JP2016205483A - 直動案内装置用サイドシール - Google Patents

Abstract

【課題】直動案内装置を、上面にレールカバーが配置された案内レールと配置されていない案内レールを接続し、両案内レールに渡ってスライダを往復移動させて使用する際に、サイドシールのリップ部に破損が生じにくくする。
【解決手段】サイドシール１０は、別々に形成された第一板状部材２とシール部材１と第二板状部材３を有する。シール部材１は、第一板状部材２と第二板状部材３との間に配置され、案内レールの上面１０１および各側面に接触させるリップ部１１と、第一板状部材２および第二板状部材３に挟持される基部１２を有する。リップ部１１は、基部１２のリップ部１１が屈曲する基端側である第一面１３に凹部１２１を有する。第一面１３が接触する第一板状部材２のシール係合面２８の摩擦係数は、第二面１４が接触する第二板状部材３のシール係合面３８の摩擦係数より小さい。
【選択図】図４

Description

この発明は、直動案内装置を構成するスライダの移動方向端部に固定して使用されるサイドシールに関する。

直動案内装置の従来例を図６に示す。この直動案内装置は、案内レール１００とスライダ（「ベアリング」とも称される）２００と複数個のころ（転動体）３００とを備えている。案内レール１００およびスライダ２００は、互いに対向配置されてころ３００の転動通路を形成する転動面１１０，２１０を有する。
スライダ２００は、案内レール１００の長さ方向で、スライダ本体２０１と、その両端に固定されたエンドキャップ２０２と、さらにその両端に固定されたサイドシール２０３とに分けられる。転動面２１０はスライダ本体２０１に形成されている。スライダ２００の直動方向両端に配置されたサイドシール２０３は、スライダ２００と案内レール１００の上面および両側面との間をリップ部により密封する。

スライダ２００は、また、ころ３００の戻し通路２２１と、この戻し通路２２１と前記転動通路とを連通させる方向転換路２２２を有する。戻し通路２２１はスライダ本体２０１に、方向転換路２２２はエンドキャップ２０２に形成されている。スライダ２００の上面には、テーブル等をねじ止めで取り付けるための雌ねじ２０５が形成されている。
サイドシール２０３およびエンドキャップ２０２にグリースニップル４００の取り付け穴が形成されている。グリースニップル４００からエンドキャップ２０２の油路に潤滑剤が導入されて、直動案内装置の潤滑が行われる。サイドシール２０３およびエンドキャップ２０２はボルト５００でスライダ本体２０１に固定されている。案内レール１００には、基台等の被取付部に案内レール１００をボルトで取り付けるための取り付け穴１２０が形成されている。

この直動案内装置は、前記転動通路、戻し通路、および方向転換路で転動体の循環経路が構成され、循環経路内を循環するころ３００を介して、案内レール１００およびスライダ２００の一方が他方に対して相対的に直線運動する。
このような直動案内装置のサイドシールの従来例としては、金属製の保持板にゴム製のシール部材の基部が固定され、シール部材のリップ部を案内レールの上面および両側面に接触させて使用するものが挙げられる。また、サイドシールを、別々に形成されたシール部材、シール部材を保持する保持部材、およびカバー（スクレーパ）で構成することも提案されている。

特許文献１には、サイドシールの保持部材（ケース部）とリップ部（シールリップ）を有するシール部材（シール部）とを別部材で構成し、シール部材の保持部材と反対側に、案内レールの外面と隙間を空けて対向配置されるスクレーパー部を設けることが記載されている。保持部材とシール部は凹凸の嵌め合いで係合されている。このサイドシールによれば、先ずスクレーパー部で比較的大きな異物が排除されることで、シールリップの長寿命化および作動性向上が図られる。

特許文献２には、シール部材と保持板（保持部材）とカバーとからなるサイドシールにおいて、シール部材の防塵性および耐摩耗性の低下と保持板からの脱落を防止することを目的にして、保持板にシール部材の位置合せ部を設けるとともに、保持板の凹部とシール部材との間に隙間を設けることが記載されている。
なお、サイドシールのリップ部の損傷防止に関しては、特許文献３に、直動案内装置のスライダを仮軸から案内レールに移動する際に、スライダに固定されたサイドシールが損傷することを防止するために、仮軸の軸方向端部に仮軸の外周全体に沿った薄板状の張り出し部を設けることが記載されている。

