JP2004353747A

JP2004353747A - 摺動装置

Info

Publication number: JP2004353747A
Application number: JP2003151368A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yamazaki; 充山崎; Toyoji Kazama; 豊司風間
Original assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Current assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: JP4413530B2

Abstract

【課題】転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害を簡易な構成により除去し、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置を提供するものである。
【解決手段】軸１に対して摺動体２が摺動するように設けられ、該軸１と該摺動体２との間には負荷路３が設けられ、この負荷路３には複数の転動体４が配設され、この転動体４が該負荷路３を転動移動するように構成された摺動装置であって、転動体４には凸部５若しくは凹部が設けられ、一方、負荷路３には該転動体４の凸部５若しくは凹部と係合する凹部６若しくは凸部が設けられ、前記転動体４は前記負荷路３に該負荷路３と凹凸係合状態で配設されているものである。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般的な摺動装置として、図１に図示したように、基体２９上に設けた軸２１に、基部２２ｂの左右に袖部２２ｃを有する断面視略逆凹状の摺動体２２が被嵌され、該摺動体２２は軸２１に対して往復摺動するように設けられ、軸２１と摺動体２２の間には、軸２１に設けられる第一負荷溝２１ａと、該第一負荷溝２１ａと対向し摺動体２２の左右の袖部２２ｃの内面に夫々設けられる第二負荷溝２２ａとから成る負荷路２３が設けられ、該負荷路２３には複数の転動体２４が所定間隔を保持した状態で配設され、前記摺動体２２の摺動移動と共に、転動体２４が転動移動するように構成されているものがある。尚、図中符号２６は軸２１に設けられた第一負荷部構成材、２７は摺動体２２に設けられた第二負荷部構成材である。
【０００３】
ところで、摺動体２２は、前記の通り、転動体２４の転動移動を伴いながら軸２１に対して摺動移動するが、転動移動の際、転動体２４同志が衝突すると摺動体２２の良好な摺動移動が阻害されたり、騒音の原因となってしまうため、従来の摺動装置には、図１〜図３に図示したように、前記負荷路２３に板体に転動体配設窓２５ａを形成した転動体保持器２５を配設し、この転動体保持器２５の転動体配設窓２５ａに転動体２４を配設することで、転動体２４同志の間隔を保持し、該転動体２４同志の衝突を防止する構成となっている。
【０００４】
一方、従来の摺動装置においては、摺動体２２の往復摺動に伴い軸２１及び摺動体２２と転動体保持器２５との相対位置が徐々にズレてしまう現象、所謂ミクロスリップ現象が生じることが知られている。
【０００５】
このミクロスリップ現象による転動体保持器２５のズレ動は、該転動体保持器２５と転動体２４とに摩擦を生じ、この摩擦により摺動体２の良好な摺動移動が阻害されたり、騒音の原因となってしまったり、更に、ズレ動が大きくなると、転動体保持器２５が破壊され、使用機器に重大な損傷を及ぼすこともある。
【０００６】
そこで、上述のミクロスリップ現象を防止するために、例えば、特開平１１−３１５８３２号のように転動体保持器２５にピニオン歯を設け、負荷路２３にラック歯を設けて両者を噛合させることで転動体保持器２５のズレを防止するように構成したものもあるが、構造が複雑で且つ耐久性に劣り、メンテナンス性が悪くコスト高となることは避けられない。
【０００７】
本発明は、上述のような現状に鑑み、転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害を簡易な構成により除去し、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００９】
軸１に対して摺動体２が摺動するように設けられ、該軸１と該摺動体２との間には負荷路３が設けられ、この負荷路３には複数の転動体４が配設され、この転動体４が該負荷路３を転動移動するように構成された摺動装置であって、転動体４には凸部５若しくは凹部が設けられ、一方、負荷路３には該転動体４の凸部５若しくは凹部と係合する凹部６若しくは凸部が設けられ、前記転動体４は前記負荷路３に該負荷路３と凹凸係合状態で配設されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１０】
また、請求項１記載の摺動装置において、前記転動体４は前記凹凸係合状態を保持したまま前記負荷路３を転動移動するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１１】
また、請求項１，２のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体４の周面には凸部５若しくは凹部が複数所定間隔で設けられ、負荷路３には前記転動体４の凸部５若しくは凹部の間隔と同間隔で凹部６若しくは凸部が複数設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１２】
また、請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体４には凸部５が設けられ、負荷路３には凹部６が設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１３】
また、請求項４記載の摺動装置において、所定位置に配される転動体４のみに凸部５が設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１４】
また、請求項５記載の摺動装置において、最端位置に配設された二つの転動体４にのみ凸部５が設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１５】
