JP5233872B2 - Seal device for linear guide device and linear guide device - Google Patents
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Description
本発明は、リニアガイド装置に用いられるシール装置に関する。また、本発明は、シール装置を備えるリニアガイド装置に関する。 The present invention relates to a sealing device used in a linear guide device. The present invention also relates to a linear guide device including a sealing device.
従来のリニアガイド装置の例を、図8を参照しながら説明する。軸方向に延びる断面形状略角形の案内レール101上に、断面形状略コ字状のスライダ102が軸方向に移動可能に組み付けられている。この案内レール101の上面101bと左右両側面101a,101aとが交差する稜線部には、軸方向に延びる断面ほぼ1/4円弧形状の凹溝からなる転動体転動溝110,110が形成され、また、案内レール101の左右両側面101a,101aの上下方向中間位置には、軸方向に延びる断面ほぼ1/2円弧形状(半円形)の凹溝からなる転動体転動溝110,110が形成されている。
An example of a conventional linear guide device will be described with reference to FIG. On a substantially
また、スライダ102は、スライダ本体102Aと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ102B,102Bと、で構成されており、スライダ本体102Aの左右両袖部106,106の内側面の角部及び上下方向中央部には、案内レール101の転動体転動溝110,110,110,110に対向する断面ほぼ1/2円弧形状(半円形)の転動体転動溝(図示されない)が形成されている。
The
そして、案内レール101の転動体転動溝110,110,110,110と両袖部106,106の転動体転動溝とで、断面ほぼ円形の転動体転動路(図示されない)が形成されていて、これらの転動体転動路は軸方向に延びている。この転動体転動路内には、鋼球からなる多数の転動体(図示されない)が転動自在に装填されていて、これらの転動体の転動を介してスライダ102が案内レール101に沿って軸方向に移動するようになっている。
A rolling element rolling path (not shown) having a substantially circular cross section is formed by the rolling
さらに、スライダ102の軸方向両端部(各エンドキャップ102Bの軸方向端面)には、略板状のサイドシール105,105が装着されていて、案内レール101とスライダ102との間の隙間の開口のうちエンドキャップ102Bの軸方向端面に開口する部分がシールされ、該隙間への外部からの異物の侵入や、該隙間から外部への潤滑剤の流出が防止されている。
Further, substantially plate-
このようなリニアガイド装置においては、サイドシール105のシール性を確保するために、様々な工夫が施されている。例えば、サイドシール105は、使用時に図8における上方に引っ張られるため、断面円弧形状の凹溝からなる転動体転動溝110に接触する部分においては、接触箇所によって接触圧が不十分となるおそれがある。すなわち、転動体転動溝110の上側の面にはサイドシール105が高い接触圧で接触するが、下側の面には低い接触圧で接触することとなる。そのため、転動体転動溝110の下側においては、シール性が不十分となるおそれがあった。
In such a linear guide device, various measures are taken in order to ensure the sealing performance of the
そこで、サイドシール105のうち転動体転動溝110に接触する部分については、転動体転動溝110の上側の面に接触する部分のリップ部を厚くして、前述の上方に引っ張る力に対する反力を高めることにより、転動体転動溝110の下側の面においてサイドシール105の接触圧が不十分とならないようにする技術が提案されている(特許文献1を参照)。
Therefore, for the portion of the
また、サイドシール105に複数のリップを設けることにより、シール性を高める技術が提案されている(特許文献2を参照)。
In addition, a technique for improving the sealing performance by providing a plurality of lips on the
しかしながら、特許文献1に開示の技術は、曲面に接触する部分に対しては有効であるが、平面に接触する部分に対しては有効ではなく、シール性の確保には寄与しない。例えば、図8のリニアガイド装置のように転動体がボールである場合は、転動体転動溝110に接触する部分に対しては有効であるが、転動体転動溝110の上下両側の平面部に接触する部分に対しては有効ではない。
However, the technique disclosed in
また、図9に示すサイドシールは、転動体がころであるリニアガイド装置に用いられるサイドシールであるが、このようなサイドシールに特許文献1に開示の技術を適用しても、下側の軌道面に接する部分120においては肩当たりが生じるため、下側の軌道面のシール性の確保には寄与しない。なお、肩当たりとは、直線状のシールの長手方向両端部は相手部材(例えば軌道面)に強く接触するが、長手方向中央部は相手部材と接触せず隙間が形成されたり、接触しても接触圧が低いという現象を意味する。
Further, the side seal shown in FIG. 9 is a side seal used in a linear guide device in which the rolling elements are rollers. Even if the technique disclosed in
さらに、特許文献2に開示の技術は、複数のリップを備えているためリップが1個の場合よりもシール性は高いものの、複数のリップ全てにおいて肩当たりが生じるおそれがある。リップのうち軌道面と接触する部分120は、スライダの移動方向(軸方向)に直交する方向に延びる直線状であるが、肩当たりが生じた際に隙間が形成される部分や低接触圧となる部分は、複数のリップ全てにおいて同じ箇所(直線状部分の長手方向中央部)であるので、複数のリップを備えていてもシール性が不十分となるおそれがあった。
Furthermore, since the technique disclosed in Patent Document 2 includes a plurality of lips, the sealing performance is higher than that of a single lip, but there is a risk that shoulder contact may occur in all of the plurality of lips. The
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、シール性の高いリニアガイド装置用シール装置を提供することを課題とする。また、本発明はシール性の高いシール装置を備えるリニアガイド装置を提供することを併せて課題とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and to provide a sealing device for a linear guide device with high sealing performance. Another object of the present invention is to provide a linear guide device including a sealing device with high sealing performance.
