JP2005030488A

JP2005030488A - Linear motion guidance device

Info

Publication number: JP2005030488A
Application number: JP2003195963A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Kato; 総一郎加藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】ローラのスキューを防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させうる直動案内装置を提供する。
【解決手段】案内レール１２と、スライダ１６と、無限循環路１８内に装填される複数のローラ４６と、一対のローラ接触面５４ａ、５４ｂが形成されてローラ４６同士の間に介挿される間座部５１を有するセパレータ５０と、を備えた直動案内装置１０において、ローラ４６の長さをＬ、ローラ４６の直径をＤｗ、ローラ軌道路２６のローラ４６軸方向の幅をΔ１、および方向転換路２４のローラ４６軸方向の幅をΔ２とするとき、一対のローラ接触面５４ａ、５４ｂがローラ４６に接触する部分相互の平行度を、（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ、または（Δ２−Ｌ）／Ｄｗのいずれか小さい値以下にした。
【選択図】図６There is provided a linear motion guide device capable of preventing a roller skew and allowing a slider to travel smoothly with respect to a guide rail with low noise.
A guide rail, a slider, a plurality of rollers loaded in an endless circulation path, and a pair of roller contact surfaces are formed between the rollers. In the linear guide device 10 including the separator 50 having the seat portion 51, the length of the roller 46 is L, the diameter of the roller 46 is Dw, the width of the roller track 26 in the axial direction of the roller 46 is Δ1, and the direction When the width of the conversion path 24 in the axial direction of the roller 46 is Δ2, the parallelism between the portions where the pair of roller contact surfaces 54a and 54b contact the roller 46 is (Δ1−L) / Dw or (Δ2−L). ) / Dw, whichever is smaller.
[Selection] Figure 6

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械や射出成形機等に用いられる直動案内装置に関し、特に、隣り合うローラの間に間座部が介装されている直動案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直動案内装置は、複数の転動体が無限循環路内を転動しつつ、スライダが案内レールに対し相対移動する。このような直動案内装置には、転動体をローラによって構成したものがある。
また、従来から、直動案内装置には、隣り合うローラの間に間座部を介装したものが知られている。
スライダが案内レールに対して相対移動すると、各ローラは同一方向へ回転しつつ移動する。そのため、間座部が無い場合、隣り合うローラ同士が擦れ合うことによって、ローラの円滑な転動が妨げられ、また、騒音が大きく、ローラの摩耗の進行も早くなる。そこで、騒音の発生を抑制し、円滑に直動案内装置を作動させるために、間座部が介装されている。
【０００３】
また、隣り合う間座部同士を連結部で連結することによってローラ列を構成し、ローラの脱落を防止することが行われている。間座部同士を連結部でつなげることによって、無限循環路内でローラを平行に整列させることができる。そのため、ローラの軸振れ（スキュー）や競り合いが軽減され、ローラをより安定させて循環させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されている技術におけるローラ列の概略を図１１に示す。なお、同図（ａ）は、一部を省略して示すローラ列の説明図、同図（ｂ）は、無限循環路内の曲線部におけるローラ列の説明図である。
同図（ａ）に示すように、このローラ列１６２は、ローラ１４６と、間座部１５１と、隣り合う間座部同士を連結する連結部１５２とから構成されている。
【０００５】
詳しくは、間座部１５１は、ローラ１４６の外周に対して摺動自在に接触する凹曲面からなる一対のローラ接触面１５４ａ、１５４ｂを有している。そして、隣り合う間座部１５１同士によってローラ１４６を挟むとともに、間座部１５１同士を可撓性がある薄肉材料からなるベルト状の連結部１５２によって連結してローラ列１６２を構成している。そして、このローラ列が無限循環路内を循環する構成となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３３９９６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ローラ１４６の姿勢が間座部１５１と連結部１５２とによって拘束されているため、その拘束を構成する間座部１５１や連結部１５２の精度によっては、逆に、安定したローラ列１６２の循環を妨げることにもなる。例えばローラ列１６２の連続する並び方向の運動に対して、ローラ１４６が傾いて拘束されていた場合は、無限循環路内でローラ１４６に負荷が作用する領域にローラ１４６が移行する際に、負荷部での無限循環路を形成している壁などにローラ１４６が衝突する可能性がある。このような問題が発生すれば、ローラ列１６２に無理な力が加わり、ローラ１４６のスキュー等によって、スライダの案内レールに対する円滑な走行が妨げられるばかりでなく、ローラの摩耗や、ローラ列の耐久性が損なわれることにもなる。
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、ローラのスキューを防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させ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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明者は、ローラの姿勢を拘束する間座部、ローラ、および無限循環路内での間座部やローラの拘束面相互の関係について鋭意検討したところ、一定の関係をもってこれらを構成すれば、ローラのスキューを防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることができることを見いだした。
【０００９】
すなわち、請求項１に係る発明は、ローラ案内面を有する案内レールと、前記案内レールに対して相対移動可能に配設されて、前記ローラ案内面に対向して前記ローラ案内面とともにローラ軌道路を形成する負荷ローラ案内面、前記ローラ軌道路の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路、および前記一対の方向転換路に連通するローラ戻し通路を有するスライダと、前記ローラ軌道路、前記一対の方向転換路、および前記ローラ戻し通路から構成される無限循環路内を転動しつつ循環する複数の円筒状のローラと、隣り合う前記ローラの間にそれぞれ介挿されて、前記ローラの転動面に対応した一対のローラ接触面が形成された間座部を有するセパレータと、を備えた直動案内装置において、前記ローラの長さをＬ、前記ローラの直径をＤｗ、前記ローラ軌道路の前記ローラ軸方向の幅をΔ１、および前記方向転換路の前記ローラ軸方向の幅をΔ２とするとき、各前記間座部のローラ接触面のうち前記ローラに接触する部分相互の平行度を、（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ、または（Δ２−Ｌ）／Ｄｗのいずれか小さい値以下にしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、各間座部のローラ接触面のうちローラに接触する部分（以下、接触母線と呼ぶ）相互の平行度を、（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ、または（Δ２−Ｌ）／Ｄｗのいずれか小さい値以下にしている。
