JP5858153B2 - 直動案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、直線運動する物体をその移動方向に案内する手段として工作機械等で用いられ、案内レールと、この案内レール上に転動体を介してスライド移動可能に跨設されるスライダとを備える直動案内装置に関する。

この種の直動案内装置（リニアガイド）は、案内レールとスライダの摺接部分のシール部材として、サイドシールとアンダーシールが用いられる。つまり、直動案内装置は、その機能を長期に渡って維持するために、スライダに潤滑剤が封入されている。そのため、この潤滑剤がスライダ外部に流出すると周辺を汚染してしまう。また、潤滑剤の流出量が多いと、スライダ内部の潤滑剤が不足して、直動案内装置の機能を維持できなくなる。

そこで、例えば特許文献１では、スライダ内部からの潤滑剤の流出を防止するために、スライダにサイドシールを装着している。サイドシールは、スライダの直動方向（スライダが案内レールに沿って直線運動する方向、以下同じ）の端面に取り付けられ、案内レールの軸方向からスライダ内の潤滑剤がスライダ外部に流出することを防ぐ。これにより、直動案内装置の直動方向については、特許文献１に開示されるサイドシールによって潤滑剤の流出を防止することができる。

しかし、スライダの底面からの潤滑剤の流出に対しては、別途、アンダーシールを設置する必要がある。特許文献２には、スライダにアンダーシールを設けている。アンダーシールは、跨設されるスライダの袖部下部の、スライダと案内レールとの間の隙間ができる部分に取り付けられ、直動案内装置の底面側からスライダ内部の潤滑剤が流出することを防ぐ。

ここで、サイドシールとアンダーシールは、それぞれ別部品で構成すれば製作が容易である。この場合、潤滑剤の流出を防ぐためには、サイドシールとアンダーシールを、互いに隙間なく密着させることが望ましい。そこで、例えば特許文献３では、サイドシールの裏面に段差を埋めるように補助リップを設けている。これにより、サイドシールの補助リップとアンダーシールの端面とを所定の位置で密着させ、サイドシールとアンダーシールを隙間なく密着させている。

特開２００８−６９８７２号公報 特開２００６−６４００７号公報 特開２０１１−１２７１５号公報

しかしながら、特許文献３に記載の技術では、サイドシールの補助リップとアンダーシールの端面とを所定の位置で密着させるために、アンダーシールの長さを厳密に管理する必要がある。
つまり、図１８に、従来のスライダを底面側から見た要部斜視図を例示するように、アンダーシール１１０が僅かでも直動方向Ｓで短い場合、サイドシール１１７とアンダーシール１１０のシール部材端面を所定の位置で密着させられない。そのため、サイドシール１１７のシール部１１７ａとアンダーシール１１０の端面との間に、同図に示す隙間Ｃが生じてしまう。逆に、アンダーシール１１０が長いと、アンダーシール１１０の端面が、サイドシール１１７のシール部１１７ａを所定の位置を超えて押し曲げてしまう。これにより、サイドシール１１７が変形し、不図示の案内レールとサイドシール１１７の密着度が低減する。そのため、やはりサイドシール１１７と案内レールの間に隙間ができてしまうので、潤滑剤がスライダ内部から流出するおそれがある。また、アンダーシール１１０の長さを厳密に管理しようとすると、労力とコストを要するという問題がある。

