JP2008249074A - 直動案内軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適正な焼入れ処理を案内レールに容易に施すことができ、案内レールの加工効率向上が可能となる直動案内軸受装置の提供。
【解決手段】円筒ころ５２が転動体として転動してスライダ３４が案内レール１０に対して相対移動する直動案内軸受装置１において、案内レール１０の側面１４の上側軌道面１８と下側軌道面２０との間に、案内レール１０の軸方向に連続して窪む逃げ部２４を形成し、逃げ部２４の深さＤを案内レール１０の横幅の長さＷで除した値を０．０３〜０．０５の範囲内とし、逃げ部２４の底部分３０の表面硬さを、ＨＲＣ１０〜２５の範囲内とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スライダが案内レール上を移動する直動案内装置に関するものであり、特に、案内レールの側面に形成された軌道面とスライダの内側面に形成された軌道面との間において、円筒ころが転動体として転動する直動案内装置に関する。

従来、例えば工作機械や産業機械分野等では、直動案内軸受装置が広く用いられている（特許文献１を参照）。かかる直動案内軸受装置の一例を図５及び図６に示す。
この直動案内軸受装置１は、軸方向に延びる案内レール１０と、案内レール１０上に軸方向に移動可能に跨架されたスライダ３４とを備えている。
案内レール１０の左右の両側面１４上には、それぞれ、軸方向に延びる上側軌道面１８と下側軌道面２０とが片側２条列ずつ、合計４条列形成されている。上側軌道面１８と下側軌道面２０との間には間隔があいており、この間隔としてあいている部分がウェスト部２２をなしている。

スライダ３４は、スライダ本体３６と、スライダ本体３６の軸方向両端に固定された一対のエンドキャップ４６とを有している。スライダ本体３６の両袖部３８の内側面には、それぞれ、上側軌道面１８に対向する上側軌道面４０と、下側軌道面２０に対向する下側軌道面４２とが、片側上下２条列ずつ、合計４条列形成されている。上側軌道面１８、下側軌道面２０、上側軌道面４０、下側軌道面４２には、それぞれ高周波焼入れ処理が施されている。

案内レール１０の上面１２には、この案内レール１０を基台（図示せず）上にボルト止めするための複数の取り付け孔３２が形成されている。取り付け孔３２は案内レール１０の上面１２から底面１６まで貫通している。上面１２において、取り付け孔３２は左右の両側面１４から等距離の位置に開口している。
上側軌道面１８と上側軌道面４０との間には、転動体として多数の円筒ころ５２が転動自在に装填されている。下側軌道面２０と下側軌道面４２との間にも、転動体として多数の円筒ころ５２が転動自在に装填されている。これらの円筒ころ５２の転動を介してスライダ３４が案内レール１０上を軸方向に沿って移動可能に構成されている。

スライダ３４の移動につれて、案内レール１０とスライダ３４との間に介在する円筒ころ５２が転動し、スライダ３４の軸方向の端部に向かって移動する。スライダ３４を軸方向に継続移動させるためには、これらの円筒ころ５２を無限に循環させなければならない。
このため、スライダ３４は以下の構成を有している。すなわち、スライダ本体３６の両袖部３８内に、軸方向に貫通する孔４８が、片側上下２箇所ずつ、合計４箇所形成されている。そして、孔４８には、内部が円筒ころ５２の通路５０を形成した循環スリーブ４４が嵌め込まれており、スライダ本体３６の軸方向の両端に、転動体循環部品としての一対のエンドキャップ４６がねじ等を介してそれぞれ固定されている。このエンドキャップ４６内の円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）が、上側軌道面１８、４０間と、転動体通路５０とを連通させており、円筒ころ５２の無限循環軌道が形成されている。同様に、エンドキャップ４６内の円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）が、下側軌道面２０、４２間と転動体通路５０とを連通させており、円筒ころ５２の無限循環軌道が形成されている。
特開２００５−１５５８５４号公報

上記直動案内軸受装置１の案内レール１０の上側軌道面１８、下側軌道面２０に高周波焼入れ処理を施す際、焼入れを制御し、適正な焼入れパターンを得る必要がある。焼入れが取り付け孔３２を形成する位置にまで及ぶと、取り付け孔３２の加工が難しくなる。そこで、適正な焼入れパターンを得るために、高周波コイルの位置を厳密に調整しなければならない。しかし、高周波コイルの位置を厳密に調整する作業は、非常に手間のかかる作業であり、この調整作業によって案内レール１０の加工効率が大きく低下してしまう。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、適正な焼入れを案内レールに容易に施すことができ、案内レールの加工効率向上を可能とする直動案内軸受装置を提供することである。

