JP2010270813A - 直動軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外筒の長さに対して軸体の可動距離が大きく、そして耐久性にも優れる直動軸受を提供すること。
【解決手段】内周面に互いに間隔をあけて一対の周溝１１ａ、１１ａが形成されている外筒１１、外筒の内周面の両周溝の間に軸方向及び周方向の各々に沿って配設された複数個の転動体１２、１２、〜を、各転動体が外周面側及び内周面側の各々に部分的に突き出た状態で保持する筒状転動体保持器１３、および外筒の各周溝に内周部が前記溝から内側に突き出た状態で収容されている環状止め具１４を含む直動軸受であって、上記環状止め具の内径が、筒状転動体保持器の外径よりも大きな値に設定されていて、この環状止め具１４の内周部と筒状転動体保持器１３に保持された転動体のうちの軸方向の両端部に位置する転動体１２ａの前記保持器１３の外周面側に突き出た部位との接触により、筒状転動体保持器１３の外筒１１の外部への脱落が防止されていることを特徴とする直動軸受。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種機械装置が備える軸体の支持に有利に用いることができる直動軸受に関する。

図６は、従来の直動軸受の構成を示す部分断面図であり、そして図７は、図６の直動軸受６０の右側面図である。

図６及び図７に示す直動軸受６０は、内周面に互いに間隔をあけて一対の周溝６１ａ、６１ａが形成された外筒６１、外筒６１の内周面の両周溝６１ａ、６１ａの間に軸方向及び周方向の各々に沿って配設された複数個の転動体６２、６２、〜を、各転動体６２が外周面側及び内周面側の各々に部分的に突き出た状態で保持する筒状転動体保持器６３、および外筒６１の各周溝６１ａに内周部が前記溝６１ａから内側に突き出た状態で収容されている環状止め具６４などから構成されている。

直動軸受６０の外筒６１には、支持対象の軸体６９が収容支持される。この軸体６９を、例えば、図６にて右方向に移動すると、外筒６１と軸体６９との間に配置された各転動体６２が右方向に転動する。これらの転動体６２、６２、〜の転動により、軸体６９の円滑な移動が可能とされている。

直動軸受６０には、筒状転動体保持器６３の外筒６１の外部への脱落（前記保持器６３が転動体６２と共に外筒６１の外部に部分的に突き出ることを含む）を防止するため、一対の環状止め具６４、６４が付設されている。筒状転動体保持器６３が転動体６２と共に外筒６１の外部に突き出ると、この転動体６２が保持器６３から脱落して、軸体６９を安定に支持することができなくなるからである。

このような構成の直動軸受は、例えば、特許文献１に記載されている。

特開平８−８６３１２号公報（第５図）

前記の従来の直動軸受６０では、環状止め具６４、６４により、軸体６９の可動距離が制限される。例えば、図６の右方向に軸体６９を移動させた際に、筒状転動体保持器６３の右端面が右側の止め具６４に接触する（保持器６３が図６に二点鎖線で記入した位置まで移動する）と、転動体６２は更に右方向には転動することができなくなり、軸体６９もまた更に右方向には移動することができなくなる。このため、軸体６９の可動距離は、転動体６２の可動距離Ｌａの二倍の距離（すなわち２×Ｌａ）に制限される。従って、軸体６９の可動距離を大きくするため、すなわち筒状転動体保持器６３に保持された転動体６２の可動距離を大きくするためには、外筒６１の長さを大きくする必要がある。

なお、軸体６９に転動体６２との静摩擦力を超える大きな力を付与して、軸体６９を（転動体６２を転動させることなく）更に右方向に強制的に移動することはできるものの、軸体６９の円滑な移動が妨げられる。従って、直動軸受６０に支持された軸体６９は、通常、前記可動距離（２×Ｌａ）を超えない範囲内にて移動される。

また、直動軸受６０では、環状止め具６４の内周部が外筒６１の内側に大きく突き出ている。このため、図８に示すように筒状転動体保持器６３が環状止め具６４に接触して、環状止め具６４に図に記入した矢印６８が示す方向に荷重が付与された際に、止め具６４の内周部に撓みを生じ易い。そして、直動軸受６０が長期間にて使用され、筒状転動体保持器６３と環状止め具６４との接触（衝突）が繰り返されると、環状止め具６４の内周部に繰り返して撓みを生じるため、環状止め具６４に塑性変形や破損を生じ易い。また、筒状転動体保持器６３と環状止め具６４との接触が繰り返されると、筒状転動体保持器６３にも繰り返して荷重が付与されるため、筒状転動体保持器６３にも塑性変形や破損を生じ易い。このような環状止め具６４あるいは筒状転動体保持器６３の塑性変形や破損は、直動軸受６０の耐久性の向上を妨げる原因となっている。

