JP2011149477A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転動体通路内での転動体のよろめきを低減し、位置決め精度を向上させることによって長寿命化を実現することができる直動案内装置を提供する。
【解決手段】案内レールと、スライダと、案内レール及びスライダにそれぞれ形成された転動体転動溝間に挿入された転動体６と、該転動体６を保持するセパレータ１０とを備え、転動体６には、転動方向に沿って周面を１周する溝部６ｂが１以上形成され、セパレータ１０は、溝部６ｂに係合する係合部１１ａを備えたセパレータ本体１１、及び転動体６の周面に沿って各セパレータ本体１１を連結する連結部１２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば産業機械分野等に用いられる直動案内装置に関し、特に、転動体として円柱形状のころを用いた直動案内装置に関する。

従来のこの種の直動案内装置としては、例えば図６に示すものが知られている。
この直動案内装置は、軸方向に延びる案内レール１と、該案内レール１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ２とを備えている。
案内レール１の幅方向の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝３が片側二条列ずつ、合計４条列形成されており、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５が形成されている。

両転動体転動溝３，５の間には転動体としての多数の円筒ころ６が転動自在に装填され、これらの円筒ころ６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相対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との間に介在する円筒ころ６は転動してスライダ２の軸方向の端部に移動するが、スライダ２を軸方向に継続移動させていくためには、これらの円筒ころ６を無限に循環させる必要がある。

このため、スライダ本体２Ａの袖部４内に軸方向に貫通する孔７を形成して該孔７に内部が円筒ころ６の通路（転動体通路）８ａとされた循環チューブ８を嵌め込むと共に、スライダ本体２Ａの軸方向の両端にそれぞれ転動体循環部品としての一対のエンドキャップ９をねじ等を介して固定し、このエンドキャップ９に上記両転動体転動溝３，５間と上記転動体通路８ａとを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）を形成することにより、円筒ころ６の無限循環軌道を形成している。
ところで、無限循環する多数の円筒ころ６はころ軸を中心に同一方向に回転するため、互いに隣り合う円筒ころ６同士が接触した場合、その接触部分のころ速度の向きは互いに逆方向になり、それにより発生する力は円筒ころ６の円滑な転動を妨げることになる。

また、転動体に円筒ころ６を使用することで、ボールを使用する場合に比べて剛性及び負荷能力が高くなる反面、走行中の円筒ころ６の軸振れ、いわゆるスキューが発生して作動性を悪化させる要因になる。
そこで、円筒ころ同士の直接接触を防止すると共に、前記スキューを抑制する目的で、互いに隣り合う円筒ころ６間にセパレータを介装する構成を有することによってスライダ２の走行を滑らかにし、走行中の騒音の低減を図ったローラチェインが提案されている（特許文献１参照）。
図７は、特許文献１に開示されたローラチェインの構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。

特許文献１に開示されたローラチェイン１００は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、多数の円筒ころ６と、円筒ころ６間に介在される間座部（セパレータ本体に相当）１１１と、間座部１１１間を連結する可撓性の連結ベルト部（連結部に相当）１１２とを備える。そして、各円筒ころ６の外周を円筒ころ６前後の間座部１１１に対して摺動自在に接触させ、間座部１１１によって各円筒ころ６を互いに平行に整列させている。また、連結ベルト部１１２は、各円筒ころ６の軸側の側面で各間座部１１１を連結している。

