JP4958221B2

JP4958221B2 - 直動軸受装置

Info

Publication number: JP4958221B2
Application number: JP2007068785A
Authority: JP
Inventors: 健児望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP2008232175A

Description

本発明は、直動軸受装置、特に軸とこれに挿通するスリーブとの間に介装されるリテーナの改良に関する。

従来より、図６に示すように、直動軸受装置１００としては、軸部１０２とこれに挿通するスリーブ１０３との間隙Ｓに筒体のリテーナ１０５を遊嵌し、このリテーナ１０５に転動体１０４を保持したものがある。この直動軸受装置１００は、転動体１０４が軸部１０２の外周面とスリーブ１０３の内周面との間隙Ｓに予圧状態で介在されて転がり接触することから、軸部１０２とスリーブ１０３との間の摺動抵抗が低く抑えられる。また、軸部１０２とスリーブ１０３との間隙Ｓ内には、潤滑剤が供給されて転動体１０４における摩擦抵抗が低く抑えられている。従って、このような直動軸受装置１００は、軸部１０２とスリーブ１０３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２０００−２４９１４５号公報

ところで、上記リテーナ１０５は、これに保持する転動体１０４が転動することによって軸部１０２の軸線方向に往復移動する。このリテーナ１０５は、軸部１０２とスリーブ１０３との間隙Ｓに遊嵌されているので、往復移動の間に周方向にふら付いて軸部１０２の軸中心に対して偏心する。そして時には、リテーナ１０５の内周面の一部が軸部１０２の外周面に面当り（面接触）することがあり、軸部１０２とリテーナ１０５との間で摺動抵抗となる（図６（ｂ）参照）。すると、リテーナ１０５が円滑に往復移動できず転動体１０４の円滑な転動が妨げられ、そのため、軸部１０２とスリーブ１０３との相対移動が重くなり、軽く軽快な直動が安定して得られなくなる。

また、リテーナ１０５の内周面の一部が軸部１０２の外周面に面当りした状態で、リテーナ１０５が軸部１０２の軸線方向に往復移動すると、軸部１０２の外周面に塗布された潤滑剤が掻き採られるような場合もある。すると、潤滑剤切れが早まり、軸部１０２とスリーブ１０３との円滑な相対移動が得られなくなる。
なお、リテーナ１０５の外周面の一部がスリーブ１０３の内周面と面当りすることによっても、リテーナ１０５とスリーブ１０３との間で上記同様の問題が起こる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、リテーナが軸部やスリーブと面当りすることを防止して、軸部とスリーブとの相対移動に際して摺動抵抗の更なる低減を可能にする直動軸受装置を提供することを課題とする。

本発明に係る直動軸受装置は、
軸部とこれに挿通するスリーブとの間隙に筒体のリテーナを遊嵌し、このリテーナに転動体を保持した直動軸受装置であって、
軸部は、外周面が多角形に形成され、且つ外周面の各頂部が円弧状に丸く形成され、
スリーブは、内周面が軸部の外周面に合わせて多角形に形成され、
リテーナは、軸部とスリーブとの間隙の形状に合わせて多角形の筒体で構成され、該リテーナの周壁の各平面部に多数の転動体が保持され、
上記リテーナの内周面には、複数箇所の屈曲部における周方向の等間隔位置の少なくとも３箇所に、上記軸部の外周面の頂部に当接可能な丸形凸部が軸線方向に形成されていることを特徴とする。
上記各丸形凸部の高さは、例えば、上記リテーナが周方向に偏心移動しても上記スリーブ内周面に当らない範囲で設定される。

上記構成より、上記丸形凸部が軸部の外周面に当接することで、リテーナは、周方向へのふら付きが抑制され、軸部やスリーブと面当りすることがない。また、この丸形凸部は、丸く形成されているから、軸部に当接しても点当りか線当りにしかならないので、大きな摺動抵抗となることもない。従って、軸部とスリーブとの相対移動に際して、リテーナの面当りによる摺動抵抗が生じず、摺動抵抗が低減される。しかも、上記丸形凸部によってリテーナと軸部やスリーブとの面当りが防止されるので、軸部外周面やスリーブ内周面の潤滑剤が掻き採られることもない。