本発明の課題は、外筒の長さに対して軸体の可動距離が大きく、そして耐久性にも優れる直動軸受を提供することにある。

本発明は、内周面に互いに間隔をあけて一対の周溝が形成されている外筒、外筒の内周面の両周溝の間に軸方向及び周方向の各々に沿って配設された複数個の転動体を、各転動体が外周面側及び内周面側の各々に部分的に突き出た状態で保持する筒状転動体保持器、および外筒の各周溝に内周部が前記溝から内側に突き出た状態で収容されている環状止め具を含む直動軸受であって、上記環状止め具の内径が、筒状転動体保持器の外径よりも大きな値に設定されていて、この環状止め具の内周部と筒状転動体保持器に保持された転動体のうちの軸方向の両端部に位置する転動体の前記保持器の外周面側に突き出た部位との接触により、筒状転動体保持器の外筒の外部への脱落が防止されていることを特徴とする直動軸受にある。

本発明の直動軸受の好ましい態様は、次の通りである。
（１）環状止め具の断面が円形である。
（２）環状止め具がＣ字型の形状にある。

本発明はまた、上記の本発明の直動軸受の外筒に、軸体をその外周面が上記各転動体と接触した状態で収容してなる直動案内装置にもある。

本発明の直動案内装置においては、外筒の内周面と軸体の外周面との各々に長さ方向に延びる複数本の溝が形成されていて、上記各転動体が外筒の各溝と軸体の各溝とに係合していることが好ましい。

本発明の直動軸受では、筒状転動体保持器に保持された複数個の転動体のうちの軸方向の両端部に位置する転動体を環状止め具に接触させることにより、筒状転動体保持器の外筒の外部への脱落が防止されている。このため、筒状転動体保持器に保持された転動体の各々は、従来の直動軸受のように筒状転動体保持器の端部を環状止め具に接触させる場合と比較して、上記転動体と環状止め具とが接触するまで、より長い距離にて転動することができる。このため、本発明の直動軸受は、その外筒の長さに対して、支持対象の軸体を長距離にて移動させることができる。また、本発明の直動軸受では、環状止め具の外筒の内側への付き突き出し長さが短いため、上記転動体と環状止め具とが接触した際に止め具に撓みを生じ難い。従って、本発明の直動軸受は、長期間での使用により、上記転動体と環状止め具との接触（衝突）が繰り返された際にも、環状止め具に塑性変形や破損を生じ難い。また、筒状転動体保持器が環状止め具に接触することがないため、筒状転動体保持器の塑性変形や破損の発生も防止される。このため、本発明の直動軸受は優れた耐久性を示す。

本発明の直動軸受の構成例を示す部分断面図である。 図１の直動軸受１０の右側面図である。 図１の直動軸受１０の転動体１２ａが環状止め具１４に接触した状態を示す拡大図である。 本発明の直動案内装置の構成例を示す部分断面図である。 図４の直動案内装置５０の右側面図である。 従来の直動軸受の構成を示す部分断面図である。 図６の直動軸受６０の右側面図である。 図６の直動軸受６０の筒状転動体保持器６３が環状止め具６４に接触した状態を示す拡大図である。

本発明の直動軸受を、添付の図面を用いて説明する。

図１は、本発明の直動軸受の構成例を示す部分断面図であり、そして図２は、図１の直動軸受１０の右側面図である。

図１及び図２に示す直動軸受１０は、内周面に互いに間隔をあけて一対の周溝１１ａ、１１ａが形成されている外筒１１、外筒１１の内周面の両周溝１１ａ、１１ａの間に軸方向及び周方向の各々に沿って配設された複数個の転動体１２、１２、〜を、各転動体１２が外周面側及び内周面側の各々に部分的に突き出た状態で保持する筒状転動体保持器１３、および外筒１１の各周溝１１ａに内周部が溝１１ａから内側に突き出た状態で収容されている環状止め具１４などから構成されている。この直動軸受１０は、上記環状止め具１４の内径が、筒状転動体保持器１３の外径よりも大きな値に設定されていて、この環状止め具１４の内周部と筒状転動体保持器１３に保持された転動体１２、１２、〜のうちの軸方向の両端部に位置する転動体１２ａの前記保持器１３の外周面側に突き出た部位との接触により、筒状転動体保持器１３の外筒１１の外部への脱落が防止されていることに主な特徴がある。

