JP2005147353A - 直動案内装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 組立・分解作業が容易で、その作動時における振動や騒音を小さくすることができるローラガイドを提供する。
【解決手段】 軸方向に延びる転動体案内面14を有する案内レール12と、案内レール12の転動体案内面14に対向する負荷転動体案内面18を有し且つ負荷転動体案内面18および転動体案内面14の間に形成される転動体軌道路26の一端と他端とをつなぐ転動体戻し路20を有するとともに、軸方向に相対移動可能に案内レール12に取り付けられたスライダ16と、転動体軌道路26および転動体戻し路20からなる無限循環路28内を転動する複数のローラ46と、無限循環路28内の並び方向で連続するローラ46を2個以上の所定の個数ごとに連結して予備転動体列62、64、66に分ける複数の連結体52、54、56と、を備えたローラガイド10において、無限循環路28内で隣接する連結体の間に、少なくとも一個のローラ46を介装した。
【選択図】 図2
【解決手段】 軸方向に延びる転動体案内面14を有する案内レール12と、案内レール12の転動体案内面14に対向する負荷転動体案内面18を有し且つ負荷転動体案内面18および転動体案内面14の間に形成される転動体軌道路26の一端と他端とをつなぐ転動体戻し路20を有するとともに、軸方向に相対移動可能に案内レール12に取り付けられたスライダ16と、転動体軌道路26および転動体戻し路20からなる無限循環路28内を転動する複数のローラ46と、無限循環路28内の並び方向で連続するローラ46を2個以上の所定の個数ごとに連結して予備転動体列62、64、66に分ける複数の連結体52、54、56と、を備えたローラガイド10において、無限循環路28内で隣接する連結体の間に、少なくとも一個のローラ46を介装した。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ローラガイドやボールねじ等の直動案内装置に係り、特に、転動体同士を転動自在に連結する連結体を備えた直動案内装置に関する。
直動案内装置は、複数の転動体が無限循環路内を転動することによって、可動体を案内軸に対して相対移動可能としている。このような直動案内装置としては、例えばローラガイドやボールねじ等がある。
直動案内装置では、可動体(例えばスライダ、ナット)が案内軸(例えばレール、ねじ軸)に対して相対移動すると、各転動体(例えばローラ、ボール)は同一方向へ転動するため、隣接する転動体同士が相互に擦れ合う。そのため、転動体の円滑な転動が妨げられたり、転動体の摩耗が早く進行したり、騒音が増大したりするなどの問題がある。
直動案内装置では、可動体(例えばスライダ、ナット)が案内軸(例えばレール、ねじ軸)に対して相対移動すると、各転動体(例えばローラ、ボール)は同一方向へ転動するため、隣接する転動体同士が相互に擦れ合う。そのため、転動体の円滑な転動が妨げられたり、転動体の摩耗が早く進行したり、騒音が増大したりするなどの問題がある。
そこで、従来から、転動体を円滑に転動させ、転動体の早期摩耗を防止し、騒音の発生を抑制して直動案内装置を作動させる工夫がなされている。
例えば特許文献1に記載されている技術では、図13に示すように、隣接するローラ46同士の間に間座部150(保持ピース)が介装されている。そして、ローラ46および間座部150が、交互に無限循環路内に組み込まれて転動体列172を構成している。
例えば特許文献1に記載されている技術では、図13に示すように、隣接するローラ46同士の間に間座部150(保持ピース)が介装されている。そして、ローラ46および間座部150が、交互に無限循環路内に組み込まれて転動体列172を構成している。
また、例えば特許文献2に記載されている技術では、図14に示すように、二個のローラ46ごとに剛性の高い一個の連結体252(保持部材)で連結して予備転動体列262としている。そして、この予備転動体列262が無限循環路内に複数挿入されて転動体列272を構成している。なお、各予備転動体列262同士は連結されていない。
また、例えば特許文献3に記載されている技術では、図15(a)に示すように、ローラ46の円筒面に対して摺動自在に接触する間座部350がローラ46の前後に配されるとともに、間座部350同士を可撓性がある一対の連結部351によって連結した連結体352によって無限循環路内のローラ46全体を一体とした転動体列372として構成している。
実公昭52−52124号公報
特開昭50−130952号公報
特開平10−110728号公報
また、例えば特許文献3に記載されている技術では、図15(a)に示すように、ローラ46の円筒面に対して摺動自在に接触する間座部350がローラ46の前後に配されるとともに、間座部350同士を可撓性がある一対の連結部351によって連結した連結体352によって無限循環路内のローラ46全体を一体とした転動体列372として構成している。
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、ローラ46および間座部150が個々の部品として独立して無限循環路内に組み込まれて転動体列172を構成している。そのため、これらの部品を無限循環路内に組み込む作業や分解する作業が煩雑になる。また、例えばチェーン状に転動体列を構成する等の連結構造を備えていない。そのため、転動体(ローラ46)同士の隙間を適度に調整するには、それぞれの部品精度を高くして隙間を管理したり、組立工程において調整作業を行う等の必要があり、コストアップにつながる。
