JP4770261B2

JP4770261B2 - 直動案内装置

Info

Publication number: JP4770261B2
Application number: JP2005140049A
Authority: JP
Inventors: 宏樹山口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: JP2006316890A

Description

本発明は、ワークテーブル等の移動体をその移動方向に案内する装置として産業機械等に用いられる直動案内装置に関する。

産業機械等に用いられる直動案内装置として、たとえば、下記の特許文献１及び２に記載されたものが知られている。この直動案内装置は転動体を保持する保持器がエンドキャップのリターンガイドと一体に構成されているため、インサート成形に対しては成形性と接続部の連続性を確保でき、スライダへの一体加工に対してはコストダウンとなるという利点を有している。
実開昭５９−１８１３３１号公報特開平１１−７２１１９号公報

しかしながら、上記文献に記載された直動案内装置においては、
（ａ）転動体保持器をリターンガイドと共に樹脂にて成形する場合、リターンガイドによる肉厚が存在するため、樹脂成形時のヒケによって変形が発生し易い、
（ｂ）樹脂成形時のヒケによる変形を抑える目的でリターンガイドの裏側に肉盗みを形成する必要があるため、複雑な金型構成が必要となる、
（ｃ）転動体戻し路に挿入されたスリーブの位置決めを必要とする場合には、転動体保持器と一体に樹脂成形されたリターンガイドが転動体戻し路側に張り出すため、転動体保持器を組み付ける前にスリーブを転動体戻し路に挿入する必要があり、直動案内装置の組立性を阻害する、などの問題があった。また、スライダ本体とスリーブで位置決めをするには、スライダ本体に何らかの加工が必要であり、コストアップとなる。また、スリーブの位置を合せながら位置決めの機能を持つ保持器やエンドキャップを組み付ける必要があり、組立性が悪いという問題もあった。
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り、作動性、騒音特性及び耐久性を低下させることなく生産性及び組立性の向上を図ることのできる直動案内装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、案内レールと、該案内レール上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スライダ本体と、前記案内レール及び前記スライダ本体の両転動体転動溝間に形成された転動体転走路及び前記スライダ本体内に形成された転動体戻し路に連通する方向転換路を夫々有すると共にリターンガイドを夫々有する二つのエンドキャップと、前記スライダ本体及び前記エンドキャップからなるスライダの相対的直線運動に伴って前記案内レール及び前記スライダ本体の転動体転動溝上を転動する多数の転動体と、前記スライダに組み付けられた樹脂製の転動体保持器と、を備えた直動案内装置であって、前記転動体保持器が前記スライダ本体を挟んで相対向する二つのプレート部を有して、前記スライダ本体の両内側面に１対設けられ、前記エンドキャップ及び該エンドキャップに設けられた前記リターンガイドの少なくともいずれか一方に係合して前記転動体転走路に対して前記転動体保持器を位置決めする位置決め部が前記プレート部に設けられ、前記方向転換路または前記転動体戻し路に潤滑剤を供給する潤滑剤供給溝が前記プレート部に設けられ、前記スライダ本体の転動体転動溝は、前記スライダ本体の内側面上部と内側面下部に設けられ、前記転動体保持器は、前記スライダ本体の内側面上部に設けられた転動体転動溝の上側に配置される部位と、前記スライダ本体の内側面上部に設けられた転動体転動溝と前記スライダ本体の内側面下部に設けられた転動体転動溝との間に配置される部位と、前記スライダ本体の内側面下部に設けられた転動体転動溝の下側に配置される部位とを有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の直動案内装置において、前記転動体戻し路に挿入され、前記スライダ本体から突出する樹脂製のスリーブの端部と嵌合して前記スリーブを位置決めする位置決め部が前記プレート部に設けられたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の直動案内装置において、前記転動体保持器は、長手方向直角断面において屈曲部を有することを特徴とする。