後述の説明によって明らかとなるが、それぞれの接触母線相互の平行度が上記の範囲であれば、ローラの軸振れ（スキュー）が効果的に防止される。そのため、ローラ列に無理な力が加わることがなく、例えばローラ列の並び方向の運動において、無限循環路内でローラに負荷が作用しない領域から負荷が作用する領域にローラが移行する際に、負荷部での無限循環路を形成している壁などにローラが衝突することが防止される。したがって、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることができる直動案内装置を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直動案内装置の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る直動案内装置の一部を破断して示す説明図、また、図２は、図１の直動案内装置でのＸ−Ｘ線部分における断面図である。
図１および図２に示すように、本発明に係る直動案内装置１０は、ローラ案内面１４を有する内方部材としての案内レール１２と、案内レール１２に対して相対移動可能に跨設され、ローラ案内面１４に対向する負荷ローラ案内面１８を有する外方部材としてのスライダ１６とを備えている。
【００１２】
案内レール１２は、その両側面にそれぞれ２条づつ計４条のローラ案内面１４が、その長手方向に沿って形成されている。また、スライダ１６は、スライダ本体１７と、スライダ本体１７の軸方向両端にそれぞれ装着されたエンドキャップ２２とから構成されている。
スライダ本体１７およびエンドキャップ２２の軸方向に連続した形状は、ともに略コ字形の断面形状である。エンドキャップ２２には、負荷ローラ案内面１８の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路２４が内部に形成されている。また、略コ字形をしたスライダ１６の内側には、案内レール１２の各ローラ案内面１４にそれぞれ対向する負荷ローラ案内面１８が計４条形成されている。さらに、スライダ１６には、一対の方向転換路２４に連通するローラ戻し通路２０が内部に形成されている。
【００１３】
案内レール１２のローラ案内面１４と、これに対向するスライダ本体１７の負荷ローラ案内面１８との間に挟まれた空間がローラ軌道路２６をなしている。そして、一対の方向転換路２４、ローラ戻し通路２０、および、ローラ軌道路２６によって環状に連続する無限循環路２８が計４本構成されている。
無限循環路２８内には、転動体としての円筒状のローラ４６が複数装填されている。隣り合うローラ４６の間には、間座部５１が介装され、隣り合う間座部５１同士は、連結部５２によって連結されており、間座部５１と連結部５２とによってセパレータ５０を形成している。このように、ローラ４６は、セパレータ５０によって連結されてローラ列６２が構成されている。なお、ローラ列６２の両端は、連結されておらず、それぞれの端部に端部用セパレータ５９が形成されている。
【００１４】
次に、直動案内装置１０にローラ列６２が組み込まれる部分を、より詳細に説明する。
図１および図３に示すように、スライダ本体１７の内側面は、負荷ローラ案内面１８となる部分を除いて、合成樹脂製のセパレータ案内部材４０により覆われている。また、セパレータ案内部材４０と、セパレータ案内部材４０に対向する案内レール１２の表面との間には、僅かな隙間が形成されている。
【００１５】
スライダ本体１７の略コ字形の内側には、負荷ローラ案内面１８とセパレータ案内部材４０とによって、上述したローラ列６２が挿入される溝が構成されている。詳しくは、セパレータ案内部材４０によって、セパレータ案内壁３６ｂが形成されることで溝をなしている。そして、ローラ４６の軸方向で対向するセパレータ案内壁３６ｂ同士の幅Δ１は、ローラ４６の円筒の長さＬよりも僅かに大きい。そして、セパレータ案内壁３６ｂには、セパレータ５０での連結部５２を係合させる案内溝３８ｂが長手方向に連続して形成されている。案内溝３８ｂの溝幅Ｇは、連結部５２の幅Ｕより僅かに大きい。そのため、セパレータ５０の連結部５２を案内溝３８ｂ内に摺動可能に係合させることができる。
【００１６】
また、図２および図４に示すように、略コ字形をしたスライダ本体１７袖部の肉厚部には、それぞれの負荷ローラ案内面１８に所定の間隔を隔ててほぼ平行に延びるローラ戻し通路２０が形成されている。このローラ戻し通路２０は、円形断面が長手方向に連続する貫通孔３２と、この貫通孔３２内に挿入された循環チューブ３０とから構成されている。
【００１７】
この循環チューブ３０は、合成樹脂製のチューブである。循環チューブ３０の内部空間の長手方向に連続する断面形状は、内部をローラ４６が通過可能なように、ローラ４６の円筒長手方向での投影形状に対応した略矩形をもって形成されている。詳しくは、この略矩形断面の幅Ｗは、ローラ４６の円筒の長さＬよりも僅かに大きい。また。矩形断面の高さＨは、ローラ４６の直径Ｄｗよりも僅かに大きい。そのため、循環チューブ３０内の空間をローラ４６およびセパレータ５０は、円滑に移動することができる。
【００１８】
循環チューブ３０内を移動するローラ４６両端それぞれと対向する壁は、セパレータ案内壁３６ａとなっている。このセパレータ案内壁３６ａには、連結部５２を係合させつつ、案内可能な幅をもった案内溝３８ａが長手方向に連続して形成されている。すなわち、案内溝３８ａの溝幅Ｊは、連結部５２の高さＵより僅かに大きい。そのため、セパレータ５０の連結部５２を案内溝３８ａ内に摺動可能に係合させることができる。
【００１９】
図２に示すように、エンドキャップ２２内には、負荷ローラ案内面１８の両端にそれぞれ連なる湾曲した一対の方向転換路２４が形成されている。この方向転換路２４は、長手方向に連続した円形断面からなる湾曲した貫通孔３３と、この貫通孔３３内に挿入された合成樹脂製の循環チューブ３１とから構成されている。そして、方向転換路２４は、ローラ戻し通路２０の貫通孔３２内に挿入された循環チューブ３０に連通し、さらに、セパレータ案内壁３６ａ、３６ｂが、この方向転換路２４をはさんで連続して形成されている。
【００２０】
循環チューブ３１は、内部をローラ４６が通過可能なように、ローラ４６の円筒長手方向での投影形状に対応した略矩形の断面形状をもって形成されている。なお、この断面形状は、ローラ戻し通路２０の循環チューブ３０と同様なため、断面の図示を省略する。
図５に示すように、循環チューブ３１内を移動するローラ４６両端とそれぞれ対向する壁は、セパレータ案内壁３６ｃとなっている。
【００２１】
そして、ローラ４６の軸方向で対向するセパレータ案内壁３６ｃ同士の幅Δ２は、ローラ４６の円筒の長さＬよりも僅かに大きい。また。矩形断面の高さは、ローラ４６の直径Ｄｗよりも僅かに大きい。そのため、循環チューブ３１内の空間をローラ４６およびセパレータ５０は、円滑に移動することができる。
なお、ローラ列６２は、方向転換路２４の内部では、連結部５２が弾性変形し、ローラ列６２全体が回動しつつ移動する。そのため、この連結部５２の変形範囲に合わせた曲率を考慮して方向転換路２４内では、案内溝の幅を僅かに拡幅させている。
【００２２】
次に、ローラ列６２について図６を参照して詳しく説明する。なお、図６は、ローラ列６２の拡大説明図であり、図６（ａ）はローラ列６２の正面図、同図（ｂ）は、その平面図である。
同図（ａ）に示すように、セパレータ５０は、複数の間座部５１と、間座部５１同士を連結する連結部５２と、連結部５２によって連結された間座部５１の並び方向両端にそれぞれ形成された端部用セパレータ５９とから、弾性のある合成樹脂によって一体に成形されている。なお、この並び方向は、ローラ列６２の長手方向と一致している。
【００２３】