図１に示すように、本発明の直動軸受１０では、軸体１９を図の左方向に移動させた際に、図の左端に位置する転動体１２ａの筒状転動体保持器１３の外周面側に突き出た部位が、左側の環状止め具１４の内周部に接触すると、筒状転動体保持器１３は更に左方向には移動することができなくなる。このため、筒状転動体保持器１３が、外筒１１の左端の開口から外部に脱落すること（保持器１３が転動体１２と共に外筒１１の左端の開口から外部に部分的に突き出ることを含む）が防止される。

同様に、本発明の直動軸受１０では、軸体１９を図の右方向に移動させた際に、図１に二点鎖線で示すように、図の右端に位置する転動体１２ａの筒状転動体保持器１３の外周面側に突き出た部位が、右側の環状止め具１４の内周部に接触すると、筒状転動体保持器１３は更に右方向には移動することができなくなる。このため、筒状転動体保持器１３が、外筒１１の右端の開口から外部に脱落すること（保持器１３が転動体１２と共に外筒１１の右端の開口から外部に部分的に突き出ることを含む）が防止される。

そして、図の左方向及び右方向の何れの方向に軸体を移動させた場合でも、各転動体１２は、図６の従来の直動軸受６０の場合と比較して、距離Ｌｂの長さだけ余分に移動（転動）することができる。すなわち、各転動体１２の可動距離が、２×Ｌｂの長さだけ増加する。従って、直動軸受１０の軸体１９の可動距離は、２×（Ｌａ＋２×Ｌｂ）となる。

図１の本発明の直動軸受１０と、図６の従来の直動軸受６０とは、各々の外筒が互いに同じ長さに設定されている。しかしながら、図１の本発明の直動軸受１０に支持された軸体１９の可動距離は、図６の従来の直動軸受６０に支持された軸体６９の可動距離の約１．７倍という大きな値を示す。言い換えると、図１の本発明の直動軸受１０は、図６の従来の直動軸受６０の場合と同じ軸体の可動距離を実現するのであれば、その外筒１１を約８５％の長さに短縮して小型化することができる。

また、図１の本発明の直動軸受１０では、図６の従来の直動軸受６０の場合と比較して、環状止め具１４の内周部の外筒１１の内側への付き突き出し長さが短い。このため、図３に示すように転動体１２ａが環状止め具１４に接触して、環状止め具１４に図に記入した矢印１８が示す方向に荷重が付与された際に、この止め具１４の内周部に撓みを生じ難い。従って、直動軸受１０は、長期間での使用により、転動体１２ａと環状止め具１４との接触（衝突）が繰り返された際にも、環状止め具１４に塑性変形や破損を生じ難い。また、筒状転動体保持器１３が環状止め具１４に接触することがないため、筒状転動体保持器１３の塑性変形や破損の発生も防止される。このため、本発明の直動軸受１０は優れた耐久性を示す。

このように、本発明の直動軸受１０は、外筒１１の長さに対して（支持対象の）軸体１９の可動距離が大きく、そして耐久性にも優れている。

図３に示すように、環状止め具１４の断面が円形であると、前記の図に記入した矢印１８が示す方向の荷重が、矢印１８ａが示す方向の荷重成分と、矢印１８ｂが示す方向の荷重成分として、それぞれ環状止め具１４と、軸体１９とに付与される。従って、環状止め具１４に付与される荷重の大きさが小さくなり、環状止め具１４の塑性変形や破損が更に抑制される。このため、直動軸受１０が更に優れた耐久性を示す。

図２に示すように、環状止め具１４がＣ字型の形状とされていると、次のようにして、環状止め具１４を外筒１１の周溝１１ａに容易に収容することが可能になる。

先ず、Ｃ字型の形状の環状止め具１４を、その外周側から力を付与して外径が小さくなるように弾性変形させた状態で外筒１１の開口の内側に嵌め合わせる。この環状止め具１４を外筒１１の内部に押し込むと、この止め具１４が外筒１１の周溝１１ａに到達する。この際に、環状止め具１４は、その外径が大きくなり、この外筒１１の周溝１１ａに内周部が周溝１１ａから内側に突き出た状態で収容される。

図１及び図２に示す直動軸受１０において、筒状転動体保持器１３に保持されている複数個の転動体は、保持器１３の長さ方向に整列する５個の転動体からなる転動体の組が、保持器１３の周方向に互いに間隔をあけて６組配設された構成にある。

