JP2006308109A - 直動案内軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】作動性の向上及び低騒音化を低コストで確実且つ容易に実現する。
【解決手段】 転動体無限循環軌道7の無限循環する一列の鋼球B及びセパレータ100の列にすき間を設け、該すき間及び鋼球B間のスパンが適正値となるようにセパレータ100の軸方向の厚みdを設定する。前記のすき間の寸法は鋼球Bの位相によって変動するが、該すき間寸法が最小になる鋼球Bの位相の位置において、すき間の寸法を鋼球Bの直径の2%以上、63%以下としてこの範囲のすき間寸法を適正値とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 転動体無限循環軌道7の無限循環する一列の鋼球B及びセパレータ100の列にすき間を設け、該すき間及び鋼球B間のスパンが適正値となるようにセパレータ100の軸方向の厚みdを設定する。前記のすき間の寸法は鋼球Bの位相によって変動するが、該すき間寸法が最小になる鋼球Bの位相の位置において、すき間の寸法を鋼球Bの直径の2%以上、63%以下としてこの範囲のすき間寸法を適正値とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、循環方向に互いに隣り合う各転動体の間にセパレータが介装されたスライダを備えた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6に示すように、軸方向に長く延びる案内レール1と、その上に移動可能に跨架されたスライダ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(図示せず)が形成されている。
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(図示せず)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の間には転動体としての多数の鋼球Bが転動自在に装填され、その鋼球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との間に介在する鋼球Bは転動してスライダ2のスライダ本体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、これらの鋼球Bを無限に循環させる必要がある。
そこで、スライダ本体2Aの袖部4内に更に軸方向に貫通する転動体通路としての直線状の貫通孔(図示せず)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5を設けて、これに上記両転動体転動溝と転動体通路としての貫通孔とを連通する半円弧状に湾曲した転動体循環路6(図7参照)を形成することにより、転動体無限循環軌道7を構成している。
また、転動体無限循環軌道7の互いに隣り合う各鋼球B間には、図7に示すように、該鋼球Bに対向する両側面にそれぞれ凹面8を有するセパレータ9が該凹面8を鋼球Bに接触させた状態で介装されている。セパレータ9は転動体無限循環軌道7の鋼球列の循環方向のすき間を無くして鋼球列に圧縮力を加え、これにより、作動性の向上を図るためのものである。
かかる従来の直動案内軸受装置においては、上述した転動体無限循環軌道を複数の部品によって構成しているが、部品の加工誤差等による製品毎の軌道長さのばらつきを吸収し、且つ、鋼球列に強制的に圧縮力を加えるためには、高精度で複雑な形状を持ったセパレータ(例えば弾性部や可動部を持ったセパレータ等)仕様が要求され、その製作が困難であった。
また、セパレータで鋼球列に強制的に圧縮力を加える設定であるため、部品の加工誤差等によって鋼球列に過大な圧縮力が加わった場合には、作動性が著しく悪化し、更には耳障りな騒音が生じるという問題がある。
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、作動性の向上及び低騒音化を低コストで確実且つ容易に実現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。
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、作動性の向上及び低騒音化を低コストで確実且つ容易に実現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。
かかる目的を達成するために、請求項1に係る直動案内軸受装置は、両側部に軸方向に延びる転動体転動溝を有して軸方向に延長された案内レールと、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移動可能に前記案内レールに支持され、且つ、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を有すると共に循環方向に互いに隣り合う各転動体の間にセパレータが介装されたスライダとを備えた直動案内軸受装置において、無限循環する一列の転動体及びセパレータの列にすき間を設けたことを特徴とする。
