JP2007205489A - Rolling element accommodation belt and linear guide apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転動体収容ベルトおよび直動案内装置に関する。 The present invention relates to a rolling element housing belt and a linear motion guide device.
直動案内装置は、無限循環路内を転動しつつ循環する複数の転動体を介してスライダを案内レールに対して相対移動させている。しかし、直動案内装置では、スライダが案内レールに対して相対移動すると、各転動体は同一方向へ回転しつつ移動するため、隣り合う転動体同士が擦れ合って転動体の円滑な転動が妨げられる。そのため、騒音が大きくなり、転動体の摩耗の進行も早くなる。そこで、従来から、騒音の発生を抑制し、円滑に直動案内装置を作動させるために、転動体を無限循環路内の並び方向で整列させる転動体収容ベルトが提案されている。 The linear motion guide device moves the slider relative to the guide rail via a plurality of rolling elements that circulate while rolling in an infinite circulation path. However, in the linear motion guide device, when the slider moves relative to the guide rail, the rolling elements move while rotating in the same direction, so that the adjacent rolling elements rub against each other and smooth rolling of the rolling elements occurs. Be disturbed. Therefore, noise increases and the progress of wear of the rolling elements is accelerated. Therefore, conventionally, in order to suppress the generation of noise and smoothly operate the linear motion guide device, a rolling element housing belt has been proposed in which the rolling elements are aligned in the alignment direction in the infinite circulation path.
この種の転動体収容ベルトとしては、例えば特許文献1ないし3に記載の技術が開示されている。
これら特許文献に記載の技術では、隣り合うボール同士の間に介装される複数の間座部を備えている。そして、各間座部は、可撓性があるベルト状の連結部によって相互に連結されることで転動体収容ベルトが構成されている。この種の転動体収容ベルトによれば、間座部同士の間に転動体を収容して転動体列を構成可能であり、この転動体列が、無限循環路内を循環することにより、転動体同士の擦れ合いや、競り合いが抑制され、転動体の循環性が改善される。
As this type of rolling element housing belt, for example, the techniques described in
In the techniques described in these patent documents, a plurality of spacers interposed between adjacent balls are provided. And each spacer part is mutually connected by the flexible belt-shaped connection part, and the rolling element accommodation belt is comprised. According to this type of rolling element housing belt, it is possible to form a rolling element row by accommodating the rolling elements between the spacers, and this rolling element row circulates in the endless circuit, thereby rolling the rolling element row. The rubbing and competition between moving bodies are suppressed, and the circulation of the rolling elements is improved.
ここで、特許文献1に記載の技術では、転動体収容ベルトは有端状に形成されており、その両端部同士は、無限循環路内で互いに非接触な状態で対向しており、その対向する両端部間に、一個の緩衝用の転動体が組み込まれるようになっている。そして、この緩衝用の転動体に当接する両端部には、そこに収容される転動体に当接する面をそれぞれに有しており、この当接する面は、その摺接する転動体の外周に倣う凹曲面を有してそれぞれ形成されている。
Here, in the technique described in
また、特許文献2に記載の技術では、転動体収容ベルトの両端部間には、両端部を、間隔を空けた状態に保つための転動体(以下、分離転動体という)が配置されており、両端部のうちの少なくとも一方が、少なくとも部分的に、その分離転動体の外周面に適合した凹曲面を有して形成されている。
上記特許文献1または2に記載の転動体収容ベルトによれば、その両端部間にも転動体が介装されるので、無限循環路内で負荷をうける転動体の数が減少することを抑制可能である。また、端部に形成されている凹曲面によって、端部が転動体に拘束されるので、端部の振れを抑制し得る。
Further, in the technique described in
According to the rolling element-accommodating belt described in
なお、特許文献3に記載の技術では、転動体収容ベルトの両端部間には、転動体を介装しておらず、隙間が設けられている。
ここで、転動体収容ベルトの伸び等を考慮しなければ、転動体収容ベルトの端部の振れを抑制する上では、転動体収容ベルトの端部と転動体との隙間を、できるだけ小さく、あるいは、常に接触状態を維持するように、押さえ込むことが望ましい。
しかし、実際には、上記例示したような転動体収容ベルトは、樹脂やエラストマー材で製作されているので、無限循環路内での循環による転動体との摩擦による発熱等から、転動体収容ベルトには、長手方向に伸びが生じる。そのため、両端部間に介装された転動体は強く押さえ込まれることになる。したがって、この転動体の円滑な自転が阻害され、スライダの摺動抵抗が増大してしまう。
Here, if the elongation of the rolling element accommodation belt is not taken into consideration, in order to suppress the deflection of the end of the rolling element accommodation belt, the gap between the end of the rolling element accommodation belt and the rolling element is as small as possible, or It is desirable to hold down so that the contact state is always maintained.
However, in reality, the rolling element accommodation belt as illustrated above is made of a resin or an elastomer material, so that the rolling element accommodation belt is generated from heat generated by friction with the rolling element due to circulation in the infinite circulation path. Is elongated in the longitudinal direction. Therefore, the rolling element interposed between both ends is strongly pressed down. Therefore, the smooth rotation of this rolling element is hindered, and the sliding resistance of the slider increases.
