シール部材及びこれを用いた直線運動案内装置
【課題】シールに過大な締め代を設けることなく、確実に、軸部材に対してシールを接触させることで、直線運動案内装置の移動部材の外部からの塵埃等の侵入を確実に防止でき、微細な塵埃等も確実にシールすることができる高防塵シール機能を備えたシール部材及びこのシール部材を有するボールねじ装置又は直線運動案内装置を提供する。
【解決手段】シール部材は、移動部材に取り付けられる本体部４２と、軸部材の外周に接触するリップ部４３とを有し、前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面４３ａを備え、前記本体部は、前記リップ部を前記軸部材の径方向に付勢する付勢手段４４を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部４２ａを備え、前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置している。
【解決手段】シール部材は、移動部材に取り付けられる本体部４２と、軸部材の外周に接触するリップ部４３とを有し、前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面４３ａを備え、前記本体部は、前記リップ部を前記軸部材の径方向に付勢する付勢手段４４を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部４２ａを備え、前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置などの直線運動案内装置に用いられるシール部材及びこのシール部材が適用されたボールねじ装置などの直線運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置は、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列された複数の転動体とを備えている。また、ナットには、ナットの螺旋溝の一端と他端を連絡する無限循環路が形成されており、ナットの螺旋溝の一端まで転走した転動体は、無限循環路を通過してナットの螺旋溝の他端まで循環する。このような構成により、ボールねじ装置はナットがねじ軸の回転に従ってねじ軸の軸線方向に直線往復運動することが可能となっている。
【０００３】
このボールねじ装置においてはナットが長尺のねじ軸に沿って移動していることから、ねじ軸にワークの切削粉や塵芥などの塵埃が異物として付着した状態でナットが移動すると、転動体転走溝を転走する転動体がこれらの異物を噛み込んでしまい、ねじ軸の回転に対するナットの移動精度が早期に低下してしまう。このため、ボールねじ装置を実際に使用するに当たっては、ナットの軸方向の両端にナットとねじ軸との隙間を密封するシール部材を装着し、ナットの移動に併せてねじ軸に付着した異物をシール部材で除去するように構成するのが一般的である。
【０００４】
例えば、下記特許文献１に記載されているように、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または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備え、前記シールはナットに固定される縁部を備えた本体と、ねじ軸の外周面および螺旋溝に弾性変形状態で接触するリップ部とを有し、隣り合うシールの間に潤滑材含有部材が配置されているボールねじ装置が知られている。
【０００５】
このようなボールねじ装置によると、隣り合うシールの間に潤滑剤含有部材が配置されているため、グリースを充填した場合のようなトルクの増加を招くことなく、両シールのリップ部の潤滑がなされ、高いシール性を確保することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のボールねじ装置は、シールを弾性変形させてねじ軸の外周面および螺旋溝に接触させることで、シールに締め代を設けて取り付けを行っているため、シールやねじ軸の加工誤差が生じることによって精度よくシールを取り付けることができず、ボールねじ装置をレーザー加工機などに適用した場合、レーザー加工機の加工によって生じる粒径が数１０μｍ程度の微細な加工粉をシールすることができないといった問題があった。
【０００８】
また、従来のボールねじ装置は、シールを弾性変形させてねじ軸の外周面および螺旋溝に接触させているので、接触による摩擦熱の発生、トルクの増大といった課題を有しており、さらに、経年使用により、シールが摩耗した場合、シール性能が著しく低下するといった問題があった。
【０００９】
さらに、転動体転走部を有する軸部材と、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を有する移動部材と、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間に転がり運動可能に配列される複数の転動体と、前記移動部材の少なくとも一端に取り付けられるシール装置を備える直線運動案内装置においても、同様の問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、シールに過大な締め代を設けることなく、確実に、軸部材に対してシールを接触させることで、直線運動案内装置の移動部材の外部からの塵埃等の侵入を確実に防止でき、微細な塵埃等も確実にシールすることができる高防塵シール機能を備えたシール部材及びこのシール部材を有するボールねじ装置又は直線運動案内装置を提供することを目的とする。また、移動部材内部に保持されたグリースなどの潤滑剤が移動部材外部に飛散することを防止することができるシール部材及びこのシール部材を有するボールねじ装置及び直線運動案内装置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】
【００１１】
本発明に係るシール部材は、軸部材と移動部材との間に転がり運動可能に複数の転動体を介在させた直線運動案内装置における前記移動部材の軸方向の端面に取り付けられるシール部材において、前記シール部材は、前記移動部材に取り付けられる本体部と、前記軸部材の外周に接触するリップ部とを有し、前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、前記本体部は、前記リップ部を前記軸部材の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るボールねじ装置は、外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸と、内周面に前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を有するナットと、前記転動体転走溝と、前記負荷転動体転走溝との間に転がり運動可能に配列される複数の転動体と、前記ナットの少なくとも一端に取り付けられるシール装置を備えるボールねじ装置において、前記シール装置は、前記ナットに取り付けられる本体部と、前記ねじ軸の外周または前記転動体転走溝に接触するリップ部とを有するシール部材を備え、前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、前記本体部は、前記リップ部を前記ねじ軸の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シール部材が一定の締め代をもって線接触で軸部材に接触するため、発熱量が少なく、確実に異物を除去することができる。また、付勢手段によってシール部材を軸部材の径方向に付勢しているので、リップ部の先端が摩耗しても常に接触状態を維持することができる。さらに、リップ部の一端面を斜面に形成すると共に、付勢手段がリップ部先端よりも補強部側にずらして配置しているので、リップ部を常に一定の方向に変形させることができ、ボールねじ装置又は直線運動案内装置の外部から塵埃等が侵入することを確実に防止できる他、移動部材の内部から潤滑剤が飛散することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るボールねじ装置の実施形態を示す一部断面斜視図。
