WO2011152355A1 - スライド装置 - Google Patents

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bearing
inner ring
slider
raceway groove
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Inventor
容 土田
西澤　宏
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日本精工株式会社
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    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/31—Axle

Definitions

  • the present invention relates to a slide device using a ball bearing, which can accurately move linearly with a low load, and more specifically to a slider of the slide device.
  • this type of slide device is well known as a linear guide using balls as rolling elements.
  • what is called the cross roller guide which used the roller for the rolling element is known by what supports a higher load.
  • a linear guide using a slider in which a large number of ball bearings are arranged can be arranged in the same frame to achieve a reduction in size, and three ball bearings are used as one set for the frame.
  • the guide in four directions is possible without adjustment even with the accuracy of the aluminum sash.
  • Patent Document 2 a roller such as a resin is provided around the ball bearing, and the roller is disposed so as to contact the corresponding left and right track surfaces of the rail in the longitudinal direction of the rail between the corresponding sliders.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 11-37154 page 3, [0010], FIG. 1 and FIG. 3
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-2322952 page 3, [0007], FIG. 2, FIG. 3)
  • the bearing is fixed by caulking to the slider plate with a stepped shaft having a flange. It is also disclosed that the caulking portion of the plate is recessed to escape the rest of the shaft caulking.
  • the resin or rubber that is bonded, press-fitted or insert-molded around the bearing it is necessary to hold the resin or rubber that is bonded, press-fitted or insert-molded around the bearing, and these materials are soft and elastically deformed. There was a problem that it was difficult to correct, and the resin and rubber on the outer peripheral portion were likely to be damaged.
  • the shaft provided on the slider and the bearing inner ring are fixed by press-fitting or the like, and the shaft has a straight shape.
  • the dimensional relationship between the shaft and the inner ring is set as a tight fit, and the squeezing is set in consideration of the removal force and the radial clearance of the bearing.
  • the inner ring inner diameter of the bearing is increased and the radial gap is decreased by press-fitting the bearing into the shaft.
  • the shaft diameter is slightly increased by caulking the shaft, and so-called thickening of the shaft also reduces or eliminates the radial gap, resulting in heavy bearing rotation. Not only can it become smooth, but it also shortens its lifespan.
  • the rigidity of the inner ring changes depending on the shape of the raceway groove and the thickness of the inner race, when a straight shaft is press-fitted, the raceway groove is deformed as a result.
  • the deformation of the raceway groove is considered to be a decrease in the accuracy of the bearing, resulting in a variation in rotational torque, a variation in radial gap, and the like, resulting in a decrease in accuracy and reliability of the slide device.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and a first object is to prevent the influence on the outer diameter of the shaft on which the bearing is mounted, to easily correct the inclination of the shaft, and to reduce the cost and accuracy.
  • a good slide device is provided.
  • the second purpose is to make it easy to manage the conventional shimoshiro and to reduce the change in radial gap and raceway groove that are reduced by press-fitting, thereby preventing an increase in bearing load and accuracy. Therefore, a highly reliable slide device is provided.
  • a first invention includes a rail having a substantially C-shaped cross section, and a bearing that is arranged corresponding to an inner wall plane of the rail and rotates an outer ring, and this bearing.
  • the shaft that holds the inner ring of the bearing of the slider is integral with the slider and has a through hole in the center. With this configuration, another shaft is inserted into the through hole, and by using this shaft, the shaft can be substantially held without grasping the outer diameter of the slider shaft.
  • the shaft is characterized in that the base portion close to the slider facilitates plastic deformation.
  • the base portion close to the slider facilitates plastic deformation.
  • the shaft is characterized in that the rigidity in the radial direction is made lower than that of the inner ring of the bearing to prevent deformation of the raceway groove of the bearing inner ring to be press-fitted.
  • the shaft is formed by squeezing the slider.
  • a second invention comprises a rail having a substantially C-shaped cross section, an outer ring rotating bearing disposed corresponding to an inner wall plane of the rail, and an inner ring of the bearing.
  • the shaft that holds the inner ring of the bearing of the slider has a low rigidity of the portion corresponding to the raceway groove of the inner ring of the bearing. It is characterized by that.
  • the shaft is characterized in that the portion corresponding to the raceway groove of the inner ring is thinned.
  • the bearing corresponding to the raceway groove of the inner ring of the bearing is provided with a relief that does not contact the inner ring of the bearing.
  • the width of the dengue or the thickness removal is equal to or larger than the width of the raceway groove of the inner ring of the bearing.
  • the first invention by providing the through hole in the shaft of the slider to which the bearing is mounted, when correcting the inclination of the shaft, another shaft is inserted into the through hole.
  • the shaft By using the shaft, it is possible to substantially hold the shaft without grasping the outer diameter of the slider shaft.
  • the shaft outer diameter can be corrected without scratching, and an inexpensive and highly reliable slide device can be realized.
  • the tilt of the shaft can be corrected without gripping the bearing.
  • the rigidity of the portion of the slider corresponding to the inner ring of the bearing corresponding to the raceway groove of the bearing is reduced, thereby reducing the deformation of the raceway groove of the inner ring of the bearing. Therefore, it is possible to easily manage the white-eye and prevent an increase in load, and to realize a highly reliable slide device.
  • the side view of the rail which concerns on the 1st Embodiment of this invention The top view of the slider which concerns on the 1st Embodiment of this invention XX sectional view of the slider in FIG. Sectional view of the slider shaft Enlarged view of part C in FIG.
