JP4953442B2 - 直動軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、直動軸受装置、特に軸とこれに挿通するスリーブとの間に介装されるリテーナの位置ズレ補正に関する。

従来より、図６に示すように、直動軸受装置１００は、軸部１２０とこれに挿通するスリーブ１１０との間隙Ｓに、転動体１３１を保持した筒体のリテーナ１３０を介装し、転動体１３０を軸部外周面とスリーブ内周面とに転がり接触させて軸部１２０とスリーブ１１０との直動往復移動を円滑に行わせている。このとき、リテーナ１３０は、軸部１２０とスリーブ１１０との相対移動に伴って、例えば軸部１２０の移動量（Ｌ）の半分だけ移動するが（Ｌ／２）、実際には転動体１３１が微小なスリップを起こすため、徐々に軸線方向へ位置ずれを起こすことがある。

そこで、従来の直動軸受装置１００では、リテーナ１３０の側壁に外方へ向けてピン１４０を取り付け、スリーブ内周面に凹欠部１１１を形成し、この凹欠部１１１内にピン１４０を配置させると共にピン１４０を上下に付勢するバネ１５０を配設して、リテーナ１３０の直動方向への位置ズレを防止していた（特許文献１）。
特開２００２−９６２９８号公報

しかしながら、上記従来の直動軸受装置１００では、スリーブ１１０に凹欠部１１１を設けるため、スリーブ１１０の強度が弱くなるという問題があった。その結果、スリーブ内周面から各転動体１３１へ加わる押圧力（予圧）にバラツキが生じ、直動精度を高精度に維持するのが困難となる。

また、例えば、バネ１５０の個数を増やすべく凹欠部１１１を周方向に増設したり、また、バネ１５０の長さを確保すべく凹欠部１１１を長くすると、スリーブ１１０が変形するおそれもある。

本発明は、上記事情に鑑みて、スリーブの強度低下を招くことなく、リテーナの位置ズレ補正を可能にする直動軸受装置を提供することを課題とする。

本発明に係る直動軸受装置は、
軸部とこれに外嵌するスリーブとの間隙に筒体のリテーナを配置し、このリテーナに転動体を保持した直動軸受装置であって、
上記リテーナの側壁には、弾性体となるコイルバネの配置空間が設けられ、
上記配置空間は、上記リテーナの両開口における側壁端面の少なくとも一方に開放され、
上記配置空間内に配置するコイルバネの全域に挿通してこのコイルバネの一端を係止する押しピンが設けられ、この押しピンが上記側壁端面から突出され、
上記押しピンの突出先端が上記スリーブの開口部に取り付けた蓋部材または上記軸部の外周面に設けた大径凸部に当接可能に配置されているものである。

上記構成より、軸部とスリーブとの相対的な直動往復移動に伴って、リテーナが軸線方向に移動されると、押しピンの突出先端がスリーブの蓋部材または軸部の凸部に当接して上記配置空間内の弾性体が圧縮される。そして、リテーナへの外力が解除されてリテーナの軸線方向への移動が停止されると、弾性体の付勢力によってリテーナが元の位置に復帰される。従って、リテーナを自動的に元の基準位置に戻すように位置ズレ補正することができる。
また、コイルバネの全域には押しピンが挿通されているので、コイルバネが押しピンにガイドされて座屈することなく圧縮される。従って、コイルバネの軸線方向への付勢力によってリテーナの位置ズレ補正を確実に行わせることができる。

上記リテーナは、多角形筒体に形成され、このリテーナの側壁の屈曲部分には、上記コイルバネを配置する配置空間となるポケット部と、圧肉に形成された凸部と、凸部にて軸線方向に貫通して上記ポケット部に連通し上記押しピンを挿通する挿通孔とが設けられ、
上記コイルバネは、一端が上記押しピンに取り付けた係止部材に係止され、他端が上記挿通孔の周縁に係止されていることが望ましい。
これにより、リテーナ全体の強度を低下させることがなく、リテーナの位置ズレ補正を行うことができる。

本発明の直動軸受装置によれば、リテーナは、自動的に元の基準位置に戻るように位置ズレ補正されるので、スリーブ及び軸部に対して位置ズレすることがない。従って、このリテーナに保持する転動体と軸部及びスリーブとの位置関係にズレが生じることもなく、軸部とスリーブとの相対的な直動往復移動を安定して円滑に行わせることができる。しかも、スリーブには、従来のような凹欠部を形成する必要がないから、スリーブの強度低下を招くことなく、リテーナの位置ズレ補正を行うことができる。その結果、直動精度を高精度に維持しつつ、リテーナの位置ズレ補正を可能にすることができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（参考例）
図１（ａ）（ｂ）に示すように、参考例による直動軸受装置１は、多角形の軸部２に対して、多角形断面の軸挿通孔３０を有する筒状のスリーブ３が挿通され、軸部２とスリーブ３との間隙Ｓ内に、多数のローラ（転動体）４を保持した多角形筒体からなるリテーナ５が配置された構成を備える。軸部２は、外周面が六角形となっており、また、スリーブ３の内周面も、軸部２の外周面に合わせて六角形に形成されている。スリーブ３の両開口部には、リング状の蓋部材３５ａ，３５ｂが取り付けられている。