本発明に係る直動案内装置によれば、スライダ本体を挟んで相対向する二つのプレート部を転動体保持器が有することにより、転動体保持器がプレート部を持たないものと比較して、保持部のみを別体としてエンドキャップやスライダに組み込む必要がないため、スライダへの転動体保持器の組み付け性が向上すると共に転動体保持器の強度を高めることができる。これにより、曲がり等の変形が転動体保持器に生じ難くなるので、転動体を確実に保持することができる。また、転動体保持器のプレート部に他の循環経路をなす循環部品を樹脂成形しなくてもよいので、転動体保持器の厚さを変形が生じ難い最適な厚さに設定することができ、これにより、転動体保持器を高精度に樹脂成形することができる。さらに、転動体保持器に複雑な肉盗みを形成する必要がないので、構成が簡単な金型を用いて転動体保持器を樹脂成形することができる。

また、本矩形状の保持器をスライダに装着した後、スリーブを長手方向から位相を合せながら挿入可能であり、組立性が向上する。また、保持器のプレート部にエンドキャップやリターンガイドの位置決め部やスリーブの位置決め部を設けることによって、従来、実施していたスライダ端面への位置決め部の加工が不要になり、生産性が向上すると共に保持器に対するエンドキャップ、リターンガイド、スリーブの位置が正確に定まり、作動性や騒音特性も向上する。また、保持器にプレート部を設けて他の循環路を構成する成形部品と別体としたことにより、油路をプレート部と他の成形部品の接合面に設けて油路の密着性を高め、油路からの潤滑剤の漏れを抑えることにより、耐久性が向上する。

また、保持器は転動溝を設けた面と同一のスライダ本体内側面に位置決めされるため、保持器を転動溝の加工と同時に行うことが可能となり、保持器を転動溝の加工と同時に行うことにより、転動溝に対して高い位置合せ精度にて保持器を配置することができ、組立性が向上すると共に作動性や騒音特性が向上する。
ここで、保持器の転動体保持部はスライダ本体の内側面上部に設けた転動溝（以下「上溝」という）の上側に配置される部位とスライダ本体の内側面下部に設けた転動溝（以下「下溝」という）と上溝との間に配置される部位と下溝の下側に配置される部位の全てを備える必要はない。

（１）転動体保持部の部位を増やしたり、その肉厚を増やしたりすることによって、保持器プレート部の強度が増し、転動体の保持力を向上することが可能となる。例えば、上溝の上側に配置される部位と上溝と下溝との間に配置される部位と下溝の下側に配置される部位の全てを保持器が有することにより、転動体の保持力が大きく、転動体の脱落を防止し、使用時の扱いが容易となる。

（２）転動体保持部の部位を減らしたり、その肉厚を減らしたりすることにより、スライダの肉厚を厚くすることができ、これにより、スライダ本体の袖部の開き変形を抑える等、スライダの強度面で有利となる。例えば、転動体保持部を上溝の上側と下溝の下側に配置する場合や、転動体保持部を上溝と下溝との間にだけ配置する場合は、スライダ本体に肉盛りを行うことができ、スライダ本体の強度が向上し、剛性に有利となる。

保持器の転動体保持部は、レールからスライダを出し入れする際に転動体を保持することが重要であり、各部の強度や研削加工等の生産性や転動溝の配置等を総合的にみた上で、バランスの良い形状となせばよい。
また、転動体保持部の形状を長手方向直角断面内において屈曲部を持つようにすると、保持部の曲げに対する強度が向上し、保持部の変形に対して強度が強化され、転動体の保持力が一層向上する。

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〜図１０は本発明の第１の実施形態を示す図であり、図１に示すように、第１の実施形態に係る直動案内装置１０は、案内レール１１、スライダ本体１２、エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂ及び多数の転動体１６を備えている。
案内レール１１は鋼等の金属材料を所定の形状に引抜き加工して形成されており、その左右側面部１１ａ，１１ｂ（図２参照）には、例えば二条の転動体転動溝１４_Ｒが案内レール１１の長手方向に沿ってそれぞれ設けられている。