そこで、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って、案内レールとスライダの摺接部分のシール部材として、サイドシールとアンダーシールが用いられる直動案内装置において、アンダーシールの長さが変化しても、アンダーリップとサイドリップの密着性を保つことができ、スライダ内部からの潤滑剤の漏れを防止可能な直動案内装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る直動案内装置は、案内レールと、該案内レール上に跨設されるスライダとを備え、前記スライダが、自身左右の袖部の転動体を介して前記案内レール上を直動方向にスライド移動する直動案内装置であって、前記案内レールとスライダとの摺接部分のシール部材として、前記スライダの直動方向の端面をシールするように前記案内レールの外周に沿って延設されたサイドリップを有するサイドシールと、前記袖部下部のスライダと案内レールとの間の隙間ができる部分をシールするように前記直動方向に沿って延設されたアンダーリップを有するアンダーシールとを別個の部品として備え、前記アンダーシールは、少なくとも前記直動方向の端部またはその近傍に、前記サイドシールとの間の隙間を封止するように前記サイドシール側に向けて突出形成された隙間封止凸部を有し、前記隙間封止凸部は、前記アンダーシールのアンダーリップと隣接して一体に形成されるとともに、前記サイドシールのサイドリップの終端面に対して隙間なく接触していることを特徴とする。

さらに、本発明の一態様に係る直動案内装置においては、前記サイドシールは、軟質材部分と硬質材部分とを有し、前記サイドシールには、前記アンダーシールの前記隙間封止凸部が形成されている前記直動方向の端部またはその近傍の部分を収容する挿入スリットを画成するための凸部が形成されており、前記挿入スリットを画成するための凸部は、前記硬質材部分で形成されるとともに、少なくとも前記アンダーシールの下面に対向する面を有し、前記アンダーシールは、前記隙間封止凸部が形成されている前記直動方向の端部またはその近傍の部分が、前記挿入スリットに収容されて配置されることを特徴とする。

本発明によれば、少なくともスライダの直動方向の端部近傍において、サイドリップとアンダーリップとの間の隙間を封止するように隙間封止凸部が設けられているので、この隙間封止凸部の効果により、サイドリップとアンダーリップとの間の、直動方向の端部近傍からの潤滑剤の漏れが防止される。そして、このような構成であれば、サイドシールとアンダーシールとが別個の部品として備えられているので、仮にアンダーシールの長さが変化した場合であっても、アンダーリップとサイドリップの密着性を保てるため、潤滑剤の漏れが防止される。

本発明に係る直動案内装置の一実施形態を説明する斜視図である。 図１の正面図であり、同図では中心から右側部分を破断して示している。 図２の要部拡大図である。 図２の保持器を側面から見た図である。 スライダの袖部底面を上に向けた状態、かつサイドシール板を取り外した状態を示す分解斜視図である。 サイドシール板（但し図１の姿勢）の分解斜視図である。 直動方向に沿ったサイドシール板の断面図（図１のＸ−Ｘ断面）である。 サイドシール板１５の保持板１６とシール部材１７を組み合わせた状態を正面から見た図（ａ）、および同図（ａ）の要部（Ａ部）詳細図（ｂ）である。 スライダ（袖部底面を上に向けた姿勢）に、アンダーシールを装着せずサイドシール板を装着した状態の要部斜視図である。 アンダーシールの斜視図（端部およびその近傍の部分）である。 スライダ（袖部底面を上に向けた姿勢）に、アンダーシールを装着してサイドシール板を装着しない状態の要部斜視図である。 スライダ（袖部底面を上に向けた姿勢）に、アンダーシールを装着して、サイドシール板も装着した状態の要部斜視図である。 図７のＢ矢視における要部拡大図（図８（ｂ）に対応する部分）である。 本発明の効果を説明するための比較例であって、同図は図１３に対応する図を示している。 本発明の第一変形例を説明する図であり、同図は図１３に対応する図を示している。 本発明の第二変形例を説明する斜視図（図５に対応する図）である。 第二変形例において、直動方向に沿ったサイドシール板の断面図（図７に対応する図）である。 従来のスライダを袖部底面側から見た要部斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１及び図２に示すように、この直動案内装置１は、案内レール２と、この案内レール上に転動体（この例では円筒ころ）２４を介してスライド移動可能に跨設されるスライダ３とを備えている。
詳しくは、図２に示すように、案内レール２は、その左右側面部に、平面状の転動体軌道面２ａが案内レール２の長手方向に沿って形成されている。この例では、転動体軌道面２ａは、案内レール２の左右側面部に二条ずつ形成されている。そして、スライダ３には、そのスライダ本体４の左側内側面部と右側内側面部に、案内レール２の転動体軌道面２ａと各々対向する平面状の転動体軌道面３ａが形成され、案内レール２及びスライダ３の転動体軌道面２ａ，３ａ間に直線状の転動体転動路が形成される。

