JP4413530B2 - 摺動装置 - Google Patents
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Description
【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】
一般的な摺動装置として、図1に図示したように、基体29上に設けた軸21に、基部22bの左右に袖部22cを有する断面視略逆凹状の摺動体22が被嵌され、該摺動体22は軸21に対して往復摺動するように設けられ、軸21と摺動体22の間には、軸21に設けられる第一負荷溝21aと、該第一負荷溝21aと対向し摺動体22の左右の袖部22cの内面に夫々設けられる第二負荷溝22aとから成る負荷路23が設けられ、該負荷路23には複数の転動体24が所定間隔を保持した状態で配設され、前記摺動体22の摺動移動と共に、転動体24が転動移動するように構成されているものがある。尚、図中符号26は軸21に設けられた第一負荷部構成材、27は摺動体22に設けられた第二負荷部構成材である。
【0003】
ところで、摺動体22は、前記の通り、転動体24の転動移動を伴いながら軸21に対して摺動移動するが、転動移動の際、転動体24同士が衝突すると摺動体22の良好な摺動移動が阻害されたり、騒音の原因となってしまうため、従来の摺動装置には、図1〜図3に図示したように、前記負荷路23に板体に転動体配設窓25aを形成した転動体保持器25を配設し、この転動体保持器25の転動体配設窓25aに転動体24を配設することで、転動体24同士の間隔を保持し、該転動体24同士の衝突を防止する構成となっている。
【0004】
一方、従来の摺動装置においては、摺動体22の往復摺動に伴い軸21及び摺動体22と転動体保持器25との相対位置が徐々にズレてしまう現象、所謂ミクロスリップ現象が生じることが知られている。
【0005】
このミクロスリップ現象による転動体保持器25のズレ動は、該転動体保持器25と転動体24とに摩擦を生じ、この摩擦により摺動体2の良好な摺動移動が阻害されたり、騒音の原因となってしまったり、更に、ズレ動が大きくなると、転動体保持器25が破壊され、使用機器に重大な損傷を及ぼすこともある。
【0006】
そこで、上述のミクロスリップ現象を防止するために、例えば、特開平11−315832号のように転動体保持器25にピニオン歯を設け、負荷路23にラック歯を設けて両者を噛合させることで転動体保持器25のズレを防止するように構成したものもあるが、構造が複雑で且つ耐久性に劣り、メンテナンス性が悪くコスト高となることは避けられない。
【0007】
本発明は、上述のような現状に鑑み、転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害を簡易な構成により除去し、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置を提供するものである。
【0008】
【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。
【0009】
軸1に対して摺動体2が摺動するように設けられ、前記軸1と前記摺動体2との間には負荷路3が設けられ、この負荷路3には複数の転動体4が配設され、この転動体4が前記負荷路3を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記転動体4として円柱体が採用され、この円柱体は隣接する円柱体と軸芯線Lが交叉する状態で配設され、この転動体4の胴部4aには凸部5若しくは凹部が複数所定間隔で設けられ、一方、前記負荷路3は前記軸1に設けられる断面視横V字状の第一負荷溝1aと、前記摺動体2に設けられる断面視横V字状の第二負荷溝2aとで構成され、前記第一負荷溝1a及び前記第二負荷溝2aにして前記円柱体の胴部4aとの対向面には、前記転動体4の凸部5若しくは凹部と係合する凹部6若しくは凸部が該転動体4の凸部5若しくは凹部の間隔と同間隔で複数設けられ、前記転動体4は前記負荷路3に該負荷路3と凹凸係合状態で配設されており、前記転動体4の胴部4aと前記第一負荷溝1a及び前記第二負荷溝2aとの当接長Nが円柱体全高Mの70%以上となるように設定され、前記転動体4の胴部4aに前記第一負荷溝1a及び前記第二負荷溝2aから作用する力Fが前記円柱体の軸芯線Lに対して略対称となるように設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。
【0010】
また、請求項1記載の摺動装置において、前記転動体4は前記凹凸係合状態を保持したまま前記負荷路3を転動移動するように構成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。
