JP2007010035A - リニアガイド - Google Patents

Abstract

【課題】 リニアガイドの各転動体の摩耗量の差を低減すること。
【課題を解決するための手段】 リニアガイドの案内レール１の幅方向の各側それぞれで、一の転動体転動路３Ａ、３Ｂの一端から出た転動体が他の転動体転動路３Ｂ、３Ａの他端に入るように第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂを連通するようにした。そのため、第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂを転動して移動する各鋼球３に同じように負荷をかけることができるため、スライダの移動時に、各鋼球３の摩耗量の差を低減することができ（各鋼球３の摩耗量を均一とすることができ）、その結果、鋼球３の摩耗による隙間発生を遅延させることができる（鋼球３の摩耗寿命を延ばすことができる）。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スライダが案内レールの長手方向に直線運動するリニアガイドに関する。

従来、この種のリニアガイドとしては、例えば、スライダと案内レールとの間に形成された複数の転動体転動路に配置された複数のボールにより、前記スライダが前記案内レールの長手方向に直線運動するものがある（例えば、特許文献１参照）。
このようなリニアガイドにあっては、通常、各転動体転動路は、それぞれ戻し路や湾曲路を介して両端が連通され、転動体を無限循環するようになっている。
特開２０００−１２０８２５号公報

ところで、上記従来のリニアガイドにあっては、各転動体転動路毎に転動体にかかる負荷が異なる。そのため、負荷が比較的小さい転動体転動路を循環する転動体に比べ、負荷が比較的大きい転動体転動路を循環する転動体で摩耗量が増大し、その結果、転動体の摩耗による隙間発生（使用限界）が早まってしまう恐れがあった。
本発明は、上記従来の技術の未解決の問題点を解決することを課題とするものであって、各転動体の摩耗量の差を低減可能なリニアガイドを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のリニアガイドは、案内レールと、前記案内レールによって案内されるスライダと、前記案内レール及び前記スライダ間に形成された複数の転動体転動路に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記複数の転動体転動路のうち少なくとも２つの転動体転動路を、一の転動体転動路の一端から出た転動体が他の転動体転動路の他端に入るように連通する連通部を備えたことを特徴とする。

また、前記転動体転動路は、前記案内レールの幅方向の各側に複数列形成され、前記連通部は、前記各側それぞれで前記複数列の転動体転動路を連通するようにしてもよい。
さらに、前記転動体転動路は、前記案内レールの幅方向の各側に形成され、前記連通部は、前記案内レールの幅方向の両側の転動体転動路を連通するようにしてもよい。
このような構成によれば、連通された転動体転動路を転動する各転動体に同じように負荷をかけることができるため、各転動体の摩耗量の差を低減することができる。

以下、本発明のリニアガイドの実施形態を、図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態であるリニアガイドの構成図であって、（ａ）は左側面図であり、（ｂ）は右側面図であり、（ｃ）は正面図である。このリニアガイドは、図１に示すように、断面略矩形状の案内レール１と、案内レール１の長手方向に移動可能な横断面略コ字状のスライダ２と、このスライダ２に形成された鋼球軌道溝及び案内レール１に形成された鋼球軌道溝によって形成された第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂ間に転動自在に配置された複数の鋼球３とから構成されている。そして、この鋼球３が、第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂに沿って転がり運動をすることによって、スライダ２が案内レール１の長手方向に直線運動をするようになっている。

具体的には、案内レール１の上面と両側面とが交差する稜線部には、断面略１／４円弧形状の凹溝である第１の鋼球軌道溝がそれぞれ軸方向に形成されている。
また、案内レール１の両側面の中央部には、断面略半円形の凹溝である第２の鋼球軌道溝がそれぞれ軸方向に形成されている。
さらに、スライダ２の本体２ａの両袖部の内側のコーナ部には、案内レール１の第１の鋼球軌道溝に対向する断面略半円形の第３の鋼球軌道溝がそれぞれ形成されている。

また、スライダ２の本体２ａの両袖部の内側面の中央部には、案内レール１の第２の鋼球軌道溝に対向する断面略半円形の第４の鋼球軌道溝がそれぞれ形成されている。
そして、この案内レール１の第１の鋼球軌道溝とスライダ２の第３の鋼球軌道溝とで第１の転動体転動路３Ａ、３Ａが構成され、案内レール１の第２の鋼球軌道溝とスライダ２の第４の鋼球軌道溝とで第２の転動体転動路３Ｂ、３Ｂが構成されている。

