JP5772201B2

JP5772201B2 - 直動案内装置

Info

Publication number: JP5772201B2
Application number: JP2011107335A
Authority: JP
Inventors: 瞬森山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: JP2012237396A

Description

本発明は、例えばロボットや搬送装置等の産業機械分野に用いられる直動案内装置に関する。

工作機械などで使用される直動案内装置は、一般に、直線状に形成された案内レールと、案内レールの長手方向に相対移動するスライダと、スライダ内に転動自在に組み込まれた多数の転動体とからなり、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転動体転動溝と案内レールの転動体転動溝との間を転動した転動体をスライダ本体内に形成された転動体戻し通路に案内する転動体案内路を有するスライダ本体の前端部及び後端部に配置した一対のエンドキャップとを備えた構成となっている。
このような直動案内装置は、切削粉や塵埃などの粉塵が案内レールの転動体転動溝とスライダ本体の転動体転動溝との間に案内レールの上面部から侵入すると、転動体の転がり運動が阻害されたりする原因となるため、案内レールの転動体転動溝とスライダ本体の転動体転動溝との間をシールする必要がある。

そこで、案内レールの転動体転動溝とスライダ本体の転動体転動溝との間をスライダの内側からシールするインナーシール部材を配置することが知られている。
特許文献１のインナーシールは、スライダ本体の前端部に配置した一方のエンドキャップからスライダ本体の後端部の他方のエンドキャップまで延在する長尺部材であり、案内レールの上面に摺接するシールリップ部を設けている。

インナーシールの長手方向の端部には凸部が設けられており、これら凸部を、一方及び他方のエンドキャップに設けた凹溝に差し込むことでインナーシールが支持されている。
一般にインナーシールは、エンドキャップの外側に配置されるサイドシールとセットで使用されており、サイドシールとともに、案内レールの転動体転動溝とスライダ本体の転動体転動溝との間への異物の侵入を防いでいる。

特開２００８−５７５８０号公報

しかし、上記構成の直動案内装置は、インナーシールの凸部とエンドキャップの凹溝とが、スライダの移動方向に隙間が生じた状態で係合しており、スライダ移動時に、インナーシールが案内レールとの摩擦によりスライダ移動方向と逆方向に隙間の長さだけ移動すると、インナーシール及びサイドシールが互いの干渉により損傷するおそれがある。
そこで、凸部と凹溝との間に隙間が生じないようにインナーシール及びエンドキャップを組み付けると、インナーシール及びサイドシールの干渉を防止することができる。しかし、インナーシール及びエンドキャップを高精度に製作しなければならないので、直動案内装置の製作コストの面で問題がある。

本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、スライダ移動時におけるインナーシール及びエンドキャップとの相対移動を簡便な構造により規制することにより、シール部材の損傷を防止すると同時に、製作コストの低減化を図ることができる直動案内装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る直動案内装置は、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、このスライダ内に転動自在に組み込まれた多数の転動体とを有し、前記スライダは、転動体転動路を有するスライダ本体と、前記転動体転動路の転動体循環部を有して前記スライダ本体の移動方向の前後端部に固定した一対のエンドキャップと、前記スライダ本体の内部に移動方向に沿って配置されて前記案内レールの上面に摺動するシールリップ部を有するインナーシールとを備えた直動案内装置において、前記一対のエンドキャップのそれぞれの外方端部に、前記インナーシールが係合するキャップ側係合部を設け、前記インナーシールは、伸縮自在な合成樹脂材料で構成し、シール本体の伸縮方向の両端部に一対のシール側係合部を設けており、前記インナーシールの自由長を、前記一対のエンドキャップのキャップ側係合部の間の距離である係合部間距離よりも小さな値に設定し、前記インナーシールに長手方向の引張り力を付与して前記インナーシールを前記係合部間距離よりも伸長させて前記一対のシール側係合部を前記一対のエンドキャップの前記キャップ側係合部に係合し、前記引張り力を解除して前記インナーシールが前記自由長まで戻ろうと弾性収縮する際の保持力で、前記一対のエンドキャップの間に装着してなり、前記キャップ側係合部は、前記移動方向を向いている係合内壁を設けた第１係合凹部であり、前記シール側係合部は、前記シール本体の両端部から突出し、前記インナーシールが前記自由長まで戻ろうと弾性収縮するときに前記係合内壁に当接する係合外壁を有する第１係合凸部であることを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る直動案内装置において、前記係合内壁及び前記係合外壁の一方に、他方に向けて部分的に突出する第２係合凸部を設けるとともに、前記係合内壁及び前記係合外壁の他方に、一方に設けた前記第２係合凸部が入り込む第２係合凹部を設けることは好ましい。