特開２００７−２１１９００号公報 特許５３１６７００号公報 特開２００８−８２５０４号公報

従来より、直動案内装置は、案内レールの上面にレールカバーを配置して使用される場合と、レールカバーを配置しないで使用される場合がある。レールカバーが配置されている直動案内装置では、レールカバーの厚さの分だけ、サイドシールのリップ部が案内レールに接触する位置が高くなる。
また、工作機械などにおいては、直動案内装置を、上面にレールカバーが配置された案内レールとレールカバーが配置されていない案内レールを接続し、これらの案内レールに渡ってスライダを往復移動させて使用する場合がある。この場合、レールカバーが配置されていない案内レールからレールカバーが配置された案内レールに乗り移る際に、サイドシールのリップ部に発生する応力が大きいため、リップ部に破損が生じる恐れがある。

この発明の課題は、直動案内装置を、上面にレールカバーが配置された案内レールとレールカバーが配置されていない案内レールを接続し、これら両方の案内レールに渡ってスライダを往復移動させて使用する場合に、サイドシールのリップ部に破損が生じにくくすることである。

上記課題を解決するために、この発明の一態様の直動案内装置のサイドシールは、直動案内装置を構成するスライダのスライダ移動方向端部に固定して使用されるサイドシールであって、下記の構成(1) 〜(4) を有することを特徴とする。
(1) 別々に形成された第一板状部材、シール部材、および第二板状部材を有し、前記シール部材は、前記スライダの移動方向に沿って前記第一板状部材と前記第二板状部材との間に配置されている。
(2) 前記第一板状部材は、前記直動案内装置を構成する案内レールの上面および両側面と隙間を開けて対向する上板部および両側板部からなる。前記第二板状部材は、前記案内レールの上面および両側面と隙間を開けて対向する上板部および両側板部からなる。

(3) 前記シール部材は、前記案内レールの上面および各側面にそれぞれ接触させるリップ部と、前記第一板状部材および前記第二板状部材に挟持される基部と、を有し、前記リップ部は前記基部から所定角度で屈曲する。前記基部の前記リップ部が屈曲する基端側である第一面に凹部が形成されている。
(4) 前記第一板状部材は前記シール部材の前記第一面と接触するシール係合面を有する。前記第二板状部材は前記第一面の反対側の面である第二面と接触するシール係合面を有する。前記第一板状部材のシール係合面の摩擦係数は、前記第二板状部材のシール係合面の摩擦係数より小さい。

この発明のサイドシールは、直動案内装置を、上面にレールカバーが配置された案内レールとレールカバーが配置されていない案内レールを接続し、これら両方の案内レールに渡ってスライダを往復移動させて使用する場合に、リップ部に破損が生じることが抑制される。

実施形態のサイドシール構成部品であるシール部材、第一板状部材、第二板状部材、間隔保持部材を示す斜視図である。 実施形態のシール部材を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 実施形態のサイドシールを直動案内装置に取り付けた状態の案内レールの上側部分を示す断面図であって、（ａ）はレールカバーが配置されていない案内レール上でのサイドシールの状態を、（ｂ）はレールカバーが配置されていない案内レールからレールカバーが配置された案内レールに乗り移る際のサイドシールの状態を、（ｃ）はレールカバーが配置された案内レール上でのサイドシールの状態を示す。 凹部の断面形状の例を示すシール部材の部分拡大断面図である。 直動案内装置の従来例を示す一部破断斜視図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。
＜構成について＞
この実施形態のサイドシール１０は、前述の図６に示す直動案内装置のサイドシール２０３に代えて使用できるものであって、図１に示す形状のシール部材１、第一板状部材２、第二板状部材３、および間隔保持部材４からなる。