また、スライダ２の本体２ａの両袖部の上部肉厚内には、第１の転動体転動路３Ａと同一の水平面内に、第１の転動体転動路３Ａと平行な軸方向に伸びている断面円形の貫通孔からなる第１の転動体戻し路３Ｃがそれぞれ形成されている。
さらに、スライダ２の本体２ａの両袖部の下部肉厚内には、第２の転動体転動路３Ｂと同一の水平面内に、第２の転動体転動路３Ｂと平行な軸方向に伸びている断面円形の貫通孔からなる第２の転動体戻し路３Ｄがそれぞれ形成されている。

また、スライダ２には、その軸方向両端部それぞれに、着脱自在に第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂が設けられている。この第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂は、プラスチック材料の射出成型品であり、断面略コ字状に形成されている。そして、第１のエンドキャップ４₁の両袖部には、図１（ａ）に示すように、スライダ２の本体２ａとの接合面に開口するように、側面視で、互いに交差する方向に傾斜した断面円形で半ドーナツ状経路を形成する第１及び第２の湾曲路４₁ａ、４₁ｂが距離を隔てて（交わることなく）形成されている。

さらに、第２のエンドキャップ４₂の両袖部には、図１（ｂ）に示すように、スライダ２の本体２ａとの接合面に開口するように、互いに水平方向に配された断面円形で半ドーナツ状経路を形成する第３及び第４の湾曲路４₂ａ、４₂ｂが鉛直方向に一定距離を隔てて形成されている。
そして、この第１のエンドキャップ４₁がスライダ２の一端に取り付けられると、第１の湾曲路４₁ａによって、本体２ａの第１の転動体転動路３Ａの一端と第２の転動体戻し路３Ｄの一端が連通され、第２の湾曲路４₁ｂによって、第２の転動体転動路３Ｂの一端と第１の転動体戻し路３Ｃの一端とが連通される。また、第２のエンドキャップ４₂がスライダ２の他端に取り付けられると、第３の湾曲路４₂ａによって、本体２ａの第１の転動体転動路３Ａの他端と第１の転動体戻し路３Ｃの他端が連通され、第４の湾曲路４₂ｂによって、第２の転動体転動路３Ｂの他端と第２の転動体戻し路３Ｄの他端とが連通される。即ち、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂によって、３Ａ→４₁ａ→３Ｄ→４₂ｂ→３Ｂ→４₁ｂ→３Ｃ→４₂ａ→３Ａ→・・・という無限循環経路が構成される。

また、上記の転動体転動路３Ａ、３Ｂ、転動体戻し路３Ｃ、３Ｄ、湾曲路４₁ａ〜４₂ｂで構成される無限循環経路に、多数の鋼球３が転動自在に装填される。
そして、案内レール１上をスライダ２が移動すると、図１（ｃ）、図２に示すように、鋼球３は、まず、第１の転動体転動路３Ａ内を転動して移動し、一端側の第１の湾曲路４₁ａでＵターンして第２の鋼球戻し路３Ｄを逆方向に転動して移動し、他端側の第４の湾曲路４₂ｂで再度Ｕターンして第２の転動体転動路３Ｂ内を転動して移動する。次いで、一端側の第２の湾曲路４₁ｂでＵターンして第１の転動体戻し路３Ｃを逆方向に転動して移動し、他端側の第３の湾曲路４₂ａで第１の転動体転動路３Ａ内に戻る循環を繰り返す。

このように、本実施形態のリニアガイドにあっては、案内レール１の幅方向の各側それぞれで、一の転動体転動路３Ａ、３Ｂの一端から出た転動体が他の転動体転動路３Ｂ、３Ａの他端に入るように第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂを連通するようにした。そのため、第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂを転動して移動する各鋼球３に同じように負荷をかけることができるため、スライダの移動時に、各鋼球３の摩耗量の差を低減することができ（各鋼球３の摩耗量を均一とすることができ）、その結果、鋼球３の摩耗による隙間発生を遅延させることができる（鋼球３の摩耗寿命を延ばすことができる）。

次に、本発明のリニアガイドの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図３は、本発明のリニアガイドの第２実施形態の概略構成を示す構成図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は平面図である。
この第２実施形態は、図３に示すように、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂として、両袖部の形状が異なるものを共通に用いている点が前記第１実施形態と異なる。

