JP2000018244A - 直線運動案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】摺動抵抗を増大させずに案内部材とスライダ部
材との間を確実にシールできかつコストの高騰を抑制で
きる直線運動案内装置を提供する。 【解決手段】直線運動案内装置としての直動案内軸受装
置１は案内レール３とスライダ４とを備えている。案内
レール３は外面に転動体転動溝５を複数形成している。
スライダ４はスライダ本体６を備えている。スライダ本
体６は前記転動体転動溝５にそれぞれ相対する負荷転動
体転動溝８を備えている。前記スライダ本体６はその両
裾部６ａ，６ｂの底面１２に第１のシール部材２０を設
けかつ両裾部６ａ，６ｂによって挟まれた内側水平壁面
１１に第２のシール部材２１を設けている。第１及び第
２のシール部材２０，２１はそれぞれ前記案内レール３
と当接するリップ部２４，３４を備えている。リップ部
２４，３４はそれぞれの根元部から先端部に向う途中で
根元部及び先端部より厚肉な厚肉部を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、産業機
械などにリニアガイドとして用いられる直線運動案内装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械、産業機械などにリニアガイド
などとして用いられる直線運動案内装置としての直動案
内軸受装置は、一方向に延びる案内部材としての案内レ
ールと、この案内レールの長手方向に沿って移動自在に
設けられたスライダ部材としてのスライダと、を備えて
いる。

【０００３】案内レールは、その外面に長手方向に沿っ
て延びた転動体転動溝を備えている。スライダは、断面
コ字形に形成されかつ前記案内レールを跨いだ状態で設
けられている。スライダは前記案内レールの転動体転動
溝に相対する負荷転動体転動溝を備えている。さらにス
ライダは、その内部に負荷転動体転動溝と略平行な転動
体戻し路と、前記負荷転動体転動溝と転動体戻し路とを
連結する湾曲路とを備えている。

【０００４】前述した負荷転動体転動溝、案内レールの
転動体転動溝、転動体戻し路、湾曲路は、転動体循環路
を形成している。この転動体循環路内には、ボールが複
数装填されている。これらのボールが前述した溝上など
を転動することによって、前記スライダが案内レールの
長手方向に沿って移動自在となっている。

【０００５】また、前記スライダには、前記案内レール
との間の隙間から、前記転動体循環路の転動溝内へゴ
ミ、埃、切粉などの異物の侵入を防ぐ実開平６−５１５
４６号公報などに示されているシール手段としてのシー
ル部材５０（図６に示す）が取付けられることがある。

【０００６】前記実開平６−５１５４６号公報に示され
たシール部材５０は、金属からなる心金５８を有しかつ
ゴムなどの弾性体からなる材料から成形されている。前
記シール部材５０は、前記スライダの下端面としての両
裾部底面にそれぞれ取付けられて設けられている。

【０００７】図６（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、前
述したシール部材５０は、前記心金５８を有しかつ前記
スライダ５１の裾部５１ａに取付けられるシール本体５
２と、前記シール本体５２から案内レール５３に向って
延びかつ前記案内レール５３の側面５３ａと当接するリ
ップ部５４とを備えている。

【０００８】前記シール部材５０のリップ部５４は、前
記シール本体５２と一体となる根元部５５からその先端
部５６に向って徐々に先細となるように形成されてい
る。前記シール部材５０は、前記リップ部５４が前記案
内レール５３と当接しかつ弾性変形して、この変形に伴
う弾性復元力によって前記案内レール５３とスライダ５
１との間の隙間をシールするように、前記スライダ５１
に取付けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記実開平６−５１５
４６号公報に示されたシール部材５０は、図６（Ａ）及
び図６（Ｂ）に示すように、スライダ５１に取付られた
取付位置と案内レール５３の側面５３ａまでの距離が比
較的遠くて、前記先端部５６の変位が比較的小さな場合
には、前記リップ部５４の先端部５６が案内レール５３
に当接する。

