CN105658995A - 滚珠丝杠装置用密封件 - Google Patents

Abstract

提供能够抑制密封部件的损伤和润滑脂的泄漏的滚珠丝杠装置用密封件。为此，在设置于滚珠丝杠装置(1)的螺母(20)上的密封部件(40)的外周缘部，在对应于与丝杠轴(10)的滚动槽(11)或者滚动槽(11、11)之间的脊部(12)滑动接触的内周缘部的部位，设置有向丝杠轴(10)的轴向突出或凹陷的引导部(50)。

Description

滚珠丝杠装置用密封件

技术领域

本发明涉及用于滚珠丝杠装置的密封件。

背景技术

以往，作为将旋转运动转换为直线运动的机构，公知有滚珠丝杠装置。滚珠丝杠装置具有在外周面上形成有螺旋状的滚动槽的丝杠轴和在内周面上形成有与丝杠轴的滚动槽对置的螺旋状的滚动槽的螺母。该螺母经由安装于两滚动槽之间的多个滚珠与丝杠轴的外周侧螺合，能够通过使丝杠轴旋转而使螺母在丝杠轴的轴向上移动。而且，在这样的滚珠丝杠装置中，大多在螺母的轴向的两端部设置密封部件(以下，有时称作密封件。)。该密封部件外嵌于螺母，防止来自外部的灰尘等进入螺母和丝杠轴之间，并且防止介于螺母和丝杠轴之间的润滑剂向外部漏出。

这里，由于在丝杠轴的外周面上形成有滚动槽，因此，与轴向垂直的方向的丝杠轴的截面形状不是单纯的圆形。因此，由于密封部件的形状精度的误差或者安装误差容易导致在丝杠轴和密封部件之间产生间隙，为了防止这种情况，在密封部件的精度的管理和调节上消耗了很多劳力。虽然只要将密封部件相对于丝杠轴的过盈量形成得大，就能够吸收形状精度的误差和安装误差，抑制这样的间隙的产生，但是同时密封部件相对于丝杠轴的接触压力增大。即，密封部件相对于丝杠轴的摩擦阻力增大。这样，存在滚珠丝杠装置的工作性变差的可能。并且，由于通过摩擦产生的发热增加成为滚珠丝杠装置的定位精度下降的一个原因。

因此，为了提高润滑剂的密封性，提出有将内周面设为与丝杠轴的截面形状(与滚动槽接触的范围和与滚动槽之间的脊部接触的范围)类似的非圆形状的密封部件(参照专利文献1和专利文献2)。而且，还提出有将密封部件的内周侧的前端部(唇部)的形状设为球状以便在将丝杠轴的滚动槽设为歌德弧形状(非单一圆弧)的情况下也满足密封性，从而也提高滚珠丝杠装置的动作中的密封性的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-303517号公报

专利文献2：日本特开2006-300192号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，关于以往的密封部件，存在研究其内周形状和内周侧的前端部的形状等通过密封部件的形状来解决上述问题的倾向。

然而，由于将密封部件配置于螺母且使相位与丝杠轴对准的作业需要消耗大量精力，因此，将密封部件的内周面的形状设为非圆形的结果为，有时会产生密封部件的安装误差和安装不良。