【0011】
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、前記転動体4には凸部5が設けられ、前記負荷路3には凹部6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。
【0012】
また、請求項3記載の摺動装置において、所定位置に配される前記転動体4のみに前記凸部5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。
【0013】
また、請求項4記載の摺動装置において、一つの前記負荷路3の最端位置に配設された二つの前記転動体4にのみ前記凸部5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。
【0014】
また、請求項3〜5いずれか1項に記載の摺動装置において、前記凹部6より浅く前記凹部6と同幅にして前記凹部6同士を繋ぐ溝が前記負荷路3に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1〜6いずれか1項に記載の摺動装置において、前記転動体4間には該転動体4同士の間隔を保持するスペーサ7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。
【0016】
【発明の作用及び効果】
摺動体2を軸1に対して摺動移動させる際、転動体4は、該転動体4に設けられた凸部5若しくは凹部と負荷路3に設けられた凹部6若しくは凸部との凹凸係合により、該負荷路4に対して位置決めされるため、転動体4同士の衝突が生じないことは勿論、転動体保持器がないため、上述の転動体保持器が存するために生じる欠点は当然生じない。
【0017】
即ち、転動体保持器を設けずに前記転動体4同士の衝突を阻止できる構成であるから、従来生じていた転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害は完全に除去されることになり、従って、本発明は、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図4〜11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。
【0019】
本実施例は、軸1に対して摺動体2が往復摺動するように設けられ、該軸1と該摺動体2との間には負荷路3が設けられ、この負荷路3には複数の転動体4が配設され、この転動体4が該負荷路3を転動移動するように構成された直線有限摺動装置であって、転動体4には凸部5が設けられ、一方、負荷路3には該転動体4の凸部5と係合する凹部6が設けられ、この転動体4は前記負荷路3に該負荷路3と凹凸係合状態で配設され、更に、前記転動体4は前記凹凸係合状態を保持したまま前記負荷路3を転動移動するように構成されているものである。
【0020】
各部を具体的に説明する。
【0021】
軸1は、基体9の上部に設けられ、この軸1には、基部2bの左右に袖部2c・2dを有する断面視略逆凹形状の摺動体2が被嵌されている。
【0022】
軸1の側部には第一負荷溝1aが形成された第一負荷部構成材10が、摺動体2の左右の袖部2c・2d内面には、前記第一負荷溝1aと対向する第二負荷溝2aが形成された第二負荷部構成材11が設けられている。
【0023】
本実施例は、前記第一負荷部構成材10と軸1、第二負荷部構成材11と摺動体2とを夫々別体とした構成であるが、これらを一体とした構成としても良い。
【0024】
この第一負荷溝1a及び第二負荷溝2aにより負荷路3が形成されている。
【0025】
第一負荷溝1a及び第二負荷溝2aは夫々断面視略横V字状に設定され、この対向する第一負荷溝1a及び第二負荷溝2aにより、負荷路3は、断面視略正菱形状に設定されている。
【0026】
この負荷路3には、転動体4としての多数の円柱体が配設され、これらの円柱体は、隣接する円柱体の軸芯線Lが直角に交叉する状態で配設されている。
【0027】
また、この夫々の円柱体の胴部4aには所定間隔、この場合、等間隔で凸部5としての突起が形成されている。
【0028】
負荷路3には、前記転動体4に設けた凸部5と係合する凹部6としての孔が形成されている。この孔は前記負荷路3にして前記転動体4に設けた凸部5(突起)と同間隔で設けられている。尚、この孔と前記突起とは、いずれかの突起がいずれかの孔に嵌入されるように設計されている。
【0029】
従って、本実施例は、転動体4の凸部5と負荷路3の凹部6とが凹凸係合することで、転動体4を負荷路3の所定位置に位置決めし、転動体4同士の衝突を阻止しつつ前記摺動体2を良好に摺動移動させることができる構成である。
