JP2008002660A

JP2008002660A - 直動案内装置

Info

Publication number: JP2008002660A
Application number: JP2006175402A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Yamaguchi; 宏樹山口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】生産性や機能面に悪影響を及ぼすことなく矩形形状保持器とエンドキャップとを一体的にスライダ本体に固定して騒音特性及び作動性の向上を図ることのできる直動案内装置を提供する。
【解決手段】レール側転動体転動溝とスライダ側転動体転動溝との間に介在する転動体を保持する二つの樹脂製転動体保持器がスライダ本体の端面部に当接する二つのプレート部を有する直動案内装置において、
プレート部を収容する二つのプレート部収容凹部３３をエンドキャップ１９の背面部に設け、プレート部収容凹部３３の深さを転動体保持器のプレート部厚さ以下とした。
【選択図】図６

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直動案内装置に関し、特に、レール側転動体転動溝とスライダ側転動体転動溝との間に介在する転動体を保持する転動体保持器として矩形状転動体保持器を用いた直動案内装置に関する。

従来、矩形状転動体保持器を用いた直動案内装置としては、樹脂製の循環路構成部をスライダ本体と別体に形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。また、スライダに樹脂成形体を一体に成形した直動案内装置としては、型成形によってスライダ本体と樹脂転動体循環路の少なくとも一部をスライダのスライダ側転動体転動溝を基準にして一体成形したものがある。
特許第3571911号公報（第44頁、図40−41）特開平７−317762号公報（第10頁、図1−2）

上記のように、転動体循環路を樹脂製部材で形成することは、転動体がスライダ本体と金属接触することがないため、作動性及び騒音特性の向上を図ることが可能である。また、転動体保持器を矩形形状となすことによって、各保持部を一体とすると共にスライダに転動体保持器を容易に固定することが可能となるため、部品点数の削減による生産性の向上を図ることができると共に転動体保持器とスライダとの密着性を高めることができ、その結果、作動時における部品のがたつきを抑えて騒音特性の向上を図れると共に転動体の保持性を高めることが可能となる。

しかしながら、特許文献２に示されたもののように、金属からなるスライダ本体に樹脂製循環路構成部材を一体成形する手法では、接続部の連続性が可及的に向上し、また転動体循環路を構成する樹脂製循環路構成部材の残留引張応力によるスライダ本体への固着力の増大が見込めるものの、金型が複雑になったり、肉厚が異なる箇所でのヒケや変形を抑えるために成形条件が制約され、生産性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、意図的に残留応力を大きくした場合、樹脂製循環路構成部材のエッジ部に割れが発生する可能性もある。

また、特許文献１に示されたもののように、樹脂製の循環路構成部材を分割して組み込む際、各成形部品に寸法誤差が生じ、リターンガイドの薄肉板部の厚みに対してエンドキャップの段プレート部収容凹部の深さのほうが大きくなった場合、リターンガイドの薄肉板部と段プレート部収容凹部との間に隙間がある状態でエンドキャップをスライダ本体に固定することとなり、固定力が弱いリターンガイドが振動し騒音特性の悪化や部品の位置ずれによる作動性への悪影響の可能性がある。

また、転動体保持器のプレート部とエンドキャップとの間に隙間を設けてエンドキャップをスライダ本体の端面部に締結すると樹脂部品のクリープ変形により締結力の低下や締結部品の緩みが発生する可能性がある。さらに、樹脂部品のクリープ変形が発生すると、エンドキャップとリターンガイドとの間に形成された方向転換路の外周側案内面も変形し、作動性や騒音特性が悪化する可能性がある。
そこで、本発明の目的は、生産性や機能面に悪影響を及ぼすことなく矩形形状保持器とエンドキャップとを一体的にスライダ本体に固定して騒音特性及び作動性の向上を図ることのできる直動案内装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、直線状に形成された案内レールと、該案内レールの長手方向に相対移動するスライダと、該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具備し、かつ前記スライダが前記案内レール上に形成された複数のレール側転動体転動溝と各々対向する複数のスライダ側転動体転動溝を有するスライダ本体と、該スライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間の転動体負荷転動路に連通すると共に前記スライダ本体内に形成された転動体戻し通路に連通する方向転換路をエンドキャップとの間に形成する複数のリターンガイドと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間に介在する転動体を保持する二つの転動体保持器とを含み、かつ前記転動体保持器が前記スライダ本体と前記エンドキャップとの間に固定部材にて挟圧される二つのプレート部を有する直動案内装置において、前記プレート部を収容するプレート部収容凹部を前記エンドキャップに設け、かつ前記プレート部収容凹部の深さを前記転動体保持器のプレート部厚さ以下としたことを特徴とする。