スライダ本体１２は鋼等の金属材料からなり、エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂと共に直動案内装置１０のスライダ１５（図１参照）を形成している。また、スライダ本体１２は案内レール１１の両側にブロック状の転動体循環部１２１（図２参照）を有しており、これら転動体循環部１２１の内側面には、直線状の転動体転動溝１４_Ｓが二条ずつ形成されている。
転動体転動溝１４_Ｓは前述した案内レール１１の転動体転動溝１４_Ｒと対向しており、転動体転動溝１４_Ｒと転動体転動溝１４_Ｓとの間には、転動体１６を案内レール１１の長手方向に転走させるための転動体転走路１７（図１参照）が形成されている。

エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ複数本の止めネジ（図示せず）によりスライダ本体１２の両端面に取り付けられている。また、エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂは樹脂成形されたエンドキャップ本体１３１（図３参照）と、このエンドキャップ本体１３１と協働して転動体１６の方向転換路１８（図１参照）を形成する二つのリターンガイド１３２とからなり、エンドキャップ本体１３１には、案内レール１１とエンドキャップ１３Ａ，１３Ｂとの隙間をシールするサイドシール２０（図１参照）が取り付けられているとともに、グリースニップル等の潤滑剤供給ニップル（図示せず）をスライダ１５に装着するためのニップル取付け孔２１（図３参照）が貫設されている。

転動体１６はスライダ１５が案内レール１１の長手方向に相対移動すると上記転動体転動溝１４_Ｒ，１４_Ｓ上を転動するようになっており、スライダ１５には、直動案内装置１０の組立時や分解時に転動体１６がスライダ１５から脱落するのを防ぐために、二つの転動体保持器２２（図２参照）が組み付けられている。また、転動体１６は鋼等の金属材料あるいはセラミックス等の材料で球状に形成され、スライダ１５内に組み込まれた複数（例えば四つ）の樹脂製セパレータ２３（図１及び図２参照）により一定間隔でセパレートされている。

方向転換路１８は転動体転走路１７に連通しており、従って、転動体転走路１７を転動した転動体１６は例えばエンドキャップ１３Ａの方向転換路１８で方向転換するようになっている。また、方向転換路１８はスライダ本体１２の転動体循環部１２１内に形成された転動体戻し路１９（図１参照）にも連通しており、従って、転動体戻し路１９を転動した転動体１６は例えばエンドキャップ１３Ｂの方向転換路１８で方向転換するようになっている。
転動体戻し路１９は転動体転走路１７に対応してスライダ本体１２の転動体循環部１２１内に形成されており、各転動体戻し路１９には、セパレータ２３の摩耗を抑制するために、樹脂製のスリーブ２４（図２参照）が挿入されている。

転動体保持器２２は、セパレータ２３の摩耗等を抑制するために、例えば合成樹脂材を所定の形状に射出成形して形成されている。また、転動体保持器２２はスライダ本体１２を挟んで相対向する二つのプレート部２２１（図４参照）を有しており、これらのプレート部２２１には、エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂに設けられた円弧状の突起部２５（図３参照）に係合して転動体保持器２２を位置決めする位置決め部として円弧状の切欠部２６（図５参照）が二つずつ設けられているとともに、グリース等の潤滑剤を方向転換路１８や転動体戻し路１９に供給する潤滑剤供給溝２７が設けられている。また、転動体保持器２２は上記プレート部２２１の間に三つの転動体保持部２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃを有しており、転動体保持部２２２ａはスライダ本体１２の内側面上部に設けられた転動体転動溝１４Ｓの上側に配置されている。そして、転動体保持部２２２ｂはスライダ本体１２の内側面上部に設けられた転動体転動溝１４Ｓとスライダ本体１２の内側面下部に設けられた転動体転動溝１４Ｓとの間に配置され、転動体保持部２２２ｃはスライダ本体１２の内側面下部に設けられた転動体転動溝１４Ｓの下側に配置されている。なお、転動体保持器２２の転動体保持部２２２ｃは、図６に示すように、屈曲部２２３を有している。

