JP4322015B2

JP4322015B2 - 摺動装置

Info

Publication number: JP4322015B2
Application number: JP2003022495A
Authority: JP
Inventors: 充山崎; 敏昭横山
Original assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Current assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004232747A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の摺動装置として、軸に対して摺動体が前後スライド移動する構成で、該軸と該摺動体との間には直線状の負荷路が設けられ、摺動体には、直線状の無負荷路と、該無負荷路と前記負荷路とを連通する半円弧状のリターン路とが設けられ、この負荷路と無負荷路とリターン路とで構成される無限循環部には多数のボールが配設され、このボールが該無限循環部を転動移動することで摺動体が軸に対してスライド移動するものがある。
【０００３】
ところで、この従来の摺動装置においては、前記ボールが転動移動する際、ボールが前記循環路の内壁と衝突することで、前記摺動体が振動し、この振動により生じる音が騒音として問題になっていた。
【０００４】
そこで、下記(１)〜(３)の方法でこの摺動体の振動等を抑制し、これにより騒音を可及的に防止していた。
【０００５】
(１) ボールのサイズを小さくしたりセラミックス製としたりすることで質量を減らし
、ボールの衝突エネルギーを小さくする方法。
【０００６】
(２) ボール間に該ボールを転動可能な状態で連設するスペーサを設けることで、ボー
ル同志の衝突により発生する音や表面摩擦により発生する音等を抑制する方法。
【０００７】
(３) ボールは、負荷路では内壁と圧接した状態で移動するが、無負荷路やリターン路
では内壁と所定のクリアランスをもって移動する。従って、ボールが負荷路からリ
ターン路若しくはリターン路から負荷路へ移動する際、保持や拘束が一時的に解か
れ、これにより該ボールがリターン路の内壁若しくは負荷路の内壁に衝突し、これ
が原因で騒音が発生していた。この観点から、特開２００１−１８２７４５公報に
記載のように、負荷路とリターン路との連設部の間隙を狭くすることで、ボールが
保持若しくは拘束されない距離を短くし、これによりボールの軌道を安定させ、リ
ターン路から負荷路若しくは負荷路からリターン路へボールがスムーズに転動移動
できるようにして負荷路の内壁若しくはリターン路の内壁へのボールの衝突力を弱
める方法。
【０００８】
ところが、前記(１)のボールのサイズを小さくする方法は、摺動装置の定格荷重が低下して使用用途が限定されてしまう（重い工具等を摺動体に取り付けられなくなる）という問題があるし、ボールをセラミックス製とする方法は、極めてコスト高になるという問題点がある。
【０００９】
また、(２)の方法は、高い静音効果が得られるが、ボール間にスペーサを配するのに非常に手間がかかり、また、摺動体の高速移動時には低速移動時より前記効果が希薄化するという問題点がある。
【００１０】
更に、(３)の方法は、前記摺動体の製作精度を非常に高めなければ実現できず、通常ならば熱処理前のマシニング加工で生材のうちに加工を完了できる工程の一部を、熱変形を嫌って熱処理後に加工しなければならない等、加工工程が増え大幅にコスト高になるという問題点がある。
【００１１】
即ち、従来の摺動体から生じる騒音（や振動）を防止する方法は、いずれも問題点があるのが現状である。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みて発明したもので、特に手間をかけることなく、振動及び騒音を極めて容易且つコスト安にして可及的に小さくできる極めて実用性に秀れた摺動装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１４】