また、請求項４〜６のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体４として円柱体が採用され、この円柱体は隣接する円柱体と軸芯線Ｌが交叉する状態で配設され、また、凸部５は該円柱体の胴部４ａに設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１６】
また、請求項１〜７のいずれか１項に記載の摺動装置において、負荷路３は、軸１に設けられる第一負荷溝１ａと、摺動体２に設けられる第二負荷溝２ａとで構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１７】
また、請求項８記載の摺動装置において、第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａを夫々断面視横Ｖ字状に形成し、この断面視横Ｖ字状の第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａに転動体４が配設されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１８】
また、請求項１〜９のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体４間には、該転動体４同志の間隔を保持するスペーサ７が設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１９】
また、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体４として採用された円柱体の胴部４ａと第一負荷溝１ａ若しくは第二負荷溝２ａとの当接長Ｎが円柱体全高Ｍの７０％以上となるように設定されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００２０】
また、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体４として採用された円柱体の胴部４ａに第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａから作用する力Ｆが、円柱体の軸芯線Ｌに対して略対称となるように設定されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００２１】
【発明の作用及び効果】
摺動体２を軸１に対して摺動移動させる際、転動体４は、該転動体４に設けられた凸部５若しくは凹部と負荷路３に設けられた凹部６若しくは凸部との凹凸係合により、該負荷路４に対して位置決めされるため、転動体４同志の衝突が生じないことは勿論、転動体保持器がないため、上述の転動体保持器が存するために生じる欠点は当然生じない。
【００２２】
即ち、転動体保持器を設けずに前記転動体４同志の衝突を阻止できる構成であるから、従来生じていた転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害は完全に除去されることになり、従って、本発明は、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図４〜１１は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２４】
本実施例は、軸１に対して摺動体２が往復摺動するように設けられ、該軸１と該摺動体２との間には負荷路３が設けられ、この負荷路３には複数の転動体４が配設され、この転動体４が該負荷路３を転動移動するように構成された直線有限摺動装置であって、転動体４には凸部５が設けられ、一方、負荷路３には該転動体４の凸部５と係合する凹部６が設けられ、この転動体４は前記負荷路３に該負荷路３と凹凸係合状態で配設され、更に、前記転動体４は前記凹凸係合状態を保持したまま前記負荷路３を転動移動するように構成されているものである。
【００２５】
各部を具体的に説明する。
【００２６】
軸１は、基体９の上部に設けられ、この軸１には、基部２ｂの左右に袖部２ｃ・２ｄを有する断面視略逆凹形状の摺動体２が被嵌されている。
【００２７】
軸１の側部には第一負荷溝１ａが形成された第一負荷部構成材１０が、摺動体２の左右の袖部２ｃ・２ｄ内面には、前記第一負荷溝１ａと対向する第二負荷溝２ａが形成された第二負荷部構成材１１が設けられている。
【００２８】
本実施例は、前記第一負荷部構成材１０と軸１、第二負荷部構成材１１と摺動体２とを夫々別体とした構成であるが、これらを一体とした構成としても良い。
【００２９】
この第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａにより負荷路３が形成されている。
【００３０】
第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａは夫々断面視略横Ｖ字状に設定され、この対向する第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａにより、負荷路３は、断面視略正菱形状に設定されている。
【００３１】
この負荷路３には、転動体４としての多数の円柱体が配設され、これらの円柱体は、隣接する円柱体の軸芯線Ｌが直角に交叉する状態で配設されている。
【００３２】
また、この夫々の円柱体の胴部４ａには所定間隔、この場合、等間隔で凸部５としての突起が形成されている。
【００３３】
負荷路３には、前記転動体４に設けた凸部５と係合する凹部６としての孔が形成されている。この孔は前記負荷路３にして前記転動体４に設けた凸部５（突起）と同間隔で設けられている。尚、この孔と前記突起とは、いずれかの突起がいずれかの孔に嵌入されるように設計されている。
【００３４】
従って、本実施例は、転動体４の凸部５と負荷路３の凹部６とが凹凸係合することで、転動体４を負荷路３の所定位置に位置決めし、転動体４同志の衝突を阻止しつつ前記摺動体２を良好に摺動移動させることができる構成である。
【００３５】
以上、本実施例は、摺動機構として公知のクロスローラ機構を採用し、このクロスローラに凸部５を設け、このクロスローラの転動面である負荷路３に前記凸部５が嵌入係合する凹部６を設けたものである。
【００３６】
尚、円弧状の負荷溝にボールを転動体として配設した構成等、他の摺動機構を採用しても良い。
【００３７】