リテーナ５は、例えば樹脂等で作製され、軸部２とスリーブ３との間隙Ｓの形状に合わせて六角形の筒体で構成されており、その側壁５０の各平面部には、ローラ４を保持するための孔部５１が多数並設されている。従って、リテーナ５に保持された多数のローラ４は、軸部２外周面の各平面部２１の位置に対応して直列配置され、軸部２外周面の各平面部２１とスリーブ３内周面の各平面部３１との間に転がり接触状態に対面される。なお、軸部２の平面部２１とスリーブ３の平面部３１との間隙Ｓの間隔が、ローラ４のローラ径よりも僅かに狭く形成されており、各ローラ４は、軸部２とスリーブ３との間隙Ｓ内では予圧がかかった状態で保持されている。

そして、このリテーナ５は、軸線方向への位置ズレを補正する位置ズレ補正機構が側壁５０に設けられている。すなわち、リテーナ５は、側壁５０の６箇所の各屈曲部分５２において、内外に貫通して切り欠いたポケット部５３が形成されている。また、各ポケット部５３の上下両側の側壁部位５４ａ，５４ｂには、軸線方向に貫通してポケット部５３に連通する挿通孔５５ａ，５５ｂが設けられている。各ポケット部５３内にはコイルバネ（弾性体）６が収容され、一方側の挿通孔５５ｂにはリテーナ５の側壁端面５６ｂから軸線方向に突出させた押しピン７が挿通配置されている（図１（ｂ）の断面部分を参照）。

そして、ポケット部５３内に臨む押しピン７の端縁部には、コイルバネ６の一端が係止されている。すなわち、押しピン７は、ポケット部５３内に配置する端縁部にＥリング等の係止部材７１が取り付けられており、この係止部材７１にコイルバネ６の一端が当接されている。また、コイルバネ６の他端は、他方側の挿通孔５５ａを塞いだ栓部材７２に当接されている。従って、係止部材７１がコイルバネ６の付勢によってポケット部５３の切り欠き端面５３１ｂに当接されることにより、リテーナ５の側壁端面５６ｂからの押しピン７の突出長さが設定される（図１（ｂ）の断面部分を参照）。なお、押しピン７の突出長さは、その突出先端７０がスリーブ３に取り付けた蓋部材３５ａ（３５ｂ）と予め当接される長さに設定されてもよいし、蓋部材３５ａ（３５ｂ）から所定間隔空いた長さに設定されてもよい。そして、押しピン７は、リテーナ５の６箇所の各屈曲部分５２において、周方向に交互に上下の側壁端面５６ａ，５６ｂから突出されている。

押しピン７やコイルバネ６を配置するリテーナ５の各屈曲部分５２は、側壁５０の内側及び外側のそれぞれに凸部５２ａ，５２ｂが設けられて厚肉に形成されている（図１（ａ）中の拡大部分を参照）。上記の内側凸部５２ａ及び外側凸部５２ｂは、リテーナ５の軸線方向全長にわたって畝状に形成されている。各内側凸部５２ａの高さは、これらの頂部間を結んだ内径が軸部２外周面の各角部間を結んだ外径と略一致するように設定されている。また、各外側凸部５２ｂの高さは、スリーブ３内周面に接触しない高さに設定されている。
このように、リテーナ５の各屈曲部分５２は、凸部５２ａ，５２ｂが設けられて厚肉になっているので、リテーナ５の各屈曲部分５２にポケット部５３や挿通孔５５ａ，５５ｂを設けても、この屈曲部分５２の強度が確保され、リテーナ５全体の強度を低下させることもない。

以上の構成により、参考例の直動軸受装置１によれば、軸部２とスリーブ３との相対的な直動往復移動に伴って、リテーナ５が軸線方向に移動されると、押しピン７の突出先端７０がスリーブ３の蓋部材３５ａ，３５ｂに当接してポケット部５３内のコイルバネ６が圧縮される。そして、リテーナ５への外力が解除されてリテーナ５の軸線方向への移動が停止されると、コイルバネ６の付勢力によってリテーナ５が元の位置に復帰される。従って、リテーナ５を自動的にスリーブ３の中立位置（基準位置）に戻すように位置ズレ補正することができる。