具体而言，作业者很难分辨密封部件的内周面的非圆形形状，组合密封部件和丝杠轴时的相位的准确性依赖作业者的感觉。

因此，由于密封部件的安装误差和安装不良可能引起密封部件的损伤和润滑脂的泄漏等润滑不良，因此，存在改善的余地。

因此，本发明是着眼于上述课题而完成的，其目的在于，提供能够抑制密封部件的损伤和润滑脂的泄漏的滚珠丝杠装置用密封件。

用于解决的课题的手段

用于达成上述目的的滚珠丝杠装置用密封件的一个方式如下，

该滚珠丝杠装置用密封件被设置在滚珠丝杠装置上，其中，该滚珠丝杠装置具有：

丝杠轴，其沿轴向延伸，且在外周面上设置有螺旋状的滚动槽；以及

圆筒状的螺母，其在内周面上具有与上述滚动槽对置的滚动槽，该螺母经由被配置在该滚动槽和上述丝杠轴的滚动槽之间的多个滚珠与上述丝杠轴螺合，

所述滚珠丝杠装置用密封件具有：

密封部件，其被设置在上述螺母的内径侧，内周缘部与上述丝杠轴的外周面滑动接触而对上述螺母与上述丝杠轴之间的间隙进行密封；以及

引导部，其设置在上述密封部件的上述轴向的至少一个端面上，在对应于与上述丝杠轴的上述滚动槽或者该滚动槽之间的脊部滑动接触的上述内周缘部的部位处，向上述轴向突出或凹陷。

在此，在上述滚珠丝杠装置用密封件中，上述引导部可以被设置在上述密封部件的上述轴向的两个端面上。

并且，在上述滚珠丝杠装置用密封件中，上述引导部可以被设置成在上述丝杠轴的周向上连续。

并且，在上述滚珠丝杠装置用密封件中，上述引导部可以在上述丝杠轴的周向上并列设置有多个。

发明效果

根据本发明的一个方式，能够提供可以抑制密封部件的损伤和润滑脂的泄漏的滚珠丝杠装置用密封件。

附图说明

图1是示出滚珠丝杠装置用密封件的一个实施方式中的滚珠丝杠装置的结构的主要部分的局部剖视图。

图2是示出滚珠丝杠装置用密封件的一个实施方式中的结构的图，(a)是主视图，(b)是剖视图。

图3是说明滚珠丝杠装置用密封件的一个实施方式的内周缘的形状的图，(a)是丝杠轴的剖视图，(b)是丝杠轴的剖视图，(c)是本实施方式的密封部件的主视图，(d)是以往的密封部件的主视图。

图4是示出滚珠丝杠装置用密封件的其他实施方式的结构的图，(a)～(f)是局部剖视图。

图5是说明滚珠丝杠装置用密封件的其他实施方式的接近量的图。

具体实施方式

在以下的详细的说明中，对多个特定细节进行描述以提供本发明的实施方式的充分的理解。然而，可以明确即使没有该特定细节也能够实施一个以上的实施方式。此外，为了使附图简洁，以简图的方式示出公知的结构和装置。

以下，参照附图对本发明的滚珠丝杠装置用密封件的实施方式进行说明。此外，在本说明书中，设丝杠轴延伸的长度方向为轴向，设与轴向垂直的方向为径向。并且，对螺母和密封部件来说，这两个方向在安装于丝杠轴的状态下是相同的。

图1是示出滚珠丝杠装置用密封件的一个实施方式中的结构的主要部分的局部剖视图。

(滚珠丝杠装置的结构)

如图1所示，本实施方式的滚珠丝杠装置用密封件设置在具有丝杠轴10、螺母20以及滚珠30的滚珠丝杠装置1上。螺母20以与丝杠轴10保持有规定的间隙的方式与其嵌合，呈大致圆筒状的螺母20的内径比丝杠轴10的外径大。

在丝杠轴10的外周面上设置有截面为大致半圆形状的螺旋状的滚动槽11。并且，在螺母20的内周面上以与滚动槽11相同的导程设置有截面为大致半圆形状的螺旋状的滚动槽21。这些半圆形状都具有比滚珠30的半径大的曲率半径。而且，在由这些滚动槽11、21形成的截面大致圆状的轨道内可转动地安装有滚珠30，螺母20经由这些滚珠30与丝杠轴10螺合。通过采用这样的结构，在滚珠丝杠装置中，通过使丝杠轴10旋转，能够使螺母20在丝杠轴10的轴向上移动。

(滚珠丝杠装置用密封件)