【図２】本発明に係るボールねじ装置の実施形態の構造を示す一部断面図。
【図３】本発明に係るボールねじ装置の実施形態のシール装置の分解図。
【図４】本発明に係るボールねじ装置の実施形態に用いられるシール部材の正面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図。
【図６】図５におけるＢ部拡大図。
【図７】シール部材がねじ軸に接触する状態を示す状態図。
【図８】本発明に係るボールねじ装置の実施形態の潤滑手段を軸方向から示した図。
【図９】本発明に係るボールねじ装置の実施形態に用いられるシール部材の接触状態を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るボールねじ装置の構造を示す一部断面斜視図であり、図２は、本実施形態に係るボールねじ装置の構造を示す一部断面図であり、図３は、本実施形態に係るボールねじ装置のシール装置の分解図であり、図４は、本実施形態に係るボールねじ装置に用いられるシール部材の正面図であり、図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図であり、図６は、図５におけるＢ部拡大図であり、図７は、シール部材がねじ軸に接触する状態を示す状態図であり、図８は、本実施形態に係るボールねじ装置の潤滑手段を軸方向から示した図であり、図９は、本発明に係るボールねじ装置の実施形態に用いられるシール部材の接触状態を説明するための図である。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るボールねじ装置１を示すものである。本実施形態に係るボールねじ装置１は、外周面に所定のリードで螺旋状の転動体転走溝１１が形成された軸部材としてのねじ軸１０と、複数の転動体３０を介してねじ軸１０に螺合するとともに該転動体３０の無限循環路（不図示）を備えた移動部材としてのナット２０とから構成されており、これらねじ軸１０とナット２０との相対的な回転により該ナット２０がねじ軸１０の軸方向へ運動するように構成されている。また、この転動体転走溝１１は、円滑な転動体３０の転走が実現できるような精度での表面加工が施されている。なお、転走面の形状については、ゴシックアーチ形状であってもサーキュラアーク形状であっても構わない。
【００１８】
図１及び２に示すように、ナット２０は、内周面に転動体転走溝１１に対向する負荷転動体転走溝２２が形成され、略円筒形状をしたナット本体２１と、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に潤滑剤を塗布する潤滑手段５０とを備えている。なお、上述したように転動体転走溝１１と負荷転動体転走溝２２の間には複数の転動体３０が配列されており、ナット２０は、ねじ軸１０に対して転動体３０を介して組み付けられている。
【００１９】
ナット２０の軸方向の端部には、ナット２０の内部と外部とをシールするシール装置４０が取り付けられている。シール装置４０は、潤滑手段５０を介してナット２０に組み付けられる略円環状の本体部４２と、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１に接触するように、本体部４２の内周面から径方向内側に向けて斜めに延びるリップ部４３とを有するシール部材４１を一対隣接させて組み付けられている。リップ部４３は、ねじ軸１０の外周面や転動体転走溝１１に付着した塵埃等を掻き取る機能を有している。一対のシール部材４１，４１は、互いに背面を合わせるように隣接しており、リップ部４３が、隣接する本体部４２の当接面から互いに離間する方向に延び、断面略ハの字状に配置されている。
【００２０】
さらに、シール部材４１の端部には、軸方向の投影形状がシール部材４１と略同一形状に形成された板部材４８が取り付けられている。板部材４８はシール部材４１を軸方向に保持するように組み付けられた円環状の部材であり、その内周面は、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面から所定の隙間を有して組み付けられている。この内周面は、所定の隙間よりも大きな塵埃等をシールするスクレーパ部４８ａとして作用する。
【００２１】
図３に示すように、一対のシール部材４１，４１は、潤滑手段５０の端部にカラー４１ａを介して組み付けられている。カラー４１ａは、後述するボルト６０が挿通される部材であり、シール部材４１，４１の位置決めを行っている。このように、シール装置４０は、一対のシール部材４１，４１および板部材４８をこの順に配置した状態でケース４９を最外周及び最端部に被覆させ、ボルト６０で締結することによってシール装置４０が構成されている。
【００２２】
次に図４から６を参照してシール部材４１について詳述する。図４に示すように、本体部４２は略円環状に形成されている。図５に示すように、リップ部４３は本体部４２の内周面から内径方向に向かって突出して形成されている。なお、リップ部４３は、断面舌片状に形成されており、ねじ軸１０との摺動接触がなされる部位を意味する。
【００２３】
図６に示すように、シール部材４１は、本体部４２に形成された溝部４５に付勢手段４４が組み付けられている。本実施形態において、付勢手段４４はばね部材として円環状のコイルスプリングが用いられている。本体部４２の斜面４３ａ側の軸方向の端部には本体部４２を補強する補強部４２ａが取り付けられている。補強部４２ａは、円環状の金属板によって構成されていると好適である。
【００２４】
リップ部４３は、軸方向の断面形状が、一端面が軸方向に対して傾斜した斜面４３ａに形成されており、この斜面４３ａの反対面は軸方向と略垂直に交わる垂直面４３ｂに形成されている。また、斜面４３ａの本体部４２と連続する連結部は、薄肉に形成された変形部４２ｂが形成されている。
【００２５】
また、リップ部４３の先端位置は、付勢手段４４が取り付けられる溝部４５に対して垂直面４３ｂ側にずらされて配置されている。即ち、付勢手段４４の中心Ｃ１は、リップ部４３の先端Ｃ２と軸方向に沿って互いに離間しており、リップ部４３の先端は垂直面４３ｂ側に、付勢手段４４の中心Ｃ１は斜面４３ａ側にそれぞれ配置されている。なお、付勢手段４４を取り付ける溝部４５は、上述したように斜面４３ａ側に配置されるので、変形部４２ｂをより薄肉に形成することができる。
