JP5232063B2

JP5232063B2 - 案内装置

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Publication number: JP5232063B2
Application number: JP2009087449A
Authority: JP
Inventors: 弦二郎伊勢
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010159871A

Description

本発明は、外周に転動体転走面を備える軌道部材と、前記転動体転走面を転動する複数の転動体とを備える案内装置に関する。

特許文献１に示される案内装置は、従来からカムフォロアとして知られる案内装置の一例である。

特許文献１に示すように、カムフォロアは、外周に転動体転走面が形成された円筒軸状のスタッドと、この転動体転走面に配列される複数の転動体を介して回転自在に組み付けられた円管状の外輪とから形成されている。外輪の内周には、転動体が転動する内周転動体転走面が形成され転動体転走面と共に転動体が転動する通路を構成している。また、外輪は、スタッドの一端部に形成された鍔部とスタッドに嵌め込まれた側板によってスタッドの軸方向に保持され、スタッドに対して回転自在に保持されている。

このように形成されたカムフォロアは、外輪が直接相手部品に接触しながら回転運動をして負荷を受けることができるようになっており、カム機構部をはじめ、各種搬送装置、コンベア、製本装置、マシニングセンタの工具交換装置、パレットチェンジャ、自動塗装機、自動倉庫のすべり出しフォーク、自動ドアのガイドなどに広く適用されている。

また、特許文献１に示されているように、スタッドの軸心には、給脂穴が設けられており、該給脂穴は一端がスタッドの外周面に形成された注入口に開放し、他端がスタッドの転動体転走面に形成された給脂口に開放している。このように形成されたカムフォロアは、スタッドの外周面に形成された注入口から潤滑剤を注入し、給脂穴を通って、給脂口から転動体に給脂することができるようになっている。さらに、注入口の位置は、スタッドの外周面の他、給脂穴をスタッドの端面まで延長して加工し、スタッドの端面に開口したものも知られている。

さらに、特許文献２及び３に示されているように、隣り合う転動体の間に潤滑剤含有ポリマからなるセパレータを介在させたり、転動体の転動する通路にプラスチックグリースを充填するなどして直接転動体に給脂するカムフォロアが知られている。

特開平１０−１９６６４７号公報特開２０００−１４５７９１号公報実開平６−３２８０９号公報

しかしながら、従来のカムフォロアの給脂方法によると、定期的に注入口から潤滑剤を注入するといった、メンテナンスが必要であった。また、隣り合う転動体の間などの小さな空所に潤滑剤含有ポリマからなるセパレータを介在させたり、プラスチックグリースを充填した場合にあっても、一度に充填できる潤滑剤の量が少なく、メンテナンスの頻度は低くなるものの、非常に手間のかかる定期的な給脂作業は依然として必要であるといった問題があった。また、例えば直動ローラ等といったカムフォロア以外の案内装置においても同様の問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、案内装置の軌道部材に給脂手段を内蔵することで、定期的な給脂作業を伴わないメンテナンスフリーな案内装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る案内装置は、外周に転動体転走面を備えると共に相手部品に移動不能に取り付けられる軌道部材と、前記転動体転走面を転動する複数の転動体とを備える案内装置において、前記軌道部材は、前記転動体に給脂する潤滑剤を吸蔵する吸蔵体と一端が前記吸蔵体に接続し、他端が前記転動体と接触する塗布体を含む給脂手段が取り付けられ、前記給脂手段は、前記軌道部材の無負荷領域に配設されるとともに、前記軌道部材の外周形状と略同一に形成されたケーシングを備え、前記ケーシングの外周は、前記転動体転走面の前記無負荷領域として形成されることを特徴とする。

このように形成された本発明に係る案内装置は、軌道部材に給脂手段を備えているので、吸蔵することができる潤滑剤の量を格段に増やすことができ、定期的な給脂作業が不要なメンテナンスフリーを可能とすることができる。