【0030】
以上、本実施例は、摺動機構として公知のクロスローラ機構を採用し、このクロスローラに凸部5を設け、このクロスローラの転動面である負荷路3に前記凸部5が嵌入係合する凹部6を設けたものである。
【0031】
尚、円弧状の負荷溝にボールを転動体として配設した構成等、他の摺動機構を採用しても良い。
【0032】
従来の摺動装置は、負荷路に転動体をできるだけ抵抗なくスムーズに接触させるため、負荷路を如何に平滑な面にするかという観点に基づき設計されているのに対し、本実施例は、負荷路3と転動体4とに、あえて抵抗となる凸部5及び凹部6を形成し、転動体保持器が存することで生じる弊害を取り除くというこれまでにない観点から設計されている。
【0033】
また、本実施例においては、前記負荷路3に配設する転動体4全部に前記凸部5を形成し、負荷路3の凹部6と夫々凹凸係合して位置決めされるように構成しているが、所定数の転動体4にのみ前記凸部5を形成し、凸部5を形成しない転動体4同士を凸部5が形成された転動体4も含めてスペーサ7により所定間隔を保持する構成としても良い。
【0034】
具体的には、最端位置に配設された二つの転動体4にのみ凸部5を設け、この二つの転動体4が移動する範囲のみに凹部6を設けた構成とする。
【0035】
この場合には、加工が一層容易となり、凹部6を形成することによる負荷路3の定格荷重の低下を可及的に阻止することができ、コスト安にして耐久性に秀れたものとなる。また、転動体4同士の間隔を、凸部5が形成された転動体4を配設する場合に比べ、凸部5がない分だけ密に詰めることができ、より多くの転動体4を配設できることになる。
【0036】
また、負荷路3に設けた凹部6と同幅の溝(凹部6より浅い深さの溝)を該凹部6同士を繋ぐように形成しても良く、この場合には、不連続に存在する凹部6により不均一だった負荷路3から転動体4へ作用する力を均一化して、転動体4の更なる長寿命化を達成できる。
【0037】
更に、本実施例においては、従来の転動体保持器で転動体を保持する構成において必要であった該転動体保持器の抜けを防止するための摺動体端部のタップ加工が不要となり、この点においても加工が極めて容易でコスト安な構成となる。
【0038】
従って、転動体保持器と負荷路とにラック&ピニオンのような噛合機構を組み込むことでこの転動体保持器のミクロスリップを防止する構成と比べ、極めて構造が簡易でコスト安となる。
【0039】
尚、本実施例においては、転動体4に凸部5を、負荷路3に凹部6を設け、これらを凹凸係合させるように構成しているが、勿論逆に設けた構成としても良い。
【0040】
また、本実施例は、従来の転動体保持器を有する構成に比し、該転動体保持器がない分だけ軸と摺動体とのクリアランスCを小さく設定することができ(図3及び図9参照)、即ち、負荷路3をより隙間のない正菱形状に近づけることができ、よって、転動体4としての円柱体をこの正菱形状に嵌合させるようにして配設することができるから、前記円柱体の全高に対する胴部4aと負荷路3との当接長(接線長)Nを可及的に大きくすることが可能となる。
【0041】
具体的には、転動体保持器がある場合に比し、負荷路3への当接長を約四割程度長くすることができると共に(転動体保持器があると、上述のようにクリアランスCが大きくなり、当接長を長くできない。)、更に、対向する負荷路3への当接部分を左右対称(円柱体の軸芯線Lに対して略線対称)にできることになる。
【0042】
従って、円柱体がそれだけ円滑に転動でき、更に、対向する負荷路3から円柱体に作用する力Fが左右対称となるから、この円柱体の転動が捩れなく円滑となり、転動体4の長寿命化を達成できる。
【0043】
特に、本実施例のように、円柱体の胴部4a全長の70%以上が負荷路3と当接するようにし、且つ、円柱体に作用する力が対称となると、円柱体に作用する力Fが良好に分散され、且つ、該円柱体を捩れなく転動させることができ、該円柱体は長期間良好に転動移動できることになる。
【0044】
また、本実施例を搬送する際には、負荷路3の端部に軸1及び摺動体2の分離を阻止するストッパー12を設けると良い。具体的には、図10及び図11に図示したように、第一負荷部構成材10及び第二負荷部構成材11の端面と密着する基板12aと、該基板12aに立設され、正菱形状の負荷路3に嵌入される平面視略正菱形状に配設された複数(具体的には4枚)の(エラスチックな)板体12bとから成り、この板体12bの先端部には前記負荷路3に設けられた凹部6と係合する凸部12cが設けられたもので、この板体12bを前記負荷路3に嵌入すると共に(負荷路3の両側から、若しくは片側のみ)、前記凸部12cを負荷路3の凹部6に係合することで、極めて容易且つ確実に軸1及び摺動体2の分離を阻止でき、よって、簡易に搬送できることになる。尚、この基板12aは、摺動装置を取り付ける際に障害とならないよう軸1及び摺動体2の端面より外方(周方向の外方)に突出しない形状に設定するのが好ましい。