連結部５２は、隣り合う間座部５１同士のそれぞれの凹曲面５４ａ、５４ｂによってローラ４６を両側から挟み込んで保持可能な所定の間隔Ｂをもって、隣り合う間座部５１同士を連結している。間座部５１と連結部５２とを連結する部分は、間座部５１同士の長手方向で同じ側の端面を、それぞれつないで形成されている。また、同図（ｂ）に示すように、一対をなす連結部５２同士の間隔Ｅは、ローラ４６の円筒の長さＬよりも僅かに大きくなっている。
なお、連結部５２の幅Ｕ（図６（ａ）参照）は、案内溝３８ａおよび案内溝３８ｂの溝幅より僅かに小さい。そのため、セパレータ５０の連結部５２を案内溝３８ａおよび案内溝３８ｂ内に摺動可能に係合させることができる構成となっている。
【００２４】
間座部５１の高さＶは、ローラ４６の直径Ｄｗよりも低い。それぞれの間座部５１には、隣り合うローラ４６を個別に接触させる一対のローラ接触面である２つの凹曲面５４ａ、５４ｂが形成されている。詳しくは、ローラ４６を隣り合う間座部５１同士の間に回転自在に支承しつつ保持可能なようにローラ４６の転動面である円筒面Ｓに対応する湾曲面からそれぞれ形成されている。また、無限循環路２８内でローラ４６が連続する並び方向に向けて凹曲面５４ａ、５４ｂは形成されている。すなわち、一方の凹曲面５４ａは、個別に接触させる隣り合う一方のローラ４６側に向いて形成され、他方の凹曲面５４ｂは、個別に接触させる隣り合う他方のローラ４６側に凹曲面５４ａと反対側を向いて形成されている。
【００２５】
なお、同図に示すように、セパレータ５０は、その両端にそれぞれ形成された端部用セパレータ５９を備えている。
ところで、ローラ４６の姿勢が間座部５１や連結部５２によって拘束されることによって、逆に、その拘束を構成する間座部５１や連結部５２の精度によっては、ローラ列６２の安定した循環を妨げる可能性がある。そこで、ローラ４６の姿勢を幾何学的な理想位置で運動させる条件を設定することが必要である。
【００２６】
本発明者は、ローラ４６の姿勢を拘束する間座部５１、ローラ４６、および無限循環路２８内での間座部５１やローラ４６の拘束面相互の関係についてシミュレーションを行い、鋭意検討したところ、一定の関係をもってこれらを構成すれば、ローラ４６のスキューを防止し、スライダ１６を案内レール１２に対して円滑に低騒音で走行させることができることを見いだした。
【００２７】
すなわち、発明者は、隣り合うローラ４６の間に介挿される各間座部５１に形成される凹曲面５４ａ、５４ｂ相互の平行度に注目した。仮に、無限循環路２８でのローラ４６の軸方向に対して、凹曲面５４ａ、５４ｂ相互の平行度が一定の値以上傾いていれば、凹曲面５４ａ、５４ｂによって包持されるローラ４６も傾くことになる。そこで、負荷を受けるローラ案内面に入り込む際のローラ４６の傾きを変化させた場合の直動案内装置１０におけるスライダ１６に生じる動摩擦力の変化についてシミュレーションをした。なお、このシミュレーションは、ローラ軌道路２６のセパレータ案内壁３６ｂ、３６ｂ間の距離Δ１＝６．１２ｍｍ、ローラ４６の円筒長さＬ＝６ｍｍ、ローラ４６の呼径（直径）Ｄｗ＝４ｍｍ、ローラ４６の傾き角をθとして求めたものである。結果を図７に示す。なお、同図では、ローラ４６にクラウニング（ＣＲ）を施したもの、および施していないもの、それぞれについて示した。なお、図８に、ローラ４６の運動シミュレーションの図を参考のために示した。
【００２８】
図７の結果から、隣り合うローラ４６の間に介挿される間座部５１は、その一対の凹曲面５４ａ、５４ｂの平行度が良い程、ローラ４６の軸振れ（スキュー）が減少し、ローラ４６が整列することが判った。なお、ローラ４６にクラウニング（ＣＲ）を施したものと、施していないものとの有意差はそれほど見られなかった。
【００２９】
この考察から、このセパレータ５０での隣り合う間座部５１の間に介装されるローラ４６と、一対の凹曲面５４ａ、５４ｂとが接触する部分（以下、接触母線と呼ぶ）の平行度を管理することとした。なお、本実施形態では図６（ｂ）に破線にて示すように、間座部５１の一対の凹曲面５４ａ、５４ｂと、ローラ４６の直径Ｄｗとのそれぞれの接触母線Ｃ、Ｄは、ローラ列６２の並び方向でのローラ４６の母線に一致した線として現れる。
【００３０】
ここで、ローラ４６の傾き角θと、上記各パラメータとの関係は、下記（式１）から求められる。
Ｌ・ｃｏｓθ＋Ｄｗ・ｓｉｎθ＝Δ１（式１）
しかし、実際の生産現場において、製品の検査を行い品質を管理していくうえでは、（式１）をそのまま適用することは、必ずしも適当ではない。そこで、実用的な簡易式を採用することとした。それが下記（式２）である。
（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ（式２）
【００３１】
（式２）を適用しても誤差は僅かであり、実際の生産現場においても運用が容易なため、製品の検査を行い品質を管理していくうえで好適である。また、（式２）では、ローラ軌道路２６のセパレータ案内壁３６ｂ、３６ｂ間の幅をΔ１として、ローラ４６の傾きを判断しているが、ローラ４６の傾きは、無限循環路内２８での他の部分での影響もある。すなわち、ローラ列６２の連続する並び方向の運動に対して、ローラ４６が傾いて拘束されていた場合は、無限循環路２８内でローラ４６に負荷が作用しない領域でのローラ４６の傾きが大きければ、ローラ４６に負荷が作用する領域にローラ４６が移行する際に、負荷部での無限循環２８路を形成している壁などにローラ４６が衝突する可能性がある。具体的には、方向転換路２４で対向するセパレータ案内壁３６ｃ、３６ｃ間においても同様に考慮する必要がある。したがって、これを（式３）とした。
（Δ２−Ｌ）／Ｄｗ（式３）
【００３２】
なお、Δ２は、方向転換路２４でのセパレータ案内壁３６ｃ、３６ｃ間の幅である。
そして、（式２）および（式３）のいずれか小さい値以下となるように上記の平行度を管理することとした。具体的には、ローラ４６の円筒の長さをＬ、ローラ４６の直径をＤｗ、ローラ軌道路２６でのローラ４６の軸方向で対向している面であるセパレータ案内壁３６ｂ、３６ｂ同士の幅をΔ１、および方向転換路２４でのローラ４６の軸方向で対向している面であるセパレータ案内壁３６ｃ、３６ｃ同士の幅をΔ２とするとき、一対の凹曲面５４ａ、５４ｂのうちローラ４６に接する部分である接触母線Ｃ、Ｄ相互の平行度を、（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ、または（Δ２−Ｌ）／Ｄｗのいずれか小さい値以下となるように管理することとした。
【００３３】
そのため、（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ、または（Δ２−Ｌ）／Ｄｗのいずれか小さい値以下となるようにローラ４６に接する接触母線Ｃ、Ｄ相互の平行度を管理すれば、図６での動摩擦力が比例関係をもって直線的に変化している範囲でローラ列６２を構成することができることになる。なお、この平行度の精度は、できるだけ小さい方が望ましいが、スライダ１６の作動性や、ローラ４６のスキューが繰り返し行われることによる無限循環路２８の摩耗などを考慮すれば０．０１ｒａｄ以下が望ましい。
【００３４】
上述の構成からなる本発明に係る直動装置１０は、スライダ１６を案内レール１２の軸方向に相対移動させると、無限循環路２８内をローラ４６が回転しつつ移動し、ローラ４６とともにセパレータ５０も無限循環路２８内を移動する。このとき、無限循環路２８内でセパレータ５０の間座部５１は、自分の移動方向の前方にあるローラ４６を押し、さらに、ローラ４６は自分の移動方向の前方にある間座部５１を押す。すなわち、ローラ列６２全体が無限循環路２８内を循環移動する。
【００３５】
そして、ローラ列６２は、ローラ軌道路２６においてスライダ１６とは反対方向に移動し、ローラ軌道路２６の一方の端部から連続する一方の方向転換路２４に入って移動方向を変え、方向転換路２４からローラ戻し通路２０に入ってスライダ１６と同じ方向に移動し、他方の方向転換路２４に入って再び移動方向を変えてローラ軌道路２６へ戻るという循環を繰り返すことができる。
【００３６】
以上説明したように、本発明に係る直動案内装置１０によれば、無限循環路２８内には、ローラ４６同士の間に間座部５１が介在しているので、ローラ４６同士が互いに直接接触することはなく、ローラ４６同士の擦れ合いにより騒音や摩耗が発生することは防止されている。そして、間座部５１同士を連結部５２によって連結してセパレータ５０としているので、セパレータ５０によって各ローラ４６はそれぞれの中心軸が平行な状態に維持されており、所定の間隔を維持しながら無限循環路２８内をローラ列６２として回転しつつ移動することができる。