そして、その転動体転動路に、スライダ３または案内レール２の直動方向への移動に伴って転動する多数の転動体２４が介装されている。これらの転動体２４は円筒ころ状に形成されており、転動体転動路を転動した転動体２４はスライダ３の前後方向両端に設けられたエンドキャップ５（図１参照）内で方向転換した後、スライダ３内に形成された転動体戻し通路６（図２参照）を通って元の位置に戻る無限循環が可能になっている。これにより、スライダ３は、自身左右の袖部の転動体２４を介して案内レール２上を直動方向に円滑にスライド移動可能とされている。

スライダ３の左側内側面部と右側内側面部には、図２に示すように、転動体２４の保持器７が設けられている。この保持器７は、図３および図４にも示すように、案内レール２の転動体軌道面２ａと対向する二つの板状部７ａを有し、スライダ３の転動体軌道面３ａを転動する転動体２４は、保持器７の板状部７ａに形成された長方形状の転動体保持窓８に保持されている。

案内レール２の左右側面部とスライダ３の左右袖部の内側面部との間には、図３に示すように、アッパーシール９およびアンダーシール１０が、スライダ３の直動方向ほぼ全長に亘ってシール部材として設けられている。これらシール部材９、１０は、例えば軟質の合成樹脂（ポリエステル系エラストマ、ウレタン系エラストマなどの弾性材料）の射出成形品、あるいは、金属板（鋼材、アルミ材）ベース部９ａ，１０ａに、軟質材料（ゴム、エラストマなど）を一体成形したものである。

つまり、図３に示すように、各シール部材９，１０は、ベース部９ａ，１０ａを有し、保持器７には、各シール部材９，１０のベース部９ａ，１０ａと嵌合するアリ溝状のシール部材取付け溝１１，１２が形成されている。シール部材取付け溝１１，１２は、スライダ３のほぼ全長に亘って保持器７に形成されており、各シール部材取付け溝１１，１２には、シール部材９，１０のベース部９ａ，１０ａに設けられた凹条部１３と嵌合する抜け止め用の凸条部１４がスライダ３のほぼ全長に亘って形成されている。

また、図３に示すように、各シール部材９，１０は、案内レール２の側面部に接触する弾性リップ部９ｂ，１０ｂをそれぞれ有する。案内レール２の側面上部とスライダ３の内側面上部との間隙Ｇ１は、アッパーシール９の弾性リップ部９ｂによってシールされ、また、案内レール２の側面下部とスライダ３の内側面下部との間隙Ｇ２は、アンダーシール１０の弾性リップ部（アンダーリップ）１０ｂによってシールされている。

このような構成において、シール部材９，１０の弾性リップ部９ｂ，１０ｂを案内レール２の側面部に斜め方向から当接させると、図３に示すように、シール部材９，１０の弾性リップ部９ｂ，１０ｂが弓形に弾性変形し、この状態で案内レール２の側面部に接触する。これにより、案内レール２との接触圧力を緩和して、案内レール２に対する弾性リップ部９ｂ，１０ｂの接触圧や接触面積が、シール部材９，１０の取付け位置によって大きく変化することを抑制できるので、摩捺力の増加を小さく保って、案内レール２の側面部とスライダ３の内側面部との間隙を良好にシール可能になっている。なお、アンダーシール１０については、別途、後により詳しく説明する。

