JP2002213444A

JP2002213444A - ガイド装置

Info

Publication number: JP2002213444A
Application number: JP2001012707A
Authority: JP
Inventors: Masanori Mochizuki; 正典望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】円柱形状のラムと円筒形状のコラムとを相対
移動可能に支持するリテーナレス直動機構を備え、塵埃
の多い環境でも問題なく使用できるガイド装置を提供す
る。またガイド装置において、耐負荷荷重を増大させ
る。【解決手段】ラム２は円形断面の外周面２ａを有し、
コラム３はラム２の外周に配置され、軸方向に延びる円
形断面の貫通穴３ａを有している。コラム３の貫通穴３
ａの内周面には、複数のポケット穴４が形成されてお
り、各ポケット穴４には、ラム２の外周面２ａの上を軸
方向に転動する外輪（転動体）５０と、外輪５０を軸支
する支軸６と、外輪５０の内周面に配設された複数のニ
ードルローラ５１とが設けられている。外輪５０の円筒
面５０ａは凹状に湾曲している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガイド装置に関
し、詳細には、円柱形状のラムとこれに外挿する円筒形
状のコラムとを相対移動可能に支持するためのガイド装
置すなわち直動軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】たとえば、プレス加工に
おいては、加工精度を向上させる観点からダイセットが
用いられている。このダイセットは、ポンチを固定する
ポンチホルダと、これに対向配置されたダイスを固定す
るダイホルダと、各ホルダを上下方向スライド自在に支
持するガイドポストとから主として構成されている。ガ
イドポストは、上下方向に延びるポストと、これに外挿
するスリーブと、これらの間に挿入された、直動軸受と
してのベアリングとを備えている。

【０００３】このようなガイドポスト用のベアリングと
しては、円筒状のリテーナに多数の鋼球を保持させたボ
ールベアリングや、特開平３−８１０３５号公報に示す
ように、断面多角形状の筒状リテーナに多数のニードル
を保持させたニードルベアリングが用いられている。

【０００４】前記従来の構成では、プレス加工時に、ポ
ストがスリーブに対して進入および後退を繰り返してい
る間に、リテーナがポストに沿って上方に徐々にずれ上
がるような現象が生じ得る。このため、リテーナの移動
範囲を見越してスリーブの長さを設定するなど、スリー
ブの移動範囲を考慮した設計をする必要があった。ま
た、とくにニードルベアリングの場合には、一般にニー
ドルが小径であるため、異物を噛み込んだときにニード
ルの円滑な回転が阻害されやすく、このため、塵埃の多
い環境には不向きであった。

【０００５】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、円柱形状のラムとこれに外挿する円筒
形状のコラムとを相対移動可能に支持するためのリテー
ナレス（つまりリテーナのない）直動機構を備え、塵埃
の多い環境においても問題なく使用できるガイド装置を
提供することを目的とする。また、本発明の他の目的
は、上記ガイド装置において耐負荷荷重を増大させるこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、上記ガイド装置
において支持剛性を向上させることにある。本発明の別
の目的は、上記ガイド装置において加工を容易に行える
ようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円柱
形状のラムとこれに外挿する円筒形状のコラムとを相対
移動可能に支持するためのガイド装置である。前記ラム
は、円形断面の外周面を有している。前記コラムは、前
記ラムの外周に配置されるとともに、軸方向に延びる円
形断面の貫通穴を有している。そして、前記コラムの前
記貫通穴の内周面には、複数のポケット穴が形成されて
おり、前記各ポケット穴には、前記ラムの前記外周面の
上を軸方向に転動するころ状の転動体と、前記転動体を
軸支する支軸とがそれぞれ設けられている。

【０００７】請求項２の発明に係るガイド装置は、請求
項１において、前記転動体が、凹状に湾曲する円筒面を
有しており、該円筒面の曲率半径ｒが、前記ラムの前記
外周面の直径Ｄに対して、０．５２Ｄ≦ｒ≦０．５８Ｄ
の関係を有していることを特徴としている。