本発明に係る直動案内装置によれば、インナーシールに長手方向の引張り力を付与して、伸縮自在なインナーシールを一対のエンドキャップのキャップ側係合部の間の距離である係合部間距離よりも伸長させて一対のシール側係合部を一対のエンドキャップのキャップ側係合部に係合し、引張り力を解除してインナーシールが自由長まで戻ろうと弾性収縮する際の保持力で一対のエンドキャップの間に装着したことから、インナーシールが一対のエンドキャップに対してスライダの移動方向に隙間を生じさせずに装着されるという簡便な構造として、シール部材の損傷を防止すると同時に、製作コストの低減化を図ることができる。

本発明に係る直動案内装置の構成部材を示す斜視図である。スライダを構成する部材を示す要部断面斜視図である。本発明に係るインナーシールを示す図である。直動案内装置の一部を軸方向から見た図である。本発明に係るキャップ側係合部及びシール側係合部の係合状態を示す図である。図５のＡ−Ａ線矢視図である。本発明に係る第１実施形態のインナーシールをエンドキャップに装着する前の状態を示す図である。本発明に係る第１実施形態のインナーシールを伸長させてエンドキャップに装着する直前の状態を示す図である。本発明に係る第１実施形態のインナーシールをエンドキャップに装着した状態を示す図である。本発明に係る第１実施形態のインナーシール及びエンドキャップの形状を示す図である。本発明に係る第２実施形態のインナーシールをエンドキャップに装着する前の状態を示す図である。本発明に係る第２実施形態のインナーシールを伸長させてエンドキャップに装着する直前の状態を示す図である。本発明に係る第２実施形態のインナーシールをエンドキャップに装着した状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示す直動案内装置１は、案内レール２と、案内レール２の長手方向に相対移動するスライダ３とを備えている。
スライダ３は、案内レール２に跨架されたスライダ本体４と、スライダ本体４の移動方向の前後端部に装着された一対のエンドキャップ５ａ，５ｂと、スライダ本体４の移動方向に長手方向が延在してスライダ本体４の内部に配置されているインナーシール６と（図２参照）、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂの外側にそれぞれ固定されるサイドシール７と、各サイドシール７の外側に固定されるプロテクタ８とを備えている。

インナーシール６は、図３に示すように、熱硬化性エラストマなどの伸縮自在な合成樹脂材料で形成されており、梯子状に形成されたシール本体９と、シール本体９の長手方向の両端部から長手方向外方に突出している左右一対の第１腕部１０ａ，１０ａ及び第２腕部１０ｂ，１０ｂと、第１腕部１０ａ，１０ａ、第２腕部１０ｂ，１０ｂ及びシール本体９の幅方向縁部から同一方向に突出している一対のシールリップ部１１，１１と、第１腕部１０ａ，１０ａ及び第２腕部１０ｂ，１０ｂの先端部からシールリップ部１１に対して逆側に突出している係合凸部１２とを備えている。

