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JP7600831B2 - Ball screw seal and ball screw - Google Patents
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JP7600831B2 - Ball screw seal and ball screw - Google Patents

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Description

本発明は、ボールねじ用シール及びボールねじに関する。 The present invention relates to a seal for a ball screw and a ball screw.

ボールねじは、筒状のナットと、ナットを貫通するねじ軸と、ナットの内部に配置された複数のボールと、を備える。下記特許文献1のボールねじでは、ナットの両端面に、ボールねじ用シールが取り付けられている。このボールねじ用シールは、ナットとねじ軸との間を封止している。これにより、ナットの内部に異物が侵入し難くなる。さらには、ナットの内部のグリースが外部に流出し難くなる。以下、ボールねじ用シールを単にシール又はボールねじ用のシールと称することがある。 A ball screw comprises a cylindrical nut, a screw shaft that passes through the nut, and a number of balls arranged inside the nut. In the ball screw of Patent Document 1 below, ball screw seals are attached to both end faces of the nut. These ball screw seals seal the space between the nut and the screw shaft. This makes it difficult for foreign matter to enter the inside of the nut. Furthermore, it makes it difficult for grease inside the nut to leak out. Hereinafter, the ball screw seal may be simply referred to as a seal or a ball screw seal.

シールは、中央部にねじ軸が貫通する孔が設けられ、環状を成している。シールの外周部は、ナットの端面に取り付けられる。シールの内周部は、ナットとねじ軸との間を封止している。そして、シールの孔の縁部は、ねじ軸と接触し、ねじ軸を締め付ける締め代部となっている。また、ねじ軸の外周面にねじ溝が設けられていることから、締め代部は、ねじ軸の外周面に接触する外周面接触部と、ねじ溝の底面に接触するねじ溝接触部と、を有する。そして、この締め代部によれば、ねじ軸等の製造誤差や、シールの取り付け誤差があっても、シールがねじ軸に接触するようになり、異物が侵入し難くなる。 The seal has a hole in the center through which the screw shaft passes, and is annular. The outer periphery of the seal is attached to the end face of the nut. The inner periphery of the seal seals between the nut and the screw shaft. The edge of the seal hole comes into contact with the screw shaft, forming a tightening portion that tightens the screw shaft. In addition, since a thread groove is provided on the outer periphery of the screw shaft, the tightening portion has an outer periphery contact portion that comes into contact with the outer periphery of the screw shaft, and a thread groove contact portion that comes into contact with the bottom surface of the thread groove. This tightening portion allows the seal to come into contact with the screw shaft even if there is a manufacturing error in the screw shaft or an installation error in the seal, making it difficult for foreign matter to enter.

特開2005-214407号公報JP 2005-214407 A

シールは、異物の通過率が低いことが望まれている。実際に、シールを通過する異物の多くは、ねじ溝に付着した異物である。これは、シールをナットに取り付け、シールでねじ軸を締め付けると、シールに皺が発生する。この皺は、シールの周方向のうちねじ溝接触部と重なることが多い。ねじ溝接触部に発生した皺は、ねじ溝接触部を変形させ、ねじ溝接触部の一部に隙間が生じる。そして、ねじ溝に付着する異物がねじ溝接触部の隙間を通過するからである。これに対し、締め代部の全周に亘って締め代を大きし、ねじ溝接触部の隙間が生じ難くすることが考えられるが、ねじ軸の摺動性が大きく低下してしまう。 It is desirable for seals to have a low rate of passage of foreign matter. In fact, most of the foreign matter that passes through a seal is foreign matter attached to the thread groove. This is because wrinkles occur in the seal when the seal is attached to a nut and the screw shaft is tightened with the seal. These wrinkles often overlap with the thread groove contact part in the circumferential direction of the seal. The wrinkles that occur in the thread groove contact part deform the thread groove contact part, causing a gap to form in part of the thread groove contact part. This is because foreign matter that adheres to the thread groove passes through the gap in the thread groove contact part. To address this, it is possible to increase the tightening margin around the entire circumference of the tightening margin to make it less likely for gaps to form in the thread groove contact part, but this would significantly reduce the sliding properties of the screw shaft.

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、異物の通過率を大きく下げることができ、一方で、ねじ軸の摺動性の低下を低く抑えることができるボールねじ用シール及びボールねじを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a ball screw seal and a ball screw that can significantly reduce the rate of foreign matter passing through while minimizing the deterioration of the sliding properties of the screw shaft.

