(1) 〜(4) を有することを特徴とする。
(1) 前記ナットの軸方向端部からなる取付部の外周面の周方向で異なる位置となる３カ所以上に、軸方向が前記ナットの径方向に一致する円錐状の凹部を設ける。
(2) 前記取付部に外嵌する環状部と、この環状部の軸方向一端に設けた、前記シールを固定する内向きフランジ部とからなり、前記環状部の前記凹部と同じ位置に貫通穴を有し、前記シールを固定した後に前記取付部に固定されるシールキャップを備え、前記シールキャップの軸方向寸法は、前記シールが軸方向の設定位置に配置される寸法である。
(3) 前記シールは、前記ナットの円錐状の凹部に前記シールキャップの貫通穴を合わせた状態で、リップ部の内周縁形状がねじ軸の軸直角断面形状に対応した配置となるように、前記内向きフランジに固定されている。
(4) 前記シールキャップが前記ナットに対して、前記環状部を前記取付部に外嵌し、前記凹部に合わせた前記貫通穴から挿入された固定ねじで固定されている。

この発明のボールねじによれば、前記シールを固定した後のシールキャップの環状部を前記ナットの取付部に外嵌し、円錐状の凹部に前記シールキャップの貫通穴を合わせることで、前記シールのリップ部とねじ軸が周方向で位置合わせされる。そして、この状態で前記貫通穴から固定ねじを挿入して円錐状の凹部に押し当てて固定することで、前記シールがナットに取り付けられる。よって、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせが簡単にできる。

この発明のボールねじによれば、ナットの軸方向端部に接触シールを取り付ける際に、シールのリップ部とねじ軸との周方向での位置合わせを簡単に行うことができる。

この発明の一実施形態に相当するボールねじの一部を示す断面図である。 図１のボールねじで、ナットにシールを取り付ける前の状態を示す正面図（ａ）と、（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）と、（ｂ）のＢ部分を説明する拡大図（ｃ）である。 図１のボールねじを構成するシールキャップを示す正面図（ａ）と、（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 図３のシールキャップにシールを固定した状態を示す正面図である。 図４の状態のシールキャップをナットに固定することでシールが取り付けられたボールねじを示す正面図である。 シールを二枚取り付ける場合の二枚目のシールを示す正面図（ａ）と、二枚のシールが図３のシールキャップに固定された状態を示す正面図（ｂ）である。 シールを三枚取り付ける場合の三枚目のシールを示す正面図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態のボールねじは、図１に示すように、ナット１と、ねじ軸２と、ボール３と、シール４と、シールキャップ５と、シール４をシールキャップ５に固定する小ねじ６と、シールキャップ５をナット１に固定する小ねじ（固定ねじ）７と、で構成されている。
ナット１の内周面に螺旋溝１１が形成され、ねじ軸２の外周面に螺旋溝２１が形成されている。ボール３は、ナット１の螺旋溝１１とねじ軸２の螺旋溝２１で形成される軌道溝の間に配置されている。
シール４は、ねじ軸２の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部４１を有し、ねじ軸２に摺接する接触シールである。リップ部４１の外周側に円環状の基部４２が形成されている。

ナット１の軸方向端部の外径が他の部分より小さく形成され、この小径部がシールキャップ５を取り付ける取付部１２となっている。図２（ａ）（ｂ）に示すように、取付部１２の外周面には、軸方向で同じ位置で、周方向で異なる位置となる３カ所に、円錐状の凹部１３が形成されている。図２（ｃ）に示すように、円錐状の凹部１３は、円錐の軸方向Ｓがナット１の径方向に一致するように形成されている。小ねじ７の先端部は、この凹部１３の円錐面に嵌まる円錐形状に形成されている。

図１および３に示すように、シールキャップ５は、ナット１の取付部１２に外嵌する環状部５１と、環状部５１の軸方向一端に設けた内向きフランジ部５２とからなる。環状部５１の軸方向他端側には、取付部１２に形成された３つの凹部１３と同じ位置に、３つの貫通ねじ穴（貫通穴）５１ａが形成されている。
内向きフランジ部５２には、シール４を小ねじ６で固定するための３つの貫通ねじ穴５２ａが、周方向で３つの貫通ねじ穴５１ａと同じ位置に形成されている。シールキャップ５の軸方向寸法Ｌは、シールキャップ５がシール４を固定した後にナット１に固定された状態で、シール４が軸方向の設定位置に取り付けられる寸法になっている。

ナット１の軸方向端部にシール４を取り付ける際には、先ず、図４に示すように、シール４の基部４２を、シールキャップ５の内向きフランジ部５２に小ねじ６で固定する。
シール４の基部４２には、内向きフランジ５２の３つの貫通ねじ穴５２ａと同じ位置に３つの貫通ねじ穴４２ａが形成されている。３つの貫通ねじ穴４２ａは、各貫通ねじ穴４２ａに小ねじ６でシール４が固定されたシールキャップ５をナット１に外嵌し、円錐状の凹部１３に貫通ねじ穴５１ａを合わせた状態で、リップ部４１の内周縁形状がねじ軸２の軸直角断面形状に合致するように配置されている。

