JP2005226795A

JP2005226795A - 直動案内軸受装置

Info

Publication number: JP2005226795A
Application number: JP2004037941A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Tajimi; 秀幸多治見
Original assignee: NSK Ltd; NSK Precision Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; NSK Precision Co Ltd
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】高速移動時での転動体の衝突の繰り返しによるタング部の破損を防止することができる直動案内軸受装置を提供する。
【解決手段】エンドキャップ５の方向転換路６の外周側軌道の周方向の両転動体転動溝３，７間側の端部に突出形成されて両転動体転動溝３，７間を転動する転動体Ｂをすくい上げるタング部６ａについて、該タング部６ａの先端をＲ形状としてタング部６ａ先端の厚さを転動体Ｂの直径Ｄａの８〜３５％に設定する
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば工作機械等の産業機械分野に用いられる直動案内軸受装置に関する。

従来のこの種の直動案内軸受装置としては、例えば図５に示すものが知られている。
この直動案内軸受装置は、軸方向に延びる案内レール１と、該案内レール１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ２とを備える。
案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝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４の内側面に、それぞれ転動体転動溝３に対向する転動体転動溝７が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体転動溝３，７の間には転動体の一例としての多数のボールＢが転動自在に装填され、これらのボール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相対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。
このため、スライダ本体２Ａの袖部４内に軸方向に貫通する転動体通路８を形成すると共に、スライダ本体２Ａの両端にそれぞれ略コ字状のエンドキャップ５を例えばねじ１２等の固定手段を介して固定し、このエンドキャップ５に上記両転動体転動溝３，７間と上記転動体通路８とを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路６（図６参照）を形成することにより、転動体無限循環軌道を形成している。なお、図５において、符号１１はエンドキャップ５と共にスライダ本体２Ａの端面にねじ１２等を介して固定されるサイドシール、１０はスライダ本体２Ａの端面に形成されたねじ１２のタップ穴、１３は給脂用ニップル、１４は案内レール１の固定用のボルト挿通穴である。

また、方向転換路６の外周側軌道の周方向の両転動体転動溝３，７間側の端部には、両転動体転動溝３，７間を転動するボールＢをすくい上げて該方向転換路６に導くタング部６ａが突出形成されているが、従来においては、両転動体転動溝３，７と方向転換路６との間を通過するボールＢが無拘束状態となる距離を小さくすることで、作動性を悪化させることなく、運転騒音の低減等を実現させるため、図６に示すように、タング部６ａ先端と方向転換路６の曲率中心Ｏを結んだ直線と、スライダ本体２Ａの移動方向端面とがなす角度αを５〜２０°の範囲に設定したものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−１８２７４５号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、エンドキャップ５のタング部６ａ先端の形状は薄く鋭く尖った形状であるため、特にスライダ２の送り速度が１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速移動時ではボールＢの衝突の繰り返しにより、図７に示すように、耐久性（タング部が破損するまでのボールの衝突回数）が著しく低下し、タング部６ａが破損するという問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、転動体の衝突の繰り返しによるタング部の破損を防止することができる直動案内軸受装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、軸方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備え、
前記スライダは、前記転動体転動溝及び軸方向に貫通する転動体通路が設けられたスライダ本体と、前記両転動体転動溝間と前記転動体通路とを連通する湾曲状の方向転換路を有して前記スライダ本体の軸方向の端部に固定されたエンドキャップとを具備する直動案内軸受装置であって、
前記エンドキャップの前記方向転換路の外周側軌道の周方向の前記両転動体転動溝間側の端部に突出形成されて両転動体転動溝間を転動する前記転動体をすくい上げるタング部について、該タング部の先端をＲ形状として前記タング部先端の厚さを前記転動体の直径Ｄａの８〜３５％に設定することを第１の設定条件とし、前記タング部と前記案内レールとのすき間δを前記転動体の直径Ｄａの１５％以下に設定することを第２の設定条件とし、前記タング部先端が前記転動体に接触する点と該接触時の該転動体の中心とを結んだ線と、前記スライダ本体の軸方向の端面とのなす角度θを３０〜５５°の範囲に設定することを第３の設定条件とした場合に、前記第１の設定条件、前記第２の設定条件及び前記第３の設定条件の内の少なくとも一つの設定条件を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、第１の設定条件で、タング部の先端をＲ形状としてタング部先端の厚さを転動体の直径Ｄａの８〜３５％に設定することで、タング部先端の強度を向上させ、これにより、転動体の衝突の繰り返しによるタング部の破損を防止する。
また、第２の設定条件で、タング部と案内レールとのすき間δを転動体の直径Ｄａの１５％以下に設定するか、第３の設定条件で、タング部先端が転動体に接触する点と該接触時の該転動体の中心とを結んだ線と、スライダ本体の軸方向の端面とのなす角度θを３０〜５５°の範囲に設定することで、タング部先端への転動体の衝突角を小さくしてタング部先端に加わる転動体の衝突力を低減し、これにより、転動体の衝突の繰り返しによるタング部の破損を防止する。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態である直動案内軸受装置が第１の設定条件を備える場合を説明するための要部断面図、図２は耐久性とタング部先端厚さとの関係を示すグラフ図、図３は本発明の実施の形態である直動案内軸受装置が第２の設定条件、第３の設定条件を備える場合を説明するための要部断面図、図４はすき間δ（Ｄａ％）と耐久性との関係を示すグラフ図である。なお、この実施の形態では、既に図５及び図６で説明した従来の直動案内軸受装置と重複する部分については、各図に同一符号を付してその説明を省略する。

