JP2013087893A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封装置の密封性の低下が生じにくい直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置は、複数の円筒ころ３を転動体転動路１３内に転動自在に保持する保持器８を備えている。スライダ２の両内側面の下部には、軸方向に延びる略棒状のアンダーシール４０，４０が保持器８を介して装着されている。また、スライダ２の両内側面の上部には、軸方向に延びる略棒状のインナーシール５０，５０が保持器８を介して装着されている。スライダ２に装着されたアンダーシール４０及びインナーシール５０の軸方向両端面は、スライダ２の軸方向両端部にまで至っていて、サイドシール５，５の補強板２１，２１の板面にそれぞれ当接している。
【選択図】図８

Description

本発明は直動案内装置に関する。

一般的に直動案内装置には、案内レールとスライダとの間の隙間の開口を密封して、スライダの内部の潤滑剤が外部に漏出することを防ぐとともに、外部の異物（ゴミ，塵埃等）がスライダの内部に侵入することを防ぐシールが備えられている。詳述すると、案内レールとスライダとの間の隙間の開口のうち、スライダの軸方向端面側に面する部分を密封するサイドシールと、スライダの下面側に面する部分を密封するアンダーシールとがスライダに装着されていて、前記開口の全体が密封されるようになっている。
サイドシールは略板状の部材であり、スライダの軸方向端部に取り付けられている。また、アンダーシールは軸方向に延びる略棒状の部材であり、例えば案内レールと対向するスライダの内面の下部（下面近傍部分）に取り付けられている。

さらに、スライダには、サイドシールを越えてスライダ内に侵入した異物が転動体転動路（案内レールの転動体軌道面及びスライダの転動体軌道面の間に形成される、転動体が転動する通路）の内部に侵入することを防止するために、インナーシールが設けられている。インナーシールは軸方向に延びる略棒状の部材であり、例えば案内レールと対向するスライダの内面の上部に転動体転動路に沿って取り付けられている。

アンダーシールやインナーシールには、スライダの移動に伴って軸方向の力が作用するので、これらシールが軸方向に変位してしまうおそれがあるが、そうするとアンダーシールやインナーシールの密封性が低下してしまうのはもちろんのこと、アンダーシールやインナーシールの軸方向変位によって、これらシールの周辺に配された部品が損傷を受けて直動案内装置の機能が損なわれるおそれもあった。

アンダーシールやインナーシールの軸方向変位を抑制する技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術においては、スライダの軸方向端部に取り付けたサイドシールに係合穴を形成し且つアンダーシールの軸方向両端部に係止部を設け、サイドシールの係合穴にアンダーシールの係止部を係合することにより、サイドシールにアンダーシールの軸方向端部を固定している。

特許第２９３１４６５号公報

しかしながら、直動案内装置の構造上、係合穴や係止部の大きさには制限があるため、係合強度が不十分となるおそれがあった。その結果、アンダーシールの係止部が損傷するなどして係合穴から抜け落ち、アンダーシールがスライダから脱落して、アンダーシールの密封性が損なわれるおそれがあった。また、インナーシールについても、同様の問題が生じるおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、密封装置の密封性の低下が生じにくい直動案内装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の態様は、次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る直動案内装置は、軸方向に延びる転動体軌道面を有する案内レールと、前記案内レールの転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体軌道面及び前記スライダの転動体軌道面の間に形成される転動体転動路内に転動自在に配された複数の転動体と、を備える直動案内装置であって、前記転動体転動路を密封するための軸方向に延びる密封装置が、前記スライダに取り付けられ、前記案内レールに向かって延びて前記案内レールに滑り接触しており、前記密封装置の軸方向端面に当接して前記密封装置の軸方向変位を抑制するバックアップ部材が、前記スライダに設けられていることを特徴とする。

このような直動案内装置においては、前記スライダの軸方向端部に取り付けられ前記案内レールに滑り接触して、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口のうち前記スライダの軸方向端面側に面する部分を密封するサイドシールをさらに備え、前記サイドシールは、前記案内レールに滑り接触する弾性体製のサイドシール本体と、前記サイドシール本体を補強する補強部材と、を備え、前記密封装置は前記スライダの軸方向端部まで延びて、前記密封装置の軸方向端面が前記サイドシールの補強部材に当接しており、前記サイドシールの補強部材を前記バックアップ部材としていることが好ましい。

