JP2006300192A - Grease lubricating ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械、産業機械、電動式射出成形機及び電動プレス等に用いられるボールねじに関し、特に、ボールナットの軸方向両端部にリップシールを装着したグリース潤滑ボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw used for machine tools, industrial machines, electric injection molding machines, electric presses, and the like, and more particularly, to a grease-lubricated ball screw having lip seals attached to both axial ends of a ball nut.
工作機械等に用いられるボールねじは、一般に、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有すると共にボール循環案内部材（リターンチューブ、こま、エンドキャップ又はガイドプレート）が装着されたボールナットと、両ねじ溝間及びボール循環案内部材内に循環可能に介挿された複数個のボールとからなる（例えば、非特許文献１又は２参照。）。
このようなボールねじでは、通常、ボールナットの軸方向両端部にラビリンスタイプのプラスチックシール（以下、「ラビリンスシール」という。）が嵌着されるとともに、特別な給油装置及び配管を必要としないグリース潤滑が用いられている（例えば、上掲の非特許文献１及び特許文献１参照。）。
In such a ball screw, normally, a labyrinth type plastic seal (hereinafter referred to as a “labyrinth seal”) is fitted to both ends of the ball nut in the axial direction, and grease that does not require a special oil supply device or piping. Lubrication is used (see, for example, Non-Patent
なお、
（１）近時、環境への負荷の少ない潤滑法が好まれる傾向にある。環境への負荷の少ない潤滑法は同時に低コストであることが多いので、グリース潤滑の採用がさらに増加しつつある。
（２）ねじ軸及びボールナットの材質として、一般に、高周波焼入鋼（例えば、ＡＩＳＩ４１５０Ｈ）又は浸炭鋼（例えば、ＳＣＭ４１５Ｈ）が用いられ、表面硬さはＨＲＣ５８〜６２とされている。また、軸方向荷重を支承するボールとして、玉軸受用鋼球（ＪＩＳ Ｂ １５０１）が用いられている。
In addition,
(1) Recently, there is a tendency to prefer a lubrication method with less environmental impact. The use of grease lubrication is further increasing because lubrication methods with low environmental impact are often low-cost at the same time.
(2) Generally, induction hardened steel (for example, AISI 4150H) or carburized steel (for example, SCM415H) is used as the material of the screw shaft and ball nut, and the surface hardness is set to HRC58-62. Further, a ball ball for ball bearing (JIS B 1501) is used as a ball for supporting an axial load.
しかし、ラビリンスシールは、ねじ軸の外周面（ねじ溝及びねじ外径部（ランド部）との間に僅かのすきまがあるため、防塵効果には限度があった。また、下記のように、チャネリングによってグリースがすきまを通過してボールナット端部から漏出し、この漏出したグリースがねじ軸の回転により周囲に飛散して環境を汚染するという問題があった。しかも、周囲に飛散したグリースの回収及び再利用は困難であった。 However, since the labyrinth seal has a slight clearance between the outer peripheral surface of the screw shaft (screw groove and screw outer diameter part (land part)), the dustproof effect is limited. As a result of channeling, grease passes through the clearance and leaks from the end of the ball nut, and this leaked grease scatters to the surroundings due to the rotation of the screw shaft and contaminates the environment. Recovery and reuse was difficult.
なお、
（１）「チャネリング」とは、一般に、転動体（ボール又はころ）が転走面を転がる際にグリースをかき分けていき、余分なグリースを外に出してしまうことをいい、グリース潤滑特有の現象である。このため、グリースの抵抗による摩擦が減るからオイル潤滑より低トルクを実現でき、かつ、温度上昇も小さくなる。そして、これは、ＥＨＬ（弾性流体潤滑）における潤滑油不足（グリース膜厚が薄くなる状態）に相当する。
（２）グリースは、オイルのようなニュートン流体の潤滑剤とは異なり、主成分の基油が増稠剤の三次元網目状構造体の中に分散した半固体状の非ニュートン性潤滑剤である。基油はグリースの約７０％以上を占めて潤滑作用を担い、残りの殆どの部分を占める増稠剤がグリースの半固体状の性質を保つ。従って、グリースは重力程度では流動せず、或る程度以上の負荷（ボールねじの場合、転動しながら公転するボールによるせん断）が加わることにより網目状構造が崩れ、軟化するとともに流動する。そして、無負荷になると、再び元の状態に戻る。
In addition,
(1) “Channeling” generally means that when rolling elements (balls or rollers) roll on the rolling surface, the grease is scraped off, and excess grease is discharged outside. This phenomenon is unique to grease lubrication. It is. For this reason, since the friction due to the resistance of the grease is reduced, lower torque than oil lubrication can be realized, and the temperature rise is also reduced. This corresponds to a lack of lubricating oil in EHL (elastohydrodynamic lubrication) (a state where the grease film thickness is reduced).
