JP2008121785A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加やスライダの摩擦抵抗の増大などを招くことなく案内レールの左右側面部とスライダ本体の袖部との間からスライダの内部に異物が入り込むことを抑制することのできる直動案内装置を提供する。
【解決手段】案内レール１が固定されるレール取付け面５とスライダ本体８の袖部８１との間の隙間（ギャップ）を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、往復直線運動する物体をその移動方向に案内するリニアガイドとして工作機械などで用いられる直動案内装置に関する。

直動案内装置は、直線状に形成された案内レールと、この案内レールの長手方向に相対移動するスライダとを有しており、スライダ内には、多数の転動体が組み込まれている。そして、スライダは案内レールの左右側面部に形成された転動体転動溝と対向する転動体転動溝を有すると共に案内レールの左右両側に袖部を有するスライダ本体と、このスライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップと、これらのエンドキャップ内に組み込まれた複数のリターンガイドとを備えており、スライダの相対移動に伴って転動体転動溝の溝面を転動した転動体は、エンドキャップとリターンガイドとの間に形成された方向転換路で方向転換した後、案内レールの長手方向に沿ってスライダ本体内に形成された転動体戻し用貫通路に導入されるようになっている。なお、転動体戻し用貫通路から出た転動体は、エンドキャップとリターンガイドとの間の方向転換路で再び方向転換した後、転動体転動溝の溝面を転動するようになっている。

このような直動案内装置は、切削粉や塵埃などの微小異物がスライダの内部に入り込むと、転動体の転がり運動が阻害され、スライダの作動性を低下させる原因となる。そこで、従来の直動案内装置では、適宜防塵埃シールを用いることによりスライダ内部への微小な異物の侵入防止を図っている。このうち、特にレール側面とスライダとの隙間からの侵入を防ぐものとして、薄肉の弾性シール片を有するアンダーシールをスライダ本体の袖部に取り付け、アンダーシールの弾性シール片を案内レールの左右側面部に摺接させて微小異物が案内レールの左右側面部とスライダ本体の袖部との間からスライダの内部に入り込むことを防止するようにしている（特許文献１−３参照）。
実公平６−１９８５７号公報 特開平７−２９３５６２号公報 特開２００１−１６５１６２号公報

しかしながら、スライダ本体の袖部にアンダーシールを取り付けると、直動案内装置の部品点数が増加し、コストの上昇を招くという問題がある。また、案内レールとアンダーシールとの接触部に摩擦力が発生するため、案内レールに対するスライダの摩擦抵抗が増大するという問題がある。さらに、案内レールの長手方向にスライダが相対移動すると、アンダーシールが摩耗して摩耗粉が発生するため、清浄性が要求される環境下では使用できないという問題がある。

本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、部品点数の増加やスライダの摩擦抵抗の増大などを招くことなく案内レールの左右側面部とスライダ本体の袖部との間からスライダの内部に異物が入り込むことを抑制することのできる直動案内装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る直動案内装置は、案内レールの長手方向に相対移動するスライダが前記案内レールの左右側面部に形成された転動体転動溝と対向する複数の転動体転動溝を有するスライダ本体と、このスライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップとを備えてなり、かつ前記スライダ本体が前記案内レールの左右両側に袖部を有する直動案内装置において、前記案内レールが固定されるレール取付け面と前記スライダ本体の袖部との間の隙間を前記案内レールの左右側面部と前記スライダ本体の袖部との間から前記スライダ内に微小異物が入らない程度に小さくしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１記載の直動案内装置において、前記レール取付け面と前記袖部との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする。
請求項３記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１または２記載の直動案内装置において、前記エンドキャップが前記案内レールの左右両側に袖部を有し、該袖部と前記レール取付け面との間の隙間を前記案内レールの左右側面部と前記エンドキャップの袖部との間から前記スライダ内に微小異物が入らない程度に小さくしたことを特徴とする。

請求項４記載の発明に係る直動案内装置は、請求項３記載の直動案内装置において、前記レール取付け面と前記エンドキャップの袖部との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする。
請求項５記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１〜４のいずれか一項記載の直動案内装置において、前記スライダが前記案内レールの左右両側に袖部を有する一対のサイドシールを具備し、該サイドシールの袖部と前記レール取付け面との間の隙間を前記案内レールの左右側面部と前記サイドシールの袖部との間から前記スライダ内に微小異物が入らない程度に小さくしたことを特徴とする。

請求項５記載の発明に係る直動案内装置は、請求項５記載の直動案内装置において、前記レール取付け面と前記サイドシールの袖部との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする。