シール部材１は、図２に示すように、正面から見た配置で、案内レール１００（図６）の上側に配置される上側シール部１ａと、案内レール１００の左右各側に配置される側方シール部１ｂとに分けられる。
上側シール部１ａは、案内レール１００の上面に接触させるリップ部１１ａを有する。側方シール部１ｂは、案内レール１００の左右各側面に接触させるリップ部１１ｂを有する。上側シール部１ａおよび側方シール部１ｂは、第一板状部材２および第二板状部材３に挟持される基部１２を有する。つまり、シール部材１は、上側シール部１ａおよび側方シール部１ｂが案内レールと向かい合う各方向で、リップ部１１と基部１２とに分けられる。

図３に示すように、シール部材１のリップ部１１は、シール部材１の厚さ方向の一方の面である第一面１３側から、その反対側の面である第二面１４側に傾斜している。シール部材１の基部１２には、リップ部１１が屈曲する基端側である第一面１３に、凹部１２１が形成されている。凹部１２１により、基部１２が基端部１２２と先端部１２３とに分けられる。第一面１３は、先端部１２３の面である先端部面１３ａと基端部１２２の面である基端部面１３ｂとに分けられる。

凹部１２１は、底面１２１ａと、基端部１２２側の壁面１２１ｂと、先端部１２３側の壁面１２１ｃとからなる。底面１２１ａと壁面１２１ｂおよび壁面１２１ｃとが滑らかに接続されている。
第一板状部材２および第二板状部材３は、それぞれ、図１に示すように、スライダ２００（図６）を構成するエンドキャップ２０２（図６）とほぼ同じ面形状を有し、案内レール１００（図６）の上面と隙間を開けて対向する上側部２１，３１と、案内レール１００（図６）の左右各側面と隙間を開けて対向する側方部２２，３２とからなる。

上側部２１，３１には、ボルト５００（図６）を通す貫通穴２３，３３とグリースニップル４００（図６）を取り付ける貫通穴２４，３４が形成されている。側方部２２，３２には、ボルト５００（図６）を通す貫通穴２３，３３が形成されている。
間隔保持部材４は、図１に示すように、案内レールの上面と隙間を開けて対向する上側部４１と、案内レールの左右各側面と隙間を開けて対向する側方部４２とからなる。つまり、間隔保持部材４は、案内レールとの対向面４０を示す線を除いて、第一板状部材２および第二板状部材３とほぼ同じ面形状を有する。

間隔保持部材４の案内レールとの対向面４０は、第一板状部材２および第二板状部材３の案内レールとの対向面２０，３０よりも外側に存在する。間隔保持部材４の案内レールとの対向面４０の内側にシール部材１が配置される。間隔保持部材４の上側部４１には、ボルト５００（図６）を通す貫通穴４３とグリースニップル４００（図６）を取り付ける貫通穴４４が形成され、側方部４２には、ボルト５００（図６）を通す貫通穴４３が形成されている。

＜摩擦係数について＞
第一板状部材２のシール部材１側に向けるシール係合面２８と、第二板状部材３のシール部材１側に向けるシール係合面３８とでは、摩擦係数が異なる。第一板状部材２のシール係合面２８は、サイドシールに組み立てた状態でシール部材１の第一面１３が接触する面である。第二板状部材３のシール係合面３８は、サイドシール１０に組み立てた状態でシール部材１の第ニ面１４が接触する面である。

第一板状部材２のシール係合面２８は、第二板状部材３のシール係合面３８よりも摩擦係数が小さく形成されている。また、シール係合面２８の摩擦係数は、図４（ｂ）に示すように、直動案内装置の使用状態で、レールカバー５にシール部材１のリップ部１１ａが乗り上げる際に、シール部材１の第一面１３との間に滑りが生じて、基部１２が凹部１２１の間隔を狭める向きに変形できる値になっている。
さらに、シール係合面３８の摩擦係数は、直動案内装置の使用状態で、レールカバー５にシール部材１のリップ部１１ａが乗り上げる際に、シール部材１の第二面１４との間に滑りが生じにくい値になっている。

＜材質について＞
シール部材１は、ゴムまたは熱可塑性エラストマー製である。使用するゴムとしてはニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムが例示できる。熱可塑性エラストマーとしてはポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマーが例示できる。間隔保持部材４はＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等の合成樹脂製である。

