JP2008223878A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】球状転動体の脱落を許容する変形が樹脂製転動体保持器に生じることを保持器の転動体保持部太さを太くしたりすることなく抑制することのできる直動案内装置を提供する。
【解決手段】ベアリング本体４に形成された軌道溝５ａ，５ｂと対向する転動体逃げ凹部１１を樹脂製転動体保持器の転動体保持部９１，９２に転動体６の直径の１／２と同じ曲率半径で形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業機械等に用いられる直動案内装置に関する。

産業機械等に用いられる直動案内装置として、たとえば、特許文献１に記載されたものは、ベアリングの凹溝内に形成された蟻溝によって転動体保持器をベアリングに嵌着している。
合成樹脂材で矩形状の転動体保持器を構成した例としては、特許文献２に記載されたものが知られており、特許文献２に記載されたものは樹脂循環路成形体を、樹脂循環路成形体を構成する４つの構成部間（負荷転動体転走部の両側縁に沿って延びる一対の負荷転動体通路構成部、逃げ通路を構成する逃げ通路構成部、方向転換路の内周案内部を構成する一対の方向転換路内周案内構成部）の４つの接続部のうち、２つの接続部を一体成形とした状態で、移動部材本体に対して組み込み可能に、他の２つの接続部により２つの部分に分けて、循環路構成部分同士の接続部の連続性を可及的に確保している。

従来の直動案内装置の一例を図４〜図８に示す。図４に示される直動案内装置は直線状に形成された案内レール１と、この案内レール１の長手方向に相対移動するベアリング２とを備えており、案内レール１の左右側面部には、図５に示すように、転動体上側軌道溝３ａ及び転動体下側軌道溝３ｂが案内レール１の長手方向に沿って形成されている。これらの軌道溝３ａ，３ｂはベアリング２のベアリング本体４に形成された転動体上側軌道溝５ａ及び転動体下側軌道溝５ｂと各々対向しており、これら軌道溝３ａ，５ａ及び３ｂ，５ｂの間には、多数の球状転動体６が組み込まれている。

ベアリング２は、ベアリング本体４の両端に合成樹脂材からなるエンドキャップ７を有している。これらのエンドキャップ７内にはリターンガイドが組み込まれており、リターンガイドとエンドキャップ７との間には、ほぼＵ字状に湾曲した方向転換路（図示せず）が形成されている。
球状転動体６は、ベアリング２の相対移動に伴って軌道溝３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂの溝面を転動するようになっている。そして、軌道溝３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂの溝面を転動した球状転動体６は上述した方向転換路で方向転換し、さらにベアリング本体４に形成された転動体戻し通路８を経て戻るようになっており、ベアリング本体４には、軌道溝３ａ，５ａ及び３ｂ，５ｂの間に介在する球状転動体６をスライダ本体側に保持する二つの樹脂製転動体保持器９が組み付けられている。

転動体保持器９はベアリング本体４の転動体上側軌道溝５ａ及び転動体下側軌道溝５ｂに沿って延びる転動体保持部９１，９２，９３（図６及び図７参照）を有しており、これらの転動体保持部９１，９２，９３のうち最も上側に位置する転動体保持部９１には、案内レール１の転動体上側軌道溝３ａとスライダ本体４の転動体上側軌道溝５ａとの間に介在する球状転動体６を保持するための転動体保持溝１０ａ（図８参照）が形成されている。そして、転動体保持部９１，９２，９３のうち最も下側に位置する転動体保持部９２には、案内レール１の転動体下側軌道溝３ｂとスライダ本体４の転動体下側軌道溝５ｂとの間に介在する球状転動体６を保持するための転動体保持溝１０ｂ（図８参照）が形成されている。