特に、特許文献1に記載の技術では、各間座部の保持凹部は、ボールの外周に倣う凹曲面からそれぞれ形成されているので、その保持凹部およびボール相互の接触が面接触となり、その接触面積は大きい。そして、この接触面積が大きい場合、間座部と転動体との間に通常存在する潤滑剤のせん断抵抗のために、転動体の自転の際の摩擦が増大する。そのため、スライダの摺動抵抗がさらに増大し、その円滑な作動を妨げることになる。
In particular, in the technique described in
一方、特許文献3に記載の技術では、転動体収容ベルトの両端部間には、転動体を介装しておらず、隙間が設けられているので、上述のような、両端部間の転動体が強く押さえ込まれるといった問題は生じない。しかし、両端部間には転動体が介装されないので、この転動体収容ベルトの端部が、無限循環路内の、転動体が負荷を受ける転動体軌道路に位置した際には、負荷をうける転動体の数が減少してしまう。そのため、両端部間に転動体を介装したものと比べて、直動案内装置の負荷容量や剛性が低下してしまう。 On the other hand, in the technique described in Patent Document 3, since no rolling element is interposed between both end portions of the rolling element housing belt and a gap is provided, the rolling between both end portions as described above is provided. There is no problem that the moving object is pressed down strongly. However, since no rolling element is interposed between both ends, when the end of this rolling element receiving belt is located in the rolling element raceway where the rolling element receives a load in the endless circulation path, the load is applied. The number of rolling elements that are received decreases. Therefore, the load capacity and rigidity of the linear motion guide device are reduced as compared with those in which rolling elements are interposed between both ends.
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、有端状の転動体収容ベルトの両端部間に転動体を介装する場合に、その転動体収容ベルトの長手方向に伸びが生じても、その両端部間に介装された転動体の円滑な自転が阻害されることを軽減し、スライダの摺動抵抗が増大してしまうことを抑制し得る転動体収容ベルトおよび直動案内装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to such a problem, and when a rolling element is interposed between both end portions of the endless rolling element accommodation belt, the rolling element accommodation belt is provided. Even if elongation occurs in the longitudinal direction, the rolling element that can reduce the obstruction of smooth rotation of the rolling element interposed between both ends thereof and suppress the increase in sliding resistance of the slider. An object of the present invention is to provide a storage belt and a linear motion guide device.
上記課題を解決するために、本発明は、転動体案内面を有する案内レールと、前記案内レールに対して相対移動可能に配設されて、前記転動体案内面に対向して前記転動体案内面とともに転動体軌道路を形成する負荷転動体案内面、前記転動体軌道路の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路、および前記一対の方向転換路に連通する転動体戻し通路を有するスライダと、前記転動体軌道路、前記一対の方向転換路、および前記転動体戻し通路から構成される無限循環路内を転動しつつ循環する複数の転動体と、を備える直動案内装置に用いられ、隣り合う前記転動体の間に介装される複数の間座部、および前記間座部を相互に連結するとともに、前記間座部の端面から外側に張り出す連結腕部を有し、前記間座部と連結腕部とによって画成される転動体収容部に前記転動体を個別に収容して前記無限循環路内での並び方向で整列させる有端状に形成された転動体収容ベルトであって、前記転動体収容ベルトの両端部同士は、前記無限循環路内で互いに非接触な状態で対向して、その対向する両端部間に、前記転動体収容部に収容されない転動体を組み込み可能になっており、さらに、各端部は、当該両端部間に収容される転動体に当接する当接面をそれぞれに有し、当該当接面は、平面であることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a guide rail having a rolling element guide surface, and is arranged so as to be relatively movable with respect to the guide rail, and faces the rolling element guide surface so as to face the rolling element guide. A slider having a rolling element guide surface that forms a rolling element raceway with a surface, a pair of direction change paths that respectively connect to both ends of the rolling element raceway, and a rolling element return path that communicates with the pair of direction change paths; A plurality of rolling elements that circulate while rolling in an infinite circulation path constituted by the rolling element raceway, the pair of direction changing paths, and the rolling element return path, A plurality of spacers interposed between the adjacent rolling elements, and the spacers are connected to each other, and have connecting arm portions projecting outward from the end surfaces of the spacers, Defined by seat and connecting arm A rolling element housing belt formed in an end shape that individually accommodates the rolling elements in the rolling element housing portion and aligns them in the direction of alignment in the endless circulation path, both ends of the rolling element accommodation belt Are opposed to each other in the non-contact state in the endless circulation path, and rolling elements that are not accommodated in the rolling element accommodating part can be incorporated between the opposing both ends, and each end part Each has a contact surface that contacts the rolling element accommodated between the both end portions, and the contact surface is a flat surface.
本発明によれば、両端部は、転動体との当接面が平面なので、この当接面と転動体とが接触する部分は、面接触ではなく、例えば転動体がボールであれば点接触、また、例えば転動体がころ(ローラ)であれば線接触となる。そのため、その接触面積を小さくすることができる。したがって、この転動体収容ベルトを用いて、無限循環路内で互いに非接触な状態で対向する両端部間に、転動体収容部に収容されない転動体を組み込めば、仮に、無限循環路内での循環による転動体との摩擦による発熱等から、転動体収容ベルトに、長手方向に伸びが生じても、両端部間に介装された転動体が強く押さえ込まれる程度が軽減する。したがって、スライダの摺動抵抗が増大してしまうことを抑制することができる。 According to the present invention, since the contact surface with the rolling element is flat at both ends, the portion where the contact surface is in contact with the rolling element is not a surface contact. For example, if the rolling element is a ball, it is a point contact. For example, if the rolling element is a roller, it is in line contact. Therefore, the contact area can be reduced. Therefore, using this rolling element housing belt, if rolling elements that are not accommodated in the rolling element accommodating portion are incorporated between both ends facing each other in a non-contact state in the infinite circulation path, temporarily, in the infinite circulation path Even if the rolling element housing belt is elongated in the longitudinal direction due to heat generated by friction with the rolling elements due to circulation, the degree to which the rolling elements interposed between both ends are strongly pressed is reduced. Therefore, an increase in the sliding resistance of the slider can be suppressed.