【０００８】請求項３の発明に係るガイド装置は、請求
項１において、前記転動体が直線状の円筒面を有してい
ることを特徴としている。

【０００９】請求項４の発明に係るガイド装置は、請求
項１において、前記転動体が、凹状に湾曲する円筒面を
有しかつ該円筒面の曲率半径ｒが前記ラムの前記外周面
の直径Ｄに対して、０．５２Ｄ≦ｒ≦０．５８Ｄの関係
を有する第１の転動体と、直線状の円筒面を有する第２
の転動体とから構成されていることを特徴としている。

【００１０】請求項５の発明に係るガイド装置は、請求
項１において、前記ポケット穴が、前記コラムの前記貫
通穴の少なくとも開口部に形成されるとともに、前記貫
通穴の内周面において周方向に均等間隔で配置されてい
ることを特徴としている。

【００１１】請求項６の発明に係るガイド装置は、請求
項１において、前記各支軸が、前記コラムの内部におい
て前記各ポケット穴に形成された支持穴にそれぞれ挿入
されるとともに、前記各支持穴においてそれぞれ両端部
で支持されていることを特徴としている。

【００１２】請求項７の発明に係るガイド装置は、請求
項６において、前記各支持穴が前記コラムの外周面を貫
通していることを特徴としている。

【００１３】請求項８の発明に係るガイド装置は、請求
項１において、前記コラムの前記各ポケット穴に対応す
る複数の穴を有しかつラジアル荷重を支持し得る薄肉円
筒状部材が、前記ラムと前記コラムとの間に介装されて
いる。

【００１４】請求項９の発明に係るガイド装置は、請求
項８において、前記薄肉円筒状部材が軸受用材料から構
成されていることを特徴としている。

【００１５】請求項１の発明によれば、円筒状コラムの
貫通穴の内周面に形成された各ポケット穴にころ状の転
動体が設けられており、各転動体が円柱状ラムの外周面
の上を軸方向に転動することにより、ラムおよびコラム
が相対移動する。したがって、この場合には、コラムの
各転動体が直動軸受として機能するため、リテーナレス
にすることが可能である。

【００１６】また、この場合には、ラムの外周面の上を
軸方向に転動するのが、小径のニードルローラではな
く、ニードルローラにより支軸に回転自在に支持され
た、ニードルローラよりも大径のころ状の転動体であ
り、このため、異物の噛み込みに対して転動体の回転が
阻害されにくく、これにより、塵埃の多い環境において
も問題なく使用できるようになる。

【００１７】転動体は、請求項２の発明に記載されてい
るように、ラム外周面の直径Ｄに対して０．５２Ｄ≦ｒ
≦０．５８Ｄの関係を満足するような曲率半径ｒを有す
る、凹状に湾曲した円筒面を有しているか、または、請
求項３の発明に記載されているように、直線状の円筒面
を有している。あるいは、請求項４の発明に記載されて
いるように、転動体としては、円筒面が上記不等式を満
足するような凹状湾曲面である第１の転動体と、円筒面
が直線状である第２の転動体とが混在していてもよい。

【００１８】転動体の円筒面が凹状湾曲面の場合には、
ラム外周面との接触面積が増加して、転動面の面圧を低
減でき、耐摩耗性を向上できるとともに、耐負荷荷重を
増大でき、さらに転動体の円滑な回転を確保しつつ転動
体のスキューを防止できる。なお、転動体の円筒面の曲
率半径ｒが０．５２Ｄよりも小さい場合には、転動体の
円滑な回転が阻害され、差動すべりが発生しやすくなる
ため好ましくなく、また曲率半径ｒが０．５８Ｄよりも
大きい場合には、接触面積が小さくなって、耐負荷荷重
が低下する傾向があるため好ましくない。

【００１９】ただ、転動体の円筒面が直線状になってい
る場合には、転動体の加工が容易になるという利点があ
る。さらに、円筒面が凹状に湾曲した第１の転動体と、
円筒面が直線状である第２の転動体とから転動体が構成
されている場合には、たとえば、相対的に大きな荷重が
作用する部位に第１の転動体を配置し、その他の部位に
第２の転動体を配置するというように、これらの転動体
を適宜使い分けるようにすればよい。