また、特許文献2に記載の技術は、複数の連結体252を無限循環路内に挿入して転動体列272としているが、隣接する連結体252同士が直接接触する構造になっている。そのため、連結体252同士の接触抵抗によって、転動体(ローラ46)の円滑な転動が妨げられて直動案内装置の作動性が低下したり、連結体252の耐久性が低下するといった問題が生じやすい。
また、特許文献3に記載の技術は、無限循環路全周にわたる長い連結体352が循環する。そして、直線部と曲線部とからなる無限循環路内で連結体352の曲げ伸ばしが繰り返し行われる。特に、転動体(ローラ46)に負荷が作用する領域では、各転動体相互の径の差や転動体案内面の形状誤差などから、転動体に対する推進力にバラツキが生じるため、各転動体に速度差が生じる。そして、この速度差は連結体352によって吸収されるため、連結体352に引張り力も作用する。そのため、これらの作用によって連結体352に破断が生じる恐れがある。また、図15(b)に示すように、複数列の無限循環路(同図では4列)を備えた直動案内装置では、各無限循環路内の転動体列372(372A、372B、372C、372D)を構成する転動体の数および転動体列の長さが、他の無限循環路内の転動体列372のそれと同じ場合、各転動体列372の連結体352の切れ目(同図に示す二点鎖線の箇所)が、各転動体列372とも揃ってしまうことによって、相互の位相が一致して、作動時の振動や騒音が大きくなる場合があるなど、いまだ解決すべき課題がある。
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、組み立てや分解作業が容易であり、可動体を案内軸に対して円滑に低騒音で走行させ得る直動案内装置を提供することを目的としている。
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、組み立てや分解作業が容易であり、可動体を案内軸に対して円滑に低騒音で走行させ得る直動案内装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に係る直動案内装置は、軸方向に延びる転動体案内面を有する案内軸と、該案内軸の転動体案内面に対向する負荷転動体案内面を有し且つ該負荷転動体案内面および前記転動体案内面の間に形成される転動体軌道路の一端と他端とをつなぐ転動体戻し路を有するとともに、前記軸方向に相対移動可能に前記案内軸に取り付けられた可動体と、前記転動体軌道路および前記転動体戻し路からなる無限循環路内を転動する複数の転動体と、前記無限循環路内で連続する前記転動体を、2個以上の所定の個数ごとに個別に連結して前記無限循環路に沿って複数の予備転動体列に分ける複数の連結体と、を備えた直動案内装置において、前記無限循環路内で隣接する前記連結体の間に、少なくとも一個の前記転動体を介装したことを特徴としている。
請求項1に係る発明によれば、転動体を所定の個数ごとに連結体で連結して複数の予備転動体列にしている。そのため、転動体を予め予備転動体列として仮(予備)組み付けしておいてから無限循環路内に組み込んで転動体列を構成することができる。したがって、転動体を無限循環路内に組み込む作業や分解する作業が容易になる。
そして、転動体列を無限循環路に沿って複数の連結体による予備転動体列に分けて循環させることができるため、各転動体に対する推進力のバラツキから各転動体に速度差が生じた場合であっても、その速度差によって生じる引張り力を各連結体に分散させることができる。そのため、例えば無限循環路全周にわたる長い連結体に比べて、本発明の連結体は、破断する可能性が低い。
そして、転動体列を無限循環路に沿って複数の連結体による予備転動体列に分けて循環させることができるため、各転動体に対する推進力のバラツキから各転動体に速度差が生じた場合であっても、その速度差によって生じる引張り力を各連結体に分散させることができる。そのため、例えば無限循環路全周にわたる長い連結体に比べて、本発明の連結体は、破断する可能性が低い。
さらに、この転動体列は、隣接する予備転動体列の間に転動体を介装して構成している。そのため、隣接する連結体同士が直接接触することがない。したがって、転動体列を円滑に循環させることができるとともに、連結体の耐久性が向上する。
また、本発明のうち請求項2に係る発明は、請求項1に記載の直動案内装置において、前記無限循環路を複数列備え、前記複数の連結体として、各連結体が連結する転動体の所定の個数および転動体間のピッチの少なくとも一方が異なる複数の種類の連結体が使用され、複数の前記無限循環路のうち少なくとも2列は、各無限循環路ごとの前記複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせが、他の無限循環路の前記複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせと異なることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項2に係る発明は、請求項1に記載の直動案内装置において、前記無限循環路を複数列備え、前記複数の連結体として、各連結体が連結する転動体の所定の個数および転動体間のピッチの少なくとも一方が異なる複数の種類の連結体が使用され、複数の前記無限循環路のうち少なくとも2列は、各無限循環路ごとの前記複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせが、他の無限循環路の前記複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせと異なることを特徴としている。
