JP2004205029A - 直動案内装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転動体であるローラの脱落やローラ同士の直接接触を防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることが可能な直動案内装置を提供すること。
【解決手段】ローラ４６の転動と移動を介してスライダが案内レールに対して相対移動する直動案内装置において、ローラ４６同士の間にセパレータ５０を介在させ、セパレータ５０から張り出した腕部５２のローラ保持突起５８の間にローラ４６を回転自由に保持し、ローラ４６の中心軸線上であって腕部５２の外側にはガイド突起６０を形成し、スライダの無限循環回路内に形成した案内溝にガイド突起６０を係合して、この案内溝沿いに無限循環回路内でセパレータ５０を案内する。
【選択図】 図５
【解決手段】ローラ４６の転動と移動を介してスライダが案内レールに対して相対移動する直動案内装置において、ローラ４６同士の間にセパレータ５０を介在させ、セパレータ５０から張り出した腕部５２のローラ保持突起５８の間にローラ４６を回転自由に保持し、ローラ４６の中心軸線上であって腕部５２の外側にはガイド突起６０を形成し、スライダの無限循環回路内に形成した案内溝にガイド突起６０を係合して、この案内溝沿いに無限循環回路内でセパレータ５０を案内する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライダが円筒状の転動体であるローラの転動と移動を介して案内レールに対して相対移動する直動案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直動案内装置は転動体の転動と移動とを介してスライダを案内レールに対して相対移動させている。直動案内装置の中には転動体をローラによって構成したものがある。この直動案内装置の案内レールは外面にローラ転動面を有して軸方向に延びている。また、スライダは案内レールのローラ転動面に対向する負荷ローラ転動面と、負荷ローラ転動面の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路と、一対の方向転換路を結ぶローラ戻し通路とを有する。そして、案内レールのローラ転動面及びスライダの負荷ローラ転動面に挟まれたローラ軌道路と、一対の方向転換路と、ローラ戻し通路とが環状の無限循環回路を構成しており、多数の円筒状のローラが無限循環回路内を転動しつつ移動可能に装填されている。
【０００３】
この直動案内装置において、スライダが案内レールに対して相対移動すると、各ローラは同一方向へ回転しつつ移動し、隣接するローラ同士が擦れ合ってローラの円滑な転動が妨げられ、騒音が大きくなり、ローラの摩耗の進行も早くなる。そこで、この問題を解決するために、ローラ同士の間にセパレータを介在させることが行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、スライダを案内レールから抜き出して分離したとき、無限循環回路からローラが脱落することを防止する必要があり、ローラ同士の間に介在させたセパレータを利用してローラの脱落を防止することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。このセパレータを利用してローラの脱落を防止する構造は、図１１に示すように、各ローラ１０２の間に、ローラ１０２を包持するリテーナ（セパレータ）１０４を介在させている。リテーナ１０４はローラ１０２の円筒面と対応した２つの凹曲面１０６を有し、隣り合うリテーナ１０４の凹曲面１０６の間にローラ１０２を挟んで包持している。また、リテーナ１０４の両端にローラ１０２の長さを超えて延びる突起部１０８を設けており、突起部１０８を枠部材１１０の軌道部１１２に形成した溝１１４に嵌挿し、溝１１４によって凹曲面１０６の間に抱持されたローラ１０２の脱落を防止している。なお、図１１において、突起部１０８は各リテーナ１０４の一方の端に設けられたもののみ示されている。
【０００５】
さらに、直動案内装置の無限循環回路からローラが脱落することを防止するために、ローラチェインを構成することが行われている（例えば、特許文献２を参照）。ローラチェインを構成して直動案内装置の無限循環回路からローラが脱落することを防止する構造は、図１２及び図１３に示すように、直動案内装置２０２において、各ローラ２０４の前後に間座部（セパレータ）２０６を介在させている。間座部２０６はローラ２０４の円筒面と対応した２つの凹曲面を有し、これらの凹曲面がローラ保持部２０８をなし、ローラ保持部２０８がローラ２０４の円筒面と摺接している。そして、各間座部２０６同士は連結ベルト部２１０で連結されており、ローラ２０４と間座部２０６と連結ベルト部２１０とからローラチェイン２１２が構成されている。連結ベルト部２１０はローラ２０４の長さ方向両端からローラチェイン２１２の外側に張り出しており、連結ベルト部２１０を移動部材（スライダ）２１４の無限循環回路２１６に形成した環状溝２１８に摺動自在に嵌合してある。そして、ローラ保持部２０８の間に保持されたローラ２０４はローラチェイン２１２を介して無限循環回路２１６からの脱落を防止されている。
【０００６】
【特許文献１】
実公昭５２−５２１２４号公報（第１〜２頁、第１〜２図）
【特許文献２】
特開平１０−１１０７２８号公報（第３〜４頁、第１〜２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の図１１に示したローラの脱落を防止する構造にあっては、軌道部１１２の軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分１１６でローラ１０２が脱落しやすいという問題がある。
すなわち、軌道部１１２の軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分１１６で、ローラ１０２の前後に存在するリテーナ１０４の凹曲面１０６同士の間隔が広がる。また、ローラ１０２とリテーナ１０４とからなる転動体列が円滑に軌道部１１２を転動するためには、転動体列隙間が必要である。なお、転動体列隙間とは、転動体列を隙間なく軌道部１１２内の一箇所に寄せ集めたときに、寄せ集められた転動体列の先端と後端との間にできる隙間のことをいう。そして、軌道部１１２の軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分１１６で、軌道面の円弧の内径側へのリテーナ１０４の移動と、転動体列隙間の存在のために、ローラ１０２を前後から挟むリテーナ１０４がローラ１０２を包持する力が小さくなり、ローラ１０２がリテーナ１０４の凹曲面１０６の間から脱落しやすくなってしまう。
【０００８】
また、前述の図１２及び図１３に示したローラチェインを介してローラの脱落を防止する構造にあっては、ローラ２０４が脱落する問題は生じないが、無限循環回路２１６が湾曲する部分で連結ベルト部２１０と環状溝２１８との間に摺動抵抗を生じてローラ２０４の円滑な転動が妨げられたり、連結ベルト部２１０の破断を生じるおそれがある。
【０００９】
すなわち、図１３に示すように、各ローラ２０４の中心軸を結ぶ仮想面上に位置する連結ベルト部２１０は環状溝２１８に沿って案内されており、ローラチェイン２１２の移動方向を変える円弧状の方向転換路２２０において連結ベルト部２１０に張力が働く。この張力によって連結ベルト部２１０は環状溝２１８の内径側の側壁に押し付けられる。また、間座部２０６も方向転換路２２０の内径側へ移動しようとし、間座部２０６が移動しようとする力は連結ベルト部２１０を環状溝２１８の内径側の側壁に押し付ける力としても作用する。したがって、方向転換路２２０において連結ベルト部２１０は大きな力によって環状溝２１８の内径側の側壁に押し付けられて、連結ベルト部２１０と環状溝２１８の内径側の側壁との間には大きな摺動抵抗が生じる。摺動抵抗が大きいとローラ２０４は無限循環回路２１６を円滑に転動しつつ移動できなくなり、直動案内装置２０２の円滑な稼動が妨げられる。さらに、連結ベルト部２１０と環状溝２１８の内径側の側壁の間の摺動抵抗によって、連結ベルト部２１０が破損し、直動案内装置２０２の円滑な稼動が妨げられるおそれもある。