具体的には、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂の両袖部のうち、一方の袖部には、図３（ａ）に示すように、スライダ２の本体２ａとの接合面に開口するように、側面視で、互いに交差する方向に傾斜した断面円形で半ドーナツ状経路を形成する第１及び第２の湾曲路４₁ｃ、４₁ｄ、又は４₂ｃ、４₂ｄが距離を隔てて（交わることなく）形成されている。
また、前記両袖部のうち、他方の袖部には、スライダ２の本体２ａとの接合面に開口するように、互いに水平方向に配された断面円形で半ドーナツ状経路を形成する第３及び第４の湾曲路４₁ｅ、４₁ｆ、又は４₂ｅ、４₂ｆが鉛直方向に一定距離を隔てて形成されている。

そして、この第１のエンドキャップ４₁がスライダ２の一端に取り付けられると、本体２ａの両袖部のうち一方の袖部で、第１の湾曲路４₁ｃによって、第１の転動体転動路３Ａの一端と第２の転動体戻し路３Ｄの一端が連通され、第２の湾曲路４₁ｄによって、第２の転動体転動路３Ｂの一端と第１の転動体戻し路３Ｃの一端とが連通される。また、前記両袖部のうち他方の袖部で、第３の湾曲路４₁ｅによって、第１の転動体転動路３Ａの一端と第１の転動体戻し路３Ｃの一端が連通され、第４の湾曲路４₁ｆによって、第２の転動体転動路３Ｂの一端と第２の転動体戻し路３Ｄの一端とが連通される。

また同様に、第２のエンドキャップ４₂がスライダ２の一端に取り付けられると、両袖部のうち一方の袖部で、第３の湾曲路４₂ｅによって、本体２ａの第１の転動体転動路３Ａの他端と第１の転動体戻し路３Ｃの他端が連通され、第４の湾曲路４₂ｆによって、第２の転動体転動路３Ｂの他端と第２の転動体戻し路３Ｄの他端とが連通される。また、前記両袖部のうち他方の袖部で、第１の湾曲路４₂ｃによって、本体２ａの第１の転動体転動路３Ａの他端と第２の転動体戻し路３Ｄの他端が連通され、第２の湾曲路４₂ｄによって、第２の転動体転動路３Ｂの他端と第１の転動体戻し路３Ｃの他端とが連通される。即ち、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂によって、３Ａ→４₁ｃ→３Ｄ→４₂ｆ→３Ｂ→４₁ｄ→３Ｃ→４₂ｅ→３Ａ→・・・という無限循環経路が構成される。

そして、案内レール１上をスライダ２が移動すると、図３（ｂ）（ｃ）、図４に示すように、鋼球３は、まず、第１の転動体転動路３Ａ内を転動して移動し、一端側の第１の湾曲路４₁ｃでＵターンして第２の鋼球戻し路３Ｄを逆方向に転動して移動し、他端側の第４の湾曲路４₂ｆで再度Ｕターンして第２の転動体転動路３Ｂ内を転動して移動する。次いで、一端側の第２の湾曲路４₁ｄでＵターンして第１の転動体戻し路３Ｃを逆方向に転動して移動し、他端側の第３の湾曲路４₂ｅで第１の転動体転動路３Ａ内に戻る循環を繰り返す。

次に、本発明のリニアガイドの第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図５は、本発明のリニアガイドの第３実施形態の概略構成を示す構成図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は平面図である。
この第３実施形態は、図５に示すように、第１及び第２の転動体戻し路３Ｃ、３Ｄとして、正面視で、互いに交差する方向に傾斜してスライダ２の幅方向に一定距離を隔てた（交わらない）貫通孔を用い、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂として、両袖部の形状が異なるものを共通に用いている点が、前記第１実施形態と異なる。

具体的には、スライダ２の本体２ａの袖部の幅方向内側の肉厚内には、矩形状の第１の循環プレート２ｂが配置され、本体２ａの一端側から他端側に下がる方向に傾斜して伸びている断面半円形の貫通孔からなる第１の転動体戻し路３Ｃがそれぞれ形成されている。
また、本体２ａの両袖部の幅方向外側の肉厚内には、矩形状の第２の循環プレート２ｃが配置され、本体２ａの一端側より他端側に上がる方向に傾斜して伸びている断面半円形の貫通孔からなる第２の転動体戻し路３Ｄがそれぞれ形成されている。さらに、第１の循環プレート２ｂと第２の循環プレート２ｃとの間には、隔壁板２ｄが配置されている。
また、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂の両袖部には、スライダ２の本体２ａとの接合面に開口するように、互いに水平方向に配された断面円形で半ドーナツ状経路を形成する第１〜第４の湾曲路４₁ｇ、４₁ｈ、又は４₂ｇ、４₂ｈが鉛直方向に一定距離を隔てて形成されている。