請求項２の発明は、直線状に形成された案内レールと、該案内レールの長手方向に相対移動するスライダと、該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具備し、前記スライダが前記案内レール上に形成された複数のレール側転動体転動溝と各々対向する複数のスライダ側転動体転動溝を有するスライダ本体と、該スライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間の転動体負荷転動路に連通すると共に前記スライダ本体内に形成された転動体戻し通路に連通する方向転換路をエンドキャップとの間に形成する複数のリターンガイドと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間に介在する転動体を保持する二つの転動体保持器とを含み、かつ前記転動体保持器が前記スライダ本体と前記エンドキャップとの間に固定部材にて挟圧される二つのプレート部を有する直動案内装置において、前記プレート部を収容するプレート部収容凹部を前記エンドキャップに設け、前記プレート部収容凹部の深さを前記プレート部の厚さと略同じ深さとし、かつ前記転動体保持器のプレート部と前記スライダ本体の端面部との接合部の剛性が前記エンドキャップと前記スライダ本体の端面部との接合部の剛性より大きいことを特徴とする。

本発明に係る直動案内装置では、スライダ本体に対して保持器とエンドキャップを一体的に固定するに際して、エンドキャップをスライダ本体に固定する固定部材がエンドキャップと保持器との重なる部分（プレート部収容凹部内）を通過するようにエンドキャップ及び保持器がスライダ本体の端面部に固定されるとともに、転動体保持器のプレート部の厚さがプレート部収容凹部の深さより大きくなっているため、プレート部収容凹部を除いたエンドキャップの背面部がスライダ本体の端面部に接合される前に、エンドキャップのプレート部収容凹部と保持器の双方がスライダ本体に対して隙間無く固定されるので、騒音特性や作動性を低下させるような部品のガタツキが発生することを抑制することができる。

一方、プレート部収容凹部の深さを保持器のプレート部厚さと略同じ深さとした場合でも、保持器のプレート部とスライダ本体端面部との接合部の剛性をエンドキャップとスライダ本体端面部との接合部の剛性より大きくしたことで、スライダ本体に保持器とエンドキャップとを一体的に固定する際に、保持器のプレート部とスライダ本体端面部との接合部よりエンドキャップとスライダ本体端面部との接合部のほうが大きく変形する。これにより、スライダ本体に対してエンドキャップのプレート収容凹部と保持器の双方が隙間無く固定されるので、騒音特性や作動性を低下させるような部品のガタツキが発生することを抑制することができる。また、異物の侵入や潤滑剤漏れを許容するような隙間がスライダ本体の端面部とエンドキャップの背面部との間に発生することを抑制することができる。

以下、図１〜図１５を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る直動案内装置の正面図、図２はその平面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図であって、これらの図に示されるように、本発明の第１実施形態に係る直動案内装置は、直線状に形成された案内レール１１と、この案内レール１１の長手方向に相対移動するスライダ１２と、このスライダ１２内に転動自在に組み込まれた転動体としての多数のボール１３と、これらボール１３の間隔をボール同士が干渉し合わない間隔に保つ複数本（例えば４本）の転動体間隔保持ベルト１４とから構成されている。

案内レール１１は鋼などの金属材料からなり、レール側転動体転動溝１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（図４参照）を有している。これらのレール側転動体転動溝１５ａ〜１５ｂのうちレール側転動体転動溝１５ａ，１５ｂは案内レール１１の上面部と左右側面部との交叉部に形成され、レール側転動体転動溝１５ｃ，１５ｄは案内レール１１の左右側面部に形成されている。

スライダ１２は、案内レール１１と同様に金属材料からなるスライダ本体１６を備えている。スライダ本体１６は案内レール１１の幅方向に沿う断面が門形をなしており、その内面部には、図５に示すように、レール側転動体転動溝１５ａ〜１５ｄと各々対向するスライダ側転動体転動溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが案内レール１１の長手方向に沿って形成されている。また、スライダ本体１６は案内レール１１の両側にブロック状の転動体循環部１６１，１６１（図５参照）を有しており、これらの転動体循環部１６１，１６１内には、転動体戻し通路１８がスライダ側転動体転動溝１７ａ〜１７ｄと平行に二つずつ貫設されている。

スライダ１２は、また、スライダ本体１６の一端と他端に装着された一対のエンドキャップ１９，１９と、これらのエンドキャップ１９内に二つずつ組み込まれた四つのリターンガイド２０とを備えている（図２参照）。エンドキャップ１９は複数本（例えば４本）のビス２１（図２参照）によってスライダ本体１６の一端と他端に装着され、給油口２２を有している（図６参照）。また、エンドキャップ１９は合成樹脂材からなり、その背面部には、給油口２２から供給されたグリースなどの潤滑剤をボール１３に供給する給油路をスライダ本体１６との間に形成する給油路形成溝２３ａ，２３ｂが形成されている（図６参照）。