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係るボールねじ用シールは、中央部にねじ軸が貫通する孔を有し、前記孔の縁部が前記ねじ軸を締め付ける締め代部となっている環状のボールねじ用シールであって、前記締め代部は、前記ねじ軸の外周面に接触する外周面接触部と、前記ねじ軸のねじ溝の底面に接触するねじ溝接触部と、を有し、前記外周面接触部は、締め代の大きさが第1所定量に設定された締め代一定部と、前記締め代一定部の両端から延びて前記ねじ溝接触部と連続し、前記締め代の大きさが周方向に移動するにつれて変化する一対の締め代変化部と、を有し、前記ねじ溝接触部の前記締め代の大きさは、前記第1所定量よりも大きい第2所定量に設定され、前記締め代変化部の前記締め代の大きさは、前記締め代一定部から前記ねじ溝接触部に向かうにつれて前記第1所定量から前記第2所定量に増加する。 In order to achieve the above object, a ball screw seal according to one embodiment of the present disclosure is an annular ball screw seal having a hole in the center through which a screw shaft passes, and an edge of the hole serving as a tightening portion for tightening the screw shaft, the tightening portion having an outer peripheral surface contact portion that contacts the outer peripheral surface of the screw shaft and a thread groove contact portion that contacts the bottom surface of the thread groove of the screw shaft, the outer peripheral surface contact portion having a constant tightening portion whose tightening amount is set to a first predetermined amount, and a pair of varying tightening portions that extend from both ends of the constant tightening portion and are continuous with the thread groove contact portion, and whose tightening amount changes as the screw groove contact portion moves in the circumferential direction, the tightening amount of the thread groove contact portion is set to a second predetermined amount that is greater than the first predetermined amount, and the tightening amount of the varying tightening portion increases from the first predetermined amount to the second predetermined amount as it moves from the constant tightening portion to the thread groove contact portion.

締め代の大きさに関し第1所定値を基準と考えた場合、ねじ溝接触部の締め代は第2所定値と大きい。これにより、ねじ溝接触部とねじ溝の底面との間に隙間が生じ難く、ねじ溝に対するシール性が向上する。また、ねじ溝は、従来技術によれば、シールを通過する異物が最も多く分布する部分である。とすると、本開示のシールによれば、シールを通過する異物の量が大きく低減する。以上から、異物の通過率を大きく低減させることができる。 When the magnitude of the interference is considered to be based on the first predetermined value, the interference of the thread groove contact portion is larger than the second predetermined value. This makes it difficult for a gap to occur between the thread groove contact portion and the bottom surface of the thread groove, improving the sealing performance of the thread groove. Furthermore, according to conventional technology, the thread groove is the portion in which foreign matter passing through the seal is most prevalent. Given this, the seal of the present disclosure greatly reduces the amount of foreign matter passing through the seal. From the above, it is possible to greatly reduce the rate at which foreign matter passes through.

一方で、締め代部のうち、ねじ溝接触部のみの締め代を大きくした場合、ねじ溝接触部と隣り合う外周面接触部の周方向の両端部は、ねじ溝の底面に接触するねじ溝接触部により持ち上げられる。この結果、外周面接触部の周方向の両端部は、ねじ溝の外周面から浮いてしまい、隙間が生じてしまう。本開示のボールねじ用シールによれば、外周面接触部の周方向の両端部には、締め代一定部からねじ溝接触部に近づくにつれて締め代が大きくなる締め代変化部が設けられている。このため、外周面接触部の周方向の両端部が外周面から浮いてしまう、ということが回避される。さらに、締め代部のうち締め代が第1所定値よりも大きい部分は全体の一部(ねじ溝接触部と締め代変化部)に限定されている。このため、ねじ軸の摺動性の低下を低く抑えることができる。 On the other hand, if the tightening margin of only the thread groove contact portion is increased, both circumferential ends of the outer peripheral surface contact portion adjacent to the thread groove contact portion are lifted by the thread groove contact portion that contacts the bottom surface of the thread groove. As a result, both circumferential ends of the outer peripheral surface contact portion float from the outer peripheral surface of the thread groove, resulting in a gap. According to the ball screw seal disclosed herein, both circumferential ends of the outer peripheral surface contact portion are provided with a tightening margin change portion in which the tightening margin increases as the tightening margin approaches the thread groove contact portion from the constant tightening portion. This prevents both circumferential ends of the outer peripheral surface contact portion from floating from the outer peripheral surface. Furthermore, the part of the tightening margin portion where the tightening margin is larger than the first predetermined value is limited to a part of the whole (the thread groove contact portion and the tightening margin change portion). This makes it possible to keep the deterioration of the slidability of the screw shaft low.

上記のボールねじ用シールの一態様として、一対の前記締め代変化部は、前記外周面接触部において周方向に占める割合が同じであり、前記ねじ溝接触部の周方向の中間点と、前記ねじ軸の軸心と、を通過する仮想線を基準として線対称となっていることが好ましい。 As one aspect of the above-mentioned ball screw seal, it is preferable that the pair of the interference change portions occupy the same proportion of the outer peripheral surface contact portion in the circumferential direction, and are symmetrical with respect to an imaginary line passing through the circumferential midpoint of the thread groove contact portion and the axis of the screw shaft.

これによれば、ボールねじ用シールを表裏反転させても同一形状であり、利便性が高い。 This means that the ball screw seal will have the same shape even if it is turned over, making it highly convenient.