また、上記リテーナの内周面または外周面には、上記転動体を保持する軸線位置に、潤滑剤を保持可能な凹溝がリテーナの両開口端に至る軸線方向全長にわたって形成されていてもよい。
これにより、軸部とスリーブとの間隙に供給された潤滑剤が凹溝内に保持される。この凹溝は、転動体を保持する軸線位置に形成されているので、凹溝内に保持された潤滑剤が転動体に確実に供給され、転動体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。

本発明に係る直動軸受装置によれば、リテーナの面当りが防止されるので、更なる摺動抵抗の低減が実現され、軽くて軽快な直動が長期にわたって安定して得られる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１から図３に示すように、実施の形態による直動軸受装置１は、多角形の軸部２に対して、多角形断面の挿通孔３０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Ｓ内に、多数のローラ４（転動体）を保持した多角形筒体からなるリテーナ５が遊嵌された構成を備える。

軸部２は、外周面が六角形となっており、この外周面の平面部２１間における各頂部２２は、円弧状に丸く形成されている。スリーブ３の内周面も、軸部２の外周面に合わせて六角形に形成されており、軸部２の各平面部２１と対向する部分が平面部３１となっている。

リテーナ５は、軸部２とスリーブ３との間隙Ｓの形状に合わせて六角形の筒体で構成されており、周壁５０の各平面部５１には、ローラ４を保持するための貫通孔５２が多数並設されている。従って、リテーナ５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外周面の平面部２１とスリーブ３内周面の平面部３１との間に転がり接触状態に対面されている。なお、軸部２の平面部２１とスリーブ３の平面部３１との間隙Ｓの間隔が、ローラ４のローラ４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Ｓ内では予圧がかかった状態で保持されている。

そして、このリテーナ５の内周面には、６箇所の各屈曲部分において軸部２外周面の各頂部２２に当接可能な丸形凸部５３が形成されている。これら丸形凸部５３は、リテーナ５の軸線方向全長にわたって畝状に形成されている。また、各丸形凸部５３の高さは、リテーナ５が周方向に偏心移動してもスリーブ３内周面に当らない範囲で設定でき、その限りで、丸形凸部５３の頂部間を結んだ内径が、軸部２の頂部２２間を結んだ外径と一致するか、これより大きくなるように設定できる。

これにより、リテーナ５が周方向にふら付こうとしても、丸形凸部５３が軸部２の外周面（頂部２２）に当接するので、リテーナ５は、軸部２とスリーブ３との間隙Ｓ内の所定位置に配置され、軸部２やスリーブ３と面当りすることがない。また、これら丸形凸部５３は、丸く形成されているから、軸部２に当接しても線当りにしかならないので、これが大きな摺動抵抗となることもない。従って、軸部２とスリーブ３との相対移動に際して、リテーナ５の面当りによる摺動抵抗が生じることがなく、摺動抵抗が低減される。しかも、上記丸形凸部５３によってリテーナ５と軸部２やスリーブ３との面当りが防止されるので、軸部２の外周面やスリーブ３の内周面の潤滑剤が掻き採られることもない。

また、リテーナ５の内周面には、６箇所の各平面部５１において潤滑剤を保持可能な矩形状の凹溝５４が形成されている。これら凹溝５４は、ローラ４を保持する貫通孔５２を通る軸線位置に、リテーナ５の両開口端５５ａ，５５ｂに至る軸線方向全長にわたって形成されている。これにより、軸部２とスリーブ３との間隙Ｓに供給された潤滑剤が凹溝５４内に保持される。この凹溝５４は、ローラ４の貫通孔５２を通って形成されているので、凹溝５４内に保持された潤滑剤がローラ４に確実に供給され、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。

以上のような直動軸受装置１によれば、軸部２とスリーブ３との相対移動に際して、リテーナ５が周方向にふら付いて軸部２外周面やスリーブ３内周面に面当りして摺動抵抗を発生させることがない。同時に、リテーナ５によって軸部２外周面やスリーブ３内周面の潤滑剤が掻き採られることもない。しかも、リテーナ５の凹溝５４内に保持された潤滑剤がローラ４に確実に供給され、ローラ４における摩擦抵抗の増大を長期にわたって防止できる。従って、この直動軸受装置１は、摺動抵抗が更に低減され、軽くて軽快な直動が長期にわたって安定して得られる。