【００１０】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、転動体であるローラの脱落を防止し、ローラ同士の直接接触を防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることが可能な直動案内装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、外面にローラ転動面を有して軸方向に延びる案内レールと、この案内レールに跨設したスライダとを備え、前記スライダは前記案内レールのローラ転動面に対向する負荷ローラ転動面と、この負荷ローラ転動面の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路と、この一対の方向転換路を結ぶローラ戻し通路とを有し、前記案内レールのローラ転動面及び前記スライダの負荷ローラ転動面に挟まれてなるローラ軌道路と、前記一対の方向転換路と、前記ローラ戻し通路とが環状の無限循環回路を構成し、多数の円筒状のローラがこの無限循環回路内を転動しつつ移動可能に装填されており、隣り合う前記各ローラの間にはセパレータが介在しており、前記案内レールに対して前記スライダを相対移動可能に構成した直動案内装置において、前記スライダの負荷ローラ転動面、方向転換路及びローラ戻し通路は前記ローラの円筒の各端面との対向面に長手方向に連続する案内溝を有しており、前記各セパレータは、前後に隣接して存在する前記各ローラの円筒面と対応した２つの凹曲面を有し、前記各セパレータの両端より２本の腕部が、隣接する一方の前記ローラの円筒の両端面の中心を覆いつつ張り出して形成してあり、この２本の腕部がその間に前記ローラの円筒の両端面を支承して、このローラを軸周りに回転自在に保持しており、前記セパレータの腕部の外側に前記案内溝と対応した突起をガイド突起として形成しており、このガイド突起を前記案内溝内に摺動可能に係合した直動案内装置である。
【００１２】
請求項１の発明によると、セパレータの２本の腕部はローラの円筒の両端面を支承してこのローラを保持しており、セパレータのガイド突起が案内溝内に係合しているので、セパレータが無限循環回路から脱落することは防止され、セパレータに保持されたローラも無限循環回路から脱落することが防止されている。
また、セパレータ同士は連結されておらず、セパレータが方向転換路の湾曲部分を通過するときであっても、セパレータはローラによって進行方向後方から押されて案内溝に沿って移動するだけであり、セパレータのガイド突起が案内溝へ大きな力で押し付けられることはない。したがって、案内溝とセパレータのガイド突起との間の摺動摩擦も小さく抑えられ、案内レールに対してスライダは円滑に相対移動可能となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の直動案内装置であって、前記２本の腕部は前記ローラの円筒の両端面の中心を支承する直動案内装置である。
請求項２の発明によると、ローラは円筒の両端面の中心をセパレータの腕部が支承しているので、ローラはその軸周りに円滑に回転する。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の直動案内装置であって、前記ローラの円筒の両端面の中心にはそれぞれ窪みが形成してあり、前記セパレータの腕部の先端には前記窪みと対応した突起がローラ保持突起として形成されており、このローラ保持突起が前記窪みと係合している直動案内装置である。
【００１４】
請求項３の発明によると、ローラの両端面の中心にある窪みとセパレータの腕部の先端のローラ保持突起とが係合して、セパレータの腕部の間にローラが回転自在に支承され保持される。そして、無限循環回路内でローラは円滑に回転可能となる。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の直動案内装置であって、前記ローラを前記セパレータの２本の腕部の間に回転自在に軸止した直動案内装置である。
【００１５】
請求項４の発明によると、ローラをセパレータの腕部の間で軸止して、セパレータの腕部の間にローラが回転自在に支承され保持される。そして、無限循環回路内でローラは円滑に回転可能となる。
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内装置であって、前記ローラ保持突起を半球状の形状とした直動案内装置である。
【００１６】
請求項５の発明によると、セパレータのローラ保持突起を半球状とすることで、ローラの両端面にある窪みとの引っ掛かり代が確保される。また、セパレータの腕部の間にローラを押し込むことによって、セパレータの腕部の間にローラを簡単に支承させることができ、直動案内装置の組立て作業が容易になる。
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内装置であって、前記ガイド突起を前記セパレータが保持する前記ローラの中心軸線上に形成した直動案内装置である。
【００１７】
請求項６の発明によると、ガイド突起をローラの中心軸線上に形成してあり、ガイド突起は案内溝と係合しているので、無限循環回路内でセパレータはローラの中心軸線の周りに動くことが可能となる。このため、方向転換路の湾曲部分においても、セパレータはその凹曲面をローラの円筒面に常に向けていることができ、そのセパレータが保持していないローラの円筒面に凹曲面を対向させて摺接させることができる。したがって、方向転換路の湾曲部分においてもローラは前後のセパレータの凹曲面の間に挟まって円滑に回転することができ、ローラはセパレータの間から脱落することなく無限循環回路内を円滑に転動しつつ移動し、案内レールに対してスライダは円滑に相対移動可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１ないし図６を参照して本発明の第１の実施の形態の構成を説明する。
図１及び図２に示すように、直動案内装置１０は軌道軸としての案内レール１２と、案内レール１２に跨設したスライダ１６を有する。案内レール１２は、その左右の側面にそれぞれ２条づつ計４条のローラ転動面１４を有し、各ローラ転動面１４は案内レール１２の軸方向に延びている。
【００１９】
また、スライダ１６はスライダ本体１７と、スライダ本体１７の軸方向両端に重ねて装着されたエンドキャップ２２とからなる。スライダ本体１７とエンドキャップ２２はともにほぼコの字形の断面が軸方向に連続した形状を有する。そして、スライダ１６のコの字形の内側が案内レール１２の上面及び側面に対向している。
【００２０】
さらに、スライダ本体１７のコの字形の内側には、案内レール１２の各ローラ転動面１４と対向する負荷ローラ転動面１８が計４条形成されている。そして、スライダ１７のコの字形の袖部分内には、それぞれの負荷ローラ転動面１８と所定の間隔を隔ててほぼ平行に延びるローラ戻し通路２０が形成されている。また、エンドキャップ２２内には湾曲した方向転換路２４が形成されており、負荷ローラ転動面１８の両端はそれぞれ方向転換路２４によってローラ戻し通路２０と連続している。
【００２１】
また、ローラ転動面１４とこれに対向する負荷ローラ転動面１８の間に挟まれて形成された空間がローラ軌道路２６をなしている。そして、ローラ軌道路２６、一対の方向転換路２４及びローラ戻し通路２０によって環状に連続する無限循環回路２８が計４本構成されている。
また、図２及び図３に示すように、ローラ戻し通路２０は円形断面が長手方向に連続するトンネル３２と、このトンネル３２内に挿入された循環チューブ３０とからなる。循環チューブ３０は合成樹脂製のチューブであり、このチューブ内に四角形断面が長手方向に連続する空間が形成されている。この四角形断面の幅は後述するセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きく、この四角形断面の高さはローラ４６の直径よりも僅かに大きくなっており、循環チューブ３０内の空間をローラ４６及びセパレータ５０がスムーズに移動可能な構成となっている。また、循環チューブ３０内を移動するセパレータ５０の各腕部５２と対向する壁がセパレータ案内壁３６ａとなっている。セパレータ案内壁３６ａには後述のセパレータ５０のガイド突起６０が係合する案内溝３８ａが長手方向に連続して形成されており、循環チューブ３０内をガイド突起６０は案内溝３８ａによって案内される構成となっている。
【００２２】