【００１０】しかし、図６（Ｃ）に示すように、スライ
ダ５１に取付られた取付位置と案内レール５３の側面５
３ａまでの距離が比較的近くて、前記先端部５６の変位
が比較的大きな場合には、前記リップ５４が前記先端部
５６と根元部５５との間で湾曲しかつこの湾曲した部分
５７が前記案内レール５３と当接する。

【００１１】前記先端部５６と根元部５５との間で湾曲
した部分５７が案内レール５３に当接すると、前記スラ
イダ５１と案内レール５３との間に生じる摺動抵抗が増
大するとともに、前記リップ部５４の先端部５６が前記
案内レール５３の側面５３ａから浮き上がりぎみとなっ
て、前記案内レール５３とスライダ５１との間を確実に
シールしにくくなる。さらに、最悪の場合には、前記シ
ール部材５０のリップ部５４が、前述した摺動抵抗によ
り摩耗して前記先端部５６と根元部５５との間からちぎ
れる恐れがあった。

【００１２】このため、前述した従来のシール部材５０
は、案内レール５３に先端部５６のみが常に当接するよ
うに、シール本体５２などの前記スライダ５１に取付け
られる部分の寸法公差や、前記リップ部５４の根元部５
５から先端部５６までの長さなどの寸法公差などを高精
度に保って形成する必要があった。このため、コストが
高騰する傾向にあった。

【００１３】なお、前述した図６（Ａ）ないし（Ｃ）に
おいては、前記シール部材５０について、コンピュータ
などを用いて行った有限要素法による案内レール５３と
当接した際の変形状態の解析結果を示している。有限要
素法とは、所望の現象における構造物に生じる応力及び
変形などを解析する手法の一つである。

【００１４】図６（Ａ）に示した場合は、図６（Ａ）な
いし（Ｃ）に示した場合の中で、案内レール５３との当
接によって生じる先端部５６の変位が最も小さい場合を
示し、図６（Ｃ）に示した場合は、案内レール５３との
当接によって生じる先端部５６の変位が最も大きい場合
を示している。

【００１５】また、前記図６（Ａ）ないし（Ｃ）におい
て、密な平行斜線で示す領域Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は、前記
案内レール５３との当接によって生じる先端部５６の変
位などによって内部応力が強く生じる部分を示してい
る。

【００１６】本発明は前記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、案内部材に対するスライ
ダ部材の摺動抵抗を増大させることなく、案内部材とス
ライダ部材との間を確実にシールできるとともに、コス
トの高騰を抑制することができる直線運動案内装置を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の直線運動案内装置は、外面に
転動溝を有して一方向に延びる案内部材と、前記案内部
材にこの案内部材に沿って移動自在に設けられかつ前記
案内部材の転動溝に相対する転動溝を備えたスライダ部
材と、前記案内部材に沿って前記スライダ部材を相対移
動させる多数の転動体と、前記スライダ部材に取付けら
れるシール本体と前記案内部材に当接してスライダ部材
と案内部材との間をシールするリップ部とを有するシー
ル手段と、を備えた直線運動案内装置において、前記シ
ール手段のリップ部が、その根元部から先端部に向う途
中で、前記根元部及び先端部における肉厚より、厚肉と
なる厚肉部を有することを特徴としている。

【００１８】前記直線運動案内装置は、シール手段のリ
ップ部の根元部から先端部に向う途中において、前記根
元部及び先端部における肉厚より厚肉な厚肉部を有して
いるので、前記根元部の剛性より厚肉部の剛性の方が高
くなっている。

【００１９】このため、スライダ部材に取付けられるシ
ール本体と案内部材との間の距離が比較的遠くても近く
ても、前記シール手段はリップ部の根元部が湾曲するこ
ととなって、常に先端部が案内部材に当接することとな
る。