また、本開示の一態様に係るボールねじは、筒状のナットと、前記ナットを貫通するねじ軸と、前記ナットのねじ溝と、前記ねじ軸のねじ溝と、の間に配置された複数のボールと、前記ナットの端面に装着される上記のボールねじ用シールと、を備える。 The ball screw according to one aspect of the present disclosure includes a cylindrical nut, a screw shaft that passes through the nut, a number of balls that are arranged between the screw groove of the nut and the screw groove of the screw shaft, and the above-mentioned ball screw seal that is attached to the end face of the nut.

本開示のボールねじによれば、シールを通過する異物の量が大きく低減する。また、シールの外周面接触部の周方向の両端部が外周面から浮いてしまう、ということが回避されている。さらに、ねじ軸の摺動性の低下が低く抑えられている。 The ball screw disclosed herein significantly reduces the amount of foreign matter passing through the seal. It also prevents both circumferential ends of the seal's outer peripheral surface contact portion from floating off the outer peripheral surface. Furthermore, the deterioration of the sliding properties of the screw shaft is kept low.

本開示のボールねじ用シール及びボールねじは、異物の通過率を大きく下げることができ、一方で、ねじ軸の摺動性の低下を低く抑えることができる。 The ball screw seal and ball screw disclosed herein can significantly reduce the rate of foreign matter passing through while minimizing the deterioration of the sliding properties of the screw shaft.

図1は、ナットをボールねじの軸心に沿って切ったボールねじの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a ball screw in which a nut is cut along the axis of the ball screw. 図2は、実施形態1に係るボールねじ用シールの正面図である。FIG. 2 is a front view of the ball screw seal according to the first embodiment. 図3は、図2のボールねじ用シールの一部を拡大した拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the ball screw seal of FIG. 図4は、実施形態2に係るボールねじ用シールの正面図である。FIG. 4 is a front view of a ball screw seal according to the second embodiment. 図5は、実施例1、比較例1、比較例2、及び比較例3について異物の通過率の測定結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the passage rate of foreign matter for Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). Furthermore, the components in the following embodiments include those that a person skilled in the art can easily imagine, those that are substantially the same, and those that are within the so-called equivalent range. Furthermore, the components disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.

図1は、ナットをボールねじの軸心に沿って切ったボールねじの断面図である。図2は、実施形態1に係るボールねじ用シールの正面図である。図3は、図2のボールねじ用シールの一部を拡大した拡大図である。実施形態1のシール10を説明する前に、シール10が装着されるボールねじ1について説明する。 Figure 1 is a cross-sectional view of a ball screw with the nut cut along the axis of the ball screw. Figure 2 is a front view of a ball screw seal according to embodiment 1. Figure 3 is an enlarged view of a portion of the ball screw seal in Figure 2. Before describing the seal 10 of embodiment 1, the ball screw 1 to which the seal 10 is attached will be described.

(実施形態1)
図1に示すように、ボールねじ1は、円筒状のナット2と、ナット2を貫通するねじ軸3と、ナット2の内部に配置される複数のボール4と、を備える。ナット2の内周面2aには、第1ねじ溝5が設けられている。ねじ軸3の外周面3aには、第1ねじ溝5に対応する第2ねじ溝6が設けられている。ボール4は、第1ねじ溝5と第2ねじ溝6との間に配置されている。なお、第2ねじ溝6は、単にねじ溝と呼ばれることがある。
(Embodiment 1)
As shown in Fig. 1, the ball screw 1 includes a cylindrical nut 2, a screw shaft 3 penetrating the nut 2, and a plurality of balls 4 disposed inside the nut 2. A first screw groove 5 is provided on an inner peripheral surface 2a of the nut 2. A second screw groove 6 corresponding to the first screw groove 5 is provided on an outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3. The balls 4 are disposed between the first screw groove 5 and the second screw groove 6. The second screw groove 6 may also be simply referred to as a screw groove.

ナット2がねじ軸3の軸心Xを中心に回転すると、各ボール4が転動し、ねじ軸3が軸心Xに沿った方向に移動する。ナット2の両端面2bには、凹部2cが設けられている。凹部2cの内部には、シール10と、環状のスペーサ7と、複数のボルト8と、が設けられている。スペーサ7は、環状を成し、全周がシール10と接触している。そして、ボルト8の締め付けにより、シール10の全周がスペーサ7に締め付けられ、シール10がナット2に取り付けられる。 When the nut 2 rotates around the axis X of the screw shaft 3, the balls 4 roll and the screw shaft 3 moves in a direction along the axis X. A recess 2c is provided on both end faces 2b of the nut 2. Inside the recess 2c, a seal 10, an annular spacer 7, and a number of bolts 8 are provided. The spacer 7 is annular, and its entire circumference is in contact with the seal 10. Then, by tightening the bolts 8, the entire circumference of the seal 10 is tightened to the spacer 7, and the seal 10 is attached to the nut 2.