ここで、上記本発明に係る転動体収容ベルトでは、その両端部の当接面を平面としているが、本発明に係る転動体収容ベルトは、当接面を、平面に替えて、凸曲面を有する構成とすることができる。なお、凸曲面としては、凸の球面を好適に採用することができる。
このような構成によれば、この当接面および転動体相互の接触する部分は、面接触ではなく、例えば点接触、または線接触とすることがより確実にできるので、面接触するものに比べて、その接触面積を可及的に小さくすることができる。
Here, in the rolling element accommodation belt according to the present invention, the contact surfaces of both end portions thereof are flat, but the rolling element accommodation belt according to the present invention has a convex curved surface instead of the flat surface. It can be set as the structure which has. A convex spherical surface can be suitably used as the convex curved surface.
According to such a configuration, the contact surface and the contact portion between the rolling elements can be more reliably set as, for example, a point contact or a line contact than a surface contact. Thus, the contact area can be made as small as possible.
特に、当接面が凸曲面を有する構成とすれば、転動体収容ベルトの長手方向に伸びが生じて、この当接面に転動体が押しつけられても、端部が無限循環路の径方向に逃げやすい。したがって、両端部間に介装された転動体が強く押さえ込まれる程度をより軽減させ、スライダの摺動抵抗が増大してしまうことをより抑制することができる。
そして、当接面が凸曲面を有する構成において、その凸曲面は、前記並び方向でのその突出量が、0.2mm〜転動体の直径の1/10の範囲であればより好ましい。この場合において、その転動体の直径は2mm以上である。
In particular, if the contact surface has a convex curved surface, the rolling element housing belt extends in the longitudinal direction, and even if the rolling element is pressed against the contact surface, the end portion is in the radial direction of the infinite circulation path. Easy to escape. Therefore, it is possible to further reduce the degree to which the rolling elements interposed between the both end portions are strongly pressed, and to further suppress the increase in the sliding resistance of the slider.
In the configuration in which the contact surface has a convex curved surface, it is more preferable that the convex curved surface has a protruding amount in the arrangement direction of 0.2 mm to 1/10 of the diameter of the rolling elements. In this case, the diameter of the rolling element is 2 mm or more.
すなわち、転動体収容ベルトが伸びて、端部間の転動体が当接面に押しつけられたとき、当接面は弾性変形する。このとき、前記突出量が、0.2mm未満の場合は、所望の点接触、または線接触の状態と比べて、弾性変形することによって、その接触面積は広くなる。そのため、相互の接触状態を、より好適な構成とする上で不十分となる。また、前記突出量が、転動体の直径の1/10を超える場合は、対向する端部間の距離が広くなってしまうので、直動案内装置の負荷容量や剛性がその分低減する。したがって、端部間での、当接面と転動体との接触面積を小さくし、且つ、直動案内装置の負荷能力の低下をできるだけ抑制する上では、当接面が凸曲面を有する構成において、その凸曲面は、前記並び方向でのその突出量が、0.2mm〜転動体の直径の1/10の範囲とするのが望ましい。 That is, when the rolling element housing belt extends and the rolling elements between the end portions are pressed against the contact surface, the contact surface is elastically deformed. At this time, when the protrusion amount is less than 0.2 mm, the contact area becomes wide by elastic deformation as compared with a desired point contact or line contact state. For this reason, the mutual contact state is insufficient to obtain a more preferable configuration. Moreover, when the protrusion amount exceeds 1/10 of the diameter of the rolling element, the distance between the opposing ends becomes wide, so the load capacity and rigidity of the linear motion guide device are reduced accordingly. Therefore, in the configuration in which the contact surface has a convex curved surface in order to reduce the contact area between the contact surface and the rolling element between the end portions and to suppress the decrease in load capacity of the linear motion guide device as much as possible. The convex curved surface preferably has a protruding amount in the arrangement direction of 0.2 mm to 1/10 of the diameter of the rolling elements.
また、本発明に係る転動体収容ベルトにおいて、前記転動体収容部は、そこに収容される転動体の移動を、前記無限循環路の一方の側に向けては許容し、他方の側に向けては拘束するように形成されていれば好ましい。
このような構成であれば、例えば転動体収容ベルトに転動体を組み込む作業において、転動体の移動を許容する側から容易に転動体を組み込むことができるので、その組み込みや取り出し作業の能率を向上させることができる。また、この転動体収容ベルトをスライダに組み込む場合、収容される転動体の移動を許容する側を、例えば無限循環路の外周側に向けて組み込めば、例えば方向転換路での間座部と転動体との相互の干渉を緩和する上で好適である。
Further, in the rolling element accommodation belt according to the present invention, the rolling element accommodation portion allows the movement of the rolling element accommodated therein toward one side of the infinite circulation path and toward the other side. It is preferable if it is formed so as to be restrained.
With such a configuration, for example, in the work of assembling the rolling element in the rolling element housing belt, the rolling element can be easily incorporated from the side that allows the movement of the rolling element, thereby improving the efficiency of the incorporation and removal work. Can be made. In addition, when this rolling element housing belt is incorporated in the slider, if the side allowing the movement of the rolling elements accommodated is incorporated, for example, toward the outer peripheral side of the endless circuit, for example, the rolling element housing belt and the spacer on the direction change path are rolled. This is suitable for mitigating mutual interference with a moving object.
