JP2014005842A

JP2014005842A - 直動軸受装置

Info

Publication number: JP2014005842A
Application number: JP2012139823A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mochizuki; 健児望月; Nobuhiro Matsuzaka; 展宏松阪
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: JP6047694B2

Abstract

【課題】リテーナに保持される転動体のスリーブ内への進入時に生じる突入ショックを低減し、良好な摺動を可能とする直動軸受装置を提供する。
【解決手段】直動軸受装置１は、軸部２と筒状のスリーブ３との間隙に、ローラ４(転動体)を保持するリテーナ５Ａが遊嵌されている。リテーナ５Ａには、ローラ４を回転可能に保持する保持孔５３が形成される。保持孔５３は、リテーナ周方向に隣り合う各保持孔５３の中心位置が、軸部軸方向にローラ４の半径の１／２以下の距離でずれて形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、軸部とこれに挿通するスリーブとの間に介装され、多数の転動体を回転可能に保持するリテーナを備える直動軸受装置に関する。

直動軸受装置としては、外周面が多角形状の軸部とこれに挿通する内周面が軸部の外周面に沿う多角形状のスリーブとの間隙に多角形状の筒体のリテーナを遊嵌し、このリテーナに多数のローラ状の転動体を保持したものがある(特許文献１参照)。この直動軸受装置は、転動体が軸部の外周面とスリーブの内周面との間隙に予圧状態で介在されて転がり接触させることで、軸部とスリーブとが軽く軽快に繰り返し直動往復移動することができる。

特開２００８−２３２１７５号公報

上記直動軸受装置は、軸部とスリーブとの間に転動体を介在させているため、軸部及びスリーブと転動体との間に隙間が生じないように転動体に予圧を与えている。この場合、軸部とスリーブとを転動体に圧接させて転動体を弾性変形させるため、転動体が軸部とスリーブとの間に進入する際に大きな突入ショックが生じる。そのため、直動軸受装置を精密な金型用に用いる際に調整が難しくなり得る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、リテーナに保持される転動体のスリーブ内への進入時に生じる突入ショックを低減し、良好な摺動を可能とする直動軸受装置を提供することを課題とする。

本発明の直動軸受装置は、外周面が複数の平面部により多角形状に形成される軸部と、軸部が挿通され、軸部の外周面に合わせて内周面が複数の平面部により多角形状に形成されるスリーブと、軸部とスリーブとの間隙に遊嵌され、この隙間の形状に合わせて、複数の平面部により多角形状の筒体に構成されるリテーナと、リテーナの各平面部に軸部の軸方向に貫通形成される多数の保持孔に軸部及びスリーブに接触して回転可能に保持されるローラ状の転動体とを備える直動軸受装置であって、
前記保持孔は、リテーナ周方向に隣り合う各保持孔の中心位置が、軸部軸方向に転動体の半径の１／２以下の距離でずれて形成されていることを特徴とする。

上記構成により、リテーナの周方向に隣り合う転動体は、軸心位置が僅かに軸部軸方向にずれた状態でリテーナの保持孔に配置されるため、リテーナと共に各転動体がスリーブ内に進入する際には、周方向に並ぶ転動体は、僅かな時間差を有してスリーブ内に進入することになる。
その結果、リテーナ周方向に並ぶ各転動体は、例えば半分の転動体がスリーブ内に進入開始した後、殆ど時間を空けずに直ぐに残りの半分の転動体がスリーブ内に進入開始するので、スリーブ内への突入ショックの大きさは、周方向に並ぶ全ての転動体が同時にスリーブ内に進入する場合に比べて小さくなる。従って、直動軸受装置を精密な金型用に用いる際の調整が容易になる。

前記リテーナは、各平面部において軸部軸方向に並ぶ保持孔間に形成される仕切り部の長手方向中央部を切断して保持孔同士を連通する連通ポケット部を形成することが好ましい。
このようにリテーナの仕切り部に連通ポケット部を形成することにより、連通ポケット部が転動体を潤滑する潤滑油の油溜となって軸部及びスリーブに対する転動体の摺動を良好に行なうことができる。

特に、前記連通ポケット部は、軸部軸方向に並ぶ仕切り部に対して１つおきに形成する場合は、転動体への油の潤滑を良好に行なうことができ、リテーナの強度の低下を抑えることができる。