【００２６】
さらに、図４に示すように、リップ部４３は、内周形状が円弧状の円弧部４６と、円弧形状から内径方向に膨出した膨出部４７とを備えている。円弧部４６は、ねじ軸１０の外周面と接触してねじ軸１０の外周面をシールするように作用し、膨出部４７は、転動体転走溝１１の転走面と接触して転動体転走溝１１の転走面をシールするように作用する。
【００２７】
このように、シール部材４１は、付勢手段４４によってねじ軸１０方向に一定の圧力を付与されて接触しているので、図７に示すように、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面のいずれに対しても一定の圧力で接触することができる。また、リップ部４３の先端形状はＲ形状に形成されているので、転動体転走溝１１の転走面とねじ軸１０の外周面とが連続する箇所においても柔軟に接触することができる。なお、シール部材４１は、ねじ軸１０に対して一定の圧力を付与できるように柔軟性のある部材で形成されており、例えばゴムで形成されている。なお、ゴムは、耐熱・耐油・耐摩耗性に優れた水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）が好適に用いられる。
【００２８】
また、図９に示すように、シール部材４１は、軸方向の断面形状が軸方向に対して傾斜した斜面４３ａと垂直面４３ｂによって形成されているので、垂直面４３ｂ側の剛性は、斜面４３ａ側の剛性よりも高く形成されている。さらに、リップ部４３の先端が付勢手段４４の中心よりも垂直面４３ｂ側に形成されているので、付勢手段４４の付勢力によってリップ部４３を変形方向Ｄに沿ってリップの先端が垂直面４３ｂ側に屈曲するようにリップ部４３を変形させてねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触させることができる。
【００２９】
さらに、シール部材４１は、斜面４３ａ側に補強部４２ａを備えて本体部の４２の斜面４３ａ側の剛性を向上させると共に、斜面４３ａと本体部４２との連結部には変形部４２ｂが形成してリップ部４３の斜面４３ａ側の剛性を低くしているので、より変形方向Ｄに沿った変形を促すことができる。
【００３０】
このように、シール部材４１は、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って一定の方向に変形するので、変形方向Ｄを塵埃等の侵入方向又は潤滑剤の漏出方向と対向するように配置すれば、容易にシール性能を向上させることができる。
【００３１】
次に図２および図８を参照して、潤滑手段５０について説明を行う。潤滑手段５０は、転動体転走溝１１の転走面やねじ軸１０の外周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部５１と、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に摺接して潤滑剤を転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に塗布する潤滑剤供給部５２とを備えている。潤滑剤保持部５１は、内部に潤滑剤を貯蔵する貯蔵体５１ａを有しており、該貯蔵体５１ａは、例えば、フェルトからなっている。なお、貯蔵体５１ａのフェルトには、潤滑剤を適切に貯蔵できる材質が用いられ、例えば空隙率約８０％のレーヨン＋羊毛フェルトが用いられる。
【００３２】
また、潤滑剤供給部５２は、貯蔵体５１ａと接触する一定の厚みのフェルトからなっており、潤滑剤供給部５２のフェルトの空隙率は貯蔵体５１ａの空隙率よりも低く設定されている。潤滑剤供給部５２のフェルトには、例えば空隙率５０％程度の羊毛フェルトが用いられる。さらに、図８に示すように、潤滑剤供給部５２は、潤滑剤保持部５１からナット２０の内周方向に突出するように複数形成されている。複数の潤滑剤供給部５２は、突出量の大きい第１潤滑剤供給部５２ａと、突出量の小さな第２潤滑剤供給部５２ｂとを有している。第１潤滑剤供給部５２ａは、転動体転走溝１１の転走面に接触し、第２潤滑剤供給部５２ｂはねじ軸１０の外周面に接触する。
【００３３】
このように、潤滑手段５０は、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に接触することで、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に潤滑剤を塗布することができる。転動体転走溝１１に塗布された潤滑剤は、円滑な転動体の転走に寄与し、ねじ軸１０の外周面に塗布された潤滑剤は、ねじ軸１０の外周面とリップ部４３とが摺接することによる摩耗からリップ部４３を保護することができる。
【００３４】
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、リップ部４３が軸方向に対して傾斜した斜面４３ａを備え、斜面４３ａの反対面に補強部４２ａを備えると共に、付勢手段４４の中心Ｃ１がリップ部４３の先端よりも補強部側に位置しているので、シール部材４１は、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って一定の方向に変形させることができ、変形方向Ｄを塵埃等の侵入方向又はグリースの飛散方向と対向するように配置すれば、容易にシール性能を向上させることができる。
【００３５】
また、リップ部４３の他端面は、軸方向と略垂直に交わる垂直面４３ｂに形成されているので、リップ部４３の垂直面４３ｂ側の剛性を向上させることができ、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って常に一定の方向に変形させるように促すことができる。
【００３６】
また、リップ部４３の斜面４３ａと本体部４２との連結部は、薄肉に形成された変形部４２ｂが形成されているので、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って常に一定の方向に変形させるように促すことができる。
【００３７】
また、シール部材４１は、一対用いられ、リップ部４３が互いに隣接する本体部４２の当接面から互いに離間する方向に延びるように配置されているので、塵埃等の侵入を防止及びグリースの飛散防止の両立を図ることができる高防塵シールを達成することができる。
【００３８】
また、付勢手段４４は、シール部材４１の本体部４２に形成された溝部４５に組み付けられたばね部材として構成されているので、簡便な構成で高防塵シールを達成することができる。
【００３９】
さらに、リップ部４３は、ねじ軸１０の外周面に接触する円弧部と転動体転走溝１１の転走面に接触する膨出部とを備えるので、ねじ軸１０の外周面と転動体転走溝１１の転走面の両方を確実にシールすることができる。また、互いに隣接するシール部材４１の本体部４２の当接面から互いに離間する方向に略ハの字状に配置されているので、一対のシール部材４１，４１のうち内側（ナット２０側）に配置されたシール部材４１がナット２０の内部からのグリース等の飛散を防止し、且つ外側に配置されたシール部材４１がナット２０の外部から塵埃等が侵入することを防止することができる。
