JP5272350B2

JP5272350B2 - 直動案内装置

Info

Publication number: JP5272350B2
Application number: JP2007214425A
Authority: JP
Inventors: 淳松本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2027-08-21
Also published as: JP2009047252A

Description

本発明は、製造装置、加工機械あるいは測定機器などの各種機械に用いられる直動案内装置に関し、特に、転動体同士の間隔を一定に保つ転動体間隔保持ベルトを備えた直動案内装置に関する。

直線運動する移動体をその移動方向に案内する直動案内装置として、たとえば、特許文献１に開示されたものは、転動体の間隔を一定に保つ転動体間隔維持ベルト（「ボールチェーン」とも言う）を備えており、この転動体間隔維持ベルトに一定間隔で穿設された転動体収容孔に転動体を１個ずつ収容して転動体同士の干渉がスライダの転動体戻し通路や方向転換路で発生することを防止している。

また、この種の直動案内装置は合成樹脂材からなる転動体保持器を備えており、転動体間隔維持ベルトを案内する転動体間隔維持ベルト案内面を転動体保持器の棒状保持部や端板部に設けている場合が多い（例えば、特許文献２参照）。
従来の直動案内装置の一例を図６〜図１１を参照して説明する。図６に示される直動案内装置は案内レール１およびスライダ３を備えており、案内レール１の左右側面部には、転動体軌道溝２が案内レール１の長手方向に沿って二条ずつ形成されている。これらの転動体軌道溝２はスライダ３のスライダ本体４に形成された四つの転動体軌道溝５（図７参照）と各々対向しており、案内レール１の左右側面部に形成された転動体軌道溝２とスライダ本体４に形成された転動体軌道溝５との間には、多数の球状転動体９（図８参照）が設けられている。

スライダ３はスライダ本体４の前側端面と後側端面を覆う一対のエンドキャップ６を有しており、これらのエンドキャップ６とエンドキャップ６内に組み込まれたリターンガイド７との間には、転動体軌道溝２と転動体軌道溝５との間を転動した転動体９を方向転換させるための方向転換路１０が形成されている。
スライダ本体４は、案内レール１と同様に、合金鋼などの金属材料で形成されている。また、スライダ本体４は案内レール１の左右両側に袖部４ａを有しており、これらの袖部４ａには、方向転換路１０で方向転換した転動体９を循環させるための転動体戻し通路１１（図８参照）がそれぞれ二つずつ形成されている。なお、転動体戻し通路１１はスライダ本体４に穿設された貫通孔に樹脂製スリーブ１２を挿入して形成されている。また、転動体軌道溝５はスライダ本体４の袖部内側面に二条ずつ形成されている。

エンドキャップ６およびリターンガイド７は例えば合成樹脂材を射出成形して形成されており、エンドキャップ６には、案内レール１とエンドキャップ６との間の隙間をシールするサイドシール１３が取り付けられている。
転動体９は、転動体間隔維持ベルト１４（図８参照）によって転動体同士の間隔が一定に保たれている。この転動体間隔維持ベルト１４は例えば熱可塑性エラストマーなどの軟質材からなり、転動体９を収容する多数の転動体収容孔を有している。また、転動体間隔維持ベルト１４は円板状の間座１４ａを各転動体収容孔の間に有しており、これらの間座１４ａによって転動体同士の干渉が方向転換路１０や転動体戻し通路１１で発生することを防止している。

スライダ本体４には、転動体軌道溝２と転動体軌道溝５との間に介在する転動体９をスライダ本体側に保持する一対の転動体保持器１５（図７参照）が組み付けられている。これらの転動体保持器１５は合成樹脂材からなり、スライダ本体４の転動体軌道溝５に沿って互いに平行に形成された棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（図９および図１０参照）を有している。また、転動体保持器１５は端板部１５ｄ，１５ｅを有しており、これらの端板部１５ｄ，１５ｅはスライダ本体４の端面に当接するように棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの長手方向両端部に形成されている。