また、本発明は、転動体案内面を有する案内レールと、前記案内レールに対して相対移動可能に配設されて、前記転動体案内面に対向して前記転動体案内面とともに転動体軌道路を形成する負荷転動体案内面、前記転動体軌道路の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路、および前記一対の方向転換路に連通する転動体戻し通路を有するスライダと、前記転動体軌道路、前記一対の方向転換路、および前記転動体戻し通路から構成される無限循環路内を転動しつつ循環する複数の転動体と、隣り合う前記転動体の間に介装される複数の間座部、および前記間座部を相互に連結するとともに、前記間座部の端面から外側に張り出す連結腕部を有し、前記間座部と連結腕部とによって画成される転動体収容部に前記転動体を個別に収容して前記無限循環路内での並び方向で整列させる有端状に形成された転動体収容ベルトと、を備え、前記転動体収容ベルトの両端部同士は、前記無限循環路内で互いに非接触な状態で対向して、その対向する両端部間に、前記転動体収容部に収容されない転動体が組み込まれる直動案内装置であって、前記転動体収容ベルトとして、上記本発明に係る転動体収容ベルトを用いていることを特徴としている。 The present invention also provides a guide rail having a rolling element guide surface and a rolling element track that is disposed so as to be relatively movable with respect to the guide rail and faces the rolling element guide surface together with the rolling element guide surface. A load rolling element guide surface forming a pair, a pair of direction changing paths respectively connected to both ends of the rolling element raceway, and a slider having a rolling element return passage communicating with the pair of direction changing paths, the rolling element raceway, A plurality of rolling elements that circulate while rolling in an infinite circulation path constituted by the pair of direction change paths and the rolling element return passages, and a plurality of spacers interposed between the adjacent rolling elements. A rolling element housing portion that connects the spacer portion and the spacer portion, and has a connecting arm portion that projects outward from an end surface of the spacer portion, and is defined by the spacer portion and the connecting arm portion The rolling elements are individually accommodated in the A rolling element containing belt formed in an end shape that is aligned in the direction of arrangement in the circulation path, and both ends of the rolling element accommodation belt face each other in a non-contact state in the endless circulation path. A rolling guide device in which a rolling element that is not accommodated in the rolling element accommodating portion is incorporated between the opposite end portions, wherein the rolling element accommodating belt according to the present invention is used as the rolling element accommodating belt. It is characterized by having.
本発明に係る直動案内装置によれば、上記本発明に係る転動体収容ベルトを用いているので、上記作用・効果を奏する直動案内装置を提供することができる。
ここで、本発明に係る直動案内装置において、例えば、温度変化の大きい過酷な使用環境下で、無限循環路内での循環による転動体との摩擦による発熱等から、転動体収容ベルトに、より大きな伸びが生じることも考えられる。例えばこのような場合が想定される条件下では、前記転動体収容ベルトの両端部同士は、前記転動体収容部に収容されない転動体が組み込まれたときに、そこに収容される転動体との間に、前記並び方向に隙間を有するものであれば好ましい。このような構成であれば、例えば、転動体収容ベルトに、より大きな伸びが生じた場合でも、端部および転動体相互の接触による摩擦の増大を、より好適に抑制可能である。そして、本発明に係る直動案内装置によれば、上記本発明に係る転動体収容ベルトを用いているので、例えば上記特許文献3に記載の技術での、両端部間に隙間を設けている例に比べ、その設ける隙間が、より小さい隙間であっても端部および転動体相互の接触による摩擦の増大を好適に抑制可能であり、直動案内装置の負荷容量や剛性が低下してしまうことも防止または抑制可能である。
According to the linear motion guide device according to the present invention, since the rolling element housing belt according to the present invention is used, it is possible to provide a linear motion guide device that exhibits the above-described effects.
Here, in the linear motion guide device according to the present invention, for example, in a severe use environment with a large temperature change, from heat generation due to friction with the rolling element due to circulation in an infinite circulation path, to the rolling element housing belt, It is also conceivable that greater elongation occurs. For example, under such a condition as assumed, when the rolling elements that are not accommodated in the rolling element accommodating portion are incorporated, the both ends of the rolling element accommodating belt are the same as the rolling elements accommodated therein. It is preferable if there is a gap in the arrangement direction between them. With such a configuration, for example, even when greater elongation occurs in the rolling element housing belt, it is possible to more suitably suppress an increase in friction due to contact between the end portions and the rolling elements. And according to the linear motion guide device according to the present invention, since the rolling element accommodation belt according to the present invention is used, a gap is provided between both ends in the technique described in Patent Document 3, for example. Compared to the example, even if the gap provided is smaller, the increase in friction due to the contact between the end portions and the rolling elements can be preferably suppressed, and the load capacity and rigidity of the linear motion guide device are reduced. This can also be prevented or suppressed.
上述のように、本発明によれば、有端状の転動体収容ベルトの両端部間に転動体を介装する場合に、その転動体収容ベルトの長手方向に伸びが生じても、その両端部間に介装された転動体の円滑な自転が阻害されることを軽減し、スライダの摺動抵抗が増大してしまうことを抑制し得る転動体収容ベルトおよび直動案内装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, when a rolling element is interposed between both end portions of the endless rolling element containing belt, even if elongation occurs in the longitudinal direction of the rolling element containing belt, both ends thereof are provided. To provide a rolling element housing belt and a linear motion guide device capable of reducing the hindrance to smooth rotation of rolling elements interposed between parts and suppressing an increase in sliding resistance of a slider. Can do.
以下、本発明に係る直動案内装置用転動体収容ベルトおよび直動案内装置の実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る転動体収容ベルトを備える直動案内装置の一実施形態に係るリニアガイドを示す斜視図である。また、図2は、図1のリニアガイドのスライダを横断面で示す説明図、図3は、図2のリニアガイドでのX−X線部分における断面図である。
Hereinafter, embodiments of a rolling element housing belt for a linear motion guide device and a linear motion guide device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view illustrating a linear guide according to an embodiment of a linear motion guide device including a rolling element housing belt according to the present invention. 2 is an explanatory view showing the slider of the linear guide of FIG. 1 in a transverse section, and FIG. 3 is a sectional view of the linear guide of FIG.