あるいは、前記スライダの軸方向端部に取り付けられ前記案内レールに滑り接触して、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口のうち前記スライダの軸方向端面側に面する部分を密封するサイドシールをさらに備え、前記スライダの軸方向端部と前記サイドシールとの間に前記バックアップ部材が介装されており、前記スライダの軸方向端部まで延びた前記密封装置の軸方向端面が前記バックアップ部材に当接していることことが好ましい。

本発明の直動案内装置は、転動体転動路を密封するための軸方向に延びる密封装置の軸方向端面に当接して密封装置の軸方向変位を抑制するバックアップ部材が、スライダに設けられているので、密封装置の密封性の低下が生じにくい。

本発明に係る直動案内装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。 図１の直動案内装置を軸方向端部側から見た正面図である。 図１の直動案内装置に使用される保持器の構造を説明する斜視図である。 図３の保持器の軸方向端面図である。 アンダーシールが装着された保持器の斜視図である。 サイドシール及び保持器が装着されたスライダの底面図である。 サイドシールの補強板の形状を説明する図である。 アンダーシールの軸方向端面がサイドシールの補強板に当接した状態を説明する図である。 インナーシールの軸方向端面がサイドシールの補強板に当接した状態を説明する図である。 従来のサイドシールの補強板の形状を説明する図である。

本発明に係る直動案内装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。また、図２は、図１の直動案内装置を軸方向端部側から見た正面図（ただし、左側半分はサイドシール及びエンドキャップを省略して図示している）である。さらに、図３は、図１の直動案内装置に使用される保持器の構造を説明する斜視図である。さらに、図４は、図３の保持器の軸方向端面図である。さらに、図５は、アンダーシール（又はインナーシール）が装着された保持器の斜視図である。さらに、図６は、サイドシール及び保持器が装着されたスライダの底面図である。

なお、これらの各図においては、同一又は相当する部分には、同一の符号を付してある。また、これ以降の説明において「断面」と記した場合は、特に断りがない限り、軸方向に直交する平面で切断した場合の断面を意味する。さらに、これ以降の説明における「上」，「下」，「左」，「右」等の方向を示す用語は、特に断りがない限り、説明の便宜上、図２におけるそれぞれの方向を意味するものである。

軸方向に延びる断面形状略四角形の案内レール１の上に、断面形状略コ字状のスライダ２が軸方向に移動可能に組み付けられている。この案内レール１の左右両側面１ａ，１ａには、軸方向に延びる凹部がそれぞれ形成されている。そして、それら凹部内には、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状にそれぞれ形成されていて、左右合計４つの傾斜面はそれぞれ転動体軌道面１０をなしている。

また、スライダ２は、案内レール１の上面１ｂに沿う平板部７と、平板部７の左右両側部からそれぞれ下方に延び側面１ａに沿う２つの腕部６，６と、からなり、平板部７と腕部６，６とのなす角度は略直角であるため、スライダ２の断面形状は略コ字状をなしている。そして、スライダ２は、両腕部６，６の間に案内レール１を挟むようにして、案内レール１に移動可能に取り付けられている。このようなスライダ２は、スライダ本体２Ａと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ２Ｂ，２Ｂと、で構成されている。

さらに、スライダ本体２Ａの左右両腕部６，６の内側面には、軸方向に延びる凸部が、案内レール１の側面１ａに向かって突出するように形成されている。そして、それら凸部上には、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状にそれぞれ形成されていて、左右合計４つの傾斜面は、それぞれ案内レール１の転動体軌道面１０，１０，１０，１０に対向する転動体軌道面１１，１１，１１，１１をなしている。すなわち、案内レール１の転動体軌道面１０とスライダ２の転動体軌道面１１との数は同数である。

そして、案内レール１の転動体軌道面１０，１０，１０，１０とスライダ２の転動体軌道面１１，１１，１１，１１との間に、断面形状略矩形の転動体転動路１３，１３，１３，１３がそれぞれ形成されていて、これらの転動体転動路１３，１３，１３，１３は軸方向に延びている。この転動体転動路１３内には、転動体である複数の円筒ころ３が、保持器８，８に保持されつつ転動自在に装填されていて、これらの円筒ころ３の転動を介してスライダ２が案内レール１に沿って軸方向に移動するようになっている。