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の発明に係る直動案内軸受装置は、案内レールの側面に形成された軌道面とスライダの内側面に形成された軌道面との間で円筒ころが転動体として転動する直動案内装置において、前記案内レールの側面の上側軌道面と下側軌道面との間に、当該案内レールの軸方向に連続する溝が逃げ部として形成されている。

請求項１の発明によると、逃げ部の溝の深さ相当分が、高周波焼入れ処理する際の高周波コイルの位置調整の遊びとなる。この遊び分だけ、高周波コイルの位置調整の精度をゆるくしても、適正な焼入れ処理を案内レールに施すことができる。したがって、高周波コイルの位置調整が容易化され、案内レールの加工効率が向上する。
また、逃げ部を形成しているので、案内レールの上側軌道面及び下側軌道面を研削する際、上側軌道面と下側軌道面との間の部分を同時に研削する必要がなくなる。したがって、研削抵抗が小さくなり、案内レールの上側軌道面及び下側軌道面の研削が容易化され、案内レールの加工効率が向上する。

請求項２の発明に係る直動案内軸受装置は、請求項１に記載の直動案内軸受装置であって、前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝が、連続する複数本の直線によって形成されている。
請求項２の発明において、逃げ部の溝の断面形状が連続する複数本の直線によって形成されており、例えば、この断面形状を三角形や四角形といった簡素な形にすることができる。これらの簡素な形状の逃げ部を形成することは容易である。

請求項３の発明に係る直動案内軸受装置は、請求項１に記載の直動案内軸受装置であって、前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝が、曲線によって形成されている。
請求項３の発明において、逃げ部の溝の断面形状を、曲線から形成された簡素な形とすることができ、容易に逃げ部を形成できる。

請求項４の発明に係る直動案内軸受装置は、請求項１に記載の直動案内軸受装置であって、前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝が、連続する直線と曲線とによって形成されている。
請求項４の発明において、逃げ部の溝の断面形状を、連続する曲線と直線から形成された簡素な形とすることができ、容易に逃げ部を形成できる。例えば、逃げ部の溝の断面形状を、三角形や四角形とし、その頂点部分を丸めた形とすることができる。

請求項５の発明に係る直動案内軸受装置は、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内軸受装置であって、前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝の深さを、前記案内レールの軸方向に垂直な断面における横幅の長さによって序した値が、０．０３〜０．０５の範囲内にある。
逃げ部をなす溝の深さを、案内レールの軸方向に垂直な断面における横幅の長さによって序した値が、０．０３未満である場合、逃げ部の深さが浅くなってしまう。この結果、案内レールの上側軌道面及び下側軌道面を研削する際、上側軌道面と下側軌道面との間の部分を同時に研削しなければならず、研削抵抗が大きくなり、案内レールの加工効率が低下することとなり、好ましくない。

逃げ部をなす溝の深さを、案内レールの軸方向に垂直な断面における横幅の長さによって序した値が、０．０５を越える場合、案内レールにおいて、上側軌道面を形成している部分が大きく側方へ突出してしまう。また、下側軌道面を形成している部分も大きく側方へ突出してしまう。この結果、案内レールの剛性が低下することとなり、好ましくない。
したがって、逃げ部をなす溝の深さを、案内レールの軸方向に垂直な断面における横幅の長さによって序した値を、０．０３以上、０．０５以下の範囲内に収める。

請求項６の発明に係る直動案内軸受装置は、請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内軸受装置であって、前記逃げ部をなす溝の底部分の表面硬さが、ＨＲＣ（ロックウエルＣ硬度）１０〜２５の範囲内にある。
逃げ部をなす溝の底部分の表面硬さがＨＲＣ１０未満の場合、逃げ部が傷つきやすくなり、好ましくない。

逃げ部をなす溝の底部分の表面硬さがＨＲＣ２５を超える場合、案内レールが非常に硬くなってしまう。この結果、案内レールの加工が難しくなり、好ましくない。同時に、案内レールが衝撃に対して弱くなり、好ましくない。
したがって、逃げ部をなす溝の底部分の表面硬さがＨＲＣ１０以上、ＨＲＣ２５以下の範囲内に収める。

上記のような直動案内軸受装置であるので、適正な焼入れ処理を案内レールに容易に施すことができ、案内レールの加工効率向上が可能となる。

本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る直動案内装置の斜視図、図２は本発明に係る直動案内装置の一部分を破断して示す正面図である。
直動案内軸受装置１は、軸方向に延びる案内レール１０と、案内レール１０上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ３４とを備えている。