本実施形態に係るカムフォロアの一部断面斜視図である。本実施形態に係るカムフォロアのスタッドの一部断面図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。本実施形態に係るカムフォロアの給脂手段を示す図である。第２の実施形態に係る直動ローラの一部断面斜視図である。図５におけるＢ−Ｂ断面図である。第２の実施形態に係る直動ローラの軌道台の断面図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、本実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るカムフォロアの一部断面斜視図であり、図２は、第１の実施形態に係るカムフォロアのスタッドの一部断面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図４は、第１の実施形態に係るカムフォロアの給脂手段を示す図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係るカムフォロア１は、外周に転動体転走面１４が形成された軌道部材としてのスタッド１０と、前記転動体転走面１４を転動する複数の転動体３０を介して回転自在に組み付けられた外輪２０とを備えている。

スタッド１０は、軸線方向の一端にスタッド１０の周方向に延びる鍔部１３が形成され、他端にねじ溝１１が形成されている。本実施形態に係るカムフォロア１は、ねじ溝１１によって相手部材に対して締結固定することができるようになっている。なお、カムフォロア１の締結は、スタッド１０の鍔部１３の略中央に形成された六角穴１２に工具を差し込むことによって行うことができる。

また、上述したようにスタッド１０の外周面には、転動体転走面１４が形成されており、転動体転走面１４の無負荷領域には、後述するように凹部１５が形成され、該凹部１５には、給脂手段４０が嵌入され、給脂手段４０の外面が転動体転走面４１として形成されている。

ここで、転動体転走面１４の無負荷領域とは、スタッド１０の外周に形成された転動体転走面１４のうち、外輪２０が相手部品と接触する位置と対向して、外輪２０が受ける荷重を直接負荷する負荷領域と反対側に形成された、外輪２０が受ける荷重を直接負荷しない領域をいい、図２を参照すると、スタッド１０の外周に形成された転動体転走面１４の略上半分側の領域をいう。

外輪２０は、円筒状に形成されており、内周側に内周転動体転走面２１が形成され、スタッド１０の外周に形成された転動体転走面１４との間に複数の転動体３０が配列されてスタッド１０に対して回転自在に組み付けられており、外周側の転動面２２が相手部品と直接接触して負荷を受けることができるように形成されている。なお、転動面２２は、外輪２０の円滑な回転運動を妨げないように、角部に面取りが施されている。

また、外輪２０は、スタッド１０の軸線方向の一端に形成された鍔部１３と、スタッド１０に嵌め込まれた円板状の側板５０とによって軸方向に保持されている。この鍔部１３と側板５０とによって、外輪２０は、スタッド１０から脱落することなく回転自在に組み付けられている。なお、側板５０は外輪２０及び複数の転動体３０が脱落しないように配置されれば、円板状に限定されず、例えば略Ｃ状に形成してスタッド１０に嵌め込んでも構わない。

複数の転動体３０は、円筒状のローラによって構成されており、転動体転走面１４を転動可能に配列されている。

また、複数の転動体３０は、ケージ３１によって所定の間隔及び姿勢を保持することができるようになっており、転動体３０が互いに接触したり、傾くことによって発生するスキューを防止し、外輪を高速回転させた場合であっても、円滑な回転運動を行うことができるように形成されている。なお、ケージ３１は、可撓性のある合成樹脂で形成すると好適である。また、転動体３０のスキューが防止できれば、ケージ３１は設けなくても構わない。ケージ３１を設けずに転動体３０をスタッド１０の外周に配列すれば、ケージ３１を設けた場合と比較して、配列できる転動体３０の数量を増加させることができ、一つの転動体３０が受ける荷重が小さくなることから、カムフォロア１の定格荷重を大きく設計することができる。

次に、図２から図４を参照して給脂手段４０について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る給脂手段４０は、スタッド１０の転動体転走面１４の無負荷領域に形成された凹部１５に嵌入され締付ボルト４２を締結することで固定されている。