また、図１に示すように、案内レール２と各エンドキャップ５との間に生じた隙間は各エンドキャップ５の正面に取り付けられたサイドシール板１５（図５参照）によってシールされている。
詳しくは、サイドシール板１５は、図６に分解斜視図を示すように、保持板１６と、シール部材（サイドシール）１７と、カバー１８とを有する。カバー１８は、金属板（鋼材、アルミ材など）のプレス成形品である。保持板１６は、硬質材である合成樹脂（ポリアセタール、ポリアミドなど）の射出成形品である。シール部材１７は、軟質材である合成樹脂（ポリエステル系エラストマ、ウレタン系エラストマなど）またはゴム（ニトリルゴム、ふっ素ゴムなど）の射出成形品である。なお、ポリエステル系エラストマの具体的な商品名としては、東洋紡績株式会社のペルプレン（登録商標）ＥＮ１０００、ＥＮ２０００、ＥＮ３０００、ＥＮ５０００。または、東レ・デュポン株式会社のハイトレル（登録商標）などがある。

ここで、サイドシール板１５のシール部材（サイドシール）１７は、上記アンダーシール１０に対して拘束を受けない別個の部品として備えられている。サイドシール板１５のシール部材（サイドシール）１７は、図７（図１でのＸ−Ｘ断面図）に示すように、案内レール２の外周面（表面）と接触するように、シール部材の基部１７ａから張り出すサイドリップ１７ｂがスライダ本体４側向きに傾斜して設けられている。これにより、シール部材（サイドシール）１７は、サイドリップ１７ｂが案内レール２の外周面と摺接することで潤滑剤の漏れを防いでいる。サイドリップ１７ｂは、スライダ本体４側向きに傾斜しているので、サイドリップ１７ｂの先端がスライダ側の縁部分で案内レール２と接触するため、潤滑剤の漏れを防ぐ効果が大きい。

図８は、サイドシール板１５の硬質材部分である保持板１６と、軟質材部分であるシール部材１７とを組み合わせた状態を正面から見た図（ａ）、および同図（ａ）の要部（Ａ部）詳細図（ｂ）である。
同図に示すように、硬質材部分である保持板１６の下端には、凸部１６ａが形成されている。この凸部１６ａと、シール部材１７の終端面１７ｅとによって、アンダーシール１０の挿入スリット１０ｓが画成される。これにより、図９に要部斜視図を示すように、この状態では、シール部材１７の終端面１７ｅは、エンドキャップ５の底面５ｔの側に向けて露出している。

図１０に、アンダーシール１０の斜視図（端部およびその近傍の部分）を示す。アンダーシール１０は、自身長手方向の両端部に、自身の弾性リップ部（アンダーリップ）１０ｂに連続するように、隙間封止凸部２０が形成されている。隙間封止凸部２０の長手方向の長さは、上記シール部材１７の厚さとほぼ同じか、やや短くしてある。
図１１に、アンダーシール１０を装着してサイドシール板１５を装着しない状態の要部斜視図を示す。同図に示すように、この状態では、アンダーシール１０の端部は、エンドキャップ５の端面から、長手方向（直動方向）に飛び出している。

図１２に、スライダ３に、アンダーシール１０を装着して、サイドシール板１５も装着した状態の要部斜視図を示す。同図および図１３にも示すように、アンダーシール１０の挿入スリット１０ｓに、アンダーシール１０の長手端部が収容される。そして、アンダーシール１０の端部は、保持板１６の凸部１６ａと、シール部材１７の終端面１７ｅとの間で上下方向の位置が位置決めされる。このため、アンダーシール１０の端部が上下方向にたわむことがなく、アンダーシール１０とサイドシール板１５のシール部材１７との間の隙間の発生を防止可能になっている。

次に、上述の直動案内装置１の作用効果について説明する。
この直動案内装置１は、図１３にも示したように、アンダーシール１０が、直動方向の端部に、サイドシール１７との間の隙間を封止するようにサイドシール１７側に向けて突出形成された隙間封止凸部２０を有し、隙間封止凸部２０は、アンダーシール１０のアンダーリップ１０ｂと隣接して一体に形成されるとともに、サイドシール１７のサイドリップ１７ｂの終端面１７ｅに対して隙間なく接触しているので、この隙間封止凸部２０の効果により、サイドリップ１７ｂとアンダーリップ１０ｂとの間の、直動方向の端部近傍からの潤滑剤の漏れが防止される。