【００３７】
そして、ローラ４６は、ローラ軌道路２６内で抵抗を受けるが、各ローラ４６は後方から間座部５１によって押されるため、ローラ軌道路２６内を円滑に移動できる。また、ローラ軌道路２６内でセパレータ案内壁３６ｂ同士の間隔はローラ４６の円筒長さよりも僅かに大きいだけであり、さらに、各セパレータ５０の連結部５２はセパレータ案内壁３６ｂの案内溝３８ｂに係合して案内されている。このため、ローラ軌道路２６内で各間座部５１が倒れたりすることは防止されており、ローラ列６２の配列が乱れてその円滑な移動が妨げられることも防止される。
【００３８】
また、間座部５１がローラ軌道路２６内で倒れたりすることが防止されているので、セパレータ５０の間座部５１同士の間に保持されているローラ４６がローラ軌道路２６内で倒れたりすることも同時に防止されている。また、セパレータ案内壁３６ａ又はセパレータ案内壁３６ｂとセパレータ５０の連結部５２との間の間隔を一定に保つことができ、この間隔をできるだけ小さくしているので、無限循環路２８内での間座部５１の転倒などをより確実に防止することができる。
【００３９】
さらにまた、セパレータ５０の連結部５２が案内溝３８ａと案内溝３８ｂに沿って無限循環路２８を案内されるので、セパレータ５０が移動する際の振れは規制され、セパレータ５０が連結部５２の間に保持するローラ４６の振れも規制され、ローラ列６２全体が無限循環路２８内を正確かつ円滑に移動可能となる。
そして、セパレータ５０は連結部５２が案内溝３８ａと案内溝３８ｂとに係合しており、間座部５１同士の間に保持されたローラ４６も凹曲面５４ａ、５４ｂによって支承し保持されているため、スライダ１６を案内レール１２から抜き出したときでも、スライダ１６からローラ列６２が脱落することが防止される。
【００４０】
また、連結部５２によって予め間座部５１同士を連結してセパレータ５０を構成している。そして、ローラ４６の円筒の長さをＬ、ローラ４６の直径をＤｗ、ローラ軌道路２６のローラ４６の軸方向で対向している面であるセパレータ案内壁３６ｂ、３６ｂ同士の幅をΔ１、および、一対の方向転換路２４のローラ４６の軸方向で対向している面であるセパレータ案内壁３６ｃ、３６ｃ同士の幅をΔ２とするとき、間座部５１に形成された一対の凹曲面５４ａ、５４ｂの接触母線Ｃ、Ｄ相互の平行度を、（Δ１−Ｌ）／Ｄｗ、または（Δ２−Ｌ）／Ｄｗのいずれか小さい値以下にしている。
【００４１】
そのため、接触母線Ｃ、Ｄ相互の平行度が上記の範囲であれば、ローラ４６の軸振れ（スキュー）が効果的に防止されるため、ローラ列６２に無理な力が加わることがない。例えばローラ列６２の連続する並び方向の運動において、無限循環路２８内でローラ４６に負荷が作用しない領域から負荷が作用する領域にローラ４６が移行する際に、負荷部での無限循環路２８を形成している壁などにローラ４６が衝突することが防止される。そのため、スライダ１６を案内レール１２に対して円滑に低騒音で走行させることができる。したがって、ローラ４６の摩耗も防止され、ローラ列６２の耐久性も安定して維持することができる直動案内装置１０を提供できる。
【００４２】
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い。例えば上記実施形態では、ローラ列６２は、セパレータ５０両端にそれぞれ端部用セパレータ５９を形成して有端状にローラ列を構成しているが、例えばセパレータ５０両端に相互に掛け止め可能な一対の掛止部を形成し、それらを掛け止めることによって無端状に構成することも可能である。
【００４３】
また、上記実施形態では、セパレータ５０は、複数の間座部５１と、間座部５１同士を連結する連結部５２と、連結部５２によって連結された間座部５１の並び方向両端にそれぞれ形成された端部用セパレータ５９とを、弾性のある合成樹脂によって一体に成形しているが、これに限定されるものではない。例えば、セパレータ５０のその他の実施形態としては、図９に示すように、一つの間座部５１と、その間座部５１から隣り合うローラ４６に向けてそれぞれ張り出した腕部５２と、を備えたセパレータ５０とし、隣り合うセパレータ５０同士の間座部５１に形成された一対の凹曲面５４ａ、５４ｂによってローラ４６を包持しつつ腕部５２によってローラ４６の端面を支えることによってローラ４６の並び方向にローラ列６２を構成することもできる。この場合であっても、上述の実施形態同様に、接触母線Ｃ、Ｄ相互の平行度が上記の範囲であれば、ローラ４６の軸振れ（スキュー）が効果的に防止されるため、ローラ列６２に無理な力が加わることがない。
【００４４】
また、上記実施形態では、間座部５１に形成された一対の凹曲面５４ａ、５４ｂのそれぞれの接触母線Ｃ、Ｄ相互の平行度によってローラ４６の傾きを管理しているが、例えば無限循環路２８のセパレータ案内壁と、間座部５１に形成された一対の凹曲面５４ａ、５４ｂのそれぞれの接触母線Ｃ、Ｄとの直角度によってローラ４６の傾きを判断することも可能である。しかし、実際の生産現場において容易に製品の検査を行い、その品質を管理していくうえでは、平行度によって運用するほうが好適である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、ローラのスキューを防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させうる直動案内装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直動案内装置の一部を破断して示す説明図である。
【図２】図１に示す直動案内装置のＸ−Ｘ線部分での断面図である。
【図３】図１に示す直動案内装置のローラ軌道路での長手方向に垂直な断面図である。
【図４】図１に示す直動案内装置のローラ戻し通路での長手方向に垂直な断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る無限循環路の一部を拡大して示す斜視説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るセパレータの拡大説明図である。
【図７】無限循環路内での負荷部へローラが入り込む際のローラの傾き角θと、動摩擦力との関係を示すグラフである。
【図８】無限循環路内での負荷部へローラが入り込む際のローラの運動状態をシミュレーションした結果を示す参考図である。
【図９】本発明のその他の実施形態に係るセパレータの拡大説明図であり、同図（ａ）は、セパレータの正面図、同図（ｂ）はその平面図、同図（ｃ）はその右側面図である。
【図１０】本発明のその他の実施形態に係るセパレータによるローラ列の拡大説明図であり、同図（ａ）は、同ローラ列の正面図、同図（ｂ）は、無限循環路内での方向転換路における同ローラ列の説明図である。
【図１１】従来の技術に係るローラ列の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０直動案内装置
１２案内レール
１４ローラ案内面
１６スライダ
１７スライダ本体
１８負荷ローラ案内面
２０ローラ戻し通路
２２エンドキャップ
２４方向転換路
２６ローラ軌道路
２８無限循環路
３０、３１循環チューブ
３２、３３貫通孔
３６ａ（循環チューブの）セパレータ案内壁
３６ｂ（負荷ローラ案内面の）セパレータ案内壁
３６ｃ（方向転換路の）セパレータ案内壁
４０セパレータ案内部材
４６、１４６ローラ
５０セパレータ
５１、１５１（セパレータの）間座部
５２、１５２（セパレータの）連結部
５４ａ、５４ｂ、１５４ａ、１５４ｂ凹曲面（ローラ接触面）
５９、１５９端部用セパレータ
６２、１６２ローラ列
Ｌローラの長さ
Ｄｗローラの直径
Δ１ローラ軌道路でのローラの端面に対向している面同士の幅
Δ２方向転換路でのローラの端面に対向している面同士の幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear motion guide device used in a machine tool, an injection molding machine, and the like, and more particularly to a linear motion guide device in which a spacer is interposed between adjacent rollers.