【００４０】
またさらに、シール装置４０の端部には、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面に対して所定の隙間を持って配置されるスクレーパ部４８ａを備える板部材４８を備えているので、スクレーパ部４８ａによって所定の隙間よりも大きな塵埃等が侵入することを防止することができる。
【００４１】
また、ナット２０は、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面に潤滑剤を塗布する潤滑手段５０を備えているので、円滑な転動体の転走に寄与するとともに、ねじ軸１０の外周面とリップ部４３とが摺接することによる摩耗からリップ部４３を保護することができる。
【実施例】
【００４２】
本実施形態に係るボールねじ装置と従来のシール部材を備えたボールねじ装置の異物侵入量，密封性能，発熱量を測定した。従来のシール部材は、非接触式および接触式の２種類について測定を行った。
【００４３】
異物侵入量の測定はねじ軸の外周面および転動体転走溝に粒径が６０μｍ以下の異物を混入したグリースを一定量塗布し、ナットを連続的に往復運動させた後、ナット内のグリースの異物の濃度を測定して行った。
【００４４】
その結果、本実施形態に係るボールねじ装置は、異物濃度が０．０１７〜０．０３４％Ｗｔという結果が得られ、従来の非接触式のシール部材では、０．１７５〜０．２７８％Ｗｔ、従来の接触式のシール部材では、０．１４５〜０．２０５％Ｗｔという結果が得られた。このように、本実施形態に係るボールねじ装置は、従来のシール部材に比べて大幅に異物の侵入を防止しており、粒径が数１０μｍの塵埃に対しても高い防塵性能を有しているという結果となった。
【００４５】
密封性能の測定は、ナットの内部に一定量のグリースを封入し、ナットを連続的に往復運動させた後、ねじ軸に付着したグリースの量を計量することで、ナットの外部に飛散したグリースの量を測定した。
【００４６】
その結果、本実施形態に係るボールねじ装置は、グリースの飛散量が０．２３〜０．３６ｇという結果が得られ、従来の非接触式のシール部材では、２．３４〜３．２８ｇ、従来の接触式のシール部材では、０．５０〜０．５５ｇという結果が得られた。このように、本実施形態に係るボールねじ装置は、従来のシール部材に比べてグリースの飛散量が小さく、ナット内の密封性能が高いという結果を得た。
【００４７】
発熱量の測定は、ナットを連続的に往復運動させ、３０分毎のナットの外表面およびねじ軸の外表面の温度を測定した。また、測定した温度のうち最も高い温度を集計してその増加量を比較した。
【００４８】
その結果、本実施形態に係るボールねじ装置１は、ナット側で３．２℃／ねじ軸側で５．２℃の発熱の増加量が得られ、従来の非接触式のシール部材では、ナット側で１０．０℃／ねじ軸側で９．３℃、従来の接触式シール部材では、ナット側で２０℃／ねじ軸側で２８．７℃という結果が得られた。このように、本実施形態に係るボールねじ装置は、従来の非接触式及び接触式のシール部材に比べて大幅に低い値を示しており、発熱量が非常に小さいという結果を得た。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、ボールねじ装置に適用した場合について説明したが、ボールスプライン等の直線運動案内装置に適用しても構わない。
【００５０】
ボールスプラインは、長手方向に沿って複数条の転動体転走部が形成された軌道部材としてのスプライン軸と、このスプライン軸が貫通する中空孔を有して略円筒形状に形成されるとともに、複数の転動体を介してスプライン軸に取り付けられた移動部材としてのスプラインナットとから構成されている。スプラインナットには転動体転走部の条数と同数の無限循環路が形成されており、スプライン軸の転動体転走部を転走した転動体がスプラインナットに形成された無限循環路を循環することにより、かかるスプラインナットがスプライン軸に沿って自在に直線往復運動することが可能となっている。
【００５１】
また、転動体にはボールのほか、円筒状のローラを用いても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１ ボールねじ， １０ ねじ軸， １１ 転動体転走溝, ２０ ナット， ４０ シール装置， ４１ シール部材， ４２ 本体部， ４２ａ 補強部， ４２ｂ 変形部， ４３ リップ部， ４３ａ 斜面， ４３ｂ 垂直面， ４４ 付勢部材， ４５ 溝部， ４６ 円弧部， ４７ 膨出部， ４８ 板部材， ４８ａ スクレーパ部， ５０ 潤滑手段， ５１ 潤滑剤保持部， ５２ 潤滑剤供給部， Ｃ１ 付勢部材の中心線， Ｃ２ リップ部先端の中心線， Ｄ 変形方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置などの直線運動案内装置に用いられるシール部材及びこのシール部材が適用されたボールねじ装置などの直線運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置は、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列された複数の転動体とを備えている。また、ナットには、ナットの螺旋溝の一端と他端を連絡する無限循環路が形成されており、ナットの螺旋溝の一端まで転走した転動体は、無限循環路を通過してナットの螺旋溝の他端まで循環する。このような構成により、ボールねじ装置はナットがねじ軸の回転に従ってねじ軸の軸線方向に直線往復運動することが可能となっている。
【０００３】
このボールねじ装置においてはナットが長尺のねじ軸に沿って移動していることから、ねじ軸にワークの切削粉や塵芥などの塵埃が異物として付着した状態でナットが移動すると、転動体転走溝を転走する転動体がこれらの異物を噛み込んでしまい、ねじ軸の回転に対するナットの移動精度が早期に低下してしまう。このため、ボールねじ装置を実際に使用するに当たっては、ナットの軸方向の両端にナットとねじ軸との隙間を密封するシール部材を装着し、ナットの移動に併せてねじ軸に付着した異物をシール部材で除去するように構成するのが一般的である。
【０００４】
例えば、下記特許文献１に記載されているように、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または一端にそれぞれ複数配置されたリング状のシールを備え、前記シールはナットに固定される縁部を備えた本体と、ねじ軸の外周面および螺旋溝に弾性変形状態で接触するリップ部とを有し、隣り合うシールの間に潤滑材含有部材が配置されているボールねじ装置が知られている。
【０００５】
このようなボールねじ装置によると、隣り合うシールの間に潤滑剤含有部材が配置されているため、グリースを充填した場合のようなトルクの増加を招くことなく、両シールのリップ部の潤滑がなされ、高いシール性を確保することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のボールねじ装置は、シールを弾性変形させてねじ軸の外周面および螺旋溝に接触させることで、シールに締め代を設けて取り付けを行っているため、シールやねじ軸の加工誤差が生じることによって精度よくシールを取り付けることができず、ボールねじ装置をレーザー加工機などに適用した場合、レーザー加工機の加工によって生じる粒径が数１０μｍ程度の微細な加工粉をシールすることができないといった問題があった。