特開平１０−１１０７２８号公報

しかしながら、特許文献１記載のローラチェイン１００においては、連結ベルト部１１２が、各円筒ころ６の軸側の側面で各間座部１１１を連結して円筒ころ６の動きを拘束しているが、この構造を採用した場合、連結ベルト部１１２が支持している各円筒ころ６の軸側の側面は回転面となるため、円筒ころ６との接触時に、連結ベルト１１２は異なるベクトルの摩擦力を受ける。したがって、連結ベルト１１２がスムーズに動くことを妨げられるだけでなく、連結ベルト１１２が破損しやすい問題があった。このような問題は、直動案内装置のよろめきを生じやすくさせ、位置決め精度が低下させることに繋がり、結果として直動案内装置の長寿命化の弊害となる。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、転動体通路内でのよろめきを低減し、位置決め精度を向上させることによって長寿命化を実現することができる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の請求項１に係る発明は、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、これらの両転動体転動溝間に挿入された転動体としての多数の円筒ころの転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダと、互いに隣り合う前記円筒ころのそれぞれの対向する外周面に前記円筒ころの外周形状に応じた凹曲面が形成されたセパレータ本体及び互いに隣り合う前記セパレータ本体を連結する連結部を有して互いに隣り合う前記円筒ころ間に介装されるセパレータとを備え、
前記スライダは、軸方向に貫通する転動体通路を有するスライダ本体と、前記両転動体転動溝間と前記転動体通路とを連通する湾曲状の方向転換路を有して前記スライダ本体の軸方向の両端面に固定された一対のエンドキャップとを具備し、更に、前記両転動体転動溝間、前記方向転換路及び前記転動体通路によって形成される無限循環軌道を前記円筒ころが循環する際に前記セパレータの前記連結部を該円筒ころの循環方向に沿って案内する案内溝が設けられた直動案内装置であって、
前記転動体には、転動方向に沿って周面を１周する溝部が１以上形成され、
前記セパレータ本体には、前記溝部に係合する係合部が形成されると共に、前記連結部が前記転動体の周面に沿って設けられることを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、転動体に形成された溝部に係合する係合部がセパレータ本体に設けられ、連結部が転動体の軸側でなく、前記溝部に沿った前記転動体の周面に沿って設けられているので、拘束時にはほぼ単一方向（転動体の回動方向）の摩擦力しか受けないため、連結部の動きがスムーズであり、同時に転動体の動きもスムーズにすることができる。
したがって、転動体通路内での転動体のよろめきを低減し、位置決め精度を向上させることによって長寿命化を実現することができる直動案内装置を提供することができる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の直動案内装置において、前記溝部及び該溝部に対応する前記係合部が複数形成されたことを特徴としている。
請求項２に係る発明によれば、前記溝部及び該溝部に対応する前記係合部が複数形成されることにより、転動体通路内でのよろめきをさらに減じて円筒ころの挙動を安定化させるため、位置決め精度もさらに向上させることができる。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の直動案内装置において、前記両転動体転動溝に前記転動体の転動方向に沿って案内溝が形成され、該案内溝に係合する係合片が前記連結部に形成されたことを特徴としている。
請求項３に係る発明によれば、前記転動体の移動方向に沿って前記両転動体転動溝に形成された案内溝に沿って係合片が係合しながら前記セパレータが前記転動体と共に移動するので、転動体通路内でのよろめきをさらに減じて円筒ころの挙動を安定化させるため、位置決め精度もさらに向上させることができる。

本発明によれば、転動体に形成された溝部に係合する係合部がセパレータ本体に設けられ、連結部が転動体の軸側でなく、前記溝部に沿った前記転動体の周面に沿って設けられているので、拘束時にはほぼ単一方向（転動体の回動方向）の摩擦力しか受けないため、連結部の動きがスムーズであり、同時に転動体の動きもスムーズにすることができる。

本発明に係る直動案内装置の第１の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）における１ｃ−１ｃ線に沿う断面図である。 本発明に係る直動案内装置の第１の実施形態における転動体の構成の変型例を示す平面図である。 本発明に係る直動案内装置の第２の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す図であり、（ａ）は転動体の平面図、（ｂ）は転動体及びセパレータの平面図である。 本発明に係る直動案内装置の第３の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 本発明に係る直動案内装置の第４の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す側面図である。 従来の直動案内装置の構成を説明するための一部を切り欠いた図である。 従来（特許文献１）に開示されたローラチェインの構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。