（適用例）
上記直動軸受装置１は、例えば、図４に示すように、金型のダイセットにおける左右一対の直動ガイド６ａ，６ｂにそれぞれ適用することができる。なお、図４中、７はポンチＰを取り付けた上プレート、８はダイスＤを取り付けた下プレートであり、下プレート８にはガイドポスト６１（軸部２に相当）が固定され、上プレート７にはガイドブッシュ６２（スリーブ３に相当）が固定され、そして、ガイドポスト６１とガイドブッシュ６２の間隙Ｓに上記リテーナ５が遊嵌されている。なお、９は、リテーナ５を下から受け止めるバネである。

このダイセットでは、一対の直動ガイド６ａ，６ｂに上記直動軸受装置１を適用することで、左右いずれかの直動ガイド６ａ，６ｂでリテーナ５の面接触に起因した摺動抵抗が発生し、左右の直動バランスが崩れるといったこともない。従って、上プレート７と下プレート８との平行姿勢を高精度に維持して昇降移動ができ、ポンチＰとダイスＤとの位置合わせ精度を高精度に維持できる。しかも、軽くて軽快な直動が長期にわたって安定して得られる。

（その他）
なお、本発明は、上記実施の形態に限らず、種々の設計変更を施すことが可能である。
例えば、図５に示すように、丸形凸部５３の数は、リテーナ５の周方向の等間隔位置に少なくとも３箇所あればよい。
また、同図５に示すように、凹溝５４は、リテーナ５の外周面に形成してもよいし、また、リテーナ５の内周面と外周面の両方に形成してもよい。
また、丸形凸部５３の形は、畝状に連続形成されたものでなくても、ドーム状に点在されたものでもよい。この場合、ドーム状の各丸形凸部５３は、軸部２とは点接触となるから、摺動抵抗が更に低減され得る。
また、リテーナ５の形は、六角形以外に、軸部２及びスリーブ３の形状に合わせて八角形等の各種の多角形形状でもよい。
また、転動体であるローラ４は、円柱形、鼓形、太鼓形、ニードルローラ等の各種のローラを使用でき、さらに、転動体には、ローラ４に限らず、ボールを使用したものでもよい。
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。

本実施の形態による直動軸受装置の外観を示す側面図である。本実施の形態による直動軸受装置を上から見た上面図である。本実施の形態による直動軸受装置のリテーナを示す一部断面図である。本実施の形態による直動軸受装置を適用したダイセットの構成を示す側面図である。他の実施の形態による直動軸受装置を上から見た上面図である。従来の直動軸受装置を上から見た上面図であり、同図（ａ）はリテーナが正常位置にある状態を示し、同図（ｂ）はリテーナが軸部と面当りした状態を示す。

符号の説明

１直動軸受装置
２軸部
３スリーブ
４ローラ（転動体）
５リテーナ
６ａ，６ｂ直動ガイド
７上プレート
８下プレート
５３丸形凸部
５４凹溝
６１ガイドポスト（軸部）
６２ガイドブッシュ（スリーブ）
Ｓ間隙

Claims

軸部とこれに挿通するスリーブとの間隙に筒体のリテーナを遊嵌し、このリテーナに転動体を保持した直動軸受装置であって、
軸部は、外周面が多角形に形成され、且つ外周面の各頂部が円弧状に丸く形成され、
スリーブは、内周面が軸部の外周面に合わせて多角形に形成され、
リテーナは、軸部とスリーブとの間隙の形状に合わせて多角形の筒体で構成され、該リテーナの周壁の各平面部に多数の転動体が保持され、
上記リテーナの内周面には、複数箇所の屈曲部における周方向の等間隔位置の少なくとも３箇所に、上記軸部の外周面の頂部に当接可能な丸形凸部が軸線方向に形成されていることを特徴とする直動軸受装置。
請求項１に記載の直動軸受装置において、
上記各丸形凸部の高さは、上記リテーナが周方向に偏心移動しても上記スリーブ内周面に当らない範囲で設定されている直動軸受装置。
請求項１または２に記載の直動軸受装置において、
上記リテーナの内周面または外周面には、上記転動体を保持する軸線位置に、潤滑剤を保持可能な凹溝がリテーナの両開口端に至る軸線方向全長にわたって形成されていることを特徴とする直動軸受装置。