さらに、前記連通ポケット部に含油樹脂を充填する場合は、転動体への油の潤滑を確実に行なうことができる。

また、本発明の直動軸受装置において、軸部は外周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、スリーブは軸部の外周面に合わせて内周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、リテーナは軸部とスリーブとの間隙の形状に合わせて平面部と曲面部とが交互に形成され、各曲面部の外周面における軸部軸方向両端部よりも内方に、周方向に伸びるリブが形成されるように構成することが好ましい。
このように、リテーナの曲面部に周方向に延びるリブを形成することにより、リテーナの強度を向上できる。

さらに、リテーナの各曲面部に形成されるリブは、何れかの仕切り部と周方向に連続して形成することが好ましい。この場合、連通ポケット部が形成されていない仕切り部に対して形成することが好ましい。
このように構成することで、仕切り部に連続してリブが形成されるので、さらに良好にリテーナの強度を向上できる。

また、本発明の直動軸受装置において、軸部は外周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、スリーブは軸部の外周面に合わせて内周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、リテーナは軸部とスリーブとの間隙の形状に合わせて、平面部と曲面部とが交互に形成され、各曲面部の外周面における軸部軸方向両端部に周方向に伸びるリブを形成することもできる。
このように、リテーナの軸部軸方向両端部にリブを形成することにより、リテーナの強度を向上でき、しかも、このリブによって、リテーナの軸部軸方向両端部の厚みが厚くなるので、リテーナを軸部とスリーブとの間の一定位置に保持させるためリテーナの端部を付勢するバネのバネ受として利用することができる。

本発明に係る直動軸受装置によれば、リテーナに回転可能に保持される転動体がスリーブ内へ進入する際に生じる突入ショックを低減でき、リテーナの強度低下もなく、軸部とスリーブとの摺動を円滑に行なうことができる。

本実施形態１による直動軸受装置の外観を示す側面図である。本実施形態１による直動軸受装置の断面図である。本実施形態１による直動軸受装置に使用するリテーナの斜視図である。本実施形態１による直動軸受装置に使用するリテーナの正面図である。本実施形態２による直動軸受装置に使用するリテーナの斜視図である。本実施形態３による直動軸受装置に使用するリテーナの斜視図である。

[実施形態１]
以下に、本発明の実施形態１について図面を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態１による直動軸受装置１は、外周面が多角形状の軸部２に、多角形状断面の挿通孔３１を有する筒状のスリーブ３が挿通され、軸部２とスリーブ３との間隙内に、多数のローラ４（転動体）を保持した多角形状の筒体からなるリテーナ５Ａが遊嵌された構成を備える。

軸部２は、外周面が平面部２１と曲面部２２とを交互に有する六角形状の長尺なスリーブ摺動部分２３と、スリーブ摺動部分２３の一端側に形成されるエンド部分２４とを備える。スリーブ３は、軸部２の六角形状のスリーブ摺動部分２３が挿通され、スリーブ摺動部分２３の外周面に合わせて挿通孔３１の内周面が平面部３２と曲面部３３とを交互に有する六角形状に形成されている。

リテーナ５Ａは、軸部２とスリーブ３との間隙に遊嵌され、この隙間の形状に合わせて平面部５１と曲面部５２を交互に有する六角形状の筒体で構成されている。リテーナ５Ａの各平面部５１には、軸部軸方向に等間隔で貫通形成され、ローラ４を回転可能に保持するための保持孔５３が多数並設されている。これら保持孔５３内に、軸部２の外周面及びスリーブ３の内周面に接触するようにローラ４が回転可能に保持される。従って、リテーナ５Ａの保持孔５３に回転可能に保持された多数のローラ４は、軸部２の各平面部２１の位置に対応して配置され、軸部２の平面部２１とスリーブ３の平面部３２との間に転がり接触状態に対面されている。軸部２の平面部２１とスリーブ３の平面部３２との間隙の間隔は、ローラ４のローラ径よりも僅かに狭く形成されており、各ローラ４は、軸部２とスリーブ３との間隙内では予圧がかかった状態で保持される。