次に図2を参照しながら実施形態1のシールを説明する。なお、図2の仮想円C1は、ナット2の内周面2aを示している。仮想円C2は、ねじ軸3を、軸心Xを垂線とする平面で切った場合の外形線である。なお、仮想円C2の一部は、径方向内側に向かって円弧状に突出する仮想円弧部C3となっている。この仮想円弧部C3は、第2ねじ溝6の底面を示している。さらに、仮想線L1、L2は、外周面接触部15とねじ溝接触部16との境界と、軸心Xと、を通る線である。仮想線L3、L4は、締め代一定部17と締め代変化部18、19との境界と、軸心Xと、を通る線である。仮想線L5は、ねじ溝接触部16の周方向の中間点16aと、軸心Xと、を通る線である。 Next, the seal of the first embodiment will be described with reference to FIG. 2. The imaginary circle C1 in FIG. 2 indicates the inner peripheral surface 2a of the nut 2. The imaginary circle C2 is the outline of the screw shaft 3 cut by a plane perpendicular to the axis X. A part of the imaginary circle C2 is an imaginary arc portion C3 that protrudes in an arc shape toward the inside in the radial direction. This imaginary arc portion C3 indicates the bottom surface of the second screw groove 6. Furthermore, the imaginary lines L1 and L2 are lines that pass through the axis X and the boundary between the outer peripheral surface contact portion 15 and the screw groove contact portion 16. The imaginary lines L3 and L4 are lines that pass through the axis X and the boundary between the constant tightening portion 17 and the varying tightening portion 18, 19. The imaginary line L5 is a line that passes through the circumferential midpoint 16a of the screw groove contact portion 16 and the axis X.

図2に示すように、シール10は、中央部に孔11が設けられており、環状を成している。シール10は、樹脂材料又はゴムにより製造されている。シール10の外形は、軸心Xを中心に円形状となっている。シール10は、仮想円C1よりも径方向外側に位置する外周部12と、仮想円C1と仮想円C2との間に位置する内周部13と、内周部13よりも径方向内側に突出する締め代部14と、を備える。 As shown in FIG. 2, the seal 10 has a hole 11 in the center and is annular. The seal 10 is made of a resin material or rubber. The seal 10 has a circular shape centered on the axis X. The seal 10 has an outer circumferential portion 12 located radially outward from the imaginary circle C1, an inner circumferential portion 13 located between the imaginary circles C1 and C2, and a tightening portion 14 protruding radially inward from the inner circumferential portion 13.

外周部12は、シール10をナット2に装着する場合、スペーサ7とナット2との間に挟み込まれる部位である。また、外周部12には、ボルト8の軸部が貫通するボルト孔12aが複数設けられている。なお、シール10において、ボルト孔12aの数、周方向の位置は、実施形態1に示す例に限定されない。 When the seal 10 is attached to the nut 2, the outer periphery 12 is a portion that is sandwiched between the spacer 7 and the nut 2. The outer periphery 12 also has a plurality of bolt holes 12a through which the shanks of the bolts 8 pass. Note that the number and circumferential positions of the bolt holes 12a in the seal 10 are not limited to the example shown in the first embodiment.

内周部13は、ナット2とねじ軸3との間を封止する部位である。内周部13は、軸心Xを中心に円弧状を成す円弧部13aと、円弧部13aよりも径方向内側に突出する突出部13bと、を有している。円弧部13aは、ナット2とねじ軸3の外周面3aとの間を封止する。突出部13bは、ナット2と第2ねじ溝6の底面6aとの間を封止する。なお、ねじ軸3等に製造誤差がない場合や、ナット2に対してシール10の取り付け誤差がない場合、内周部13の径方向内端は、ねじ軸3の外形線(仮想円C2参照)と重なる。 The inner circumferential portion 13 is a portion that seals between the nut 2 and the screw shaft 3. The inner circumferential portion 13 has an arc portion 13a that forms an arc shape centered on the axis X, and a protruding portion 13b that protrudes radially inward from the arc portion 13a. The arc portion 13a seals between the nut 2 and the outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3. The protruding portion 13b seals between the nut 2 and the bottom surface 6a of the second screw groove 6. If there is no manufacturing error in the screw shaft 3, etc., or if there is no installation error of the seal 10 relative to the nut 2, the radial inner end of the inner circumferential portion 13 overlaps with the outline of the screw shaft 3 (see imaginary circle C2).

締め代部14は、シール10の孔11の縁部により形成されており、ねじ軸3の外周を締め付けている。締め代部14は、ねじ軸3の外周面3aに接触する外周面接触部15と、第2ねじ溝6の底面6aに接触するねじ溝接触部16と、を備える。 The tightening portion 14 is formed by the edge of the hole 11 of the seal 10 and tightens the outer periphery of the screw shaft 3. The tightening portion 14 has an outer peripheral surface contact portion 15 that contacts the outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3 and a thread groove contact portion 16 that contacts the bottom surface 6a of the second thread groove 6.