在螺母20的轴向的两端部分别形成有用于安装密封部件的圆形的凹部22(在图1中仅对一侧的凹部22进行图示)。在各凹部22的内径侧设置有外嵌于丝杠轴10且用于密封螺母20和丝杠轴10之间的间隙的环状的密封部件40。

图2是示出密封部件40的结构的图，(a)是主视图(从丝杠轴10的轴向观察到的外观图)，(b)是沿图2(a)的2b-2b线的剖视图。

如图2(a)、(b)所示，密封部件40具有外径侧的环状的芯材41、固定于芯材41的内周侧的环状的主体部42以及从主体部42的内径部向径向内侧突出而形成的唇部43。唇部43在周向的整周范围上形成。唇部43的内径侧成为开口部，丝杠轴10贯穿***于该开口部中。

芯材41由金属或硬质的合成树脂制成，形成为圆形。在芯材41上形成有向径向内侧突出的凸部41a，在主体部42的外周面上形成有与该凸部41a对应的凹部42a，所述凸部41a和凹部42a嵌合，由此，主体部42固定在芯材41上。主体部42和唇部43由弹性体或橡胶等软弹性材料形成。主体部42和唇部43由相同材料一体地形成。这样构成的密封部件40通过芯材41的外周面侧与螺母20的凹部22的内周面嵌合而固定在螺母20上。

如图2(b)所示，唇部43由从主体部42的内径部朝向螺母20的轴向外侧倾斜延伸的密封片44和形成于密封片44的内径侧端部的滑动接触部45构成。滑动接触部(内周缘部)45是与丝杠轴10的外周面滑动接触的部分。

密封片44形成为与圆锥台的侧面部的形状类似的形状，且在周向的整周范围上形成。滑动接触部45的截面形状形成为大致圆形，且在密封片44的内径侧端部的整周范围上形成。因此，滑动接触部45形成呈大致环状连续的圆环部。密封部件40通过唇部43的滑动接触部45与丝杠轴10的外周面滑动接触而对螺母20与丝杠轴10之间的间隙进行密封。尤其，通过将滑动接触部45的截面形状设为大致圆形，能够跟滑动接触部45的与丝杠轴10接触的接触位置(例如与丝杠轴10的滚动槽11内的滚动槽11的槽面接触的接触位置)无关地将滑动接触部45与丝杠轴10的接触状态保持为一定。

如图2(b)所示，滑动接触部45的截面的径向尺寸形成为比密封片44的内径侧端部的厚度尺寸大。通过这样形成，抑制了滑动接触部45在相对于丝杠轴10滑动的状态下的变形。并且，滑动接触部45的截面的径向尺寸形成为比丝杠轴10的滚动槽11的宽度尺寸小。通过这样形成，减小了滑动接触部45与丝杠轴10的接触面积，从而将密封部件40相对于丝杠轴10的摩擦阻力抑制为较小。

以使唇部43朝向图1所示的方向即螺母20的轴向(与丝杠轴10的轴向定义相同)的外侧倾斜的方式配置密封部件40，由此，有效地防止了灰尘等从外部进入到螺母20与丝杠轴10之间的间隙。此外，只要以使唇部43从主体部42朝向螺母20的轴向的内侧倾斜的方式来配置密封部件40，就能够有效地防止在润滑剂存在于螺母20和丝杠轴10之间的情况下润滑剂的漏出。

如图2(a)所示，从轴向观察密封部件40的内周缘的形状即从轴向观察唇部43的滑动接触部45的形状是组合了多个向径向外侧突出的圆弧的非圆形形状(与大致正圆不同的圆形形状)。相邻的圆弧之间平滑地连续。此外，在以下的说明中，将从轴向观察唇部43的滑动接触部45的形状称作“密封部件40的内周缘的形状”。

[密封部件的内周缘的形状]