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1のリニアガイド装置用シール装置は、軸方向に延びる転動体軌道面を有する案内レールと、該案内レールの転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記両転動体軌道面の間に形成される転動体転動路内に転動自在に装填された複数の転動体と、を備えるリニアガイド装置の前記スライダの軸方向端部に装着され、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口部分のうち軸方向に向く開口部分を密封するシール装置において、シール本体から突出して前記案内レールに摺接するリップ部を複数備え、これらのリップ部は、軸方向に対して直行し且つ前記案内レールの表面に沿う方向に延びる直線状をなしているとともに、間隔を空けて軸方向に並べられており、複数の前記リップ部のうち一部は、その長手方向中央部が長手方向両端部よりも前記シール本体からの突出距離が長い凸形状であり、他部は、長手方向両端部が長手方向中央部よりも前記シール本体からの突出距離が長い凹形状であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the seal device for a linear guide device according to
さらに、本発明のリニアガイド装置は、軸方向に延びる転動体軌道面を有する案内レールと、該案内レールの転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記両転動体軌道面の間に形成される転動体転動路内に転動自在に装填された複数の転動体と、前記スライダの軸方向端部に装着され前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口部分のうち軸方向に向く開口部分を密封するシール装置と、を備えるリニアガイド装置において、前記シール装置が、請求項1に記載のリニアガイド装置用シール装置であることを特徴とする。
Furthermore, the linear guide device of the present invention has a guide rail having a rolling element raceway surface extending in the axial direction, a rolling element raceway surface facing the rolling element raceway surface of the guide rail, and is capable of relative movement in the axial direction. A slider mounted on the guide rail, a plurality of rolling elements loaded in a rolling element rolling path formed between the rolling element raceway surfaces, and an axial end of the slider. The linear guide device according to
本発明のリニアガイド装置用シール装置及びリニアガイド装置はシール性が高い。 The linear guide device sealing device and the linear guide device of the present invention have high sealing performance.
本発明に係るリニアガイド装置用シール装置及びリニアガイド装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図1は、本発明に係るリニアガイド装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。また、図2は、図1のリニアガイド装置を軸方向から見た正面図(ただし、エンドキャップを省略して図示している)であり、図3は、図2のA−A断面図である。なお、これ以降の各図においては、同一又は相当する部分には、同一の符号を付してある。
Embodiments of a linear guide device sealing device and a linear guide device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an embodiment of a linear guide device according to the present invention. 2 is a front view of the linear guide device of FIG. 1 viewed from the axial direction (note that the end cap is omitted), and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. is there. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
軸方向に延びる断面形状略角形の案内レール1の上に、断面形状略コ字状のスライダ2が軸方向に相対移動可能に組み付けられている。この案内レール1の上面1bと左右両側面1a,1aとが交差する稜線部には、軸方向に延びる断面ほぼ1/4円弧形状の凹溝からなる転動体転動溝(本発明の構成要件である転動体軌道面に相当する)10,10が形成され、また、案内レール1の左右両側面1a,1aの上下方向中間位置には、軸方向に延びる断面ほぼ1/2円弧形状(半円形)の凹溝からなる転動体転動溝10,10が形成されている。
On a substantially
また、スライダ2は、スライダ本体2Aと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ2B,2Bと、で構成されており、さらに、スライダ2の軸方向両端部(各エンドキャップ2Bの端面)には、案内レール1とスライダ2との間の隙間の開口部分のうち軸方向に向く開口部分を密封するサイドシール5,5(リニアガイド装置用シール装置に相当する)が装着されている。このサイドシール5,5により、前記隙間への外部からの異物の侵入や、前記隙間から外部への潤滑剤の流出が防止されている。
The slider 2 includes a