転動体保持部９３は転動体保持部９１と転動体保持部９２との間の中間部に形成されており、この転動体保持部９３には、転動体保持溝１０ａとの間で球状転動体６を保持する転動体保持溝１０ｃ（図８参照）が形成されているとともに、転動体保持溝１０ｂとの間で球状転動体６を保持する転動体保持溝１０ｄ（図８参照）が形成されている。
このような直動案内装置では、球状転動体６と転動体保持器９との干渉を防ぐために、転動体保持器９の転動体保持部９１，９２，９３に形成された転動体保持溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの曲率半径が球状転動体６の曲率半径よりも大きくなっている。このため、球状転動体６と転動体保持溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとの間に隙間が発生し、案内レール１をベアリング２に差し込んで直動案内装置を組立てようとすると、転動体保持溝１０ａと転動体保持溝１０ｃ及び転動体保持溝１０ｂと転動体保持溝１０ｄとの間で球状転動体６の千鳥現象が発生する。そして、転動体保持溝１０ａと転動体保持溝１０ｃ及び転動体保持溝１０ｂと転動体保持溝１０ｄとの間で球状転動体６の千鳥現象が発生すると、転動体保持部９１，９２，９３の間の開口巾Ｗ（図８参照）を広げようとする外力（転動体保持部９１，９２，９３の間に形成された保持器開口部と平行な方向の外力）が転動体保持器９の開口部に加わることによって転動体保持器９の転動体保持部９１，９２が変形し、転動体保持部９１，９２，９３の間から球状転動体６が抜け落ちる可能性がある。
特公平０３−５３４９６号公報（第６頁、第５図） 特許第３５７１９１１号公報（第４４頁、図４１）

このような樹脂製転動体保持器の変形を抑制する方策としては、転動体保持部の太さを太くして転動体保持器の剛性を大きくすることが考えられるが、案内レールとベアリングとの間のスペースは限られているため、転動体保持部の太さをむやみに太くすることができないという事情がある。さらに、保持器の剛性アップによる保持性向上の難しさは、保持器の中立面に対して垂直に荷重を作用させることが可能なＤＢ接触構造よりも、中立面に対して垂直に荷重を作用させることが難しいＤＦ接触構造で、さらに言うとベアリング側からのバックアップを受けることができないＤＦ接触構造の下溝側の保持器で問題となる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、球状転動体の千鳥現象によって球状転動体が樹脂製転動体保持器の転動体保持部間から抜け落ちることを転動体保持部の太さを太くしたりすることなく防止することのできる直動案内装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る直動案内装置は、案内レールとベアリング本体にそれぞれ対向して形成された転動体軌道溝の間に介在する球状転動体をベアリング本体側に保持する樹脂製の転動体保持器が前記ベアリング本体の転動体軌道溝に沿って延びる複数の転動体保持部を有する直動案内装置において、前記転動体保持部の間の保持器開口部と平行な方向の転動体遊び量を、前記保持器開口部と直角な方向の転動体遊び量より大きくしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１記載の直動案内装置において、前記転動体保持溝と対向する転動体逃げ凹部を前記転動体の直径の１／２より大きい曲率半径で前記スライダ本体の転動体軌道溝に形成したことを特徴とする。
請求項３記載の発明に係る直動案内装置は、請求項２記載の直動案内装置において、前記転動体保持部に形成された転動体保持溝の曲率中心を前記ベアリング本体に形成された転動体軌道溝の曲率中心よりもベアリング本体側にずらしたことを特徴とする。

請求項４記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１〜３のいずれか一項記載の直動案内装置において、前記転動体保持器が前記転動体保持部の両端部にプレート部を有する矩形状転動体保持器であることを特徴とする。
請求項５記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１〜４のいずれか一項記載の直動案内装置において、前記転動体軌道溝に沿って前記ベアリング本体の袖部内側面に形成された凹部または凸部に嵌合して前記転動体保持器をベアリング本体に対して位置決めする位置決め部を前記転動体保持部に設けたことを特徴とする。

請求項６記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１〜５のいずれか一項記載の直動案内装置において、前記転動体保持部の両端部で前記保持器開口部と平行な方向の転動体遊び量を前記保持器開口部と直角な方向の転動体遊び量より小さくしたことを特徴とする。