セパレータ２３はベルト状に形成されており、各セパレータ２３には、転動体１６を収容する複数の孔部２３１（図７及び図８参照）が一定間隔で穿設されている。
スリーブ２４はその両端部がスライダ本体１２から突出しており、各スリーブ２４の両端部は転動体保持器２２に設けられた通路接続孔２８（図５参照）に嵌入されている。この通路接続孔２８は転動体保持器２２のプレート部２２１に二つずつ形成されており、方向転換路１８と転動体戻し路１９は、通路接続孔２８にスリーブ２４の端部を嵌合させると共にエンドキャップ１３Ａ，１３Ｂのリターンガイド１３２に設けられた円筒状の突起部２９（図３参照）を嵌合させることによって接続されている。

また、スリーブ２４は転動体戻し路１９に沿って二つに分割されており、転動体保持器２２のプレート部２２１には、二つに分割されたスリーブ２４の間にセパレータ２３の案内路３０（図９参照）を形成する案内路形成部として複数の突起部３１（図５参照）が設けられている。
潤滑剤供給溝２７はエンドキャップ１３Ａ，１３Ｂのエンドキャップ本体１３１に形成された潤滑剤流通溝３２（図３参照）に連通しており、この潤滑剤流通溝３２には、上記ニップル取付け孔２１に装着された潤滑剤供給ニップルからグリース等の潤滑剤が供給されるようになっている。
案内路形成部としての突起部３１は転動体保持器２２の通路接続孔２８に二つずつ設けられており、転動体戻し路１９に沿って二つに分割されたスリーブ２４には、上記突起部３１に係合する断面Ｖ字状の溝部３３（図１０参照）がスリーブ２４の軸方向に沿って設けられている。

このように構成される直動案内装置１０では、スライダ本体１２を挟んで相対向する二つのプレート部２２１を転動体保持器２２が有することにより、転動体保持器がプレート部を持たないものと比較して、スライダ１５への転動体保持器２２の組み付け性が向上すると共に転動体保持器２２の強度を高めることができる。また、曲がり等の変形が転動体保持器２２に生じ難くなるので、転動体１６を確実に保持することができる。また、転動体保持器２２のプレート部２２１にエンドキャップ１３Ａ，１３Ｂのリターンガイド１３２を樹脂成形しなくてもよいので、転動体保持器２２の厚さを変形が生じ難い最適な厚さに設定することができ、これにより、転動体保持器２２を高精度に樹脂成形することができる。さらに、転動体保持器２２に肉盗みを形成する必要がないので、形状が簡単な金型を用いて転動体保持器２２を樹脂成形することができる。

また、上述した直動案内装置１０では、方向転換路１８及び転動体戻し路１９に潤滑剤を供給する潤滑剤供給溝２７を転動体保持器２２のプレート部２２１に設けたことにより、エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂのリターンガイド１３２と転動体保持器２２との間に潤滑剤供給路を形成することができる。
さらに、上述した直動案内装置１０では、転動体戻し路１９に挿入されたスリーブ２４の端部と嵌合すると共にエンドキャップ１３Ａ，１３Ｂに設けられた円筒状の突起部２９と嵌合する通路接続孔２８を転動体保持器２２のプレート部２２１に設けたことにより、方向転換路１８と転動体戻し路１９との繋ぎ目に振動や騒音の発生原因となる段差を発生させることなく方向転換路１８と転動体戻し路１９とを接続することができる。したがって、スライダ１５の作動性向上を図ることができると共に騒音特性の向上を図ることができ、また転動体保持器２２のプレート部２２１に設けられた通路接続孔２８からスリーブ２４を転動体戻し路１９に挿入できるため、スライダ本体１２に転動体保持器２２を組み付けた後でもスリーブ２４を転動体戻し路１９に挿入でき、これにより、スライダ１５の組立性向上を図ることができる。