また、ローラ戻し通路２０と同様に、方向転換路２４は円形断面が長手方向に連続するトンネル３３とこのトンネル３３内に挿入された循環チューブ３０とからなる（図２を参照）。ローラ戻し通路２０のトンネル３２内に挿入された循環チューブ３０がそのまま連続してトンネル３３内にも挿入されている。すなわち、一方の方向転換路２４からローラ戻し通路２０を経て他方の方向転換路２４まで、一本の循環チューブ３０が連続して挿入されている。そして、一方の方向転換路２４からローラ戻し通路２０を経て他方の方向転換路２４まで、セパレータ５０のガイド突起６０が案内溝３８ａによって案内され、ローラ４６とセパレータ５０が循環チューブ３０内をスムーズに移動可能な構成となっている。
【００２３】
また、図１及び図４に示すように、スライダ１６のコの字形の内側面上は、負荷ローラ転動面１８が存在する部分を除いて、合成樹脂製のセパレータ案内部材４０により覆われている。セパレータ案内部材４０と、対向する案内レール１２の表面との間には僅かな隙間が形成してある。そして、スライダ本体１７のコの字形の内側面上で負荷ローラ転動面１８が溝をなしている。この溝の両側にある壁面は、セパレータ案内壁３６ｂとしてセパレータ案内部材４０により形成されている。セパレータ案内壁３６ｂにはセパレータ５０のガイド突起６０が係合する案内溝３８ｂが長手方向に連続して形成されている。そして、セパレータ案内壁３６ｂ間の間隔はセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きい。
【００２４】
また、ローラ軌道路２６と方向転換路２４との接続部分で、セパレータ案内壁３６ａとセパレータ案内壁３６ｂは連続しており、案内溝３８ａと案内溝３８ｂも連続しおり、セパレータ５０のガイド突起６０を案内する溝が無限循環回路２８内を長手方向に連続して環状に形成されている。
また、無限循環回路２８内には多数の円筒状のローラ４６が転動体として装填されている。図５及び図６に示すように、各ローラ４６の間にはセパレータ５０が介在しており、ローラ４６とセパレータ５０が相互に並んでローラ列６２を形成している。ローラ４６の円筒の両端面には窪み４８が形成してあり、窪み４８はローラ４６の中心軸線上に位置している。
【００２５】
また、セパレータ５０は合成樹脂製のコの字形をなす部材であり、このコの字形の両袖部分が腕部５２をなす。腕部５２同士をつなぐ胴部５３には、２つの凹曲面５４ａと５４ｂとが形成されている。凹曲面５４ａと５４ｂはともにローラ４６の円筒面と対応して湾曲した面からなり、一方の凹曲面５４ａは腕部５２が張り出す向きと同じ向きを向いており、他方の凹曲面５４ｂは凹曲面５４ａと反対側を向いている。
【００２６】
また、腕部５２同士の間隔はローラ４６の長さよりも僅かに大きくなっている。そして、各腕部５２の先端から半球状の突起であるローラ保持突起５８がコの字形の内側に向かって突出している。ローラ保持突起５８はローラ４６の窪み４８と対応した大きさを有し、ローラ保持突起５８同士の中心を結ぶ線から凹曲面５４ａまでの距離はローラ４６の円筒の半径よりも僅かに大きい。さらに、各腕部５２の先端からガイド突起６０をなす突起がセパレータ５０の外側に向かって突出しており、ガイド突起６０の中心はローラ保持突起５８同士の中心を結ぶ線上にのっている。また、ローラ保持突起５８の形状は円柱状をなし、この円柱の直径は案内溝３８ａ及び案内溝３８ｂの溝幅より僅かに小さい。
【００２７】
そして、各セパレータ５０のローラ保持突起５８がローラ４６の窪み４８と係合し、ローラ保持突起５８の間にローラ４６を回転自在に支承し保持している。このとき、ローラ４６の円筒面と凹曲面５４ａとの間には僅かな隙間があいており、ローラ４６は円滑に回転可能となっている。また、ローラ列６２内で凹曲面５４ｂとローラ４６の円筒面とは互いに摺接している。そして、各セパレータ５０のガイド突起６０がそれぞれ案内溝３８ａ及び案内溝３８ｂの溝内に摺動可能に係合している。
【００２８】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
スライダ１６を案内レール１２の軸方向に相対移動させると、無限循環回路２８内をローラ４６が回転しつつ移動し、ローラ４６とともにセパレータ５０も無限循環回路２８内を移動する。無限循環回路２８内でセパレータ５０は自分の移動方向の前方にあるローラ４６を押し、さらに、ローラ４６は自分の移動方向の前方にあるセパレータ５０を押しており、ローラ列６２全体が無限循環回路２８内を循環移動する。そして、ローラ列６２はローラ軌道路２６においてスライダ１６とは反対方向に移動し、ローラ軌道路２６の一方の端部から連続する一方の方向転換路２４に入って移動方向を変え、方向転換路２４からローラ戻し通路２０に入ってスライダ１６と同じ方向に移動し、他方の方向転換路２４に入って再び移動方向を変えてローラ軌道路２６へ戻る。
【００２９】
また、無限循環回路２８内で、ローラ４６同士の間にはセパレータ５０が介在しているので、ローラ４６同士が互いに直接接触することはなく、ローラ４６同士の擦れ合いにより騒音や摩耗が発生することは防止されている。そして、セパレータ５０によって各ローラ４６はそれぞれの中心軸が平行な状態に維持されており、所定の間隔を維持しながら無限循環回路２８内を転動しつつ移動する。
【００３０】
さらに、ローラ４６はローラ軌道路２６内で抵抗を受けるが、各ローラ４６は後方からセパレータ５０によって押され、ローラ軌道路２６内を円滑に移動できる。また、ローラ軌道路２６内でセパレータ案内壁３６ｂ間の間隔はセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きいだけであり、各セパレータ５０のガイド突起６０はセパレータ案内壁３６ｂの案内溝３８ｂに係合して案内されている。このため、ローラ軌道路２６内で各セパレータ５０が倒れたりすることは防止されており、ローラ列６２の配列が乱れてその円滑な移動が妨げられることも防止される。また、セパレータ５０がローラ軌道路２６内で倒れたりすることが防止されているので、セパレータ５０の腕部５２の間に保持されているローラ４６がローラ軌道路２６内で倒れたりすることも防止されている。
【００３１】
また、ローラ軌道路２６から方向転換路２４へ各セパレータ５０が入るときも、セパレータ５０のガイド突起６０は案内溝３８ｂから案内溝３８ａへ連続して係合したまま案内され、セパレータ５０が無限循環回路２８から脱落することは防止されている。そして、セパレータ５０の腕部５２の間に保持されたローラ４６も無限循環回路２８から脱落することは防止されている。セパレータ５０及びローラ４６が方向転換路２４からローラ軌道路２６へ入るときも同様である。
【００３２】
また、セパレータ５０とこのセパレータ５０が支承し保持するローラ４６において、ガイド突起６０及びローラ保持突起５８はローラ４６の中心軸線上にあり、凹曲面５４ａとローラ４６は常に同じ位置関係を保っている。そして、セパレータ５０は、案内溝３８ａ又は案内溝３８ｂの間に係合したままローラ４６の中心軸線の周りに動くことができるので、凹曲面５４ｂを凹曲面５４ｂが対向するローラ４６の円筒面に追従させることができ、常に凹曲面５４ｂをローラ４６の円筒面に摺接させておくことができる。したがって、方向転換路２４においてもローラ４６は前後のセパレータ５０の凹曲面５４ａと凹曲面５４ｂの間に常に挟まれて安定しており、円滑に転動しつつ移動することができる（図７を参照）。
【００３３】
また、セパレータ５０のガイド突起６０が案内溝３８ａと３８ｂに沿って無限循環回路２８を全周に亙って案内されるので、セパレータ５０が移動する際の振れは規制され、セパレータ５０が腕部５２の間に保持するローラ４６の振れも規制され、ローラ列６２全体が無限循環回路２８内を正確かつ円滑に移動可能となる。
【００３４】
また、セパレータ案内壁３６ａ又はセパレータ案内壁３６ｂとセパレータ５０の腕部５２との間の間隔を高精度に一定に保つことができ、この間隔を可及的に小さくして、無限循環回路２８内でセパレータ５０が転倒などすることをより確実に防止することができる。
また、セパレータ５０はガイド突起６０が案内溝３８ａと３８ｂとに係合しており、ローラ４６はセパレータ５０により支承され保持されているので、スライダ１６を案内レール１２から抜き出したときときでも、スライダ１６からローラ列６２が脱落することが防止される。
【００３５】
また、セパレータ５０のローラ保持突起５８は半球体であるので、セパレータ５０にローラ４６を保持させるときは、合成樹脂製のセパレータ５０の腕部５２の弾性変形を利用してローラ保持突起５８の間にローラ４６を押し込み、ローラ４６の窪み４８にローラ保持突起５８を係合させればよく、ローラ列６２の組み立て作業の効率を向上させることができる。
【００３６】
次に、図８及び図９を参照して本発明の第２の実施の形態の構成を説明する。なお、第１の実施の形態の構成と同様の構成については、同じ符号を付して説明する。
