JP2012072838A - 有限ストローク型運動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定側部材に対する移動側部材のストローク量や荷重の負荷能力を犠牲にすることなく、小型化を達成することが可能であり、また、簡易に且つ安価に製造することが可能な有限ストローク型運動案内装置を提供する。
【解決手段】 転動体の転走面を有する固定側部材と、この固定側部材の転走面と対向する位置に転動体の転走面を有すると共に当該転走面を転走する多数の転動体を介して前記固定側部材に組つけられた移動側部材と、前記固定側部材の転走面と移動側部材の転走面との間に配置されて同一の転走面を転走する複数個の転動体を囲って集束させると共に個々の転動体を回転自在に整列させる転動体規制部材とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、固定側部材と移動側部材との間で転動体を集束させる転動体規制部材が配置され、この転動体規制部材の移動に伴って前記移動側部材が固定側部材に対して往復運動する有限ストローク型の運動案内装置に関する。

各種産業機械においてテーブル等の可動体の直線移動を支承する運動案内装置のうち、軽荷重用途向けの装置としては、例えば、特開平１１−２０１１５８号公報に開示される有限ストローク型の運動案内装置が知られている。この運動案内装置では、固定側部材がチャネル状に形成される一方、移動側部材は固定側部材よりも一回り小さなチャネル状に形成され、これらに固定側部材と移動側部材との間には、転動体を配列させる転動体保持部材が配置されている。

前記転動体保持部材には、個々のボールを回転自在に保持するための保持孔がボール数だけ配列されており、各保持孔には個々のボールが独立して収容されるようになっている。また、各保持孔は該転動体保持部材の内周面と外周面との間を貫通している。これにより、各保持孔に保持されたボールが固定側部材及び移動側部材の転走面に対して接触し得るようになっている。

また、前記転動体保持部材の移動方向長さは固定側部材及び移動側部材の転走面の長さよりも短く形成されており、固定側部材に対して移動側部材を移動させると、ボールの転走に伴って転動体保持部材が移動側部材と固定側部材の隙間をボールの転走方向へ移動するように構成されている。このため、移動側部材の移動方向における前後両端面にはストッパ部材が夫々設けられており、ボールの転走と共に移動した転動体保持部材が移動側部材と固定側部材との隙間から離脱するのを防止している。

特開平１１−２０１１５８号公報

しかし、このような従来の有限ストローク型運動案内装置では、転動体保持部材に対して個々のボールを独立して収容する保持孔が複数設けられており、互いに隣接する保持孔は隔てられているので、ボールとボールとの中心間距離はボール直径以上に大きくならざるを得ない。その一方、転動体保持部材の長さは、固定側部材及び移動側部材における転走面の長さ、要求される移動側部材のストローク量による制約を受けざるを得ない。このため、ボールを個々に独立して収容する従来の転動体保持部材では、同一の転走面を転走するボール数をそれほど多く設定することができないといった課題があった。特に、運動案内装置の小型化を図る場合、小型化のためにボールの直径を小さく設定すると、その分だけボール数を増やさなければ同じ程度の大きさの荷重を負荷することができないため、上記構成のような従来の転動体保持部材は運動案内装置の小型化に障害となってしまう。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、固定側部材に対する移動側部材のストローク量や荷重の負荷能力を犠牲にすることなく、小型化を達成することが可能であり、また、簡易に且つ安価に製造することが可能な有限ストローク型運動案内装置を提供することにある。

すなわち、本発明は、転動体の転走面を有する固定側部材と、この固定側部材の転走面と対向する位置に転動体の転走面を有すると共に当該転走面を転走する多数の転動体を介して前記固定側部材に組つけられた移動側部材と、前記固定側部材の転走面と移動側部材の転走面との間に配置されて同一の転走面を転走する複数個の転動体を囲って集束させると共に個々の転動体を回転自在に整列させる転動体規制部材とを備えている。

このように構成された本発明の有限ストローク型運動案内装置では、前記転動体規制部材が同一の転走面を転走する複数個の転動体を囲って集束させると共に個々の転動体を回転自在に整列させるようになっている。このため、本発明の転動体規制部材は、個々の転動体が独立した状態で収容される転動体保持孔を備える従来の転動体保持部材と比べて、その移動方向の長さが同一であれば、配列する転動体の個数を増やすことが可能となる。これにより、転動体の直径を小さくしつつも、使用する転動体の個数を増強することで荷重の負荷能力の減少を回避することができ、転動体の直径を小さくしたことにより、運動案内装置の小型化を達成することが可能となる。

