JP2001193740A - リテーニングピース及びそれを備えた直動装置 - Google Patents
リテーニングピース及びそれを備えた直動装置Info
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- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2233—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position
- F16H25/2238—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position using ball spacers, i.e. spacers separating the balls, e.g. by forming a chain supporting the balls
Abstract
位置等を改善することにより、安価で且つ確実に作動性
能や騒音特性の向上が得られるリテーニングピース及び
それを備えた直動装置を提供する。 【解決手段】転動するボールBの隣合うボール同士の間
に介装される本発明のリテーニングピース100は、ボ
ールBに接触する軸線方向両端の凹面101内に、成形
時にゲート部や突出しピンと接合する接合部を設けて、
金型分離の際に自動的にゲートとリテーニングピースを
分離することを可能にした。また、接合部またはパーテ
ィングラインの周辺部に窪みを設けて、成形時に生じる
バリ等をこの窪みの中に収納することを可能にした。こ
のリテーニングピースを直動装置に組みこんだ場合、有
害なバリがボールや内外の案内部材と接触して作動性能
や騒音特性を悪化させる現象を回避することができる。
Description
球等の転動体の転がりを利用して直線運動をさせるよう
にした直動装置に係り、特に、転動体間に介装して用い
るリテーニングピースの改良及びそれを用いた直動装置
に関する。
装置としては、いわゆるリニアガイド,リニアボールベ
アリング等の直動案内軸受や各種のボールねじ等があ
り、多くの産業機械の重要な機械要素として多用されて
いる。例えば、図3はリニアガイド10の一部を切り欠
いて示した平面図で、軸方向に延設された案内レール1
と、その上に移動可能に跨架された断面コ字形のスライ
ダ2とを備えたものが知られている。案内レール1の両
側面にはそれぞれ軸方向にボール転動溝3が形成されて
おり、スライダ2のスライダ本体2Aには、その両袖部
の内側面に、それぞれボール転動溝3に対向するボール
転動溝5が形成されている。そして、これらの向き合っ
た両ボール転動溝3,5の間に充填された転動体として
の多数の鋼製ボールBの転動を介してスライダ2が案内
レール1上を軸方向に沿って移動できるようになってい
る。この移動につれて、案内レール1とスライダ2との
間に介在するボールBは転動してスライダ2の本体2A
の端部に移動するが、スライダ2を軸方向に継続して移
動させていくためには、これらのボールBを無限に循環
させる必要がある。
軸方向に貫通するボール戻り通路としての直線状の貫通
孔6を形成すると共に、スライダ本体2Aの前後両端に
エンドキャップ7を設けて、これに上記両ボール転動溝
3,5と、貫通孔6とを連通する半ドーナツ状に湾曲し
たボール循環路8を形成することにより、ボール無限循
環軌道9を構成している。
欠いて示した斜視図で、外周面に半円状ねじ溝11aを
有して軸方向に延びるねじ軸11に、内周面に半円状ね
じ溝12aを有するボールナット12が嵌合している。
ねじ軸11のねじ溝11aとボールナット12の半円状
のねじ溝12aとは対向しており、それらのねじ溝11
a,12aの間に充填された転動体としての多数の鋼製
ボールBの転動を介して、ねじ軸11とボールナット1
2とが軸方向に相対移動(例えばねじ軸11の軸回転で
ボールナット12が直線移動)できるようになってい
る。この移動につれて、ボールBも両ねじ溝11a,1
2aで形成される螺旋状通路内を転動しつつ移動する
が、ボールナット12を継続して移動させていくために
は、これらのボールBを無限循環させる必要がある。
記螺旋状通路に接線方向から連通すると共にねじ軸11
を跨いで一対をなしナット外部に開口させた循環穴1
7,17を形成し、この循環穴17,17を略U字形の
ボールチューブ14Aで連結することによりボール循環
経路18を構成している(図ではボール循環経路18を
2経路設けてある)。ボールBは螺旋状通路内を例えば
1.5巻き分移動した後にボール循環経路18に導かれ
て無限循環を繰り返す。
ルBのより滑らかで安定した作動や低騒音などの特性が
共通して要求されている。そこで、こうした要求に応え
る手段として、負荷ボール間に、直径がより小さいスペ
ーサーボールを介装することが採用されている。しかし
反面、スペーサーボールを介装したことにより負荷ボー
ル間の間隔が長くなり、必然的に直動装置の負荷容量や