(2) Grease is a semi-solid non-Newtonian lubricant in which the main component base oil is dispersed in a three-dimensional network structure of a thickener, unlike a Newtonian fluid lubricant such as oil. is there. The base oil accounts for about 70% or more of the grease and has a lubricating action, and the thickener occupying most of the remaining portion maintains the semi-solid nature of the grease. Accordingly, the grease does not flow at the level of gravity, but when a load of a certain level or more (in the case of a ball screw, shear by a ball that revolves while rolling) is applied, the network structure collapses and softens and flows. When no load is applied, the original state is restored.
次に、図１２を参照して、ボールねじのグリース漏出機構を説明する。
ねじ軸１００のねじ溝１０１に遊嵌する突条１０４が形成されたラビリンスシール１０３が、ボールナット（図示せず。）の端部に嵌着されている。ボールナット内に封入されたグリースＧは、その大半が、ねじ軸１００及びボールナットの螺旋状の両ねじ溝（ボールナットのねじ溝は図示せず。）間を転動しながら公転するボール（図示せず。）によって、ボールナット内のシール１０３側の空間部分１０６へ押し出されていく（上記のチャネリング）。また同時に、シール側面１０５が、押し出されたグリースＧに対向していく。そして、シール側面１０５に押し付けられたグリースＧは、シール１０３とねじ軸外周面（ねじ溝１０１及びねじ外径部（ランド部）１０２）との間のすきま１０７を通過してボールナットの端部から漏出していく。漏出し尽くすと（但し、グリースＧは補給されていないものとする。）、空間部分１０６に残存したグリースＧは、ボールナット端部から漏出したグリースＧと同様に、ねじ軸１００の回転により飛散してボールナットの内周面及びこの内周面近傍のシール側面１０５に付着する。このとき、すきま１０７に残存しているグリースＧがねじ溝１０１を介してボールに転写されるから、上記の潤滑油不足は緩和される。
Next, the grease leakage mechanism of the ball screw will be described with reference to FIG.
A
なお、グリースをボールナット内に充填すると、チャネリングの際のグリース抵抗によってボールねじの動摩擦トルクが増大して異常に発熱する。また、上記のように、グリースの大半がボールナットの端部から漏出する。このため、グリースの封入量は、ボールナットの空間容積の１／３〜１／２が目安とされている。 If grease is filled in the ball nut, the dynamic friction torque of the ball screw is increased due to the grease resistance during channeling, and abnormal heat is generated. As described above, most of the grease leaks from the end of the ball nut. For this reason, the amount of grease filled is set to 1/3 to 1/2 of the space volume of the ball nut.
このような不都合を解消するための手段の一として、ラビリンスシールより防塵性能（及びグリース保持性能）に優れたリップシールをボールナットの端部に嵌着したボールねじが提案されている（例えば、特許文献２又は３参照。）。
両特許文献に記載されたリップシールは、耐摩耗性に優れたナイロンその他の弾性変形可能なプラスチック製薄板からなる。そして、その内周形状は、ねじ軸の外周面（ねじ溝及びねじ外径部（ランド部））に摺接するように、ねじ軸の軸直角断面形状に倣い且つそれより小径に形成されている。
The lip seals described in both patent documents are made of a thin plate made of nylon or other elastically deformable plastic having excellent wear resistance. The inner circumferential shape of the screw shaft is formed so as to follow the axial perpendicular cross-sectional shape of the screw shaft and to have a smaller diameter so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface (screw groove and screw outer diameter portion (land portion)) of the screw shaft. .