【0045】
本実施例は上述のように構成したから、摺動体2を軸1に対して摺動移動させる際、転動体4は、該転動体4に設けられた凸部5若しくは凹部と負荷路3に設けられた凹部6若しくは凸部との凹凸係合により、該負荷路4に対して位置決めされるため、転動体4同士の衝突が生じないことは勿論、転動体保持器がないため、上述の転動体保持器が存するために生じる欠点は当然生じない。
【0046】
即ち、転動体保持器を設けずに前記転動体4同士の衝突を阻止できる構成であるから、従来生じていた転動体保持器のミクロスリップ現象による弊害は完全に除去されることになり、高速運動若しくは高加減速運動に対応できると共に、静音化も達成できることになる。
【0047】
従って、本実施例は、コスト安にして長期間の使用に耐え得る耐久性及びメンテナンス性に秀れた画期的な摺動装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来例の説明断面図である。
【図2】 従来例の一部を切り欠いた説明斜視図である。
【図3】 従来例の負荷路の拡大説明断面図である。
【図4】 本実施例の説明斜視図である。
【図5】 本実施例の説明断面図である。
【図6】 本実施例の一部を切り欠いた説明斜視図である。
【図7】 本実施例の負荷路の説明平面図である。
【図8】 本実施例の説明斜視図である。
【図9】 本実施例の負荷路の拡大説明断面図である。
【図10】 本実施例のストッパーの説明平面図である。
【図11】 本実施例のストッパーの説明側面図である。
【符号の説明】
1 軸
1a 第一負荷溝
2 摺動体
2a 第二負荷溝
3 負荷路
4 転動体
4a 胴部
5 凸部
6 凹部
7 スペーサ
F 力
L 軸芯線
M 全高
N 当接長
Claims (7)
- 軸に対して摺動体が摺動するように設けられ、前記軸と前記摺動体との間には負荷路が設けられ、この負荷路には複数の転動体が配設され、この転動体が前記負荷路を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記転動体として円柱体が採用され、この円柱体は隣接する円柱体と軸芯線が交叉する状態で配設され、この転動体の胴部には凸部若しくは凹部が複数所定間隔で設けられ、一方、前記負荷路は前記軸に設けられる断面視横V字状の第一負荷溝と、前記摺動体に設けられる断面視横V字状の第二負荷溝とで構成され、前記第一負荷溝及び前記第二負荷溝にして前記円柱体の胴部との対向面には、前記転動体の凸部若しくは凹部と係合する凹部若しくは凸部が該転動体の凸部若しくは凹部の間隔と同間隔で複数設けられ、前記転動体は前記負荷路に該負荷路と凹凸係合状態で配設されており、前記転動体の胴部と前記第一負荷溝及び前記第二負荷溝との当接長が円柱体全高の70%以上となるように設定され、前記転動体の胴部に前記第一負荷溝及び前記第二負荷溝から作用する力が前記円柱体の軸芯線に対して略対称となるように設定さ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、前記転動体は前記凹凸係合状態を保持したまま前記負荷路を転動移動するように構成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、前記転動体には凸部が設けられ、前記負荷路には凹部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
- 請求項3記載の摺動装置において、所定位置に配される前記転動体のみに前記凸部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
- 請求項4記載の摺動装置において、一つの前記負荷路の最端位置に配設された二つの前記転動体にのみ前記凸部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
- 請求項3〜5いずれか1項に記載の摺動装置において、前記凹部より浅く前記凹部と同幅にして前記凹部同士を繋ぐ溝が前記負荷路に設けら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、前記転動体間には該転動体同士の間隔を保持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。
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