この際、リテーナ５は、各内側凸部５２ａが軸部２外周面の各角部に当接して軸部２と同心状に保持されているので、リテーナ５の径方向への振動が規制されている。従って、蓋部材３５ａ，３５ｂに当接状態となった押しピン７は、傾くことなく真っ直ぐな姿勢に維持されるから、挿通孔５５ａ，５５ｂ内に円滑に移動される。

このように、リテーナ５は、スリーブ３及び軸部２に対して位置ズレすることがないから、リテーナ５に保持するローラ４と軸部２及びスリーブ３との位置関係にズレが生じることもなく、軸部２とスリーブ３との相対的な直動往復移動を安定して円滑に行わせることができる。しかも、スリーブ３には、従来のような凹欠部１１１（図８参照）を形成する必要がないから、スリーブ３の強度低下を招くことなく、リテーナ５の位置ズレ補正を確実に行うことができる。その結果、直動精度を高精度に維持しつつ、リテーナ５の位置ズレ補正を可能にすることができる。

また、コイルバネ６は、リテーナ５の側壁５０内に収容され、押しピン７がリテーナ５の側壁端面５６ａ，５６ｂから軸線方向に延びるように突出されるので、スリーブ３の径サイズが大きくなることもない。よって、リテーナ５の位置ズレ補正機構を設けても、装置全体の大型化を招くこともない。

なお、上記挿通孔５５ａ，５５ｂは、押しピン７が飛び出さない程度に側壁の外側（あるいは内側）が切り欠かれていてもよい。
また、図５に示すように、ポケット部５３ｘは、外側に開放する凹欠によって形成してもよい。この場合、ポケット部５３ｘが凹欠となっているので、このポケット部５３ｘを形成するリテーナ５の側壁５０ｘが内外に貫通されないから、リテーナ５の強度を確保することができる。

（実施の形態１）
実施の形態１では、図２に示すように、リテーナ５において、ポケット部５３内にコイルバネ６を挿通させる中芯８を配置するようにした。
すなわち、図２に示すものでは、リテーナ５から押しピン７を突出させる形式のものであり、この押しピン７に連設してポケット部５３内のコイルバネ６を挿通させる中芯部８０を形成する。その他は上記参考例（図１参照）と同様とする。なお、中芯部８０の長さは、好ましくは、押しピン７の突出部分が全て一方側の挿通孔５５ｂ内に没入されても、他方側の挿通孔５５ａからリテーナ５の外部へ中芯部８０が突出されない長さとする。この場合、コイルバネ６が中芯部８０にガイドされて座屈することなく圧縮され、これにより、コイルバネ６の軸線方向への付勢力によってリテーナ５の位置ズレ補正を確実に行わせることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、図３に示すように、リテーナ５において、ポケット部５３の上下両方の挿通孔５５ａ，５５ｂから押しピン７またはコイルバネ６を突出させるようにした。
すなわち、図３に示すものは、リテーナ５の軸線長さよりも長い押しピン７を、両端がリテーナ５の側壁端面５６ａ，５６ｂからそれぞれ突出するように上下の挿通孔５５ａ，５５ｂを通して配置し、この押しピン７の中央位置にＥリング等の係止部材７１を取り付けて、２個のコイルバネ６ａ，６ｂをこの係止部材７１を跨いだ両側にそれぞれ挿通させてポケット部５３内に配置させる。この場合、押しピン７を配置するすべての箇所で、リテーナ５の往き方向または戻り方向における位置ズレ補正を行うことができる。その他は上記参考例（図１参照）と同様とする。

（実施の形態３）
実施の形態３では、図４に示すように、リテーナ５において、側壁５０外周面に軸線方向に対向する上下一対の鍔部９ａ，９ｂが形成され、これら鍔部９ａ，９ｂ間の空間がコイルバネ６を配置するポケット部５３となるものである。また、上下の鍔部９ａ，９ｂには、軸線方向に貫く挿通孔５５ａ，５５ｂが設けられている。そして、図４には示していないが、これら鍔部９ａ，９ｂ間のポケット部５３にコイルバネ６を配置し、一方の鍔部９ａ（９ｂ）の挿通孔５５ａ（５５ｂ）から、このコイルバネ６と係止する押しピン７を突出させ（例えば、図１参照）、上述の位置ズレ補正機構を構成する。その他は上記参考例、上記実施の形態１，２と同様とする。

なお、これら鍔部９ａ，９ｂは、六角形筒体のリテーナ５の屈曲部分５２に形成され、六角形断面となったスリーブ３内周面の屈曲部分における凹所３２（図１（ａ）参照）に配置される。そして、鍔部９ａ，９ｂの外形も、スリーブ３内周面の凹所３２の形状に合わせて円弧状となっている。従って、これら鍔部９ａ，９ｂがスリーブ３内周面に接触することはない。
また、上下の鍔部９ａ，９ｂの位置は、リテーナ５の開口部に沿って形成してもよいし、また、途中の中間位置（同図４中に点線で示す。）に形成してもよいし、さらには、開口部と中間位置との両方に形成するようにしてもよい。