軸１と摺動体２とが相対移動する構成で、前記摺動体２には無負荷路３が設けられ、前記軸１と前記摺動体２との間には負荷路が設けられ、前記摺動体２にして前記軸１の延設方向端部にはエンドキャップ９が設けられ、このエンドキャップ９に前記無負荷路３と前記負荷路とを連通するリターン路５が設けられ、この無負荷路３と負荷路とリターン路５とで構成される循環路６には転動体７が設けられ、この転動体７が前記循環路６を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記エンドキャップ９にして前記軸１の延設方向外側端面には凹部９ａが設けられ、この凹部９ａに該凹部９ａの底面に面接する板状で、前記負荷路と前記リターン路５との連設部，前記無負荷路３と前記リターン路５との連設部若しくは前記リターン路５において前記転動体７が前記循環路６の内面と衝突することで前記エンドキャップ９に発生する振動を吸収・減衰する制振材８が密着状態で設けられており、この制振材８はケース10に収納された状態で前記凹部９ａに設けられ、前記ケース10にして前記エンドキャップ９との対向面には該エンドキャップ９の前記凹部９ａと対向する収納凹部10ａが設けられ、前記制振材８は前記エンドキャップ９と前記ケース10とに挾持される状態で且つ一部が前記凹部９ａに収納され残部が前記収納凹部10ａに収納される状態で設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１５】
また、請求項１記載の摺動装置において、前記摺動体２は基部の左右両側に夫々袖部が垂設された断面視略コ字状体であり、前記エンドキャップ９，前記制振材８及び前記ケース10も基部の左右両側に夫々袖部が垂設された断面視略コ字状体であることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１６】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記制振材８として合成樹脂製，ゴム製若しくは鉛製の制振材８が採用されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１７】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記制振材８として塩素化ポリエチレン製の制振材８が採用されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１８】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、前記ケース10にはシール部材11が設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１９】
また、請求項５記載の摺動装置において、前記制振材８、前記ケース10及び前記シール部材11は止めネジ13により前記エンドキャップ９に一体状態で固定されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００２０】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の摺動装置において、前記各転動体７間には該転動体７を転動可能な状態で連設するスペーサ12が設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００２１】
【発明の作用及び効果】
摺動体２を軸１に対してスライド移動させた際、転動体７のスムーズな転動移動が達成しにくいリターン路５及びその近傍部において、転動体７が循環路６の内面と衝突することで振動が発生するが、この振動はリターン路５の近傍（エンドキャップ９）に設けられた制振材８によって吸収・減衰されるから、該振動が原因で生じる騒音が可及的に小さくなる。
【００２２】
従って、本発明は、振動及び騒音を極めて容易且つコスト安にして可及的に小さくできる極めて実用性に秀れた摺動装置となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２４】
本実施例は、軸１と摺動体２とが相対移動する構成で、該摺動体１には無負荷路３が設けられ、該軸１と該摺動体２との間には負荷路が設けられ、摺動体２にして軸１の延設方向端部には、前記無負荷路３と前記負荷路とを連通するリターン路５が設けられ、この無負荷路３と負荷路とリターン路５とで構成される循環路６には転動体７が設けられ、この転動体７が該循環路６を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記摺動体２にして前記リターン路５の近傍には該摺動体２の振動を可及的に阻止するための制振材８が設けられているものである。
【００２５】
各部を具体的に説明すると、軸１は直線状に延びる断面視略四角形のものが採用されている。
【００２６】
摺動体２は、前記軸１に被嵌される形状のものが採用されている。具体的には、摺動体２の断面視略四角形の基部の左右両側に夫々袖部を垂設した断面視略コ字状体が採用されている。
【００２７】
また、この摺動体２は、前後方向の（前記軸１の延設方向）中央部は金属製で、前後両端部には合成樹脂製のエンドキャップ９が夫々設けられているものが採用されている。このエンドキャップ９も、左右両側に袖部が垂設された断面視コ字状体である。