[0002]
[Prior art]
In the linear motion guide device, the slider moves relative to the guide rail while a plurality of rolling elements roll in the infinite circulation path. Among such linear motion guide devices, there is one in which a rolling element is constituted by a roller.
Conventionally, linear motion guide devices in which a spacer is interposed between adjacent rollers are known.
When the slider moves relative to the guide rail, each roller moves while rotating in the same direction. For this reason, when there is no spacer portion, the adjacent rollers rub against each other, so that smooth rolling of the rollers is hindered, noise is large, and the wear of the rollers is accelerated. Therefore, a spacer is interposed in order to suppress the generation of noise and smoothly operate the linear motion guide device.
[0003]
In addition, a roller row is formed by connecting adjacent spacers with a connecting portion to prevent the rollers from dropping off. By connecting the spacers with a connecting part, the rollers can be aligned in parallel in the infinite circulation path. Therefore, roller runout (skew) and competition are reduced, and the roller can be more stably circulated (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
FIG. 11 shows an outline of a roller array in the technique described in Patent Document 1. In addition, the figure (a) is explanatory drawing of the roller row | line | column which abbreviate | omits one part, and the same figure (b) is explanatory drawing of the roller row | line | column in the curve part in an infinite circuit.
As shown in FIG. 4A, the roller row 162 includes a roller 146, a spacer 151, and a connecting portion 152 that connects adjacent spacers.
[0005]
Specifically, the spacer 151 has a pair of roller contact surfaces 154 a and 154 b that are concave curved surfaces that are slidably in contact with the outer periphery of the roller 146. The roller 146 is sandwiched between adjacent spacers 151, and the spacers 151 are connected by a belt-like connecting part 152 made of a flexible thin material to constitute a roller row 162. The roller train circulates in the endless circulation path.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-339969 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique described in Patent Document 1, since the posture of the roller 146 is restrained by the spacer portion 151 and the connecting portion 152, depending on the accuracy of the spacer portion 151 and the connecting portion 152 constituting the restraint, On the contrary, the stable circulation of the roller row 162 is also hindered. For example, when the roller 146 is inclined and restrained with respect to the movement in the continuous row direction of the roller row 162, when the roller 146 moves to a region where the load acts on the roller 146 in the infinite circulation path, There is a possibility that the roller 146 may collide with a wall or the like forming an infinite circulation path in the section. If such a problem occurs, an unreasonable force is applied to the roller row 162, and the skew of the roller 146 and the like not only prevent smooth movement of the slider with respect to the guide rail but also wear of the roller and durability of the roller row. Sexuality will be impaired.
The present invention has been made paying attention to such points, and provides a linear motion guide device capable of preventing roller skew and allowing the slider to travel smoothly with low noise relative to the guide rail. The purpose is that.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has earnestly studied the relationship between the spacer part that restrains the posture of the roller, the roller, and the restraint surface of the spacer part and the roller in the infinite circulation path. It has been found that if these are configured with a certain relationship, the skew of the roller can be prevented and the slider can be smoothly driven with respect to the guide rail with low noise.
[0009]
That is, the invention according to claim 1 is a guide rail having a roller guide surface, and is disposed so as to be relatively movable with respect to the guide rail. A slider having a load roller guide surface forming a pair, a pair of direction changing paths respectively connected to both ends of the roller path, and a roller return path communicating with the pair of direction changing paths, the roller path, and the pair of directions A plurality of cylindrical rollers that circulate while rolling in an infinite circulation path constituted by a conversion path and the roller return path, and a rolling surface of the roller that is interposed between the adjacent rollers. And a separator having a spacer portion formed with a pair of roller contact surfaces corresponding to the length of the roller, wherein the length of the roller is L and the diameter of the roller is D , A portion of the roller contact surface of each of the spacer portions that contacts the roller, where Δ1 is a width of the roller raceway in the roller axis direction and Δ2 is a width of the direction change path in the roller axis direction It is characterized in that the mutual parallelism is made smaller than (Δ1-L) / Dw or (Δ2-L) / Dw, whichever is smaller.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the parallelism between the portions of the roller contact surfaces of the spacers that contact the rollers (hereinafter referred to as contact buses) is (Δ1−L) / Dw or (Δ2). -L) / Dw, whichever is smaller.
As will be apparent from the following description, if the parallelism between the contact buses is within the above range, the roller shaft deflection (skew) is effectively prevented. Therefore, an excessive force is not applied to the roller array.For example, in the movement in the arrangement direction of the roller array, when the roller moves from the area where the load is not applied to the roller in the infinite circulation path to the area where the load is applied, It is possible to prevent the roller from colliding with a wall or the like forming an infinite circulation path in the load portion. Therefore, it is possible to provide a linear motion guide device that can smoothly move the slider with respect to the guide rail with low noise.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a linear motion guide device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory view showing a part of the linear motion guide device according to the present invention in a broken state, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in the linear motion guide device of FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, a linear guide device 10 according to the present invention is provided so as to straddle a guide rail 12 as an inward member having a roller guide surface 14 and to be movable relative to the guide rail 12. And a slider 16 as an outer member having a load roller guide surface 18 facing the roller guide surface 14.
[0012]
The guide rail 12 is formed with a total of four roller guide surfaces 14 along the longitudinal direction, two on each side of the guide rail 12. The slider 16 includes a slider body 17 and end caps 22 attached to both ends of the slider body 17 in the axial direction.