しかしながら、提案されているリップシールの内周側軸方向断面形状は角形とされているため、次のような問題があった。
図１３乃至図１５は、それぞれ、リップシール１０８がねじ軸１００のねじ外径部（ランド部）１０２、ねじ溝１０１のボール（図示せず。）との接触点近傍及びねじ溝１０１の底頂部に当接する状態を示す（但し、リップシール１０８が変形していない状態を示す。）。
各図から分かるように、
（１）リップシール１０８は、当接する部位の形状に沿うように撓みにくいから、内周形状とねじ軸１００の軸直角断面形状の位相を一致させにくい。また、リップシール１０８がねじ溝１０１に摺接するとき、摩耗して当接する部位の形状に倣うまでエッジ当たりになる。このため、ねじ軸外周面の密封、すなわち、防塵及びグリース保持が不十分になる。
（２）リップシール１０８と当接部位（特に、ねじ外径部１０２及びねじ溝１０１の底頂部）との接触面積が大きいから、ねじ軸１００が高速回転すると発熱が大きくなる。プラスチックは伝熱性が低いため、熱を持つと分子が活発化して凝着性が高まり摩擦が増加する性質がある。このため、リップシール１０８が摩耗してシール面圧の低下をもたらし、防塵及びグリース保持性能が劣化する。また、リップシール１０８の内周側軸方向断面形状を角形としているから、摺接するねじ軸外周面との間にグリース膜厚が形成されにくい。
なお、ボール（図示せず。）とボール転走面（ねじ溝１０１及びボールナットのねじ溝（図示せず。））との間が前記の潤滑油不足になり、しかも、連続運転を行うと、グリースＧが劣化してグリース膜厚が枯渇、すなわち、焼付く虞がある。
However, the proposed inner lip side cross-sectional shape of the lip seal is a square, which has the following problems.
13 to 15, the
As you can see from each figure,
(1) Since the
(2) Since the contact area between the
When the ball (not shown) and the ball rolling surface (the
本発明は、上記のような問題に着目してなされたものであり、従来のものより防塵及びグリース保持性能に優れたリップシールを装着したボールねじを提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw equipped with a lip seal that is superior in dust resistance and grease retention performance than the conventional one.
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、ボールナットの軸方向両端部に、ねじ軸の軸直角断面形状に倣い且つ該ねじ軸の外周面に摺接するように形成された内周形状を有するリップシールを装着したグリース潤滑ボールねじにおいて、前記リップシール内周側の軸方向断面形状を、前記ねじ軸の外周面に当接する円弧部と、該円弧部に接し且つ前記ねじ軸に軸直角の直線部と、前記円弧部に接する傾斜部とから形成するとともに、該傾斜部同士が対向するように、前記リップシールを２枚重ね合わせたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項２の発明は、請求項１において、前記ねじ軸のねじ溝肩部の角を丸めたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the corners of the thread groove shoulders of the screw shaft are rounded.
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記リップシールの軸方向内側にラビリンスシールを設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a labyrinth seal is provided on the inner side in the axial direction of the lip seal.
請求項４の発明は、請求項３において、前記ラビリンスシールの突条切通し端部の一方を肉取りして前記ねじ軸の軸線に対して前記ねじ軸のリード角方向に傾斜した切欠面を設け、該切欠面側が前記ボールナットのねじ溝の切通し端部側に位置するようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the labyrinth seal is provided with a notch surface that is inclined in the lead angle direction of the screw shaft with respect to the axis of the screw shaft by thinning one of the protruding end portions of the rib. The notch surface side is located on the cut end side of the thread groove of the ball nut.
請求項５の発明は、請求項１又は２において、前記リップシールの軸方向内側に接触型フェルトシールを設けたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect, a contact type felt seal is provided on the inner side in the axial direction of the lip seal.
請求項６の発明は、前記フェルトシールに前記グリースの基油を含浸させたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the felt seal is impregnated with a base oil of the grease.
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記ボールナット内に介挿されるボール同士の間にスペーサを介在させたものである。
The invention of
請求項８の発明は、請求項７において、前記ボールを窒化けい素製セラミックスボールとしたものである。
The invention of
請求項１の発明によれば
（１）リップシール内周形状とねじ軸の軸直角断面形状の位相を一致させやすく、かつ、リップシールの傾斜部同士が対向するように２枚のリップシールを重ね合わせたから、防塵及びグリース保持性能が向上する。
（２）対向する傾斜部同士が形成する空間にグリースを貯留することができる。そして、このグリースによって、リップシールの円弧部とねじ軸外周面との間にグリース膜厚が形成されるから、シール寿命が向上する。
According to the first aspect of the present invention, (1) two lip seals are provided so that the inner peripheral shape of the lip seal and the phase of the cross section perpendicular to the axis of the screw shaft can be easily matched and the inclined portions of the lip seal face each other. Since they are superposed, dustproof and grease retention performance is improved.