さらに、スライダ本体2Aの左右両袖部6,6の内側面の角部及び上下方向中央部には、案内レール1の転動体転動溝10,10,10,10に対向する断面ほぼ1/2円弧形状(半円形)の転動体転動溝11,11,11,11(本発明の構成要件である転動体軌道面に相当する)が形成されている。そして、案内レール1の転動体転動溝10,10,10,10とスライダ2の転動体転動溝11,11,11,11との間に、断面ほぼ円形の転動体転動路14,14,14,14が形成されていて、これらの転動体転動路14は軸方向に延びている。なお、案内レール1及びスライダ2が備える転動体転動溝10,11の数は片側二列に限らず、例えば片側一列又は三列以上などであってもよい。
Further, at the corners of the inner side surfaces of the left and
さらにまた、スライダ2は、スライダ本体2Aの左右両袖部6,6の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路14と平行をなして軸方向に貫通する貫通孔からなる直線路13,13,13,13を備えている。
一方、エンドキャップ2Bは、例えば樹脂材料の射出成形品からなり、断面形状が略コ字状に形成されている。エンドキャップ2B,2Bは、図3に示すように、スライダ本体2Aとの当接面(裏面)の左右両側に、転動体転動路14とこれに平行な直線路13とを連通させる半ドーナッツ状の湾曲路15を有している。そして、直線路13と両端の湾曲路15,15とで、転動体3を転動体転動路14の終点から始点へ送り循環させる転動体戻し路16が構成され、この転動体戻し路16と転動体転動路14とで、略環状の転動体循環路が形成されている。この転動体循環路内には、例えば鋼球からなる多数の転動体3が転動自在に装填されていて、これらの転動体3の転動を介してスライダ2が案内レール1に沿って軸方向に移動するようになっている。
Furthermore, the slider 2 is a straight path formed of a through-hole penetrating in the axial direction in parallel with the rolling
On the other hand, the
案内レール1に組みつけられたスライダ2を案内レール1に沿って軸方向に移動させると、転動体転動路14内に装填されている転動体3は、転動体転動路14内を転動しつつ案内レール1に対してスライダ2と同方向に移動する。そして、転動体3が転動体転動路14の終点に達すると、エンドキャップ2B内に備えられたタング部17によって転動体転動路14からすくい上げられ、湾曲路15へ送られる。湾曲路15に入った転動体3はUターンして直線路13に導入され、直線路13を通って反対側の湾曲路15に至る。ここで再びUターンして転動体転動路14の始点に戻り、このような転動体循環路内の循環を無限に繰り返す。
When the slider 2 assembled to the
ここで、サイドシール5について詳細に説明する。図4は、図1のリニアガイド装置に装着されたサイドシール5の正面図であり、図5は、図4のサイドシール5のB−B断面図である。サイドシール5は、エンドキャップ2Bと同様に断面形状が略コ字状に形成されており、樹脂,金属等からなる補強板21と、ゴム等の弾性体からなるシール本体22と、を備えている。
Here, the
そして、リップ部23が、シール本体22の内側面からさらに内方に突出して形成されていて、案内レール1の上面1b及び左右両側面1a,1a(転動体転動溝10を含む)に摺接している。すなわち、リップ部23は、案内レール1の外面(上面1b及び左右両側面1a,1a)に沿って屈曲しており、複数の直線部25を有して略コ字状をなしている。なお、リップ部23の個数は特に限定されるものではないが、本実施形態においてはリップ部23の個数は2個であり、図5に示すように2個のリップ部23A,23Bが間隔を空けて軸方向に並べられている。
The
図4に示すように、リップ部23A,23Bの角部24の間に形成された各直線部25は、軸方向に対して直行し且つ案内レール1の外面(上面1b及び左右両側面1a,1a)に沿う方向に延びる直線状をなしている。そして、スライダ2の軸方向端部側に配されたリップ部23Aの各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向中央部が長手方向両端部よりもシール本体22からの突出距離が長い凸形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。また、スライダ2の軸方向内部側に配されたリップ部23Bの各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向両端部が長手方向中央部よりもシール本体22からの突出距離が長い凹形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。
As shown in FIG. 4, each
従来のリップ部の各直線部の形状は、シール本体からの突出距離が各直線部の長手方向全体にわたって同一の平坦形状であるが、このようなリップ部を締め代を持たせるように案内レールに摺接させると、直線部の長手方向両端部において先に案内レールに接触し直線部の長手方向中央部近傍において隙間が生じる肩当たりが起こり、シール性が不十分となりやすい。 The shape of each straight portion of the conventional lip portion is the same flat shape with the protruding distance from the seal body in the entire longitudinal direction of each straight portion, but the guide rail so that such a lip portion has a tightening margin. When it is slidably contacted with each other, a shoulder contact is generated in which both ends of the linear portion in the longitudinal direction first come into contact with the guide rail and a gap is generated in the vicinity of the central portion in the longitudinal direction of the linear portion.