特に、本実施形態の例では、保持板１６が硬質の合成樹脂で成形されており、アンダーシール１０の下面は、その保持板１６と対向しており、保持板１６に支えられている。これにより、保持板を軟質材から形成するのに比べて保持板が変形し難いので、アンダーシール１０のたわみを防ぐ効果が大きい。なお、アンダーシール１０の端部のうち、隙間封止凸部２０の上面（保持板１６との対向面とは反対側の面）２０ｍは、軟質のシール部材１７と対向しているため、シール部材１７を弾性的に変形させてアンダーシール１０と密着させる上で好適である。

そして、本実施形態では、このような装着状態において、サイドシール板１５のシール部材１７の終端面１７ｅと、アンダーシール１０の直動方向に飛び出した端部部分に形成された隙間封止凸部２０の対向する面２０ｍとが、互いに当接するようになっている。この当接によって、隙間封止凸部２０は、アンダーシール１０とサイドシール板１５のシール部材１７の間の隙間を塞ぐことができる。したがって、潤滑剤がこの隙間から漏れることがない。

これに対し、図１４に、本実施形態の隙間封止凸部２０の効果を説明するための比較例を示すように、隙間封止凸部２０を設けない場合には、サイドシール板１５のシール部材１７とアンダーシール１０の間に、同図に示す隙間Ｃができてしまう。そのため、この隙間Ｃから、潤滑剤が漏れてしまう。
また、本実施形態では、上述のように、アンダーシール１０とシール部材１７とは互いに、案内レール２の長手方向（直動方向）には拘束しない別個の部品として備えられているため、製作誤差や使用中の膨潤（潤滑剤による寸法増加）によって、アンダーシール１０の長さが直動方向で多少変化しても、アンダーシール１０とシール部材１７の接触状態が変化しない。したがって、所期の密封状態を維持できる。そのため、アンダーシール１０の長さの厳密な管理が不要であり、労力とコストが不要である。

また、本実施形態では、隙間封止凸部２０は、長手方向の両端部だけに設置されているため（図１０参照）、長手全長に渡って隙間封止凸部２０を設けるのに比べて、案内レール２との接触部分を減らせる。したがって、接触による摩擦抵抗を低減できるので、スライダの摺動が重くなることがない。
なお、本発明に係る直動案内装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、アンダーシール１０の端部は、保持板１６の凸部１６ａと、シール部材１７の終端面１７ｅとの間で上下方向の位置が位置決めされる例を説明したが、これに限定されず、アンダーシール１０の形態が安定して保持可能であれば、図１５に上記実施形態の変形例を示すように、保持板１６の凸部１６ａを形成しない構成としてもよい。

すなわち、アンダーシール１０の形態が不安定な場合に、保持板１６の凸部１６ａがない場合には、図１５に示すように、アンダーシール１０の製作誤差や使用中のたわみ（同図の符号Ｄ）があったときに、アンダーシール１０の端部がスライダ３の下方向に逃げてしまう。そうすると、アンダーシール１０とサイドシール板１５のシール部材１７の間に隙間Ｃができるため、この隙間Ｃから、潤滑剤が漏れてしまうおそれがある。このたわみＤは、アンダーシール１０を合成樹脂の射出成形品とした場合に特に生じやすい。一方、アンダーシール１０を、金属板を基部としてこれに樹脂（またはゴム）を一体成形して得る場合には、このたわみＤが生じにくい。よって、この場合には、保持板１６の凸１６ａ部は、必ずしも形成しなくてもよい。

また、上記実施形態では、サイドシール板１５を各エンドキャップ５にそれぞれ一枚ずつ付設した例を説明したが、これに限らず、例えば図１６および図１７に変形例を示すように、各エンドキャップ５それぞれに複数枚のサイドシール板を付設してもよい。例えば、図１６および図１７に示す例では、各エンドキャップ５それぞれに２枚のサイドシール板を付設している。