【０００８】
また、従来のボールねじ装置は、シールを弾性変形させてねじ軸の外周面および螺旋溝に接触させているので、接触による摩擦熱の発生、トルクの増大といった課題を有しており、さらに、経年使用により、シールが摩耗した場合、シール性能が著しく低下するといった問題があった。
【０００９】
さらに、転動体転走部を有する軸部材と、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を有する移動部材と、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間に転がり運動可能に配列される複数の転動体と、前記移動部材の少なくとも一端に取り付けられるシール装置を備える直線運動案内装置においても、同様の問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、シールに過大な締め代を設けることなく、確実に、軸部材に対してシールを接触させることで、直線運動案内装置の移動部材の外部からの塵埃等の侵入を確実に防止でき、微細な塵埃等も確実にシールすることができる高防塵シール機能を備えたシール部材及びこのシール部材を有するボールねじ装置又は直線運動案内装置を提供することを目的とする。また、移動部材内部に保持されたグリースなどの潤滑剤が移動部材外部に飛散することを防止することができるシール部材及びこのシール部材を有するボールねじ装置及び直線運動案内装置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】
【００１１】
本発明に係るシール部材は、軸部材と移動部材との間に転がり運動可能に複数の転動体を介在させた直線運動案内装置における前記移動部材の軸方向の端面に取り付けられるシール部材において、前記シール部材は、前記移動部材に取り付けられる本体部と、前記軸部材の外周に接触するリップ部とを有し、前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、前記本体部は、前記リップ部を前記軸部材の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るボールねじ装置は、外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸と、内周面に前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を有するナットと、前記転動体転走溝と、前記負荷転動体転走溝との間に転がり運動可能に配列される複数の転動体と、前記ナットの少なくとも一端に取り付けられるシール装置を備えるボールねじ装置において、前記シール装置は、前記ナットに取り付けられる本体部と、前記ねじ軸の外周または前記転動体転走溝に接触するリップ部とを有するシール部材を備え、前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、前記本体部は、前記リップ部を前記ねじ軸の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シール部材が一定の締め代をもって線接触で軸部材に接触するため、発熱量が少なく、確実に異物を除去することができる。また、付勢手段によってシール部材を軸部材の径方向に付勢しているので、リップ部の先端が摩耗しても常に接触状態を維持することができる。さらに、リップ部の一端面を斜面に形成すると共に、付勢手段がリップ部先端よりも補強部側にずらして配置しているので、リップ部を常に一定の方向に変形させることができ、ボールねじ装置又は直線運動案内装置の外部から塵埃等が侵入することを確実に防止できる他、移動部材の内部から潤滑剤が飛散することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るボールねじ装置の実施形態を示す一部断面斜視図。
【図２】本発明に係るボールねじ装置の実施形態の構造を示す一部断面図。
【図３】本発明に係るボールねじ装置の実施形態のシール装置の分解図。
【図４】本発明に係るボールねじ装置の実施形態に用いられるシール部材の正面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図。
【図６】図５におけるＢ部拡大図。
【図７】シール部材がねじ軸に接触する状態を示す状態図。
【図８】本発明に係るボールねじ装置の実施形態の潤滑手段を軸方向から示した図。
【図９】本発明に係るボールねじ装置の実施形態に用いられるシール部材の接触状態を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るボールねじ装置の構造を示す一部断面斜視図であり、図２は、本実施形態に係るボールねじ装置の構造を示す一部断面図であり、図３は、本実施形態に係るボールねじ装置のシール装置の分解図であり、図４は、本実施形態に係るボールねじ装置に用いられるシール部材の正面図であり、図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図であり、図６は、図５におけるＢ部拡大図であり、図７は、シール部材がねじ軸に接触する状態を示す状態図であり、図８は、本実施形態に係るボールねじ装置の潤滑手段を軸方向から示した図であり、図９は、本発明に係るボールねじ装置の実施形態に用いられるシール部材の接触状態を説明するための図である。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るボールねじ装置１を示すものである。本実施形態に係るボールねじ装置１は、外周面に所定のリードで螺旋状の転動体転走溝１１が形成された軸部材としてのねじ軸１０と、複数の転動体３０を介してねじ軸１０に螺合するとともに該転動体３０の無限循環路（不図示）を備えた移動部材としてのナット２０とから構成されており、これらねじ軸１０とナット２０との相対的な回転により該ナット２０がねじ軸１０の軸方向へ運動するように構成されている。また、この転動体転走溝１１は、円滑な転動体３０の転走が実現できるような精度での表面加工が施されている。なお、転走面の形状については、ゴシックアーチ形状であってもサーキュラアーク形状であっても構わない。
【００１８】
図１及び２に示すように、ナット２０は、内周面に転動体転走溝１１に対向する負荷転動体転走溝２２が形成され、略円筒形状をしたナット本体２１と、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に潤滑剤を塗布する潤滑手段５０とを備えている。なお、上述したように転動体転走溝１１と負荷転動体転走溝２２の間には複数の転動体３０が配列されており、ナット２０は、ねじ軸１０に対して転動体３０を介して組み付けられている。
【００１９】