本発明の直動軸受においては、筒状転動体保持器の転動体を収容する透孔の機械加工が容易になることから、筒状転動体保持器に保持される複数個の転動体は、保持器の長さ方向に整列する２個以上の転動体の組が、保持器の周方向に互いに間隔をあけて２組以上配設された構成にあることが好ましい。

この転動体の組の数が多くなるほど、軸体を長さ方向に移動させるために大きな駆動力が必要になる。このため、転動体の組の数は、２〜２０組（特に、３〜１２組）の範囲内にあることが好ましい。同様の理由により、各組の転動体の数は、２〜３０個（特に、３〜２０個）の範囲内にあることが好ましい。

直動軸受１０の転動体１２としては、球体が用いられている。球体に代えて、コロ（ローラ）を用いることもできる。

直動軸受１０の外筒１１、転動体１２、そして支持対象の軸体１９は、鋼（例、高炭素クロム鋼、ステンレス鋼）やアルミニウムに代表される金属材料から形成することができる。これらの部品は、軽量化のため樹脂材料から形成したり、あるいは耐熱性の向上のためセラミック材料から形成したりすることもできる。

筒状転動体保持器１３や環状止め具１４は、ステンレス鋼やアルミニウムに代表される金属材料、あるいはポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、そしてポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂に代表される樹脂材料から形成することができる。

図１に示すように、直動軸受１０の外筒１１に、軸体１９をその外周面が上記各転動体１２と接触した状態で収容することにより、本発明の直動案内装置を構成することができる。

本発明の直動案内装置は、直動軸受１０を用いているため、外筒１１の長さに対して軸体１９の可動距離が大きく、そして耐久性にも優れている。

図４は、本発明の直動案内装置の別の構成例を示す部分断面図であり、そして図５は、図４の直動案内装置５０の右側面図である。

図４及び図５に示す直動案内装置５０の構成は、外筒１１の内周面と軸体１９の外周面との各々に長さ方向に延びる複数本の溝が形成されていて、上記各転動体１２が外筒１１の各溝１１ｂと軸体１９の各溝１９ａとに係合していること以外は図１に示す直動案内装置と同様である。

直動案内装置５０は、各々の転動体１２が外筒１１の各溝１１ｂと軸体１９の各溝１９ａとに係合していて、これにより軸体１９の周方向への回転が防止さるため、軸体１９を長さ方向に精密に移動させることができる。

外筒の内周面の溝と軸体の外周面の溝とは、互いに対向配置される。外筒の溝と軸体の溝とは、それぞれ２〜２０本（特に、３〜１２本）の範囲内にあることが好ましい。軸体の各溝に配置される転動体の数は、２〜３０個（特に、３〜２０個）の範囲内にあることが好ましい。

１０ 直動軸受
１１ 外筒
１１ａ 周溝
１１ｂ 溝
１２、１２ａ 転動体
１３ 筒状転動体保持器
１４ 環状止め具
１８、１８ａ、１８ｂ 矢印
１９ 軸体
１９ａ 溝
５０ 直動案内装置
６０ 直動軸受
６１ 外筒
６１ａ 周溝
６２ 転動体
６３ 筒状転動体保持器
６４ 環状止め具
６８ 矢印
６９ 軸体

Claims (5)

1. 内周面に互いに間隔をあけて一対の周溝が形成されている外筒、外筒の内周面の両周溝の間に軸方向及び周方向の各々に沿って配設された複数個の転動体を、各転動体が外周面側及び内周面側の各々に部分的に突き出た状態で保持する筒状転動体保持器、および外筒の各周溝に内周部が当該溝から内側に突き出た状態で収容されている環状止め具を含む直動軸受であって、
   上記環状止め具の内径が、筒状転動体保持器の外径よりも大きな値に設定されていて、この環状止め具の内周部と筒状転動体保持器に保持された転動体のうちの軸方向の両端部に位置する転動体の前記保持器の外周面側に突き出た部位との接触により、筒状転動体保持器の外筒の外部への脱落が防止されていることを特徴とする直動軸受。
2. 環状止め具の断面が円形である請求項１に記載の直動軸受。
3. 環状止め具がＣ字型の形状にある請求項１もしくは２に記載の直動軸受。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動軸受の外筒に、軸体をその外周面が上記各転動体と接触した状態で収容してなる直動案内装置。
5. 外筒の内周面と軸体の外周面との各々に長さ方向に延びる複数本の溝が形成されていて、上記各転動体が外筒の各溝と軸体の各溝とに係合している請求項４に記載の直動案内装置。

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