以下、本発明に係る直動案内装置の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る直動案内装置の第１の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）における１ｃ−１ｃ線に沿う断面図である。図２は本発明に係る直動案内装置の第１の実施形態における転動体の構成の変型例を示す平面図である。なお、この実施の形態は、既に図６で説明した従来の直動案内装置に対して転動体及びセパレータの構成が相違するだけであるため、相違点についてのみ説明し、図６と重複する部材等については符号を流用する。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、円筒ころ６には、その周面を１周する溝部６ａが１条形成されている。また、セパレータ１０は、パレータ本体１１と連結部１２とを有してなる。セパレータ本体１１は、円筒ころ６の前後に位置するセパレータ本体片１１ａ，１１ａと係合部１１ｂとを有してなる。セパレータ本体片１１ａは、互いに隣り合う円筒ころ６，６のそれぞれの対向する外周面に、円筒ころ６の外周形状に応じた凹曲面が形成されてなる。連結部１２は、互いに隣り合う円筒ころ６，６のそれぞれの対向する外周面に設置されたセパレータ本体片１１ａ，１１ａを連結する。すなわち、互いに隣り合う円筒ころ６，６のそれぞれの対向する外周面に設置されたセパレータ本体片１１ａ，１１ａ及び連結部１２が、互いに隣り合う円筒ころ６，６間に介装される。

また、係合部１１ｂは、溝部６ａに係合するようにして１つの円筒ころ６の前後に位置するセパレータ本体片１１ａ，１１ａを連結し、かつ、溝部６ａが設けられることによって形成された軸部６ｂを上下方向で挟むように設けられる。
このように、円筒ころ６に形成された溝部６ａに係合する係合部１１ｂがセパレータ本体１１に設けられ、連結部１２が円筒ころ６の軸側でなく、溝部６ａに沿った円筒ころ６の周面に沿って設けられているので、拘束時にはほぼ単一方向（円筒ころ６の回動方向）の摩擦力しか受けないため、連結部１２の動きがスムーズであり、同時に円筒ころ６の動きもスムーズにすることができる。

したがって、転動体通路８ａ内での円筒ころ６のよろめきを低減し、位置決め精度を向上させることによって長寿命化を実現することができる直動案内装置を提供することができる。
ここで、溝部６ａの形状は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、断面形状がＶ字形状（図２（ａ））をなしてもよいし、断面形状がＵ字形状（図２（ｂ））をなしてもよいし、断面形状が矩形状（図２（ｃ））をなしてもよい。なお、係合部１１ｂの断面形状は、これら図２（ａ）〜（ｃ）に示す溝部６ａの断面形状に応じるように決定される。

（第２の実施形態）
図３は本発明に係る直動案内装置の第２の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す図であり、（ａ）は転動体の平面図、（ｂ）は転動体及びセパレータの平面図である。図３は、上述した第１の実施形態に対して、転動体及びセパレータの構成が相違するだけであるので、上述した第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

図３（ａ）に示すように、本実施形態の直動案内装置の円筒ころ６には、その周面を１周する溝部６ａが２条並行に形成されている。また、図３（ｂ）に示すように、係合部１１ｂは、円筒ころ６に形成された２条の溝部６ａにそれぞれ係合するようにセパレータ本体片１１ａに設けられている。また、１つの円筒ころに設置されたセパレータ本体片１１ａ，１１ａと、隣接する円筒ころに設置されたセパレータ本体片１１ａ，１１ａとを連結部１２が連結している。
このように、溝部６ａ及び該溝部６ａに対応する係合部１１ｂが複数形成されることにより、転動体通路８ｂ内でのよろめきをさらに減じて円筒ころ６の挙動を安定化させるため、位置決め精度もさらに向上させることができる。

（第３の実施形態）
図４は本発明に係る直動案内装置の第３の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図４は、上述した第１の実施形態に対して、セパレータの構成が相違するだけであるので、上述した第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態の直動案内装置のセパレータ１０には、円筒ころ６の側面形状と同心円形状の係合片１１ｃがセパレータ本体１１から突出するように設けられている。一方、転動体転動溝３，５にはそれぞれ、係合片１１ｃに係合する案内溝３０，５０が互いに開口方向を対向させて形成されている。すなわち、本実施形態では、上記第１の実施形態及び第２の実施形態のように、円筒ころ６のスキュー拘束面（円筒ころ６においてセパレータ１０が接触する面）が円筒ころ６の周面となるように、溝部６ａと係合部１１ｂとの係合によりセパレータ１０が円筒ころ６のスキューを制御するだけでなく、セパレータ１０に設けられた係合片１１ｃを案内溝３０，５０に係合させながら円筒ころ６及びセパレータ１０を転動体通路８ａ内で移動させるのである。
このように、前記円筒ころ６の移動方向に沿って転動体転動溝３，５に形成された案内溝３０，５０に沿って係合片１１ｃが係合しながらセパレータ１０が円筒ころ６と共に移動するので、転動体通路８ａ内でのよろめきをさらに減じて円筒ころ６の挙動を安定化させるため、位置決め精度もさらに向上させることができる。