ナット２０の軸方向の端部には、ナット２０の内部と外部とをシールするシール装置４０が取り付けられている。シール装置４０は、潤滑手段５０を介してナット２０に組み付けられる略円環状の本体部４２と、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１に接触するように、本体部４２の内周面から径方向内側に向けて斜めに延びるリップ部４３とを有するシール部材４１を一対隣接させて組み付けられている。リップ部４３は、ねじ軸１０の外周面や転動体転走溝１１に付着した塵埃等を掻き取る機能を有している。一対のシール部材４１，４１は、互いに背面を合わせるように隣接しており、リップ部４３が、隣接する本体部４２の当接面から互いに離間する方向に延び、断面略ハの字状に配置されている。
【００２０】
さらに、シール部材４１の端部には、軸方向の投影形状がシール部材４１と略同一形状に形成された板部材４８が取り付けられている。板部材４８はシール部材４１を軸方向に保持するように組み付けられた円環状の部材であり、その内周面は、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面から所定の隙間を有して組み付けられている。この内周面は、所定の隙間よりも大きな塵埃等をシールするスクレーパ部４８ａとして作用する。
【００２１】
図３に示すように、一対のシール部材４１，４１は、潤滑手段５０の端部にカラー４１ａを介して組み付けられている。カラー４１ａは、後述するボルト６０が挿通される部材であり、シール部材４１，４１の位置決めを行っている。このように、シール装置４０は、一対のシール部材４１，４１および板部材４８をこの順に配置した状態でケース４９を最外周及び最端部に被覆させ、ボルト６０で締結することによってシール装置４０が構成されている。
【００２２】
次に図４から６を参照してシール部材４１について詳述する。図４に示すように、本体部４２は略円環状に形成されている。図５に示すように、リップ部４３は本体部４２の内周面から内径方向に向かって突出して形成されている。なお、リップ部４３は、断面舌片状に形成されており、ねじ軸１０との摺動接触がなされる部位を意味する。
【００２３】
図６に示すように、シール部材４１は、本体部４２に形成された溝部４５に付勢手段４４が組み付けられている。本実施形態において、付勢手段４４はばね部材として円環状のコイルスプリングが用いられている。本体部４２の斜面４３ａ側の軸方向の端部には本体部４２を補強する補強部４２ａが取り付けられている。補強部４２ａは、円環状の金属板によって構成されていると好適である。
【００２４】
リップ部４３は、軸方向の断面形状が、一端面が軸方向に対して傾斜した斜面４３ａに形成されており、この斜面４３ａの反対面は軸方向と略垂直に交わる垂直面４３ｂに形成されている。また、斜面４３ａの本体部４２と連続する連結部は、薄肉に形成された変形部４２ｂが形成されている。
【００２５】
また、リップ部４３の先端位置は、付勢手段４４が取り付けられる溝部４５に対して垂直面４３ｂ側にずらされて配置されている。即ち、付勢手段４４の中心Ｃ１は、リップ部４３の先端Ｃ２と軸方向に沿って互いに離間しており、リップ部４３の先端は垂直面４３ｂ側に、付勢手段４４の中心Ｃ１は斜面４３ａ側にそれぞれ配置されている。なお、付勢手段４４を取り付ける溝部４５は、上述したように斜面４３ａ側に配置されるので、変形部４２ｂをより薄肉に形成することができる。
【００２６】
さらに、図４に示すように、リップ部４３は、内周形状が円弧状の円弧部４６と、円弧形状から内径方向に膨出した膨出部４７とを備えている。円弧部４６は、ねじ軸１０の外周面と接触してねじ軸１０の外周面をシールするように作用し、膨出部４７は、転動体転走溝１１の転走面と接触して転動体転走溝１１の転走面をシールするように作用する。
【００２７】
このように、シール部材４１は、付勢手段４４によってねじ軸１０方向に一定の圧力を付与されて接触しているので、図７に示すように、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面のいずれに対しても一定の圧力で接触することができる。また、リップ部４３の先端形状はＲ形状に形成されているので、転動体転走溝１１の転走面とねじ軸１０の外周面とが連続する箇所においても柔軟に接触することができる。なお、シール部材４１は、ねじ軸１０に対して一定の圧力を付与できるように柔軟性のある部材で形成されており、例えばゴムで形成されている。なお、ゴムは、耐熱・耐油・耐摩耗性に優れた水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）が好適に用いられる。
【００２８】
また、図９に示すように、シール部材４１は、軸方向の断面形状が軸方向に対して傾斜した斜面４３ａと垂直面４３ｂによって形成されているので、垂直面４３ｂ側の剛性は、斜面４３ａ側の剛性よりも高く形成されている。さらに、リップ部４３の先端が付勢手段４４の中心よりも垂直面４３ｂ側に形成されているので、付勢手段４４の付勢力によってリップ部４３を変形方向Ｄに沿ってリップの先端が垂直面４３ｂ側に屈曲するようにリップ部４３を変形させてねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触させることができる。
【００２９】
さらに、シール部材４１は、斜面４３ａ側に補強部４２ａを備えて本体部の４２の斜面４３ａ側の剛性を向上させると共に、斜面４３ａと本体部４２との連結部には変形部４２ｂが形成してリップ部４３の斜面４３ａ側の剛性を低くしているので、より変形方向Ｄに沿った変形を促すことができる。
【００３０】
このように、シール部材４１は、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って一定の方向に変形するので、変形方向Ｄを塵埃等の侵入方向又は潤滑剤の漏出方向と対向するように配置すれば、容易にシール性能を向上させることができる。
【００３１】
次に図２および図８を参照して、潤滑手段５０について説明を行う。潤滑手段５０は、転動体転走溝１１の転走面やねじ軸１０の外周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部５１と、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に摺接して潤滑剤を転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に塗布する潤滑剤供給部５２とを備えている。潤滑剤保持部５１は、内部に潤滑剤を貯蔵する貯蔵体５１ａを有しており、該貯蔵体５１ａは、例えば、フェルトからなっている。なお、貯蔵体５１ａのフェルトには、潤滑剤を適切に貯蔵できる材質が用いられ、例えば空隙率約８０％のレーヨン＋羊毛フェルトが用いられる。
【００３２】
また、潤滑剤供給部５２は、貯蔵体５１ａと接触する一定の厚みのフェルトからなっており、潤滑剤供給部５２のフェルトの空隙率は貯蔵体５１ａの空隙率よりも低く設定されている。潤滑剤供給部５２のフェルトには、例えば空隙率５０％程度の羊毛フェルトが用いられる。さらに、図８に示すように、潤滑剤供給部５２は、潤滑剤保持部５１からナット２０の内周方向に突出するように複数形成されている。複数の潤滑剤供給部５２は、突出量の大きい第１潤滑剤供給部５２ａと、突出量の小さな第２潤滑剤供給部５２ｂとを有している。第１潤滑剤供給部５２ａは、転動体転走溝１１の転走面に接触し、第２潤滑剤供給部５２ｂはねじ軸１０の外周面に接触する。