次に、図５および図１に示すように、シール４が固定されたシールキャップ５の環状部５１を、ナット１の取付部１２に外嵌し、円錐状の凹部１３に貫通ねじ穴５１ａを合わせて、貫通ねじ穴５１ａに小ねじ７を螺合させ、その先端部を円錐状の凹部１３に押し当てる。
これにより、シール４が固定されたシールキャップ５がナット１に固定され、シール４のリップ部４１の内周縁形状とねじ軸２の軸直角断面形状が合致した状態となる。すなわち、シール４のリップ部４１とねじ軸２が周方向で位置合わせされた状態になる。

以上のように、この実施形態のボールねじによれば、シール４が固定されたシールキャップ５を小ねじ６を用いてナット１に固定することで、シール４のリップ部４１とねじ軸２とが周方向で位置合わせされる。すなわち、この実施形態のボールねじによれば、シール４のリップ部４１とねじ軸２との周方向での位置合わせが簡単にできる。
なお、この実施形態では、取付部１２の外周面の軸方向で同じ位置に、３つの円錐状の凹部１３が形成されているが、周方向で異なる位置となっていれば取付部１２の外周面の軸方向で異なる位置に形成されていてもよい。また、３つ以上設ける円錐状の凹部の周方向での配置は等間隔であってもよいし、異なる間隔であってもよい。

また、この実施形態では、小ねじ７と貫通ねじ穴５１ａとの螺合によりシールキャップ５をナット１に固定しているが、止めねじと貫通ねじ穴５１ａとの螺合により固定してもよい。
また、この実施形態では、ナット１の軸方向各端部に一枚のシール４を取り付けているが、この発明のシールキャップを用いたシールの取付構造は、ナットの軸方向各端部に複数枚のシールを取り付ける場合にも適用できる。

図６を用いて、二枚のシールを取り付ける場合の一例を説明する。この例では、図６（ａ）に示すように、二枚目のシール４Ａとして、一枚目のシール４の貫通ねじ穴４２ａに対してθ₁ だけずれた位置に貫通ねじ穴４２ｂを設ける。そして、図６（ｂ）に示すように、二枚のシール４，４Ａを、貫通ねじ穴４２ａ，４２ｂ同士を合わせて重ねた状態で、シールキャップ５の内向きフランジ部５２に小ねじ６で固定する。この状態とされたシールキャップ５を前述の方法でナット１に固定する。

三枚のシールを取り付ける場合は、例えば図７に示すように、三枚目のシール４Ｂとして、二枚目のシール４Ａの貫通ねじ穴４２ｂに対してθ₂ だけずれた位置に貫通ねじ穴４２ｃを設けたものを使用する。そして、三枚のシール４，４Ａ，４Ｂを、貫通ねじ穴４２ａ，４２ｂ同士を合わせて重ねた状態で、シールキャップ５の内向きフランジ部５２に小ねじ６で固定する。この状態とされたシールキャップ５を前述の方法でナット１に固定する。
このように、複数枚のシールを取り付ける場合は、良好な防塵性および密封性を得るために、各シールを、周方向で軸直角断面形状が合う所定角度分だけずらした最適な位置に取り付ける必要がある。

１ ナット
１１ ナットの螺旋溝
１２ 取付部
１３ 円錐状の凹部
２ ねじ軸
２１ ねじ軸の螺旋溝
３ ボール
４ シール
４Ａ シール
４Ｂ シール
４１ リップ部
４２ 基部
４２ａ 貫通ねじ穴
４２ｂ 貫通ねじ穴
４２ｃ 貫通ねじ穴
５ シールキャップ
５１ 環状部
５１ａ 貫通ねじ穴（貫通穴）
５２ 内向きフランジ部
５２ａ 貫通ねじ穴
６ 小ねじ
７ 小ねじ（固定ねじ）

Claims (1)

1. 内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道溝の間に配置されたボールと、ナットの軸方向両端部に配置されたリング状のシールを備えたボールねじであって、
   前記シールは、ねじ軸の軸直角断面形状と相似の内周縁形状のリップ部を有し、ねじ軸に摺接する接触シールであり、
   前記ナットの軸方向端部からなる取付部の外周面の周方向で異なる位置となる３カ所以上に、軸方向が前記ナットの径方向に一致する円錐状の凹部を設け、
   前記取付部に外嵌する環状部と、この環状部の軸方向一端に設けた、前記シールを固定する内向きフランジ部とからなり、前記環状部の前記凹部と同じ位置に貫通穴を有し、前記シールを固定した後に前記取付部に固定されるシールキャップを備え、
   前記シールキャップの軸方向寸法は、前記シールが軸方向の設定位置に配置される寸法であり、
   前記シールは、前記ナットの円錐状の凹部に前記シールキャップの貫通穴を合わせた状態で、リップ部の内周縁形状がねじ軸の軸直角断面形状に対応した配置となるように、前記内向きフランジに固定され、
   前記シールキャップが前記ナットに対して、前記環状部を前記取付部に外嵌し、前記凹部に合わせた前記貫通穴から挿入された固定ねじで固定されていることを特徴とするボールねじ。

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