  • Conceptual diagram explaining axis tilt correction Sectional drawing of the slider which concerns on the 2nd Embodiment of this invention Sectional drawing of the principal part of the axis
  • FIG. 1 is a perspective view showing a rail of a slide device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the rail of FIG. 1 viewed from the direction A
  • FIG. 3 is a plan view of a slider
  • FIG. 3 is a sectional view of the slider taken along line XX
  • FIG. 5 is a sectional view of the shaft portion of the slider
  • FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 5, and FIG.
  • the rail 1 has a substantially C-shaped cross section, and the first traveling surface 2 at the bottom as an inner wall plane on which the outer ring 18 of the bearing travels while rotating, and this traveling surface. 2 has a second running surface 3 provided above 2.
  • fixing holes 4 for fixing the rail 1 to a base (not shown) with screws or the like are arranged in the rail 1 at substantially equal intervals in the longitudinal direction.
  • the rail 1 of this embodiment is made of ferritic stainless steel (SUS430) with a good balance of strength, hardness, and workability. Used. In order to make the required shape, it is made by cold working with a press.
  • the outer dimensions of the rail are about 20 mm in width, about 10 mm in height, and about 250 mm in length.
  • the length direction is the travel direction of the slider, which will be described later, and the travel direction is indicated by an arrow in the figure.
  • the first traveling surfaces 2a and 2b are provided on the left and right at the bottom on the inner surface side of the rail 1.
  • a wall perpendicular to the first traveling surfaces 2a and 2b is provided parallel to the traveling direction and above the first traveling surfaces 2a and 2b at an angle with the first traveling surfaces 2a and 2b.
  • the left and right paired second running surfaces 3a and 3b are provided.
  • the portion indicated by the dotted line in the figure is the surface of the portion that contacts the outer ring 18 of the bearing, and is hardened by cold working, and the hardness increases toward the surface.
  • a required shape is created by pressing, it is work hardened by sufficiently pressing with a mold or performing bending R-collision.
  • the surface is given an inclination so that the hardness decreases in the thickness direction from the running surface.
  • FIG. 3 is a plan view of the slider 10.
  • the slider 10 has six bearings 11a, 11b, 11b, 12a, 12a, and 12b attached to a base 15 having a metal sheet in a required shape.
  • a fixing hole 16 for fixing the slider 10 to a base of a moving body (not shown) with a screw or the like is appropriately provided.
  • the base 15 in this embodiment is a cold rolled steel plate (SPCC) with a thickness of 1.6 mm, and the surface is electroless nickel plated.
  • the bearing is a deep groove ball bearing having an inner diameter (d) of ⁇ 4 mm, an outer diameter (D) of ⁇ 7 mm, and a width (B) of 2 mm.
  • the inner ring 17 and the outer ring 18 and the ball 19 of the rolling element are quenched and tempered with martensitic stainless steel (SUS440C equivalent) to a required hardness.
  • SUS440C equivalent martensitic stainless steel
  • bowl it is also possible to use suitably the thing of a high carbon chromium steel (SUJ2) or a ceramic with a low density.
  • the three bearings 11a, 11b and 11b correspond to the running surfaces 2a and 2b at the bottom of the rail 1, and the other three bearings 12a, 12a and 12b correspond to the second running surfaces 3a and 3b.
  • the bearings of the slider 10 are guided to the inner surface of the inner wall of the rail 1 and can stably travel with respect to the corresponding traveling surface.
  • the base 15 is integrally provided with a shaft 20 press-fitted into the inner ring 17 of the bearing 11b in a required dimension and direction by drawing.
  • the shaft 20 is cylindrical, has an outer diameter of 4 mm, and a through hole 21 having a diameter of about 3.2 mm is provided in the center.
  • the length of the straight portion of the shaft 20 is about 2.3 mm, which is closer to the base 15 than the tip portion.
  • the shaft 20 has a smaller thickness than the inner ring 17 of the bearing 11b, the rigidity in the radial direction is lowered. Therefore, even if the shaft 20 is press-fitted into the inner ring 17 of the bearing 11b, the inner ring of the bearing 11b. It is possible to prevent deformation of the raceway groove 17a provided in 17. As a result, the raceway groove 17a of the inner ring 17 of the bearing 11b is maintained and assembled with high accuracy, so that it can be stably rotated with a low load (torque). Thereby, a highly reliable slide device can be realized.
  • the other bearings and shafts of the slider 10 have the same configuration.
  • a shaft 20 provided by drawing on the slider 10 holds the slider 10 so as to be slidable with respect to the rail 1 with a required accuracy via a bearing, and the angular accuracy with respect to the rail 1 is particularly important.
  • a shaft 26 that can be inserted is provided at one end with respect to the through hole 21 of the shaft 20 provided in the base 15, and a shaft having a shape similar to that of a screwdriver having a handle 25 is used at the other end.
  • a shaft 26 that can be inserted through the 20 through holes 21 is inserted.
  • a stress capable of plastic deformation can be applied to the root portion 22 of the shaft 20.
  • the base portion 22 of the shaft 20 is reduced in thickness so that plastic deformation occurs more easily than the tip portion.
  • a large stress is generated in the root portion 22 and plastic deformation is given, so that the inclination of the shaft 20 can be easily corrected.
  • the shaft 20 is designed to be easily plastically deformed, strain and residual stress with respect to other portions of the slider 10 can be reduced.