(2) Grease can be stored in the space formed by the inclined portions facing each other. And since this grease forms a grease film thickness between the arc portion of the lip seal and the outer peripheral surface of the screw shaft, the seal life is improved.
請求項２の発明によれば、リップシール内周形状の傷みが緩和されるから、シール寿命が向上する。
According to the invention of
請求項３の発明によれば、ラビリンスシールとねじ軸外周面との間のすきまに貯留されたグリースがねじ軸のねじ溝を介してボールに転写されるから、潤滑油不足が緩和される。
According to the invention of
請求項４の発明によれば、ラビリンスシールの突条切通し端部の切欠面がストッパになって、ねじ軸のねじ溝と相補う形状のグリース帯体が形成される。そして、この帯体のグリースとすきまに貯留されたグリースがねじ軸のねじ溝を介してボールに転写されるから、潤滑油不足がさらに緩和される。 According to the fourth aspect of the present invention, the notched surface of the rib cutting end of the labyrinth seal serves as a stopper, so that a grease band having a shape complementary to the thread groove of the screw shaft is formed. Since the grease of the belt and the grease stored in the gap are transferred to the ball through the screw groove of the screw shaft, the shortage of lubricating oil is further alleviated.
請求項５の発明によれば、フェルトシールの空隙に保持されたグリースがねじ軸のねじ溝を介してボールに転写されるから、潤滑油不足が緩和される。
According to the invention of
請求項６の発明によれば、フェルトシールに含浸させたグリースの基油がねじ軸のねじ溝を介してボールに転写されるから、潤滑油不足がさらに緩和される。
According to the invention of
請求項７の発明によれば、スペーサに設けた軸方向貫通孔がグリースの溜り部になり、この溜り部のグリースがボールに常に転写されるから、潤滑油不足が緩和される。 According to the seventh aspect of the invention, the axial through hole provided in the spacer becomes a grease reservoir, and the grease in the reservoir is always transferred to the ball, so that the shortage of lubricating oil is alleviated.
請求項８の発明によれば、鋼球と両ねじ溝が金属接触する場合のような触凝着摩耗が発生しにくいから、グリースが汚れず劣化しない。このため、グリース寿命が延びるから、潤滑油不足の状態において、鋼球を用いたときよりボールねじの寿命が長くなる。また、グリース寿命が延びるから、ボールナット内へのグリース封入量を従来のものより少なくでき、グリースがボールナットの端部から漏出する虞がない。 According to the eighth aspect of the invention, since the adhesive wear is unlikely to occur as in the case where the steel ball and both screw grooves are in metal contact, the grease is not soiled and deteriorated. For this reason, since the grease life is extended, the life of the ball screw becomes longer than when a steel ball is used in a state where the lubricating oil is insufficient. In addition, since the grease life is extended, the amount of grease filled in the ball nut can be reduced as compared with the conventional one, and there is no possibility that the grease leaks from the end of the ball nut.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す軸方向断面図である。なお、例示のものは、総有効巻数（１回路における有効巻数×回路数）が１．５×２巻のリターンチューブ式ボールねじであるが、これに限定されるものではない。
ねじ軸１の外周面には、螺旋状のねじ溝１ａが形成されている。ねじ軸が挿通されるボールナット２の内周面には、ねじ溝１ａに対向するねじ溝２ａが形成されている。また、ボールナット２には、ほぼコ字状のリターンチューブ７がクランプ部材（図示せず。）によって着脱可能に装着されている。このリターンチューブ７内と両ねじ溝１ａ，２ａ間とからなる１回路毎に、複数個のボール３が介挿されている。ボールナット２の軸方向両端面には、リップシール４が２枚重ね合わされ、小ねじ８によって装着されている。グリースＧは、２回路の中間に位置するようにしたグリースニップル６からボールナット２内に一定量（前記の理由から、ボールナット２の空間容積の１／３〜１／２）封入され、左右の回路へ均等に振分けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an axial cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention. The illustrated example is a return tube type ball screw having a total effective winding number (effective winding number in one circuit × number of circuits) of 1.5 × 2 turns, but is not limited thereto.
