JP2006138483A - 直動案内軸受循環部の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受本体とリターンガイドとの間の継ぎ目の段差を無くし、転動体の循環に伴い発生する振動や騒音を小さくすることができると同時に転動体の滑らかな循環が可能な直動案内軸受の循環部の製造方法を提供する。
【解決手段】負荷圏の転動体通路５と非負荷圏の転動体戻り通路７とを有する軸受本体２Ａと、それら両通路を連結する湾曲路１０を有して軸受本体２Ａの軸方向両端にそれぞれ接合されたエンドキャップ８と、転動体通路５と転動体戻り通路７と両湾曲路１０とでなる転動体無限循環径路内に転動可能に挿入された多数の転動体Ｂとを備えた直動案内軸受における循環部製造するに際して、前記軸受本体２Ａの端部に前記湾曲路１０の内周案内面構成部材（リターンガイド）１５を予め取り付けて固定した後、当該内周案内面構成部材１５と前記転動体通路５及び転動体戻り通路７とを一体に仕上げ加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数の転動体の無限循環運動を介して荷重を支持しつつ直線運動を案内する直動案内軸受いわゆる循環式転がり案内に係り、特にその転動体循環部の製造方法の改良に関する。

この種の直動案内軸受の代表的なものとしては、いわゆるリニアガイドが知られている。リニアガイドは一般に、案内レールにボール（転動体）を介して嵌合したスライダまたはベアリングと呼ばれる軸受（移動ブロック体）を備えている。その移動ブロック体に転動体循環路を設けてあり、移動ブロック体が移動する際にはその循環路内を多数の転動体が無限循環運動するようにしている。当該転動体循環路は、移動ブロック体本体と案内レールの対向面にそれぞれ形成された転動体転動溝からなる負荷転動体通路と、これに平行に移動ブロック体本体の内部を貫通して設けられた無負荷転動体戻し路と、移動ブロック体本体の両端部の取り付け部材（エンドキャップ）に設けられ前記負荷転動体通路と無負荷転動体戻し路とを両端で連結する半ドーナツ形の湾曲路（方向転換路）とで構成されている。

しかして、その半ドーナツ形の湾曲路を一気に形成することは難しいから、湾曲路外周側をエンドキャップ自体に形成するとともに、湾曲路内周側は別部材の内周案内面構成部材（リターンガイド）で形成して、これをエンドキャップの湾曲路部分に固定することにより、湾曲路内周側と湾曲路外周側とを組み合わせて半ドーナツ形の湾曲路を構成する。ところが、リターンガイドの取り付けに少しでも位置ずれやガタがあると、この湾曲路と負荷転動体転動路及び無負荷転動体戻し路との継ぎ目に段差が生じてしまい、連続する滑らかな通路にならないから転動体の円滑な循環が得られず、騒音が発生したり、振動が発生したりする。

こうした問題に対応するべく、従来から種々の提案がなされている。例えば、特開平７−３１７７６２号には、移動ブロック体本体とリターンガイドとをインサート成形により一体成形するものが示されている。しかしながら、一体成形するためには、成形機械や高価な金型が必要であり、必然的に製造コストが高くなるという問題点がある。
また、実開平５−１０８２０号には、リターンガイドを別部材として成形するとともに、これを予めエンドキャップの方に固定するようにしたものが示されている。しかしこの場合は、そのエンドキャップが移動ブロック体本体にねじ止めされるため、高度の加工精度を確保しない限り製作誤差や組み付け誤差によりベアリングとの継ぎ目に誤差が生じやすく段差ができやすいという問題がある。