（第４の実施形態）
図５は本発明に係る直動案内装置の第４の実施形態における転動体及びセパレータの構成を示す側面図である。図５は、上述した第１の実施形態に対して、セパレータの構成が相違するだけであるので、上述した第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
図５に示すように、本実施形態の直動案内装置のセパレータ１０は、セパレータ本体片１１ａが円筒ころ６の前後部分の上側部分のみを覆う形状となっている。この形状に伴って、係合部１１ｂも円筒ころ６の軸部６ｂから上側部分のみ設けられることとなる。すなわち、係合部１１ｂは、円筒ころ６の溝部６ａの上側部分のみで係合することとなる。このようなセパレータ１０の形状を採用することにより、係合部１１ｂが円筒ころ６の軸部６ｂを挟むように設けなくても十分にセパレータ１０が円筒ころ６のスキューを制御できるような構成において、セパレータ１０を簡単な構造とし、可撓性を向上させるので、セパレータ１０の動きをスムーズにすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、転動体に形成された溝部に係合する係合部がセパレータ本体に設けられ、連結部が転動体の軸側でなく、前記溝部に沿った前記転動体の周面に沿って設けられているので、拘束時にはほぼ単一方向（転動体の回動方向）の摩擦力しか受けないため、連結部の動きがスムーズであり、同時に転動体の動きもスムーズにすることができる。
したがって、転動体通路内での転動体のよろめきを低減し、位置決め精度を向上させることによって長寿命化を実現することができる直動案内装置を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、セパレータはセパレータ本体のみで構成され、セパレータ本体を連結する連結部が設けられなくともよい。また、上記実施形態では、直動案内装置に組み込まれる転動体及びセパレータについて説明したが、同様な構成の転動体及びセパレータを組み込んだローラ型軸受やローラ型ボールねじに適用してもよい。

１ 案内レール
２ スライダ
２Ａ スライダ本体
３ 転動体転動溝（案内レール側）
５ 転動体転動溝（スライダ側）
６ 円筒ころ
６ｂ 溝部
８ａ 転動体通路
９ エンドキャップ
１０ セパレータ
１１ セパレータ本体
１１ｂ 係合部
１１ｃ 係合片
１２ 連結部
３０ 案内溝（案内レール側）
５０ 案内溝（スライダ側）

Claims (3)

1. 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、これらの両転動体転動溝間に挿入された転動体としての多数の円筒ころの転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダと、互いに隣り合う前記円筒ころのそれぞれの対向する外周面に前記円筒ころの外周形状に応じた凹曲面が形成されたセパレータ本体及び互いに隣り合う前記セパレータ本体を連結する連結部を有して互いに隣り合う前記円筒ころ間に介装されるセパレータとを備え、
   前記スライダは、軸方向に貫通する転動体通路を有するスライダ本体と、前記両転動体転動溝間と前記転動体通路とを連通する湾曲状の方向転換路を有して前記スライダ本体の軸方向の両端面に固定された一対のエンドキャップとを具備し、更に、前記両転動体転動溝間、前記方向転換路及び前記転動体通路によって形成される無限循環軌道を前記円筒ころが循環する際に前記セパレータの前記連結部を該円筒ころの循環方向に沿って案内する案内溝が設けられた直動案内装置であって、
   前記転動体には、転動方向に沿って周面を１周する溝部が１以上形成され、
   前記セパレータ本体には、前記溝部に係合する係合部が形成されると共に、前記連結部が前記転動体の周面に沿って設けられることを特徴とする直動案内装置。
2. 前記溝部及び該溝部に対応する前記係合部が複数形成されたことを特徴とする請求項１記載の直動案内装置。
3. 前記両転動体転動溝に前記転動体の転動方向に沿って案内溝が形成され、該案内溝に係合する係合片が前記連結部に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の直動案内装置。

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