A
なお、
（１）リップシール４をボールナット２の端面に装着するようにした理由は、従来のボールナットと互換性があるようにするためである。すなわち、ボールナット２の軸方向両端部の凹部５は従来のラビリンスシール（ラビリンスタイプのプラスチックシール）を嵌着するためのものであるが、この実施の形態の場合、前記のチャネリング（段落０００５参照。）によって押出されたグリースＧの溜り部になる。但し、端面に装着することに限定されるものではなく、凹部５の軸方向外側にリップシール４が嵌合する凹部（図示せず。）を設け、リップシール４をボールナット２に内蔵するようにしてもよい。
（２）符号１ｂ，１ｃ，９及び１０は、それぞれ、ねじ外径部（ランド部）、ねじ溝肩部、ねじ軸１の軸線、及び２枚のリップシール間に介挿される金属ワッシャを示す。
In addition,
(1) The reason why the
(2)
リップシール４について説明する。
図２乃至図４は、それぞれ、リップシール４の正面図、図２のリップシール４を３−３線で切断して矢印方向から見た軸方向断面図、及び図2の背面図である。また、図５は、図３のリップシール４内周側の拡大図である。
リップシール４は、耐摩耗性及び可撓性を有するゴム（例えば、高飽和ニトリルゴム）製のシール本体４ａと、鋼製の芯金４ｂとからなる。シール本体４ａの内周側は、円弧部４ｃと、この円弧部４ｃに接し且つねじ軸１に軸直角の直線部４ｄと、円弧部４ｃに接する傾斜部４ｅとから形成されている。円弧部４ｃ頂点の内周形状、すなわち、リップシール４の内周形状は、ねじ軸１の外周面（ねじ溝１ａ及びねじ外径部１ｂ）に摺接するように、ねじ軸１の軸直角断面形状に倣い且つそれより小径に形成されている。具体的には、ねじ溝１ａに摺接するほぼ円弧部４ｆとねじ外径部１ｂに摺接する円弧部４ｇとからなる。
また、芯金４ｂには、長孔４ｈが３等配に貫設されている。このため、２枚のリップシール４を重ね合わせてボールナット２の端面に装着する際、小ねじ８に対する長孔４ｈの位置を調整することにより、各リップシール４の位置を正確に調整することができる。
The
2 to 4 are a front view of the
The
Moreover, the
なお、
（１）円弧部４ａは、ねじ溝１ａの各位置に当接するときの干渉の程度を考慮して、その大きさが設定されている。また、リップシール４は、内周形状のしめ代ろが所定の値になるように、金型を用いて製作される。
（２）リップシール４は、ゴム弾性とプラスチックの特長である高機能性及び良成形加工性を兼ね備えたポリエステルエラストマー又はポリビニルクロライドから一体成型してもよい。
In addition,
(1) The magnitude | size of the
(2) The
そして、リップシール４は、図１及び図６に示すように、傾斜部４ｅ同士が対向するように、２枚重ね合わせてボールナット２の端面に装着される。このとき、リップシール４の内周形状とねじ軸１の軸直角断面形状の位相が一致するように、各リップシール４の位置が調整される。なお、従来のリップシールより位相を一致させやすいことは言うまでもない。
このような配列にすることにより、
（１）シール本体４ａの直線部４ｄは横方向の外力に対して撓みにくいから、ボールナット２側のリップシール４はボールナット２からグリースＧを漏出させにくい。また、他方のリップシール４も外部からの異物を侵入させにくい。
（２）傾斜部４ｅ同士が形成する空間１５に、グリースＧを貯留することができる。このグリースＧによって、円弧部４ｃと摺接するねじ軸１の外周面との間にグリース膜厚（図示せず。）が形成されるから、シール寿命が向上する。
As shown in FIGS. 1 and 6, two
By making such an array,
(1) Since the
(2) The grease G can be stored in the
図２及び図４に戻って、ほぼ円弧部４ｆと円弧部４ｇとの境界は角張っている。また、図１及び図６に示すように、ねじ溝肩部１ｃも角張っている（実際のねじ溝肩部には面取りが施されているが、角張っている）。そうすると、ボールねじ運転時、ねじ軸１は左右に回転し、且つ、リップシール４はボールナット２と共に往復動するのみで回転しないから、ほぼ円弧部４ｆと円弧部４ｇとの境界は鋭利なねじ溝肩部１ｃによって常に削られる。このため、リップシール４の内周形状が傷んでシール寿命が短くなる。
そこで、図７に示すように、ねじ溝肩部１ｃの角を丸めるようにすれば、リップシール４の内周形状の傷みが緩和されるから、シール寿命が向上する。
なお、ねじ溝肩部１ｃの角は、例えば、次のような方法で丸められる。
（１）図７に示すものと相補う形状に成形した砥石を用いて、ねじ溝１ａと同時研削する。又は、
（２）サンドペーパー又はＰＢ砥石等を用いる。
2 and 4, the boundary between the arc portion 4f and the arc portion 4g is almost square. Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.6, the thread
Therefore, as shown in FIG. 7, if the corners of the
In addition, the corner | angular part of the thread
(1) Simultaneous grinding with the
(2) Use sandpaper or PB grindstone.