詳しくは、この例では、第一サイドシール（上述のサイドシール板１５に対応する部品）１５Ａと第二サイドシール２５が各エンドキャップ５側からこの順にねじ（不図示）で共締め固定されている。第一サイドシール１５Ａは、保持板１６とシール部材１７で構成され、第二サイドシール２５がカバーの代わりに装着されることから、カバー１８を有しない。第二サイドシール２５は、図６に示すものと同様に、保持板１６、シール部材１７およびカバー１８から構成される。

そして、図１７に直動方向に沿ったサイドシール板の断面を拡大図示するように、各サイドシール１５Ａ、２５のシール部材１７は、案内レール２の外周に沿って延設されたサイドリップ１７ｂをそれぞれ有する。ここで、第一サイドシール１５Ａのサイドリップ１７ｂは、シール部材１７の本体１７ａから、エンドキャップ５の側に向けて傾斜するように伸びている。これに対し、第二サイドシール２５のシール部材１７は、そのサイドリップ１７ｂが、シール部材１７の本体１７ａから、エンドキャップ５とは反対側に向けて傾斜するように伸びている。

つまり、第二サイドシール２５のサイドリップ１７ｂは、エンドキャップ５とは反対側の縁部分で案内レール２と接触する。このため、本変形例の構成であれば、異物の侵入を防ぐ効果の高い第二サイドシール２５と、潤滑剤の漏れを防ぐ効果の高い第一サイドシール１５Ａの両方を有するため、上述の実施形態の構成に比べ、スライダ３内への異物の侵入を防ぐ効果がより大きいとともに、スライダ３内から潤滑剤が漏れにくい。よって、長期に渡る使用に適している。

１ 直動案内装置
２ 案内レール
３ スライダ
４ スライダ本体
５ エンドキャップ
７ 保持器
８ 転動体保持窓
９ アッパーシール
１０ アンダーシール
１０ｂ 弾性リップ部（アンダーリップ）
１３ 凹条部
１４ 凸条部
１５ サイドシール板
１６ 保持板
１７ シール部材（サイドシール）
１７ａ シール部材の基部
１７ｂ サイドリップ
１７ｅ 終端面
１８ カバー
２０ 隙間封止凸部
２４ 転動体

Claims (1)

1. 案内レールと、該案内レール上に跨設されるスライダとを備え、前記スライダが、自身左右の袖部の転動体を介して前記案内レール上を直動方向にスライド移動する直動案内装置であって、
   前記案内レールとスライダとの摺接部分のシール部材として、前記スライダの直動方向の端面をシールするように前記案内レールの外周に沿って延設されたサイドリップを有するサイドシールと、前記袖部下部のスライダと案内レールとの間の隙間ができる部分をシールするように前記直動方向に沿って延設されたアンダーリップを有するアンダーシールとを別個の部品として備え、
   前記アンダーシールは、少なくとも前記直動方向の端部またはその近傍に、前記サイドシールとの間の隙間を封止するように前記サイドシール側に向けて突出形成された隙間封止凸部を有し、
   前記隙間封止凸部は、前記アンダーシールのアンダーリップと隣接して一体に形成されるとともに、前記サイドシールのサイドリップの終端面に対して隙間なく接触しており、
   前記サイドシールは、軟質材部分と硬質材部分とを有し、
   前記サイドシールには、前記アンダーシールの前記隙間封止凸部が形成されている前記直動方向の端部またはその近傍の部分を収容する挿入スリットを画成するための凸部が形成されており、
   前記挿入スリットを画成するための凸部は、前記硬質材部分で形成されるとともに、少なくとも前記アンダーシールの下面に対向する面を有し、
   前記アンダーシールは、前記隙間封止凸部が形成されている前記直動方向の端部またはその近傍の部分が、前記挿入スリットに収容されて配置されることを特徴とする直動案内装置。

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