剛性の低下が避けられないという別の問題が生じてい
る。
ールの代わりに、図2に示されるような円筒体の両端面
にボールBと係合する凹面を有するリテーニングピース
30(セパレータともいう)をボールB,B間に介装さ
せることを先に提案した(特願平11−014718
号,特願平11−026544号)。このリテーニング
ピース30で、ボール列の移動方向のスキマを無くして
ボールBに強制的に圧縮力を加えて作動性・騒音特性を
改善すると共に、ボール間隔をより短縮して直動装置の
負荷容量や剛性の低下を抑制することが可能である。
する凹面を有するこれら従来のリテーニングピースは、
合成樹脂材料を用いて射出成形により形成されており、
図2に示すように、その円筒状外周にゲート部Gを配設
している。
ニングピースの外周にゲート部を配設して成形したもの
は、リテーニングピース30の厚みをできる限り薄くす
ることにより、負荷容量や剛性の低減は抑制できるもの
の、射出成形後にゲート切断の工程が必要であるから、
その分のコストアップは避けられない。しかも、切断後
のゲート残りや成形品のパーティングライン等がバリと
なって、リテーニングピースの作動性能や騒音特性の悪
化を生じる可能性があるという問題があった。
解決の課題に着目してなされたもので、リテーニングピ
ースを射出成形する際のゲート位置等を改善することに
より、安価で且つ確実に作動性能や騒音特性の向上が得
られるリテーニングピース及びそれを備えた直動装置を
提供することを目的としている。
めに、請求項1に係る本発明は、転動するボール列の隣
合うボール同士の間に介装されると共に、軸線方向両端
の凹面がボールの球面に接触するようにしたリテーニン
グピースにおいて、当該リテーニングピース成形時のゲ
ート部を、前記凹面内に設けたことを特徴とする。
項1に係る発明であるリテーニングピースにおいて、前
記凹面の、前記リテーニングピース成形時のゲート部と
の接合部に窪みを設けたことを特徴とする。また、請求
項3に係る本発明は、転動するボール列の隣合うボール
同士の間に介装されると共に、軸線方向両端の凹面がボ
ールの球面に接触するようにしたリテーニングピースに
おいて、当該リテーニングピース成形時の突出しピン位
置を、前記凹面内に設定したことを特徴とする。
項3に係る発明であるリテーニングピースにおいて、前
記凹面の、前記リテーニングピース成形時の突出しピン
との接合部に窪みを設けたことを特徴とする。また、請
求項5に係る本発明は、転動するボール列の隣合うボー
ル同士の間に介装されると共に、軸線方向両端の凹面が
ボールの球面に接触するようにしたリテーニングピース
において、当該リテーニングピース成形時のパーティン
グラインをリテーニングピース外周面に設定し、且つ当
該外周面のパーティングラインの周辺に窪み又はテーパ
を設けたことを特徴とする。
1ないし請求項5のいずれかに記載のリテーニングピー
スを備えた直動装置である。本発明に係るリテーニング
ピースによれば、成形に必要なゲート部や突出しピン位
置を、リテーニングピースの軸線方向両端の凹面内に設
けることで、成形後の金型分離の際に、自動的にゲート
とリテーニングピースを分離することを可能にした。か
くして従来必須とされた成形後のゲート切断工程を省略
することができる。
の接合部またはパーティングラインの周辺部に窪みを設
けることで、成形時に生じるバリ等をこの窪みの中に収
納することを可能にした。かくして、当該リテーニング
ピースを直動装置に組みこんだ場合に、バリ等が直動装
置のボールや内外の案内部材と接触して作動性能や騒音
特性を悪化させる現象を回避することができる。
を参照して説明する。図1は本発明のリテーニングピー
スの一実施の形態の断面図である。先ず構成を説明する
と、このリテーニングピース100は、例えば直動装置
として先に例示したリニアガイドのボール無限循環軌道
9(図3参照)、或いはボールねじのボール循環経路1
8(図4参照)における隣合うボールB間に介装される
ものである。なお、それらの直動装置自体については、
リテーニングピース100以外の部分は先に述べたもの
と同一であるから説明を省略する。
66ナイロンやウイスカー入り66ナイロン等のような
射出成形性・耐摩耗性・強度等に優れた材料を用いて、
ボールBの直径より小さい外径の短円柱状に形成されて
いる。なお、公知の潤滑剤を含有させることで、作動性
能や耐久性をより向上を図ることもできる。その短円柱
体の軸線方向の両端面に、ボールBの半径RB に近似し
た曲率半径を有する凹面101,101が設けられてい
る。これら両凹面101,101の曲率の中心O101,O
101は同一軸線J上にあり、したがって両凹面101,
101に挟まれた部分の肉厚tは、凹面の底部である軸
線J部分が最も薄くなっている。
較的浅い窪み102P が設けられ、他方の凹面101の
底部には比較的深い窪み102G が設けられている。前
者の窪み102P は、当該リテーニングピース100の
