JP2008133938A - リニアガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアガイド装置のサイドシールに重ねてプロテクタを設ける場合に、スライダの移動に伴うシール摩擦力の増加を防止する手段を提供する。
【解決手段】レール軌道溝５を有するレール２と、レール軌道溝４と対向するスライダ軌道溝８と戻り路１０とを有し、レール２を直線的に往復移動するスライダ６と、スライダ移動方向の前後端部に配置され、方向転換路１２を有するエンドキャップ１１と、レール軌道溝５とスライダ軌道溝８とにより形成される負荷路を転動するボール９と、エンドキャップ１１のスライダ６と反対側の端面に配置され、芯金１５およびレール２に摺接するリップ部１７とリップ部１７を支持する支持部１８とを有するシールゴム１６からなるサイドシール１４と、サイドシール１４のスライダ６と反対側の端面に配置されたプロテクタ２０とを備えたリニアガイド装置１において、サイドシール１４のリップ部１７のプロテクタ２０側の端部と、プロテクタ２０のサイドシール１４側の端面との間に隙間δを形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、工作機械や産業機械、測定機器等の機械装置の案内部に設けられ、テーブル等の移動台の直線的な移動を案内するリニアガイド装置に関する。

従来のリニアガイド装置は、スライダに設けた戻り路と、エンドキャップに設けた方向転換路と、レールに設けたレール軌道溝とスライダに設けたスライダ軌道溝とを対向させて形成した負荷路とを連通した循環路に複数のボールを装填し、負荷路を転動するボールによりレールを直線的に往復移動するスライダを支持して構成し、エンドキャップの端面に、芯金およびレールに摺接するリップ部と該リップ部を支持する支持部とを有するシールゴムからなるサイドシールを設け、このサイドシールとエンドキャップとを取付ねじによりスライダに締結して固定したときに、リップ部に設けた締め代によりレールの外形面を押圧して外部からの異物の侵入等を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２８７２４５号公報（主に第３頁段落００１５−００２０、第２図）

工作機械や産業機械、測定機器等の機械装置に用いられるリニアガイド装置は、塵芥や切粉、溶接スパッタ等の異物が存在する環境下で稼動している。
このような環境下で用いられるリニアガイド装置は、シールゴムのリップ部をスパッタ等の高温、高硬度の異物から保護するための平板状のプロテクタを、サイドシールのスライダと反対側の端面に重ねて配置することが、一般的に行われている。

しかしながら、上述した従来の技術においては、シールゴムの支持部のスライダと反対側の端面と、リップ部のダスト側リップの端部とが同一平面上に形成（特許文献１の図２（ｂ）参照）されているため、サイドシールに重ねてプロテクタを取付けた場合に、リップ部に設けられた締め代によりリップ部に弾性変形が生じ、ダスト側リップがプロテクタ側に突出してプロテクタと干渉し、スライダの移動に伴うシール摩擦力を増加させるという問題がある。

また、当初プロテクタを設けない仕様で用いられていたリニアガイド装置に、使用条件等の変化により、後にプロテクタを追加する場合や、シール性能を向上させるために、サイドシールを増設してダブルシール仕様に変更する場合にも、新たに追加されたプロテクタやサイドシールに対して、上記と同様の問題が発生する。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、サイドシールに重ねてプロテクタを設ける場合に、スライダの移動に伴うシール摩擦力の増加を防止する手段を提供することを目的とする。

また、新たなプロテクタやサイドシールの追加に、即座に対応する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、レール転動体ガイド面を有するレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、前記レールを直線的に往復移動するスライダと、該スライダの移動方向の前後端部に配置され、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路と、該負荷路を前記方向転換路と戻り路とにより連通した循環路を循環する転動体と、前記エンドキャップの前記スライダと反対側の端面に配置され、芯金および前記レールに摺接するリップ部と該リップ部を支持する支持部とを有するシールゴムからなるサイドシールと、該サイドシールの前記スライダと反対側の端面に配置されたプロテクタとを備えたリニアガイド装置において、前記サイドシールのリップ部の前記プロテクタ側の端部と、前記プロテクタの前記端部との対向面との間に隙間を形成したことを特徴とする。

また、レール転動体ガイド面を有するレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、前記レールを直線的に往復移動するスライダと、該スライダの移動方向の前後端部に配置され、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路と、該負荷路を前記方向転換路と戻り路とにより連通した循環路を循環する転動体と、前記エンドキャップの前記スライダと反対側の端面に配置され、芯金および前記レールに摺接するリップ部と該リップ部を支持する支持部とを有するシールゴムからなるサイドシールとを備えたリニアガイド装置において、前記サイドシールのリップ部の前記エンドキャップと反対側の端部が、前記支持部の前記エンドキャップと反対側の端面より前記スライダ側に位置していることを特徴とする。