外周面接触部15は、締め代の大きさが周方向に一定である締め代一定部17と、締め代の大きさが周方向に変化する一対の締め代変化部18、19と、を備える。一対の締め代変化部18、19は、締め代一定部17の両端から延びてねじ溝接触部16と連続している。つまり、一対の締め代変化部18、19は、締め代一定部17とねじ溝接触部16との間に介在している。また、シール10は、仮想線L5を基準として、線対称に形成されている。よって、一対の締め代変化部18、19の構成は共通し、代表例として締め代変化部18を説明し、締め代変化部19の説明を省略する。 The outer peripheral surface contact portion 15 includes a constant tightening portion 17, whose tightening amount is constant in the circumferential direction, and a pair of varying tightening portions 18, 19, whose tightening amount changes in the circumferential direction. The pair of varying tightening portions 18, 19 extend from both ends of the constant tightening portion 17 and are continuous with the thread groove contact portion 16. In other words, the pair of varying tightening portions 18, 19 are interposed between the constant tightening portion 17 and the thread groove contact portion 16. The seal 10 is also formed line-symmetrically with respect to the imaginary line L5. Therefore, the pair of varying tightening portions 18, 19 have the same configuration, and the varying tightening portion 18 will be described as a representative example, and the description of the varying tightening portion 19 will be omitted.

締め代一定部17は、ねじ軸3の外周面3aであって、第2ねじ溝6から周方向に離隔した部分に接触している。締め代変化部18は、ねじ軸3の外周面3aであって、第2ねじ溝6と周方向に隣り合う部分に接触する。 The constant interference portion 17 is in contact with a portion of the outer circumferential surface 3a of the screw shaft 3 that is circumferentially separated from the second screw groove 6. The variable interference portion 18 is in contact with a portion of the outer circumferential surface 3a of the screw shaft 3 that is circumferentially adjacent to the second screw groove 6.

図3に示すように、締め代一定部17の締め代の大きさL1は、第1所定値に設定されている。ねじ溝接触部16の締め代の大きさL2は、第2所定値に設定されている。この第2所定値βは、第1所定値αよりも大きい。よって、ねじ溝接触部16に皺が発生し、ねじ溝接触部16が変形した場合であっても、ねじ溝接触部16と第2ねじ溝6の底面6aとの間に隙間が生じ難い。そのほか、ねじ溝接触部16の締め代が大きくなっているため、ねじ溝接触部16と第2ねじ溝6の底面6aとの接触により、隣り合う外周面接触部15の周方向の両端部(締め代変化部18、19)が径方向外側に持ち上がり易い。 As shown in FIG. 3, the magnitude of the interference L1 of the constant interference portion 17 is set to a first predetermined value. The magnitude of the interference L2 of the thread groove contact portion 16 is set to a second predetermined value. This second predetermined value β is greater than the first predetermined value α. Therefore, even if wrinkles occur in the thread groove contact portion 16 and the thread groove contact portion 16 is deformed, a gap is unlikely to occur between the thread groove contact portion 16 and the bottom surface 6a of the second thread groove 6. In addition, since the interference of the thread groove contact portion 16 is large, the contact between the thread groove contact portion 16 and the bottom surface 6a of the second thread groove 6 tends to cause both circumferential ends (variable interference portions 18, 19) of the adjacent outer peripheral surface contact portions 15 to be lifted radially outward.

締め代変化部18の締め代の大きさL3は、締め代一定部17と連続する一端部18aからねじ溝接触部16と連続する他端部18bに向かうにつれて、第1所定値から第2所定値に増加している。つまり、締め代変化部18は、一端部18aから他端部18bに向かうにつれて径方向内側に突出する突出量が増加している。よって、ねじ溝接触部16によって締め代変化部18が持ち上げられたとしても、締め代変化部18とねじ軸3の外周面3aとの間に隙間が生じ難い。 The size L3 of the interference of the interference-changing portion 18 increases from a first predetermined value to a second predetermined value from one end 18a, which is continuous with the constant interference portion 17, toward the other end 18b, which is continuous with the thread groove contact portion 16. In other words, the amount of protrusion of the interference-changing portion 18 radially inward increases from one end 18a toward the other end 18b. Therefore, even if the interference-changing portion 18 is lifted by the thread groove contact portion 16, a gap is unlikely to occur between the interference-changing portion 18 and the outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3.

締め代一定部17よりも締め代が大きい締め代変化部の割合を低減できるため、ねじ軸の摺動性が大きく低下することを抑制できる。 The proportion of variable interference sections with a larger interference than the constant interference section 17 can be reduced, preventing a significant decrease in the sliding properties of the screw shaft.