The shape of the slider body 17 and the end cap 22 that are continuous in the axial direction is a substantially U-shaped cross-sectional shape. In the end cap 22, a pair of direction change paths 24 respectively connected to both ends of the load roller guide surface 18 are formed inside. In addition, a total of four load roller guide surfaces 18 are formed on the inner side of the substantially U-shaped slider 16 so as to face the roller guide surfaces 14 of the guide rail 12. Further, the slider 16 is formed therein with a roller return passage 20 communicating with the pair of direction changing passages 24.
[0013]
A space between the roller guide surface 14 of the guide rail 12 and the load roller guide surface 18 of the slider body 17 facing the roller guide surface 14 forms a roller track 26. A total of four infinite circulation paths 28 are formed in a ring shape by the pair of direction changing paths 24, the roller return paths 20, and the roller track paths 26.
A plurality of cylindrical rollers 46 as rolling elements are loaded in the infinite circulation path 28. A spacer portion 51 is interposed between the adjacent rollers 46, and the adjacent spacer portions 51 are connected to each other by a connecting portion 52, and a separator 50 is formed by the spacer portion 51 and the connecting portion 52. is doing. Thus, the roller 46 is connected by the separator 50, and the roller row | line | column 62 is comprised. Note that both ends of the roller row 62 are not connected, and end separators 59 are formed at the respective ends.
[0014]
Next, the part where the roller train 62 is incorporated in the linear motion guide device 10 will be described in more detail.
As shown in FIGS. 1 and 3, the inner surface of the slider body 17 is covered with a separator guide member 40 made of synthetic resin except for a portion that becomes the load roller guide surface 18. Further, a slight gap is formed between the separator guide member 40 and the surface of the guide rail 12 facing the separator guide member 40.
[0015]
On the inner side of the substantially U-shape of the slider body 17, a groove into which the above-described roller row 62 is inserted is constituted by the load roller guide surface 18 and the separator guide member 40. Specifically, a separator guide wall 36b is formed by the separator guide member 40 to form a groove. The width Δ1 between the separator guide walls 36b facing each other in the axial direction of the roller 46 is slightly larger than the length L of the cylinder of the roller 46. In the separator guide wall 36b, a guide groove 38b for engaging the connecting portion 52 of the separator 50 is formed continuously in the longitudinal direction. The groove width G of the guide groove 38 b is slightly larger than the width U of the connecting portion 52. Therefore, the connecting portion 52 of the separator 50 can be slidably engaged in the guide groove 38b.
[0016]
As shown in FIGS. 2 and 4, a roller return passage extending substantially parallel to each load roller guide surface 18 at a predetermined interval is formed in the thick portion of the sleeve portion of the substantially U-shaped slider body 17. 20 is formed. The roller return passage 20 includes a through hole 32 having a circular cross section that is continuous in the longitudinal direction, and a circulation tube 30 inserted into the through hole 32.
[0017]
The circulation tube 30 is a tube made of synthetic resin. The cross-sectional shape continuous in the longitudinal direction of the internal space of the circulation tube 30 is formed with a substantially rectangular shape corresponding to the projected shape of the roller 46 in the longitudinal direction of the cylinder so that the roller 46 can pass through the inside. Specifically, the width W of the substantially rectangular cross section is slightly larger than the length L of the cylinder of the roller 46. Also. The height H of the rectangular cross section is slightly larger than the diameter Dw of the roller 46. Therefore, the roller 46 and the separator 50 can move smoothly in the space in the circulation tube 30.
[0018]
The walls facing both ends of the roller 46 moving in the circulation tube 30 are separator guide walls 36a. In the separator guide wall 36a, a guide groove 38a having a guideable width is formed continuously in the longitudinal direction while the connecting portion 52 is engaged. That is, the groove width J of the guide groove 38 a is slightly larger than the height U of the connecting portion 52. Therefore, the connecting portion 52 of the separator 50 can be slidably engaged in the guide groove 38a.
[0019]
As shown in FIG. 2, in the end cap 22, a pair of curved direction change paths 24 that are continuous with both ends of the load roller guide surface 18 are formed. The direction change path 24 includes a curved through hole 33 having a circular cross section continuous in the longitudinal direction, and a synthetic resin circulation tube 31 inserted into the through hole 33. The direction changing path 24 communicates with the circulation tube 30 inserted into the through hole 32 of the roller return path 20, and separator guide walls 36 a and 36 b are continuously connected across the direction changing path 24. Is formed.
[0020]
The circulation tube 31 is formed with a substantially rectangular cross-sectional shape corresponding to the projected shape of the roller 46 in the cylinder longitudinal direction so that the roller 46 can pass therethrough. Since the cross-sectional shape is the same as that of the circulation tube 30 of the roller return passage 20, the cross-sectional illustration is omitted.
As shown in FIG. 5, the walls facing both ends of the roller 46 moving in the circulation tube 31 are separator guide walls 36 c.
[0021]
The width Δ2 between the separator guide walls 36c facing each other in the axial direction of the roller 46 is slightly larger than the length L of the cylinder of the roller 46. Also. The height of the rectangular cross section is slightly larger than the diameter Dw of the roller 46. Therefore, the roller 46 and the separator 50 can move smoothly in the space in the circulation tube 31.
The roller row 62 moves inside the direction change path 24 while the connecting portion 52 is elastically deformed and the entire roller row 62 rotates. Therefore, the width of the guide groove is slightly widened in the direction change path 24 in consideration of the curvature matched to the deformation range of the connecting portion 52.
[0022]
Next, the roller row 62 will be described in detail with reference to FIG. 6 is an enlarged explanatory view of the roller row 62, FIG. 6 (a) is a front view of the roller row 62, and FIG. 6 (b) is a plan view thereof.
As shown in FIG. 2A, the separator 50 includes a plurality of spacer portions 51, a connecting portion 52 that connects the spacer portions 51, and both ends in the arrangement direction of the spacer portions 51 connected by the connecting portions 52. The end separators 59 respectively formed on the first and second separators are integrally formed of an elastic synthetic resin. Note that this arrangement direction coincides with the longitudinal direction of the roller row 62.
[0023]
The connecting portion 52 connects the adjacent spacer portions 51 with a predetermined distance B that can be held by holding the rollers 46 from both sides by the concave curved surfaces 54 a and 54 b of the adjacent spacer portions 51. The part which connects the spacer part 51 and the connection part 52 is formed by connecting end surfaces on the same side in the longitudinal direction of the spacer parts 51. Further, as shown in FIG. 2B, the interval E between the pair of connecting portions 52 is slightly larger than the length L of the cylinder of the roller 46.
The width U of the connecting portion 52 (see FIG. 6A) is slightly smaller than the groove widths of the guide groove 38a and the guide groove 38b. Therefore, the connecting portion 52 of the separator 50 can be slidably engaged in the guide groove 38a and the guide groove 38b.
[0024]
The height V of the spacer 51 is lower than the diameter Dw of the roller 46. In each spacer 51, two concave curved surfaces 54a and 54b, which are a pair of roller contact surfaces that individually contact the adjacent rollers 46, are formed. Specifically, the roller 46 is formed from a curved surface corresponding to the cylindrical surface S that is a rolling surface of the roller 46 so that the roller 46 can be supported while being rotatably supported between the adjacent spacers 51. In addition, concave curved surfaces 54a and 54b are formed in the direction in which the rollers 46 are continuous in the endless circulation path 28. That is, one concave curved surface 54a is formed toward one adjacent roller 46 to be individually contacted, and the other concave curved surface 54b is opposite to the concave curved surface 54a on the other adjacent roller 46 side to be individually contacted. It is formed facing the side.