これにより、本発明は、サイドシールにプロテクタを重ねて取付けたときに、リップ部が弾性変形したとしても、サイドシールのリップ部の端部とプロテクタの対向面との間に設けた隙間により、リップ部の端部がプロテクタに干渉することを防止することができ、スライダの移動に伴うシール摩擦力の増加を防止することができるという効果が得られる。

また、新たなプロテクタやサイドシールを追加して取付けたときに、最初に取付けたサイドシールのリップ部が弾性変形したとしても、新たに取付けたプロテクタやサイドシールと最初に取付けたサイドシールのリップ部の端部との間に隙間が形成され、リップ部の端部が新たなプロテクタやサイドシールに干渉することを防止することができ、スライダの移動に伴うシール摩擦力の増加を防止することができると共に、新たなプロテクタやサイドシールの追加取付に即座に対応することができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明によるリニアガイド装置の実施例について説明する。

図１は実施例のリニアガイド装置を示す斜視図、図２は実施例のサイドシールの正面を示す説明図、図３は図２のＡ−Ａ断面線に沿った断面を示す部分拡大図である。
図１において、１はリニアガイド装置である。
２はリニアガイド装置１のレールであり、合金鋼等の鋼材で製作された長尺の棒状部材であって、その上面（レール上面２ａという。）にはレール２の長手方向に沿って機械装置の基台等にレール２を取付けるための段付ボルト穴であるレール取付穴３が所定のピッチで複数設けられている。

４は埋栓であり、レール取付穴３の大径部に嵌合する樹脂製の円盤状部材であって、ボルトによりレール２を基台等に固定した後に、レール取付穴３の大径部に、レール上面２ａと面一になるように圧入される。
５はレール転動体ガイド面としてのレール軌道溝であり、両側のレール２の側面の長手方向に沿って形成された円弧状断面の溝である。

６はスライダであり、合金鋼等の鋼材で製作されたコの字状の断面形状を有する鞍状部材であって、その上面にはねじ穴７が設けられており、このねじ穴７を用いて図示しない機械装置の移動台等がボルト等により取付けられる。
８はスライダ転動体ガイド面としてのスライダ軌道溝であり、スライダ６の両方の袖壁６ａの内側にレール軌道溝５に対向して設けられた円弧状断面の溝である。

９は転動体としてのボールであり、合金鋼等の鋼材で製作された球体である。
１０は戻り路であり、スライダ６の袖壁６ａの厚肉部に形成されたボール９を循環させるためのボール９の直径より大きい直径を有し、スライダ６の移動方向（スライダ移動方向という。）に袖壁６ａを貫通する貫通穴であって、それぞれのスライダ軌道溝８に対応して設けられている。

１１はエンドキャップであり、金属材料や樹脂材料等で製作され、スライダ６のスライダ移動方向の前後端部に配置され、そのスライダ６側には対向配置されたスライダ軌道溝８とレール軌道溝５とにより形成される負荷路とスライダ６の戻り路１０とをそれぞれ接続するＵ字状に湾曲した通路である方向転換路１２がそれぞれの負荷路に対応して設けられており、方向転換路１２に潤滑剤としてのグリースを補充するための給脂ニップル１３が取付られている。

図３において、１４はサイドシールであり、合金鋼等の板材で製作された芯金１５と、この芯金１５に焼付けや接着等の接合手段で接合された天然ゴムや合成ゴム等の弾性を有するゴム材料で製作されたシールゴム１６とを積層して形成されコの字状部材であって、そのシールゴム１６のレール２側には、図２に示すように、レール２の外形面に沿う形状に、所定の締め代を設けて形成された内側形状を有するリップ部１７が設けられ、リップ部１７の外側にはリップ部１７を支持する芯金１５に接合された板状の支持部１８が設けられている。

これにより、リップ部１７が締め代に応じた押圧力によりレール２の外形面に摺接して接触式シールとして機能する。
２０はプロテクタであり、レール２の外形面に沿う形状に、所定の隙間代を設けて形成された内側形状を有するコの字状の合金鋼等の板材で形成された平板状部材であって、サイドシール１４のシールゴム１６の支持部１８のスライダ６と反対側の端面に重ねて配置され、シールゴム１６のリップ部１７をスパッタ等の高温、高硬度の異物等から保護する機能を有している。

本実施例のリップ部１７は、そのスライダ６側にレール２に向かってスライダ６側に斜めに突出するスライダ側リップ１７ａと、その反対側にレール２に向かってプロテクタ２０側に斜めに突出するダスト側リップ１７ｂとが設けられた２重リップ式のリップ部１７であって、そのダスト側リップ１７ｂのプロテクタ２０側の端部は、この端部に対向する対向面としてのプロテクタ２０のサイドシール１４側の端面に、隙間δを介して対向配置されている。