そこで本発明は、このような従来の直動案内軸受の問題点に着目してなされたものであり、軸受本体とリターンガイドとの間の継ぎ目の段差を無くし、転動体の循環に伴い発生する振動や騒音を小さくすることができると同時に転動体の滑らかな循環が可能な直動案内軸受の循環部の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る直動案内軸受循環部の製造方法は、負荷圏の転動体通路と非負荷圏の転動体戻り通路とを有する軸受本体と、それら両通路を連結する湾曲路を有して軸受本体の軸方向両端にそれぞれ接合されたエンドキャップと、前記転動体通路と転動体戻り通路と両湾曲路とでなる転動体無限循環径路内に転動可能に挿入された多数の転動体とを備えた直動案内軸受における循環部の製造方法であって、前記軸受本体の端部に前記湾曲路の内周案内面構成部材を予め取り付けて固定した後、当該内周案内面構成部材と前記転動体通路とを一体に仕上げ加工することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る直動案内軸受循環部の製造方法は、負荷圏の転動体通路と非負荷圏の転動体戻り通路とを有する軸受本体と、それら両通路を連結する湾曲路を有して軸受本体の軸方向両端にそれぞれ接合されたエンドキャップと、前記湾曲路の内周案内面構成部材と、前記転動体通路と転動体戻り通路と両湾曲路とでなる転動体無限循環径路内に転動可能に挿入された多数の転動体とを備えた直動案内軸受における循環部の製造方法であって、前記軸受本体の端部に前記湾曲路の内周案内面構成部材を予め取り付けて固定した後、当該内周案内面構成部材と前記転動体戻り通路とを一体に仕上げ加工することを特徴とする。

本発明に係る直動案内軸受循環部の製造方法によれば、軸受本体の転動体転動溝及び転動体戻り通路と、エンドキャップの湾曲路との段差を、格別の高精度加工を必要とせずに解消させることが可能となり、転動体循環作動時の振動や騒音の発生を抑制して滑らかな運転ができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
図１は直動案内軸受であるリニアガイドの一部を断面で示した要部の平面図、図２はその軸受であるベアリングのエンドキャップ右半分を削除して示した正面図、図３はエンドキャップの裏面側からみた斜視図、図４は図３のIV部分の拡大図である。案内レール１上に、横断面形状がほぼコ字形をなすベアリング２が転動体であるボールＢを介して相対移動可能に嵌合されている。案内レール１には、その両側面に軸方向に長い横断面ほぼ半円形のボール転動溝３が図では２条ずつ設けられている。

一方、軸受本体としてのベアリング本体２Ａの両袖部４の内面側に、上記案内レールのボール転動溝３に対向させた負荷圏の転動体通路としてのボール転動溝５が形成され、これらの両対向溝によりボール転動路６が構成されている。ベアリング本体２Ａの両袖部には、更にボール転動溝５に平行して軸方向に貫通させた断面円形のボール戻り通路７が非負荷圏の転動体戻り通路として形成されている。

上記ベアリング本体２Ａの前後両端には、合成樹脂材の射出成形品であるエンドキャップ８がそれぞれ接合されている。エンドキャップ８は、横断面がほぼコ字状をしている。その両袖部には、ベアリング本体２Ａの端面２ａと当接する端面８ａに、湾曲路１０の外周案内面１０Ａが半円形の凹部としてそれぞれに形成されている。湾曲路１０は、上記ボール転動溝５（又はボール転動路６）とボール戻り通路７とを連通させるものである。エンドキャップ８の両袖部の端面には、更に上下の各半円形の凹部の中央部を横断して半円柱状のリターンガイド嵌合用凹溝１１が設けられている。この凹溝１１に、湾曲路１０の内周案内面構成部材であるリターンガイド１５が嵌合することによって、湾曲路１０は半ドーナツ状に形成される。

本発明にあっては、リターンガイド１５を後述するように予めベアリング本体２Ａの端面２ａの方に固定して取り付けておく。その状態でエンドキャップ８をベアリング本体２Ａの端面にあてがい、取付ねじ１６をねじ穴１７に螺合して締めつけて固定すると、リターンガイド１５がリターンガイド嵌合用凹溝１１に嵌合して湾曲路１０が形成される。かくして、リターンガイド１５の外周面は、湾曲路１０の内周案内面１０Ｂを構成するものとなる。そして、ボール転動路６と湾曲路１０とボール戻り通路孔７とで形成される無限循環経路に、ボールＢが多数装填される（図１参照）。