案内レール１０の左右の両側面１４上には、それぞれ、軸方向に延びる上側軌道面１８と下側軌道面２０とが、片側２条列ずつ、合計４条列形成されている。上側軌道面１８と下側軌道面２０との間には間隔があいており、この間隔としてあいている部分がウェスト部２２をなしている。
ウェスト部２２には、案内レール１０の軸方向に連続する溝が逃げ部２４として形成されている。逃げ部２４の溝は両側の壁面２６と壁面２６に挟まれた底面２８を有する。底面２８が逃げ部２４の底部分３０をなしている。案内レール１０の軸方向に垂直な断面において、壁面２６をなす直線と底面２８をなす直線とが「コ」の字形をなして連続している。

逃げ部２４をなす溝の深さはＤである。案内レール１０の軸方向に垂直な断面において、左右の両側面１４間の距離（すなわち、案内レール１０の横幅の長さ）がＷであり、０．０３≦Ｄ／Ｗ≦０．０５の関係が成立している。底部分３０の表面硬さはＨＲＣ１０〜２５の範囲内に収まっている。
スライダ３４は、スライダ本体３６と、スライダ本体３６の軸方向両端に固定された一対のエンドキャップ４６とを有している。スライダ本体３６の両袖部３８の内側面には、それぞれ、上側軌道面１８に対向する上側軌道面４０と、下側軌道面２０に対向する下側軌道面４２とが、片側上下２条列ずつ、合計４条列形成されている。上側軌道面１８、下側軌道面２０、上側軌道面４０、下側軌道面４２には、それぞれ高周波焼入れ処理が施されている。

案内レール１０の上面１２には、この案内レール１０を基台（図示せず）上にボルト止めするための複数の取り付け孔３２が形成されている。取り付け孔３２は案内レール１０の上面１２から底面１６まで貫通している。上面１２において、取り付け孔３２は左右の両側面１４から等距離の位置に開口している。
上側軌道面１８と上側軌道面４０との間には、転動体として多数の円筒ころ５２が転動自在に装填されている。下側軌道面２０と下側軌道面４２との間にも、転動体として多数の円筒ころ５２が転動自在に装填されている。これらの円筒ころ５２の転動を介してスライダ３４が案内レール１０上を軸方向に沿って移動可能に構成されている。

スライダ３４の移動につれて、案内レール１０とスライダ３４との間に介在する円筒ころ５２が転動し、スライダ３４の端側に向かって移動する。スライダ３４を軸方向に継続移動させるためには、これらの円筒ころ５２を無限に循環させる必要がある。
このため、スライダ３４は以下の構成を有している。すなわち、スライダ本体３６の両袖部３８内に、軸方向に貫通する孔４８が、片側上下２箇所ずつ、合計４箇所形成されている。そして、孔４８には、内部が円筒ころ５２の通路５０を形成した循環スリーブ４４が嵌め込まれており、スライダ本体３６の軸方向の両端に、転動体循環部品としての一対のエンドキャップ４６がねじ等を介してそれぞれ固定されている。このエンドキャップ４６内の円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）が、上側軌道面１８、４０間と、転動体通路５０とを連通させており、円筒ころ５２の無限循環軌道が形成されている。同様に、エンドキャップ４６内の円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）が、下側軌道面２０、４２間と転動体通路５０とを連通させており、円筒ころ５２の無限循環軌道が形成されている。

本発明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。
案内レール１０上をスライダ３４が移動すると、スライダ３４内の円筒ころ５２が無限循環軌道内を転動しつつ循環する。
逃げ部２４をなす溝の深さＤと案内レール１０の横幅の長さＷとの間には、０．０３≦Ｄ／Ｗ≦０．０５の関係が成立しているので、案内レール１０の上側軌道面１８及び下側軌道面２０を研削する際、上側軌道面１８と下側軌道面２０との間のウェスト部２２を同時に研削する必要がない。この結果、研削抵抗が小さくなり、上側軌道面１８及び下側軌道面２０の研削が容易化され、案内レール１０の加工効率が向上する。また、案内レール１０において、上側軌道面１８を形成している部分が大きく側方へ突出することが防止され、下側軌道面２０を形成している部分が大きく側方へ突出することも防止される。この結果、案内レール１０の剛性が低下することも防止される。