図８に示すように、直動案内装置１０はスライダ本体１７とエンドキャップ２２とからなるスライダ１６及び案内レール１２を備え、ローラ４６とセパレータ５０からなるローラ列６２を充填した無限循環回路２８内を有する。無限循環回路２８は案内レール１２のローラ転動面１４とスライダ本体１７の負荷ローラ転動面１８の間のローラ軌道路２６、エンドキャップ２２の方向転換路２４、循環チューブ３０を有するローラ戻し通路２０とから構成されている。循環チューブ３０及び方向転換路２４の構成を除いて、直動案内装置１０の他の構成は第１の実施の形態のものと同様である。
【００３７】
循環チューブ３０は、ローラ戻し通路２０のトンネル３２内にのみ挿入されており、方向転換路２４内には挿入されていない。循環チューブ３０の他の構成は第１の実施の形態のものと同様である。
図９に示すように、方向転換路２４は四角形断面が長手方向に連続するトンネル３３からなる。トンネル３３が有する四角形断面の形状は、循環チューブ３０内の空間が有する四角形断面の形状と同一である。すなわち、トンネル３３の四角形断面の幅はセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きく、この四角形断面の高さはローラ４６の直径よりも僅かに大きい。また、トンネル３３内を移動するセパレータ５０の各腕部５２と対向する壁がセパレータ案内壁３６ｃとなっている。セパレータ案内壁３６ｃにはセパレータ５０のガイド突起６０が係合する案内溝３８ｃが長手方向に連続して形成されており、トンネル３３内をガイド突起６０は案内溝３８ｃによって案内される構成となっている。そして、セパレータ案内壁３６ｃの一端は循環チューブ３０のセパレータ案内壁３６ａと連続し、セパレータ案内壁３６ｃの他端は負荷ローラ転動面１８の両側のセパレータ案内壁３６ｂと連続している。また、案内溝３８ｃの一端は循環チューブ３０の案内溝３８ａと連続し、案内溝３８ｃの他端はセパレータ案内壁３６ｂの案内溝３８ｂと連続している。方向転換路２４の他の構成は第１の実施の形態のものと同様である。
【００３８】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
スライダ１６を案内レール１２に対して相対移動させると、無限循環回路２８内をローラ列６２全体が循環移動する。無限循環回路２８内において、各セパレータ５０のガイド突起６０は案内溝３８ａ、案内溝３８ｂ又は案内溝３８ｃに係合して案内されるので、無限循環回路２８内で各セパレータ５０が倒れたりすることは防止され、ローラ４６も無限循環回路２８内で倒れたりすることは防止されて、ローラ列６２は配列を乱さず無限循環回路２８内を移動する。
【００３９】
各セパレータ５０がローラ軌道路２６から方向転換路２４へ入るときは、セパレータ５０のガイド突起６０は案内溝３８ｂから案内溝３８ｃへ連続して係合したまま案内され、セパレータ５０が無限循環回路２８から脱落することは防止されている。そして、セパレータ５０の腕部５２の間に保持されたローラ４６も無限循環回路２８から脱落することは防止されている。セパレータ５０及びローラ４６が方向転換路２４からローラ軌道路２６へ入るときも同様である。
【００４０】
また、ローラ列６２において、ガイド突起６０及びローラ保持突起５８はローラ４６の中心軸線上にあり、凹曲面５４ａとローラ４６は常に同じ位置関係にある。そして、セパレータ５０は、案内溝３８ａ、案内溝３８ｂ又は案内溝３８ｃの間に係合したままローラ４６の中心軸線の周りに動き、凹曲面５４ｂは凹曲面５４ｂが対向するローラ４６の円筒面に追従し、凹曲面５４ｂはローラ４６の円筒面に常に摺接している。したがって、方向転換路２４においてもローラ４６はセパレータ５０の凹曲面５４ａと凹曲面５４ｂの間に挟まれて安定しており、円滑に転動しつつ移動する。
【００４１】
直動案内装置１０の他の作用は、第１の実施の形態のものと同様である。
なお、上述の各実施の形態において、セパレータ５０のローラ保持突起５８がローラ４６の窪み４８と係合し、ローラ４６はセパレータ５０に保持された構成であるとしたが、替わりに、図１０の変形例に示すようにローラ４６をセパレータ５０の腕部５２の間で回転自在に軸止して保持することも可能である。すなわち、ローラ４６の中心軸に沿った貫通穴６４を形成し、貫通穴６４を貫通する軸６６によってローラ４６をセパレータ５０の腕部５２の間に回転自在に軸止する。そして、軸６６を腕部５２からセパレータ５０の外側へ突出させ、この軸６６の突出部分によりガイド突起６０を構成する。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、上記のような直動案内装置であるので、転動体であるローラの脱落を防止し、ローラ同士の直接接触を防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることが可能な直動案内装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直動案内装置の一部を破断した正面図である。
【図２】図１の直動案内装置のＡ−Ａ線部分断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るローラ戻し通路の長手方向に垂直な断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るローラ軌道路の長手方向に垂直な断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係るローラ列の上面図である。
【図６】第１の実施の形態に係るローラ列の側面図である。
【図７】方向転換路におけるローラ列の状態の説明図である。
【図８】第２の実施の形態に係る直動案内装置の部分断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る方向転換路の長手方向に垂直な断面図である。
【図１０】変形例に係るローラ列の上面図である。
【図１１】従来あるセパレータを利用してローラの脱落を防止する構造の説明図である。
【図１２】従来あるローラチェインの斜視図である。
【図１３】方向転換路において従来あるローラチェインの連結ベルトと間座部に働く力の説明図である。
【符号の説明】
１０、２０２ 直動案内装置
１２ 案内レール
１４ ローラ転動面
１６ スライダ
１７ スライダ本体
１８ 負荷ローラ転動面
２０ ローラ戻し通路
２２ エンドキャップ
２４、２２０ 方向転換路
２６ ローラ軌道路
２８、２１６ 無限循環回路
３０ 循環チューブ
３２ ローラ戻し通路のトンネル
３３ 方向転換路のトンネル
３６ａ 循環チューブのセパレータ案内壁
３６ｂ 負荷ローラ転動面のセパレータ案内壁
３６ｃ 方向転換路のトンネルのセパレータ案内壁
３８ａ 循環チューブの案内溝
３８ｂ 負荷ローラ転動面の案内溝
３８ｃ 方向転換路のトンネルの案内溝
４０ セパレータ案内部材
４６、１０２、２０４ ローラ
４８ ローラの窪み
５０ セパレータ
５２ セパレータの腕部
５３ セパレータの胴部
５４ａ、５４ｂ セパレータの凹曲面
５６ セパレータの腕部
５８ ローラ保持突起
６０ ガイド突起
６２ ローラ列
６４ 軸
６４ 貫通穴
１０４ リテーナ
１０６ リテーナの凹曲面
１０８ リテーナの突起部
１１０ 枠部材
１１２ 軌道部
１１４ 軌道部の溝
１１６ 軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分
２０６ 間座部
２０８ 間座部のローラ保持部
２１０ 連結ベルト部
２１２ ローラチェイン
２１４ 移動部材
２１８ 環状溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライダが円筒状の転動体であるローラの転動と移動を介して案内レールに対して相対移動する直動案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直動案内装置は転動体の転動と移動とを介してスライダを案内レールに対して相対移動させている。直動案内装置の中には転動体をローラによって構成したものがある。この直動案内装置の案内レールは外面にローラ転動面を有して軸方向に延びている。また、スライダは案内レールのローラ転動面に対向する負荷ローラ転動面と、負荷ローラ転動面の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路と、一対の方向転換路を結ぶローラ戻し通路とを有する。そして、案内レールのローラ転動面及びスライダの負荷ローラ転動面に挟まれたローラ軌道路と、一対の方向転換路と、ローラ戻し通路とが環状の無限循環回路を構成しており、多数の円筒状のローラが無限循環回路内を転動しつつ移動可能に装填されている。