請求項2に係る直動案内軸受装置は、請求項1において、前記転動体はボールであって、前記すき間の合計寸法を、転動体無限循環軌道でボールとセパレータとの間に設けたすき間の寸法が最小になるボールの位相の位置において、ボールの直径の2%以上63%以下としたことを特徴とする。
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、作動性の向上及び低騒音化を低コストで確実且つ容易に実現することができるという効果が得られる。
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の一例である直動案内軸受装置の転動体無限循環軌道を説明するための説明図、図2は鋼球とセパレータとの間に設けたすき間寸法が大きくなりすぎたときの不具合を説明するための説明図、図3はセパレータの断面図、図4はすき間寸法毎の動摩擦力の変動及びセパレータを用いない場合の動摩擦力の変動を示すグラフ図、図5はすき間寸法と最大ひげ成分との関係を示すグラフ図である。なお、この実施の形態の直動案内軸受装置は、図6に示す従来の直動案内軸受装置に対して転動体無限循環軌道の互いに隣り合う各鋼球間に介装されたセパレータが相違するだけであるため、相違する部分についてのみ説明する。
図1は本発明の実施の形態の一例である直動案内軸受装置の転動体無限循環軌道を説明するための説明図、図2は鋼球とセパレータとの間に設けたすき間寸法が大きくなりすぎたときの不具合を説明するための説明図、図3はセパレータの断面図、図4はすき間寸法毎の動摩擦力の変動及びセパレータを用いない場合の動摩擦力の変動を示すグラフ図、図5はすき間寸法と最大ひげ成分との関係を示すグラフ図である。なお、この実施の形態の直動案内軸受装置は、図6に示す従来の直動案内軸受装置に対して転動体無限循環軌道の互いに隣り合う各鋼球間に介装されたセパレータが相違するだけであるため、相違する部分についてのみ説明する。
図1に示すように、転動体無限循環軌道7の互いに隣り合う鋼球B間にはセパレータ100が介装されている。セパレータ100は例えば66ナイロンやウィスカー入り66ナイロン等のように射出成形性・耐摩耗性に優れた材料で短円筒状に形成されており、図3に示すように、軸方向の両端面には鋼球半径に近似した曲率半径Rを持つ凹面101が設けられている。従来例では、凹面101は鋼球Bに接触して該鋼球Bを保持すると共に鋼球列にすき間を無くして鋼球列に圧縮力を加えるようになっているが、この実施の形態では、無限循環する一列の鋼球B及びセパレータ100の列にすき間を設け、また、該すき間及び鋼球B間のスパンが適正値となるようにセパレータ100の軸方向の厚みdを設定している。
ここで、図1(a),(b)から理解できるように、転動体無限循環軌道7の鋼球Bとセパレータ100との間に設けたすき間の寸法が鋼球Bの位相によって変動するが、この実施の形態では、鋼球Bとセパレータ100との間のすき間寸法が最小になる鋼球Bの位相の位置(図1(a)の位置)において、すき間の寸法を鋼球Bの直径の2%以上、63%以下としてこの範囲のすき間寸法を適正値とする。
すき間の寸法が鋼球Bの直径の63%を超えると、すき間寸法が大きくなりすぎて、図2に示すように、転動体無限循環軌道7の半円弧状の転動体循環路6でセパレータ100が倒れ込んで該セパレータ100のすき間側の端面の外周縁(凹面と外周面との境部)Aが鋼球B間を結ぶ直線(点線部)より上側に位置して鋼球Bにくさび状に食い込み、作動性が悪化する場合がある。
一方、すき間の寸法が鋼球Bの直径の2%未満では、すき間寸法が小さくなりすぎて鋼球Bの位相による鋼球列のスキマ変動によって鋼球列に過大な圧縮力が加わり、作動性が悪化する場合がある。
なお、すき間寸法の適正範囲(鋼球Bの直径の2%以上、63%以下)は幾何学的関係を基に実験により求めたものであるが、適正範囲の下限値(鋼球径の2%)は計算値とほぼ一致した値となったのに対し、上限値(鋼球径の63%)は計算値の約2倍の値となった。これは現実的に見て鋼球列のある一ヶ所に全てのすき間が集中することは極めてまれであり、ある程度までは鋼球B間にすき間がばらけて配置されることが原因である。
なお、すき間寸法の適正範囲(鋼球Bの直径の2%以上、63%以下)は幾何学的関係を基に実験により求めたものであるが、適正範囲の下限値(鋼球径の2%)は計算値とほぼ一致した値となったのに対し、上限値(鋼球径の63%)は計算値の約2倍の値となった。これは現実的に見て鋼球列のある一ヶ所に全てのすき間が集中することは極めてまれであり、ある程度までは鋼球B間にすき間がばらけて配置されることが原因である。