【００２０】また、前記シール手段は、前記スライダ部
材の下端部に取付けられるシール本体と前記案内部材に
当接して前記スライダ部材と案内部材との間をシールす
るリップ部とを有する第１のシール部材と、前記スライ
ダ部材の前記案内部材の上面に相対する位置に取付けら
れるシール本体と前記案内部材に当接して前記スライダ
部材と案内部材との間をシールするリップ部とを有する
第２のシール部材と、を備えるのが望ましい。

【００２１】この場合、前記第１のシール部材と第２の
シール部材とは、それぞれのリップ部によって前記転動
溝を挟み込む位置に、それぞれ設けられるのが望まし
い。この場合によれば、前記案内部材とスライダ部材の
転動溝が前記リップ部によって挟み込まれているので、
前記転動溝内への異物の侵入を確実に防ぐことができ
る。

【００２２】さらに、前記第１のシール部材のリップ部
と、前記第２のシール部材のリップ部は両方とも、その
根元部から先端部に向う途中で、前記根元部及び先端部
における肉厚より厚肉となる厚肉部を有するのが望まし
い。

【００２３】前述したいずれの場合においても、前記リ
ップ部の先端部が常に案内部材と当接して、スライダ部
材の案内部材に対する摺動抵抗を増大させずに、確実に
スライダ部材と案内部材との間の隙間をシールすること
ができる。さらに、シール部材の寸法公差などを大きく
とることが可能となってコストの高騰を抑制することが
可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
ないし図５を参照して説明する。工作機械、産業機械な
どにリニアガイドなどとして、図１に示す直線運動案内
装置としての直動案内軸受装置１が用いられることがあ
る。

【００２５】前記直動案内軸受装置１は、図１及び図２
に示すように、一方向に延びる案内部材としての案内レ
ール３と、案内レール３を跨いでこの案内レール３の長
手方向に沿って移動自在に組み付けられたスライダ４な
どを備えている。

【００２６】案内レール３は、その外面に、長手方向に
沿って延びた断面円弧状の転動溝としての転動体転動溝
５を複数形成している。なお、図示例においては、この
転動体転動溝５を、長手方向に対する左右両外面のそれ
ぞれに２か所、計４か所に設けている。これらの転動体
転動溝５は、互いに平行に形成されている。

【００２７】スライダ４は、スライダ部材としての断面
コ字状のスライダ本体６と、このスライダ本体６の両端
部に取付けられたエンドキャップ７と、これらのエンド
キャップ７それぞれに重ね合わせた状態で取付けられる
サイドシール１４と、を備えている。

【００２８】スライダ本体６は、図２に示すように、そ
の両裾部６ａ，６ａの内側面に形成されかつ転動体転動
溝５の夫々に相対する負荷転動体転動溝８と、両裾部６
ａ，６ａの肉厚部分に前記案内レール３の長手方向に沿
って貫通しかつそれぞれの負荷転動体転動溝８と略平行
に設けられた転動体戻し路９と、を備えている。

【００２９】エンドキャップ７は、それぞれ、スライダ
本体６の負荷転動体転動溝８と転動体戻し路９とを連通
する図示しない湾曲路を備えている。また、エンドキャ
ップ７は、後述の第１及び第２のシール部材２０，２１
の取付部２２，３２がそれぞれ嵌合する切溝１５，１６
を備えている。スライダ本体６の両端部に取付けられた
エンドキャップ７，７のうち一方のエンドキャップ７に
設けられた切溝１５，１６と、他方のエンドキャップ７
に設けられた切溝１５，１６と、は互いに相対してい
る。

【００３０】前述した負荷転動体転動溝８、案内レール
３の転動体転動溝５、転動体戻し路９及び湾曲路は、転
動体循環路を形成している。この転動体循環路内には、
例えば鋼またはセラミックスなどからなる転動体として
のボール１０が多数装填されている。