【０００３】
この直動案内装置において、スライダが案内レールに対して相対移動すると、各ローラは同一方向へ回転しつつ移動し、隣接するローラ同士が擦れ合ってローラの円滑な転動が妨げられ、騒音が大きくなり、ローラの摩耗の進行も早くなる。そこで、この問題を解決するために、ローラ同士の間にセパレータを介在させることが行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、スライダを案内レールから抜き出して分離したとき、無限循環回路からローラが脱落することを防止する必要があり、ローラ同士の間に介在させたセパレータを利用してローラの脱落を防止することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。このセパレータを利用してローラの脱落を防止する構造は、図１１に示すように、各ローラ１０２の間に、ローラ１０２を包持するリテーナ（セパレータ）１０４を介在させている。リテーナ１０４はローラ１０２の円筒面と対応した２つの凹曲面１０６を有し、隣り合うリテーナ１０４の凹曲面１０６の間にローラ１０２を挟んで包持している。また、リテーナ１０４の両端にローラ１０２の長さを超えて延びる突起部１０８を設けており、突起部１０８を枠部材１１０の軌道部１１２に形成した溝１１４に嵌挿し、溝１１４によって凹曲面１０６の間に抱持されたローラ１０２の脱落を防止している。なお、図１１において、突起部１０８は各リテーナ１０４の一方の端に設けられたもののみ示されている。
【０００５】
さらに、直動案内装置の無限循環回路からローラが脱落することを防止するために、ローラチェインを構成することが行われている（例えば、特許文献２を参照）。ローラチェインを構成して直動案内装置の無限循環回路からローラが脱落することを防止する構造は、図１２及び図１３に示すように、直動案内装置２０２において、各ローラ２０４の前後に間座部（セパレータ）２０６を介在させている。間座部２０６はローラ２０４の円筒面と対応した２つの凹曲面を有し、これらの凹曲面がローラ保持部２０８をなし、ローラ保持部２０８がローラ２０４の円筒面と摺接している。そして、各間座部２０６同士は連結ベルト部２１０で連結されており、ローラ２０４と間座部２０６と連結ベルト部２１０とからローラチェイン２１２が構成されている。連結ベルト部２１０はローラ２０４の長さ方向両端からローラチェイン２１２の外側に張り出しており、連結ベルト部２１０を移動部材（スライダ）２１４の無限循環回路２１６に形成した環状溝２１８に摺動自在に嵌合してある。そして、ローラ保持部２０８の間に保持されたローラ２０４はローラチェイン２１２を介して無限循環回路２１６からの脱落を防止されている。
【０００６】
【特許文献１】
実公昭５２−５２１２４号公報（第１〜２頁、第１〜２図）
【特許文献２】
特開平１０−１１０７２８号公報（第３〜４頁、第１〜２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の図１１に示したローラの脱落を防止する構造にあっては、軌道部１１２の軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分１１６でローラ１０２が脱落しやすいという問題がある。
すなわち、軌道部１１２の軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分１１６で、ローラ１０２の前後に存在するリテーナ１０４の凹曲面１０６同士の間隔が広がる。また、ローラ１０２とリテーナ１０４とからなる転動体列が円滑に軌道部１１２を転動するためには、転動体列隙間が必要である。なお、転動体列隙間とは、転動体列を隙間なく軌道部１１２内の一箇所に寄せ集めたときに、寄せ集められた転動体列の先端と後端との間にできる隙間のことをいう。そして、軌道部１１２の軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分１１６で、軌道面の円弧の内径側へのリテーナ１０４の移動と、転動体列隙間の存在のために、ローラ１０２を前後から挟むリテーナ１０４がローラ１０２を包持する力が小さくなり、ローラ１０２がリテーナ１０４の凹曲面１０６の間から脱落しやすくなってしまう。
【０００８】
また、前述の図１２及び図１３に示したローラチェインを介してローラの脱落を防止する構造にあっては、ローラ２０４が脱落する問題は生じないが、無限循環回路２１６が湾曲する部分で連結ベルト部２１０と環状溝２１８との間に摺動抵抗を生じてローラ２０４の円滑な転動が妨げられたり、連結ベルト部２１０の破断を生じるおそれがある。
【０００９】
すなわち、図１３に示すように、各ローラ２０４の中心軸を結ぶ仮想面上に位置する連結ベルト部２１０は環状溝２１８に沿って案内されており、ローラチェイン２１２の移動方向を変える円弧状の方向転換路２２０において連結ベルト部２１０に張力が働く。この張力によって連結ベルト部２１０は環状溝２１８の内径側の側壁に押し付けられる。また、間座部２０６も方向転換路２２０の内径側へ移動しようとし、間座部２０６が移動しようとする力は連結ベルト部２１０を環状溝２１８の内径側の側壁に押し付ける力としても作用する。したがって、方向転換路２２０において連結ベルト部２１０は大きな力によって環状溝２１８の内径側の側壁に押し付けられて、連結ベルト部２１０と環状溝２１８の内径側の側壁との間には大きな摺動抵抗が生じる。摺動抵抗が大きいとローラ２０４は無限循環回路２１６を円滑に転動しつつ移動できなくなり、直動案内装置２０２の円滑な稼動が妨げられる。さらに、連結ベルト部２１０と環状溝２１８の内径側の側壁の間の摺動抵抗によって、連結ベルト部２１０が破損し、直動案内装置２０２の円滑な稼動が妨げられるおそれもある。
【００１０】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、転動体であるローラの脱落を防止し、ローラ同士の直接接触を防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることが可能な直動案内装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、外面にローラ転動面を有して軸方向に延びる案内レールと、この案内レールに跨設したスライダとを備え、前記スライダは前記案内レールのローラ転動面に対向する負荷ローラ転動面と、この負荷ローラ転動面の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路と、この一対の方向転換路を結ぶローラ戻し通路とを有し、前記案内レールのローラ転動面及び前記スライダの負荷ローラ転動面に挟まれてなるローラ軌道路と、前記一対の方向転換路と、前記ローラ戻し通路とが環状の無限循環回路を構成し、多数の円筒状のローラがこの無限循環回路内を転動しつつ移動可能に装填されており、隣り合う前記各ローラの間にはセパレータが介在しており、前記案内レールに対して前記スライダを相対移動可能に構成した直動案内装置において、前記スライダの負荷ローラ転動面、方向転換路及びローラ戻し通路は前記ローラの円筒の各端面との対向面に長手方向に連続する案内溝を有しており、前記各セパレータは、前後に隣接して存在する前記各ローラの円筒面と対応した２つの凹曲面を有し、前記各セパレータの両端より２本の腕部が、隣接する一方の前記ローラの円筒の両端面の中心を覆いつつ張り出して形成してあり、この２本の腕部がその間に前記ローラの円筒の両端面を支承して、このローラを軸周りに回転自在に保持しており、前記セパレータの腕部の外側に前記案内溝と対応した突起をガイド突起として形成しており、このガイド突起を前記案内溝内に摺動可能に係合した直動案内装置である。
【００１２】
請求項１の発明によると、セパレータの２本の腕部はローラの円筒の両端面を支承してこのローラを保持しており、セパレータのガイド突起が案内溝内に係合しているので、セパレータが無限循環回路から脱落することは防止され、セパレータに保持されたローラも無限循環回路から脱落することが防止されている。