また、上述した直動案内装置１０では、エンドキャップ１３Ａ，１３Ｂに設けられた円弧状の突起部２５に係合する円弧状の切欠部２６を転動体保持器２２のプレート部２２１に設けたことにより、転動体保持器２２を転動体転走路１７に対して所定の位置に位置決めすることができる。これにより、転動体１６をスライダ本体１２の転動体転動溝１４Ｓ上に確実に保持することができるため、直動案内装置の組立時や分解時に転動体１６がスライダ１５から脱落することを確実に防止することができ、また保持器を転動溝の加工と同時に行うことが可能となるので、保持器を転動溝の加工と同時に行うことにより、転動体転動溝に対して高い精度で保持器を位置決めすることができ、これにより直動案内装置の組立性を高めることができると共に作動性及び騒音特性の向
上を図ることができる。
なお、上述した第１の実施形態では球状に形成された転動体１６を用いた場合を例示したが、転動体１６は円筒状に形成されていてもよい。

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１に示す線II−IIに沿った断面図である。図１に示すエンドキャップ背面図である。図２に示す転動体保持器の正面図である。図４に示す転動体保持器の側面図である。図４に示す線VI−VIに沿った断面図である。図１に示すセパレータの平面図である。図７に示す線VIII−VIIIに沿った断面図である。図２に示すスライダ本体の部分断面図である。図２に示すスリーブの断面図である。

符号の説明

１１案内レール
１２スライダ本体
１３Ａ，１３Ｂエンドキャップ
１３１エンドキャップ本体
１３２リターンガイド
１４Ｒ，１４Ｓ転動体転動溝
１５スライダ
１６転動体
１７転動体転走路
１８方向転換路
１９転動体戻し路
２０サイドシール
２１ニップル取付け孔
２２転動体保持器
２２１プレート部
２３セパレータ
２４スリーブ
２５突起部
２６円弧状切欠部
２７潤滑剤供給溝
２８通路接続孔
２９突起部
３０案内路
３１突起部
３２潤滑剤流通溝
３３溝部

Claims

案内レールと、該案内レール上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スライダ本体と、前記案内レール及び前記スライダ本体の両転動体転動溝間に形成された転動体転走路及び前記スライダ本体内に形成された転動体戻し路に連通する方向転換路を夫々有すると共にリターンガイドを夫々有する二つのエンドキャップと、前記スライダ本体及び前記エンドキャップからなるスライダの相対的直線運動に伴って前記案内レール及び前記スライダ本体の転動体転動溝上を転動する多数の転動体と、前記スライダに組み付けられた樹脂製の転動体保持器と、を備えた直動案内装置であって、
前記転動体保持器が前記スライダ本体を挟んで相対向する二つのプレート部を有して、前記スライダ本体の両内側面に１対設けられ、
前記エンドキャップ及び該エンドキャップに設けられた前記リターンガイドの少なくともいずれか一方に係合して前記転動体転走路に対して前記転動体保持器を位置決めする位置決め部が前記プレート部に設けられ、
前記方向転換路または前記転動体戻し路に潤滑剤を供給する潤滑剤供給溝が前記プレート部に設けられ、
前記スライダ本体の転動体転動溝は、前記スライダ本体の内側面上部と内側面下部に設けられ、
前記転動体保持器は、前記スライダ本体の内側面上部に設けられた転動体転動溝の上側に配置される部位と、前記スライダ本体の内側面上部に設けられた転動体転動溝と前記スライダ本体の内側面下部に設けられた転動体転動溝との間に配置される部位と、前記スライダ本体の内側面下部に設けられた転動体転動溝の下側に配置される部位とを有することを特徴とする直動案内装置。
請求項１記載の直動案内装置において、前記転動体戻し路に挿入され、前記スライダ本体から突出する樹脂製のスリーブの端部と嵌合して前記スリーブを位置決めする位置決め部が前記プレート部に設けられたことを特徴とする直動案内装置。
請求項１又は２記載の直動案内装置において、前記転動体保持器は、長手方向直角断面において屈曲部を有することを特徴とする直動案内装置。