図４に示すように、一方のエンドキャップ５ｂは、軸方向から見ると下向きに開放したコの字形の形状を有しており、このエンドキャップ５ｂの内上面１３が案内レール２の上面２ａに対面している。そして、内上面１３のサイドシール７に近接する側に一対の第１係合凹部１４が形成されており、これら第１係合凹部１４に、インナーシール６の一対の第２腕部１０ｂ，１０ｂの先端部から突出した第１係合凸部１２が係合している。

第１係合凹部１４は、図５に示すように、エンドキャップ５ｂの移動方向に対して直交する幅方向において互いに対向している一対の第１内壁１４ａと、図６に示すように、サイドシール７が固定されるエンドキャップ５ｂの外側を向くように一対の第１内壁１４ａの間に形成されている第２内壁１４ｂと、案内レール２の上面２ａを向くように一対の第１内壁１４ａの間に形成された第３内壁１４ｃとを備えている。

そして、この第１係合凹部１４に係合するインナーシール６の一対の第２腕部１０ｂ，１０ｂの第１係合凸部１２には、図６に示すように、第１係合凹部１４の第２内壁１４ｂに面接触状態で当接する係合面１２ａが形成されている。
また、他方のエンドキャップ５ａにも、図４に示したエンドキャップ５ｂと同様に、内上面１３のサイドシール７に近接する側に一対の第１係合凹部１４が形成されており、この第１係合凹部１４の形状も、図５及び図６に示したものと同一である。

また、他方のエンドキャップ５ａの第１係合凹部１４に係合するインナーシール６の一対の第１腕部１０ａ，１０ａの第１係合凸部１２も、図６に示しように、第１係合凹部１４の第２内壁１４ｂに面接触状態で当接する係合面１２ａが形成されている。
なお、本発明の係合内壁が第２内壁１４ｂに対応し、本発明の係合外壁が係合面１２ａに対応し、本発明のインナーシールの自由長は第１係合凸部間距離Ｌ２に対応し、本発明の一対のエンドキャップのキャップ側係合部の間の距離が第１係合凹部間距離Ｌ１に対応している。

ここで、図７に示すように、スライダ本体４の移動方向の前後端部に一対のエンドキャップ５ａ，５ｂを固定すると、一方のエンドキャップ５ａに形成されている第１係合凹部１４の第２内壁１４ｂと、他方のエンドキャップ５ｂに形成されている第１係合凹部１４の第２内壁１４ｂとの間の長手方向の距離（以下、第１係合凹部間距離と称する）は、Ｌ１に設定されている。

また、長手方向に引張り力が付与されていない伸長前（自由長）のインナーシール６は、第１腕部１０ａに形成されている第１係合凸部１２の係合面１２ａと、第２腕部１０ｂに形成されている第１係合凸部１２の係合面１２ａとの間の長手方向の距離（以下、第１係合凸部間距離と称する）Ｌ２が、第１係合凹部間距離Ｌ１より小さな値に設定されている（Ｌ２＜Ｌ１）。
図８に示すように、インナーシール６に長手方向の引張り力を付与してインナーシール６全体を弾性伸長させ、第１係合凸部間距離Ｌ２´が第１係合凹部間距離Ｌ１と略同一寸法となるまでインナーシール６を伸長させる。

そして、第１係合凸部間距離Ｌ２´が第１係合凹部間距離Ｌ１と略同一寸法となるようにインナーシール６に引張り力を付与した状態で、インナーシール６の第１腕部１０ａの第１係合凸部１２をエンドキャップ５ａの第１係合凹部１４に係合し、インナーシール６の第２腕部１０ａの第１係合凸部１２をエンドキャップ５ａの第１係合凹部１４に係合した後、インナーシール６への引張り力の付与を解除する。

これにより、図９に示すように、インナーシール６が元の形状まで弾性収縮しようとする際に、第１及び第２腕部１０ａ，１０ｂの第１係合凸部１２が、エンドキャップ５ａ，５ｂの第２内壁１４ｂに向けて移動することで第２内壁１４ｂに対して保持力Ｆを作用し、第１係合凸部１２の係合面１２ａ及び第２内壁１４ｂの間に摩擦力が作用することで、インナーシール６が、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂに跨がった状態で装着される。