このように、転動体転走面１４の無負荷領域に給脂手段４０を配置すれば、外輪２０の受ける荷重を給脂手段４０で受けることなく、スタッド１０に給脂手段４０を内蔵することができるので、給脂手段４０が吸蔵する潤滑剤の量を増やすことができ、転動体転走面１４の内、荷重を受けていない領域を有効に活用することができる。

次に給脂手段４０の構成について説明する。

図２から図４に示すように、給脂手段４０は、スタッド１０の外周と略同一の曲率で形成された断面が扇状のケーシング４４と、該ケーシング４４に内蔵された吸蔵体４５と、ケーシング４４の下端に形成された塗布体４３ａ、４３ｂと、塗布体４３ａ、４３ｂと吸蔵体４５とを接続する供給体４６ａ、４６ｂと、ケーシング４４と共に塗布体４３ａ、４３ｂを挟持している底板４７とを有している。

このように、スタッド１０の外形形状と略同一の曲率でケーシング４４を形成したので、ケーシング４４の外面を、荷重を受けることによる強度を必要としない無負荷領域での転動体転走面４１として用いることができる。

また、ケーシング４４には、上述したように、給脂手段４０をスタッド１０に締結ボルト４２によって固定することができるように、締結ボルト４２を挿通するためのボルト孔４８が形成されている。

なお、ケーシング４４及び底板４７は、どのような材質で形成されても構わないが、合成樹脂等によって形成すると好適である。このように合成樹脂等によりケーシング４４及び底板４７を構成すれば、スタッド１０に形成した凹部１５の形状に合わせた外形を備えるケーシング４４及び底板４７を容易に製造することができる。

吸蔵体４５は、潤滑剤が含浸されてケーシング４４内に潤滑剤を吸蔵することができるようになっている。即ち、吸蔵体４５は、潤滑剤を多量に吸収保持することができる材質から形成されており、例えば、ポリエステル製フェルトや焼結樹脂等で形成することが好適である。

また、塗布体４３ａ、４３ｂは、帯状に形成されており、一端が供給体４６ａ、４６ｂを介して吸蔵体４５に接続され、他端が転動体転走面１４に突出して転動体転走面１４を転動する転動体３０と接触することができるように形成されている。さらに、塗布体４３ａ、４３ｂは、潤滑剤を澱みなく転動体転走面１４を転動する転動体３０に塗布することができる材質で形成され、例えば、ウール混合ポリエステル製フェルトや焼結樹脂等で形成することが好適である。ここで、塗布体４３ａ、４３ｂが帯状であれば、転動体３０がニードルローラである場合に、ローラの長さに合わせて潤滑剤を塗布することができる。

図２及び図３に示すように、塗布体４３ａ、４３ｂは、吸蔵体４５を内蔵するケーシング４４と、凹部１５の底面１５ａの間に凹部１５の底面１５ａに沿うように互いに平行に配置されている。このように、吸蔵体４５の下側に塗布体４３ａ、４３ｂを配置したので、吸蔵体４５に含浸された潤滑剤は、重力の作用により無理なく吸蔵体４５から塗布体４３ａ、４３ｂに供給されることとなり、吸蔵体４５に含浸された潤滑剤を残らずに消費することができ、吸蔵体４５から転動体３０に直接潤滑剤を供給することができる。

また、図３に示すように、塗布体４３ａ、４３ｂは、スタッド１０の軸断面の垂直方向Ｓに対して対称に配置されているので、外輪２０が順方向及び、逆方向のいずれに回転した場合であっても転動体３０が負荷領域に入る直前に効率よく潤滑剤を給脂することができる。

さらに、図４に示すように、底板４７は、ケーシング４４の下端と共働して塗布体４３ａ、４３ｂを保持することができるように形成されている。このように給脂手段４０は、底板４７によって、ケーシング４４の下端に配置された塗布体４３ａ、４３ｂを挟持しているので、給脂手段４０をユニット化して製造することができ、カムフォロア１を容易に製造することができる。