これに対して、本実施形態のような凸形状のリップ部23Aは肩当たりが生じにくく、しかも、シール本体22からの突出距離が長い長手方向中央部は長手方向両端部よりも弾性変形しやすいので、直線部25全域及び角部24においてリップ部23Aと案内レール1が十分な接触圧で摺接し、直線部25全域及び角部24のシール性がほぼ確保される。リップ部23Aの直線部25の長手方向両端部において、案内レール1と接触せず隙間が形成されたり、接触しても接触圧が低いという現象が起こったとしても、リップ部23Bの直線部25の長手方向両端部が案内レール1と十分な接触圧で摺接することにより、リップ部23Aの直線部25の長手方向両端部のシール性が補われるため、サイドシール5全体としてのシール性は十分に確保される。
On the other hand, the
このように、直線部25の長手方向中央部のシール性に主眼をおいたリップ部23A(直線部25の長手方向両端部は、案内レール1との接触圧が低くてもよいし、案内レール1と接触せず隙間が形成されてもよい)と、直線部25の長手方向両端部のシール性に主眼をおいたリップ部23B(直線部25の長手方向中央部は、案内レール1との接触圧が低くてもよいし、案内レール1と接触せず隙間が形成されてもよい)とを組み合わせることにより、シール性に優れたサイドシール5を構成することができる。
In this way, the
なお、本実施形態においては、スライダ2の軸方向端部側に配されたリップ部23Aの各直線部25の形状を凸形状とし、スライダ2の軸方向内部側に配されたリップ部23Bの各直線部25の形状を凹形状としたが、逆の配置としても差し支えない。また、直線部25の凸形状及び凹形状は、長手方向中央部を軸とした線対称形が好ましいが、非対称形でも差し支えない。
In the present embodiment, the shape of each
さらに、リップ部23の個数は1個でもよく、その場合のリップ部23の各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向中央部が長手方向両端部よりもシール本体22からの突出距離が長い凸形状とすればよい。さらに、凸形状のリップ部23の締め代は、案内レール1の形状やサイズに応じて適宜設定すればよいが、シール性と摩擦力を考慮すると、直線部25の長手方向中央部で0.2mm程度、長手方向両端部で0.1mm程度が好ましい。
Further, the number of the
〔第二実施形態〕
第二実施形態のリニアガイド装置は、転動体としてころを用いたリニアガイド装置である。第二実施形態のリニアガイド装置の構造及び動作は、転動体が玉ではなくころである点及び転動体軌道面が溝形状ではなく平面状である点を除いては第一実施形態と同様であるので、図5,6を参照しながら異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。図6は、第二実施形態のリニアガイド装置に装着されたサイドシール5の正面図であり、図5は、図6のサイドシール5のC−C断面図である。
[Second Embodiment]
The linear guide device of the second embodiment is a linear guide device using rollers as rolling elements. The structure and operation of the linear guide device of the second embodiment are the same as those of the first embodiment except that the rolling elements are not balls but rollers and the rolling element raceway surface is not groove shape but flat. Therefore, only different portions will be described with reference to FIGS. 5 and 6, and description of similar portions will be omitted. FIG. 6 is a front view of the
リップ部23は、案内レール1の外面(上面1b及び左右両側面1a,1a)に沿って屈曲しており、複数の直線部25を有して略コ字状をなしている。図6に示すように、リップ部23A,23Bの角部24の間に形成された各直線部25は、軸方向に対して直行し且つ案内レール1の外面(上面1b及び左右両側面1a,1a)に沿う方向に延びる直線状をなしている。
The
そして、スライダ2の軸方向端部側に配されたリップ部23Aの各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向中央部が長手方向両端部よりもシール本体22からの突出距離が長い凸形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。また、スライダ2の軸方向内部側に配されたリップ部23Bの各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向両端部が長手方向中央部よりもシール本体22からの突出距離が長い凹形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。このような第二実施形態のサイドシール5は、第一実施形態と同様の理由により、シール性に優れている。
The shape of each
〔第三実施形態〕
第三実施形態のリニアガイド装置は、第一又は第二実施形態のリニアガイド装置において、図7に示すサイドシール5を使用したものである。第三実施形態のリニアガイド装置の構造及び動作は、リップ部23の個数が3個である点を除いては第一又は第二実施形態と同様であるので、図7を参照しながら異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。図7は、第三実施形態のリニアガイド装置に装着されたサイドシール5の断面図である。
[Third embodiment]
The linear guide device of the third embodiment uses the
スライダ2の軸方向端部側に配されたリップ部23Aの各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向中央部が長手方向両端部よりもシール本体22からの突出距離が長い凸形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。また、スライダ2の軸方向内部側に配されたリップ部23Cの各直線部25の形状は、各直線部25の長手方向両端部が長手方向中央部よりもシール本体22からの突出距離が長い凹形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。さらに、リップ部23Aとリップ部23Cの間に形成されたリップ部23Bの形状は、シール本体22からの突出距離が長手方向全体にわたって同一の平坦形状(軸方向から見た場合の形状)とされている。