本発明を適用した有限ストローク型の運動案内装置を示す斜視図である。 図１に示す運動案内装置の正面断面図である。 図１に示す運動案内装置が備える転動体規制部材の斜視図である。 図３に示す転動体規制部材の側面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の有限ストローク型運動案内装置を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明を適用した有限ストローク型のスライドレールユニットを示すものであり、図１は斜視図、図２は正面断面図である。このスライドレールユニットは、固定側部材としてのアウタレール１と、このアウタレール１内に収納される移動側部材としてのインナレール２と、前記アウタレール１とインナレール２との間を転走する転動体としてのボール３と、アウタレール１とインナレール２との間で多数のボール３に組み付けられた転動体規制部材としてのボール規制部材４とから構成されている。尚、図１では、前記スライドレールユニットの内部を理解し易くするため、前記インナレール２の一部を切り欠いて描いている。

前記アウタレール１は鋼板をロールフォーミング加工により精密成形したものであり、取付け部１１の長手方向に沿って一対のボール転走部１２，１２を曲げ起こすことによりチャネル状に形成されている。また、各ボール転走部１２，１２の内側面には前記ボール３が転走するボール転走面１３ａ，１３ｂが形成されている。

一方、前記インナレール２も同様にして鋼板から成形され、取付け部２１の長手方向に沿って一対のボール転走部２２，２２を曲げ起こすことによりチャネル状に形成されている。各ボール転走部２２，２２の外側面にはボール転走面２３ａ，２３ｂが形成されている。但し、このインナレール２はアウタレール１のボール転走部１２，１２の間に収納され、該アウタレール１との間にボール３を配列することから、前記アウタレール１よりも一回り小さく形成されている。すなわち、前記インナレール２がアウタレール１のボール転走部１２，１２の間に収納された状態では、該インナレール２の転走面２３ａがアウタレール１の転走面１３ａと、転走面２３ｂが転走面１３ｂと対向するようになっている。

各レール１，２の取付け部１１，２１には取付けねじ５が貫通するねじ孔１４，２４が夫々開設されており、図２に示すように、例えばアウタレール１は取付ねじ５を用いて家具本体２００に、インナレール２は取付ねじ５を用いて引き出し２０１に夫々固定される。引き出し２０１を家具本体２００内に完全に収納した状態では、前記インナレール２がアウタレール１と完全に重なり、スライドレールユニットの全長がもっとも短くなるように構成されている。

図３及び図４は前記ボール規制部材４を示すものであり、図３は斜視図、図４は側面図である。かかるボール規制部材４は線状の鋼材を曲げ加工により成形したものであり、前記アウタレール１とインナレール２との間に挿入されてこれらアウタレール１とインナレール２との間を転走する多数のボール３を囲うようにして整列させる。尚、図３及び図４では前記ボール規制部材４の構成を理解しやすくするため、一部を省略して描いている。

このボール規制部材４は、前記アウタレール１の転走面１３及びインナレール２の転走面２３の軸方向と平行に設けられた直線部４１と、この直線部４１によって連結されて略Ｕ字状に形成された一対の規制腕４２，４２とから構成されており、各規制腕４２の内側面４３は前記ボール３の球面に近似した曲率で形成されている。また、各規制腕４２，４２は開放端４２ａを有しており、これら開放端４２ａの間には開口４４が形成されている。

前記一対の規制腕４２，４２間には、前記アウタレール１の転走面１３及びインナレール２の転走面２３を転走する多数のボール３が一緒に収容されるようになっている。換言すれば、前記アウタレール１の転走面１３及びインナレール２の転走面２３を転走する多数のボール３は、前記ボール規制部材４によって集束されるようになっている。

前記ボール規制部材４の移動方向の長さ、すなわち、一方の規制腕４２に係る内側面４３の深部Ａから他方の規制腕４２に係る内側面４３の深部Ｂまでの長さＬは、（ボール３の直径）×（収容されるボール３の個数）と略同一、あるいはそれよりも若干大きい程度に設定されている。

また、前記一対の規制腕４２，４２に係る開放端４２ａの間に設けられた開口４４の幅は、（ボール３の直径）×（一対の規制腕４２，４２間に収容されるボール３の個数）よりも小さく設定されている。

このように構成されたボール規制部材４は、前記アウタレール１及びインナレール２の転走面１３，２３毎に設けられている。すなわち、当該ボール規制部材４は、アウタレール１の転動面１３ａとインナレール２の転走面２３ａとの間に、アウタレール１の転走面１３ｂとインナレール２の転走面２３ｂとの間に夫々設けられている。