【００３１】これらのボール１０は、転動体転動溝５，
８上などを転動自在となっている。これらのボール１０
が転動体転動溝５，８上などを転動して、転動体循環路
内を循環することによって、スライダ４を案内レール３
の長手方向に沿って移動自在とする。

【００３２】前記サイドシール１４は、前記スライダ本
体６の外形に沿ってコ字形に形成されており、ねじ１７
などによって前記エンドキャップ７及びスライダ本体６
に取付けられる。また、サイドシール１４は、前記エン
ドキャップ７及びスライダ本体６に取付けられて前記ス
ライダ４の移動方向に沿う両端面から前記転動体循環路
の転動体転動溝５，８内へゴミ、埃及び切粉などの侵入
することを防止するようになっている。

【００３３】また、前記スライダ本体６及びエンドキャ
ップ７には、前記転動体循環路の転動体転動溝５，８内
へゴミ、埃及び切粉などの侵入することを防止するゴム
などの弾性体からなる材料から成形された第１のシール
部材２０と、第２のシール部材２１とが設けられてい
る。これらの第１及び第２のシール部材２０，２１は、
本明細書に記したシール手段を構成している。

【００３４】前記第１のシール部材２０は、前記案内レ
ール３の両側面３ａ，３ａに相対した状態で前記スライ
ダ本体６およびエンドキャップ７の下端部としての両裾
部６ａ，６ａの底面１２，１２にそれぞれ取付けられて
設けられている。これらの第１のシール部材２０は、そ
れぞれ、前記スライダ４の移動方向に沿うスライダ本体
６の全長と２つのエンドキャップ７の厚さを合計した長
さと略等しい長さに形成されている。なお、図１におい
ては、一方の第１のシール部材２０のみ図示しており、
他方の第１のシール部材２０を省略している。

【００３５】第１のシール部材２０は、図４に示すよう
に、薄い板金により形成された心金２８を有しかつゴム
などの弾性体からなるシール本体２３と、前記両裾部６
ａ，６ａの底面１２，１２に取付けられた際にシール本
体２３に一体に成形され案内レール３に向って延びて案
内レール３の側面３ａに当接するゴムなどの弾性体から
なるリップ部２４とを一体に備えている。シール本体２
３は、前記エンドキャップ７の切溝１５に嵌合する取付
部２２を備えている。

【００３６】シール本体２３及びリップ部２４は、それ
ぞれ、スライダ４の移動方向に沿うスライダ本体６の全
長と２つのエンドキャップ７の長さを合計した長さと略
等しい長さに形成されている。

【００３７】前記リップ部２４は、図４に示すように、
根元部２５からその先端部２６に向う途中において、前
記根元部２５及び先端部２６における肉厚Ｔ１，Ｔ２よ
り、厚い肉厚Ｔを有して厚肉に形成された厚肉部２７を
備えている。前述した構成によって、前記リップ部２４
は、前記根元部２５における剛性より前記厚肉部２７に
おける剛性が高くなっている。

【００３８】前記第２のシール部材２１は、前記案内レ
ール３の上面３ｂに相対しかつ前記両裾部６ａ，６ａに
よって囲まれた前記スライダ本体６及びエンドキャップ
７の内側水平壁面１１に取付けられて設けられている。
第２のシール部材２１は、前記スライダ４の移動方向に
沿うスライダ本体６の全長と２つのエンドキャップ７の
厚さを合計した長さと略等しい長さに形成されている。
このように第２のシール部材２１は、スライダ本体６及
びエンドキャップ７の前記案内レール３の上面３ｂと相
対する位置に取付けられている。