リテーナ５Ａの各平面部５１に形成される多数の保持孔５３は、図４に示すように、リテーナ５Ａの周方向に隣り合う保持孔５３の中心位置が、軸部軸方向にローラ４の半径の１／２以下の距離（ａ）でずれて形成されている。なお、距離（ａ）は、半径の１／６〜１／１０とすることが好ましく、例えば、距離（ａ）を半径の１／８程度とすることができる。このように、リテーナ５Ａの周方向に並ぶ各ローラ４は、軸部２とスリーブ３との相対移動に際して、半分のローラ４がスリーブ３の外方からスリーブ３内に進入開始した後、距離（ａ）相当の時間分だけ遅れて残りの半分のローラ４がスリーブ３内に進入開始するので、スリーブ３内への突入ショックの大きさは、周方向に並ぶ全てのローラ４(転動体)が同時にスリーブ３内に進入開始する場合に比べて小さくなる。

また、周方向に隣り合うローラ４の軸心位置は僅かな距離（ａ）だけ軸部軸方向にずれているだけなので、周方向に並ぶ同じ段の各ローラ４のスリーブ３内への進入開始は、距離（ａ）相当の時間ずれがあるが、ほぼ同時に起こるので、例えば、隣り合う列のローラ４をローラ半径分、軸部軸方向にずらした場合に比べて、突入ショックが生じる間隔が長くなる。例えば、１段目のローラ４の進入時に突入ショックが生じてから、次の２段目のローラ４の進入時に突入ショックが生じるまでの時間間隔が長くなる。従って、突入ショックが低減されて直動軸受装置１を精密な金型用に用いる際の調整が容易になり、リテーナ５Ａの長さが無駄に長くならず、しかも、リテーナ５Ａの軸部軸方向端部に保持孔５３による段違いの切欠部分もできないので強度低下も生じない。

さらに、リテーナ５Ａは、各平面部５１において軸部軸方向に並ぶ保持孔５３間に仕切り部５４が形成されている。そして、軸部軸方向に並ぶ仕切り部５４に対して１つおきに、仕切り部５４の長手方向中央部を切断して上下の保持孔５３同士を連通する連通ポケット部５５が形成されている。

連通ポケット部５５内は、潤滑油などの潤滑剤が保持される油溜めとなるので、連通ポケット部５５内に保持された潤滑油がローラ４に供給され、ローラ４における摩擦抵抗の低減状態を長期にわたって維持することができる。その結果、連通ポケット部５５に溜まった潤滑油により、軸部２及びスリーブ３に対するローラ４の滑りが良好となる。本実施形態１では、連通ポケット部５５を軸部軸方向に並ぶ仕切り部５４に対して１つおきに形成しているので、ローラ４への潤滑油の供給を良好に行なうことができ、連通ポケット部５５形成によるリテーナ５Ａの強度の低下を抑えることができる。
なお、これら連通ポケット部５５には、含油樹脂を充填するようにしてもよい。この場合には、ローラ４への潤滑油の供給を確実に行なうことができる。

また、図３及び図４に示すように、リテーナ５Ａの各曲面部５２の外周面における軸部軸方向両端部よりも内方に、周方向に伸びる中間リブ５６が形成されている。これら中間リブ５６は、連通ポケット部５５が形成されていない何れかの仕切り部５４と周方向に連続するように形成されている。このように、各曲面部５２に中間リブ５６を形成することにより、リテーナ５Ａの強度を向上できる。特に、連通ポケット部５５が形成されていない仕切り部５４に連続して中間リブ５６が形成されるので、良好にリテーナ５Ａの強度を上げることができる。

さらに、リテーナ５Ａの各曲面部５２の外周面における軸部軸方向両端部には、隣接する曲面部５２に平面部５１を介して連続するように端部リブ５７が形成されている。リテーナ５Ａの軸部軸方向両端部に端部リブ５７を形成することにより、リテーナ５Ａの強度を上げられ、しかも、端部リブ５７が形成されている部分は、リテーナ５Ａの筒部の厚みが厚くなるので、軸部２のエンド部分２４に形成するエンド部分２４のフランジ部と、リテーナ５Ａの端面との間にコイルばねを介在させてリテーナ５Ａをスリーブ３内へ付勢してリテーナ５Ａの位置ずれを防ぐようにすることができ、この端部リブ５７をバネ受として利用することができる。