【００３３】
このように、潤滑手段５０は、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に接触することで、転動体転走溝１１およびねじ軸１０の外周面に潤滑剤を塗布することができる。転動体転走溝１１に塗布された潤滑剤は、円滑な転動体の転走に寄与し、ねじ軸１０の外周面に塗布された潤滑剤は、ねじ軸１０の外周面とリップ部４３とが摺接することによる摩耗からリップ部４３を保護することができる。
【００３４】
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、リップ部４３が軸方向に対して傾斜した斜面４３ａを備え、斜面４３ａの反対面に補強部４２ａを備えると共に、付勢手段４４の中心Ｃ１がリップ部４３の先端よりも補強部側に位置しているので、シール部材４１は、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って一定の方向に変形させることができ、変形方向Ｄを塵埃等の侵入方向又はグリースの飛散方向と対向するように配置すれば、容易にシール性能を向上させることができる。
【００３５】
また、リップ部４３の他端面は、軸方向と略垂直に交わる垂直面４３ｂに形成されているので、リップ部４３の垂直面４３ｂ側の剛性を向上させることができ、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って常に一定の方向に変形させるように促すことができる。
【００３６】
また、リップ部４３の斜面４３ａと本体部４２との連結部は、薄肉に形成された変形部４２ｂが形成されているので、リップ部４３がねじ軸１０の外周面及び転動体転走溝１１の転走面に接触した状態において、変形方向Ｄに沿って常に一定の方向に変形させるように促すことができる。
【００３７】
また、シール部材４１は、一対用いられ、リップ部４３が互いに隣接する本体部４２の当接面から互いに離間する方向に延びるように配置されているので、塵埃等の侵入を防止及びグリースの飛散防止の両立を図ることができる高防塵シールを達成することができる。
【００３８】
また、付勢手段４４は、シール部材４１の本体部４２に形成された溝部４５に組み付けられたばね部材として構成されているので、簡便な構成で高防塵シールを達成することができる。
【００３９】
さらに、リップ部４３は、ねじ軸１０の外周面に接触する円弧部と転動体転走溝１１の転走面に接触する膨出部とを備えるので、ねじ軸１０の外周面と転動体転走溝１１の転走面の両方を確実にシールすることができる。また、互いに隣接するシール部材４１の本体部４２の当接面から互いに離間する方向に略ハの字状に配置されているので、一対のシール部材４１，４１のうち内側（ナット２０側）に配置されたシール部材４１がナット２０の内部からのグリース等の飛散を防止し、且つ外側に配置されたシール部材４１がナット２０の外部から塵埃等が侵入することを防止することができる。
【００４０】
またさらに、シール装置４０の端部には、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面に対して所定の隙間を持って配置されるスクレーパ部４８ａを備える板部材４８を備えているので、スクレーパ部４８ａによって所定の隙間よりも大きな塵埃等が侵入することを防止することができる。
【００４１】
また、ナット２０は、ねじ軸１０の外周面および転動体転走溝１１の転走面に潤滑剤を塗布する潤滑手段５０を備えているので、円滑な転動体の転走に寄与するとともに、ねじ軸１０の外周面とリップ部４３とが摺接することによる摩耗からリップ部４３を保護することができる。
【実施例】
【００４２】
本実施形態に係るボールねじ装置と従来のシール部材を備えたボールねじ装置の異物侵入量，密封性能，発熱量を測定した。従来のシール部材は、非接触式および接触式の２種類について測定を行った。
【００４３】
異物侵入量の測定はねじ軸の外周面および転動体転走溝に粒径が６０μｍ以下の異物を混入したグリースを一定量塗布し、ナットを連続的に往復運動させた後、ナット内のグリースの異物の濃度を測定して行った。
【００４４】
その結果、本実施形態に係るボールねじ装置は、異物濃度が０．０１７〜０．０３４％Ｗｔという結果が得られ、従来の非接触式のシール部材では、０．１７５〜０．２７８％Ｗｔ、従来の接触式のシール部材では、０．１４５〜０．２０５％Ｗｔという結果が得られた。このように、本実施形態に係るボールねじ装置は、従来のシール部材に比べて大幅に異物の侵入を防止しており、粒径が数１０μｍの塵埃に対しても高い防塵性能を有しているという結果となった。
【００４５】
密封性能の測定は、ナットの内部に一定量のグリースを封入し、ナットを連続的に往復運動させた後、ねじ軸に付着したグリースの量を計量することで、ナットの外部に飛散したグリースの量を測定した。
【００４６】
その結果、本実施形態に係るボールねじ装置は、グリースの飛散量が０．２３〜０．３６ｇという結果が得られ、従来の非接触式のシール部材では、２．３４〜３．２８ｇ、従来の接触式のシール部材では、０．５０〜０．５５ｇという結果が得られた。このように、本実施形態に係るボールねじ装置は、従来のシール部材に比べてグリースの飛散量が小さく、ナット内の密封性能が高いという結果を得た。
【００４７】
発熱量の測定は、ナットを連続的に往復運動させ、３０分毎のナットの外表面およびねじ軸の外表面の温度を測定した。また、測定した温度のうち最も高い温度を集計してその増加量を比較した。
【００４８】
その結果、本実施形態に係るボールねじ装置１は、ナット側で３．２℃／ねじ軸側で５．２℃の発熱の増加量が得られ、従来の非接触式のシール部材では、ナット側で１０．０℃／ねじ軸側で９．３℃、従来の接触式シール部材では、ナット側で２０℃／ねじ軸側で２８．７℃という結果が得られた。このように、本実施形態に係るボールねじ装置は、従来の非接触式及び接触式のシール部材に比べて大幅に低い値を示しており、発熱量が非常に小さいという結果を得た。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、ボールねじ装置に適用した場合について説明したが、ボールスプライン等の直線運動案内装置に適用しても構わない。
【００５０】
ボールスプラインは、長手方向に沿って複数条の転動体転走部が形成された軌道部材としてのスプライン軸と、このスプライン軸が貫通する中空孔を有して略円筒形状に形成されるとともに、複数の転動体を介してスプライン軸に取り付けられた移動部材としてのスプラインナットとから構成されている。スプラインナットには転動体転走部の条数と同数の無限循環路が形成されており、スプライン軸の転動体転走部を転走した転動体がスプラインナットに形成された無限循環路を循環することにより、かかるスプラインナットがスプライン軸に沿って自在に直線往復運動することが可能となっている。
【００５１】