このような構造をもつリニアガイドは次のように作動する。
案内レール１上のベアリング２を図４の矢符号Ｘの方向に移動させると、ボール転動路６に挿入されたボールＢは負荷を受けつつベアリング２の移動に伴って転動し、ベアリング２より遅い速度でベアリング２の移動方向に進行する。そしてベアリング２の一端部に至ると、エンドキャップ８に設けたボール掬いあげ突部により湾曲路１０内に導かれて方向を変更されＵターンする。続いてベアリング本体２Ａのボール戻り通路孔７を通って反対側のエンドキャップ８の湾曲路１０により再度Ｕターンされてボール転動路６に戻り転動を続行しつつ移動する循環を繰り返す。

ところが、そのＵターンの際、リターンガイド１５の外周面で構成されている湾曲路１０の内周案内面１０Ｂとボール転動路６及びボール戻り通路孔７との継ぎ目Ｄに段差があると、これに案内されてボール転動路６からボール戻り通路孔７にボールＢが移動するときにボールＢのＵターンが円滑に行われず、リニアガイドの振動や騒音が発生する。また、ボール戻り通路孔７からボール転動路６ボールＢが移動する場合も、同じく段差により振動や騒音が発生する。これを防止するには、ベアリング本体２Ａのボール転動路６及びボール戻り通路孔７とリターンガイド１５とをいかに段差無く滑らかに継ぐかが重要である。

そこで、本発明にあっては、ボール転動路６と湾曲路１０とボール戻り通路孔７とで形成される無限循環経路における前記継ぎ目の段差Ｄを生じない、以下のような直動案内軸受循環部の製造方法を提供する。
すなわち、図５に示すように、断面半円状のリターンガイド１５の裏面に嵌合突起（角形，円形，長円形等その形状は任意）１５Ａを突設すると共に、ベアリング本体２Ａの端面２ａの所定位置に前記嵌合突起１５Ａに対応する嵌合凹部１５Ｂを設けて、リターンガイド１５をベアリング本体２Ａに予め嵌合固着する。なお、図示しないが、ベアリング本体２Ａの端面２ａに別部材のピン等を打ち込んで嵌合突起を突設すると共に、リターンガイド１５の方にその嵌合突起に対応する嵌合凹部を設けて、両者を嵌合固着するようにしても良い。

リターンガイド１５は、それらのボール転動溝５及びボール戻り通路７側に若干張り出す寸法にして仕上げ加工時の削り代を残した状態にしておく。このようにリターンガイド１５を固着したままで、図６に示すように、研削砥石２０によりベアリング本体２Ａのボール転動溝５とリターンガイド１５との一体研削加工を施す。図６（ｂ）における斜線部分２１が仕上げ研削加工の削り代である。これにより、ボール転動溝５とリターンガイド１５との継ぎ目Ｄを全く段差なく仕上げることができる。また、同様にリターンガイド１５を固着したままで、すでにドリル加工により貫通されているボール戻り通路７にリーマ加工などの仕上げ加工を一体的に施すことにより、ボール戻り通路７とリターンガイド１５との継ぎ目Ｄを全く段差なく仕上げることができる。

かくして、本実施形態によれば、リターンガイド１５やエンドキャップ８等を特に高精度に加工することなく通常の加工精度のものを使用して循環部の段差を無くすことが可能になったことにより、転動体Ｂが通過する際の衝撃力を最小限に抑えることができ、転動体の円滑な循環が実現されて作動時の騒音や振動が小さくなるという実用上の高い効果が得られる。

