JP2009030772A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産コストを増加することなく、スライダから転動体及びセパレータが脱落することを防止することが可能な直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置は、軸方向に延びるレール側転動体転動面１５を有する案内レール１０と、レール側転動体転動面１５に対向するスライダ側転動体転動面２５を有するスライダ２０と、レール側転動体転動面１５とスライダ側転動体転動面２５との間に転動自在に配設された転動体３０と、転動体３０を保持するセパレータ４０と、セパレータ４０を保持する保持器５０とを備え、保持器５０は、その側面がスライダ側転動体転動面２５に連なる側壁２５ｂに接触するように転動面２５ａの側方に配設され、側壁２５ｂが、転動面２５ａ側に向かって傾斜している。
【選択図】図４

Description

本発明は、往復直線運動する物体をその移動方向に案内する直動案内装置に関する。

従来、この種の直動案内装置として、例えば、図７に示すものが知られている（特許文献１参照）。
図７は、従来の直動案内装置を示し、同図（ａ）は正面縦断面図、同図（ｂ）はボールの接触状態を示す拡大断面図である。
図７に示す直線運動案内装置１００は、軌道レール（案内レール）１１０と、この軌道レール１１０に多数のボール１２０を介して移動自在に設けられる移動ブロック（スライダ）１３０と、各ボール（転動体）１２０を保持するボールチェイン（セパレータ）１４０とを備えている。

軌道レール１１０の左右各側面には、負荷ボール転走溝１１１が設けられている。
移動ブロック１３０には、軌道レール１１０の各負荷ボール転走溝１１１に対応するボール転走溝１３１が設けられている。移動ブロック１３０の各負荷ボール転走溝１１１の各縁部には、ボールチェイン１４０が移動ブロック１３０から離間することを規制する顎部１３２を有するチェイン案内部（保持器）１３３が設けられている。

ボールチェイン１４０は、隣り合うボール１２０の間に挿入され、ボール１２０の進行方向前後から各ボール１２０を挟み込むことによりボール１２０を保持するボール保持部１４１と、各ボール保持部１４１を連結する可撓性の連結部１４２とを有している。
そして、ボールチェイン１４０は、ボール保持部１４１を負荷ボール転走溝１１１とボール転走溝１３１との間に位置させ、連結部１４２を顎部１３２で係止することにより配設される。

上記構成により、直動案内装置１００では、ボール１２０は、ボールチェイン１４０のボール保持部１４１によって保持されているため、移動ブロック１３０から脱落することが防止される。また、ボールチェイン１４０は、チェイン案内部１３３の顎部１３２により係止されているため、移動ブロック１３０から脱落することが防止される。
また、直動案内装置に備えれる他のセパレータとして、例えば、図８に示すものが知られている。

図８は、転動体を保持した状態のセパレータを示す側面図である。図９は、図８に示すセパレータと転動体列とが撓むように配置された状態を示す側面図である。
図８に示すセパレータ２００は、隣り合う転動体２１０の間に介装される間座部２２０と、スライダに配設された保持器（図示せず）により保持される一対の腕部２３０とを有している。そして、各セパレータ２００は、隣り合うセパレータ２００の間座部２２０の間に転動体２１０を保持することにより、転動体２１０がスライダから脱落することを防止している。
特開平１０−１４１３７０号公報

ここで、一般的に、直動案内装置では、スペース上の理由により、セパレータを係止する保持器を薄肉に形成する必要がある。
しかしながら、図７に示す直動案内装置１００では、薄肉に形成されたチェイン案内部１３３が変形することに対する考慮がされていないため、直動案内装置１００の組み立て時において、移動ブロック１３０に軌道レール１１０を挿入する際に、チェイン案内部１３３の変形が大きくなる場合がある。

そして、チェイン案内部１３３の変形が大きくなると、チェイン案内部１３３からボールチェイン１４０が脱落するという問題がある。また、チェイン案内部１３３の変形が大きくなると、ボールチェイン１４０の撓みが大きくなり、ボールチェイン１４０からボール１２０が脱落するという問題がある。
特に、図８に示すセパレータ２００を用いた直動案内装置では、スライダに案内レールを挿入する際に、スライダに組み込まれている各転動体２１０が千鳥状に配置される場合がある。この際、セパレータ２００を保持する保持器の変形が大きくなると、図９に示すように、スライダに組み込まれている複数の転動体２１０が撓むように配置され、保持器からセパレータ２００が脱落することとなる。また、この際、隣り合うセパレータ２００の間座部２２０の間の開口幅Ｗが転動体２１０の直径よりも大きくなり、セパレータ２００から転動体２１０が脱落することとなる。