次にシール10の作用効果について説明する。実施形態1のシール10によれば、ねじ溝接触部16により第2ねじ溝6に対するシール性が向上している。また、第2ねじ溝6は、従来技術によれば、シール10を通過する異物の多くが付着している部分である。よって、実施形態1のシール10によれば、第2ねじ溝6に付着してシール10を通過する異物の量が大きく低減する。以上から、実施形態1のシール10の異物の通過率は、大きく下がっている。 Next, the effect of the seal 10 will be described. According to the seal 10 of embodiment 1, the sealability for the second thread groove 6 is improved by the thread groove contact portion 16. Furthermore, according to the conventional technology, the second thread groove 6 is the portion to which most of the foreign matter passing through the seal 10 adheres. Therefore, according to the seal 10 of embodiment 1, the amount of foreign matter that adheres to the second thread groove 6 and passes through the seal 10 is greatly reduced. From the above, the passage rate of foreign matter through the seal 10 of embodiment 1 is greatly reduced.

一方で、締め代部14のうち締め代が第1所定値よりも大きい部分は全体の一部(ねじ溝接触部16と締め代変化部18、19)に限定されている。このため、ねじ軸3の摺動性の低下は小さく抑えられている。 On the other hand, the part of the interference portion 14 where the interference is greater than the first predetermined value is limited to a part of the whole (the thread groove contact portion 16 and the interference change portions 18, 19). Therefore, the decrease in the sliding properties of the screw shaft 3 is kept small.

以上で説明したように、実施形態1のボールねじ用のシール10は、中央部にねじ軸3が貫通する孔11を有し、孔11の縁部がねじ軸3を締め付ける締め代部14となっている環状のボールねじ用のシール10である。締め代部14は、ねじ軸3の外周面3aに接触する外周面接触部15と、ねじ軸のねじ溝の底面に接触するねじ溝接触部16と、を有している。外周面接触部15は、締め代の大きさL1が第1所定量に設定された締め代一定部17と、締め代一定部17の両端から延びてねじ溝接触部16と連続し、締め代の大きさL3が周方向に移動するにつれて変化する一対の締め代変化部18、19と、を有している。ねじ溝接触部16の締め代の大きさL2は、第1所定量よりも大きい第2所定量に設定されている。締め代変化部18、19の締め代の大きさL3は、締め代一定部17からねじ溝接触部16に向かうにつれて第1所定量から第2所定量に増加する。 As described above, the seal 10 for a ball screw of the first embodiment is an annular seal 10 for a ball screw having a hole 11 through which the screw shaft 3 passes in the center, and an edge of the hole 11 serving as a tightening portion 14 for tightening the screw shaft 3. The tightening portion 14 has an outer peripheral surface contact portion 15 that contacts the outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3, and a thread groove contact portion 16 that contacts the bottom surface of the thread groove of the screw shaft. The outer peripheral surface contact portion 15 has a constant tightening portion 17 in which the tightening amount L1 is set to a first predetermined amount, and a pair of tightening amount changing portions 18, 19 that extend from both ends of the constant tightening portion 17, are continuous with the thread groove contact portion 16, and the tightening amount L3 changes as the screw groove contact portion 16 moves in the circumferential direction. The tightening amount L2 of the thread groove contact portion 16 is set to a second predetermined amount that is greater than the first predetermined amount. The size L3 of the interference change portion 18, 19 increases from a first predetermined amount to a second predetermined amount as it moves from the constant interference portion 17 toward the thread groove contact portion 16.

これによれば、第2ねじ溝6に対するシール性が向上しており、異物の通過率が大きく下がる。また、締め代が増加している部分は全体の一部であり、ねじ軸3の摺動性の低下は低く抑えられている。さらに、ねじ溝接触部16によって締め代変化部18、19は持ち上げられるもの、締め代がねじ溝接触部に向かうにつれて増加している。よって、締め代変化部18、19とねじ軸3の外周面3aとの間には、隙間が生じ難く、異物が通過し難い。 This improves the sealing performance of the second thread groove 6, greatly reducing the rate at which foreign matter passes through. Also, the portion where the interference is increased is only a part of the whole, and the decrease in the sliding properties of the screw shaft 3 is kept low. Furthermore, although the interference change portions 18, 19 are raised by the thread groove contact portion 16, the interference increases toward the thread groove contact portion. Therefore, gaps are unlikely to form between the interference change portions 18, 19 and the outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3, making it difficult for foreign matter to pass through.

実施形態1のボールねじ用のシール10は、一対の締め代変化部18、19は、外周面接触部15において周方向に占める割合が同じであり、ねじ溝接触部16の周方向の中間点16aと、ねじ軸3の軸心Xと、を通過する仮想線L5を基準として線対称となっている。これによれば、シールを表裏反転させても同一形状であり、利便性が高い。 In the ball screw seal 10 of the first embodiment, the pair of interference change portions 18, 19 occupy the same proportion of the outer peripheral surface contact portion 15 in the circumferential direction, and are linearly symmetrical with respect to an imaginary line L5 that passes through the circumferential midpoint 16a of the thread groove contact portion 16 and the axis X of the screw shaft 3. This allows the seal to have the same shape even when turned over, making it highly convenient.