  • the direction to be corrected is not limited to the direction of B, and it can be easily understood that the direction can be corrected to a direction perpendicular to B or an arbitrary direction to be corrected.
  • this inclination correction since the inclination correction can be performed without grasping the outer diameter portion of the shaft 20 press-fitted into the inner ring 17 of the bearing, the outer diameter of the shaft is not damaged. As a result, it is possible to prevent the bearing from being influenced. Further, it can be easily understood that the correction jig 24 can be inserted from the base 15 side, contrary to FIG.
  • the shaft is integrally formed by drawing, the number of parts can be reduced, and reliability can be improved.
  • the relationship between the shaft and the bearing can be applied to a configuration in which the outer ring is rotated with a slight gap and a configuration in which the inner ring and the shaft are bonded and fixed.
  • the inner ring raceway groove is not deformed, and it is possible to prevent the adhesion from coming off.
  • the present invention can be applied to prevent the bearing from being detached in the thrust direction by crushing or pushing the tip of the through hole.
  • the thinned portion 23 is formed by removing the outer diameter portion of the straight portion of the shaft 20 corresponding to the raceway groove 17a of the inner ring 17 of the bearing 11b. Since the rigidity of the shaft 20 in the radial direction is lower than that of the inner ring 17 of the bearing 11b, even if the shaft 20 is press-fitted into the inner ring 17 of the bearing 11b, the deformation of the raceway groove 17a provided in the inner ring of the bearing 11b. Can be prevented. As a result, the raceway groove 17a of the bearing 11b can be reduced in deformation, and can stably rotate with a low load (torque). Thereby, a highly reliable slide device can be realized.
  • the rigidity of the portion corresponding to the raceway groove 17a need only be low without reducing the rigidity of the shaft 20 as compared with the inner ring 17 of the bearing 11b.
  • the other bearings and shafts of the slider 10 have the same configuration.
  • the portion corresponding to the raceway groove 17a since the portion corresponding to the raceway groove 17a has a lower rigidity than the other portions due to the rigidity of the shaft 20 in the radial direction, the inner ring 17 of the inner ring 17 is pressed into the inner ring 17 of the bearing. Deformation of the raceway groove 17a can be reduced. Furthermore, in the control of the squeeze between the shaft 20 and the inner ring 17, the influence of deformation on the raceway groove 17a of the inner ring 17 can be reduced, so that the management can be facilitated, thereby reducing the reliability with low load. A high slide device can be realized.
  • FIG. 10 is a characteristic diagram showing the characteristics of the sliding load at each temperature of the sliding device in the present embodiment. Compared with the characteristics of the conventional slide device, the sliding load can be reduced at each temperature. It can also be seen that the magnitude of the change in sliding load due to temperature is small. This is because the change due to the difference in temperature expansion coefficient between the shaft 20 and the bearing inner ring 17 lowers the rigidity of the shaft 20 in the radial direction, so that the raceway groove 17a is more reliably compared to the conventional slide device. This is thought to be due to the reduction in deformation.
  • a plurality of annular grooves 23 a are provided on the outer peripheral side of the shaft at a portion corresponding to the raceway groove 17 a of the inner ring 17 of the bearing.
  • the annular groove 23a can be configured in one or a plurality of spiral shapes. Since the operation is the same as that of the second embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the effect of the metal removal is partially changed as appropriate by changing the interval, width, and depth of the groove 23a. Can be done easily. That is, it is possible to change the rigidity appropriately and easily according to the longitudinal direction of the shaft 20. Further, according to the second and third embodiments, it is possible to further strengthen the fixation of the bearing with the inner ring 17 by applying an adhesive to the thinned portion and the groove portion of the shaft 20.
  • the thinned portion 23b is formed by thinning the inner diameter portion of the shaft 20 in the straight portion of the shaft 20. According to this embodiment, there are the same effects as the second and third embodiments. Furthermore, in the present embodiment, since the outer diameter of the shaft 20 becomes uniform, handling in the case of finishing the outer diameter later is convenient because it can be handled as a normal shaft.
  • the straight portion of the shaft 20 is provided with a protrusion 23c having a width Ws that does not contact the inner ring 17 at the outer diameter portion of the shaft 20 with respect to the width dimension Wb of the raceway groove 17a of the inner ring 17 of the bearing 11b.
  • the relationship between the width dimension Wb of the track groove 17a and the width dimension Ws of the protrusion 23c that does not contact the inner ring 17 is Wb ⁇ Ws, and the deformation of the track groove 17a is reliably prevented. Further, it is also possible to configure the relief 23c that does not contact the inner ring 17 as in the third embodiment.
  • the slide device of the first invention by providing a through hole in the shaft of the slider to which the bearing is mounted, the tilt of the shaft can be corrected without grasping the outer diameter of the shaft.
  • a slide device can be provided, and is useful for application to an expensive linear guide or the like.
  • the slide device of the second invention can reduce deformation of the inner ring raceway groove by reducing the rigidity of the portion of the bearing of the slider on which the bearing is mounted with respect to the inner ring raceway groove. It is possible to provide a slide device with high dynamic reliability.