这里，参照图3(a)～(d)，进一步对密封部件40的内周缘的形状详细地进行说明。图3是说明本实施方式的密封部件40的内周缘的形状的图，(a)是丝杠轴的剖视图，(b)是丝杠轴的剖视图，(c)是本实施方式的密封部件的主视图，(d)是以往的密封部件的主视图。如图3(c)所示，与芯材41的圆形状相比，密封部件40的内周缘的形状逐渐地偏差，因此，难以判断密封部件40的哪个部分是与丝杠轴10的滚动槽11抵接的部分。

这里，在将密封部件40从丝杠轴10的端部10a(参照图3(b))***的情况下，如果不将密封部件40的内周与丝杠轴10的截面的相位对准地进行***，则变成强制地将密封部件40按压到丝杠轴10上。这会导致密封部件40的损伤。由于在如图3(d)所示那样的以往的密封部件140中，没有能够作为用于将密封部件40的内周与丝杠轴10的截面的相位对准的标记的记号，因此，在将密封部件140***到丝杠轴10上时很难进行准确的相位对准。此外，在图3(d)中，标号141、142、143分别是与图2(a)和图3(c)中的“芯材41”、“主体部42”以及“唇部43”对应的部件。

因此，在本实施方式的密封部件40中，如图2(b)、图3(c)所示，设置了引导部50，该引导部50对应于与丝杠轴10的滚动槽11或者该滚动槽11、11之间的脊部(ランド部)12滑动接触的内周缘部(滑动接触部45)。该引导部50是在图2(a)中阴影显示的部分。

该引导部50设置于密封部件40的轴向(与丝杠轴10的轴向平行)的至少一个端面(在图2(b)中仅一个端面)上，且设置为相对于该端面向上述轴向突出或凹陷的形状。例如，设置有与丝杠轴10的滚动槽11对应的引导部50的范围是沿密封部件40的周向为280°以下，优选为，如图2(a)所示，沿密封部件40的周向为240°以下。

如以上说明那样，通过将与滚动槽11对应设置的引导部50设置在密封部件40上，作业者能够一边从轴向目视确认引导部50一边容易且可靠地进行丝杠轴10和密封部件40的相位对准。并且，由于一边从轴向目视确认引导部50一边以准确的相位将密封部件40安装到丝杠轴10上，因此，使密封部件40破损的可能性降低。其结果为，没有密封部件的损伤、安装误差以及安装不良，且能够降低滚珠丝杠装置工作时的润滑脂泄漏、晃动、噪音等。

此外，该引导部50是以与密封部件40(主体部42)一体形成的方式特意地形成的，例如，即使芯材41和主体部42的接缝就结果而言成为具有与引导部50相同的功能的标记，也不是引导部。

(其他实施方式)

接着，参照附图对本发明的滚珠丝杠装置用密封件的其他实施方式进行说明。此外，在本实施方式的说明中，以在密封部件40的轴向的至少一个端面上，在对应于与丝杠轴10的滚动槽11或者脊部12滑动接触的内周缘部的部位设置有引导部为前提，只是引导部50的形状不同。因此，省略对与上述的实施方式相同的结构、作用以及效果的说明。

图4是示出滚珠丝杠装置用密封件的其他实施方式中的结构的图，(a)～(f)是密封部件的内周面与丝杠轴10接触的部分的剖视图。

在上述的实施方式中，如图2(b)所示，通过在主体部42的内周侧形成凹部来形成引导部50，但设置在密封部件40上的引导部50的方式可以是如图4(a)～(f)那样的方式。

具体而言，如图4(a)所示，可以是通过在主体部42的外周侧形成凹部来形成引导部50的方式。并且，如图4(b)所示，可以是通过在主体部42的中央部附近形成凹部(槽形状)来形成引导部50的方式。并且，如图4(c)所示，可以是通过在主体部42的中央部附近形成凸部来形成引导部50的方式。