上記構成からなるボール規制部材４を有する本発明のスライドレールユニットでは、前記アウタレール１に対してインナレール２を移動させると、一対の規制腕４２，４２間に収容された総てのボール３は互いに近接し、離散することなく前記アウタレール１のボール転走面１３及びインナレール２のボール転走面２３を転走するようになる。もっとも、前記アウタレール１のボール転走面１３とインナレール２の転走面２３との間を転走するボール３を複数のグループに分割し、グループ毎にボール規制部材４を設けても差し支えない。

そして、以上のように構成された本発明を適用したスライドレールユニットによれば、同一の転走面１３，２３を転走する複数個のボール３が軸方向に離散することがないよう、ボール規制部材４によって囲まれて集束されている分、ボール規制部材４の軸方向長さが同一であれば、個々のボールに対して独立した転動体保持孔を設けていた従来の転動体保持部材に比べ、より多くのボール３を配列することが可能となる。これにより、従来と同等あるいはそれ以上の荷重負荷能力を確保しつつ、ボール３の小径化、ひいてはアウタレール１及びインナレール２の小径化を図ることが可能となり、スライドレールユニットの小型化を達成することが可能となる。

また、本発明を適用したスライドレールユニットに係る転動体規制部材としてのボール規制部材４は、汎用品の線状鋼材を曲げ加工するのみで製造することが可能である。すなわち、本発明に係る転動体規制部材は、個々のボールに対して独立した転動体保持孔を設けていた従来の転動体保持部材に比べ、簡易な構成となっている。その分、運動案内装置を簡易に且つ安価に製造することが可能である。

更に、本発明を適用したスライドレールユニットによれば、前記ボール規制部材４の開口４４の幅が（ボール３の直径）×（一対の規制腕４２，４２間に収容されるボール３の個数）よりも小さく設定されているため、アウタレール１とインナレール２との間に設けられたボール列から前記ボール規制部材４が抜け落ちるのを防止することが可能である。

尚、前述の実施形態では本発明をスライドレールユニットに適用した例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、丸軸とこれに対して相対的な往復運動を行なうスプラインナットとからなるボールスプライン装置、相対的な往復運動を行う一対のベアリングレース間にボールケージを介在させたリニアガイド装置、丸軸とこれに対して相対運動を行うナット部材との間にボールケージを介在させたリニアブッシュ装置等に適用することが可能である。

また、転動体はボールに限られるものではなく、ローラを使用しても良い。その場合、転動体の転走面の断面形状は使用するローラの形状に応じ、ボールの場合と同様な曲面状の転走面としても良いし、単なる平面状の転走面としても良い。

また更に、上記実施形態に係るボール規制部材４では各規制腕４２が略Ｕ字状に形成されているが、前記開口４４の幅が（ボール３の直径）×（一対の規制腕４２，４２間に収容されるボール３の個数）よりも小さく設定されているのであれば、例えば略矩形状に形成されていても差し支えない。

また、前述の実施形態に係るボール規制部材４では、一対の規制腕４２の開放端４２ａの間に開口４４が形成されているが、該開口を構成せずにボール規制部材４が複数個のボール３の全周を囲うような構成としても差し支えない。

更に、前述の実施形態では、ボール規制部材４を線状の鋼材を曲げ加工により成形したものを説明したが、該ボール規制部材４は合成樹脂を型内に射出して成形しても差し支えない。

１…アウタレール（固定側部材）、２…インナレール（移動側部材）、３…ボール（転動体）、４…ボール規制部材（転動体規制部材）、１３，２３…転走面

Claims (3)

1. 転動体の転走面を有する固定側部材と、この固定側部材の転走面と対向する位置に転動体の転走面を有すると共に当該転走面を転走する多数の転動体を介して前記固定側部材に組つけられた移動側部材と、前記固定側部材の転走面と移動側部材の転走面との間に配置されて同一の転走面を転走する複数個の転動体を囲って集束させると共に個々の転動体を回転自在に整列させる転動体規制部材と、を備えた有限ストローク型運動案内装置。
2. 前記転動体規制部材は、線状部材から形成されていることを特徴とする請求項１記載の有限ストローク型運動案内装置。
3. 前記転動体規制部材は、前記固定側部材の転走面及び移動側部材の転走面の軸方向と平行に設けられた直線部と、この直線部によって連結されると共に開放端を有する一対の規制腕とからなり、
   前記一対の規制腕に係る開放端の間には開口が形成され、該開口の幅は、前記一対の規制腕間に集束された転動体の個数に該転動体の直径を乗じた値よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項２記載の有限ストローク型運動案内装置。

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