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Abstract

　直動型スライダーに取り付けられるベアリングの内輪を保持する軸をスライダーと一体として中央に貫通穴を設ける。貫通穴に挿通する別の軸を掴んで軸の修正を行うことができるので軸を傷付けることがない。また、ベアリングを圧入した後にも、ベアリングを掴むことなく、姿勢を修正することが可能となる。

Description

スライド装置
　本発明は、低負荷で精度良く直線運動することができる、ボールベアリングを用いたスライド装置に関し、更に具体的には、スライド装置のスライダーに関する。
　従来、この種のスライド装置は、転動体にボールを用いたリニアガイドなどと呼ばれるものが良く知られている。また、より高い荷重を支持させるものには、転動体にローラーを用いたクロスローラーガイドと呼ばれるものが知られている。また、特許文献１にはボールベアリングを多数配置したスライダーを用いたリニアガイドに動力伝達部を同じフレームに配置して小型化を実現できることと、フレームに、玉軸受け３個を１セットで使用することによりアルミサッシの精度でも無調整で４方向のガイドが可能であることが開示してある。
　また、特許文献２にはボールベアリングの周囲に樹脂などのローラーを設け、対応するスライダーとの間でローラーをレールの長手方向にレールの左右軌道面にほぼ半数ずつ接触するように配置されていることで、精度を損なうことなく安価な直線案内装置が提供できることが開示してある。
日本国特開平１１－３７１５４号公報（第３頁、[００１０］、図１、図３、） 日本国特開平８－２３２９５２号公報（第３頁、[０００７］、図２、図３）
　しかしながら、これらのガイド装置においては、レールの走行面に対してベアリングの外輪を精度良く対応させることが必要で、ベアリングの内輪を保持する軸やスライダーを高精度に加工するとともに、スライダーへの軸の取り付け精度を十分高くする必要があった。このために、部品加工におけるコストの上昇や組立ての煩雑さ、検査工数などの増加を抑えにくかった。
　更には軸をスライダーに固定した後で修正する場合には、軸の外径部分を保持する必要があり、その外径部はベアリングの内輪に対応させるために、傷付きなどには十分配慮する必要があった。軸外径に傷が付くと、ベアリングの内輪に圧入させる際に圧入しにくかったり、内輪の変形を発生させる要因となったりすることがあった。また、軸とベアリングが中間バメや隙間バメにおいても同様に軸の傷付きは重大な問題となる。軸の傷付きにおいては、凹んだ部分より、この周囲にできる盛り上がりによる影響の方が課題となることが多い。このために、軸の外径が傷付いた場合には軸を交換するかスライダーごと廃棄せざるを得ないことがあり、コスト上昇の要因となっていた。また、軸にベアリングを圧入または隙間バメで装着した後に軸の傾き、つまり結果的にベアリングの傾きを修正する場合には、軸のベアリングから飛び出ている長さが長い場合を除いてはベアリングを直接的に掴む必要がある。軸の飛び出しが長い場合には、スライド装置の小型化を阻害する要因となる。ベアリングを直接的に掴む場合には、ベアリングにストレスが加わり、軌道溝へのブリネル圧痕などの発生により負荷変動や騒音発生などの品質の低下を発生させる可能性がある。 
　一方、特許文献２に開示されているガイド装置においては、ベアリングを鍔のある段付きの軸でスライダーのプレートにカシメにより固定することが開示してある。また、軸のカシメの残りを逃げるためにプレートのカシメ部分をへこませることも開示してある。カシメ後に軸の傾きなどを修正するには、ベアリング周囲に接着や圧入または、インサート成形された樹脂や、ゴムを掴む必要があり、これらの材質は軟らかく弾性変形しやすいために軸の傾きなどを修正することが困難で、外周部分の樹脂やゴムへの傷付きも発生しやすいなどの課題があった。
　また、これらのガイド装置においては、スライダーに設けられた軸とベアリング内輪は圧入などによって固定されており、軸はストレート形状のものが用いられている。軸と内輪との寸法関係は締まりバメとして、シメシロについては抜去力や、ベアリングのラジアル隙間などを考慮して設定されている。スライダー組立てにおいては、軸にベアリングを圧入することによって、ベアリングの内輪内径が増加して、ラジアル隙間が減少する。また、軸を内輪に嵌合させた後に、軸をカシメることによって軸の径がわずかに増加する、いわゆる軸が太ることによってもラジアル隙間が減少したり、なくなったりしてベアリングの回転が重くなったり、スムーズにできなくなるばかりか、寿命も短くなってしまう。
　このために、シメシロやラジアル隙間の管理は十分注意することが大切である。例えば、ストレートな軸を内輪に圧入する場合を考える。内輪の軌道溝のある部分の剛性は、軌道溝の無い部分と比べて低くなっている。これは、内輪の内径に対して、軌道溝のある部分と、軌道溝の無い部分とでは、外径が異なるためである。これは、部分的に外径が異なるリングに対して、ストレートの軸を圧入する円環の圧入を考えた場合に相当する。内輪の剛性は軌道溝の形状や、内輪の肉厚によって変化するので、ストレートな軸を圧入すると結果として軌道溝の変形が発生する。軌道溝の変形はベアリングの精度が低下したものと考えられ、回転トルクの変動やラジアル隙間の変動などが発生し、結果としてスライド装置の精度の低下や信頼性を低下させる要因となっている。