請求項１記載の発明に係る直動案内装置によれば、転動体保持部の間に形成された保持器開口部と平行な方向の転動体遊び量を、保持器開口部と直角な方向の転動体遊び量より大きくしたことにより、保持器開口部と平行な方向に転動体が移動しやすくなる。したがって、転動体の千鳥現象が発生しても転動体が飛び出す方向となる保持器開口部と直角方向ではなく、保持器内に転動体が留まる方向となる保持器開口部と平行な方向に転動体が千鳥し易くなるので、転動体の千鳥現象によって転動体が樹脂製転動体保持器の転動体保持部間から抜け落ちることを転動体保持部の太さを太くしたりすることなく防止することができる。

請求項２記載の発明に係る直動案内装置によれば、転動体保持溝と対向する転動体逃げ凹部を転動体の直径の１／２より大きい曲率半径でスライダ本体の転動体軌道溝に形成したことにより、転動体逃げ凹部の形成されたほうに球状転動体が逃げ易くなり、転動体の千鳥現象が発生しても転動体が飛び出す方向となる保持器開口部と直角方向ではなく、保持器内に転動体が留まる方向となる保持器開口部と平行な方向に転動体が千鳥し易くなる。したがって、転動体の千鳥現象によって転動体が樹脂製転動体保持器の転動体保持部間から抜け落ちることを転動体保持部の太さを太くしたりすることなく防止することができる。

請求項３記載の発明に係る直動案内装置によれば、転動体保持部に形成された転動体保持溝の曲率中心をベアリング本体に形成された転動体軌道溝の曲率中心よりもベアリング本体側にずらしたことにより、転動体保持部の間の開口巾が従来よりも小さくなって保持器開口巾と直角方向に転動体が移動し難くなり、転動体の千鳥現象が発生しても転動体が飛び出す方向となる保持器開口部と直角方向ではなく、保持器内に転動体が留まる方向となる保持器開口部と平行な方向に転動体が千鳥し易くなるため、転動体の千鳥現象によって転動体が樹脂製転動体保持器の転動体保持部間から抜け落ちることを転動体保持部の太さを太くしたりすることなく確実に防止することができる。

請求項４記載の発明に係る直動案内装置によれば、転動体保持部の両端部にプレート部を有する矩形状転動体保持器としたことで、各転動体保持部を別体となした場合に比べて、組立易くなり、生産性が向上する。また、保持器とリターンガイドとを別体としているので、特許文献２のようにプレート部とリターンガイドとを一体とした場合に比べてプレート部の肉厚が均一となる。したがって、成形によるひけ等の影響が小さくなり、生産性が向上する。さらに、保持器のプレート部とリターンガイドとの間に油路を設けることができる点や、保持器組み込み後でもベアリング貫通孔にスリーブを挿入することが容易となるなどの利点もある。

請求項５記載の発明に係る直動案内装置によれば、転動体転動溝に対して保持器の保持部を所定の位置に位置決めすることができ、転動体と保持器との干渉を防止するために、位置ずれ分を考慮して保持代を小さく調整する必要がないため、保持代を可及的に大きくすることができる。
請求項６記載の発明に係る直動案内装置によれば、保持器両端部での転動体の遊び量が可及的に小さくなり、クラウニングや面取りを設けることで転動体転動溝からの拘束が外れて転動体が遊ぶ、ベアリングの長手方向端部での転動体の遊び量の増加を加えることで、騒音の発生を低減することができる。

以下、本発明に係る直動案内装置を図面に基づいて説明するが、図８に示したもの同一部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図であり、第１の実施形態に係る直動案内装置が図８に示した従来例と異なる第１の点は、樹脂製転動体保持器９の転動体保持部９１，９２に形成された転動体保持溝１０ａ，１０ｂと対向する転動体逃げ凹部１１を球状転動体６の直径の１／２より大きい曲率半径でスライダ本体４の転動体上側軌道溝５ａと転動体上側軌道溝５ｂに形成した点である。