The shape of each
このように異なる形状のリップ部23A,23B,23Cを組み合わせたので、第一実施形態と同様の理由により、サイドシール5全体としてのシール性は十分に確保される。なお、凸形状,凹形状,平坦形状のリップ部23の配置順序は特に限定されるものではなく、上記以外の配置順序でも差し支えない。また、リップ部23の個数は4個以上でもよい。
Since the
1 案内レール
1a 側面
1b 上面
2 スライダ
2A スライダ本体
2B エンドキャップ
3 転動体
5 サイドシール
10 転動体転動溝(転動体軌道面)
11 転動体転動溝(転動体軌道面)
13 直線路
14 転動体転動路
15 湾曲路
16 転動体戻し路
22 シール本体
23,23A,23B,23C リップ部
25 直線部
1
3
11 Rolling body rolling groove (Rolling body raceway surface)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
シール本体から突出して前記案内レールに摺接するリップ部を複数備え、これらのリップ部は、軸方向に対して直行し且つ前記案内レールの表面に沿う方向に延びる直線状をなしているとともに、間隔を空けて軸方向に並べられており、
複数の前記リップ部のうち一部は、その長手方向中央部が長手方向両端部よりも前記シール本体からの突出距離が長い凸形状であり、他部は、長手方向両端部が長手方向中央部よりも前記シール本体からの突出距離が長い凹形状であることを特徴とするリニアガイド装置用シール装置。 A guide rail having a rolling element raceway surface extending in the axial direction; a slider having a rolling element raceway surface facing the rolling element raceway surface of the guide rail; and a slider attached to the guide rail so as to be relatively movable in the axial direction; A plurality of rolling elements that are slidably loaded in a rolling element rolling path formed between both rolling element raceway surfaces, and mounted on an axial end of the slider of the linear guide device, the guide In a sealing device for sealing an opening portion facing in an axial direction among opening portions of a gap between a rail and the slider,
A plurality of lip portions protruding from the seal main body and slidingly contacting the guide rail are provided, and the lip portions are linear with respect to the axial direction and extend in the direction along the surface of the guide rail, and are spaced apart from each other. Are arranged in the axial direction with
A part of the plurality of lip portions has a convex shape in which the central portion in the longitudinal direction has a longer projecting distance from the seal body than both end portions in the longitudinal direction, and the other end portions of the lip portions have longitudinal center portions in the longitudinal direction. A seal device for a linear guide device, wherein the projecting distance from the seal body is a concave shape.
前記シール装置が、請求項1に記載のリニアガイド装置用シール装置であることを特徴とするリニアガイド装置。 A guide rail having a rolling element raceway surface extending in the axial direction; a slider having a rolling element raceway surface facing the rolling element raceway surface of the guide rail; and a slider attached to the guide rail so as to be relatively movable in the axial direction; A plurality of rolling elements that are slidably loaded in a rolling element rolling path formed between both rolling element raceway surfaces, and between the guide rail and the slider that are mounted on the axial end of the slider. In a linear guide device comprising: a sealing device that seals an opening portion that faces in an axial direction among opening portions of the gap of
The linear guide device according to claim 1, wherein the seal device is a seal device for a linear guide device according to claim 1 .
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