　本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、第１の目的は、ベアリングが装着される軸外径への影響を防止して、軸の傾きの修正が容易で、安価で精度の良いスライド装置を提供するものである。また、第２の目的は、従来のシメシロの管理を容易にすると共に、圧入により減少するラジアル隙間や軌道溝の変化を低減するものであり、これによって、ベアリングの負荷の増加を防止し、精度が良く、信頼性の高いスライド装置を提供するものである。
　第１の発明は、上記第１の目的を達成するために、概略Ｃの字型断面を有するレールと、レールの内壁平面に対応して配置され、外輪回転するベアリングと、を備え、このベアリングの内輪を保持するスライダーが前記レールに案内されて直線運動をするスライド装置において、前記スライダーの前記ベアリングの内輪を保持する軸は前記スライダーと一体で中央に貫通穴を有することを特徴とする。この構成により、貫通穴に別な軸を挿通させ、この軸を利用することでスライダーの軸の外径を掴むことなく、実質的に軸を保持することが可能となる。
　また、前記軸は、スライダーに近い根元部分が塑性変形を容易としたことを特徴とする。この構成により軸に対して外力を与えて軸の傾きを修正する際に根元部分が容易に塑性変形するために、ベアリンングの内輪に圧入される軸の部分への変形や歪の発生を低減できる。更には容易に傾きを修正することができるので、スライダーの他の部分に対しての影響も低減でき、作業やハンドリングによる影響も低減することができる。
　また、前記軸は、前記ベアリングの内輪より半径方向の剛性を低くし、圧入されるベアリング内輪の軌道溝の変形を防止することを特徴とする。この構成により、軸にベアリング内輪が圧入された場合に、軸の外径精度がベアリングの内輪内径精度と比べて低い場合でも、軸のほうがベアリング内輪に比べて容易に変形するためにベアリング内輪の変形を確実に低減させることが可能となる。これによって、ベアリング内輪軌道溝の変形を低減でき、シメシロの管理を容易にすると共に、圧入により減少するラジアル隙間の変化を低減するものである。従って、ベアリングの負荷や回転精度の低下を防止することができ、高精度のスライド装置が実現できる。
　また、前記軸は前記スライダーを絞り出すことで作られることを特徴とする。この構成により、軸を別に作成する必要がなく、しかもスライダーへ軸を取り付けるためのカシメや、圧入などの固定作業を不要にすることができる。また、部品点数の削減ができるので、信頼性の向上や、管理工数の削減なども可能となる。なお、これによりプレスでスライダーを作ることも可能となる。
　第２の発明は、上記第２の目的を達成するために、概略Ｃの字型断面を有するレールと、レールの内壁平面に対応して配置される外輪回転するベアリングと、このベアリングの内輪を保持するスライダーが、前記レールの内壁平面に案内されて直線運動をするスライド装置において、前記スライダーの前記ベアリングの内輪を保持する軸は、前記ベアリングの内輪の軌道溝に対応する部分の剛性を低くしたことを特徴とする。この構成により、ベアリングの内輪を保持する軸による、ベアリングの内輪の軌道溝の変形を低減することができる。これによって、ベアリングの負荷の増加を防止でき、信頼性の高いスライド装置を提供することができる。
　前記軸は、内輪の軌道溝に対応する部分を除肉したことを特徴とする。この構成により、ベアリングの内輪を保持する軸による、ベアリングの内輪の軌道溝の変形を低減することができる。これによって、ベアリングの負荷の増加を防止でき、信頼性の高いスライド装置を提供することができる。
　また、前記ベアリングの内輪の軌道溝に対応する部分に前記ベアリングの内輪と当接しないニゲを設けたことを特徴とする。この構成により、ベアリングの内輪の軌道溝の変形を確実に防止でき、負荷の増加を防止しでき、信頼性の高いスライド装置を提供できる。
　また、前記ニゲまたは除肉の幅は前記ベアリングの内輪の軌道溝の幅と同じか幅より大きいことを特徴とする。この構成により、ベアリングの内輪の軌道溝の変形を確実に防止でき、負荷の増加を防止しでき、信頼性の高いスライド装置を提供できる。
　以上のように第１の発明によれば、ベアリングが装着されるスライダーの軸に貫通穴を設けたことにより、軸の傾きなどを修正する際に、貫通穴に別な軸を挿通させ、この軸を利用することでスライダーの軸の外径を掴むことなく、実質的に軸を保持することが可能となる。これにより、軸外径に傷を付けることなく修正することができ、安価で信頼性の高いスライド装置が実現できる。
　また、軸にベアリングを組立てた後であっても、ベアリングを掴むことなく軸の傾きなどの修正が可能となる。
　また、第２の発明によれば、ベアリングの内輪が装着されるスライダーの軸をベアリングの内輪の軌道溝に対応する部分の剛性を低くしたことにより、ベアリングの内輪の軌道溝の変形を低減することができ、シメシロの管理を容易にすると共に、負荷の増加を防止しでき、信頼性の高いスライド装置を実現できる。
本発明の第１の実施形態に係るスライド装置のレールを示す斜視図 本発明の第１の実施形態に係るレールの側面図 本発明の第１の実施形態に係るスライダーの平面図 図３におけるスライダーのＸ－Ｘ断面図 スライダーの軸部分の断面図 図５のＣ部の拡大図 軸の傾き修正を説明する概念図 本発明の第２の実施形態に係るスライダーの断面図 本発明の第３の実施形態に係るスライダーの軸の要部断面図 本発明の第４の実施形態に係るスライダーの軸の要部断面図 本発明の第５の実施形態に係るスライダーの軸の要部断面図 本発明の第２の実施形態に係るスライド装置の摺動負荷を示す特性図
　（第１の実施形態）