また、第１の実施形態に係る直動案内装置が図８に示した従来例と異なる第２の点は、樹脂製転動体保持器９の転動体保持部９１，９２，９３に形成された転動体保持溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの曲率中心Ｏ_１をベアリング本体４に形成された転動体上側軌道溝５ａと転動体下側軌道溝５ｂの曲率中心Ｏ_２よりもベアリング本体側にずらした点である。

転動体保持器９の転動体保持部９１，９２に形成された転動体保持溝１０ａ，１０ｂと対向する転動体逃げ凹部１１を球状転動体６の直径の１／２より大きい曲率半径でスライダ本体４の転動体上側軌道溝５ａと転動体下側軌道溝５ｂに形成すると、転動体保持部９１，９２，９３の間に形成された保持器開口部と平行な方向（図中矢印Ａ）の転動体遊び量が、転動体保持部９１，９２，９３の間に形成された保持器開口部と直角な方向（図中矢印Ｂ）の転動体遊び量より大きくなる。したがって、転動体逃げ凹部１１の形成されたほうに球状転動体６が逃げ易くなり、球状転動体６の千鳥現象が発生しても転動体６が飛び出す方向となる保持器開口部と直角方向ではなく、保持器９内に転動体６が留まる方向となる保持器開口部と平行な方向に転動体６が千鳥し易くなるため、球状転動体６の千鳥現象によって球状転動体６が樹脂製転動体保持器９の転動体保持部間から抜け落ちることを転動体保持部９１，９２の太さを太くしたりすることなく防止することができる。

また、転動体保持器９の転動体保持部９１，９２，９３に形成された転動体保持溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの曲率中心Ｏ_１をベアリング本体４に形成された転動体上側軌道溝５ａ及び転動体下側軌道溝５ｂの曲率中心Ｏ_２よりもベアリング本体側にずらすと、転動体保持部９１，９２，９３の間の開口巾Ｗが図８に示した開口巾Ｗよりも小さくなって開口巾Ｗと直角方向に転動体６が移動し難くなり、球状転動体６の千鳥現象が発生しても転動体６が飛び出す方向となる保持器開口部と直角方向ではなく、保持器９内に転動体６が留まる方向となる保持器開口部と平行な方向に転動体６が千鳥し易くなるため、転動体６の千鳥現象によって転動体が樹脂製転動体保持器９の転動体保持部間から抜け落ちることを転動体保持部９１，９２，９３の太さを太くしたりすることなく確実に防止することができる。また、開口巾Ｗが広い場合よりも開口巾Ｗと垂直方向の転動体６の移動が抑えられるため、転動体６の千鳥現象を低減することができる。

図２は本発明の第２の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図であり、第２の実施形態に係る直動案内装置が第１の実施形態に係る直動案内装置と異なる点は、転動体保持溝１０ａ，１０ｂと対向する肉盛り部１２を転動体保持部９３の両端部に球状転動体の直径の２倍程度の長さにわたって設けた点である。
このように、転動体保持溝１０ａ，１０ｂと対向する肉盛り部１２を転動体保持部９３の両端部に設けると、転動体保持部９１，９２，９３間の開口部と平行な方向の転動体遊び量が転動体保持器９の端部部分で小さくなるため、転動体の遊びによる騒音特性の悪化を第１の実施形態に係る直動案内装置よりも抑制することができる。

図３は本発明の第３の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図であり、同図に示されるように、ベアリング本体４は案内レール１の両側に袖部４１を有している。これらの袖部４１は軌道溝５ａ，５ｂと同時に研削加工される内側面４１ａを有しており、軌道溝５ａより上側の内側面４１ａには、凸部１３が軌道溝５ａ，５ｂに沿って形成されている。そして、軌道溝５ｂより下側の内側面４１ａには凹部１４が軌道溝５ａ，５ｂに沿って形成され、軌道溝５ａと軌道溝５ｂとの間の内側面４１ａには凹部１５が軌道溝５ａ，５ｂに沿って形成されている。