請求項2に係る発明によれば、複数列の無限循環路を備えた直動案内装置において、各無限循環路内の転動体列を構成する転動体の数および転動体列の長さが、他の無限循環路内の転動体列のそれと同じ場合であっても、複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせを異ならせているため、各転動体列の連結体の切れ目が揃ってしまうことがほとんどない。すなわち、相互の無限循環路の位相が一致することがほとんどない。したがって、直動案内装置を作動させた際の振動を抑制し、騒音を小さくすることができる。
ここで、「複数の種類の連結体」とは、連結体の並び方向での組み合わせを異ならせることが「実質的」に可能な構成からなる連結体を含む意味である。すなわち、例えば連結体が連結する転動体間の一端側からのピッチをL1、L2としてピッチをそれぞれ異ならせて形成する。この連結体によれば、他端側からのピッチは、L2、L1となるから、この連結体を無限循環路内に挿入する方向によって実質的に複数の種類の連結体として取り扱うことが可能である。
また、本発明のうち請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の直動案内装置において、前記連結体の少なくとも一方の端部に、前記隣接する連結体との間に介装した転動体の前記無限循環路の幅方向への移動を規制する支承部、または当該転動体の外周面に対向して接触する凹曲面の少なくとも一方を設けたことを特徴としている。
請求項3に係る発明によれば、隣接する予備転動体列同士の間に挟まれた転動体は、支承部、または凹曲面の少なくとも一方によって動きが規制されるため、例えば転動体がローラであれば、その振れが抑制されるため、転動体列全体が無限循環路内をより正確かつ円滑に移動可能となる。
請求項3に係る発明によれば、隣接する予備転動体列同士の間に挟まれた転動体は、支承部、または凹曲面の少なくとも一方によって動きが規制されるため、例えば転動体がローラであれば、その振れが抑制されるため、転動体列全体が無限循環路内をより正確かつ円滑に移動可能となる。
本発明に係る直動案内装置によれば、転動体を円滑に転動させ、騒音の発生を抑制して直動案内装置を作動させることができる。
以下、本発明に係る直動案内装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、ローラガイドに本発明を適用した例であり、図1は、そのローラガイドの一部を破断して示す説明図、また、図2は、図1のローラガイドのA−A線部分における断面図である。
図1および図2に示すように、本発明のローラガイド10は、案内軸としての案内レール12と、案内レール12に対して相対移動可能な可動体としてのスライダ16とを備えている。
図1および図2に示すように、本発明のローラガイド10は、案内軸としての案内レール12と、案内レール12に対して相対移動可能な可動体としてのスライダ16とを備えている。
案内レール12には、その外面に軸方向に延びる転動体案内面14が形成されている。本実施形態では、案内レール12の両側面にそれぞれ2条づつ計4条の転動体案内面14が形成されている。スライダ16は、スライダ本体17と、スライダ本体17の軸方向両端それぞれに装着された一対のエンドキャップ22とから構成されている。スライダ本体17およびエンドキャップ22の軸方向に連続した形状は、ともに略コ字形の断面形状である。スライダ本体17の内側には、案内レール12の各転動体案内面14にそれぞれ対向する負荷転動体案内面18が計4条形成されている。これら転動体案内面14および負荷転動体案内面18の間に挟まれた空間が転動体軌道路26をなしている。また、エンドキャップ22には、負荷転動体案内面18の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路24が、その内部に形成されている。そして、スライダ本体17には、一対の方向転換路24に連通するローラ戻し通路23が内部に形成されている。
このローラ戻し通路23および一対の方向転換路24によって転動体戻し路20が構成され、この転動体戻し路20および転動体軌道路26によって環状に連続する無限循環路28が計4本(4列)構成される。そして、この無限循環路28内に配設された転動体としての円筒状の複数のローラ46と、複数の連結体52、54、56と、によって転動体列72が構成されている。
次に、転動体列72が組み込まれる無限循環路28について、より詳細に説明する。
図1および図3に示すように、スライダ本体17の内側面は、負荷転動体案内面18となる部分を除いて、合成樹脂製の案内部材40によって覆われている。なお、案内部材40と、案内部材40に対向する案内レール12の表面との間には、僅かな隙間が形成されている。
図1および図3に示すように、スライダ本体17の内側面は、負荷転動体案内面18となる部分を除いて、合成樹脂製の案内部材40によって覆われている。なお、案内部材40と、案内部材40に対向する案内レール12の表面との間には、僅かな隙間が形成されている。
スライダ本体17の略コ字形の内側には、負荷転動体案内面18と案内部材40とによって、転動体列72が挿入される溝が構成されている。詳しくは、案内部材40によって、案内壁36bが形成されることで溝をなしている。案内壁36b同士の間隔は、ローラ46の円筒部長さよりも僅かに大きい。そして、案内壁36bには、各連結体52、54、56の連結部51を係合させる案内溝38bが長手方向に連続して形成されている。案内溝38bの溝幅Gは、後に詳述する各連結体52、54、56の連結部51を案内溝38b内に係合させつつ案内可能なように、連結部51の厚さUより僅かに広く形成されている。