図4(a)〜(d)にすき間寸法/鋼球径の値を0、0.27、0.8、1.0としたときの動摩擦力の変動、図4(e)にセパレータを用いない場合の動摩擦力の変動の実測結果を示す。また、図5にすき間寸法/鋼球径と最大ひげ成分との関係を示す。
図5から明らかなように、セパレータを用いない場合の最大ひげ成分の大きさが0.23kgf程度であることから、セパレータを使用するときの条件をこれ以下とすると、セパレータ100と鋼球Bとの間のすき間寸法は鋼球Bの直径の2%以上、63%以下が好ましいことが判る。
図5から明らかなように、セパレータを用いない場合の最大ひげ成分の大きさが0.23kgf程度であることから、セパレータを使用するときの条件をこれ以下とすると、セパレータ100と鋼球Bとの間のすき間寸法は鋼球Bの直径の2%以上、63%以下が好ましいことが判る。
このようにこの実施の形態では、鋼球列中のすき間を設けているため、転動体無限循環軌道7を構成する各部品に加工誤差があっても鋼球列に過大な圧縮力が加わらないようにすることができ、この結果、良好な作動性を得ることができると共に、低騒音化を図ることができる。また、セパレータ100も弾性部や可動部を設ける必要がなく、単純な形状でよいため、容易且つ低コストで製作することができる。
なお、上記実施の形態では、鋼球B間に独立した一個のセパレータ100を介装した場合を例に採ったが、各セパレータ100がそれぞれ連結されている場合でも、上述した適正範囲のすき間を設定することにより、同様の作用効果を得ることができるのは勿論である。
また、上記実施の形態では、円筒状のセパレータ100を用いたが、これに限定されず、例えば円柱状のセパレータを用いてもよい。
更に、上記実施の形態では、セパレータ100の凹面101の形状を鋼球半径に近似した曲率のR形状としたが、これに限らず、例えば、凹面101の形状を円錐状やゴシックアーチ状にしてもよい。
また、上記実施の形態では、円筒状のセパレータ100を用いたが、これに限定されず、例えば円柱状のセパレータを用いてもよい。
更に、上記実施の形態では、セパレータ100の凹面101の形状を鋼球半径に近似した曲率のR形状としたが、これに限らず、例えば、凹面101の形状を円錐状やゴシックアーチ状にしてもよい。
1…案内レール
2…スライダ
3…転動体転動溝
7…転動体無限循環軌道
100…セパレータ
B…鋼球(転動体)
2…スライダ
3…転動体転動溝
7…転動体無限循環軌道
100…セパレータ
B…鋼球(転動体)
Claims (2)
- 両側部に軸方向に延びる転動体転動溝を有して軸方向に延長された案内レールと、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移動可能に前記案内レールに支持され、且つ、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を有すると共に循環方向に互いに隣り合う各転動体の間にセパレータが介装されたスライダとを備えた直動案内軸受装置において、
無限循環する一列の転動体及びセパレータの列にすき間を設けたことを特徴とする直動案内軸受装置。 - 前記転動体はボールであって、前記すき間の合計寸法を、転動体無限循環軌道でボールとセパレータとの間に設けたすき間の寸法が最小になるボールの位相の位置において、ボールの直径の2%以上63%以下としたことを特徴とする請求項1記載の直動案内軸受装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006220263A JP2006308109A (ja) | 2006-08-11 | 2006-08-11 | 直動案内軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006220263A JP2006308109A (ja) | 2006-08-11 | 2006-08-11 | 直動案内軸受装置 |
Related Parent Applications (1)
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JP11014718A Division JP2000213538A (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 直動案内軸受装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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2006
- 2006-08-11 JP JP2006220263A patent/JP2006308109A/ja active Pending
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