従来の摺動装置は、負荷路に転動体をできるだけ抵抗なくスムーズに接触させるため、負荷路を如何に平滑な面にするかという観点に基づき設計されているのに対し、本実施例は、負荷路３と転動体４とに、あえて抵抗となる凸部５及び凹部６を形成し、転動体保持器が存することで生じる弊害を取り除くというこれまでにない観点から設計されている。
【００３８】
また、本実施例においては、前記負荷路３に配設する転動体４全部に前記凸部５を形成し、負荷路３の凹部６と夫々凹凸係合して位置決めされるように構成しているが、所定数の転動体４にのみ前記凸部５を形成し、凸部５を形成しない転動体４同志を凸部５が形成された転動体４も含めてスペーサ７により所定間隔を保持する構成としても良い。
【００３９】
具体的には、最端位置に配設された二つの転動体４にのみ凸部５を設け、この二つの転動体４が移動する範囲のみに凹部６を設けた構成とする。
【００４０】
この場合には、加工が一層容易となり、凹部６を形成することによる負荷路３の定格荷重の低下を可及的に阻止することができ、コスト安にして耐久性に秀れたものとなる。また、転動体４同志の間隔を、凸部５が形成された転動体４を配設する場合に比べ、凸部５がない分だけ密に詰めることができ、より多くの転動体４を配設できることになる。
【００４１】
また、負荷路３に設けた凹部６と同幅の溝（凹部６より浅い深さの溝）を該凹部６同志を繋ぐように形成しても良く、この場合には、不連続に存在する凹部６により不均一だった負荷路３から転動体４へ作用する力を均一化して、転動体４の更なる長寿命化を達成できる。
【００４２】
更に、本実施例においては、従来の転動体保持器で転動体を保持する構成において必要であった該転動体保持器の抜けを防止するための摺動体端部のタップ加工が不要となり、この点においても加工が極めて容易でコスト安な構成となる。
【００４３】
従って、転動体保持器と負荷路とにラック＆ピニオンのような噛合機構を組み込むことでこの転動体保持器のミクロスリップを防止する構成と比べ、極めて構造が簡易でコスト安となる。
【００４４】
尚、本実施例においては、転動体４に凸部５を、負荷路３に凹部６を設け、これらを凹凸係合させるように構成しているが、勿論逆に設けた構成としても良い。
【００４５】
また、本実施例は、従来の転動体保持器を有する構成に比し、該転動体保持器がない分だけ軸と摺動体とのクリアランスＣを小さく設定することができ（図３及び図９参照）、即ち、負荷路３をより隙間のない正菱形状に近づけることができ、よって、転動体４としての円柱体をこの正菱形状に嵌合させるようにして配設することができるから、前記円柱体の全高に対する胴部４ａと負荷路３との当接長（接線長）Ｎを可及的に大きくすることが可能となる。
【００４６】
具体的には、転動体保持器がある場合に比し、負荷路３への当接長を約四割程度長くすることができると共に（転動体保持器があると、上述のようにクリアランスＣが大きくなり、当接長を長くできない。）、更に、対向する負荷路３への当接部分を左右対称（円柱体の軸芯線Ｌに対して略線対称）にできることになる。
【００４７】
従って、円柱体がそれだけ円滑に転動でき、更に、対向する負荷路３から円柱体に作用する力Ｆが左右対称となるから、この円柱体の転動が捩れなく円滑となり、転動体４の長寿命化を達成できる。
【００４８】
特に、本実施例のように、円柱体の胴部４ａ全長の７０％以上が負荷路３と当接するようにし、且つ、円柱体に作用する力が対称となると、円柱体に作用する力Ｆが良好に分散され、且つ、該円柱体を捩れなく転動させることができ、該円柱体は長期間良好に転動移動できることになる。
【００４９】
また、本実施例を搬送する際には、負荷路３の端部に軸１及び摺動体２の分離を阻止するストッパー１２を設けると良い。具体的には、図１０及び図１１に図示したように、第一負荷部構成材１０及び第二負荷部構成材１１の端面と密着する基板１２ａと、該基板１２ａに立設され、正菱形状の負荷路３に嵌入される平面視略正菱形状に配設された複数（具体的には４枚）の（エラスチックな）板体１２ｂとから成り、この板体１２ｂの先端部には前記負荷路３に設けられた凹部６と係合する凸部１２ｃが設けられたもので、この板体１２ｂを前記負荷路３に嵌入すると共に（負荷路３の両側から、若しくは片側のみ）、前記凸部１２ｃを負荷路３の凹部６に係合することで、極めて容易且つ確実に軸１及び摺動体２の分離を阻止でき、よって、簡易に搬送できることになる。尚、この基板１２ａは、摺動装置を取り付ける際に障害とならないよう軸１及び摺動体２の端面より外方（周方向の外方）に突出しない形状に設定するのが好ましい。
【００５０】
本実施例は上述のように構成したから、摺動体２を軸１に対して摺動移動させる際、転動体４は、該転動体４に設けられた凸部５若しくは凹部と負荷路３に設けられた凹部６若しくは凸部との凹凸係合により、該負荷路４に対して位置決めされるため、転動体４同志の衝突が生じないことは勿論、転動体保持器がないため、上述の転動体保持器が存するために生じる欠点は当然生じない。
【００５１】
即ち、転動体保持器を設けずに前記転動体４同志の衝突を阻止できる構成であるから、従来生じていた転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害は完全に除去されることになり、高速運動若しくは高加減速運動に対応できると共に、静音化も達成できることになる。
【００５２】
従って、本実施例は、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置となる。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の説明断面図である。
【図２】従来例の一部を切り欠いた説明斜視図である。
【図３】従来例の負荷路の拡大説明断面図である。
【図４】本実施例の説明斜視図である。
【図５】本実施例の説明断面図である。
【図６】本実施例の一部を切り欠いた説明斜視図である。
【図７】本実施例の負荷路の説明平面図である。
【図８】本実施例の説明斜視図である。
【図９】本実施例の負荷路の拡大説明断面図である。
【図１０】本実施例のストッパーの説明平面図である。
【図１１】本実施例のストッパーの説明側面図である。
【符号の説明】
１軸
１ａ第一負荷溝
２摺動体
２ａ第二負荷溝
３負荷路
４転動体
４ａ胴部
５凸部
６凹部
７スペーサ
Ｆ力
Ｌ軸芯線
Ｍ全高
Ｎ当接長