また、図1、図2および図4に示すように、略コ字形をしたスライダ本体17袖部の肉厚部には、それぞれの負荷転動体案内面18に所定の間隔を隔ててほぼ平行に延びるローラ戻し通路23が形成されている。このローラ戻し通路23は、円形断面が長手方向に連続する貫通孔32と、この貫通孔32内に挿入された合成樹脂製の循環チューブ30とから構成されている。循環チューブ30の内部空間の長手方向に連続する断面形状は、内部を転動体列72が通過可能なように、転動体列72の円筒長手方向での投影形状に対応した略矩形をもって形成されている。そのため、循環チューブ30内の空間を転動体列72が円滑に移動することができる。
そして、循環チューブ30内を移動するローラ46の両端面のそれぞれと対向する壁は、案内壁36aとなっている。図4に示すように、この案内壁36aには、案内溝38aが長手方向に連続して形成されている。案内溝38aの溝幅Jは、後に詳述する各連結体52、54、56の連結部51を案内溝38a内に係合させつつ案内可能なように、連結部51の厚さUより僅かに広く形成されている。
次に、複数の連結体52、54、56について、図5〜図7を参照して、より詳しく説明する。
連結体52は、自己潤滑性と弾性を備えた合成樹脂によって一体に成形されており、図5に示すように、複数の間座部50と、これら間座部50を所定の間隔で連結する一対の連結部51とから構成されている。なお、この連結体52は、連結するローラ46の所定の個数を4個とした例であり、間座部50を5個備えている。なお、本実施形態における複数の連結体52、54、56は、各連結体が連結するローラ46の個数のみが異なる。そのため、連結体52を例にして詳しく説明し、他の連結体(連結体54、56)の詳しい説明は省略する。
連結体52は、自己潤滑性と弾性を備えた合成樹脂によって一体に成形されており、図5に示すように、複数の間座部50と、これら間座部50を所定の間隔で連結する一対の連結部51とから構成されている。なお、この連結体52は、連結するローラ46の所定の個数を4個とした例であり、間座部50を5個備えている。なお、本実施形態における複数の連結体52、54、56は、各連結体が連結するローラ46の個数のみが異なる。そのため、連結体52を例にして詳しく説明し、他の連結体(連結体54、56)の詳しい説明は省略する。
図6に、連結体(連結体52)の一部分を拡大して説明する部分拡大説明図を示す。なお、図6(a)はその平面図、同図(b)は、その正面図、同図(c)は、その側面図である。
連結体52は、図6(a)ないし(b)に示すように、それぞれの間座部50ごとに、隣り合うローラ46を個別に接触させる一対の凹曲面58a、58bが形成されている。各凹曲面58a、58bは、ローラ46の転動面である円筒面Sに対応する湾曲面であり、無限循環路28内でのローラ46の並び方向に向けてそれぞれ形成されている。
連結体52は、図6(a)ないし(b)に示すように、それぞれの間座部50ごとに、隣り合うローラ46を個別に接触させる一対の凹曲面58a、58bが形成されている。各凹曲面58a、58bは、ローラ46の転動面である円筒面Sに対応する湾曲面であり、無限循環路28内でのローラ46の並び方向に向けてそれぞれ形成されている。
連結部51は、上述のように、自己潤滑性と弾性を備えた合成樹脂によって各間座部50と一体に成形されており、特に可撓性に優れた材料を使用してベルト状に形成されている。連結部51は一対をなしており、間座部50同士の長手方向で同じ側の端面を、各連結部51によってそれぞれつないでいる。なお、連結されている間座部50の並び方向は、連結部51の長手方向と一致している。
隣り合う間座部50同士をつないで一対をなす連結部51同士の間隔Eは、図6(a)に示すように、ローラ46の長さFよりも僅かに大きくなっている。また、図6(b)に示すように、一対の連結部51は、隣り合う間座部50同士を所定の間隔Bをもって連結している。この所定の間隔Bは、隣り合う間座部50同士の間に、それぞれの凹曲面58a、58bによってローラ46を両側から挟みつつ転動自在に介挿可能な間隔に設定されており、その寸法が管理されている。そして、連結部51の厚さUは、上述のように、案内溝38aおよび案内溝38bの各溝幅J、Gより僅かに小さい。そのため、連結体52は連結部51を案内溝38aまたは案内溝38bに係合されつつ案内される。また、方向転換路24の内部では、各連結体52、54、56の連結部51が弾性変形して円滑に移動することができるようになっている。
図7に、連結体(連結体52)の端部の形状を説明する説明図を示す。なお、同図(a)は、その長手方向一端の拡大平面図、同図(b)は、その正面図である。
連結体52は、図7に示すように、その両方の端部59に一対の連結部51の端を延長して形成された一対の支承部59a、59bをそれぞれ備えている。一端の支承部59aは、同図(b)に示すように、隣接する他の連結体(連結体52、54、56のいずれか一つ)の支承部59bと協働して、隣接する連結体同士の間でローラ46を、その軸方向両側から挟み込んで、無限循環路28の幅方向へのローラ46の移動を規制しつつ、転動自在に支承するようになっている。
連結体52は、図7に示すように、その両方の端部59に一対の連結部51の端を延長して形成された一対の支承部59a、59bをそれぞれ備えている。一端の支承部59aは、同図(b)に示すように、隣接する他の連結体(連結体52、54、56のいずれか一つ)の支承部59bと協働して、隣接する連結体同士の間でローラ46を、その軸方向両側から挟み込んで、無限循環路28の幅方向へのローラ46の移動を規制しつつ、転動自在に支承するようになっている。