本発明の実施の形態の一例である直動案内軸受装置は、図１及び図３を参照して、エンドキャップ５の方向転換路６の外周側軌道の周方向の両転動体転動溝３，７間側の端部に突出形成されて両転動体転動溝３，７間を転動するボールＢをすくい上げるタング部６ａについて、次の第１の設定条件、第２の設定条件及び第３の設定条件の内の少なくとも一つの設定条件を備える。

（第１の設定条件）
第１の設定条件では、図１に示すように、タング部６ａの先端をＲ形状として該タング部６ａ先端の厚さをボールＢの直径Ｄａの８〜３５％に設定することで、タング部６ａ先端の強度を向上させ、これにより、ボールＢの衝突の繰り返しによるタング部６ａの破損を防止する。
図２は、スライダ２の送り速度を１００ｍ／ｍｉｎとした場合に、タング部６の先端の厚さ（Ｄａ％）と耐久性（タング部が破損するまでのボールの衝突回数）との関係を従来例との比較で示した図である。なお、タング部６の先端の厚さ（Ｄａ％）が相違する以外は装置構成等の条件は同一としている。
図２から明らかなように、タング部６ａ先端の厚さがボールＢの直径Ｄａの８〜３５％の範囲で、従来に比べて、耐久性が大幅に向上するのが判る。

（第２の設定条件、第３の設定条件）
まず、第２の設定条件は、図３に示すように、タング部６ａと案内レール１の転動体転動溝３とのすき間δをボールＢの直径Ｄａの１５％以下に設定することで、タング部６ａ先端へのボールＢの衝突角θを小さくしてタング部６ａ先端に加わるボールＢの衝突力を低減し、これにより、ボールＢの衝突の繰り返しによるタング部６ａの破損を防止する。図４にすき間δ（Ｄａ％）と耐久性（タング部が破損するまでのボールの衝突回数）との関係を示す。図からも明らかなように、すき間δが１５％以下で良好な耐久性を示し、１５％を超えると、耐久性が急激に低下し始めるのが判る。

また、前記衝突角θは、タング部６ａ先端がボールＢに接触する点Ｐと該接触時の該ボールＢの中心Ｏとを結んだ線と、スライダ本体２Ａの軸方向の端面とのなす角度θに相当することから、前記すき間δを考慮せず、この角度θを３０〜５５°の範囲に設定（第３の設定条件）することよっても、同様の作用効果が得られる。なお、実験ではθ＝５６°でも耐久性に全く問題はなかったが、θ＝２９°でタング部が早期に破損して耐久性に問題が生じ、θ＝３２°では耐久性の問題は生じなかった。

このようにこの実施の形態では、第１の設定条件でタング部６ａ先端の強度を向上させること、及び／又は第２、第３の設定条件でタング部６ａ先端に加わるボールＢの衝突力を低減することで、高速移動条件でのボールＢの衝突の繰り返しによるタング部６ａの破損を防止することができるので、長期に渡ってボールＢの循環機能を良好に維持することができる。

なお、本発明の直動案内軸受装置は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、転動体としてボールを用いた直動案内軸受装置を例に採ったが、これに限定されず、転動体としてころを用いた直動案内軸受装置に本発明を適用できるのは勿論である。
また、上記実施の形態では、転動体の無限循環軌道の列数が片側二列の場合を例に採ったが、片側一例又は二列以上の直動案内軸受装置に本発明を適用してもよい。

本発明の実施の形態である直動案内軸受装置が第１の設定条件を備える場合を説明するための要部断面図である。耐久性とタング部先端厚さとの関係を示すグラフ図である。本発明の実施の形態である直動案内軸受装置が第２の設定条件、第３の設定条件を備える場合を説明するための要部断面図である。すき間δ（Ｄａ％）と耐久性との関係を示すグラフ図である。従来の直動案内軸受装置の一例を説明するための一部を破断した斜視図である。エンドキャップに設けられた方向転換路を説明するための断面図である。スライダの送り速度と耐久性との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１案内レール
２スライダ
２Ａスライダ本体
３転動体転動溝（案内レール側）
５エンドキャップ
６方向転換路
６ａタング部
７転動体転動溝（スライダ側）
８転動体通路
Ｂボール（転動体）

Claims

軸方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備え、
前記スライダは、前記転動体転動溝及び軸方向に貫通する転動体通路が設けられたスライダ本体と、前記両転動体転動溝間と前記転動体通路とを連通する湾曲状の方向転換路を有して前記スライダ本体の軸方向の端部に固定されたエンドキャップとを具備する直動案内軸受装置であって、
前記エンドキャップの前記方向転換路の外周側軌道の周方向の前記両転動体転動溝間側の端部に突出形成されて両転動体転動溝間を転動する前記転動体をすくい上げるタング部について、該タング部の先端をＲ形状として前記タング部先端の厚さを前記転動体の直径Ｄａの８〜３５％に設定することを第１の設定条件とし、前記タング部と前記案内レールとのすき間δを前記転動体の直径Ｄａの１５％以下に設定することを第２の設定条件とし、前記タング部先端が前記転動体に接触する点と該接触時の該転動体の中心とを結んだ線と、前記スライダ本体の軸方向の端面とのなす角度θを３０〜５５°の範囲に設定することを第３の設定条件とした場合に、前記第１の設定条件、前記第２の設定条件及び前記第３の設定条件の内の少なくとも一つの設定条件を備えたことを特徴とする直動案内軸受装置。