このように、第１の実施形態に係るカムフォロア１は、樹脂成形などにより形成されたケーシング４４に吸蔵体４５及び塗布体４３ａ、４３ｂなどの構成部品を組付け、塗布体４３ａ、４３ｂを底板４７で挟持して給脂手段４０を一つのユニットとして組み立て、スタッド１０に形成された凹部１５にユニット化して製造された給脂手段４０を組込み、締付ねじ４２で給脂手段４０をスタッド１０に固定した後、転動体転走面１４、４１にケージ３１に保持された複数の転動体３０を配列し、外輪２０の一方の側面が鍔部１３に当接するまで外輪２０の内周にスタッド１０を嵌入し、外輪２０の他方の側面側に側板５０を嵌め込むことにより組み立てることができるようになっている。

このように第１の実施形態に係るカムフォロア１は、スタッド１０の無負荷領域に給脂手段４０を内蔵しているので、カムフォロア１の定格荷重及び外形寸法を変更することなく、定期的なメンテナンスを不要としたメンテナンスフリーのカムフォロアを提供することができる。

［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態に係るカムフォロア１では、転動体３０がスタッド１０と外輪２０の間に配列され、相手部品が外輪２０と直接接触することで荷重を負荷する案内装置について説明した。次に説明する第２の実施形態に係る直動ローラ１００は、第１の実施形態とは異なる形態を有する案内装置の実施例について説明を行うものである。なお、上述した第１の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

図５は、第２の実施形態に係る直動ローラの一部断面斜視図であり、図６は、図５におけるＢ−Ｂ断面図であり、図７は、第２の実施形態に係る直動ローラの軌道台の断面図である。

図５に示すように、第２の実施形態に係る直動ローラ１００は、平板状に形成され、長手方向の両端部に円弧部１１１が形成された軌道部材としての軌道台１１０と、この軌道台１１０の外周面に形成された転動体転走面１１４、１４１を転動する複数の転動体１３０とを備えている。

転動体転走面１１４、１４１は、軌道台１１０に形成された円弧部１１１によって連続的に接続されており、軌道台１１０の長手方向に沿って無限循環路を形成している。複数の転動体１３０は、該無限循環路を転動することで、相手部品からの負荷を直接受けている。また、複数の転動体１３０は、軌道台１１０に取着されたリテーナ６０によって転動体転走面１１４、１４１に沿って転動できるように保持されている。

また、複数の転動体１３０は、その略中央部に凹所１３１が形成された円筒状のローラによって構成されており、転動体転走面１１４、１４１を転動可能に配列されている。

図６に示すように、リテーナ６０は、複数の転動体１３０の側面を保持するように形成されており、無負荷領域（図６における右側の領域）では、複数の転動体１３０は外部に露出しないようにリテーナ６０によって覆われている。また、負荷領域（図６における左側の領域）では、複数の転動体１３０は外部に露出しており、この露出した転動体１３０が直接相手部品と接触して負荷を受けることができるようになっている。

また、負荷領域の転動体転走面１１４には、転動体１３０の転走の方向に沿ってセンターガイド１１２が突出して形成されており、該センターガイド１１２が転動体１３０の略中央に形成された凹所１３１に係合している。このように、転動体１３０に形成された凹所１３１が転動体転走面１１４に形成されたセンターガイド１１２に係合しているので、ローラが転動方向に対して傾いてしまうことによるスキューを防止することができ、円滑な転動体１３０の転動を実現することができる。

さらに、負荷領域の転動体１３０は、リテーナ６０に形成されたリテーナガイド６１によって保持されている。リテーナガイド６１は、上述したセンターガイド１１２と対向して延設されており、センターガイド１１２と同様に転動体１３０の凹所１３１に係合している。このように、リテーナガイド６１が凹所１３１に係合しているので、転動体１３０は軌道台１１０から脱落しないようになっている。即ち、負荷域において、転動体１３０は、転動体１３０の凹所１３１がリテーナガイド６１及びセンターガイド１１２に挟持されている。