リターンガイド２０はエンドキャップ１９と同様に合成樹脂材からなり、ほぼＵ字状に湾曲した方向転換路２４（図２参照）をエンドキャップ１９との間に形成している。方向転換路２４の各々は、レール側転動体転動溝１５ａ〜１５ｄとスライダ側転動体転動溝１７ａ〜１７ｄとの間の転動体負荷転動路に連通していると共に転動体戻し通路１８に連通している。従って、スライダ１２の相対的直線運動に伴って転動体負荷転動路したボール１３は、方向転換路２４で方向転換した後、転動体戻し通路１８を転動するようになっている。

転動体間隔保持ベルト１４は熱可塑性エラストマなどの軟質材からなり、柔軟性を有しているとともに、ボール１３を１個ずつ収容する多数の転動体収容孔（図示せず）を有している。
スライダ１２は、さらに、案内レール１１とエンドキャップ１９との間の間隙をシールする一対のサイドシール２５と、転動体戻し通路１８内での転動体間隔保持ベルト１４の捩れを防止する複数（例えば４つ）のベルト捩れ防止部材２６とを備えている（図２及び３参照）。これらのベルト捩れ防止部材２６は円筒形状をなしており、その内周面には、転動体間隔保持ベルト１４の左右側端部をベルト捩れ防止部材２６の軸方向に案内する案内溝２７，２７が形成されている（図７参照）。また、ベルト捩れ防止部材２６は合成樹脂材からなり、スライダ本体１６の転動体戻し通路１８内に挿入されている。

スライダ１２は、さらにまた、レール側転動体転動溝１５ａ〜１５ｄとスライダ側転動体転動溝１７ａ〜１７ｄとの間に介在するボール１３を保持する二つの転動体保持器２８を備えている（図３参照）。これらの転動体保持器２８は合成樹脂材から形成され、プレート部２８１，２８１を有している（図９参照）。
転動体保持器２８のプレート部２８１，２８１は互いに対向しており、これらのプレート部２８１，２８１には、ビス２１が貫通するビス挿通孔２９ａ，２９ｂが形成されているとともに、エンドキャップ１９の給油路形成溝２３ａ（又は２３ｂ）と連通する給油路形成溝３０が形成され、さらに、レール側転動体転動溝１５ａ〜１５ｄとスライダ側転動体転動溝１７ａ〜１７ｄとの間の転動体負荷転動路と方向転換路２４との間に転動体通路を形成する転動体通路形成部３１ａ，３１ｂがプレート部２８１を円弧状に切り欠いて形成されているとともに、転動体戻し通路１８と方向転換路２４とを接続する通路接続孔３２ａ，３２ｂが形成されている。

また、転動体保持器２８のプレート部２８１，２８１はスライダ本体１６とエンドキャップ１９との間に挟圧されており、エンドキャップ１９には、プレート部収容凹部３３，３３（図６及び図１０参照）がプレート部２８１の厚さ以下の深さで設けられているとともに、スライダ本体１６に当接する凸部３４，３４（図１１参照）が給油路形成溝２３ａ，２３ｂを取り囲むように設けられている。なお、プレート部収容凹部３３の深さは転動体保持器２８のプレート部厚さに対して0〜0.2mm程度浅くすることが望ましい。

このような構成において、転動体保持器２８をスライダ本体１６に組み付けた後、スライダ本体１６の一端と他端にエンドキャップ１９を装着すると、エンドキャップ１９と転動体保持器２８のプレート部２８１とが重ねてビス止めされる。転動体保持器２８のプレート部２８１は、その厚さがエンドキャップ１９の背面部に形成されたプレート部収容凹部３３の深さよりも大きくなっている。そのため、エンドキャップ１９のプレート部収容面と転動体保持器２８のプレート部２８１ならびに転動体保持器２８のプレート部２８１とスライダ本体１６の端面部がそれぞれ隙間無く固定される。したがって、作動性や騒音特性の低下を防止することができる。

また、本実施形態ではプレート収容部３３，３３の深さがエンドキャップ１９のプレート部厚さより浅いため、潤滑剤の漏洩を招くような隙間がエンドキャップ１９と転動体保持器２８のプレート部２８１との間に生じることもない。
さらに、本実施形態ではスライダ本体１６に当接する凸部３４，３４が給油路形成溝２３ａ，２３ｂを取り囲むようにエンドキャップ１９に設けられているため、転動体保持器２８のプレート部厚さが成形誤差によりプレート部収容凹部３３の深さより厚くなり、給油路形成溝２３ａ，２３ｂの形成されたエンドキャップ１９の背面部とスライダ本体１６との間に隙間が生じても給油路形成溝２３ａ，２３ｂから潤滑剤が漏洩することを防止することができる。