(実施形態2)
図4は、実施形態2に係るボールねじ用シールの正面図である。なお、以下の説明においては、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態2のボールねじ用のシール10Aは、締め代変化部19Aの角度θ3が締め代変化部18Aの角度θ2より大きい点で、実施形態2のボールねじ用のシール10と相違する。つまり、実施形態2のボールねじ用のシール10Aによれば、仮想線を基準として線対称となっていない。しかしながら、この実施形態2のボールねじ用のシール10Aによっても、ねじ軸3の摺動性の低下を低く抑えつつ、異物の通過率を大きく下げることができる。
(Embodiment 2)
4 is a front view of the ball screw seal according to the second embodiment. In the following description, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the overlapping description will be omitted. The ball screw seal 10A of the second embodiment differs from the ball screw seal 10 of the second embodiment in that the angle θ3 of the interference change portion 19A is larger than the angle θ2 of the interference change portion 18A. That is, the ball screw seal 10A of the second embodiment is not symmetrical with respect to the imaginary line. However, the ball screw seal 10A of the second embodiment can also significantly reduce the passage rate of foreign matter while suppressing the deterioration of the slidability of the screw shaft 3.

(実施例)
実施例1、比較例1、比較例2、及び比較例3について異物の通過率の試験を行った。実施例1は、実施形態1に示すシール10である。実施例1の締め代一定部17の締め代の大きさは、αmmである。実施例1のねじ溝接触部16の締め代の大きさは、α×2mmである。実施例1の締め代変化部18、19は、ねじ溝接触部16に近づくにつれて締め代の大きさがαmmからα×2mmに増加している。締め代変化部18、19の角度θ2、θ3は、10°である。比較例1は、外周部12を備えているものの、内周部13と締め代部14を備えていないシールである。よって、比較例1は、ねじ軸の外周との間に環状の隙間が生じている。比較例2は、外周部12と内周部13とを備え、締め代部14を備えていないシールである。比較例3は、外周部12と内周部13と締め代部14とを備えるシールである。また、比較例3の締め代部の大きさは、αmmであり、全周に亘って均一に形成されている。
(Example)
A test was performed on the passage rate of foreign matter for Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3. Example 1 is the seal 10 shown in the first embodiment. The size of the interference of the constant interference portion 17 of Example 1 is α mm. The size of the interference of the thread groove contact portion 16 of Example 1 is α×2 mm. The interference change portions 18 and 19 of Example 1 increase in size from α mm to α×2 mm as they approach the thread groove contact portion 16. The angles θ2 and θ3 of the interference change portions 18 and 19 are 10°. Comparative Example 1 is a seal that has an outer periphery portion 12 but does not have an inner periphery portion 13 and an interference portion 14. Therefore, Comparative Example 1 has an annular gap between the outer periphery of the screw shaft. Comparative Example 2 is a seal that has an outer periphery portion 12 and an inner periphery portion 13, but does not have an interference portion 14. Comparative Example 3 is a seal that has an outer periphery portion 12, an inner periphery portion 13, and an interference portion 14. The size of the interference portion in Comparative Example 3 is α mm, and is formed uniformly around the entire circumference.

試験方法は、異物を含んだ潤滑油を、ねじ軸であってナットの外部に露出している部分の外周に塗布した。なお、異物は、200μm以下のスパッタ粉である。そして、ナットを回転させ、ねじ軸において潤滑油が塗布された部分がシールを通過するように、ねじ軸を往復運動させた。そして、ねじ軸に付着している異物の量を測定し、どのくらいの割合で残ったかを算出した。なお、測定方法として、シール通過前の状態とシール通過後の状態を撮像し、付着量を測定した。図5は、実施例1、比較例1、比較例2、及び比較例3について異物の通過率の測定結果を示すグラフである。測定結果について図5に示す。 In the test method, lubricating oil containing foreign matter was applied to the outer circumference of the screw shaft that was exposed to the outside of the nut. The foreign matter was spattered powder of 200 μm or less. The nut was then rotated, and the screw shaft was reciprocated so that the part of the screw shaft on which the lubricating oil was applied passed through the seal. The amount of foreign matter adhering to the screw shaft was then measured, and the percentage of the foreign matter remaining was calculated. The measurement method involved taking images of the state before and after passing through the seal, and measuring the amount of adhesion. Figure 5 is a graph showing the measurement results of the passage rate of foreign matter for Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3. The measurement results are shown in Figure 5.