　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。図１は本発明の第１の実施形態に係るスライド装置のレールを示す斜視図、図２は図１のレールをＡの方向から見た側面図、図３はスライダーの平面図、図４は図３におけるスライダーのＸ－Ｘ断面図、図５はスライダーの軸部分の断面図、図６は図５の拡大図、図７は軸の傾き修正を説明する概念図である。先ずスライド装置の概要について説明する。
　図１ないし図４において、レール１は概略Ｃの字型の断面形状をしており、ベアリングの外輪１８が回転しながら走行する内壁平面としての底部の第１の走行面２と、この走行面２の上方に設けられた、第２の走行面３を有している。また、レール１には、レール１を図示しない基台にネジなどで固定するための固定穴４が長手方向に概ね等間隔で配置されている。本実施例のレール１は、強度と硬度及び加工性のバランスの良いフェライト系ステンレス鋼（SUS430）が用いられており１．５ｍｍ の板厚で光沢表面のＢＡ材や準光沢面の２Ｂ材を用いている。所要の形状を作るために、プレスによって冷間加工により作られる。
　ＳＵＳのシートをロールフォーミングした後にプレスにて加工することも可能である。レール外形の寸法は幅が約２０ｍｍ、高さが約１０ｍｍ、長さが約２５０ｍｍとしてある。長さ方向が後述する、スライダーの走行方向であり、図中に矢印で走行方向と示してある。レール１の内面側の底部には第１の走行面２ａ、２ｂ が左右に設けられている。また第１の走行面２ａ、２ｂと垂直な壁に続いて、走行方向に平行で第１の走行面２ａ、２ｂの上方で、第１の走行面２ａ、２ｂと一定の角度をなして設けられた、左右１対の第２の走行面３ａ、３ｂを有している。図中の点線で示した部分は、ベアリングの外輪１８と接触する部分の面で、冷間加工により加工硬化されて表面に行くに従って硬度が高くしてある。所要の形状をプレスによって作成する際に、金型で十分押さえたり、曲げのＲコロシを行ったりすることによって加工硬化されるようにしてある。
　また、ローラーバニッシュなどによって、表面の面粗度の向上と、硬さの増加を同時に実現させることも可能である。母材（下地）に対して表面の硬度が高められるよう、走行面表面から板厚方向に硬度が低下するように傾斜して与えられている。
　次に、レール１に直線ガイドされるスライダーについて説明する。図３はスライダー１０の平面図である。スライダー１０は金属製のシートを所要の形状としたベース１５に対して、６個のベアリング１１ａ、１１ｂ、１１ｂ、１２ａ、１２ａ、１２ｂが取り付けられている。また、スライダー１０を図示しない移動体の基台にネジなどで固定するための固定穴１６が適宜設けてある。本実施例におけるベース１５は冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）で板厚は１．６ｍｍのものを用いていており、表面は無電解ニッケルメッキを施してある。また、ベアリングは内径（ｄ）φ４ｍｍ、外径（Ｄ）φ７ｍｍ、幅（Ｂ）２ｍｍ の深溝のボールベアリングである。本実施の形態においては、内輪１７・外輪１８および転動体のボール１９はマルテンサイト系のステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ相当品）で焼入れ、焼き戻しをして所要の硬度としている。ボールについては、高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２）や密度が低いセラミックのものを適宜用いることも可能である。
　３つのベアリング１１ａ、１１ｂ 、１１ｂはレール１の底部の走行面２ａ、２ｂに対応し、他の３つのベアリング１２ａ、１２ａ、１２ｂは第２の走行面３ａ、３ｂに対応させてある。これらにより、レール１の内壁内面に案内されて、スライダー１０のそれぞれのベアリングが、対応する走行面に対して安定して走行させることができる。
　図４～図６において、ベース１５にはベアリング１１ｂの内輪１７に対して圧入される軸２０が絞り加工により一体に所要の寸法と方向に設けられている。軸２０は円筒状で外径がφ４ｍｍで中央に約φ３．２ｍｍの貫通穴２１が設けられており、軸２０のストレート部分の長さは約２．３ｍｍで先端部分に比べてベース１５に近い根元部分２２の肉厚を少なく（除肉）することで、塑性変形が容易に生じるようにしてある。必要によっては、応力集中を発生しやすくさせるために、切り欠き形状や楔形の形状などを持つ応力集中部２２ａを根元部分２２に追加することも可能である。また、ベアリング１１ｂの内輪１７に比べて、軸２０は肉厚を薄くすることによって半径方向の剛性を低くしてあるので、ベアリング１１ｂの内輪１７に軸２０を圧入しても、ベアリング１１ｂの内輪１７に設けられる軌道溝１７ａの変形を防止することが可能となる。これによって、ベアリング１１ｂの内輪１７の軌道溝１７ａは精度が高いまま維持されて組立てられるので、安定して低負荷（トルク）で回転できる。これにより信頼性が高いスライド装置が実現できる。スライダー１０の他のベアリングおよび軸についても同様な構成としている。