また、セパレータ同士は連結されておらず、セパレータが方向転換路の湾曲部分を通過するときであっても、セパレータはローラによって進行方向後方から押されて案内溝に沿って移動するだけであり、セパレータのガイド突起が案内溝へ大きな力で押し付けられることはない。したがって、案内溝とセパレータのガイド突起との間の摺動摩擦も小さく抑えられ、案内レールに対してスライダは円滑に相対移動可能となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の直動案内装置であって、前記２本の腕部は前記ローラの円筒の両端面の中心を支承する直動案内装置である。
請求項２の発明によると、ローラは円筒の両端面の中心をセパレータの腕部が支承しているので、ローラはその軸周りに円滑に回転する。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の直動案内装置であって、前記ローラの円筒の両端面の中心にはそれぞれ窪みが形成してあり、前記セパレータの腕部の先端には前記窪みと対応した突起がローラ保持突起として形成されており、このローラ保持突起が前記窪みと係合している直動案内装置である。
【００１４】
請求項３の発明によると、ローラの両端面の中心にある窪みとセパレータの腕部の先端のローラ保持突起とが係合して、セパレータの腕部の間にローラが回転自在に支承され保持される。そして、無限循環回路内でローラは円滑に回転可能となる。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の直動案内装置であって、前記ローラを前記セパレータの２本の腕部の間に回転自在に軸止した直動案内装置である。
【００１５】
請求項４の発明によると、ローラをセパレータの腕部の間で軸止して、セパレータの腕部の間にローラが回転自在に支承され保持される。そして、無限循環回路内でローラは円滑に回転可能となる。
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内装置であって、前記ローラ保持突起を半球状の形状とした直動案内装置である。
【００１６】
請求項５の発明によると、セパレータのローラ保持突起を半球状とすることで、ローラの両端面にある窪みとの引っ掛かり代が確保される。また、セパレータの腕部の間にローラを押し込むことによって、セパレータの腕部の間にローラを簡単に支承させることができ、直動案内装置の組立て作業が容易になる。
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内装置であって、前記ガイド突起を前記セパレータが保持する前記ローラの中心軸線上に形成した直動案内装置である。
【００１７】
請求項６の発明によると、ガイド突起をローラの中心軸線上に形成してあり、ガイド突起は案内溝と係合しているので、無限循環回路内でセパレータはローラの中心軸線の周りに動くことが可能となる。このため、方向転換路の湾曲部分においても、セパレータはその凹曲面をローラの円筒面に常に向けていることができ、そのセパレータが保持していないローラの円筒面に凹曲面を対向させて摺接させることができる。したがって、方向転換路の湾曲部分においてもローラは前後のセパレータの凹曲面の間に挟まって円滑に回転することができ、ローラはセパレータの間から脱落することなく無限循環回路内を円滑に転動しつつ移動し、案内レールに対してスライダは円滑に相対移動可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１ないし図６を参照して本発明の第１の実施の形態の構成を説明する。
図１及び図２に示すように、直動案内装置１０は軌道軸としての案内レール１２と、案内レール１２に跨設したスライダ１６を有する。案内レール１２は、その左右の側面にそれぞれ２条づつ計４条のローラ転動面１４を有し、各ローラ転動面１４は案内レール１２の軸方向に延びている。
【００１９】
また、スライダ１６はスライダ本体１７と、スライダ本体１７の軸方向両端に重ねて装着されたエンドキャップ２２とからなる。スライダ本体１７とエンドキャップ２２はともにほぼコの字形の断面が軸方向に連続した形状を有する。そして、スライダ１６のコの字形の内側が案内レール１２の上面及び側面に対向している。
【００２０】
さらに、スライダ本体１７のコの字形の内側には、案内レール１２の各ローラ転動面１４と対向する負荷ローラ転動面１８が計４条形成されている。そして、スライダ１７のコの字形の袖部分内には、それぞれの負荷ローラ転動面１８と所定の間隔を隔ててほぼ平行に延びるローラ戻し通路２０が形成されている。また、エンドキャップ２２内には湾曲した方向転換路２４が形成されており、負荷ローラ転動面１８の両端はそれぞれ方向転換路２４によってローラ戻し通路２０と連続している。
【００２１】
また、ローラ転動面１４とこれに対向する負荷ローラ転動面１８の間に挟まれて形成された空間がローラ軌道路２６をなしている。そして、ローラ軌道路２６、一対の方向転換路２４及びローラ戻し通路２０によって環状に連続する無限循環回路２８が計４本構成されている。
また、図２及び図３に示すように、ローラ戻し通路２０は円形断面が長手方向に連続するトンネル３２と、このトンネル３２内に挿入された循環チューブ３０とからなる。循環チューブ３０は合成樹脂製のチューブであり、このチューブ内に四角形断面が長手方向に連続する空間が形成されている。この四角形断面の幅は後述するセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きく、この四角形断面の高さはローラ４６の直径よりも僅かに大きくなっており、循環チューブ３０内の空間をローラ４６及びセパレータ５０がスムーズに移動可能な構成となっている。また、循環チューブ３０内を移動するセパレータ５０の各腕部５２と対向する壁がセパレータ案内壁３６ａとなっている。セパレータ案内壁３６ａには後述のセパレータ５０のガイド突起６０が係合する案内溝３８ａが長手方向に連続して形成されており、循環チューブ３０内をガイド突起６０は案内溝３８ａによって案内される構成となっている。
【００２２】
また、ローラ戻し通路２０と同様に、方向転換路２４は円形断面が長手方向に連続するトンネル３３とこのトンネル３３内に挿入された循環チューブ３０とからなる（図２を参照）。ローラ戻し通路２０のトンネル３２内に挿入された循環チューブ３０がそのまま連続してトンネル３３内にも挿入されている。すなわち、一方の方向転換路２４からローラ戻し通路２０を経て他方の方向転換路２４まで、一本の循環チューブ３０が連続して挿入されている。そして、一方の方向転換路２４からローラ戻し通路２０を経て他方の方向転換路２４まで、セパレータ５０のガイド突起６０が案内溝３８ａによって案内され、ローラ４６とセパレータ５０が循環チューブ３０内をスムーズに移動可能な構成となっている。
【００２３】
また、図１及び図４に示すように、スライダ１６のコの字形の内側面上は、負荷ローラ転動面１８が存在する部分を除いて、合成樹脂製のセパレータ案内部材４０により覆われている。セパレータ案内部材４０と、対向する案内レール１２の表面との間には僅かな隙間が形成してある。そして、スライダ本体１７のコの字形の内側面上で負荷ローラ転動面１８が溝をなしている。この溝の両側にある壁面は、セパレータ案内壁３６ｂとしてセパレータ案内部材４０により形成されている。セパレータ案内壁３６ｂにはセパレータ５０のガイド突起６０が係合する案内溝３８ｂが長手方向に連続して形成されている。そして、セパレータ案内壁３６ｂ間の間隔はセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きい。
【００２４】
また、ローラ軌道路２６と方向転換路２４との接続部分で、セパレータ案内壁３６ａとセパレータ案内壁３６ｂは連続しており、案内溝３８ａと案内溝３８ｂも連続しおり、セパレータ５０のガイド突起６０を案内する溝が無限循環回路２８内を長手方向に連続して環状に形成されている。
また、無限循環回路２８内には多数の円筒状のローラ４６が転動体として装填されている。図５及び図６に示すように、各ローラ４６の間にはセパレータ５０が介在しており、ローラ４６とセパレータ５０が相互に並んでローラ列６２を形成している。ローラ４６の円筒の両端面には窪み４８が形成してあり、窪み４８はローラ４６の中心軸線上に位置している。
【００２５】
また、セパレータ５０は合成樹脂製のコの字形をなす部材であり、このコの字形の両袖部分が腕部５２をなす。腕部５２同士をつなぐ胴部５３には、２つの凹曲面５４ａと５４ｂとが形成されている。凹曲面５４ａと５４ｂはともにローラ４６の円筒面と対応して湾曲した面からなり、一方の凹曲面５４ａは腕部５２が張り出す向きと同じ向きを向いており、他方の凹曲面５４ｂは凹曲面５４ａと反対側を向いている。
【００２６】