そして、この第１のエンドキャップ４₁がスライダ２の一端に取り付けられると、第１の湾曲路４₁ｇによって、本体２ａの第１の転動体転動路３Ａの一端と第１の転動体戻し路３Ｃの一端が連通され、第２の湾曲路４₁ｈによって、第２の転動体転動路３Ｂの一端と第４の転動体戻し路３Ｄの一端とが連通される。また、第２のエンドキャップ４₂をスライダ２の他端に取り付けると、第３の湾曲路４₂ｇによって、本体２ａの第１の転動体転動路３Ａの他端と第１の転動体戻し路３Ｃの他端が連通され、第４の湾曲路４₂ｈによって、第２の転動体転動路３Ｂの他端と第２の転動体戻し路３Ｄの他端とが連通される。即ち、第１及び第２のエンドキャップ４₁、４₂によって、３Ａ→４₁ｇ→３Ｃ→４₂ｈ→３Ｂ→４₁ｈ→３Ｄ→４₂ｇ→３Ａ→・・・という無限循環経路が構成される。

従って、案内レール１上をスライダ２が移動すると、図５（ｂ）（ｃ）、図６に示すように、鋼球３は、まず第１の転動体転動路３Ａ内を転動して移動し、一端側の第１の湾曲路４₁ｇでＵターンして第１の鋼球戻し路３Ｃを逆方向に転動して移動し、他端側の第４の湾曲路４₂ｈで再度Ｕターンして第２の転動体転動路３Ｂ内を転動して移動する。次いで、一端側の第２の湾曲路４₁ｈでＵターンして第２の転動体戻し路３Ｄを逆方向に転動して移動し、他端側の第３の湾曲路４₂ｇで第１の転動体転動路３Ａ内に戻る循環を繰り返す。

以上、上記実施形態では、図１〜図６の第１及び第２の転動体戻し路３Ｃ、３Ｄ、第１〜第４の湾曲路４₁ａ〜４₂ｈが特許請求の範囲に記載の連通部を構成する。
なお、本発明のリニアガイドは、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上記実施形態では、案内レール１の幅方向の各側それぞれで第１及び第２の転動体転動路３Ａ、３Ｂを連通する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図７（ａ）に模式的に示すように、案内レール１の幅方向の両側の転動体転動路３Ａ、３Ｂを連通して、鋼球３を循環可能としてもよい。そのようにすれば、図７（ｂ）に模式的に示すように、スライダ２が幅方向に作用する横荷重を受ける場合に好適である。
また、リニアガイドの転動体として鋼球３を用いる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、転動体としては、ころを用いるようにしてもよい。

本発明のリニアガイドの第１実施形態を示す構成図である。 第１実施形態の動作を説明するための説明図である。 本発明のリニアガイドの第２実施形態を示す構成図である。 第２実施形態の動作を説明するための説明図である。 本発明のリニアガイドの第３実施形態を示す構成図である。 第３実施形態の動作を説明するための説明図である。 本発明のリニアガイドの変形例を示す構成図である。

符号の説明

１は案内レール、２はスライダ、２ａは本体、２ｂ、２ｃは循環プレート、２ｄは隔壁板、３は鋼球、３Ａ、３Ｂは転動体転動路、３Ｃ、３Ｄは転動体戻し路、４₁、４₂はエンドキャップ、４₁ａ〜４₂ｇは湾曲路

Claims (3)

1. 案内レールと、前記案内レールによって案内されるスライダと、前記案内レール及び前記スライダ間に形成された複数の転動体転動路に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、
   前記複数の転動体転動路のうち少なくとも２つの転動体転動路を、一の転動体転動路の一端から出た転動体が他の転動体転動路の他端に入るように連通する連通部を備えたことを特徴とするリニアガイド。
2. 前記転動体転動路は、前記案内レールの幅方向の各側に複数列形成され、前記連通部は、前記各側それぞれで前記複数列の転動体転動路を連通することを特徴とする請求項１に記載のリニアガイド。
3. 前記転動体転動路は、前記案内レールの幅方向の各側に形成され、前記連通部は、前記案内レールの幅方向の両側の転動体転動路を連通することを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアガイド。

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