連結体52は、隣り合う間座部50同士の間にローラ46を挿入することによって、所定の個数(連結体52では4個)のローラ46と間座部50とが交互に並んだ予備転動体列62として予め仮(予備)組み付けをしておくことができる。この仮(予備)組み付けは、上述のように、連結体52を弾性がある合成樹脂製によって形成しているので、作業者(ないしは自動機)が連結体52にローラ46を挿入するときは、合成樹脂製の連結体52の連結部51の弾性変形を利用して隣り合う間座部50同士の間にローラ46を押し込むだけでよく、容易に予備転動体列62の組み立て作業を行えるようになっている。また、他の連結体54、56についても連結体52と同様に予備転動体列を構成することができる。なお、連結体54は、連結するローラ46の所定の個数は3個であり間座部50を4個備えている。また、連結体56は、連結するローラ46の所定の個数は2個であり間座部50を3個備えている。
次に、無限循環路28内に挿入される転動体列72の構成をより詳しく説明する。
図8は、無限循環路28が連続する方向での転動体列72の展開図であり、同図では、転動体列72の一部のみを図示している。
同図に示すように、転動体列72は、所定の個数のローラ46を複数の連結体52、54、56によって連結して予備転動体列62、64、66に分けるとともに、隣接する連結体52、54、56(予備転動体列62、64、66)の端部59の間にローラ46を介装して構成されている。
図8は、無限循環路28が連続する方向での転動体列72の展開図であり、同図では、転動体列72の一部のみを図示している。
同図に示すように、転動体列72は、所定の個数のローラ46を複数の連結体52、54、56によって連結して予備転動体列62、64、66に分けるとともに、隣接する連結体52、54、56(予備転動体列62、64、66)の端部59の間にローラ46を介装して構成されている。
図9は、各無限循環路28が連続する方向での各転動体列の展開図であり、同図では、理解を容易にするために各転動体列一部のみを並べて図示し、相互の予備転動体列が並び方向で異なる組み合わせとしたイメージを表している。
同図に示すように、このローラガイド10では、二点鎖線で示すローラ46を基準にして、右方向へ続く予備転動体列62、64、66ないしはローラ46の並び方向での組み合わせを、各転動体列72ごとにそれぞれ異ならせて、各無限循環路28内に充填配置するのに必要な数だけ挿入して各転動体列72A、72B、72C、72Dとしている。
同図に示すように、このローラガイド10では、二点鎖線で示すローラ46を基準にして、右方向へ続く予備転動体列62、64、66ないしはローラ46の並び方向での組み合わせを、各転動体列72ごとにそれぞれ異ならせて、各無限循環路28内に充填配置するのに必要な数だけ挿入して各転動体列72A、72B、72C、72Dとしている。
具体的には、転動体列72Aは、ローラ46(基準)、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列66、ローラ46、予備転動体列62・・・、としている。
また、転動体列72Bは、ローラ46(基準)、予備転動体列62、ローラ46、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列62・・・、としている。
また、転動体列72Cは、ローラ46(基準)、予備転動体列66、ローラ46、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列66・・・、としている。
また、転動体列72Bは、ローラ46(基準)、予備転動体列62、ローラ46、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列62・・・、としている。
また、転動体列72Cは、ローラ46(基準)、予備転動体列66、ローラ46、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列66・・・、としている。
また、転動体列72Dは、ローラ46(基準)、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列64、ローラ46、予備転動体列66・・・、としている。
このように、4列ある無限循環路28内の各転動体列72を構成するそれぞれの複数の予備転動体列62、64、66の組み合わせをそれぞれ異ならせているため、ローラガイド10は、各転動体列72相互の位相が一致することがほとんどないようになっている。
このように、4列ある無限循環路28内の各転動体列72を構成するそれぞれの複数の予備転動体列62、64、66の組み合わせをそれぞれ異ならせているため、ローラガイド10は、各転動体列72相互の位相が一致することがほとんどないようになっている。
次に、本発明に係るローラガイド10の作用・効果について説明する。
以上説明した構成からなるローラガイド10は、スライダ16または案内レール12を軸方向に相対移動させると、無限循環路28内をローラ46が転動し、ローラ46とともに各連結体52、54、56も無限循環路28内を移動する。すなわち、転動体列72(予備転動体列62、64、66および隣接する転動体列同士の間に介装されたローラ46)は、ローラ軌道路26においてスライダ16とは反対方向に移動し、ローラ軌道路26の一方の端部から連続する一方の方向転換路24に入って移動方向を変え、方向転換路24からローラ戻し通路23に入ってスライダ16と同じ方向に移動し、他方の方向転換路24に入って再び移動方向を変えてローラ軌道路26へ戻るという循環を繰り返す。このようにして、転動体列72全体が無限循環路28内を循環移動することができる。