ここで、保持器の変形は、スライダに対して保持器を一体成形することにより可及的に抑制することができる。しかしながら、スライダに対して保持器を一体成形する場合、インサート成形時に金型内で各部品の高度な位置合わせを行う必要があり、生産コストが増加するという問題がある。
本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、生産コストを増加することなく、スライダから転動体及びセパレータが脱落することを防止することが可能な直動案内装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る直動案内装置は、軸方向に延びるレール側転動体転動面を有する案内レールと、
前記レール側転動体転動面に対向するスライダ側転動体転動面を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するスライダと、
前記レール側転動体転動面と前記スライダ側転動体転動面との間に転動自在に配設された転動体と、
前記転動体を保持するセパレータと、
前記スライダ側転動体転動面の近傍に配設され、前記セパレータを保持する保持器とを備えてなる直動案内装置であって、
前記保持器は、その側面が前記スライダ側転動体転動面に連なる側壁に接触するように、前記転動面の側方に配設され、
前記側壁が、前記スライダ側転動体転動面側に向かって傾斜していることを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る直動案内装置は、請求項１に係る直動案内装置において、前記スライダ側転動体転動面と前記側壁との角度が、５０°以上９０°未満であることを特徴とする。

本発明の請求項１又は２に係る直動案内装置では、スライダ側転動体転動面の側壁が、スライダ側転動体転動面側に向かって傾斜している構成により、スライダ側転動体転動面の側壁がセパレータから保持器に作用する力を受けることで、保持器が変形することを抑制することができる。
したがって、本発明の請求項１又は２に係る直動案内装置によれば、生産コストを増加することなく、保持器の変形に起因してスライダから転動体及びセパレータが脱落することを防止することが可能となる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る直動案内装置の正面図である。図２は、図１に示す直動案内装置の平面図である。図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５は、図１に示す直動案内装置に備えられるセパレータの正面図である。図６は、図５に示すセパレータの側面図である。

図１及び図２に示す直動案内装置１は、案内レール１０と、案内レール１０に対して長手方向（軸方向）（図１における奥行方向、図２における左右方向）に相対移動するスライダ２０と、スライダ２０内に転動自在に組み込まれた複数の円筒ころ（転動体）３０と、各円筒ころ３０を保持する複数のセパレータ４０（図３参照）と、各セパレータ４０を保持する保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃ（図４参照）とを備えている。

案内レール１０は、合金鋼などの金属材料からなり、長手方向に直線状に延びるように形成されている。案内レール１０は、図１及び図４に示すように、幅方向（図１における左右方向）に沿う断面がＩ字形状をなしており、その各側面には、長手方向に沿って延びるレール側転動体転動面１５が上下２列ずつ形成されている。
スライダ２０は、図２に示すように、スライダ本体２１と、スライダ本体２１の長手方向の各端部に装着された一対のエンドキャップ２２とを備えている。

スライダ本体２１は、合金鋼などの金属材料からなり、幅方向に沿う断面がコ字形状に形成されている。スライダ本体２１の内側の各側面には、図４に示すように、案内レール１０のレール側転動体転動面１５と各々対向する上下２列のスライダ側転動体転動面２５が形成されている。そして、図３に示すように、各レール側転動体転動面１５と、各レール側転動体転動面１５に対向するスライダ側転動体転動面２５とで、各円筒ころ３０が転動する直線状の負荷転動路６０が形成される。また、スライダ本体２１は、長手方向に貫通する四つの貫通孔２６を有しており、各貫通孔２６には、合成樹脂製の円筒ころ戻り通路形成部材（図示せず）が挿入されている。各円筒ころ戻り通路形成部材内には、円筒ころ３０が通過することが可能な方形断面の貫通孔が形成されており、この方形断面の貫通孔によって図３に示す円筒ころ戻り通路６１が形成されている。

各スライダ側転動体転動面２５には、図４に示すように、長手方向に沿って延びる、円筒ころ３０が転動する転動面２５ａが形成されている。また、本実施の形態では、各スライダ側転動体転動面２５では、転動面２５ａの両側方のうち一方にのみ、転動面２５ａに連なる側壁２５ｂが形成され、両側方のうち他方は開口されている。そして、各スライダ側転動体転動面２５の側壁２５ｂは、転動体転動面２５ａ側に傾斜するように形成されている。ここで、転動体転動面２５ａと側壁２５ｂとの角度は、５０°以上９０°未満に設定することが好ましい。