図８は、本発明の第２の実施の形態を示す軸方向断面図である。なお、この第２の実施の形態は上記の第１の実施の形態の変形態様であるため、第１の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図１に示した第１の実施の形態は、従来のものより防塵及びグリース保持性能に優れている。しかし、凹部５に溜まったグリースＧは、ねじ軸１の回転により飛散してボールナット２の内周面及びこの内周面近傍の芯金４ｂに付着する。このため、ボール３とボール転走面（両ねじ溝１ａ，２ａ）との間が前記の潤滑油不足（段落０００５参照。）になり、しかも、連続運転を行うとグリースＧが劣化してグリース膜厚が枯渇、すなわち、焼付く虞がある。
そこで、第２の実施の形態では、ねじ溝１ａに遊嵌する突条１１ａが形成されたラビリンスシール１１（従来のラビリンスシール）を凹部５内に嵌着するようにしている。
このようにすると、図１２に示したものと同様に、ラビリンスシール１１とねじ軸１の外周面（ねじ溝１ａ及びねじ外径部１ｂ）との間のすきま１２にグリースＧが貯留される。そして、このグリースＧがねじ溝１ａを介してボール３に転写されるから、潤滑油不足が緩和される。
FIG. 8 is an axial sectional view showing a second embodiment of the present invention. Since the second embodiment is a modification of the first embodiment, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. To do.
The first embodiment shown in FIG. 1 is superior in dust resistance and grease retention performance than the conventional one. However, the grease G collected in the
Therefore, in the second embodiment, a labyrinth seal 11 (conventional labyrinth seal) in which a
In this manner, the grease G is stored in the
また、ラビリンスシール１１は、図９に示すように、突条１１ａの切通し端部の一方を肉取りして、ねじ軸１の軸線９に対してねじ溝１ａのリード角（図示せず。）方向に角度θ（θ≧リード角）だけ傾斜した切欠面１１ｂを設けたものが好ましい。
この切欠面１１ｂを設けたラビリンスシール１１を、切欠面１１ｂ側がボールナット２のねじ溝２ａの切通し端部側に位置するように嵌着することにより、図１０に示すように、切欠面１１ｂがストッパになってねじ溝１ａと相補う形状のグリースＧの帯体１３が形成される。
そして、この帯体１３のグリースＧとすきま１２に貯留されたグリースＧが、ねじ溝１ａを介してボール３に転写されるから、潤滑油不足がさらに緩和される。
Further, as shown in FIG. 9, the
By fitting the
Since the grease G of the
上記のラビリンスシール１１の替わりに、公知の接触型フェルトシール（例えば、前記の非特許文献のＡ−４１頁参照。）を用いてもよい。このようにすると、フェルトシールの空隙に保持されたグリースＧがねじ溝１ａを介してボール３に転写されるから、潤滑油不足が緩和される。
また、予め、グリースＧの基油をフェルトシールに含浸させておけば、この基油がねじ溝１ａを介してボール３に転写されるから、潤滑油不足がさらに緩和される。
なお、接触型フェルトシールは、ねじ軸１の外周面（ねじ溝１ａ及びねじ外径部１ｂ）に軽接触（しめ代ろがほぼ０ｍｍの状態）するように形成される。このようにする理由は、フェルトシールの摺動抵抗が大きいと、４枚のリップシール４の摺動抵抗と相俟って、ねじ軸１の発熱が大きくなるからである。
Instead of the
If the felt seal is impregnated with the base oil of grease G in advance, the base oil is transferred to the
The contact-type felt seal is formed so as to make a light contact (with a margin of interference of approximately 0 mm) on the outer peripheral surface (screw
前記の第１及び第２の実施の形態において、隣合うボール３同士の間に公知のスペーサ１４を介在させることが好ましい（例えば、前記の非特許文献のＡ−１３頁参照。）。
このようにすると、図１１に示すように、スペーサ１４に設けた軸方向貫通孔１４ａがグリースＧの溜り部となり、この溜り部１４ａのグリースＧが常にボール３に転写されるから、潤滑油不足が緩和される。
In the first and second embodiments, a known