以上のような直動軸受装置１によれば、スリーブ３が無駄に長くなることなく、軸部２とスリーブ３との相対移動に際して、リテーナ５Ａに保持されるローラ４がスリーブ３内に進入する際の突入ショックを低減でき、摺動抵抗を低減できるので、軽くて軽快な直動が長期にわたって安定して得られる。

[実施形態２]
上記実施形態１では、中間リブ５６を上下２箇所形成したが、図５に示す実施形態２のリテーナ５Ｂのように中間リブ５６は、上下どちらか一方に形成するようにしてもよい。

[実施形態３]
また、図６に示す実施形態３のリテーナ５Ｃのように中間リブは形成せず、軸部軸方向両端の端部リブ５７のみを形成し、連通ポケット部を形成しないようにしてもよい。なお、この実施形態３において、連通ポケット部を形成することもできる。

[その他]
さらに、リテーナは、図示していないが、中間リブも端部リブも形成しないようにすることもできる。
また、リテーナの仕切り部に、連通ポケット部を形成しないようにすることもできるし、全ての仕切り部に連通ポケット部を形成することもできる。
また、リテーナの形は、六角形以外に、軸部及びスリーブの形状に合わせて四角形、八角形等の各種の多角形形状でもよい。

[適用例]
上記した各実施形態に係る直動軸受装置は、例えば、金型のダイセットにおける左右一対の直動ガイドにそれぞれ適用することができる。その他、本発明の直動軸受装置は、上記ダイセット以外に、テーブル搬送等の各種の直動ガイドに適用できる。

なお、本発明の直動軸受装置は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態は例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。即ち、特許請求の範囲に記載の技術には、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

１直動軸受装置
２軸部
３スリーブ
４ローラ
５Ａ,５Ｂ,５Ｃリテーナ
２１平面部
２２曲面部
２３スリーブ摺動部分
２４エンド部分
３１挿通孔
３２平面部
３３曲面部
５１平面部
５２曲面部
５３保持孔
５４仕切り部
５５連通ポケット部
５６中間リブ
５７端部リブ

Claims

外周面が複数の平面部により多角形状に形成される軸部と、軸部が挿通され、軸部の外周面に合わせて内周面が複数の平面部により多角形状に形成されるスリーブと、軸部とスリーブとの間隙に遊嵌され、この隙間の形状に合わせて、複数の平面部により多角形状の筒体に構成されるリテーナと、リテーナの各平面部に軸部の軸方向に貫通形成される多数の保持孔に軸部及びスリーブに接触して回転可能に保持されるローラ状の転動体とを備える直動軸受装置であって、
前記保持孔は、リテーナ周方向に隣り合う各保持孔の中心位置が、軸部軸方向に転動体の半径の１／２以下の距離でずれて形成されている直動軸受装置。
請求項１に記載の直動軸受装置において、
前記リテーナは、各平面部において軸部軸方向に並ぶ保持孔間に形成される仕切り部の長手方向中央部を切断して保持孔同士を連通する連通ポケット部を形成している直動軸受装置。
請求項２に記載の直動軸受装置において、
前記連通ポケット部は、軸部軸方向に並ぶ仕切り部に対して１つおきに形成されている直動軸受装置。
請求項２又は３に記載の直動軸受装置において、
前記連通ポケット部に含油樹脂が充填されている直動軸受装置。
請求項１から４の何れか１項に記載の直動軸受装置において、
軸部は外周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、
スリーブは軸部の外周面に合わせて内周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、
リテーナは軸部とスリーブとの間隙の形状に合わせて平面部と曲面部とが交互に形成され、各曲面部の外周面における軸部軸方向両端部よりも内方に、周方向に伸びるリブが形成されている直動軸受装置。
請求項５に記載の直動軸受装置において、
リテーナに形成されるリブは、何れかの仕切り部と周方向に連続して形成されている直動軸受装置。
請求項１から６の何れか１項に記載の直動軸受装置において、
軸部は外周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、
スリーブは軸部の外周面に合わせて内周面に平面部と曲面部とが交互に形成され、
リテーナは軸部とスリーブとの間隙の形状に合わせて平面部と曲面部とが交互に形成され、各曲面部の外周面における軸部軸方向両端部に周方向に伸びるリブが形成されている直動軸受装置。