図６及び図７に示すように、軌道台１１０の無負荷領域には、給脂手段１４０が嵌入されており、給脂手段１４０の外面が転動体転走面１４１として形成されている。

図７に示すように、軌道台１１０は、半楕円形状に形成された金属製の軌道台本体１１０ａに軌道台本体１１０ａと略同形状の半楕円形状に形成された給脂手段１４０が締結ボルト４２を介して取付られている。

給脂手段１４０は、軌道台本体１１０ａの外周と略同一の形状に形成されたケーシング１４４と、該ケーシング１４４に内蔵された吸蔵体１４５と、該ケーシング１４４と軌道体本体１１０ａに挟持された塗布体１４３ａ、１４３ｂと、塗布体１４３ａ、１４３ｂと吸蔵体１４５とを接続する供給体１４６ａ、１４６ｂとを有している。

このように、軌道台本体１１０ａの外周と略同一の形状にケーシング１４４を形成したので、ケーシング１４４の外面を、荷重を受けることによる強度を必要としない無負荷領域での転動体転走面１４１として用いることができる。このケーシング１４４は、どのような材質で形成しても構わないが、合成樹脂等によって形成すると好適である。このように合成樹脂等でケーシング１４４を形成すれば、軌道台１１０ａの外周形状に合わせた外形を備えるケーシング１４４を容易に製造することができる。

また、塗布体１４３ａ、１４３ｂは、軌道台本体１１０ａの垂直方向Ｓ´に対して左右対称に配置されており、転動体１３０が順方向及び、逆方向のいずれに回転して荷重を負荷した場合であっても転動体１３０が負荷領域に入る直前に効率よく潤滑剤を給脂することができるようになっている。

その他、吸蔵体１４５、塗布体１４３ａ、１４３ｂ及び供給体１４６ａ１４６ｂの基本的な構成は上述した第１の実施形態で説明した給脂手段４０の場合と同様であるので、その説明を省略する。

このように、第２の実施形態に係る直動ローラ１００は、軌道台１１０の無負荷領域に給脂手段１４０を内蔵しているので、直動ローラ１００の定格荷重及び外形寸法を変更することなく、定期的なメンテナンスを不要としたメンテナンスフリーのカムフォロアを提供することができる。

また、第１の実施形態に係るカムフォロア１及び第２の実施形態に係る直動ローラ１００においては、吸蔵体４５，１４５と塗布体４３ａ、４３ｂ、１４３ａ、１４３ｂとを供給体４６ａ、４６ｂ、１４６ａ、１４６ｂを介して接続した場合について説明したが、吸蔵体４５と塗布体４３ａ、４３ｂ、１４３ａ、１４３ｂとを直接接続して供給体４６ａ、４６ｂ、１４６ａ、１４６ｂを省略しても構わない。

さらに、第１の実施形態に係るカムフォロア１においては、スタッド１０の凹部１５の底面１５ａを平面に形成し、該底面１５ａに沿うように塗布体４３ａ、４３ｂを夫々配置した場合について説明したが、塗布体４３ａ、４３ｂはスタッド１０の軸断面の垂直方向Ｓに対して対称に配置されれば、互いに所定の角度をもって配置しても構わない。また、塗布体４３ａ、４３ｂ、１４３ａ、１４３ｂは帯状に限定されることはなく、吸蔵体４５から転動体３０に潤滑剤を塗布することができれば、塗布体４３ａ、４３ｂ、１４３ａ、１４３ｂの配置や転動体３０の形状に合わせて適宜変更できる。

またさらに、第１の実施形態に係るカムフォロア１及び第２の実施形態に係る直動ローラ１００の回転方向が一方向に限定されるのであれば、塗布体４３ａ、４３ｂ、１４３ａ、１４３ｂは２箇所に配置する必要はなく、回転方向に応じて適宜１箇所のみに配置しても構わない。さらに、給脂量を増やすことを目的として、塗布体４３ａ、４３ｂ１４３ａ、１４３ｂを３箇所以上配置しても構わない。また、潤滑剤を消費した吸蔵体４５に潤滑剤を供給するために、スタッド１０、軌道台１１０の外周に形成した注入口からスタッド１０、軌道台１１０内部に設けた給脂穴を通して行っても良い。また、給脂手段を確実に無負荷領域に配置することができるようにスタッド１０の鍔側面にマークを表示させても構わない。