この保持器８は、例えば樹脂材料（樹脂の例としてはポリアセタール、ポリアミドがあげられる）、金属材料（金属の例としてはアルミニウム、鋼があげられる）の成形品からなり、軸方向に延びる略三角柱状の支柱部３１と、支柱部３１の平行な３辺のうち２辺から略ハ字状をなすように延びる２つの長方形枠状部３２，３２と、を備えている。長方形枠状部３２には、長方形状の貫通孔である開口部３３が形成されており、この開口部３３内に複数の円筒ころ３が収容され保持されている。複数の円筒ころ３は、長方形枠状部３２の長手方向に沿って並んでおり、円筒ころ３の両端面が開口部３３の内面によって軸方向に案内されるようになっている。

そして、支柱部３１の平行な３辺のうち長方形枠状部３２が形成されていない残りの１辺が、スライダ本体２Ａの腕部６の内側面に形成されている凸部の頂点部分に対向するように、且つ、２つの長方形枠状部３２が転動体軌道面１０，１１に沿うように（すなわち、保持器８が腕部６の内側面に沿うように）、保持器８がスライダ２に固定されている。固定する部分は特に限定されるものではなく、例えば、支柱部３１をスライダ本体２Ａの腕部６の内側面に固定してもよいし、保持器８の軸方向両端部を両エンドキャップ２Ｂにそれぞれ固定してもよい。

さらに、スライダ２は、スライダ本体２Ａの左右両腕部６，６の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路１３，１３，１３，１３と平行をなして軸方向に貫通する断面形状略矩形の直線孔からなる直線状路１４，１４，１４，１４を備えている。例えば、両腕部６に形成された軸方向に延びる孔１６内に、円筒ころ３の形状に沿う断面形状の内面を有する管状部材１８を挿入すれば、この管状部材１８の内面で形成される直線孔により直線状路１４が構成される。なお、転動体がボールである場合には、直線状路１４は断面形状略円形とすることが好ましい。

一方、エンドキャップ２Ｂは、例えば樹脂材料の成形品からなり、断面形状が略コ字状に形成されている。また、エンドキャップ２Ｂの裏面（スライダ本体２Ａとの当接面）の左右両側には、断面形状略矩形の半ドーナツ状の湾曲路（図示せず）が上下二段に形成されている。このエンドキャップ２Ｂをスライダ本体２Ａに取り付けると、湾曲路によって転動体転動路１３と直線状路１４とが連通される。これら直線状路１４と両端の湾曲路とで、円筒ころ３を転動体転動路１３の終点から始点へ送る転動体戻し路が構成され（転動体戻し路は転動体転動路１３と同数設けられている）、転動体転動路１３と前記転動体戻し路とで、略環状の転動体循環路が構成される。そして、この略環状の転動体循環路は、案内レール１を挟んで左右両側に形成される。

案内レール１に組みつけられたスライダ２が案内レール１に沿って軸方向に移動すると、転動体転動路１３内に装填されている円筒ころ３は、転動体転動路１３内を転動しつつ案内レール１に対してスライダ２と同方向に移動する。そして、円筒ころ３が転動体転動路１３の終点に達すると、転動体転動路１３からすくい上げられ湾曲路へ送られる。湾曲路に入った円筒ころ３はＵターンして直線状路１４に導入され、直線状路１４を通って反対側の湾曲路に至る。ここで再びＵターンして転動体転動路１３の始点に戻り、このような転動体循環路内の循環を無限に繰り返す。

さらに、上記のような本実施形態の直動案内装置には、複数種のシールが備えられている。以下に、各シールについて詳細に説明する。
スライダ２の軸方向両端部（各エンドキャップ２Ｂの軸方向外端面）には、エンドキャップ２Ｂと同様に断面形状が略コ字状に形成されたサイドシール５，５が装着されている。このサイドシール５は、案内レール１の外面（上面１ｂ及び左右両側面１ａ，１ａ）に滑り接触する弾性体製のサイドシール本体２２と、サイドシール本体２２を補強する樹脂，金属等からなる補強板２１（本発明の構成要件である補強部材に相当する）と、を備えている（図６を参照）。