以上説明した構成からなるローラガイド10は、スライダ16または案内レール12を軸方向に相対移動させると、無限循環路28内をローラ46が転動し、ローラ46とともに各連結体52、54、56も無限循環路28内を移動する。すなわち、転動体列72(予備転動体列62、64、66および隣接する転動体列同士の間に介装されたローラ46)は、ローラ軌道路26においてスライダ16とは反対方向に移動し、ローラ軌道路26の一方の端部から連続する一方の方向転換路24に入って移動方向を変え、方向転換路24からローラ戻し通路23に入ってスライダ16と同じ方向に移動し、他方の方向転換路24に入って再び移動方向を変えてローラ軌道路26へ戻るという循環を繰り返す。このようにして、転動体列72全体が無限循環路28内を循環移動することができる。
そして、各ローラ46同士の間に間座部50が介在しているので、ローラ46同士が互いに直接接触することはなく、ローラ46同士の擦れ合いにより騒音や摩耗が発生することは防止されている。さらに、間座部50によって各ローラ46はそれぞれの中心軸が平行な状態に維持されているため、各ローラ46が所定の間隔を維持しながら無限循環路28内を転動体列72全体が円滑に回転しつつ移動することができる。
そして、各連結体52、54、56の連結部51が案内溝38aと38bに沿って無限循環路28を案内されるので、各連結体52、54、56が移動する際の振れが抑制され、各連結体52、54、56が連結部51の間に保持するローラ46の振れも抑制されるため、転動体列72全体が無限循環路28内をより正確かつ円滑に移動可能となる。
また、各連結体52、54、56がローラ46を転動自在に介挿可能とする所定の間隔Bを管理している。そのため、連結体52、54、56は、連結部51の弾性によるばねによってローラ46を安定して包持することができる。そして、ローラ46同士の隙間の管理も容易である。さらに、ローラ46を間座部50同士の間に挿入する組み付け作業も容易に行うことができる。
また、各連結体52、54、56がローラ46を転動自在に介挿可能とする所定の間隔Bを管理している。そのため、連結体52、54、56は、連結部51の弾性によるばねによってローラ46を安定して包持することができる。そして、ローラ46同士の隙間の管理も容易である。さらに、ローラ46を間座部50同士の間に挿入する組み付け作業も容易に行うことができる。
また、連結体52の間座部50を形成している樹脂材料に自己潤滑性があるため、凹曲面58a、58bとローラ46の円筒面とを低い摺動抵抗で互いに摺接させることが可能である。そのため、ローラ46をより円滑に回転させることができる。
さらにまた、ローラ46を所定の個数ごとに各連結体52、54、56で連結して複数の予備転動体列62、64、66にしている。そして、ローラ46を予め予備転動体列62、64、66として仮組み付けしておいてから無限循環路28内に組み込んで転動体列72を構成することができる。これにより、ローラ46を無限循環路28内に組み込む作業や分解する作業がより容易になる。
さらにまた、ローラ46を所定の個数ごとに各連結体52、54、56で連結して複数の予備転動体列62、64、66にしている。そして、ローラ46を予め予備転動体列62、64、66として仮組み付けしておいてから無限循環路28内に組み込んで転動体列72を構成することができる。これにより、ローラ46を無限循環路28内に組み込む作業や分解する作業がより容易になる。
また、連結体52の連結部51は、弾性材料から成形している。そのため、連結部51は、ばねとして伸び縮みすることができる。すなわち、無限循環路28内で連結部51の曲げ伸ばしが繰り返し行われながら循環しても、連結部51がそれに応じて変形することができる。そのため、転動体列72の軌道長の変動を効果的に吸収することができる。
さらにまた、転動体列72を複数の連結体52、54、56による予備転動体列62、64、66に分けて循環させているため、各ローラ46に対する推進力のバラツキから各ローラ46に速度差が生じた場合であっても、その速度差によって生じる引張り力を各連結体52、54、56に分散させることができる。そのため、例えば無限循環路28全周にわたる長い連結体に比べて、各連結体52、54、56が破断する可能性を低くすることができる。
さらにまた、転動体列72を複数の連結体52、54、56による予備転動体列62、64、66に分けて循環させているため、各ローラ46に対する推進力のバラツキから各ローラ46に速度差が生じた場合であっても、その速度差によって生じる引張り力を各連結体52、54、56に分散させることができる。そのため、例えば無限循環路28全周にわたる長い連結体に比べて、各連結体52、54、56が破断する可能性を低くすることができる。
さらにまた、転動体列72は、隣接する予備転動体列62、64、66同士の間にローラ46を介装して構成している。そのため、隣接する連結体52、54、56同士が直接接触することがない。したがって、転動体列72をより円滑に循環させることができるとともに、各連結体52、54、56の耐久性がより向上する。
また、各連結体52、54、56が連結するローラ46の所定の個数を、それぞれ4個、3個、2個として三種類の連結体52、54、56としている。そして、ローラガイド10の複数列(4列)の無限循環路28に対して、各無限循環路ごとの三種類の連結体52、54、56の並び方向での組み合わせを、他の無限循環路28の三種類の連結体52、54、56の並び方向での組み合わせと異ならせて各転動体列72A,72B,72C,72Dを構成している。これにより、各無限循環路28内の各転動体列72A,72B,72C,72Dを構成するローラ46の数および転動体列の長さが、他の無限循環路28内の転動体列のそれと同じ場合であっても、三種類の連結体52、54、56の並び方向での組み合わせを異ならせているため、各転動体列72A,72B,72C,72D相互の各連結体52、54、56の切れ目が揃ってしまうことがほとんどない。すなわち、相互の無限循環路28の位相が一致することがほとんどない。したがって、ローラガイド10を作動させた際の振動を抑制し騒音をより小さくすることができる。