また、腕部５２同士の間隔はローラ４６の長さよりも僅かに大きくなっている。そして、各腕部５２の先端から半球状の突起であるローラ保持突起５８がコの字形の内側に向かって突出している。ローラ保持突起５８はローラ４６の窪み４８と対応した大きさを有し、ローラ保持突起５８同士の中心を結ぶ線から凹曲面５４ａまでの距離はローラ４６の円筒の半径よりも僅かに大きい。さらに、各腕部５２の先端からガイド突起６０をなす突起がセパレータ５０の外側に向かって突出しており、ガイド突起６０の中心はローラ保持突起５８同士の中心を結ぶ線上にのっている。また、ローラ保持突起５８の形状は円柱状をなし、この円柱の直径は案内溝３８ａ及び案内溝３８ｂの溝幅より僅かに小さい。
【００２７】
そして、各セパレータ５０のローラ保持突起５８がローラ４６の窪み４８と係合し、ローラ保持突起５８の間にローラ４６を回転自在に支承し保持している。このとき、ローラ４６の円筒面と凹曲面５４ａとの間には僅かな隙間があいており、ローラ４６は円滑に回転可能となっている。また、ローラ列６２内で凹曲面５４ｂとローラ４６の円筒面とは互いに摺接している。そして、各セパレータ５０のガイド突起６０がそれぞれ案内溝３８ａ及び案内溝３８ｂの溝内に摺動可能に係合している。
【００２８】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
スライダ１６を案内レール１２の軸方向に相対移動させると、無限循環回路２８内をローラ４６が回転しつつ移動し、ローラ４６とともにセパレータ５０も無限循環回路２８内を移動する。無限循環回路２８内でセパレータ５０は自分の移動方向の前方にあるローラ４６を押し、さらに、ローラ４６は自分の移動方向の前方にあるセパレータ５０を押しており、ローラ列６２全体が無限循環回路２８内を循環移動する。そして、ローラ列６２はローラ軌道路２６においてスライダ１６とは反対方向に移動し、ローラ軌道路２６の一方の端部から連続する一方の方向転換路２４に入って移動方向を変え、方向転換路２４からローラ戻し通路２０に入ってスライダ１６と同じ方向に移動し、他方の方向転換路２４に入って再び移動方向を変えてローラ軌道路２６へ戻る。
【００２９】
また、無限循環回路２８内で、ローラ４６同士の間にはセパレータ５０が介在しているので、ローラ４６同士が互いに直接接触することはなく、ローラ４６同士の擦れ合いにより騒音や摩耗が発生することは防止されている。そして、セパレータ５０によって各ローラ４６はそれぞれの中心軸が平行な状態に維持されており、所定の間隔を維持しながら無限循環回路２８内を転動しつつ移動する。
【００３０】
さらに、ローラ４６はローラ軌道路２６内で抵抗を受けるが、各ローラ４６は後方からセパレータ５０によって押され、ローラ軌道路２６内を円滑に移動できる。また、ローラ軌道路２６内でセパレータ案内壁３６ｂ間の間隔はセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きいだけであり、各セパレータ５０のガイド突起６０はセパレータ案内壁３６ｂの案内溝３８ｂに係合して案内されている。このため、ローラ軌道路２６内で各セパレータ５０が倒れたりすることは防止されており、ローラ列６２の配列が乱れてその円滑な移動が妨げられることも防止される。また、セパレータ５０がローラ軌道路２６内で倒れたりすることが防止されているので、セパレータ５０の腕部５２の間に保持されているローラ４６がローラ軌道路２６内で倒れたりすることも防止されている。
【００３１】
また、ローラ軌道路２６から方向転換路２４へ各セパレータ５０が入るときも、セパレータ５０のガイド突起６０は案内溝３８ｂから案内溝３８ａへ連続して係合したまま案内され、セパレータ５０が無限循環回路２８から脱落することは防止されている。そして、セパレータ５０の腕部５２の間に保持されたローラ４６も無限循環回路２８から脱落することは防止されている。セパレータ５０及びローラ４６が方向転換路２４からローラ軌道路２６へ入るときも同様である。
【００３２】
また、セパレータ５０とこのセパレータ５０が支承し保持するローラ４６において、ガイド突起６０及びローラ保持突起５８はローラ４６の中心軸線上にあり、凹曲面５４ａとローラ４６は常に同じ位置関係を保っている。そして、セパレータ５０は、案内溝３８ａ又は案内溝３８ｂの間に係合したままローラ４６の中心軸線の周りに動くことができるので、凹曲面５４ｂを凹曲面５４ｂが対向するローラ４６の円筒面に追従させることができ、常に凹曲面５４ｂをローラ４６の円筒面に摺接させておくことができる。したがって、方向転換路２４においてもローラ４６は前後のセパレータ５０の凹曲面５４ａと凹曲面５４ｂの間に常に挟まれて安定しており、円滑に転動しつつ移動することができる（図７を参照）。
【００３３】
また、セパレータ５０のガイド突起６０が案内溝３８ａと３８ｂに沿って無限循環回路２８を全周に亙って案内されるので、セパレータ５０が移動する際の振れは規制され、セパレータ５０が腕部５２の間に保持するローラ４６の振れも規制され、ローラ列６２全体が無限循環回路２８内を正確かつ円滑に移動可能となる。
【００３４】
また、セパレータ案内壁３６ａ又はセパレータ案内壁３６ｂとセパレータ５０の腕部５２との間の間隔を高精度に一定に保つことができ、この間隔を可及的に小さくして、無限循環回路２８内でセパレータ５０が転倒などすることをより確実に防止することができる。
また、セパレータ５０はガイド突起６０が案内溝３８ａと３８ｂとに係合しており、ローラ４６はセパレータ５０により支承され保持されているので、スライダ１６を案内レール１２から抜き出したときときでも、スライダ１６からローラ列６２が脱落することが防止される。
【００３５】
また、セパレータ５０のローラ保持突起５８は半球体であるので、セパレータ５０にローラ４６を保持させるときは、合成樹脂製のセパレータ５０の腕部５２の弾性変形を利用してローラ保持突起５８の間にローラ４６を押し込み、ローラ４６の窪み４８にローラ保持突起５８を係合させればよく、ローラ列６２の組み立て作業の効率を向上させることができる。
【００３６】
次に、図８及び図９を参照して本発明の第２の実施の形態の構成を説明する。なお、第１の実施の形態の構成と同様の構成については、同じ符号を付して説明する。
図８に示すように、直動案内装置１０はスライダ本体１７とエンドキャップ２２とからなるスライダ１６及び案内レール１２を備え、ローラ４６とセパレータ５０からなるローラ列６２を充填した無限循環回路２８内を有する。無限循環回路２８は案内レール１２のローラ転動面１４とスライダ本体１７の負荷ローラ転動面１８の間のローラ軌道路２６、エンドキャップ２２の方向転換路２４、循環チューブ３０を有するローラ戻し通路２０とから構成されている。循環チューブ３０及び方向転換路２４の構成を除いて、直動案内装置１０の他の構成は第１の実施の形態のものと同様である。
【００３７】
循環チューブ３０は、ローラ戻し通路２０のトンネル３２内にのみ挿入されており、方向転換路２４内には挿入されていない。循環チューブ３０の他の構成は第１の実施の形態のものと同様である。
図９に示すように、方向転換路２４は四角形断面が長手方向に連続するトンネル３３からなる。トンネル３３が有する四角形断面の形状は、循環チューブ３０内の空間が有する四角形断面の形状と同一である。すなわち、トンネル３３の四角形断面の幅はセパレータ５０の一方の腕部５２から他方の腕部５２までの距離よりも僅かに大きく、この四角形断面の高さはローラ４６の直径よりも僅かに大きい。また、トンネル３３内を移動するセパレータ５０の各腕部５２と対向する壁がセパレータ案内壁３６ｃとなっている。セパレータ案内壁３６ｃにはセパレータ５０のガイド突起６０が係合する案内溝３８ｃが長手方向に連続して形成されており、トンネル３３内をガイド突起６０は案内溝３８ｃによって案内される構成となっている。そして、セパレータ案内壁３６ｃの一端は循環チューブ３０のセパレータ案内壁３６ａと連続し、セパレータ案内壁３６ｃの他端は負荷ローラ転動面１８の両側のセパレータ案内壁３６ｂと連続している。また、案内溝３８ｃの一端は循環チューブ３０の案内溝３８ａと連続し、案内溝３８ｃの他端はセパレータ案内壁３６ｂの案内溝３８ｂと連続している。方向転換路２４の他の構成は第１の実施の形態のものと同様である。
【００３８】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