并且，如图4(d)、(e)所示，可以是通过在主体部42的轴向的两端面42b、42c上形成凹部(缺口)的方式来形成引导部50的方式。该方式与图2(b)和图4(a)～(c)所示的引导部50仅设置在主体部42的轴向(与丝杠轴10的轴向平行)的一个端面42b上的方式相对。这样，通过在主体部42的轴向的两端面42b、42c上设置引导部50，可以无需考虑密封部件40的轴向的设置方向，因此，实现了密封部件40的通用性提高的效果。此外，图4(d)所示的方式是在主体部42的轴向的两端面42b、42c上组合了图2(b)所示的引导部50的方式。并且，图4(e)所示的方式是在主体部42的轴向的两端面42b、42c上组合了图2(b)所示的引导部50的方式和图4(a)所示的引导部50的方式。

并且，如图4(e)所示，可以是通过在主体部42的轴向的一个端面42b上形成可目视的微小突起来形成引导部50的方式。

并且，在上述的实施方式中，以滚动槽11为基准将引导部50设置于主体部42，以脊部12为基准设置也实现相同的效果。

而且，作为设置在密封部件40上的引导部50的方式，可以在轴向的任一方向上设置凹形状或凸形状的引导部50，可以以在周向上连续的方式设置引导部50，也可以以多个被分割的引导部50在周向上成列的方式设置。

由此，目视无法明确的密封部件40的非圆形状与滚动槽11和脊部12的位置对准部位变得明确，从而将密封部件40插到丝杠轴10上时的相位对准变得容易。

[接近量]

这里，例如，图2(b)所示的引导部50与密封部件40的内周缘部(滑动接触部45)的形状为相同形状，但是引导部50不一定必须设置为与密封部件40的内周缘接触。如图5所示，优选引导部50和密封部件40的内周缘之间的间隔的最小値(接近量)d在丝杠轴10的外径的1/20以内。

本实施方式的滚珠丝杠装置用密封件适用于例如致动器等所使用的滚珠丝杠装置。并且，例如，滚珠丝杠装置密封件可以代替上述滚珠丝杠装置而作为滚柱丝杠轴装置所使用的密封部件。

以上，参照特定的实施方式说明了本发明，但目的不在于通过这些说明来限制发明。通过参照本发明的说明，本领域技术人员还可以明确公开了的实施方式的各种变形例和本发明的其他实施方式。因此，可以解读为权利要求书还覆盖了包含于本发明的范围和主旨中的这些变形例或实施方式。

标号说明

10：丝杠轴；

11：滚动槽；

20：螺母；

21：滚动槽；

30：滚珠(滚动体)；

40：密封部件；

50：引导部。

Claims (4)

1.一种滚珠丝杠装置用密封件，其特征在于，

该滚珠丝杠装置用密封件被设置在滚珠丝杠装置上，其中，该滚珠丝杠装置具有：

丝杠轴，其沿轴向延伸，且在外周面上设置有螺旋状的滚动槽；以及

圆筒状的螺母，其在内周面上具有与所述滚动槽对置的滚动槽，该螺母经由被配置在该滚动槽和所述丝杠轴的滚动槽之间的多个滚珠与所述丝杠轴螺合，

所述滚珠丝杠装置用密封件具有：

密封部件，其被设置在所述螺母的内径侧，内周缘部与所述丝杠轴的外周面滑动接触而对所述螺母与所述丝杠轴之间的间隙进行密封；以及

引导部，其设置在所述密封部件的所述轴向的至少一个端面上，在对应于与所述丝杠轴的所述滚动槽或者该滚动槽之间的脊部滑动接触的所述内周缘部的部位处，向所述轴向突出或凹陷。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置用密封件，其特征在于，

所述引导部被设置在所述密封部件的所述轴向的两个端面上。

3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠装置用密封件，其特征在于，

所述引导部被设置成在所述丝杠轴的周向上连续。

4.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠装置用密封件，其特征在于，

所述引导部在所述丝杠轴的周向上并列设置有多个。