さらに、スライダ本体１６に対する凸部３４の接触面積はエンドキャップ１９に対する転動体保持器２８の接触面積より小さいため、ビス２１の締付力によって凸部３４をその高さ方向に容易に変形させることでき（すなわち剛性が低い）、その結果、スライダ本体１６とエンドキャップ１９との間に隙間が発生することを防止できる。
上述した第１の実施形態では、スライダ本体１６に当接する凸部３４をエンドキャップ１９の背面部に給油路形成溝２３ａ，２３ｂを取り囲むように設けたが、図１２及び図１３に示すように、スライダ本体１６に当接する凸部３４をエンドキャップ１９の外縁部に沿ってエンドキャップ１９の背面部に設けても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、凸部３４の断面形状は図１１及び図１３に示した形状に限られるものではなく、例えば図１４に示すように、凸部３４の断面形状がクサビ形状であってもよい。
図１５に示す第３の実施形態のように、スライダ本体１６に当接する凸部３４をエンドキャップ１９の背面部に設ける代わりに、熱可塑性エラストマなどの軟質材からなるシート３５をスライダ本体１６とエンドキャップ１９との間に設け、このシート３５で給油路形成溝２３ａ，２３ｂをカバーすることによって第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらにまた、上述の実施形態では転動体間隔保持ベルト及びベルト捩れ防止部材を採用している例を示したが、これらを採用しない直動案内装置に本願発明が適用できることは勿論である。

本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の正面図である。本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の平面図である。図２のIII−III線に沿う断面図である。図２に示す案内レールの断面図である。図２に示すスライダ本体の断面図である。図２に示すエンドキャップとリターンガイドの背面図である。図３に示すベルト捩れ防止部材の断面図である。図３に示す転動体保持器の正面図である。図９に示す転動体保持器の側面図である。図６のX−X線に沿う断面図である。図６のXI−XI線に沿う断面図である。本発明の第２の実施形態に係る直動案内装置におけるエンドキャップとリターンガイドの背面図である。図１２のXIII−XIII線に沿う断面図である。図１３に示す凸部の変形例を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る直動案内装置におけるエンドキャップとリターンガイドの背面図である。

符号の説明

１１案内レール
１２スライダ
１３ボール（転動体）
１４転動体間隔保持ベルト
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄレール側転動体転動溝
１６スライダ本体
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄスライダ側転動体転動溝
１８転動体戻し通路
１９エンドキャップ
２０リターンガイド
２１ビス
２２給油口
２３ａ，２３ｂ，３０給油路形成溝
２４方向転換路
２５サイドシール
２６ベルト捩れ防止部材
２７案内溝
２８転動体保持器
２８１プレート部
２９ａ，２９ｂビス挿通孔
３１ａ，３１ｂ転動体通路形成部
３２ａ，３２ｂ通路接続孔
３３プレート部収容凹部
３４凸部

Claims

直線状に形成された案内レールと、該案内レールの長手方向に相対移動するスライダと、該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具備し、前記スライダが前記案内レール上に形成された複数のレール側転動体転動溝と各々対向する複数のスライダ側転動体転動溝を有するスライダ本体と、該スライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間の転動体負荷転動路に連通すると共に前記スライダ本体内に形成された転動体戻し通路に連通する方向転換路をエンドキャップとの間に形成する複数のリターンガイドと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間に介在する転動体を保持する二つの転動体保持器とを含み、かつ前記転動体保持器が前記スライダ本体と前記エンドキャップとの間に固定部材にて挟圧される二つのプレート部を有する直動案内装置において、
前記プレート部を収容するプレート部収容凹部を前記エンドキャップに設け、かつ前記プレート部収容凹部の深さを前記転動体保持器のプレート部厚さ以下としたことを特徴とする直動案内装置。
直線状に形成された案内レールと、該案内レールの長手方向に相対移動するスライダと、該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具備し、前記スライダが前記案内レール上に形成された複数のレール側転動体転動溝と各々対向する複数のスライダ側転動体転動溝を有するスライダ本体と、該スライダ本体の一端と他端に装着された一対のエンドキャップと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間の転動体負荷転動路に連通すると共に前記スライダ本体内に形成された転動体戻し通路に連通する方向転換路をエンドキャップとの間に形成する複数のリターンガイドと、前記レール側転動体転動溝と前記スライダ側転動体転動溝との間に介在する転動体を保持する二つの転動体保持器とを含み、かつ前記転動体保持器が前記スライダ本体と前記エンドキャップとの間に固定部材にて挟圧される二つのプレート部を有する直動案内装置において、
前記プレート部を収容するプレート部収容凹部を前記エンドキャップに設け、前記プレート部収容凹部の深さを前記プレート部の厚さと略同じ深さとし、かつ前記転動体保持器のプレート部と前記スライダ本体の端面部との接合部の剛性が前記エンドキャップと前記スライダ本体の端面部との接合部の剛性より大きいことを特徴とする直動案内装置。