【００２０】ポケット穴は、請求項５の発明に記載され
ているように、コラムの貫通穴の少なくとも開口部（貫
通穴両端の開口部）に配設されていればよい。これによ
り、ラジアル荷重の作用時に、コラムの軸線がラムの軸
線に対して傾斜するのを防止できる。またポケット穴
は、請求項５の発明に記載されているように、貫通穴の
内周面において周方向に均等間隔で配設されているのが
好ましい。

【００２１】請求項６の発明によれば、各支軸が、コラ
ムの内部において各ポケット穴に形成された支持穴にそ
れぞれ挿入されるとともに、各支持穴においてそれぞれ
両端部で支持されており、これにより、支持剛性を向上
できる。

【００２２】請求項７の発明によれば、各支持穴がコラ
ムの外周面を貫通しており、これにより、コラムの穴加
工を精度よくかつ容易に行えるようになる。

【００２３】請求項８の発明によれば、ラムとコラムと
の間には、コラムの各ポケット穴に対応する複数の穴を
有しかつラジアル荷重を支持し得る薄肉円筒状部材が介
装されているので、過大なラジアル荷重が作用した場合
には、このような過大なラジアル荷重を該薄肉円筒状部
材により支持できるようになる。

【００２４】薄肉円筒状部材は、請求項９の発明に記載
されているように、軸受用材料から構成されているのが
好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を添付図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施態様に
よるガイド装置の正面断面図、図２はそのII-II 線断面
図、図３は図２の一部拡大図、図４は図３の一部詳細拡
大図、図５はガイド装置に使用される薄肉円筒状部材の
全体斜視図である。

【００２６】図１および図２に示すように、このガイド
装置１は、円柱形状のラム２と、ラム２に外挿され、ラ
ム２に対して軸方向に相対移動可能な円筒形状のコラム
３とを有している。

【００２７】ラム２は、円形断面の外周面２ａを有して
いる。コラム３は、ラム２の外周に配置されており、円
形断面の貫通穴３ａを有している。貫通穴３ａの内周面
には、複数のポケット穴４が形成されている。各ポケッ
ト穴４には、コラム３をラム２に対して軸方向にスライ
ド自在に支持するニードルベアリング５が収容されてい
る。

【００２８】各ポケット穴４は、貫通穴３ａの少なくと
も両端開口部に形成されるとともに、好ましくは周方向
に均等間隔で配置されている。ここでは、周方向に９０
度間隔で４個のポケット穴が形成された例を示している
が、１２０間隔で３個のポケット穴を設けるようにして
もよく、または６０度間隔で６個のポケット穴を設ける
ようにしてもよく、さらにこれら以外の個数のポケット
穴を設けるようにしてもよい。ポケット穴の個数は、ラ
ムの直径やガイド装置の負荷荷重などに応じて、適宜設
定される。

【００２９】ニードルベアリング５は、図３の拡大図に
示すように、ラム２の外周面２ａの上を軸方向（同図紙
面垂直方向）に転動する円筒状の外輪（転動体）５０
と、その内周側に各々回転自在に支持された複数のニー
ドルローラ５１とから構成されている。ニードルベアリ
ング５は支軸６により軸支されており、これにより、外
輪５０は支軸６の回りを回転自在になっている。

【００３０】外輪５０は、図４の詳細拡大図に示すよう
に、好ましくは、凹状に湾曲する円筒面５０ａを有して
いる。すなわち、円筒面５０ａの母線は凹状に湾曲して
いる。外輪５０の円筒面５０ａは、ラム２の外周面２ａ
よりも若干大きな曲率半径を有しており、円筒面５０ａ
の曲率半径をｒ、円筒面５０ａと接触するラム２の外周
面２ａの直径をＤ（すなわち、曲率半径Ｒ＝Ｄ／２）と
するとき０．５２Ｄ≦ｒ≦０．５８Ｄの関係がある。