スライダ１６を案内レール１２に対して相対移動させると、無限循環回路２８内をローラ列６２全体が循環移動する。無限循環回路２８内において、各セパレータ５０のガイド突起６０は案内溝３８ａ、案内溝３８ｂ又は案内溝３８ｃに係合して案内されるので、無限循環回路２８内で各セパレータ５０が倒れたりすることは防止され、ローラ４６も無限循環回路２８内で倒れたりすることは防止されて、ローラ列６２は配列を乱さず無限循環回路２８内を移動する。
【００３９】
各セパレータ５０がローラ軌道路２６から方向転換路２４へ入るときは、セパレータ５０のガイド突起６０は案内溝３８ｂから案内溝３８ｃへ連続して係合したまま案内され、セパレータ５０が無限循環回路２８から脱落することは防止されている。そして、セパレータ５０の腕部５２の間に保持されたローラ４６も無限循環回路２８から脱落することは防止されている。セパレータ５０及びローラ４６が方向転換路２４からローラ軌道路２６へ入るときも同様である。
【００４０】
また、ローラ列６２において、ガイド突起６０及びローラ保持突起５８はローラ４６の中心軸線上にあり、凹曲面５４ａとローラ４６は常に同じ位置関係にある。そして、セパレータ５０は、案内溝３８ａ、案内溝３８ｂ又は案内溝３８ｃの間に係合したままローラ４６の中心軸線の周りに動き、凹曲面５４ｂは凹曲面５４ｂが対向するローラ４６の円筒面に追従し、凹曲面５４ｂはローラ４６の円筒面に常に摺接している。したがって、方向転換路２４においてもローラ４６はセパレータ５０の凹曲面５４ａと凹曲面５４ｂの間に挟まれて安定しており、円滑に転動しつつ移動する。
【００４１】
直動案内装置１０の他の作用は、第１の実施の形態のものと同様である。
なお、上述の各実施の形態において、セパレータ５０のローラ保持突起５８がローラ４６の窪み４８と係合し、ローラ４６はセパレータ５０に保持された構成であるとしたが、替わりに、図１０の変形例に示すようにローラ４６をセパレータ５０の腕部５２の間で回転自在に軸止して保持することも可能である。すなわち、ローラ４６の中心軸に沿った貫通穴６４を形成し、貫通穴６４を貫通する軸６６によってローラ４６をセパレータ５０の腕部５２の間に回転自在に軸止する。そして、軸６６を腕部５２からセパレータ５０の外側へ突出させ、この軸６６の突出部分によりガイド突起６０を構成する。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、上記のような直動案内装置であるので、転動体であるローラの脱落を防止し、ローラ同士の直接接触を防止し、スライダを案内レールに対して円滑に低騒音で走行させることが可能な直動案内装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直動案内装置の一部を破断した正面図である。
【図２】図１の直動案内装置のＡ−Ａ線部分断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るローラ戻し通路の長手方向に垂直な断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るローラ軌道路の長手方向に垂直な断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係るローラ列の上面図である。
【図６】第１の実施の形態に係るローラ列の側面図である。
【図７】方向転換路におけるローラ列の状態の説明図である。
【図８】第２の実施の形態に係る直動案内装置の部分断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る方向転換路の長手方向に垂直な断面図である。
【図１０】変形例に係るローラ列の上面図である。
【図１１】従来あるセパレータを利用してローラの脱落を防止する構造の説明図である。
【図１２】従来あるローラチェインの斜視図である。
【図１３】方向転換路において従来あるローラチェインの連結ベルトと間座部に働く力の説明図である。
【符号の説明】
１０、２０２ 直動案内装置
１２ 案内レール
１４ ローラ転動面
１６ スライダ
１７ スライダ本体
１８ 負荷ローラ転動面
２０ ローラ戻し通路
２２ エンドキャップ
２４、２２０ 方向転換路
２６ ローラ軌道路
２８、２１６ 無限循環回路
３０ 循環チューブ
３２ ローラ戻し通路のトンネル
３３ 方向転換路のトンネル
３６ａ 循環チューブのセパレータ案内壁
３６ｂ 負荷ローラ転動面のセパレータ案内壁
３６ｃ 方向転換路のトンネルのセパレータ案内壁
３８ａ 循環チューブの案内溝
３８ｂ 負荷ローラ転動面の案内溝
３８ｃ 方向転換路のトンネルの案内溝
４０ セパレータ案内部材
４６、１０２、２０４ ローラ
４８ ローラの窪み
５０ セパレータ
５２ セパレータの腕部
５３ セパレータの胴部
５４ａ、５４ｂ セパレータの凹曲面
５６ セパレータの腕部
５８ ローラ保持突起
６０ ガイド突起
６２ ローラ列
６４ 軸
６４ 貫通穴
１０４ リテーナ
１０６ リテーナの凹曲面
１０８ リテーナの突起部
１１０ 枠部材
１１２ 軌道部
１１４ 軌道部の溝
１１６ 軌道面が直線状から円弧状へ変化する部分
２０６ 間座部
２０８ 間座部のローラ保持部
２１０ 連結ベルト部
２１２ ローラチェイン
２１４ 移動部材
２１８ 環状溝
Claims (6)
- 外面にローラ転動面を有して軸方向に延びる案内レールと、この案内レールに跨設したスライダとを備え、前記スライダは前記案内レールのローラ転動面に対向する負荷ローラ転動面と、この負荷ローラ転動面の両端にそれぞれ連なる一対の方向転換路と、この一対の方向転換路を結ぶローラ戻し通路とを有し、前記案内レールのローラ転動面及び前記スライダの負荷ローラ転動面に挟まれてなるローラ軌道路と、前記一対の方向転換路と、前記ローラ戻し通路とが環状の無限循環回路を構成し、多数の円筒状のローラがこの無限循環回路内を転動しつつ移動可能に装填されており、隣り合う前記各ローラの間にはセパレータが介在しており、前記案内レールに対して前記スライダを相対移動可能に構成した直動案内装置において、
前記スライダの負荷ローラ転動面、方向転換路及びローラ戻し通路は前記ローラの円筒の各端面との対向面に長手方向に連続する案内溝を有しており、
前記各セパレータは、前後に隣接して存在する前記各ローラの円筒面と対応した２つの凹曲面を有し、
前記各セパレータの両端より２本の腕部が、隣接する一方の前記ローラの円筒の両端面の中心を覆いつつ張り出して形成してあり、この２本の腕部がその間に前記ローラの円筒の両端面を支承して、このローラを軸周りに回転自在に保持しており、
前記セパレータの腕部の外側に前記案内溝と対応した突起をガイド突起として形成しており、このガイド突起を前記案内溝内に摺動可能に係合したことを特徴とする直動案内装置。 - 請求項１に記載の直動案内装置であって、前記２本の腕部は前記ローラの円筒の両端面の中心を支承することを特徴とする直動案内装置。
- 請求項１又は請求項２に記載の直動案内装置であって、前記ローラの円筒の両端面の中心にはそれぞれ窪みが形成してあり、前記セパレータの腕部の先端には前記窪みと対応した突起がローラ保持突起として形成されており、このローラ保持突起が前記窪みと係合していることを特徴とする直動案内装置。
- 請求項１又は請求項２に記載の直動案内装置であって、前記ローラを前記セパレータの２本の腕部の間に回転自在に軸止したことを特徴とする直動案内装置。
- 請求項１ないし請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内装置であって、前記ローラ保持突起を半球状の形状としたことを特徴とする直動案内装置。
- 請求項１ないし請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内装置であって、前記ガイド突起を前記セパレータが保持する前記ローラの中心軸線上に形成したことを特徴とする直動案内装置。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7467895B2 (en) * | 2005-02-14 | 2008-12-23 | Nsk Ltd. | Separator and linear guide apparatus |
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-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003034047A patent/JP2004205029A/ja active Pending
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