Claims

軸に対して摺動体が摺動するように設けられ、該軸と該摺動体との間には負荷路が設けられ、この負荷路には複数の転動体が配設され、この転動体が該負荷路を転動移動するように構成された摺動装置であって、転動体には凸部若しくは凹部が設けられ、一方、負荷路には該転動体の凸部若しくは凹部と係合する凹部若しくは凸部が設けられ、前記転動体は前記負荷路に該負荷路と凹凸係合状態で配設されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１記載の摺動装置において、前記転動体は前記凹凸係合状態を保持したまま前記負荷路を転動移動するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１，２のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体の周面には凸部若しくは凹部が複数所定間隔で設けられ、負荷路には前記転動体の凸部若しくは凹部の間隔と同間隔で凹部若しくは凸部が複数設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体には凸部が設けられ、負荷路には凹部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項４記載の摺動装置において、所定位置に配される転動体のみに凸部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項５記載の摺動装置において、最端位置に配設された二つの転動体のみに凸部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項４〜６のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体として円柱体が採用され、この円柱体は隣接する円柱体と軸芯線が交叉する状態で配設され、また、凸部は該円柱体の胴部に設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の摺動装置において、負荷路は、軸に設けられる第一負荷溝と、摺動体に設けられる第二負荷溝とで構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項８記載の摺動装置において、第一負荷溝及び第二負荷溝を夫々断面視横Ｖ字状に形成し、この断面視横Ｖ字状の第一負荷溝及び第二負荷溝に転動体が配設されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜９のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体間には、該転動体同志の間隔を保持するスペーサが設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体として採用された円柱体の胴部と第一負荷溝若しくは第二負荷溝との当接長が円柱体全高の７０％以上となるように設定されていることを特徴とする摺動装置。
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の摺動装置において、転動体として採用された円柱体の胴部に第一負荷溝及び第二負荷溝から作用する力が、円柱体の軸芯線に対して略対称となるように設定されていることを特徴とする摺動装置。