第一板状部材２および第二板状部材３はＳＵＳ３０４等の金属製である。第一板状部材２のシール係合面２８の摩擦係数を第二板状部材３のシール係合面３８の摩擦係数よりも小さくするために、同じ金属を用いる場合には表面研磨の程度を変える。あるいは、異なる金属を用いて同程度の表面研磨を行う。あるいは、同じ金属を用いて同程度の表面研磨を行い、第一板状部材２のシール係合面２８にのみオイルプレーティングなどの表面処理を行う。

＜作用、効果について＞
この実施形態のサイドシール１０は、図４に示すように、スライダ２００の移動方向端部に固定して使用される。図４は、案内レールの上側部分の断面を示す。
具体的には、先ず、スライダ２００を構成するエンドキャップ２０２のスライダ移動方向端部に、第一板状部材２、シール部材１、および第二板状部材３をこの順に配置する。その際に、第一板状部材２の係合面２８とは反対側の面をエンドキャップ２０２側に向け、シール部材１の第一面１３を第一板状部材２側に向け、第二板状部材３の係合面３８をシール部材１側に向ける。そして、シール部材１のリップ部１１ａを案内レール１００の上面１０１に接触させる。次に、第一板状部材２と第二板状部材３との間に、シール部材１を外側から囲むように間隔保持部材４を配置する。

次に、ボルト５００（図６）を、第二板状部材３の貫通穴３３、間隔保持部材４の貫通穴４３、および第一板状部材２の貫通穴２３に挿通させ、エンドキャップ２０２の貫通穴を介してスライダ本体２０１の雌ねじに螺合する。
これにより、図４に示すように、第一板状部材２のシール係合面２８が、シール部材１の第一面１３である先端部面１３ａおよび基端部面１３ｂと接触し、第二板状部材３のシール係合面３８がシール部材１の第二面１４と接触する。

そして、案内レール１００の上面１０１にレールカバー５が配置されていない第一の場合では、図４（ａ）に示すように、上側シール部１ａのリップ部１１ａは案内レール１００の上面１０１に接触する。
また、図４（ｂ）に示すように、スライダ２００が、レールカバー５が配置されていない案内レール１００からレールカバー５が配置された案内レール１００Ａに乗り移る際、サイドシール１０は以下のように挙動する。

第一板状部材２のシール係合面２８および第二板状部材３のシール係合面３８の摩擦係数が上述の値になっているため、シール部材１の第一面１３と第一板状部材２のシール係合面２８との間に滑りが生じて、シール部材１の基部１２の第一面１３側が、凹部１２１の間隔を狭める向きに変形する。この基部１２の変形により、リップ部１１ａにかかる衝撃が緩和されるため、シール部材１に破損が生じにくくなる。また、基部１２の第二面１４側の位置は保持される。

レールカバー５が配置された案内レール１００Ａ上に乗った後は、図４（ｃ）に示すように、シール部材１の基部１２の第一面１３側の変形が解消されるとともに、図４（ａ）の場合よりも、リップ部１１ａの屈曲角度が小さくなる。
なお、第一板状部材２のシール係合面２８および第二板状部材３のシール係合面３８の摩擦係数が同じ場合には、スライダ２００が、レールカバー５が配置されていない案内レール１００からレールカバー５が配置された案内レール１００Ａに乗り移る際に、サイドシール１０は以下のように挙動すると推察される。

同じに設定された摩擦係数が各接触面に対して滑りにくい値であれば、シール部材１が上昇しにくいため、リップ部１１ａに損傷が生じやすい。同じに設定された摩擦係数が各接触面に対して滑り易い値であれば、シール部材１に上述の基部１２の変形が生じず、シール部材１の全体が単純に上昇する。その結果、シール部材１と間隔保持部材４の対向面４０との隙間が大きい場合には、シール部材１が対向面４０に接触するまで上昇することで、サイドシール１０によるシール性能が損なわれる可能性もある。