　次に、図７により軸の傾き修正について説明する。スライダー１０に絞り加工により設けられた軸２０は、ベアリングを介してスライダー１０をレール１に対して所要の精度でスライド可能に保持させるもので、レール１に対する角度精度が特に重要である。ベース１５に設けられた軸２０の貫通穴２１に対して、挿通可能な軸２６が一端に設けられ、他端にはハンドル２５を有するドライバーに形状が似ている修正冶具２４を用いて、軸２０の貫通穴２１に対して挿通可能な軸２６を挿通させる。修正冶具２４のハンドル２５を図に示すＢの方向（図の左右方向）に倒すことにより、軸２０の根元部分２２に塑性変形可能な応力を与えることができる。前述のように、軸２０の根元部分２２は肉厚を少なくすることで、先端部分に比べて塑性変形がより容易に生じるようにしてある。更には、片持ち梁の構成となっているために根元部分２２では大きな応力が発生し、塑性変形を与えられるので、軸２０の傾きを容易に修正することが可能となる。また、軸２０は塑性変形が容易となるようにしてあるので、スライダー１０の他の部分に対しての歪や残留応力を少なくすることができる。また、修正する方向については、Ｂの方向に限らずＢに直行する方向や、修正したい任意の方向に修正することが可能であることも容易に理解できる。この傾き修正において、ベアリングの内輪１７に圧入される軸２０の外径部分を掴むことがなく傾き修正が行えるため、軸外径に傷を付けることがない。これによりベアリングの圧入に対して、影響を与えることも防止できる。また、修正冶具２４は図７とは逆にベース１５側から挿通させることもできることは、容易に理解することができる。
　このようにスライダー単体での軸２０の傾き修正について説明したが、スライダーにベアリングを組み付けた後においても同様にして軸２０の傾き修正が可能であることは容易に理解することができる。更に良いことに、ベアリングの外周に樹脂やゴムを付加させた形態のものであっても、確実に軸の傾き修正が可能で、しかもレールと接触するローラーなどの外周面へ傷を付けることがない。スライダー単体でも組み立て後でも軸の傾き修正が可能であるので、工程における歩留まりが向上でき、部品を廃棄することを防止できるので、生産コストを低減させることが可能となる。
　また、本実施の形態からも理解できるように、軸が絞り加工で一体に作られるので、部品点数が削減でき、信頼性の向上が得られる。
　なお、レールやスライダーのバラツキについても本実施の形態を応用することにより必要とされる精度に対して、レールとスライダーの組合せと傾き補正で実現することも可能で、歩留まりが向上できる。
　以上、説明してきたが軸とベアリングの関係についても、僅かな隙間で外輪回転させる形態や、内輪と軸が接着固定される形態のものに対しても応用できることは明らかである。この場合には内輪軌道溝の変形を及ぼすことがなく、接着が外れることも防止することが可能となる。また、スラスト方向へのベアリングの抜け防止のために、貫通穴に別部材を圧入や接着などで固定することによって実施することも可能である。更には、貫通穴の先端部分をつぶしたり、押し広げたりすることによって、スラスト方向へのベアリングの離脱を防止するように応用することも可能なことは明らかである。
　（第２の実施形態）
　次に本発明における第２の実施形態について図８を参照して説明する。本実施形態では、軸２０の構成のみが第１の実施形態と異なるため、軸２０の構成について詳細に説明し、第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態では、軸２０のストレート部分において、ベアリング１１ｂの内輪１７の軌道溝１７ａに対応する部分の外径部分を除肉することで除肉部２３を形成してある。ベアリング１１ｂの内輪１７と比較して、軸２０の半径方向の剛性を低くしてあるので、ベアリング１１ｂの内輪１７に軸２０を圧入しても、ベアリング１１ｂの内輪に設けられる軌道溝１７ａの変形を防止することができる。これによって、ベアリング１１ｂの軌道溝１７ａは変形を少なくできるので、安定して低負荷（トルク）で回転できる。これにより信頼性が高いスライド装置が実現できる。また、軸２０の剛性については、ベアリング１１ｂの内輪１７と比較して低くしなくとも、軌道溝１７ａに対応する部分の剛性が低くできていれば良いことは明らかである。スライダー１０の他のベアリングおよび軸についても同様な構成としている。
　本実施形態によれば、軸２０の半径方向の剛性で軌道溝１７ａに対応する部分が他の部分と比べて剛性を低くしてあるので、ベアリングの内輪１７に圧入された際に内輪１７の軌道溝１７ａに対する変形を低減できる。更には、軸２０と内輪１７とのシメシロの管理においても、内輪１７の軌道溝１７ａに対する変形の影響を低減できるので、管理をより容易とすることができ、これによって、低負荷で信頼性の高いスライド装置が実現できる。
　図１０は本実施形態におけるスライド装置の各温度における摺動負荷の特性を示した特性図である。従来のスライド装置の特性と比較して、各温度で摺動負荷の低下が実現できている。また、温度による摺動負荷の変化の大きさも小さくなっていることが理解できよう。これは、軸２０とベアリング内輪１７のよる温度膨張係数の差による変化が、軸２０の半径方向の剛性を低くしてあることによって、従来のスライド装置と比較して、より確実に軌道溝１７ａの変形が低減できているためと考えられる。
　また、この種のスライド装置で寿命試験をしたところ、摺動負荷の小さな方がより長寿命であることが確認されており、軌道溝１７ａの変形が少ないことにより、ベアリングの内部隙間の減少が少なく、トルクの増加が少ないことによるものと考えられえる。更には、軌道溝１７ａの変形が少ないことにより、同様の使用条件での発熱が抑えられ、潤滑剤の熱劣化も防止できるためとも考えられる。
　（第３の実施形態）
　次に本発明の第３実施形態について、図９Ａを参照して説明する。本実施形態では、軸２０の構成のみが第１の実施形態と異なるため、軸２０の構成について詳細に説明し、第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態では、軸２０のストレート部分において、ベアリングの内輪１７の軌道溝１７ａに対応する部分には、環状の溝２３ａを軸の外周側に複数本を設けてあり、軸２０の半径方向の剛性を低下させる、第２実施形態の除肉と同様の作用を持たせてある。環状の溝２３ａについては、１本または複数本のスパイラル状に構成することも可能である。作用は第２実施形態と同様なので説明は省略するが、この第３実施形態においては、除肉の効果を溝２３ａの間隔や幅、更には深さを変えることによって、部分的に適宜変更することが簡便にできる。つまり、軸２０の長手方向に従って剛性を適宜で容易に変化させることも可能である。