一方、ベアリング本体４に組み付けられる転動体保持器９の転動体保持部９１，９２，９３には、上述した凸部１３、凹部１４，１５に嵌合して転動体保持部９１，９２，９３を所定位置に位置決めする位置決め部１６，１７，１８が設けられている。なお、転動体保持器９は転動体保持部９１，９２，９３の両端部にプレート部９４（図６参照）を有しており、これらのプレート部９４をスライダ本体４の端面部に当接させてスライダ本体４に組み付けられている。

このような構成によると、転動体保持器９の転動体保持部９１，９２，９３をベアリング本体４の袖部内側面に形成された軌道溝５ａ，５ｂに対して所定位置に位置決めできるため、球状転動体６に対する転動体保持器９の保持性を高めることができる。
また、スライダ本体４の端面部に当接するプレート部９４を転動体保持部９１，９２，９３の両端部に設けたことで、転動体保持部９１，９２，９３を別体となした場合に比べて、組立易くなり、生産性が向上する。また、保持器とリターンガイドとを別体としているので、特許文献２のようにプレート部とリターンガイドとを一体にした場合に比べてプレート部の肉厚が均一となる。したがって、成形によるひけ等の影響が小さくなり、生産性が向上する。さらに、保持器９のプレート部９４とリターンガイドとの間に油路を設けることができる点や、保持器組み込み後でもベアリング貫通孔にスリーブを挿入することが容易となるなどの利点もある。

本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。 樹脂製転動体保持器を備えた直動案内装置の概略構成を示す斜視図である。 図４に示す直動案内装置の断面図である。 直動案内装置のベアリング本体に組み付けられる樹脂製転動体保持器の正面図である。 図５のVII−VII断面図である。 従来の直動案内装置の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１ 案内レール
２ ベアリング
３ａ 案内レールの転動体上側軌道溝
３ｂ 案内レールの転動体下側軌道溝
４ スライダ本体
４１ 袖部
５ａ スライダ本体の転動体上側軌道溝
５ｂ スライダ本体の転動体下側軌道溝
６ 球状転動体
７ エンドキャップ
８ 転動体戻し通路
９ 転動体保持器
９１，９２，９３ 転動体保持部
９４ プレート部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 転動体保持溝
１１ 転動体逃し凹部
１２ 肉盛り部
１３ 凸部
１４，１５ 凹部
１６，１７，１８ 位置決め部

Claims (6)

1. 案内レールとベアリング本体にそれぞれ対向して形成された転動体軌道溝の間に介在する球状転動体をベアリング本体側に保持する樹脂製の転動体保持器が前記ベアリング本体の転動体軌道溝に沿って延びる複数の転動体保持部を有する直動案内装置において、
   前記転動体保持部の間の保持器開口部と平行な方向の転動体遊び量を、前記保持器開口部と直角な方向の転動体遊び量より大きくしたことを特徴とする直動案内装置。
2. 前記転動体保持溝と対向する転動体逃げ凹部を転動体の直径の１／２より大きい曲率半径で前記スライダ本体の転動体軌道溝に形成したことを特徴とする請求項１記載の直動案内装置。
3. 前記転動体保持部に形成された転動体保持溝の曲率中心を前記ベアリング本体に形成された転動体軌道溝の曲率中心よりもベアリング本体側にずらしたことを特徴とする請求項２記載の直動案内装置。
4. 前記転動体保持器が前記転動体保持部の両端部にプレート部を有する矩形状転動体保持器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の直動案内装置。
5. 前記転動体軌道溝に沿って前記ベアリング本体の袖部内側面に形成された凹部または凸部に嵌合して前記転動体保持器をベアリング本体に対して位置決めする位置決め部を前記転動体保持部に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の直動案内装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の直動案内装置において、前記転動体保持部の両端部で前記保持器開口部と平行な方向の転動体遊び量を前記保持器開口部と直角な方向の転動体遊び量より小さくしたことを特徴とする直動案内装置。

Images