また、隣接する予備転動体列62、64、66同士の間に挟まれたローラ46は、支承部59a、59bによって支承されている。そして、ローラ46の並び方向では、隣合う連結体同士の間座部50にそれぞれ形成された一対の凹曲面58a、58bによって支承されている。そのため、ローラ46の振れが抑制されるため、転動体列72全体が無限循環路28内をより正確かつ円滑に移動可能となる。
以上説明したように、本発明に係るローラガイド10によれば、ローラガイド10の組立・分解作業が容易になるとともに、その作動時における振動や騒音を小さくすることができる。
なお、本発明に係る直動案内装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
以上説明したように、本発明に係るローラガイド10によれば、ローラガイド10の組立・分解作業が容易になるとともに、その作動時における振動や騒音を小さくすることができる。
なお、本発明に係る直動案内装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、連結体52(54、56)は、各間座部50を可撓性のあるベルト状をした一対の連結部51によってつないで一体に形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、各間座部50を別個の部品とする。そして、各間座部50に、相互に掛止め可能な構造を備えた腕部を形成して、この腕部を相互に掛止めて連結体とすることもできる。なお、相互に掛止め可能な構造としては、一方の掛止部として窪みを形成し、他方の掛止部として凸軸を形成し、凸軸を窪みに掛け止める構造を例示することができる。
また、例えば上記実施形態では、転動体列72は、三種類の予備転動体列62、64、66の組み合わせによって構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば図10(a)に示すように、二種類(同図では予備転動体列62、64)の予備転動体列の組み合わせから構成してもよいし、また、例えば図10(b)に示すように、一種類(同図では予備転動体列64)の予備転動体列を複数用いて構成してもよい。しかし、複数の無限循環路を備えた直動案内装置の転動体列相互の位相をずらすことによって、ローラガイドの振動や騒音を抑制する上では、複数の種類の予備転動体列から転動体列を構成することが望ましい。なお、予備転動体列として、三種類以上(例えば四種類、五種類、六種類・・・)の予備転動体列を用いて転動体列72を構成するようにしてもよい。
また、例えば上記実施形態では、各連結体52、54、56は、それぞれが連結するローラ46の個数を異ならせているが、これに限定されるものではなく、例えば図10(c)に示すように、隣り合う転動体同士の間隔(ピッチ)を異ならせることによって複数の種類の連結体とすることもできる。また、異なる個数と異なるピッチとの組み合わせによって複数の種類の連結体を構成してもよい。
なお、「複数の種類の連結体」とは、連結体の並び方向での組み合わせを異ならせることが「実質的」に可能な構成からなる連結体を含む意味である。すなわち、例えば図10(c)に示すように、連結体が連結する転動体間の一端側からのピッチをL1、L2としてピッチをそれぞれ異ならせて形成する。この連結体によれば、他端側からのピッチは、L2、L1となるから、同図のように、この連結体を無限循環路内に挿入すれば、実質的に二種類の連結体として取り扱うことが可能である。なお、各連結体が連結する転動体間のピッチを異ならせて複数の連結体とする場合についても、上記の例に限定されるものではなく、三種類以上の異なるピッチ(例えばL1、L2、L3、L4、L5、L6、L7・・・)を適宜組み合わせてなる連結体を用いて転動体列72を構成するようにしてもよい。
また、例えば上記実施形態では、転動体をローラとしているが、これに限定されず、例えば図10(d)に示すように、転動体が、ボールであっても適用可能である。なお、同図では、隣り合うボール同士を異なる個数と異なるピッチとの組み合わせによって複数の種類の連結体を構成している例を示している。
また、例えば上記実施形態では、転動体をローラとしているが、これに限定されず、例えば図10(d)に示すように、転動体が、ボールであっても適用可能である。なお、同図では、隣り合うボール同士を異なる個数と異なるピッチとの組み合わせによって複数の種類の連結体を構成している例を示している。
また、上述の複数列の無限循環路28に配設される各転動体列72では、複数の連結体52、54、56によって連結されるローラ46の個数を、それぞれ異ならせて予備転動体列62、64、66とし、これら予備転動体列62、64、66の並び方向での組み合わせを各転動体列72ごとにさらに異ならせる例について説明したが、本発明の予備転動体列およびこの予備転動体列の組み合わせからなる転動体列は、これに限定されるものではない。例えば図11に示すように、複数の連結体52、54、56の間座部50を、その並び方向での間隔(ピッチ)を相互に異ならせて構成することもできる。このような構成であっても、各転動体列相互の位相をずらすことができるため、ローラガイドの振動や騒音を抑制することができる。なお、上記実施形態では、複数列(4列)の無限循環路28それぞれの転動体列72を、他の無限循環路28での予備転動体列の組み合わせと異ならせているが、本発明の効果は、少なくとも2列の無限循環路28において、一方の無限循環路28での転動体列72と、他方の無限循環路28での転動体列72との予備転動体列の組み合わせを異ならせることによって奏することができる。しかし、本発明の効果を、より有効に奏する上では、上記実施形態のように、複数列の無限循環路28それぞれの転動体列72と、他の無限循環路28での転動体列72との予備転動体列の組み合わせを異ならせて各転動体列72を構成することが望ましい。