【００３９】第２のシール部材２１は、図１及び図３に
示すように、前記エンドキャップ７の切溝１６に嵌合す
る取付部３２を備えた薄い板金からなる心金３８を有す
るシール本体３３と、このシール本体３３が前記内側水
平壁面１１に取付けられた際にシール本体３３の心金３
８に一体に成形されシール本体３３の両縁部から案内レ
ール３の上面３ｂに向って延びて案内レール３の上面３
ｂと当接する一対のゴムなどの弾性体からなるリップ部
３４，３４とを備えている。リップ部３４，３４は、そ
れぞれ、前記スライダ４の移動方向に沿うスライダ本体
６の全長と２つのエンドキャップ７の厚さを合計した長
さと略等しい長さに形成されている。

【００４０】前記リップ部３４は、それぞれ根元部３５
からその先端部３６に向う途中において、前記根元部３
５及び先端部３６における肉厚Ｓ１，Ｓ２より、厚い肉
厚Ｓを有して厚肉に形成された厚肉部３７を備えてい
る。前述した構成によって、前記リップ部３４は、前記
根元部３５における剛性より前記厚肉部３７における剛
性が高くなっている。

【００４１】また、前述した構成によって、前記第１及
び第２のシール部材２０，２１は、互いにリップ部２
４，３４の間に前記転動溝５，８を挟み込んだ状態で、
前記スライダ本体６及びエンドキャップ７に取付けられ
ている。

【００４２】次に、前述した第１のシール部材２０につ
いて、コンピュータなどを用いて行った有限要素法によ
る案内レール３と当接した際の変形状態の解析結果を図
５（Ａ）ないし（Ｃ）に示す。

【００４３】図５（Ａ）に示した場合は、前記図５
（Ａ）ないし（Ｃ）に示した場合の中で、前記エンドキ
ャップ７の切溝１５と案内レール３の間の距離が最も遠
くて前記先端部２６の変位が最も小さい場合すなわちリ
ップ部２４の締め代が最も小さい場合を示している。

【００４４】図５（Ｃ）に示した場合は、前記図５
（Ａ）ないし（Ｃ）に示した場合の中で、前記エンドキ
ャップ７の切溝１５と案内レール３の間の距離が最も近
くて前記先端部２６の変位が最も大きい場合すなわちリ
ップ部２４の締め代が最も大きい場合を示している。

【００４５】また、前記図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示す
密な平行斜線で示す領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、前記案内
レール３との当接によって生じる先端部２４の変位によ
って内部応力が強く生じる部分を示している。

【００４６】前記リップ部２４の厚肉部２７の剛性が根
元部２５の剛性より高くなっているので、前述した図５
（Ａ）ないし（Ｃ）に示したいずれの場合においても、
前記案内レール３との接触によって生じる弾性変形が前
記根元部２５に強く生じることが明らかとなった。そし
て、前記リップ２４の先端部２６のみが前記案内レール
３の側面３ａに当接して、前記案内レール３とスライダ
４との間の隙間をシールすることが明らかとなった。

【００４７】本実施形態によれば、第１及び第２シール
部材２０，２１のそれぞれのリップ部２４，３４が、ぞ
れぞれの根元部２５，３５から先端部２６，３６に向う
途中において、前記根元部２５，３５及び先端部２６，
３６における肉厚Ｔ１，Ｓ１，Ｔ２，Ｓ２より厚肉な厚
肉部２７，３７を有しているので、前記根元部２５，３
５の剛性より厚肉部２７，３７の剛性が高くなってい
る。

【００４８】このため、エンドキャップ７の切溝１５と
案内レール３の側面３ａとの間の距離及び、前記エンド
キャップ７の切溝１６と案内レール３の上面３ｂとの間
の距離が、遠くても近くても、前記第１及び第２のシー
ル部材２０，２１は、その根元部２５，３５が湾曲する
こととなって、常に先端部２６，３６が案内レール３に
当接することとなる。