【００３１】これにより、ラム外周面２ａとの接触面積
が増加して、転動面の面圧を低減でき、耐摩耗性を向上
できるとともに、耐負荷荷重を増大できる。さらに、外
輪５０の円滑な回転を確保しつつ外輪５０のスキューを
防止できる。また、この場合には、外輪５０の円筒面５
０ａとラム２の外周面２ａとの接触面Ｃは、円筒面５０
ａの中央部に形成されているので、外輪５０の中心線か
ら接触面Ｃまでの距離である接触半径は接触面Ｃの各部
において実質的に等しくなり、これにより、外輪５０の
回転にともなって接触面Ｃで差動すべりが発生するのを
防止でき、その結果、接触面Ｃの摩耗を防止できる。

【００３２】なお、外輪５０の円筒面５０ａの曲率半径
ｒが０．５２Ｄよりも小さい場合には、外輪５０の円滑
な回転が抑制され、差動すべりが発生しやすくなるため
好ましくなく、また曲率半径ｒが０．５８Ｄよりも大き
い場合には、接触面積が小さくなって、耐負荷荷重が低
下するため好ましくない。

【００３３】また、外輪５０は直線状の円筒面を有して
いてもよい。すなわち、円筒面の母線は直線であっても
よい。この場合には、外輪５０の加工が容易になるとい
う利点がある。さらに、外輪５０としては、上記不等式
を満足するような円筒面を有する第１の外輪と、直線状
の円筒面を有する第２の外輪とを混在させるようにして
もよい。この場合には、たとえば、相対的に大きな荷重
が作用する部位に第１の外輪を配置し、その他の部位に
第２の外輪を配置するというように、各外輪を適宜使い
分けるようにすればよい。

【００３４】各支軸６は、図２に示すように、コラム３
の内部において各ポケット穴４に形成された支持穴３０
にそれぞれ挿入されており、該支持穴３０内においてそ
の両端部が支持されている。これにより、支持剛性が向
上しており、その結果、ニードルベアリング５に対する
十分な支持も確保されている。また、各支持穴３０はコ
ラム３の外周面を貫通しており、これにより、コラム３
への穴加工が容易になる。また、各支持穴３０が貫通穴
であることにより、ワイヤカット放電加工などの加工方
法を用いて、ラム２の中心から各支持穴３０の中心線ま
での距離（ピッチ）を精度良く加工できるようになる。

【００３５】ラム２とコラム３との間には、薄肉円筒状
部材７が介装されている。薄肉円筒状部材７には、各ポ
ケット穴４に対応する複数の穴７０を形成されている
（図５参照）。薄肉円筒状部材７は、ラム２およびコラ
ム３間に作用するラジアル荷重を支持するためのもので
あって、たとえば支軸６の曲げ変形をともなうような過
大なラジアル荷重が作用した場合、このような過大なラ
ジアル荷重が該薄肉円筒状部材７により支持される。薄
肉円筒状部材７は、潤滑性および耐摩耗性の観点から、
含油メタルまたは樹脂などの軸受用材料から構成されて
いるのが好ましいが、軸受用材料の中でもテフロン（登
録商標）系のドライメタルは、潤滑油が不用となる点で
とくに好ましい。

【００３６】またコラム３には、図示しないベース部材
を取付ボルトにより締付固定するためのフランジ３１が
形成されており、フランジ３１には取付ボルト挿入用の
ボルト穴３１ａが形成されている。さらに、コラム３の
貫通穴３ａの両端開口部には、貫通穴内部への塵埃の進
入を防止するためのダストシール８が取り付けられてい
る。

【００３７】上述のように構成されるガイド装置の運転
時において、ラム２およびコラム３が相対移動する、た
とえばフランジ部３１を介してベース部材（図示せず）
に固定されたコラム３に対してラム２が往復動する際に
は、各ニードルベアリング５の各外輪５０がそれぞれ支
軸６の回りを回転しつつ、ラム２の外周面２ａ上をそれ
ぞれ軸方向に転動する。これにより、コラム３に対する
ラム２の移動がガイドされる。