また、各転動体列72を構成するために、各予備転動体列62、64、66同士の間に介装されるローラ46の個数は、必ずしも1個に限定されない。例えば図11の転動体列72A、72Cに示すように、間座部(例えば特許文献1に記載されている保持ピース)を1個または複数個(同図の転動体列72Aでは2個)使用して、隣接する予備転動体列同士の間に複数個の転動体を介装してもよい。
また、例えば上記実施形態では、一対の支承部59a、59bのそれぞれは、支承するローラ46の軸線に対称な形状として形成されているが、必ずしも対称である必要はない。例えば、一方の端部59側にのみ連結部51を延長して支承部を形成することもできる。
また、例えば上記実施形態では、一対の支承部59a、59bのそれぞれは、支承するローラ46の軸線に対称な形状として形成されているが、必ずしも対称である必要はない。例えば、一方の端部59側にのみ連結部51を延長して支承部を形成することもできる。
また、例えば上記実施形態では、各予備転動体列62、64、66同士の間に介装されるローラ46を、一対の支承部59a、59bおよび一対の凹曲面58a、58bによって支承する例を示したが、これに限定されるものではなく、一対の支承部59a、59bまたは一対の凹曲面58a、58bのいずれか一方によって支承するように構成してもよい。しかし、各予備転動体列62、64、66同士の間に介装されるローラ46を、より安定させて円滑に転動可能とする上では、当該ローラを一対の支承部および一対の凹曲面によって支承するように構成することが望ましい。
また、上記実施形態では、本発明の直動案内装置として、図1〜図9に示す形状を備えたローラガイド10について説明したが、本発明に係る直動案内装置は、ローラガイドに限定されるものではなく、例えば図12(a)に示すように、本発明をリニアガイドに適用することが可能であり、また、例えば図12(b)に示すように、本発明をボールねじに適用することも可能である。
10 ローラガイド(直動案内装置)
12 案内レール(案内軸)
14 転動体案内面
16 スライダ(可動体)
17 スライダ本体
18 負荷転動体案内面
20 転動体戻し路
22 エンドキャップ
23 ローラ戻し通路
24 方向転換路
26 転動体軌道路
28 無限循環路
30 循環チューブ
32 貫通孔
36a (循環チューブの)案内壁
36b (負荷ローラ転動面の)案内壁
40 案内部材
46 ローラ(転動体)
50 (連結体の)間座部
51 (連結体の)連結部
52、54、56 連結体
58a、58b 凹曲面
59 端部
59a、59b 支承部
62、64、66 予備転動体列
72 転動体列
12 案内レール(案内軸)
14 転動体案内面
16 スライダ(可動体)
17 スライダ本体
18 負荷転動体案内面
20 転動体戻し路
22 エンドキャップ
23 ローラ戻し通路
24 方向転換路
26 転動体軌道路
28 無限循環路
30 循環チューブ
32 貫通孔
36a (循環チューブの)案内壁
36b (負荷ローラ転動面の)案内壁
40 案内部材
46 ローラ(転動体)
50 (連結体の)間座部
51 (連結体の)連結部
52、54、56 連結体
58a、58b 凹曲面
59 端部
59a、59b 支承部
62、64、66 予備転動体列
72 転動体列
Claims (3)
- 軸方向に延びる転動体案内面を有する案内軸と、該案内軸の転動体案内面に対向する負荷転動体案内面を有し且つ該負荷転動体案内面および前記転動体案内面の間に形成される転動体軌道路の一端と他端とをつなぐ転動体戻し路を有するとともに、前記軸方向に相対移動可能に前記案内軸に取り付けられた可動体と、前記転動体軌道路および前記転動体戻し路からなる無限循環路内を転動する複数の転動体と、前記無限循環路内で連続する前記転動体を、2個以上の所定の個数ごとに個別に連結して前記無限循環路に沿って複数の予備転動体列に分ける複数の連結体と、を備えた直動案内装置において、
前記無限循環路内で隣接する前記連結体の間に、少なくとも一個の前記転動体を介装したことを特徴とする直動案内装置。 - 前記無限循環路を複数列備え、
前記複数の連結体として、各連結体が連結する転動体の所定の個数および転動体間のピッチの少なくとも一方が異なる複数の種類の連結体が使用され、
複数の前記無限循環路のうち少なくとも2列は、各無限循環路ごとの前記複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせが、他の無限循環路の前記複数の種類の連結体の並び方向での組み合わせと異なることを特徴とする請求項1に記載の直動案内装置。 - 前記連結体の少なくとも一方の端部に、前記隣接する連結体との間に介装した転動体の前記無限循環路の幅方向への移動を規制する支承部、または当該転動体の外周面に対向して接触する凹曲面の少なくとも一方を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の直動案内装置。
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-
2003
- 2003-11-19 JP JP2003389161A patent/JP2005147353A/ja not_active Withdrawn
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