[0025]
As shown in the figure, the separator 50 includes end separators 59 formed at both ends thereof.
By the way, the posture of the roller 46 is constrained by the spacer portion 51 and the connecting portion 52, and conversely, depending on the accuracy of the spacer portion 51 and the connecting portion 52 constituting the restraint, the roller row 62 is stably circulated. May interfere. Therefore, it is necessary to set a condition for moving the posture of the roller 46 at a geometric ideal position.
[0026]
The present inventor conducted a simulation on the relationship between the constraining surfaces of the spacer portion 51, the roller 46, and the constraining surface of the spacer portion 51 and the roller 46 in the endless circulation path 28, which constrains the posture of the roller 46, and earnestly studied It has been found that if they are configured with a certain relationship, the skew of the roller 46 can be prevented and the slider 16 can be smoothly driven with respect to the guide rail 12 with low noise.
[0027]
That is, the inventor paid attention to the parallelism between the concave curved surfaces 54 a and 54 b formed in each spacer 51 inserted between the adjacent rollers 46. If the parallelism between the concave curved surfaces 54a and 54b is inclined by a certain value or more with respect to the axial direction of the roller 46 in the endless circulation path 28, the roller 46 held by the concave curved surfaces 54a and 54b also tilts. It will be. Therefore, a simulation was performed on a change in the dynamic friction force generated in the slider 16 in the linear motion guide device 10 when the inclination of the roller 46 when entering the roller guide surface receiving the load was changed. In this simulation, the distance Δ1 between the separator guide walls 36b and 36b of the roller track 26 is 6.12 mm, the cylindrical length L of the roller 46 is 6 mm, the nominal diameter (diameter) Dw of the roller 46 is 4 mm, the roller 46 Is obtained as θ. The results are shown in FIG. In the figure, the roller 46 with and without crowning (CR) is shown. FIG. 8 shows a motion simulation diagram of the roller 46 for reference.
[0028]
From the result of FIG. 7, in the spacer 51 inserted between the adjacent rollers 46, the better the parallelism of the pair of concave curved surfaces 54a and 54b, the smaller the shaft runout (skew) of the roller 46 decreases. 46 were found to be aligned. Note that a significant difference between the roller 46 that was crowned (CR) and the roller 46 that was not crowned was not so much.
[0029]
From this consideration, the parallelism of the portion (hereinafter referred to as a contact bus) where the roller 46 interposed between the adjacent spacers 51 in the separator 50 and the pair of concave curved surfaces 54a and 54b are in contact with each other. I decided to manage it. In the present embodiment, as indicated by broken lines in FIG. 6B, the contact buses C and D of the pair of concave curved surfaces 54a and 54b of the spacer 51 and the diameter Dw of the roller 46 are the rollers. It appears as a line that coincides with the bus bar of the roller 46 in the direction in which the columns 62 are arranged.
[0030]
Here, the relationship between the inclination angle θ of the roller 46 and each of the above parameters is obtained from the following (Equation 1).
L · cos θ + Dw · sin θ = Δ1 (Formula 1)
However, in the actual production site, it is not always appropriate to apply (Equation 1) as it is in order to inspect products and manage quality. Therefore, we decided to adopt a practical simple formula. That is (Formula 2) below.
(Δ1-L) / Dw (Formula 2)
[0031]
Even if (Equation 2) is applied, the error is slight and the operation is easy even in an actual production site, which is suitable for inspecting the product and managing the quality. Further, in (Equation 2), the inclination of the roller 46 is determined on the assumption that the width between the separator guide walls 36b and 36b of the roller raceway 26 is Δ1, but the inclination of the roller 46 is in the endless circulation path 28. There is also influence in other parts. That is, when the roller 46 is inclined and restrained with respect to the continuous movement of the roller row 62, the inclination of the roller 46 in the region where no load is applied to the roller 46 in the endless circulation path 28 can be increased. For example, when the roller 46 moves to a region where a load is applied to the roller 46, the roller 46 may collide with a wall or the like forming an infinite circulation 28 path in the load portion. Specifically, it is necessary to consider similarly between the separator guide walls 36c and 36c facing each other in the direction change path 24. Therefore, this was defined as (Equation 3).
(Δ2-L) / Dw (Formula 3)
[0032]
Δ2 is the width between the separator guide walls 36c and 36c in the direction change path 24.
And it was decided to manage said parallelism so that it might become below any one of (Formula 2) and (Formula 3). Specifically, the length of the cylinder of the roller 46 is L, the diameter of the roller 46 is Dw, and the width of the separator guide walls 36b and 36b, which are surfaces facing each other in the axial direction of the roller 46 in the roller track 26, Δ1 and the width of the separator guide walls 36c, 36c that are opposed to each other in the axial direction of the roller 46 in the direction change path 24 is Δ2, the roller 46 of the pair of concave curved surfaces 54a, 54b The parallelism between the contact buses C and D, which are in contact with each other, was managed so as to be equal to or smaller than (Δ1-L) / Dw or (Δ2-L) / Dw.
[0033]
Therefore, if the parallelism between the contact buses C and D in contact with the roller 46 is controlled so as to be smaller than (Δ1−L) / Dw or (Δ2−L) / Dw, the value in FIG. The roller row 62 can be configured in a range in which the dynamic friction force changes linearly with a proportional relationship. The accuracy of the parallelism is desirably as small as possible, but is preferably 0.01 rad or less in consideration of the operability of the slider 16 and the wear of the infinite circuit 28 due to repeated skew of the roller 46. .
[0034]
In the linear motion device 10 according to the present invention having the above-described configuration, when the slider 16 is relatively moved in the axial direction of the guide rail 12, the roller 46 moves while rotating in the endless circulation path 28. Also moves in the endless circuit 28. At this time, the spacer portion 51 of the separator 50 in the endless circulation path 28 pushes the roller 46 in front of its own moving direction, and the roller 46 pushes the spacer portion 51 in front of its own moving direction. . That is, the entire roller array 62 circulates in the endless circulation path 28.
[0035]
Then, the roller train 62 moves in the direction opposite to the slider 16 in the roller track 26, enters one continuous direction change path 24 from one end of the roller track 26, changes the moving direction, and changes direction. It is possible to repeat the circulation of entering the roller return path 20 from the path 24 and moving in the same direction as the slider 16, entering the other direction changing path 24, changing the moving direction again, and returning to the roller path 26.
[0036]
As described above, according to the linear guide device 10 according to the present invention, the spacers 51 are interposed between the rollers 46 in the endless circulation path 28, so that the rollers 46 are directly connected to each other. There is no contact, and the occurrence of noise and wear due to friction between the rollers 46 is prevented. Since the spacer portions 51 are connected to each other by the connecting portion 52 to form the separator 50, each roller 46 is maintained in a state where the central axes thereof are parallel by the separator 50, and infinite while maintaining a predetermined interval. The inside of the circulation path 28 can move while rotating as a roller row 62.