【００２８】
無負荷路３は、前記摺動体２の袖部に直線孔を穿設することで形成されている。
【００２９】
負荷路（図示省略）は、軸１の左右両側面に夫々設けられた溝１ａと、摺動体２の内側面（袖部の内面）に設けられた溝とで構成されている。
【００３０】
リターン路５は、前記エンドキャップ９に形成され、前記無負荷路３及び前記負荷路の前後両端部と夫々連設する半円弧通路に設定されている。
【００３１】
この無負荷路３と負荷路とリターン路５とにより循環路６が構成され、該循環路６には転動体７が多数配設されている。また、この転動体７としてはボールが採用されている。
【００３２】
このエンドキャップ９の外側端面（前記軸１の延設方向側の端面）には凹部９ａが設けられ、この凹部９ａには摺動体２の振動を可及的に阻止するための板状の制振材８が密着状態で設けられている。
【００３３】
具体的には、制振材８は前記エンドキャップ９と同様の断面視コ字状体のものが採用されている。
【００３４】
この制振材８は、摺動体２、特にエンドキャップ９（リターン路５の近傍）で発生する振動を可及的に吸収できる厚さに設定されている。
【００３５】
また、前記制振材８は、制振作用が高く且つ耐久性に秀れたもの、具体的には、塩素化ポリエチレン製のものが採用されている。尚、制振材８として他の制振作用を発揮する合成樹脂製のものを採用しても良いし、ゴム製若しくは鉛製のものを採用しても良い。
【００３６】
また、制振材８は、ケース10に収納された状態でエンドキャップ９の外側端面に設けられている。具体的には、ケース10にしてエンドキャップ９との対向面には前記エンドキャップ９の凹部９ａと同様の収納凹部10ａが設けられ、制振材８は、該エンドキャップ９と該ケース10とに挾持される状態で、更に、一部が前記凹部９ａに収納され且つ残部が前記収納凹部10ａに収納される状態で設けられている。これにより、エンドキャップ９とケース10との挾持作用及び凹部９ａと収納凹部10ａとの収納作用により、制振材８は揺動不能な状態でエンドキャップ９の外側端面に設けられ、高い制振作用を発揮できることになる。
【００３７】
このケース10の外側端面にはシール部材11が設けられている。このシール部材11は摺動体２の外側端面から内部への塵埃、例えば粉塵の侵入を阻止するものである。尚、このシール部材11は、ケース10の外側端面に設けたシール部材用収納部10ｂに収納した状態で設けられている。
【００３８】
これら、制振材８，ケース10及びシール部材11は、止めネジ13によりエンドキャップ９に一体状態で固定されている。
【００３９】
尚、図１の左側の制振材８は既にケース10に収納された状態を示すものであり、右側の制振材８はケース10に収納される前の状態を示している。
【００４０】
また、本実施例においては、転動体７であるボール間に該ボールを転動可能な状態で連設する鼓形状のスペーサ12を介在せしめた構成としている。このスペーサ12はボール同志の衝突により発生する音や表面摩擦により発生する音等を抑制する作用を発揮するものである。
【００４１】
本実施例は上述のように構成したから、摺動体２を軸１に対してスライド移動させた際、転動体７のスムーズな転動移動が達成しにくい負荷路とリターン路５との連設部若しくは無負荷路３とリターン路５との連設部又は転動体７が曲線移動するリターン路５において転動体７が循環路６の内面と衝突することで振動が発生するが、この振動は該リターン路５の近傍に設けられた制振材８によって吸収・減衰され、必然的に該振動が原因で生じる騒音は可及的に小さくなる。
【００４２】
具体的には、半円弧通路であるリターン路５においては転動体７の転動移動により、該転動体７とリターン路５の内壁との衝突が起こりやすく、また、該リターン路５と無負荷路３及び負荷路との間に存するクリアランスにより、該リターン路５から負荷路若しくは負荷路からリターン路へ転動体７が転動移動する際に負荷路若しくはリターン路の内壁との衝突が起こりやすいことから、騒音の原因となる振動が発生しやすい。
【００４３】
加えて該リターン路５が設けられているエンドキャップ９は、摺動体２とは別体で且つ質量の小さい合成樹脂製であるために、前記衝突により振動が極めて発生しやすい。
【００４４】
この点、本実施例においては、前記エンドキャップ９に制振材８が密着状態で設けられているために、前記振動がより確実に吸収・減衰され、特に騒音の原因となるリターン路５の近傍から生じる音が可及的に小さくなる。
【００４５】
即ち、一般的な摺動装置のエンドキャップ９に制振材８を取り付けるだけで、前述の作用効果が極めて容易に得られる。
【００４６】
また、制振材８は、ケース10の収納凹部10ａ及びエンドキャップ９の凹部９ａに収納されて揺動不能な状態でエンドキャップ９に設けられているから、振動をより確実に吸収・減衰できる。