図1および図2に示すように、このリニアガイド10は、転動体案内面14を有する案内レール12と、その案内レール12に対して相対移動可能に案内レール12上に跨設されるスライダ16とを備えている。
案内レール12は、ほぼ角形の断面形状を有し、その両側面にそれぞれ2条ずつ計4条の転動体案内面14が、その長手方向に沿って直線状に形成されている。
スライダ16は、図1に示すように、スライダ本体17と、スライダ本体17の軸方向両端にそれぞれ装着されたエンドキャップ22とを備えて構成されている。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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
As shown in FIG. 1, the
スライダ本体17には、図2に示すように、その略コ字形をした両袖部の内側に、案内レール12の各転動体案内面14にそれぞれ対向する断面ほぼ半円形の負荷転動体案内面18が計4条形成されている。また、エンドキャップ22には、図3に示すように、その負荷転動体案内面18の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路24が内部に形成されている。さらに、図2および図3に示すように、スライダ本体17には、その一対の方向転換路24に連通して、負荷転動体案内面18に平行で断面円形の貫通孔からなる転動体戻し通路20が袖部の内部に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、図3に示すように、案内レール12の転動体案内面14と、これに対向するスライダ本体17の負荷転動体案内面18との間に挟まれた空間が転動体軌道路26をなしている。そして、一対の方向転換路24、転動体戻し通路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本構成されている。
さらに、同図に示すように、各無限循環路28内には、転動体としてのボール46が複数装填されている。そして、各無限循環路28内の複数のボール46は、転動体収容ベルト50によって、転動体収容ベルト50とともに転動体列62を構成している。なお、転動体収容ベルト50は、図2に示すように、無限循環路28内で幅方向に張り出す連結腕部52が、スライダ16の無限循環路28内に形成された案内溝60に幅方向の両側で案内されている。
As shown in FIG. 3, a space sandwiched between the rolling
Furthermore, as shown in the figure, each
次に、この転動体収容ベルト50についてより詳しく説明する。
図4は、その転動体収容ベルトを説明する図であり、同図(a)は、転動体収容ベルトを展開した状態で一部を拡大して示す平面図、同図(b)は同図(a)の正面図、同図(c)は、無限循環路28内での対向する両端部を拡大して示す図である。
この転動体収容ベルト50は、有端状に形成されており、図3および図4に示すように、無限循環路28内で隣り合うボール46同士の間に介装されて、各ボール46を公転方向で仕切る間座部51と、端部に位置する間座部59と、を備えている。つまり、間座部59は、有端状に形成された転動体収容ベルト50の、両端にそれぞれ位置する間座部である。そして、この間座部59以外の間座部が、間座部51になっている。
Next, the rolling
FIG. 4 is a diagram for explaining the rolling element accommodation belt. FIG. 4A is a plan view showing a part of the rolling element accommodation belt in an expanded state, and FIG. 4B is the same figure. The front view of (a) and the same figure (c) are the figures which expand and show the opposing both ends in the
The rolling
そして、これら間座部51、59は、一対の連結腕部52によって無限循環路28の幅方向の両側で連結されている。なお、これら間座部51および連結腕部52は、可撓性をもつ合成樹脂材料(例えば、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタンなど)から射出成形によって一体に形成されている。
ここで、一対の連結腕部52が各間座部51、59を連結している位置は、収容されるボール46の中心を結ぶ線CLに対し、使用時に無限循環路28の内周となる側に、オフセット量Tだけ偏倚した位置になっている(図4(b)参照)。そして、隣り合う間座部51同士をつなぐ連結腕部52の厚さは、案内溝60の溝幅より僅かに小さく、必要十分な強度を維持可能な範囲で薄く形成されている。そのため、転動体収容ベルト50の連結腕部52を案内溝60内で摺動させつつ、これに係合可能になっている。
And these
Here, the position where the pair of connecting
そして、連結腕部52は、図4(a)に示すように、その表裏の方向(同図での紙面垂直方向)で略円形に開口するボール収容孔53を有している。各ボール収容穴53は、転動体収容ベルト50の長手方向に並んで形成されており、その内径寸法Dwは、収容されるボール46の直径Daよりも僅かに大きい。
一方、上記間座部51、59は、いずれも、短円柱状の部材であり、図2に示すように、ボール46の並び方向から見た形状が円形をなし、その外径は、ボール46の外径よりも小さい。そして、その短円柱状の軸線は、転動体収容ベルト50の長手方向と一致している。
As shown in FIG. 4A, the connecting
On the other hand, each of the
これらの間座部51、59は、各ボール収容穴53の両側に所定の距離を隔てて配置され、一対の連結腕部52によって、無限循環路28の幅方向の両側で連結される。これにより、この転動体収容ベルト50は、隣り合う間座部同士の間且つボール収容穴53とともに画成される部分が、各ボール46を個別に収容する複数の転動体収容部55として構成される。
These
さらに、各間座部51、59は、ボール46の外周に対して摺動自在に接触する一対の転動体接触面54a、54bを有している。一対の転動体接触面54a、54bは、各間座部51、59の短円柱状の両端面のうち、収容されるボール46側を向く面の中央に、そのボール46の曲面に倣う凹曲面(凹球面)で形成されており、その対向してなる内径寸法は、ボール収容穴53の内径寸法Dwに等しい。そして、一対の転動体接触面54a、54bは、一方の転動体接触面54aが、隣り合う一方のボール46側に向いて形成され、他方の転動体接触面54bが、隣り合う他方のボール46側に、前記一方の転動体接触面54aとは反対側を向いて形成されており、一対の転動体接触面54a、54b同士の間で、各転動体収容部55に収容するボール46を、回転自在に支承しつつ、全方位で拘束するようになっている。これにより、この転動体収容ベルト50は、各転動体収容部55に、ボール46が所定の間隔で個別に収容されることで、ボール46を、無限循環路28内での並び方向で転動体列62として整列させるとともに転動させつつ保持可能になっている。
Furthermore, each
ここで、この転動体収容ベルト50は、図4(c)に示すように、転動体収容ベルト50の両端部、つまり、端部に位置する間座部59同士は、無限循環路28内で互いに非接触な状態で対向して、その対向する両間座部59間に、転動体収容部55に収容されないボール46Aを組み込み可能になっている。さらに、各間座部59は、図4(c)に示すように、当該両端部間に収容されるボール46Aに当接する当接面59fをそれぞれに有しており、この当接面59fが、平面になっている。
Here, as shown in FIG. 4 (c), the rolling
この当接面59fは、無限循環路28内でのボール46が連続する並び方向に向くように形成されており、無限循環路28内での対向距離Dhは、ボール46Aの直径よりも僅かに広い。これにより、当接面59fは、対向する当接面59f間に収容されるボール46Aとの間に隙間(同図でのS1、S2)をもち、ボール46Aの並び方向での移動を僅かに許容可能になっている。
すなわち、このリニアガイド10は、図3に示すように、その転動体収容ベルト50が、上記オフセット量Tだけ偏倚した側を、無限循環路28の内周側に向けた状態に組み込まれる。そして、その転動体収容ベルト50の両端部に位置する間座部59同士の間に、ボール収容孔55に収容されないボール46Aが挿入される。