図７に、本発明の他の実施形態を示す。
この実施形態は、リターンガイド１５の取り付け方が上記実施形態と異なる。なお、リターンガイド１５は、外周面にボール転動溝５及びボール戻り通路７に対応するほぼ半円形の軌道溝１５Ｅを設けた例である。当該リターンガイド１５は、上端面に取り付けフランジ１５Ｆが一体に設けてある。そのフランジ１５Ｆのねじ挿通穴１５Ｇに取り付けねじ１５Ｈを挿通して、ベアリング本体２Ａの端面２ａに予め形成されているエンドキャップ取り付け用のねじ穴１７（図２参照）に螺合することによりリターンガイド１５を固定する。図７の場合は、更にリターンガイド１５の裏面に嵌合突起１５Ａを突設しており、図５に示した上記第１の実施形態と同様の嵌合固定とねじ固定とを併用している。この第２の実施形態によれば、より強固にリターンガイド１５をベアリング本体２Ａに固定して加工できる利点がある。

なお、嵌合固定とねじ固定とを併用せずに、上記取り付けねじ１５Ｈとねじ穴１７との螺合によるねじ固定のみとしても良い。また、取り付けフランジ１５Ｆ，取り付けねじ１５Ｈ等は省いて、上記第１の実施形態と同じく凹凸形状による嵌合固定のみとしても良い。
その他の作用効果は、上記実施形態と同様である。
なお、上記各実施形態は、直動案内軸受としてリニアガイドを説明したが、本発明はこれに限らず、案内レールを有しない他のタイプの循環式転がり案内軸受にも適用可能である。
また、転動体はボールの他にローラであってもよい。

本発明の直動案内軸受の一部を断面で示した要部平面図である。 そのベアリングのエンドキャップ右半分を削除して示した正面図である。 エンドキャップの裏面側からみた斜視図である。 図１のIV部分の拡大図である。 リターンガイドの固定方法の一実施形態の説明図で、（ａ）はベアリング本体２Ａの端面部分の図、（ｂ）はそのｂ−ｂ断面図である。 本発明の直動案内軸受循環部の製造方法を説明する模式図である。 リターンガイドの固定方法の他の実施形態の説明図である。

符号の説明

２ 直動案内軸受（ベアリング）
２Ａ 軸受本体（ベアリング本体）
５ 負荷圏の転動体通路（ボール転動溝）
７ 非負荷圏の転動体戻り通路（ボール戻り通路）
８ エンドキャップ
１０ 湾曲路
１５ 湾曲路の内周案内面構成部材（リターンガイド）
Ｂ 転動体

Claims (2)

1. 負荷圏の転動体通路と非負荷圏の転動体戻り通路とを有する軸受本体と、それら両通路を連結する湾曲路を有して軸受本体の軸方向両端にそれぞれ接合されたエンドキャップと、前記転動体通路と転動体戻り通路と両湾曲路とでなる転動体無限循環径路内に転動可能に挿入された多数の転動体とを備えた直動案内軸受における循環部の製造方法であって、前記軸受本体の端部に前記湾曲路の内周案内面構成部材を予め取り付けて固定した後、当該内周案内面構成部材と前記転動体通路とを一体に仕上げ加工することを特徴とする直動案内軸受循環部の製造方法。
2. 負荷圏の転動体通路と非負荷圏の転動体戻り通路とを有する軸受本体と、それら両通路を連結する湾曲路を有して軸受本体の軸方向両端にそれぞれ接合されたエンドキャップと、前記湾曲路の内周案内面構成部材と、前記転動体通路と転動体戻り通路と両湾曲路とでなる転動体無限循環径路内に転動可能に挿入された多数の転動体とを備えた直動案内軸受における循環部の製造方法であって、前記軸受本体の端部に前記湾曲路の内周案内面構成部材を予め取り付けて固定した後、当該内周案内面構成部材と前記転動体戻り通路とを一体に仕上げ加工することを特徴とする直動案内軸受循環部の製造方法。

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