以上のように、この実施形態のサイドシール１０によれば、直動案内装置を、上面にレールカバー５が配置された案内レール１００Ａとレールカバーが配置されていない案内レール１００を接続し、これら両方の案内レールに渡ってスライダを往復移動させて使用する用途の場合に、リップ部に破損が生じることが抑制される。
また、このような用途では、サイドシール１０がレールカバー５を乗り越える度にシール部材１の凹部１２１に応力がかかるため、シール部材１の凹部１２１に応力が集中して、凹部１２を開始端とした亀裂が発生する恐れがある。これに対して、この実施形態のサイドシール１０では、シール部材１の凹部１２１を形成する底面１２１ａと壁面１２１ｂおよび壁面１２１ｃとが滑らかに接続されているため、亀裂の発生が抑制される。
なお、図５に示すように、シール部材１に曲面状の底面１２１ｃを有する形状の凹部１２１Ａを設けることでも、上述のような亀裂の発生が抑制できる。

１０ サイドシール
１ シール部材
１ａ 上側シール部
１ｂ 側方シール部
１１ リップ部
１１ａ 案内レールの上面に接触させるリップ部
１１ｂ 案内レールの側面に接触させるリップ部
１２ 基部
１２１ シール部材の凹部
１２１ａ 凹部の底面
１２１ｂ 凹部の基端部側の壁面
１２１ｃ 凹部の先端部側の壁面
１２２ 基部の基端部
１２３ 基部の先端部
１３ シール部材の第一面
１３ａ 先端部面（基部の先端部の第一面）
１３ｂ 基端部面（基部の基端部の第一面）
１４ シール部材の第二面
２ 第一板状部材
２１ 第一板状部材の上側部
２２ 第一板状部材の側方部
２８ 第一板状部材のシール係合面
３ 第二板状部材
３１ 第一板状部材の上側部
３２ 第一板状部材の側方部
３８ 第二板状部材のシール係合面
４ 間隔保持部材
５ レールカバー
２３，３３，４３ ボルトを通す貫通穴
２４，３４，４４ グリースニップルを取り付ける貫通穴
１００ 案内レール
１０１ 案内レールの上面
１１０ 案内レールの転動面
２００ スライダ
２０１ スライダ本体
２０２ エンドキャップ
２０２ａ エンドキャップのスライダ移動方向の端面（スライダ側の面）
２０３ サイドシール
２０５ 雌ねじ
２１０ スライダの転動面
２２１ 戻し通路
２２２ 方向転換路
３００ ころ（転動体）
４００ グリースニップル
５００ ボルト

Claims (3)

1. 直動案内装置を構成するスライダのスライダ移動方向端部に固定して使用されるサイドシールであって、
   別々に形成された第一板状部材、シール部材、および第二板状部材を有し、前記シール部材は、前記スライダの移動方向に沿って前記第一板状部材と前記第二板状部材との間に配置され、
   前記第一板状部材は、前記直動案内装置を構成する案内レールの上面および両側面と隙間を開けて対向する上板部および両側板部からなり、
   前記第二板状部材は、前記案内レールの上面および両側面と隙間を開けて対向する上板部および両側板部からなり、
   前記シール部材は、前記案内レールの上面および各側面にそれぞれ接触させるリップ部と、前記第一板状部材および前記第二板状部材に挟持される基部と、を有し、前記リップ部は前記基部から所定角度で屈曲し、前記基部の前記リップ部が屈曲する基端側である第一面に凹部が形成され、
   前記第一板状部材は前記シール部材の前記第一面と接触するシール係合面を有し、前記第二板状部材は前記第一面の反対側の面である第二面と接触するシール係合面を有し、
   前記第一板状部材のシール係合面の摩擦係数は、前記第二板状部材のシール係合面の摩擦係数より小さい直動案内装置用サイドシール。
2. 前記凹部の底面と両壁面とが滑らかに接続されている請求項１記載の直動案内装置用サイドシール。
3. 前記第一板状部材と前記第二板状部材との間に、前記シール部材を外側から囲むように配置された間隔保持部材を有し、前記間隔保持部材は前記第一板状部材および前記第二板状部材とともに前記スライダに固定されている請求項１または２記載の直動案内装置用サイドシール。

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