本発明によれば、案内レールが固定されるレール取付け面とスライダ本体の袖部との間にラビリンスシールが形成されるため、レール取付け面とスライダ本体の袖部との間からスライダ２の内部に微小異物が入り難くなる。したがって、アンダーシールが不要となり、部品点数の削減を図ることができるとともに、案内レールに対するスライダの摩擦抵抗を低減することができる。さらに、アンダーシールの摩耗による摩耗粉の発生を防止できるので、清浄性が要求される環境下でも使用することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の正面図、図２は同実施形態に係る直動案内装置の平面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図であって、第１の実施形態に係る直動案内装置は、案内レール１及びスライダ２を備えている。

案内レール１は合金鋼などの鋼材を直線状に引き抜き加工及び仕上げ加工等をして形成されており、この案内レール１の左右側面部には、転動体転動溝３が案内レール１の長手方向に沿って二条ずつ形成されている。また、案内レール１は案内レール１の高さ方向に貫通する複数のレール取付け孔４を有しており、これらのレール取付け孔４には、案内レール１をレール取付け面５に固定するレール固定用ボルト６が挿入されるようになっている。

スライダ２は案内レール１の長手方向に相対移動するようになっており、このスライダ２の内部には、多数の転動体７が組み込まれている。また、スライダ２は案内レール１の左右両側に袖部８１（図３参照）を有するスライダ本体８と、このスライダ本体８の一端と他端に装着された一対のエンドキャップ９，９と、これらのエンドキャップ９内に組み込まれた複数のリターンガイド１０と、案内レール１とエンドキャップ９との間の隙間をシールする一対のサイドシール１１,１１とを備えており、スライダ本体８の袖部８１には、案内レール１の転動体転動溝３と対向する転動体転動溝１２が二条ずつ形成されている。

案内レール１の側面とスライダ本体８の対向する内面との隙間は、後述のギャップｇ１と比べ十分に広い隙間となっており、従って、スライダ本体８の内面は転動体転動溝１２の部分を除き、高精度な仕上げ加工を必要としない。
転動体７は本実施形態では球状をなしており、スライダ２の相対移動に伴って転動体転動溝３，１２の溝面を転動した転動体７は、エンドキャップ９とリターンガイド１０との間に形成された方向転換路１３で方向転換した後、案内レール１の長手方向に沿ってスライダ本体８内に形成された転動体戻し用貫通路１４に導入されるようになっている。

スライダ本体８の袖部８１はレール取付け面５に対向する下面部８１ａを有しており、この下面部８１ａとレール取付け面５との間のギャップｇ１は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下となっている。ここで、ギャップｇ１の上限値を０．３ｍｍとした理由は、袖部８１の下面部８１ａとレール取付け面５との間のギャップが０．３ｍｍを越えると、スライダ２の内部に微小異物が入り込みやすくなるためである。また、ギャップｇ１の下限値を０．１ｍｍとした理由は、袖部８１の下面部８１ａとレール取付け面５との間のギャップが０．１ｍｍを下回ると、製作誤差や熱膨張等によりスライダ本体８がレール取付け面５に接触しやすくなるためである。

なお、本実施の形態において、袖部８１の下面部８１ａは仕上げ加工されるが、従来においてもスライダ本体８の下面は基準面の１つであり、仕上げ加工を必要とするため、新たな負担が加わるものではない。
エンドキャップ９は案内レール１の左右両側に袖部９１を有しており、これら袖部９１とレール取付け面５との間のギャップｇ２は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下となっている。ここで、ギャップｇ２の上限値を０．３ｍｍとした理由は、エンドキャップ９の袖部９１とレール取付け面５との間のギャップが０．３ｍｍを越えると、スライダ２の内部に微小異物が入り込みやすくなるためである。また、ギャップｇ２の下限値を０．１ｍｍとした理由は、エンドキャップ９の袖部９１とレール取付け面５との間のギャップが０．１ｍｍを下回ると、製作誤差や熱膨張等によりエンドキャップ９がレール取付け面５に接触しやすくなるためである。

サイドシール１１は案内レール１の左右両側に袖部１１１を有しており、これら袖部１１１とレール取付け面５との間のギャップｇ３は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下となっている。ここで、ギャップｇ３の上限値を０．３ｍｍとした理由は、サイドシール１１の袖部１１１とレール取付け面５との間のギャップが０．３ｍｍを越えると、スライダ２の内部に微小異物が入り込みやすくなるためである。また、ギャップｇ３の下限値を０．１ｍｍとした理由は、サイドシール１１の袖部１１１とレール取付け面５との間のギャップが０．１ｍｍを下回ると、製作誤差や熱膨張等によりサイドシール１１がレール取付け面５に接触しやすくなるためである。