【００３８】この場合には、各ニードルベアリング５が
直動軸受として機能するので、リテーナレスにすること
ができる。しかも、この場合には、ラム２の外周面２ａ
上を軸方向に転動するのが、小径のニードルローラでは
なく、複数のニードルローラ５１により支軸６に回転自
在に支持された、ニードルローラ５１よりも大径のころ
状の外輪５０であり、このため、異物の噛み込みに対し
て外輪５０の回転が阻害されにくく、これにより、塵埃
の多い環境においても問題なく使用できるようになる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、円柱形
状のラムの外周面上を転動するころ状の複数の転動体を
円筒形状のコラムに設けるようにしたので、リテーナレ
ス直動機構を備え、塵埃の多い環境においても問題なく
使用できるガイド装置を実現できる効果がある。また本
発明によれば、転動体が凹状に湾曲した円筒面を有して
いるので、耐負荷荷重を増大できる。さらに本発明によ
れば、各支軸をそれぞれその両端部で支持するようにし
たので、支持剛性を向上できる。また、転動体を軸支す
る支軸を挿入するための支持穴を貫通穴にしたので、コ
ラムへの加工が容易に行えるようになる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様によるガイド装置の正面断
面図であって、図２のI-I 線断面を示している。

【図２】図１のII-II 線断面図である。

【図３】図２の一部拡大図である。

【図４】図４は図３の一部詳細拡大図である。

【図５】前記ガイド装置に使用される薄肉円筒状部材の
全体斜視図である。

【符号の説明】

１：ガイド装置２：ラム２ａ：外周面３：コラム３ａ：貫通穴３０：支持穴４：ポケット穴５：ニードルベアリング５０：外輪（転動体）５０ａ：円筒面６：支軸７：薄肉円筒状部材ｒ，Ｒ：曲率半径Ｏ_r，Ｏ_R：曲率中心

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月２６日（２００１．１．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円柱形状のラムとこれに外挿する円筒形
状のコラムとを相対移動可能に支持するためのガイド装
置であって、前記ラムが円形断面の外周面を有し、前記コラムが、前記ラムの外周に配置されるとともに、
軸方向に延びる円形断面の貫通穴を有しており、前記コラムの前記貫通穴の内周面には、複数のポケット
穴が形成されており、前記各ポケット穴には、前記ラム
の前記外周面の上を軸方向に転動するころ状の転動体
と、前記転動体を軸支する支軸とがそれぞれ設けられて
いる、ことを特徴とするガイド装置。
【請求項２】請求項１において、前記転動体が、凹状に湾曲する円筒面を有しており、該
円筒面の曲率半径ｒが、前記ラムの前記外周面の直径を
Ｄとするとき０．５２Ｄ≦ｒ≦０．５８Ｄの関係を有している、ことを特徴とするガイド装置。
【請求項３】請求項１において、前記転動体が直線状の円筒面を有している、ことを特徴
とするガイド装置。
【請求項４】請求項１において、前記転動体が、凹状に湾曲する円筒面を有しかつ該円筒
面の曲率半径ｒが前記ラムの前記外周面の直径Ｄに対し
て、０．５２Ｄ≦ｒ≦０．５８Ｄの関係を有する第１
の転動体と、直線状の円筒面を有する第２の転動体とか
ら構成されている、ことを特徴とするガイド装置。
【請求項５】請求項１において、前記ポケット穴が、前記コラムの前記貫通穴の少なくと
も開口部に形成されるとともに、前記貫通穴の内周面に
おいて周方向に均等間隔で配置されている、ことを特徴
とするガイド装置。
【請求項６】請求項１において、前記各支軸が、前記コラムの内部において前記各ポケッ
ト穴に形成された支持穴にそれぞれ挿入されるととも
に、前記各支持穴においてそれぞれ両端部で支持されて
いる、ことを特徴とするガイド装置。
【請求項７】請求項６において、前記各支持穴が、前記コラムの外周面を貫通している、
ことを特徴とするガイド装置。
【請求項８】請求項１において、前記ラムと前記コラムとの間には、前記コラムの前記各
ポケット穴に対応する複数の穴を有しかつラジアル荷重
を支持し得る薄肉円筒状部材が介装されている、ことを
特徴とするガイド装置。
【請求項９】請求項８において、前記薄肉円筒状部材が軸受用材料から構成されている、
ことを特徴とするガイド装置。