The
That is, as shown in FIG. 3, the
次に、このリニアガイドの作用・効果について説明する。
このリニアガイド10によれば、ボール46同士の間に間座部51が介在しているので、ボール46同士が互いに直接接触することはなく、ボール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る。そして、間座部51同士を連結腕部52によって連結して転動体収容ベルト50としているので、転動体収容ベルト50によって各ボール46は所定の間隔を維持しながら無限循環路28内を転動体列62として安定した回転を維持しつつ移動することができる。
Next, the operation and effect of this linear guide will be described.
According to this
また、このリニアガイド10によれば、その転動体収容ベルト50の両端部(間座部59)同士は、無限循環路28内で互いに非接触な状態で対向して、その対向する両間座部59間に、転動体収容部55に収容されないボール46Aが組み込まれているので、無限循環路28内の、ボールが負荷を受ける転動体軌道路26に位置した際に、負荷をうけるボールの数が減少することが軽減される。そのため、両端部間にボールを介装しないものと比べて、リニアガイド10の負荷容量や剛性が低下してしまうことを、防止または抑制できる。
Moreover, according to this
さらに、このリニアガイド10によれば、その対向する両間座部59は、ボール46Aとの当接面59fが平面なので、この当接面59fとボール46Aとが接触する部分は、面接触ではなく、点接触となる。そのため、その接触面積を小さくすることができる。したがって、このリニアガイド10によれば、仮に、無限循環路28内での循環によるボールとの摩擦による発熱等から、転動体収容ベルト50の長手方向に伸びが生じても、両間座部59間に介装されたボール46Aが強く押さえ込まれる程度が軽減する。また、間座部59とボール46Aとの間に潤滑剤が介在していても、それによるせん断抵抗が軽減されるので、ボール46Aの自転の際の摩擦を緩和させることができる。したがって、スライダ16の摺動抵抗が増大してしまうことを抑制し、その作動性を良くすることができる。
Further, according to the
また、このリニアガイド10によれば、その転動体収容ベルト50の両間座部59同士は、ボール46Aが組み込まれたときに、そのボール46Aとの間に、ボールの並び方向に隙間(S1,S2)を有するので、転動体収容ベルト50に伸びが生じた場合でも、両間座部59とボール46Aとの間での相互の接触による摩擦の増大を抑えることができる。特に、温度変化の大きい過酷な使用環境下で、転動体収容ベルト50に、より大きな伸びが生じた場合でも、端部および転動体相互の接触による摩擦の増大を好適に抑制することができる。
Further, according to the
以上説明したように、この転動体収容ベルト50を備えるリニアガイド10によれば、転動体収容ベルトの長手方向に伸びが生じても、両間座部59間に介装されたボール46Aの円滑な自転が阻害されることを軽減し、スライダ16の摺動抵抗が増大してしまうことを抑制することができる。
なお、本発明に係る転動体収容ベルトおよびこれを備える直動案内装置は、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。
As described above, according to the
In addition, the rolling element accommodation belt and the linear motion guide device including the same according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、本発明に係る直動案内装置として、転動体にボール46、46Aを用いたリニアガイド10を例に説明したが、本発明に係る直動案内装置は、これに限定されず、例えば転動体に、ころ(ローラ)を用いた場合でも適用可能である。なお、例えば転動体に、ころ(ローラ)を用いた場合には、当接面(上記の例では当接面59f)と、ころ(ローラ)とが接触する部分は、面接触ではなく、線接触となるが、その接触面積を小さくし得て、ころ(ローラ)の自転の際の摩擦を緩和させ、スライダの摺動抵抗が増大してしまうことを抑制し、その作動性を良くすることができるという作用・効果は、上記実施形態同様に奏することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、例えば、上記実施形態では、転動体収容ベルト50は、その両間座部59同士が、ボール46Aが組み込まれたとき、そのボール46Aとの間に、ボールの並び方向に隙間(S1,S2)を有する長さとした例で説明したが、これに限定されず、例えば、図5(a)に第一の変形例を示すように、転動体収容ベルト50は、その両間座部59同士が、組み込まれるボール46Aとの間に、隙間をほとんど有しない長さとしてもよい。しかし、転動体収容ベルト50に伸びが生じた場合でも、両間座部59とボール46Aとの間での相互の接触による摩擦の増大を、より好適に抑制可能とする上では、上記例示したように、転動体収容ベルト50は、両間座部59同士が、ボール46Aとの間に、ボールの並び方向に隙間(S1,S2)を有する長さであることが好ましい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the rolling
また、例えば、上記実施形態では、各転動体収容部55は、そこに収容されるボール46を、回転自在に支承しつつ、全方位で拘束するように形成されている例で説明したが、これに限定されず、収容されるボールの移動を許容する方向を有するように形成してもよい。例えば、上記の転動体収容部55を、そこに収容されるボール46の移動を、無限循環路28の一方の側に向けては許容し、他方の側に向けては拘束するように形成してもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, each rolling
例えば、図5(b)に第二の変形例を示す。この転動体収容ベルト50は、上記一対の転動体接触面54a、54bに替えて、一対の転動体接触面54c、54dを備えている。この転動体接触面54c、54dは、収容されるボールに摺接する凹曲面を有するが、この凹曲面は、各間座部51、59の、無限循環路28内の内外周方向での内周側を薄肉にすることで、内周側には、ボールを離脱自在になっている。そして、外周側は、上記実施形態同様の面になっており、転動体の移動を、外周側には拘束するように形成されている。
For example, FIG. 5B shows a second modification. The rolling
この図5(b)に示す第二の変形例のような構成であれば、例えば転動体収容ベルト50にボール46を組み込む作業において、ボール46の移動を許容する側から容易にボール46を組み込むことができるので、その組み込みや取り出し作業の能率を向上させることができる。さらに、スライダ16に、この転動体収容ベルト50を組み込んだ際には、転動体収容ベルト50が、無限循環路28内の内外周方向での外周側に向けてボール46を保持するので、スライダ16を案内レール16から抜き出しても、ボール46の脱落が防止される。したがって、保持器のある直動案内装置においては、転動体の保持力を、より向上させて、取り扱いを容易にすることができる。
In the configuration of the second modification shown in FIG. 5B, for example, in the operation of incorporating the
また、例えば、図5(c)に第三の変形例を示す。この転動体収容ベルト50は、上記一対の転動体接触面54a、54bに替えて、一対の転動体接触面54e、54fを備えている。この転動体接触面54e、54fは、上記図5(b)に示す第二の変形例に対し、無限循環路28内の内外周方向での向きが逆向きになっている点のみが異なる。つまり、この一対の転動体接触面54e、54fは、無限循環路28の外周側には、ボールを離脱自在になっており、内周側には、転動体の移動を拘束するように形成されている。
For example, a third modification is shown in FIG. The rolling