また、第１の実施形態に係るカムフォロア１においては、スタッド１０を円柱状に形成し、スタッド１０の外周に転動体転走面１４を形成した場合について説明したが、スタッド１０は、外周に転動体転走面を形成した円筒状の内輪と、この内輪に嵌挿された軸とから形成しても構わない。このようにスタッド１０を複数の部品で構成すれば、従来から知られているローラフォロアにも給脂手段を適用することができる。

さらに、給脂手段４０、１４０は上述した実施形態に限られず、例えば、上述したケーシング４４、１４４自体を含油プラスチックによって形成しても構わない。またさらに、第２の実施形態に係る直動ローラ１００においては、無負荷領域のリテーナ６０の転動体１３０と対向する内面に含油プラスチックを取り付けても構わない。

さらに、断面矩形状の軌道レールに転動体を介して移動ブロックを軌道レールの長手方向に沿って摺動可能に係合した直線運動案内装置の移動ブロックの無負荷領域に、上述した給脂手段を適用することもできる。なお、給脂手段４０の固定手段は締結ボルト４２に限定されるものではない。さらに、第２の実施形態に係る直動ローラ１００においては、転動体１３０の凹所１３１やセンターガイド１１２を省略することもできる。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１カムフォロア、１０スタッド、１１ねじ溝、１２締付穴、１３鍔部、１４、４１、１１４、１４１転動体転走面、１５凹部、１５ａ底面、２０外輪、２１内周転動体転走面、２２転動面、３０、１３０転動体、３１ケージ、４０、１４０給脂手段、４２締付ボルト、４３ａ、４３ｂ、１４３ａ、１４３ｂ塗布体、４４、１４４ケーシング、４５、１４５吸蔵体、４６ａ、４６ｂ、１４６ａ、１４６ｂ供給体、４７底板、４８ボルト孔、５０側板、６０リテーナ、６１リテーナガイド、１００直動ローラ、１１０軌道台。

Claims

外周に転動体転走面を備えると共に相手部品に移動不能に取り付けられる軌道部材と、
前記転動体転走面を転動する複数の転動体とを備える案内装置において、
前記軌道部材は、前記転動体に給脂する潤滑剤を吸蔵する吸蔵体と一端が前記吸蔵体に接続し、他端が前記転動体と接触する塗布体を含む給脂手段が取り付けられ、
前記給脂手段は、前記軌道部材の無負荷領域に配設されるとともに、前記軌道部材の外周形状と略同一に形成されたケーシングを備え、
前記ケーシングの外周は、前記転動体転走面の前記無負荷領域として形成されることを特徴とする案内装置。
請求項１に記載の案内装置において、
前記軌道部材は、円柱状に形成され、
前記案内装置は、前記軌道部材に回転自在に組み付けられ、内周に前記転動体転走面と対向する内周転動体転走面が形成される外輪を備え、
前記複数の転動体が、前記転動体転走面と前記内周転動体転走面との間に介在し、
前記給脂手段は、前記軸部材の外形形状と略同一の曲率の半円形状に形成されることを特徴とする案内装置。
請求項１に記載の案内装置において、
前記軌道部材は、外周に前記転動体転走面を備える筒状の内輪と、前記内輪に嵌挿される軸とを備えることを特徴とする案内装置。
請求項１に記載の案内装置において、
前記軌道部材は、略平板形状に形成されるとともに、長手方向の端面に円弧部が形成され、
前記円弧部と前記転動体転走面とが連続して前記複数の転動体の無限循環路を形成していることを特徴とする案内装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の案内装置において、
前記塗布体は、前記軌道部材の軸を通り軸に平行な所定の断面に対して対称に配置されていることを特徴とする案内装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の案内装置において、
前記塗布体は、前記吸蔵体と前記軌道部材の間に配設されることを特徴とする案内装置。