実施例1は、異物の通過率が13%であった。比較例1は、異物の通過率が50%であった。比較例2は、異物の通過率が18%であった。比較例3は、異物の通過率が24%であった。考察すると、比較例2よりも比較例3の方が異物の通過率が高いのは、比較例3のシールは締め代を有しているために変形してしまい、第2ねじ溝に付着する異物が通過したものと考える。また、実施例1においても、締め代部を有しているものの、ねじ溝接触部16の締め代が大きく、かつ、締め代変化部18、19を有していることから、比較例3よりも異物の通過率が大きく低下したと考える。 In Example 1, the foreign matter passage rate was 13%. In Comparative Example 1, the foreign matter passage rate was 50%. In Comparative Example 2, the foreign matter passage rate was 18%. In Comparative Example 3, the foreign matter passage rate was 24%. Considering this, the foreign matter passage rate is higher in Comparative Example 3 than in Comparative Example 2 because the seal in Comparative Example 3 has a tightening margin and is deformed, allowing foreign matter adhering to the second thread groove to pass through. Also, in Example 1, although it has a tightening margin, the tightening margin of the thread groove contact portion 16 is large and it has tightening margin changing portions 18 and 19, so it is believed that the foreign matter passage rate is significantly lower than in Comparative Example 3.

1 ボールねじ
2 ナット
3 ねじ軸
3a 外周面
4 ボール
5 第1ねじ溝(ねじ溝)
6 第2ねじ溝(ねじ溝)
6a 底面
7 スペーサ
8 ボルト
10、10A シール(ボールねじ用シール)
11 孔
12 外周部
13 内周部
14 締め代部
15 外周面接触部
16 ねじ溝接触部
17 締め代一定部
18、19 締め代変化部
1 Ball screw 2 Nut
3 Screw shaft 3a Outer circumferential surface 4 Ball 5 First screw groove (screw groove)
6 Second screw groove (screw groove)
6a Bottom surface 7 Spacer 8 Bolt 10, 10A Seal (ball screw seal)
REFERENCE SIGNS LIST 11 hole 12 outer periphery 13 inner periphery 14 interference portion 15 outer periphery contact portion
16 Thread groove contact portion
17 Constant interference part
18, 19 Tightening margin change part

Claims (3)

中央部にねじ軸が貫通する孔を有し、前記孔の縁部が前記ねじ軸を締め付ける締め代部となっている環状のボールねじ用シールであって、
前記締め代部は、
前記ねじ軸の外周面に接触する外周面接触部と、
前記ねじ軸のねじ溝の底面に接触するねじ溝接触部と、
を有し、
前記外周面接触部は、
締め代の大きさが第1所定量に設定された締め代一定部と、
前記締め代一定部の両端から延びて前記ねじ溝接触部と連続し、前記締め代の大きさが周方向に移動するにつれて変化する一対の締め代変化部と、
を有し、
前記ねじ溝接触部の前記締め代の大きさは、前記第1所定量よりも大きい第2所定量に設定され、
前記締め代変化部の前記締め代の大きさは、前記締め代一定部から前記ねじ溝接触部に向かうにつれて前記第1所定量から前記第2所定量に増加する
ボールねじ用シール。
A ring-shaped ball screw seal having a hole in the center through which a screw shaft passes, and an edge of the hole serving as a tightening portion for tightening the screw shaft,
The interference portion is
An outer peripheral surface contact portion that contacts the outer peripheral surface of the screw shaft;
A thread groove contact portion that contacts a bottom surface of the thread groove of the screw shaft;
having
The outer circumferential surface contact portion is
A constant interference portion in which the magnitude of the interference is set to a first predetermined amount;
a pair of varying interference portions extending from both ends of the constant interference portion and continuing to the thread groove contact portion, the magnitude of the interference changing as the thread groove moves in the circumferential direction;
having
The magnitude of the interference of the thread groove contact portion is set to a second predetermined amount that is greater than the first predetermined amount,
a magnitude of the interference of the varying interference portion increases from the first predetermined amount to the second predetermined amount from the constant interference portion toward the thread groove contact portion.
一対の前記締め代変化部は、前記外周面接触部において周方向に占める割合が同じであり、
前記ねじ溝接触部の周方向の中間点と、前記ねじ軸の軸心と、を通過する仮想線を基準として線対称となっている
請求項1に記載のボールねじ用シール。
The pair of the interference change portions have the same circumferential proportion in the outer circumferential surface contact portion,
The seal for a ball screw according to claim 1 , wherein the seal is symmetrical with respect to an imaginary line passing through a circumferential midpoint of the thread groove contact portion and an axis of the screw shaft.
筒状のナットと、
前記ナットを貫通するねじ軸と、
前記ナットのねじ溝と、前記ねじ軸のねじ溝と、の間に配置された複数のボールと、
前記ナットの端面に装着される請求項1又は請求項2に記載のボールねじ用シールと、
を備えるボールねじ。
A cylindrical nut;
A screw shaft that passes through the nut;
A plurality of balls arranged between the screw groove of the nut and the screw groove of the screw shaft;
The ball screw seal according to claim 1 or 2, which is attached to an end surface of the nut;
A ball screw comprising:
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