そして、この図5(c)に示す第三の変形例のような構成であれば、例えば転動体収容ベルト50にボール46を組み込む作業において、ボール46の移動を許容する側から容易にボール46を組み込むことができるので、その組み込みや取り出し作業の能率を向上させることができる。さらに、スライダ16に、この転動体収容ベルト50を組み込んだ際には、転動体収容ベルト50が、無限循環路28内の内外周方向での内周側に向けてボール46を保持するので、転動体収容ベルト50の蛇行が抑制され、摩擦変動を抑えることができる。また、例えば方向転換路24での間座部51とボール46との相互の干渉を緩和する上で好適である。
In the configuration of the third modification shown in FIG. 5C, for example, in the operation of assembling the
さらに、例えば、上記実施形態では、転動体収容ベルト50は、その両間座部59の当接面59fを平面としているが、本発明に係る転動体収容ベルトは、これに限定されない。例えば、図6に、その変形例を示す。これらの当接面では、平面に替えて、凸曲面を有している。
すなわち、図6(a)に示す第四の変形例のように、両間座部59の当接面59tを、凸の球面からなる凸曲面によって形成している。そして、この凸曲面は、ボール46の並び方向でのその突出量Dを、0.3mmとしている。ここで、このボール46の直径は約5mmである。なお、この変形例では、各間座部は、上記図5(b)に例示した、一対の転動体接触面54c、54dを備えている例である。
Furthermore, for example, in the above-described embodiment, the rolling
That is, as in the fourth modification shown in FIG. 6A, the contact surfaces 59t of the both
ここで、この突出量Dは、0.2mm〜ボール46の直径Daの1/10の範囲であれば好ましい。すなわち、転動体収容ベルトが伸びて、端部間の転動体が当接面に押しつけられたとき、当接面は弾性変形する。このとき、前記突出量が、0.2mm未満の場合は、所望の点接触、または線接触の状態と比べて、弾性変形することによって、その接触面積は広くなる。そのため、相互の接触状態を、より好適な構成とする上で不十分となる。また、前記突出量が、転動体の直径の1/10を超える場合は、対向する端部間の距離が広くなってしまうので、直動案内装置の負荷容量や剛性がその分低減する。したがって、端部間での、当接面と転動体との接触面積を小さくし、且つ、直動案内装置の負荷能力の低下をできるだけ抑制する上では、当接面が凸曲面を有する構成において、その凸曲面は、前記並び方向でのその突出量が、0.2mm〜転動体の直径の1/10の範囲とするのが望ましい。
Here, this protrusion amount D is preferably in the range of 0.2 mm to 1/10 of the diameter Da of the
このような構成によれば、この当接面59tおよびボール46A相互の接触する部分は、面接触ではなく、点接触とすることがより確実にできるので、面接触するものに比べて、その接触面積を可及的に小さくすることができる。
特に、当接面を凸曲面とすれば、転動体収容ベルト50の長手方向に伸びが生じて、この当接面59tにボール46Aが押しつけられても、端部の両間座部59が無限循環路28の径方向に逃げやすい。したがって、間座部59間に介装されたボール46Aが強く押さえ込まれる程度をより軽減させ、スライダ16の摺動抵抗が増大してしまうことをより抑制することができる。
According to such a configuration, the
In particular, if the contact surface is a convex curved surface, the rolling
また、当接面を、平面に替えて、凸曲面を有する構成とする場合においても、図6(b)に第五の変形例を示すように、対向する両間座部59間に、そこに収容されるボール46Aとの間に、ボールの並び方向に隙間(S1、S2)を有するものとすることができるのは勿論である。なお、この第五の変形例は、第四の変形例に対し、ボールの並び方向に隙間(S1、S2)を有する点のみが異なっている。
In addition, even when the contact surface is replaced with a flat surface and has a convex curved surface, as shown in FIG. 6B, there is a space between the
10 リニアガイド
12 案内レール
14 転動体案内面
16 スライダ
17 スライダ本体
18 負荷転動体案内面
20 転動体戻し通路
22 エンドキャップ
24 方向転換路
26 転動体軌道路
28 無限循環路
60 案内溝
46 ボール(転動体)
50 転動体収容ベルト
51 間座部
52 連結腕部
55 転動体収容部
59 (端部に位置する)間座部
59f (平面からなる)当接面
59t (凸曲面からなる)当接面
62 転動体列
D (凸曲面の)突出量
Da ボールの直径
S1,S2 隙間
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記転動体収容ベルトの両端部同士は、前記無限循環路内で互いに非接触な状態で対向して、その対向する両端部間に、前記転動体収容部に収容されない転動体を組み込み可能になっており、さらに、各端部は、当該両端部間に収容される転動体に当接する当接面をそれぞれに有し、当該当接面は、平面であることを特徴とする転動体収容ベルト。 A guide rail having a rolling element guide surface, and a load rolling element that is disposed so as to be relatively movable with respect to the guide rail and that forms a rolling element raceway with the rolling element guide surface so as to face the rolling element guide surface. A slider having a guide surface, a pair of direction changing paths respectively connected to both ends of the rolling element raceway, and a rolling element return passage communicating with the pair of direction changing paths, the rolling element raceway, and the pair of direction changing paths And a plurality of rolling elements that circulate while rolling in an infinite circulation path constituted by the rolling element return passages, and are interposed between the adjacent rolling elements. A plurality of spacers and the spacers are connected to each other, and have a connecting arm that projects outward from an end surface of the spacer, and is defined by the spacers and the connecting arms. Individual rolling elements in the rolling element housing Accommodating to a rolling elements accommodation belt which is formed into a closed end shape to align with the alignment direction in the endless circulation passage,