　また、第２及び第３実施形態によれば、軸２０の除肉部分や溝部分に接着剤を塗布させることによって、ベアリングの内輪１７との固定をより強固にすることも可能である。
　（第４の実施形態）
　次に本発明の第４実施形態について、図９Ｂを参照して説明する。本実施形態では、軸２０の構成のみが第１の実施形態と異なるため、軸２０の構成について詳細に説明し、第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態では、軸２０のストレート部分において、軸２０の内径部分を除肉することで除肉部２３ｂを形成したものである。この実施の形態によれば、上記第２及び第３実施形態と同様の効果がある。更には、本実施形態においては、軸２０の外径が均一となるので、外径を後から仕上げ加工する場合などでの取り扱いが、通常の軸として扱えるので便利である。
　（第５の実施形態）
　次に本発明の第５実施形態について、図９Ｃを参照して説明する。本実施形態では、軸２０の構成のみが第１の実施形態と異なるため、軸２０の構成について詳細に説明し、第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態では、軸２０のストレート部分において、ベアリング１１ｂの内輪１７の軌道溝１７ａの幅寸法Ｗｂに対して、軸２０の外径部分に内輪１７と当接しない幅Ｗｓのニゲ２３ｃを設けてあるものである。この軌道溝１７ａの幅寸法Ｗｂと、内輪１７と当接しない幅のニゲ２３ｃの幅寸法Ｗｓの関係は、Ｗｂ≦Ｗｓとして、確実に軌道溝１７ａの変形を防止したものである。また、内輪１７に当接しないニゲ２３ｃを第３実施形態のように構成することも可能である。剛性を低下させるニゲ２３ｃについての説明をしたが、除肉の幅として同様の関係を与えることによって、軌道溝１７ａの変形を防止することも可能なことは明らかである。
　以上説明した除肉、溝、ニゲなどは、単独でも、組み合わせて実施することは可能なことは明らかである。また、本発明はこれらの実施の形態に限定されることなく、適宜変更は可能であることは明らかである。
　第１の発明のスライド装置は、ベアリングが装着されるスライダーの軸に貫通穴を設けることによって、軸外径を掴むことなく軸の傾き修正ができるので、歩留まりを高くでき安価で信頼性の高いスライド装置が提供できるものであり、高価なリニアガイドなどへの応用にも有用である。
　また、第２の発明のスライド装置は、ベアリングが装着されるスライダーの軸のベアリングの内輪軌道溝に対する部分の剛性を低くしたことにより、内輪軌道溝の変形を低減することができるので、低摺動負荷で信頼性の高いスライド装置が提供できるものである。
　なお、本出願は、２０１０年６月１日出願の日本特許出願（特願２０１０－１２６０１２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　  レール
２、２ａ、２ｂ　第１の走行面        
３、３ａ、３ｂ　第２の走行面
４  　固定穴
１０　スライダー
１１ａ、１１ｂ　ベアリング
１２ａ、１２ｂ  ベアリング
１５　ベース
１６ 固定穴
１７ 内輪
１７a 軌道溝 
１８ 外輪
１９ ボール
２０ 軸  
２１ 貫通穴
２２ 根元部分
２２ａ 応力集中部
２３ 除肉部
２３ａ 溝
２３ｂ 除肉部
２３ｃ ニゲ
２４ 修正冶具
２５ ハンドル
２６ 軸

Claims (8)

  1. 　概略Ｃの字型断面を有するレールと、レールの内壁平面に対応して配置され、外輪回転するベアリングと、を備え、このベアリングの内輪を保持するスライダーが前記レールに案内されて直線運動をするスライド装置において、前記スライダーの前記ベアリングの内輪を保持する軸は前記スライダーと一体で中央に貫通穴を有することを特徴とするスライド装置。
  2. 　前記軸は、スライダーに近い根元部分が塑性変形を容易としたことを特徴とする請求項１記載のスライド装置。
  3. 　前記軸は、前記ベアリングの内輪より半径方向の剛性を低くし、圧入される内輪の軌道溝の変形を防止することを特徴とする請求項１又は２記載のスライド装置。
  4. 　前記軸は前記スライダーを絞り出すことで作られることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載のスライド装置。
  5. 　概略Ｃの字型断面を有するレールと、レールの内壁平面に対応して配置される外輪回転するベアリングと、このベアリングの内輪を保持するスライダーが、前記レールの内壁平面に案内されて直線運動をするスライド装置において、前記スライダーの前記ベアリングの内輪を保持する軸は、前記ベアリングの内輪の軌道溝に対応する部分の剛性を低くしたことを特徴とするスライド装置。
  6. 　前記軸は、内輪の軌道溝に対応する部分を除肉したことを特徴とする請求項５記載のスライド装置。
  7. 　前記軸は、前記ベアリングの内輪の軌道溝に対応する部分と当接しないニゲを設けたことを特徴とする請求項５記載のスライド装置。
  8. 　前記ニゲまたは除肉の幅は前記ベアリングの内輪の軌道溝の幅と同じか幅より大きいことを特徴とする請求項６又は７記載のスライド装置。
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