【００４７】
更に、制振材８は、止めネジ13によりケース10及びシール部材11と一体状態でで前記エンドキャップ９に固定されているから、該エンドキャップ９の外側端面と確実に密着され、より一層確実に振動を吸収・減衰できる。
【００４８】
また、ケース10の外側端面には、塵埃の侵入を阻止するシール部材11が付設されているから、制振材８に塵埃が付着して制振作用が阻害されたりせず、騒音防止効果が良好に発揮される。
【００４９】
従って、本実施例は、特に手間をかけることなく、振動及び騒音を極めて容易且つコスト安にして可及的に小さくできる極めて実用性に秀れた摺動装置となる。
【００５０】
図５は、幅約４４ｍｍ，高さ約２０ｍｍ，厚さ０.８ｍｍの制振材８を設けた摺動装置（本実施例）と従来の摺動装置から生じる騒音の大きさを、摺動体２の摺動速度を変化させて測定した実験の結果を示すグラフである（スペーサ12は設けず）。縦軸は騒音の大きさ［ｄＢ］，横軸は摺動体２の移動速度［ｍｍ／ｓ］である。このグラフから、本実施例によれば、前記制振材８により、生じる騒音が約２ｄＢ（約３１％）低下することが確認され、摺動体２の移動速度が速くなり、騒音が大きくなるほどその効果が大きくなることも確認された。
【００５１】
即ち、この実験によれば、本実施例が前記摺動体２から発生する騒音を可及的に小さくできることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の説明斜視図である。
【図２】本実施例の説明側面図である。
【図３】本実施例の一部を切り欠いた拡大説明側面図である。
【図４】本実施例の循環路の拡大説明平面図である。
【図５】本実施例の摺動装置と従来の摺動装置とから生じる騒音を比較したグラフである。
【符号の説明】
１軸
２摺動体
３無負荷路
５リターン路
６循環路
７転動体
８制振材
９エンドキャップ
10 ケース
11 シール部材
12 スペーサ

Claims

軸と摺動体とが相対移動する構成で、前記摺動体には無負荷路が設けられ、前記軸と前記摺動体との間には負荷路が設けられ、前記摺動体にして前記軸の延設方向端部にはエンドキャップが設けられ、このエンドキャップに前記無負荷路と前記負荷路とを連通するリターン路が設けられ、この無負荷路と負荷路とリターン路とで構成される循環路には転動体が設けられ、この転動体が前記循環路を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記エンドキャップにして前記軸の延設方向外側端面には凹部が設けられ、この凹部に該凹部の底面に面接する板状で、前記負荷路と前記リターン路との連設部，前記無負荷路と前記リターン路との連設部若しくは前記リターン路において前記転動体が前記循環路の内面と衝突することで前記エンドキャップに発生する振動を吸収・減衰する制振材が密着状態で設けられており、この制振材はケースに収納された状態で前記凹部に設けられ、前記ケースにして前記エンドキャップとの対向面には該エンドキャップの前記凹部と対向する収納凹部が設けられ、前記制振材は前記エンドキャップと前記ケースとに挾持される状態で且つ一部が前記凹部に収納され残部が前記収納凹部に収納される状態で設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項１記載の摺動装置において、前記摺動体は基部の左右両側に夫々袖部が垂設された断面視略コ字状体であり、前記エンドキャップ，前記制振材及び前記ケースも基部の左右両側に夫々袖部が垂設された断面視略コ字状体であることを特徴とする摺動装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記制振材として合成樹脂製，ゴム製若しくは鉛製の制振材が採用されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記制振材として塩素化ポリエチレン製の制振材が採用されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、前記ケースにはシール部材が設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項５記載の摺動装置において、前記制振材、前記ケース及び前記シール部材は止めネジにより前記エンドキャップに一体状態で固定されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜６いずれか１項に記載の摺動装置において、前記各転動体間には該転動体を転動可能な状態で連設するスペーサが設けられていることを特徴とする摺動装置。