Both end portions of the rolling element housing belt face each other in a non-contact state in the endless circulation path, and a rolling element that is not accommodated in the rolling element housing portion can be incorporated between the opposing both end portions. Further, each end portion has a contact surface that contacts the rolling element accommodated between the both end portions, and the contact surface is a flat surface. .
前記転動体収容ベルトの両端部同士は、前記無限循環路内で互いに非接触な状態で対向して、その対向する両端部間に、前記転動体収容部に収容されない転動体を組み込み可能になっており、さらに、各端部は、当該両端部間に収容される転動体に当接する当接面をそれぞれに有し、当該当接面は、凸曲面であることを特徴とする転動体収容ベルト。 A guide rail having a rolling element guide surface, and a load rolling element that is disposed so as to be relatively movable with respect to the guide rail and that forms a rolling element raceway with the rolling element guide surface so as to face the rolling element guide surface. A slider having a guide surface, a pair of direction changing paths respectively connected to both ends of the rolling element raceway, and a rolling element return passage communicating with the pair of direction changing paths, the rolling element raceway, and the pair of direction changing paths And a plurality of rolling elements that circulate while rolling in an infinite circulation path constituted by the rolling element return passages, and are interposed between the adjacent rolling elements. A plurality of spacers and the spacers are connected to each other, and have a connecting arm that projects outward from an end surface of the spacer, and is defined by the spacers and the connecting arms. Individual rolling elements in the rolling element housing Accommodating to a rolling elements accommodation belt which is formed into a closed end shape to align with the alignment direction in the endless circulation passage,
Both end portions of the rolling element housing belt face each other in a non-contact state in the endless circulation path, and a rolling element that is not accommodated in the rolling element housing portion can be incorporated between the opposing both end portions. Further, each end portion has a contact surface that contacts a rolling element accommodated between the both end portions, and the contact surface is a convex curved surface. belt.
前記転動体収容ベルトとして、請求項1〜4のいずれか一項に記載の転動体収容ベルトを用いていることを特徴とする直動案内装置。 A guide rail having a rolling element guide surface, and a load rolling element that is disposed so as to be relatively movable with respect to the guide rail and that forms a rolling element raceway with the rolling element guide surface so as to face the rolling element guide surface. A slider having a guide surface, a pair of direction changing paths respectively connected to both ends of the rolling element raceway, and a rolling element return passage communicating with the pair of direction changing paths, the rolling element raceway, and the pair of direction changing paths , And a plurality of rolling elements that circulate while rolling in an infinite circuit constituted by the rolling element return passages, a plurality of spacers interposed between the adjacent rolling elements, and the spacer And connecting the rolling elements individually to a rolling element housing part defined by the spacer part and the connecting arm part. In the endless circuit. A rolling element containing belt formed in an end shape that is aligned in a direction, and both ends of the rolling element containing belt are opposed to each other in a non-contact state in the endless circulation path, and are opposed to each other. A linear motion guide device in which a rolling element that is not accommodated in the rolling element accommodating portion is incorporated between both ends,
A linear motion guide device using the rolling element accommodation belt according to any one of claims 1 to 4 as the rolling element accommodation belt.
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