各エンドキャップ２２は、ポリアセタール、ポリアミド、ＰＢＴなどの合成樹脂材から形成されている。各エンドキャップ２２の内側には、図３に示すように、リターンガイド２９が組み込まれ、エンドキャップ２２とリターンガイド２９との間には、Ｕ字形状に湾曲した方向転換路６２が形成されている。また、各エンドキャップ２２には、グリースなどの潤滑剤をスライダ２０内に供給するための潤滑剤供給口２４（図１参照）が形成されている。

方向転換路６２は、図３に示すように、負荷転動路６０及び円筒ころ戻り通路６１と連通している。これにより、方向転換路６２、負荷転動路６０及び円筒ころ戻り通路６１により円筒ころ３０の循環路が形成されている。したがって、スライダ２０の相対的直線運動に伴って、負荷転動路６０を転動した円筒ころ３０は、方向転換路６２で方向転換した後、円筒ころ戻り通路６１を転動するように構成されている。
各円筒ころ３０は、合金鋼などの金属材料からなり、円柱形状に形成されている。そして、各円筒ころ３０は、図４から図６に示すように、セパレータ４０により保持された状態で、レール側転動体転動面１５とスライダ側転動体転動面２５との間に転動自在に配設されている。

各セパレータ４０は、例えばポリアセタール、ポリアミド、ＰＢＴなどの合成樹脂材から形成されている。各セパレータ４０は、図５及び図６に示すように、隣り合う円筒ころ３０の間に介装される間座部４２と、間座部４２の各側面に設けられた一対の腕部４１とを有している。そして、各セパレータ４０は、スライダ２０の各スライダ側転動体転動面２５に配設された保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃにより保持された状態で、スライダ２０に組み込まれている。

間座部４２の前面及び背面には、図６に示すように、円筒ころ３０の外周面と接触する接触面４３が形成されている。各接触面４３は、隣り合うセパレータ４０の両接触面４３の間に円筒ころ３０を回転自在に保持することができるように、円筒ころ３０の外周面に対応した曲面形状に形成されている。
一対の腕部４１は、互いに並行に設けられ、各腕部４１により円筒ころ３０の各端面を支持している。一対の腕部４１は、両腕部４１で円筒ころ３０を回転自在に支持することにより、各円筒ころ３０のスキューを抑制している。

保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、図４に示すように、スライダ本体２１のスライダ側転動体転動面２５内の転動面２５ａの各側方（近傍）に配設されている。各保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、図５に示すように、長手方向に沿って延びる、セパレータ４０の腕部４１を移動自在に保持することが可能な保持溝５２を有している。そして、各スライダ側転動体転動面２５に配設された両保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、保持溝５２を互いに対向させて配設され、各保持溝５２で各セパレータ４０の各腕部４１を保持することにより、各セパレータ４０を保持している。本実施の形態では、スライダ２０の各内側面に、上部保持器５０ａ、中間保持器５０ｂ及び下部保持器５０ｃが配設されている。上部保持器５０ａは、その側面が側壁２５ｂに接触するように、上側のスライダ側転動体転動面２５の転動面２５ａの側壁２５ｂ側の側方に配設されている。下部保持器５０ｃは、その側面が側壁２５ｂに接触するように、下側のスライダ側転動体転動面２５の転動面２５ａの側壁２５ｂ側の側方に配設されている。中間保持器５０ｂは、上側及び下側のスライダ側転動体転動面２５の転動面２５ａの開口側の側方に配設され、上側のスライダ側転動体転動面２５の保持器５０及び下側のスライダ転動体転動面２５の保持器５０を兼ねている。

そして、直動案内装置１では、各円筒ころ３０が、隣り合うセパレータ４０の両接触面４３の間に保持される。また、各セパレータ４０が、保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃにより保持された状態でスライダ２０に組み込まれている。したがって、直動案内装置１によれば、組み立て時や分解時に、円筒ころ３０がスライダ２０から脱落することを防止することが可能となる。
ここで、直動案内装置１の組み立て時において、スライダ２０に案内レール１０を挿入する際、上部保持器５０ａ及び下部保持器５０ｃには、各セパレータ４０の腕部４１から図４に示す矢印Ｐ方向への力が作用する。