この実施の形態３の場合、リテーナ５の側壁５０を切り欠いたりせずに、ポケット部５３を形成するので、リテーナ５の強度を確保したままコイルバネ６のポケット部５３を形成することができる。また、このリテーナ５を射出成形等で作製するに際して複雑な金型を用いることなく、上記ポケット部５３を簡単に形成することができる。

（その他）
なお、本発明は、上記実施の形態に限らず、種々の設計変更を施すことが可能である。
例えば、コイルバネ６と押しピン７による位置ズレ補正機構は、リテーナ５の１箇所または任意の複数個所に設けることでもよい。例えば、位置ズレ補正機構は、リテーナ５の周方向において、等間隔に３箇所設けることでもよいし、対向位置の２箇所に設けることでもよいし、また、１箇所だけ設けることでもよい。

また、押しピン７を突出させる側は、リテーナ５が一方向側に位置ズレを起こす場合、この位置ズレを起こす側に対してのみ突出させる構成でもよい。例えば、直動軸受装置１を鉛直方向に立てて配置し、リテーナ５が重力によって下方側に位置ズレする場合などは、押しピン７を下方側にのみ突出させるようにすればよい。

また、リテーナ５において、ポケット部５３およびこれに連通する挿通孔５５ａ，５５ｂは、ローラ４等の転動体を配置しない軸線位置であれば、側壁５０の適宜位置に形成してもよい。

また、スリーブ３には蓋部材３５ａ，３５ｂを取り付けず、軸部２に大径凸部を設けてこの大径凸部に対して押しピン７の突出先端７０を当接させるようにしてもよい。

また、リテーナ５の形は、六角形以外に、軸部２及びスリーブ３の形状に合わせて八角形等の各種の多角形形状や、円形等でもよい。
また、転動体であるローラ４は、円柱形、鼓形、太鼓形、ニードルローラ４等の各種のローラ４を使用でき、さらに、転動体には、ローラ４に限らず、ボールを使用したものでもよい。
その他、本発明の直動軸受装置１は、金型のダイセット装置やテーブル搬送装置等、直動案内機構を備えた各種装置の直動ガイドに適用できる。

参考例による直動軸受装置の構成を示す図であり、同図（ａ）はスリーブの蓋部材を取り外した状態の上面図、同図（ｂ）はスリーブ及びリテーナの一部を切り欠いた一部断面図である。 実施の形態１による直動軸受装置のリテーナにおける構成を示す断面模式図である。 実施の形態２による直動軸受装置のリテーナにおける構成を示す断面模式図である。 実施の形態３による直動軸受装置のリテーナにおける構成を示す断面模式図である。 ポケット部の変形例を示す断面模式図である。 従来の直動軸受装置の構成を示す一部断面図である。

１ 直動軸受装置
２ 軸部
３ スリーブ
４ ローラ
５ リテーナ
６ コイルバネ
７ 押しピン
８ 中芯
９ａ，９ｂ 鍔部
３５ａ，３５ｂ スリーブの蓋部材
５０ 側壁
５２ 屈曲部分
５３ ポケット部
５４ａ，５４ｂ 側壁部位
５５ａ，５５ｂ 挿通孔
５６ａ，５６ｂ 側壁端面
５７ 貫通孔
７０ 突出先端
８０ 中芯部
Ｆ ネジ栓（閉栓）
Ｓ 間隙

Claims (2)

1. 軸部とこれに外嵌するスリーブとの間隙に筒体のリテーナを配置し、このリテーナに転動体を保持した直動軸受装置であって、
   上記リテーナの側壁には、弾性体となるコイルバネの配置空間が設けられ、
   上記配置空間は、上記リテーナの両開口における側壁端面の少なくとも一方に開放され、
   上記配置空間内に配置するコイルバネの全域に挿通してこのコイルバネの一端を係止する押しピンが設けられ、この押しピンが上記側壁端面から突出され、
   上記押しピンの突出先端が上記スリーブの開口部に取り付けた蓋部材または上記軸部の外周面に設けた大径凸部に当接可能に配置されている直動軸受装置。
2. 請求項１に記載の直動軸受装置において、
   上記リテーナは、多角形筒体に形成され、このリテーナの側壁の屈曲部分には、上記コイルバネを配置する配置空間となるポケット部と、圧肉に形成された凸部と、凸部にて軸線方向に貫通して上記ポケット部に連通し上記押しピンを挿通する挿通孔とが設けられ、
   上記コイルバネは、一端が上記押しピンに取り付けた係止部材に係止され、他端が上記挿通孔の周縁に係止されている直動軸受装置。