本実施形態によると、伸縮自在なインナーシール６を、自身の第１係合凸部間距離が一対のエンドキャップ５ａ，５ｂの間の第１係合凹部間距離Ｌ１と略同一寸法（第１係合凹部間距離Ｌ１＝第１凸部間距離Ｌ２´）となるまで伸長させ、インナーシール６の長手方向両端部に設けた第１係合凸部１２を一対のエンドキャップ５ａ，５ｂの第１係合凹部にそれぞれ係合した後にインナーシール６を元の形状まで弾性収縮させると、インナーシール６が、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂに対して相対移動不可能に装着される。したがって、本実施形態は、弾性収縮するインナーシール６が一対のエンドキャップ５ａ，５ｂに対してスライダ３の移動方向に隙間を生じさせずに装着されるという簡便な構造とすることによって、スライダ３の移動時におけるインナーシール６及びサイドシール７が互いの干渉によって損傷するのを防止することができる。

また、インナーシール６が元の形状まで弾性収縮しようとする際に、インナーシール６の長手方向両端部に設けられている第１係合凸部１２が、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂの第２内壁１４ｂに向けて移動することで第２内壁１４ｂに対して保持力Ｆを作用し、第１係合凸部１２の係合面１２ａ及び第２内壁１４ｂの間に摩擦力が作用するので、インナーシール６は、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂに跨がった状態で確実に装着される。

そして、インナーシール６は、長手方向両端部に第１係合凸部１２を設けた伸縮自在な部材であり、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂも、サイドシール７に近接する側に第１係合凹部１４を設けた部材であり、これらインナーシール６及びエンドキャップ５ａ，５ｂの製作にさほど手間がかからないので、直動案内装置１の製作コストの低減化を図ることができる。

次に、図１０から図１３は、本発明に係る第２実施形態の要部を示すものである。なお、図７から図９で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略する。
図１０に示すように、一方のエンドキャップ５ｂに設けた第１係合凹部１４の第２内壁１４ｂの一部に、第２係合凹部１５が形成されている。また、図１０では示していないが、他方のエンドキャップ５ａに設けた第１係合凹部１４の第２内壁１４ｂの一部にも、第２係合凹部１５が形成されている。

また、インナーシール６の一対の第２腕部１０ｂ，１０ｂの先端部から突出している第１係合凸部１２の係合面１２ａの一部に第２係合凸部１６が形成されている。この第２係合凸部１６は、前述した第２係合凹部１５に入り込むことが可能な大きさに設定されている。また、図１０では示していないが、インナーシール６の一対の第１腕部１０ａ，１０ａの先端部から突出している第１係合凸部１２の係合面１２ａの一部にも第２係合凸部１６が形成されている。

図１１に示すように、長手方向に引張り力が付与されていない伸長前（自由長）のインナーシール６は、第１腕部１０ａに形成されている第１係合凸部１２の係合面１２ａに形成した第２係合凸部１６と、第２腕部１０ｂの第１係合凸部１２の係合面１２ａに形成した第２係合凸部１６との間の長手方向の距離（以下、第２係合凸部間距離と称する）Ｌ３が、第１係合凹部間距離Ｌ１より小さな値に設定されている（Ｌ３＜Ｌ１）。

そして、図１２に示すように、インナーシール６に長手方向の引張り力を付与してインナーシール６全体を弾性伸長させ、第２係合凸部間距離Ｌ３´が第１係合凹部間距離Ｌ１と略同一寸法となるまでインナーシール６を伸長させる。
そして、第２係合凸部間距離Ｌ３´が第１係合凹部間距離Ｌ１と略同一寸法となるようにインナーシール６に引張り力を付与した状態で、インナーシール６の第１腕部１０ａの第１係合凸部１２をエンドキャップ５ａの第１係合凹部１４に係合し、インナーシール６の第２腕部１０ａの第１係合凸部１２をエンドキャップ５ａの第１係合凹部１４に係合した後、インナーシール６への引張り力の付与を解除する。