このため、本実施例のリップ部１７のプロテクタ２０側の端部、つまりダスト側リップ１７ｂのプロテクタ２０側の端部は、シールゴム１５の支持部１８のプロテクタ２０側の端面より隙間δに相当する長さ分、スライダ５側に位置するように形成されている。
この隙間δは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下に形成することが望ましい。隙間δを０．１ｍｍ未満とすると、リップ部１７が締め代によりレール２の外形面を押圧したときにダスト側リップ１７ｂの端部がその弾性変形によりプロテクタ２０のサイドシール１４側の端面に接触する虞があり、隙間δを０．５ｍｍより大きくすると、ダスト側リップ１７ｂとして必要な強度が得られなくなったり、シール性能の低下を招いたりする虞があるからである。

サイドシール１４の芯金１５およびプロテクタ２０には、図１、図２に示すように、エンドキャップ１１およびサイドシール１４、プロテクタ２０をスライダ６に取付けるために、スライダ６のスライダ移動方向の端面６ｂに設けられた取付ねじ穴２２に螺合する取付ねじ２３を挿通させる挿通穴２４および挿通穴２５がそれぞれ設けられ、これらの挿通穴２４、２５等に挿通させた取付ねじ２３によりスライダ６のスライダ移動方向の両端部にエンドキャップ１１およびサイドシール１４、プロテクタ２０が締結されて一体に取付けられる。

上記の負荷路の両端部はエンドキャップ１１の方向転換路１２とスライダ６の戻り路１０とによりそれぞれ連通されて循環路が形成され、この循環路には複数のボール９と所定の量のグリース等の潤滑剤が封入され、レール軌道溝５とスライダ軌道溝８とがボール９を介して嵌合し、スライダ６の移動に伴ってボール９が循環路を循環し、負荷路を転動するボール９がスライダ６に加えられた荷重を往復動自在に支持し、スライダ６がレール２の長手方向に沿った直線往復移動可能に支持される。

このスライダ６の往復移動のときに、プロテクタ２０がレール上面２ａ等に付着した高温、高硬度の異物や、比較的大型の異物を先に除去してサイドシール１４のリップ部１７を保護すると共に、サイドシール１４のリップ部１７がレール２の外形面に摺接してスライダの内部からの潤滑剤の漏洩を防止すると共に、外部からプロテクタ２０を潜り抜けた微細な異物の侵入を防止する。

この場合に、本実施例のサイドシール１４のリップ部１７の端部と、この端部に対向するプロテクタ２０のサイドシール１４側の端面との間には、隙間δが形成されているので、サイドシール１４にプロテクタ２０を重ねて取付けたときに、リップ部１７の弾性変形によりリップ部１７のダスト側リップ１７ｂがプロテクタ２０に干渉することはなく、リップ部１７の摺接時におけるシール摩擦力が増加することもない。

以上説明したように、本実施例では、サイドシールのリップ部のプロテクタ側の端部を支持部のプロテクタ側の端面よりスライダ側に位置させて、プロテクタのサイドシール側の端面との間に隙間δを形成するようにしたことによって、サイドシールにプロテクタを重ねて取付けたときに、リップ部が弾性変形したとしても、サイドシールのリップ部の端部とプロテクタのサイドシール側の端面との間に設けた隙間δにより、リップ部のダスト側リップがプロテクタに干渉することを防止することができ、スライダの移動に伴うリップ部の摺接によるシール摩擦力の増加を防止することができる。

なお、上記実施例においては、隙間δは、サイドシール１４のリップ部１７のダスト側リップ１７ｂの端部を支持部１８のプロテクタ２０側の端面よりスライダ６側に位置させて形成するとして説明したが、図４に示すように、サイドシール１４のリップ部１７のダスト側リップ１７ｂの端部を支持部１８のプロテクタ２０側の端面と同一平面状に形成し、プロテクタ２０のサイドシール１４側の端面に、対向面としての段差面３１を設けて、隙間δを形成するようにしてもよく、これらを併用して隙間δを形成するようにしてもよい。このようにしても上記と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施例においては、ダスト側リップとスライダ側リップとを設けた２重リップ式のリップ部を有するサイドシールを例に説明したが、リップ部は前記に限らず、ダスト側リップとスライダ側リップとの間に中央リップを設けた３重リップ式のリップ部を有するサイドシールであってもよく、ダスト側リップのみを設けたシングルリップ式のリップ部を有するサイドシールであってもよい。

更に、上記実施例においては、グリース潤滑の場合を例に説明したが、潤滑方法は前記に限定されるものではなく、油潤滑等であってもよい。
更に、上記実施例においては、転動体としてボールを用いたリニアガイド装置を例に説明したが、転動体としてころを用いたリニアガイド装置においても同様である。この場合に負荷路を形成するレール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面はころが転動するレール軌道面とスライダ軌道面とで構成される。