In this case, as shown in FIG. 11, the axial through
次に、ボール３として、通常、前記の玉軸受用鋼球が用いられている。しかし、鋼球３と両ねじ溝１ａ，２ａが金属接触すると、凝着摩耗によりグリースＧが汚れて劣化するという問題がある。
そこで、鋼球の替わりに、軸受鋼（ＳＵＪ２）と同等以上の転がり疲れ寿命と耐荷重性を有する窒化けい素製セラミックスボール（以下、「セラミックスボール」という。）を用いると、凝着摩耗しにくいからグリースＧが汚れず劣化しない。このため、グリースＧの寿命が延びるから、潤滑油不足の状態において、鋼球を用いたときよりボールねじの寿命が長くなる。また、グリース寿命が延びるから、ボールナット２内へのグリースＧの封入量を少なくでき、グリースＧがボールナット２の端部から漏出する虞がない。
なお、ボールねじを揺動運転すると、隣合うボール３同士が押合い（図示せず。）、ボールねじの動摩擦トルクが変動し且つ増大する。ボール３がセラミックスボールの場合、押合いによりセラミックスボール３に脆性破壊型摩耗が生じる。そこで、隣合うボール３同士の間に前記のスペーサ４を介在させることにより、脆性破壊型摩耗が生じないようにすることができる。
Next, as the
Therefore, instead of steel balls, if a silicon nitride ceramic ball (hereinafter referred to as “ceramic ball”) having a rolling fatigue life and load resistance equal to or greater than that of bearing steel (SUJ2) is used, adhesion wear occurs. Because it is difficult, grease G does not get dirty and does not deteriorate. For this reason, since the life of the grease G is extended, the life of the ball screw is longer than when a steel ball is used in a state where the lubricating oil is insufficient. Further, since the grease life is extended, the amount of grease G enclosed in the
When the ball screw is swung, the
１ ねじ軸
１ａ ねじ溝
１ｂ ねじ外径部（ランド部）
１ｃ ねじ溝肩部
２ ボールナット
３ ボール
４ リップシール
４ｃ 円弧部
４ｄ 直線部
４ｅ 傾斜部
１１ ラビリンスシール
１１ａ 突条
１１ｂ 切欠面
１４ スペーサ
Ｇ グリース
1
1c
Claims (8)
前記リップシール内周側の軸方向断面形状を、前記ねじ軸の外周面に当接する円弧部と、該円弧部に接し且つ前記ねじ軸に軸直角の直線部と、前記円弧部に接する傾斜部とから形成するとともに、
該傾斜部同士が対向するように、前記リップシールを２枚重ね合わせたことを特徴とする、
グリース潤滑ボールねじ。 In a grease-lubricated ball screw in which lip seals having an inner peripheral shape formed so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface of the screw shaft are mounted on both ends of the ball nut in the axial direction, following the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the screw shaft.
The axial cross-sectional shape on the inner peripheral side of the lip seal has an arc portion that abuts on the outer peripheral surface of the screw shaft, a linear portion that is in contact with the arc portion and is perpendicular to the screw shaft, and an inclined portion that is in contact with the arc portion And formed from
Two of the lip seals are overlapped so that the inclined portions face each other,
Grease lubricated ball screw.
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