[0037]
The rollers 46 receive resistance in the roller track 26, but each roller 46 is pushed by the spacer 51 from the rear, so that the rollers 46 can move smoothly in the roller track 26. Further, the interval between the separator guide walls 36b in the roller track 26 is only slightly larger than the cylindrical length of the roller 46, and the connecting portion 52 of each separator 50 is engaged with the guide groove 38b of the separator guide wall 36b. It is guided together. For this reason, it is prevented that each spacer part 51 falls in the roller track 26, and the arrangement of the roller row 62 is disturbed and the smooth movement is prevented.
[0038]
Further, since the spacer 51 is prevented from falling in the roller track 26, the roller 46 held between the spacers 51 of the separator 50 is tilted in the roller track 26. This is also prevented at the same time. Further, the distance between the separator guide wall 36a or the separator guide wall 36b and the connecting portion 52 of the separator 50 can be kept constant, and the distance is made as small as possible. The fall of the part 51 etc. can be prevented more reliably.
[0039]
Furthermore, since the connecting portion 52 of the separator 50 is guided along the guide groove 38 a and the guide groove 38 b along the endless circulation path 28, the swing when the separator 50 moves is restricted, and the separator 50 is between the connecting portions 52. Therefore, the entire roller train 62 can be moved accurately and smoothly in the endless circulation path 28.
In the separator 50, the connecting portion 52 is engaged with the guide groove 38a and the guide groove 38b, and the roller 46 held between the spacer portions 51 is also supported and held by the concave curved surfaces 54a and 54b. Therefore, even when the slider 16 is extracted from the guide rail 12, the roller row 62 is prevented from dropping from the slider 16.
[0040]
Further, the spacers 51 are connected in advance by the connecting part 52 to constitute the separator 50. The cylindrical length of the roller 46 is L, the diameter of the roller 46 is Dw, the width of the separator guide walls 36b and 36b, which are surfaces facing the roller 46 in the axial direction of the roller track 26, is Δ1, and When the width of the separator guide walls 36c, 36c, which are surfaces facing each other in the axial direction of the roller 46 of the pair of direction change paths 24, is Δ2, a pair of concave curved surfaces 54a formed in the spacer 51, The parallelism between the contact buses C and D of 54b is set to be smaller than (Δ1-L) / Dw or (Δ2-L) / Dw, whichever is smaller.
[0041]
For this reason, if the parallelism between the contact buses C and D is within the above range, the shaft runout (skew) of the roller 46 is effectively prevented, and an excessive force is not applied to the roller row 62. For example, when the roller 46 moves from a region where no load is applied to the roller 46 in the endless circulation path 28 to a region where the load is applied in the movement in the continuous row direction of the roller row 62, the endless circulation path 28 at the load portion. The roller 46 is prevented from colliding with the wall or the like forming the. Therefore, the slider 16 can be smoothly traveled with respect to the guide rail 12 with low noise. Therefore, wear of the roller 46 is prevented, and the linear motion guide device 10 that can stably maintain the durability of the roller row 62 can be provided.
[0042]
The linear motion guide device according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the roller row 62 is formed with end separators 59 at both ends of the separator 50 so as to form a roller row in an end shape. It is also possible to form an endless shape by forming the latching portions of the two.
[0043]
Moreover, in the said embodiment, the separator 50 is each formed in the alignment direction both ends of the some spacer part 51, the connection part 52 which connects the spacer parts 51, and the spacer part 51 connected by the connection part 52. The end separator 59 is integrally formed of an elastic synthetic resin, but is not limited thereto. For example, as another embodiment of the separator 50, as shown in FIG. 9, one spacer portion 51 and arm portions 52 each projecting from the spacer portion 51 toward the adjacent roller 46 are provided. The separators 50 are arranged in the direction in which the rollers 46 are arranged by supporting the end surfaces of the rollers 46 by the arm portions 52 while holding the rollers 46 by a pair of concave curved surfaces 54a and 54b formed in the spacers 51 between the adjacent separators 50. The roller row 62 can also be configured. Even in this case, as in the above-described embodiment, if the parallelism between the contact buses C and D is within the above range, the roller 46 can be effectively prevented from axial deflection (skew). No excessive force is applied to 62.
[0044]
In the above embodiment, the inclination of the roller 46 is managed by the parallelism between the contact buses C and D of the pair of concave curved surfaces 54a and 54b formed in the spacer 51. It is also possible to determine the inclination of the roller 46 based on the perpendicularity between the 28 separator guide walls and the contact buses C and D of the pair of concave curved surfaces 54a and 54b formed in the spacer 51. However, in order to easily inspect a product at an actual production site and manage its quality, it is preferable to operate with parallelism.
[0045]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the linear motion guide apparatus which prevents the skew of a roller and can make a slider drive | work a guide rail smoothly with low noise can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a part of a linear guide apparatus according to the present invention in a cutaway manner.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear motion guide device shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the linear guide device shown in FIG. 1 along the roller track.
4 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction in a roller return passage of the linear guide device shown in FIG.
FIG. 5 is an enlarged perspective view illustrating a part of the infinite circulation path according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged explanatory view of a separator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the roller inclination angle θ and the dynamic friction force when the roller enters the load portion in the infinite circulation path.
FIG. 8 is a reference diagram showing a result of simulating the motion state of the roller when the roller enters the load portion in the infinite circulation path.
FIG. 9 is an enlarged explanatory view of a separator according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 9 (a) is a front view of the separator, FIG. 9 (b) is a plan view thereof, and FIG. It is a right view.
FIG. 10 is an enlarged explanatory view of a roller row by a separator according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 10 (a) is a front view of the roller row, and FIG. It is explanatory drawing of the roller row | line | column in this direction change path.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a roller array according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10 linear motion guide device
12 Guide rail
14 Roller guide surface
16 Slider
17 Slider body
18 Load roller guide surface
20 Roller return passage
22 End cap
24 direction change path
26 Roller track
28 Infinite circuit
30, 31 Circulation tube
32, 33 Through hole
36a Separator guide wall (of circulation tube)
36b Separator guide wall (of load roller guide surface)
36c Separator guide wall (of direction change path)
40 Separator guide member
46, 146 Roller
50 separator
51, 151 Spacer (of separator)
52, 152 (separator) connecting part
54a, 54b, 154a, 154b Concave surface (roller contact surface)
59, 159 End separator
62, 162 Roller row
L Roller length
Dw Roller diameter
Δ1 Width of the faces facing the roller end face in the roller track
Δ2 Width of the faces facing the roller end face in the direction change path

Claims

A guide rail having a roller guide surface, a load roller guide surface disposed so as to be relatively movable with respect to the guide rail, and forming a roller track with the roller guide surface so as to face the roller guide surface, the roller A pair of direction change paths respectively connected to both ends of the track path, a slider having a roller return path communicating with the pair of direction change paths, the roller track path, the pair of direction change paths, and the roller return path A plurality of cylindrical rollers that circulate while rolling in the endless circulation path, and a pair of roller contact surfaces that are respectively inserted between the adjacent rollers to correspond to the rolling surfaces of the rollers. In a linear motion guide device provided with a separator having a spacer portion,
When the length of the roller is L, the diameter of the roller is Dw, the width of the roller raceway in the roller axial direction is Δ1, and the width of the direction changing path in the roller axial direction is Δ2,
Of the roller contact surfaces of the spacers, the parallelism between the portions contacting the rollers is set to be smaller than (Δ1-L) / Dw or (Δ2-L) / Dw, whichever is smaller. A linear motion guide device.