射出成形時に、金型の突き出しピンP(図1には仮想線
で示される)を当てる面即ちピン接合部である。後者の
窪み102G は、当該リテーニングピース100の射出
成形時に、金型のゲートG(図1には仮想線で示され
る)の接合部である。結局、上述したこのリテーニング
ピース100の厚みtは、これらの窪み102P 及び1
02G を設けることができる限界の厚みとすることによ
り、当該リテーニングピース100を使用した自動装置
の負荷容量,剛性を最大限に確保することができる。
であるリテーニングピース外周面103に設定されるパ
ーティングラインPLの周辺部にも、当該パーティング
ラインPLに沿って外周面103を一周する窪み(又は
テーパでも良い)104を設けてある。次に、上記リテ
ーニングピース100の作用を述べる。
成形時に、突き出しピンPやゲートGが接合するのが、
凹面101の底部に設けた窪み102P 及び102G の
底面となる。そのため、成形品を金型から分離する際に
は、自動的にリテーニングピース100とゲートGを分
離することが可能となり、従来のゲート切断工程を省略
できるから、安価に生産できる。
ンPの当たり部分や、成形品からゲート口を切断除去し
た後のゲート残り等の所謂バリは、前記窪み102P や
102G 内に収納されるから、有害なバリとなって凹面
101に突出することはない。それゆえ、当該リテーニ
ングピース100をリニアガイドやボールねじ等の直動
装置に組みこんだ場合に、バリ等が直動装置のボールや
ボール循環経路の内側案内部材(例えばリターンガイド
やスライダ)や外側案内部材(例えばエンドキャップや
案内レール)などに接触して作動性能や騒音特性を悪化
させる現象を回避することができる。
合は、外周面103に設定されるパーティングラインP
Lの周辺部に窪み104を設けたため、成形の際に生じ
るパーティングラインPLの突起は、当該窪み104内
に収まり、外部には突出しない。それゆえ、当該リテー
ニングピース100を直動装置に組みこんだ場合に、従
来のように、パーティングラインの突起が直動装置の内
外の案内部材などに接触して作動性能や騒音特性を悪化
させる現象も回避することができる。
・高作動性能を有し、且つ負荷容量や剛性の低下を最小
限に抑制できるリテーニングピースを安価に提供するこ
とができる。なお、本願発明のリテーニングピースを使
用する直動装置は、リニアガイドに限るものではなく、
ボールねじやその他の直動装置であってもよく、要は転
動体列の転動を利用して直線移動する装置に適用するこ
とで、同じく作動性・騒音特性の改善効果が得られる。
ースはそれぞれ分離しているものを説明したが、各々が
連結していてもよい。
転動体間に介在するリテーニングピースの厚みを最低限
に抑えつつ、ボールと接触する凹面及び/又は外周面に
成形品のバリ等を収容可能な窪みを設けたため、有害な
バリによる作動性能や騒音特性の悪化を防止できて、直
動装置の作動性能・騒音特性を向上させると同時に負荷
容量や剛性の低下を低減できるという効果を奏する。
断面図である。
である。
装置であるリニアガイドの要部を切り欠いた平面図であ
る。
装置であるボールねじの要部を切り欠いた斜視図であ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 転動するボール列の隣合うボール同士の
間に介装されると共に、軸線方向両端の凹面がボールの
球面に接触するようにしたリテーニングピースにおい
て、当該リテーニングピース成形時のゲート部を、前記
凹面内に設けたことを特徴とするリテーニングピース。 - 【請求項2】 前記凹面の、前記リテーニングピース成
形時のゲート部との接合部に窪みを設けたことを特徴と
する請求項1記載のリテーニングピース。 - 【請求項3】 転動するボール列の隣合うボール同士の
間に介装されると共に、軸線方向両端の凹面がボールの
球面に接触するようにしたリテーニングピースにおい
て、当該リテーニングピース成形時の突出しピン位置
を、前記凹面内に設定したことを特徴とするリテーニン
グピース。 - 【請求項4】 前記凹面の、前記リテーニングピース成
形時の突出しピンとの接合部に窪みを設けたことを特徴
とする請求項3記載のリテーニングピース。 - 【請求項5】 転動するボール列の隣合うボール同士の
間に介装されると共に、軸線方向両端の凹面がボールの
球面に接触するようにしたリテーニングピースにおい
て、当該リテーニングピース成形時のパーティングライ
ンをリテーニングピース外周面に設定し、且つ当該外周
面のパーティングラインの周辺に窪み又はテーパを設け
たことをことを特徴とするリテーニングピース。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれかに記
載のリテーニングピースを備えたことを特徴とする直動
装置。
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