なお、前記においては、転動体を用いたリニアガイド装置に本発明を適用した場合について説明したが、転動体を用いずに滑り軸受を用いたリニアガイド装置に本発明を適用するようにしてもよい。
この場合には、ころを用いたリニアガイド装置のレールと同様の形状を有するレールにレール軌道面と同様の形状のレール滑りガイド面を設けると共に、スライダにレール滑りガイド面を摺動するスライダ滑りガイド面を設け、このスライダ滑りガイド面をレール滑りガイド面に嵌合させた滑り軸受によりスライダをレールに対して往復移動可能にし、スライダの移動方向の前後端部に、本発明のサイドシールおよびプロテクタを配置するとよい。

更に、上記実施例においては、サイドシールにプロテクタを重ねて取付ける場合に本発明を適用するとして説明したが、例えば図３を用いて説明したサイドシールのシールゴムの支持部のエンドキャップと反対側（外側という。）の端面がリップ部の外側の端部より隙間δだけ突出した構成を有するサイドシールのみを取付けたリニアガイド装置も本発明に含まれる。

このような構成のリニアガイド装置であれば、使用条件等の変化により、後になってプロテクタや新たなサイドシールを増設する必要が生じた場合においても、新たなプロテクタやサイドシールを追加して取付けたときに、最初に取付けたサイドシールのリップ部が弾性変形したとしても、新たに取付けたプロテクタやサイドシールと最初に取付けたサイドシールのリップ部の端部との間に隙間δが形成され、リップ部の外側の端部が新たなプロテクタやサイドシールのリップ部の内側の端部に干渉することを防止することができ、スライダの移動に伴うシール摩擦力の増加を防止することができると共に、新たなプロテクタやサイドシールの追加取付に即座に対応することができる。

実施例のリニアガイド装置を示す斜視図 実施例のサイドシールの正面を示す説明図 図２のＡ−Ａ断面線に沿った断面を示す部分拡大図 実施例のサイドシールとプロテクタとの他の形態の断面を示す部分拡大図

符号の説明

１ リニアガイド装置
２ レール
２ａ レール上面
３ レール取付穴
４ 埋栓
５ レール軌道溝
６ スライダ
６ａ 袖壁
６ｂ 端面
７ ねじ穴
８ スライダ軌道溝
９ ボール
１０ 戻り路
１１ エンドキャップ
１２ 方向転換路
１３ 給脂ニップル
１４ サイドシール
１５ 芯金
１６ シールゴム
１７ リップ部
１７ａ スライダ側リップ
１７ｂ ダスト側リップ
１８ 支持部
２０ プロテクタ
２２ 取付ねじ穴
２３ 取付ねじ
２４、２５ 挿通穴
３１ 段差面

Claims (6)

1. レール転動体ガイド面を有するレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、前記レールを直線的に往復移動するスライダと、該スライダの移動方向の前後端部に配置され、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路と、該負荷路を前記方向転換路と戻り路とにより連通した循環路を循環する転動体と、前記エンドキャップの前記スライダと反対側の端面に配置され、芯金および前記レールに摺接するリップ部と該リップ部を支持する支持部とを有するシールゴムからなるサイドシールと、該サイドシールの前記スライダと反対側の端面に配置されたプロテクタとを備えたリニアガイド装置において、
   前記サイドシールのリップ部の前記プロテクタ側の端部と、前記プロテクタの前記端部との対向面との間に隙間を形成したことを特徴とするリニアガイド装置。
2. 請求項１において、
   前記サイドシールのリップ部の前記プロテクタ側の端部が、前記支持部の前記プロテクタ側の端面より前記スライダ側に位置していることを特徴とするリニアガイド装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記プロテクタの対向面が、該プロテクタの前記サイドシール側の端面に形成された段差面であることを特徴とするリニアガイド装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
   前記サイドシールのリップ部の端部と、前記プロテクタの対向面との間の隙間が、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることを特徴とするリニアガイド装置。
5. レール転動体ガイド面を有するレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、前記レールを直線的に往復移動するスライダと、該スライダの移動方向の前後端部に配置され、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路と、該負荷路を前記方向転換路と戻り路とにより連通した循環路を循環する転動体と、前記エンドキャップの前記スライダと反対側の端面に配置され、芯金および前記レールに摺接するリップ部と該リップ部を支持する支持部とを有するシールゴムからなるサイドシールとを備えたリニアガイド装置において、
   前記サイドシールのリップ部の前記エンドキャップと反対側の端部が、前記支持部の前記エンドキャップと反対側の端面より前記スライダ側に位置していることを特徴とするリニアガイド装置。
6. 請求項５において、
   前記サイドシールのリップ部の前記エンドキャップと反対側の側の端部が、前記支持部の前記エンドキャップと反対側の側の端面より、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲で、前記スライダ側に位置していることを特徴とするリニアガイド装置。