そして、サイドシール本体２２のリップ部２３が、サイドシール本体２２の内面からさらに内方に突出して形成されていて、案内レール１の上面１ｂ及び左右両側面１ａ，１ａ（転動体軌道面１０を含む）に滑り接触しており、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうち、スライダ２の軸方向端面側に面する部分を密封している。
また、案内レール１と対向するスライダ２の両内側面の下部（下面近傍部分）には、軸方向に延びる略棒状のアンダーシール４０，４０（本発明の構成要件である密封装置に相当する）が保持器８を介して装着されている。アンダーシール４０は弾性体で構成されており、基部４０ａが保持器８に取り付けられるとともに、基部４０ａから案内レール１の側面１ａに向かって内方に突出して形成されたリップ部４０ｂが案内レール１の左右両側面１ａ，１ａに滑り接触しているため、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうちスライダ２の下面側に面する部分が密封されている。

スライダ２に装着されたアンダーシール４０の軸方向両端面は、スライダ２の軸方向両端部にまで至っていて、サイドシール５，５の補強板２１，２１の板面にそれぞれ当接している。詳述すると、従来のサイドシールの補強板は図１０のような形状をなしていたが、本実施形態のサイドシール５の補強板２１は、図７に示すような形状をなしており、従来と比べて補強板２１の内側面の一部（図７の円で囲んだ部分）が案内レール１の側面１ａに向かって内方に突出している。この突出部分２１ａにアンダーシール４０の軸方向端面が当接している（図８を参照）。

これらサイドシール５，５及びアンダーシール４０，４０により、前記開口の全体が密封されるようになっていて、外部から前記隙間への異物の侵入や、前記隙間から外部への潤滑剤の漏出が防止されている。よって、スライダ２の内部にある転動体転動路１３への異物の侵入が抑制されるとともに、転動体転動路１３内の潤滑剤の漏出が抑制される。
さらに、図２に示すように、案内レール１と対向するスライダ２の両内側面の上部には、軸方向に延びる略棒状のインナーシール５０，５０（本発明の構成要件である密封装置に相当する）が保持器８を介して装着されている。すなわち、軸方向に延びるインナーシール５０が、スライダ本体２Ａ及びエンドキャップ２Ｂの内側面に、上側の転動体軌道面１１に沿うように保持器８を介して取り付けられている。

インナーシール５０は弾性体で構成されており、基部５０ａが保持器８に取り付けられるとともに、基部５０ａから案内レール１の側面１ａに向かって内方に突出して形成されたリップ部５０ｂが案内レール１の左右両側面１ａ，１ａに滑り接触しているため、サイドシール５を越えてスライダ２内に侵入したゴミ，塵埃等の異物が案内レール１の上面１ｂ側から転動体軌道面１０，１１（転動体転動路１３の内部）に侵入することが抑制される。

スライダ２に装着されたインナーシール５０の軸方向両端面は、スライダ２の軸方向両端部にまで至っていて、サイドシール５，５の補強板２１，２１の板面にそれぞれ当接している。詳述すると、アンダーシール４０の場合と同様に、補強板２１の突出部分２１ａにインナーシール５０の軸方向端面が当接している（図９を参照）。
ここで、アンダーシール４０及びインナーシール５０の保持器８への取り付け方法について説明する。図３〜５に示すように、保持器８には、軸方向に延びる直線状の溝３５が形成されている。この溝３５の断面形状は、図４に示すように、溝開口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも狭い略ハ字状（台形状）とされている。また、アンダーシール４０の基部４０ａ及びインナーシール５０の基部５０ａの断面形状は、溝３５の断面形状に対応する形状となっている。

よって、溝３５の軸方向端部からアンダーシール４０の基部４０ａ（又はインナーシール５０の基部５０ａ）を溝３５内に挿入していけば、アンダーシール４０の基部４０ａ（又はインナーシール５０の基部５０ａ）を溝３５に係合することができる。そして、溝３５の断面形状が前述のように略ハ字状（台形状）となっているため、アンダーシール４０（又はインナーシール５０）が溝開口部から簡単に抜け落ちないようになっている。

ただし、アンダーシール４０やインナーシール５０には、スライダ２の移動に伴って軸方向の力が作用するので、その際には、アンダーシール４０やインナーシール５０は 前記力を受けて軸方向に変位しようとする。しかしながら、前述したように、アンダーシール４０及びインナーシール５０は、その軸方向両端面がサイドシール５，５の補強板２１の突出部分２１ａの板面に当接しているので、補強板２１がバックアップ部材として機能し、アンダーシール４０及びインナーシール５０の軸方向変位を抑制する。