案内レール１０の逃げ部２４の溝は断面が「コ」の字形をなしており、逃げ部２４の溝の形状は簡素なものとなっている。このため、案内レール１０の側面１４を研削して逃げ部２４を形成することは非常に容易である。
案内レール１０の上側軌道面１８及び下側軌道面２０に、高周波焼入れ処理を施す場合、高周波コイル（図示せず）を案内レール１０にセットする。焼入れを制御し、適正な焼入れパターンを得るため、高周波コイルを所定の位置にセットする必要があるが、逃げ部２４の溝が高周波コイルの位置調整の遊びとなる。この遊び分だけ、高周波コイルの位置調整の精度をゆるくすることができ、高周波コイルの位置調整が容易化され、案内レール１０の加工効率が向上する。

逃げ部２４の底部分３０の表面硬さはＨＲＣ１０以上であるので、逃げ部２４は傷つきにくくなっている。また、逃げ部２４の底部分３０の表面硬さはＨＲＣ２５以下であるので、案内レール１０が硬くなりすぎることもなく、案内レール１０の研削等の加工が難しくなることもない。さらに、案内レール１０がもろくなることもなく、案内レール１０が衝撃によって損傷することもない。

なお、本実施の形態において、逃げ部２４の溝は「コ」の字形の断面を有しているが、図３の変形例１に示す断面形状とすることもできる。
案内レール１０のウェスト部２２に、案内レール１０の軸方向に連続する溝が変形例１に係る逃げ部２４として形成されている。案内レール１０の軸方向に垂直な断面において、逃げ部２４の溝は弧状に湾曲する曲線によって形成されている。逃げ部２４の溝の上下方向中央部分が底部分３０となっている。他の構成は本実施の形態の逃げ部２４と同様である。

また、逃げ部２４の溝の断面形状を、図４の変形例２に示すものとすることもできる。
案内レール１０のウェスト部２２に、案内レール１０の軸方向に連続する溝が変形例２に係る逃げ部２４として形成されている。逃げ部２４の溝は両側の壁面２６と壁面２６に挟まれた底面２８を有し、底面２８が底部分３０となっている。案内レール１０の軸方向に垂直な断面において、壁面２６が弧状に湾曲する曲線をなし、底面２８が直線をなし、上下の壁面２６の曲線の間に底面２８の直線が挟まれている。他の構成は本実施の形態の逃げ部２４と同様である。

本発明に係る直動案内装置の斜視図である。 本発明に係る直動案内装置の一部分を破断して示す正面図である。 変形例１に係る逃げ部を有する案内レールの一部分を破断して示す正面図である。 変形例２に係る逃げ部を有する案内レールの一部分を破断して示す正面図である。 従来ある直動案内装置の斜視図である。 従来ある直動案内装置の一部分を破断して示す正面図である。

符号の説明

１ 直動案内軸受装置
１０ 案内レール
１２ 案内レールの上面
１４ 案内レールの側面
１６ 案内レールの底面
１８ 案内レールの上側軌道面
２０ 案内レールの下側軌道面
２２ ウェスト部
２４ 逃げ部
２６ 逃げ部の壁面
２８ 逃げ部の底面
３０ 逃げ部の底部分
３２ 取り付け孔
３４ スライダ
３６ スライダ本体
３８ 両袖部
４０ スライダの上側軌道面
４２ スライダの下側軌道面
４４ 循環スリーブ
４６ エンドキャップ
４８ 孔
５０ 通路
５２ 円筒ころ
Ｄ 逃げ部をなす溝の深さ
Ｗ 案内レールの左右の側面間の距離

Claims (6)

1. 案内レールの側面に形成された軌道面とスライダの内側面に形成された軌道面との間で円筒ころが転動体として転動する直動案内装置において、
   前記案内レールの側面の上側軌道面と下側軌道面との間に、当該案内レールの軸方向に連続する溝が逃げ部として形成されていることを特徴とする直動案内軸受装置。
2. 前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝が、連続する複数本の直線によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内軸受装置。
3. 前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝が、曲線によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内軸受装置。
4. 前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝が、連続する直線と曲線とによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内軸受装置。
5. 前記案内レールの軸方向に垂直な断面において、前記逃げ部をなす溝の深さを、前記案内レールの軸方向に垂直な断面における横幅の長さによって序した値が、０．０３〜０．０５の範囲内にあることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内軸受装置。
6. 前記逃げ部をなす溝の底部分の表面硬さが、ＨＲＣ（ロックウエルＣ硬度）１０〜２５の範囲内にあることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の直動案内軸受装置。