そこで、直動案内装置１では、上部保持器５０ａの側面が接触するスライダ側転動体転動面２５の側壁２５ｂ及び下部保持器５０ｃの側面が接触するスライダ側転動体転動面２５の側壁２５ｂを、転動体転動面２５ａ側に傾斜するように形成している。
これにより、図４に示すように、各スライダ側転動体転動面２５の側壁２５ｂにおいて、各セパレータ４０の腕部４１から上部保持器５０ａ又は下部保持器５０ｃに作用する力を受ける保持代Ｈが形成されることとなる。

したがって、直動案内装置１では、各スライダ側転動体転動面２５の側壁２５ｂが各セパレータ４０の腕部４１から上部保持器５０ａ又は下部保持器５０ｃに作用する力を受けることにより、上部保持器５０ａ及び下部保持器５０ｃが変形することを抑制することができる。
よって、直動案内装置１によれば、生産コストを増加することなく、上部保持器５０ａ又は下部保持器５０ｃの変形に起因してスライダ２０から円筒ころ３０及びセパレータ４０が脱落することを防止することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、上記実施の形態では、各スライダ側転動体転動面２５では、転動面２５ａの両側方のうち一方にのみ側壁２５ｂが形成され、両側方のうち他方は開口されている。しかしながら、各スライダ側転動体転動面２５において、転動面２５ａの各側方に側壁２５ｂを形成し、各側壁２５ｂを転動体転動面２５ａ側に傾斜するように形成させる構成としても構わない。この場合、中間保持器５０ｂは、上側のスライダ側転動体転動面２５と下側のスライダ側転動体転動面２５とで別々に配設され、各中間保持器５０ｃの側面が、各スライダ側転動体転動面２５の側壁２５ｂに接触するように配設される。

また、上記実施の形態では、転動体として円筒ころ３０を用いる構成を採用している。しかしながら、転動体としてボールを用いる構成としても構わない。
なお、保持器５０では、上部保持器５０ａ、中間保持器５０ｂ及び下部保持器５０ｃを、それぞれ別体で形成してもよいし、各保持器５０ａ，５０ｂ，５０ｃの両端部を連結して一体で形成してもよい。この場合、上部保持器５０ａ、中間保持器５０ｂ及び下部保持器５０ｃを一体で形成した方が、直動案内装置１の組み立ての際に有利となる。

本発明の実施の形態に係る直動案内装置の正面図である。 図１に示す直動案内装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１に示す直動案内装置に備えられるセパレータの正面図である。 図５に示すセパレータの側面図である。 従来の直動案内装置を示し、同図（ａ）は正面縦断面図、同図（ｂ）はボールの接触状態を示す拡大断面図である。 転動体を保持した状態のセパレータを示す側面図である。 図８に示すセパレータと転動体列とが撓むように配置された状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 直動案内装置
１０ 案内レール
１５ レール側転動体転動面
２０ スライダ
２１ スライダ本体
２２ エンドキャップ
２４ 潤滑剤供給口
２５ スライダ側転動体転動面
２５ａ 転動面
２５ｂ 側壁
２６ 貫通孔
２８ 凹部
２９ リターンガイド
３０ 円筒ころ（転動体）
４０ セパレータ
４１ 腕部
４２ 間座部
４３ 接触面
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 保持器
５２ 保持溝
６０ 負荷転動路
６１ 円筒ころ戻り通路
６２ 方向転換路
Ｈ 保持代

Claims (2)

1. 軸方向に延びるレール側転動体転動面を有する案内レールと、
   前記レール側転動体転動面に対向するスライダ側転動体転動面を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するスライダと、
   前記レール側転動体転動面と前記スライダ側転動体転動面との間に転動自在に配設された転動体と、
   前記転動体を保持するセパレータと、
   前記スライダ側転動体転動面の近傍に配設され、前記セパレータを保持する保持器とを備えてなる直動案内装置であって、
   前記保持器は、その側面が前記スライダ側転動体転動面に連なる側壁に接触するように、前記転動面の側方に配設され、
   前記側壁が、前記スライダ側転動体転動面側に向かって傾斜していることを特徴とする直動案内装置。
2. 前記スライダ側転動体転動面と前記側壁との角度が、５０°以上９０°未満であることを特徴とする請求項１記載の直動案内装置。

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