また、転動体にはボールのほか、円筒状のローラを用いても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１ ボールねじ， １０ ねじ軸， １１ 転動体転走溝, ２０ ナット， ４０ シール装置， ４１ シール部材， ４２ 本体部， ４２ａ 補強部， ４２ｂ 変形部， ４３ リップ部， ４３ａ 斜面， ４３ｂ 垂直面， ４４ 付勢部材， ４５ 溝部， ４６ 円弧部， ４７ 膨出部， ４８ 板部材， ４８ａ スクレーパ部， ５０ 潤滑手段， ５１ 潤滑剤保持部， ５２ 潤滑剤供給部， Ｃ１ 付勢部材の中心線， Ｃ２ リップ部先端の中心線， Ｄ 変形方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と移動部材との間に転がり運動可能に複数の転動体を介在させた直線運動案内装置における前記移動部材の軸方向の端面に取り付けられるシール部材において、
前記シール部材は、前記移動部材に取り付けられる本体部と、前記軸部材の外周に接触するリップ部とを有し、
前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、
前記本体部は、前記リップ部を前記軸部材の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、
前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
請求項１に記載のシール部材において、
前記リップ部の前記斜面の反対面は前記軸方向と略垂直に交わる垂直面に形成されることを特徴とするシール部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシール部材において、
前記斜面と前記本体部の連結部は、変形部が形成されることを特徴とするシール部材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のシール部材において、
前記シール部材は一対形成され、
前記リップ部は互いに隣接する前記シール部材の前記本体部の当接面から互いに離間する方向に延びることを特徴とするシール部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のシール部材において、
前記移動部材は、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部と、前記軸部材に形成された転動体転走溝および前記軸部材の外周面に摺接して前記潤滑剤を前記転動体転走溝および前記ねじ軸の外周面に塗布する複数の潤滑剤供給部とを備えた潤滑手段を有することを特徴とするシール部材。
【請求項６】
外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸と、
内周面に前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を有するナットと、
前記転動体転走溝と、前記負荷転動体転走溝との間に転がり運動可能に配列される複数の転動体と、
前記ナットの少なくとも一端に取り付けられるシール装置を備えるボールねじ装置において、
前記シール装置は、前記ナットに取り付けられる本体部と、前記ねじ軸の外周または前記転動体転走溝に接触するリップ部とを有するシール部材を備え、
前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、
前記本体部は、前記リップ部を前記ねじ軸の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、
前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項１】
軸部材と移動部材との間に転がり運動可能に複数の転動体を介在させた直線運動案内装置における前記移動部材の軸方向の端面に取り付けられるシール部材において、
前記シール部材は、前記移動部材に取り付けられる本体部と、前記軸部材の外周に接触するリップ部とを有し、
前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、
前記本体部は、前記リップ部を前記軸部材の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、
前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
請求項１に記載のシール部材において、
前記リップ部の前記斜面の反対面は前記軸方向と略垂直に交わる垂直面に形成されることを特徴とするシール部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシール部材において、
前記斜面と前記本体部の連結部は、変形部が形成されることを特徴とするシール部材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のシール部材において、
前記シール部材は一対形成され、
前記リップ部は互いに隣接する前記シール部材の前記本体部の当接面から互いに離間する方向に延びることを特徴とするシール部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のシール部材において、
前記移動部材は、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部と、前記軸部材に形成された転動体転走溝および前記軸部材の外周面に摺接して前記潤滑剤を前記転動体転走溝および前記ねじ軸の外周面に塗布する複数の潤滑剤供給部とを備えた潤滑手段を有することを特徴とするシール部材。
【請求項６】
外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸と、
内周面に前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を有するナットと、
前記転動体転走溝と、前記負荷転動体転走溝との間に転がり運動可能に配列される複数の転動体と、
前記ナットの少なくとも一端に取り付けられるシール装置を備えるボールねじ装置において、
前記シール装置は、前記ナットに取り付けられる本体部と、前記ねじ軸の外周または前記転動体転走溝に接触するリップ部とを有するシール部材を備え、
前記リップ部は、軸方向の断面形状が前記軸方向に対して傾斜した斜面を備え、
前記本体部は、前記リップ部を前記ねじ軸の径方向に付勢する付勢手段を備えると共に、前記斜面側に、前記本体部を補強する補強部を備え、
前記リップ部の軸方向の断面形状において、前記付勢手段は、前記リップ部の先端よりも前記補強部側に位置していることを特徴とするボールねじ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４５２２１（Ｐ２０１２−１４５２２１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６７２２１（Ｐ２０１１−２６７２２１）
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
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