これにより、図１３に示すように、インナーシール６が元の形状まで弾性収縮しようとする際に、第１及び第２腕部１０ａ，１０ｂの第１係合凸部１２が、エンドキャップ５ａ，５ｂの第２内壁１４ｂに向けて移動することで第２内壁１４ｂに対して保持力Ｆを作用し、第１係合凸部１２の第２係合凸部１６が、第１係合凹部１４（第２内壁１４ｂ）の第２係合凹部１５に入り込み、インナーシール６が、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂに跨がった状態で装着される。

本実施形態によると、インナーシール６が元の形状まで弾性収縮しようとする際に、インナーシール６の長手方向両端部に設けられている第１係合凸部１２が、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂの第２内壁１４ｂに向けて移動することで第２内壁１４ｂに対して保持力Ｆを作用し、第１係合凸部１２の第２係合凸部１６が第１係合凹部１４（第２内壁１４ｂ）の第２係合凹部１５に入り込むことで一対のエンドキャップ５ａ，５ｂからインナーシール６の脱落が防止されるので、インナーシール６は、一対のエンドキャップ５ａ，５ｂに跨がった状態で確実に装着される。

１…直動案内装置、２…案内レール、２ａ…上面、３…スライダ、４…スライダ本体、５ａ，５ｂ…エンドキャップ、６…インナーシール、７…サイドシール、８…プロテクタ、９…シール本体、１０ａ…第１腕部、１０ｂ…第２腕部、１１…シールリップ部、１２…第１係合凸部、１２ａ…係合面、１３…内上面、１４…第１係合凹部、１４ａ…第１内壁、１４ｂ…第２内壁、１４ｃ…第３内壁、１５…第２係合凹部、１６…第２係合凹部、Ｌ１…第１係合凹部間距離、Ｌ２…第１係合凸部間距離、Ｌ２´…第１係合凸部間距離、Ｌ３…第２係合凸部間距離

Claims

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、このスライダ内に転動自在に組み込まれた多数の転動体とを有し、前記スライダは、転動体転動路を有するスライダ本体と、前記転動体転動路の転動体循環部を有して前記スライダ本体の移動方向の前後端部に固定した一対のエンドキャップと、前記スライダ本体の内部に移動方向に沿って配置されて前記案内レールの上面に摺動するシールリップ部を有するインナーシールとを備えた直動案内装置において、
前記一対のエンドキャップのそれぞれの外方端部に、前記インナーシールが係合するキャップ側係合部を設け、
前記インナーシールは、伸縮自在な合成樹脂材料で構成し、シール本体の伸縮方向の両端部に一対のシール側係合部を設けており、
前記インナーシールの自由長を、前記一対のエンドキャップのキャップ側係合部の間の距離である係合部間距離よりも小さな値に設定し、
前記インナーシールに長手方向の引張り力を付与して前記インナーシールを前記係合部間距離よりも伸長させて前記一対のシール側係合部を前記一対のエンドキャップの前記キャップ側係合部に係合し、
前記引張り力を解除して前記インナーシールが前記自由長まで戻ろうと弾性収縮する際の保持力で、前記一対のエンドキャップの間に装着してなり、
前記キャップ側係合部は、前記移動方向を向いている係合内壁を設けた第１係合凹部であり、前記シール側係合部は、前記シール本体の両端部から突出し、前記インナーシールが前記自由長まで戻ろうと弾性収縮するときに前記係合内壁に当接する係合外壁を有する第１係合凸部であることを特徴とする直動案内装置。
前記係合内壁及び前記係合外壁の一方に、他方に向けて部分的に突出する第２係合凸部を設けるとともに、前記係合内壁及び前記係合外壁の他方に、一方に設けた前記第２係合凸部が入り込む第２係合凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載の直動案内装置。