アンダーシール４０及びインナーシール５０の軸方向変位が抑制されるので、アンダーシール４０及びインナーシール５０の密封性の低下が生じにくい。また、アンダーシール４０及びインナーシール５０の周辺に配された部品（例えば、樹脂材料製のエンドキャップ２Ｂや、サイドシール５の弾性体製のサイドシール本体２２）が損傷を受けて、直動案内装置の機能が損なわれるおそれもほとんどない。

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、サイドシール５の補強板２１をバックアップ部材としていたが、サイドシール５の補強板２１とは別体の部材をスライダ２に取り付けて、バックアップ部材としてもよい。例えば、金属，樹脂材料等からなる板状部材を、スライダ２のエンドキャップ２Ｂの軸方向外端面とサイドシール５との間に介装し、この板状部材にアンダーシール４０（又はインナーシール５０）の軸方向端面を当接させる（突き当てる）ことにより、バックアップ部材として用いてもよい。

また、本実施形態においては、アンダーシール４０及びインナーシール５０は保持器８を介してスライダ２に取り付けられていたが、スライダ２の内側面に直接取り付けられていてもよい。すなわち、スライダ２の内側面に保持器８の溝３５と同様の形状の溝を設けて、この溝にアンダーシール４０，インナーシール５０を係合させてもよい。
さらに、本実施形態の直動案内装置は、アンダーシール４０及びインナーシール５０の両方を備えていたが、いずれか一方のみを備える構成としてもよい。

さらに、サイドシール５のサイドシール本体２２、アンダーシール４０、及びインナーシール５０を構成する弾性体の種類は特に限定されるものではなく、一般的なシールの素材として用いられる弾性体を採用することが可能である。例えば、ゴムや可撓性の高い樹脂が好ましく、具体例としてはニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー等があげられる。

さらに、ころの種類は円筒ころに限定されるものではなく、円すいころ，針状ころ等の他種のころも使用可能である。また、転動体はころに限定されるものではなく、ボールであってもよい。転動体がボールである場合には、転動体軌道面１０，１１は平面ではなく断面略円弧状の溝面からなり、転動体転動路１３は断面形状略円形となる。さらに、転動体がころである場合は、案内レール１及びスライダ２が備える転動体軌道面１０，１１の数は、それぞれ複数であればよく、片側二列に限らず片側三列などであってもよい。また、転動体がボールである場合は、案内レール１及びスライダ２が備える転動体軌道面１０，１１の数は、それぞれ単数（片側一列）でもよいし複数（片側二列以上）でもよい。

１ 案内レール
２ スライダ
３ 円筒ころ
５ サイドシール
８ 保持器
１０ 転動体軌道面
１１ 転動体軌道面
１３ 転動体転動路
２１ 補強板
２１ａ 突出部分
２２ サイドシール本体
４０ アンダーシール
５０ インナーシール

Claims (3)

1. 軸方向に延びる転動体軌道面を有する案内レールと、前記案内レールの転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体軌道面及び前記スライダの転動体軌道面の間に形成される転動体転動路内に転動自在に配された複数の転動体と、を備える直動案内装置であって、
   前記転動体転動路を密封するための軸方向に延びる密封装置が、前記スライダに取り付けられ、前記案内レールに向かって延びて前記案内レールに滑り接触しており、
   前記密封装置の軸方向端面に当接して前記密封装置の軸方向変位を抑制するバックアップ部材が、前記スライダに設けられていることを特徴とする直動案内装置。
2. 前記スライダの軸方向端部に取り付けられ前記案内レールに滑り接触して、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口のうち前記スライダの軸方向端面側に面する部分を密封するサイドシールをさらに備え、
   前記サイドシールは、前記案内レールに滑り接触する弾性体製のサイドシール本体と、前記サイドシール本体を補強する補強部材と、を備え、
   前記密封装置は前記スライダの軸方向端部まで延びて、前記密封装置の軸方向端面が前記サイドシールの補強部材に当接しており、前記サイドシールの補強部材を前記バックアップ部材としていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。
3. 前記スライダの軸方向端部に取り付けられ前記案内レールに滑り接触して、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口のうち前記スライダの軸方向端面側に面する部分を密封するサイドシールをさらに備え、
   前記スライダの軸方向端部と前記サイドシールとの間に前記バックアップ部材が介装されており、前記スライダの軸方向端部まで延びた前記密封装置の軸方向端面が前記バックアップ部材に当接していることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。

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