このような構成によると、案内レール１が固定されるレール取付け面５とスライダ本体８の袖部８１との間にラビリンスシールが形成されるため、レール取付け面５とスライダ本体８の袖部８１との間からスライダ２の内部に微小異物が入り難くなる。また、エンドキャップ９の袖部９１とレール取付け面５との間にラビリンスシールが形成されるとともに、サイドシール１１の袖部１１１とレール取付け面５との間にラビリンスシールが形成されるため、レール取付け面５とエンドキャップ９の袖部９１およびサイドシール１１の袖部１１１との間からスライダ２の内部に微小異物が入り難くなる。したがって、アンダーシールが不要となり、部品点数の削減を図ることができるとともに、案内レール１に対するスライダ２の摩擦抵抗を低減することができる。さらに、アンダーシールの摩耗による摩耗粉の発生を防止できるので、清浄性が要求される環境下でも使用することができる。

また、案内レール１の側面とスライダ本体８の内面との間の隙間は大きくしてよいので、この隙間に対応する部分のスライダ本体８の内面は高精度な加工を必要としない。また、もともと、この種の直動案内装置は幅方向に比べ上下方向の剛性が高いため、大きな負荷がかかる場合にも側面をラビリンスにする場合に比べ、相対的にｇ１、ｇ２、ｇ３を小さく設定できる。

上述した第１の実施形態ではレール取付け面とエンドキャップの袖部との間のギャップ（ｇ１及びｇ２）を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下にするとともに、レール取付け面とサイドシールの袖部との間のギャップ（ｇ３）を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下にしたが、レール取付け面とスライダ本体の袖部との間のギャップ（ｇ１）のみ、あるいはｇ１に加えｇ２とｇ３のいずれか一方を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下にしても第１の実施形態と近い効果が得られる。

また、第１の実施形態ではスライダの内部に球状の転動体が組み込まれた直動案内装置に本発明を適用したものを例示したが、これに限定されるものではない。たとえば、図５に示す第２の実施形態のように、スライダの内部にころ状の転動体７が組み込まれた直動案内装置についても本発明を適用することができる。
また、第１の実施形態では案内レールが固定されるレール取付け面として平面状のレール取付け面５を示したが、図５に示す第２の実施形態のように、レール取付け面５が段部５ａを有するものについても本発明を適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の平面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 図２のIV−IV線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る直動案内装置の正面図である。

符号の説明

１ 案内レール
２ スライダ
３ 転動体転動溝
５ レール取付け面
７ 転動体
８ スライダ本体
８１ 袖部
９ エンドキャップ
９１ 袖部
１０ リターンガイド
１１ サイドシール
１１１ 袖部
１２ 転動体転動溝
１３ 方向転換路
１４ 転動体戻し用貫通路
ｇ１，ｇ２，ｇ３ ギャップ

Claims (6)

1. 案内レールの長手方向に相対移動するスライダが前記案内レールの左右側面部に形成された転動体転動溝と対向する複数の転動体転動溝を有するスライダ本体と、このスライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップとを備えてなり、かつ前記スライダ本体が前記案内レールの左右両側に袖部を有する直動案内装置において、
   前記案内レールが固定されるレール取付け面と前記スライダ本体の袖部との間の隙間を前記案内レールの左右側面部と前記スライダ本体の袖部との間から前記スライダ内に微小異物が入らない程度に小さくしたことを特徴とする直動案内装置。
2. 請求項１記載の直動案内装置において、前記レール取付け面と前記袖部との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする直動案内装置。
3. 請求項１または２記載の直動案内装置において、前記エンドキャップが前記案内レールの左右両側に袖部を有し、該袖部と前記レール取付け面との間の隙間を前記案内レールの左右側面部と前記エンドキャップの袖部との間から前記スライダ内に微小異物が入らない程度に小さくしたことを特徴とする直動案内装置。
4. 請求項３記載の直動案内装置において、前記レール取付け面と前記エンドキャップの袖部との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする直動案内装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載の直動案内装置において、前記スライダが前記案内レールの左右両側に袖部を有する一対のサイドシールを具備し、該サイドシールの袖部と前記レール取付け面との間の隙間を前記案内レールの左右側面部と前記サイドシールの袖部との間から前記スライダ内に微小異物が入らない程度に小さくしたことを特徴とする直動案内装置。
6. 請求項５記載の直動案内装置において、前記レール取付け面と前記サイドシールの袖部との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする直動案内装置。

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