【００４９】したがって、前記直動案内軸受装置１は、
前記スライダ４の案内レール３に対する摺動抵抗を増大
させないとともに、確実にスライダ４と案内レール３と
の間の隙間をシールすることとなる。また、前記第１及
び第２シール部材２０，２１は、前記先端部２６，３６
と根元部２５，３５との間などで案内レール３に当接し
ない。このため、前記先端部２５，２６が案内レール３
から浮き上がりぎみとならないとともに、前記先端部２
６，３６と根元部２５，３５との間などからちぎれるこ
とがない。したがって、より確実にスライダ４と案内レ
ール３との間の隙間をシールすることができる。

【００５０】さらに、常に第１及び第２のシール部材２
０，２１の先端部２６，３６が案内レール３に当接する
ので、前記直動案内軸受装置１は、前記シール部材２
０，２１のスライダ本体４及びエンドキャップ７に取り
付けられる切溝１５，１６及びシール本体２３，３３の
寸法公差や、リップ部２４，３４の根元部２５，３５と
先端部２６，３６との間の長さなどの寸法公差などを大
きくとることが可能となる。このため、コストの高騰を
抑制することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によると、スライダ部材における
取付部と案内部材との間の距離が比較的遠くても近くて
も、前記シール部材は常にその根元部が湾曲することと
なって、常に先端部が案内部材に当接することとなる。

【００５２】このため、前記スライダ部材の案内部材に
対する摺動抵抗を増大させないとともに、確実にスライ
ダ部材と案内部材との間をシールすることができる。ま
た、前記シール部材は、前記先端部と根元部との間など
で案内部材に接することがないので、前記先端部と根元
部との間などからちぎれることもない。

【００５３】さらに、スライダ部材における取付部と案
内部材との間の距離が比較的遠くても近くても、常にシ
ール部材の先端部が案内部材に当接するので、前記シー
ル部材の取付部やシール本体などの寸法公差や、リップ
部の根元部と先端部との間の長さなどの寸法公差などを
大きくとることが可能となる。このため、コストの高騰
を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の直動案内軸受装置を下面
側からみた分解斜視図。

【図２】図１に示された直動案内軸受装置の断面図。

【図３】同実施形態の直動案内軸受装置の第２のシール
部材を示す断面図。

【図４】同実施形態の直動案内軸受装置の第１のシール
部材を示す断面図。

【図５】有限要素法によって行われた本発明の直動案内
軸受装置の第１のシール部材の解析結果を示す図。

【図６】有限要素法によって行われた従来の直動案内軸
受装置のシール部材の解析結果を示す図。

【符号の説明】

１…直動案内軸受装置（直線運動案内装置） ３…案内レール（案内部材） ５…転動体転動溝（転動溝） ６…スライダ本体（スライダ部材） ８…負荷転動体転動溝（転動溝） ２０…第１のシール部材（シール手段） ２１…第２のシール部材（シール手段） ２３…シール本体 ２４…リップ部 ２５…根元部 ２６…先端部 ２７…厚肉部 ３３…シール本体 ３４…リップ部 ３５…根元部 ３６…先端部 ３７…厚肉部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 靖司 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 藤田 洋 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 石上 昇 神奈川県藤沢市辻堂神台２丁目４番36号 キーパー株式会社内 Ｆターム(参考） 3J016 AA08 BB03 3J104 AA02 AA23 AA34 AA67 AA69 AA73 BA62 DA04 DA06 EA01 EA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外面に転動溝を有して一方向に延びる案内
   部材と、 前記案内部材にこの案内部材に沿って移動自在に設けら
   れかつ前記案内部材の転動溝に相対する転動溝を備えた
   スライダ部材と、 前記案内部材に沿って前記スライダ部材を相対移動させ
   る多数の転動体と、 前記スライダ部材に取付けられるシール本体と前記案内
   部材に当接してスライダ部材と案内部材との間をシール
   するリップ部とを有するシール手段と、を備えた直線運
   動案内装置において、 前記シール手段のリップ部が、その根元部から先端部に
   向う途中で、前記根元部及び先端部における肉厚より、
   厚肉となる厚肉部を有することを特徴とする直線運動案
   内装置。