このような転動体保持器を備えた直動案内装置は、転動体間隔維持ベルト１４を転動体の転走方向に案内する転動体間隔維持ベルト案内面１６，１７（図１１参照）が転動体保持器１５の棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃと端板部１５ｄ，１５ｅに形成されているため、転動体間隔維持ベルト１４をスムーズに走行させることが可能である。
特開平１０−００９２６４号公報特開平１１−０７２１１９号公報

しかしながら、図９に示した転動体保持器を樹脂成形する場合、従来は、図１２に示すように、四つの分割金型１８を用い、転動体保持器１５の転動体保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃと端板部１５ｄ，１５ｅとの接合部分が金型１８の分割面となるように転動体保持器１５を樹脂成形している。このため、転動体保持器１５の棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６と転動体保持器１５の端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７との間に、図１３に示すような段差１９が発生し、この段差１９に転動体間隔維持ベルト１４の先端が引っ掛かることによって、転動体間隔維持ベルト１４のスムーズな走行が妨げられることがあった。

本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、転動体間隔維持ベルトのスムーズな走行を確保することのできる直動案内装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る直動案内装置は、案内レールの左右側面部に形成された転動体軌道溝とスライダ本体に形成された転動体軌道溝との間に介在する転動体をスライダ本体側に保持する転動体保持器が合成樹脂材からなり、かつ前記スライダ本体の転動体軌道溝に沿って互いに平行に形成された複数の棒状保持部と、前記スライダ本体の端面に当接するように前記棒状保持部の長手方向両端部に形成された一対の端板部とを有する直動案内装置であって、前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面と、前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面とが接合する箇所において、前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面が前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面よりもスライダ本体の転動体軌道溝側に位置するように、前記転動体保持器が樹脂成形されて前記棒状保持部と前記端板部とが一体に形成され、前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面と前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面との間の段差量を０．０５〜０．１ｍｍとしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１記載の直動案内装置において、前記端板部のベルト入口部がエンドキャップに向かって広くなるように、前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面に面取り部を設けたことを特徴とする。
請求項３記載の発明に係る直動案内装置は、請求項１または２記載の直動案内装置において、前記棒状保持部のベルト入口部がエンドキャップに向かって広くなるように、前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面に面取り部を設けたことを特徴とする。

本発明に係る直動案内装置によれば、転動体保持器の棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面と転動体保持器の端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面との間に発生した段差に転動体間隔維持ベルトの先端が引っ掛かることがないので、転動体間隔維持ベルトのスムーズな走行を確保することができる。

以下、本発明に係る直動案内装置を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図であり、第１の実施形態が図１１に示した従来例と異なる点は、転動体保持器１５の端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７が転動体保持器１５の棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６よりもスライダ本体の転動体軌道溝側に位置するように、転動体保持器１５を樹脂成形した点である。

このように、端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７が棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６よりもスライダ本体の転動体軌道溝側に位置するように転動体保持器１５を樹脂成形すると、転動体間隔維持ベルト１４の走行を阻害する段差１９（図１３参照）が転動体保持器１５に発生しなくなる。したがって、図１（ｂ）に示すように、転動体間隔維持ベルト１４の先端が転動体保持器１５に引っ掛かることがないので、転動体間隔維持ベルト１４のスムーズな走行を確保することができる。

また、転動体間隔維持ベルト案内面１７に面取りなどを設ける必要がないので、転動体保持器１５を容易に樹脂成形することができ、コストの低減を図ることができる。
なお、棒状保持部１５ａ〜１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６と端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７との段差量Ｅ（図１参照）が小さ過ぎる場合は、樹脂成形時の誤差によって段差の方向が逆転（図１１と同じ状態になる）し、転動体間隔維持ベルト１４の先端が転動体保持器に引っ掛かり易くなる。逆に、段差量Ｅが大き過ぎる場合は、転動体間隔維持ベルト１４が転動体保持器１５の棒状保持部から端板部に向かって移動する際に転動体間隔維持ベルト１４の先端が棒状保持部１５ａ〜１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６と端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７との間の段差に引っ掛かり易くなるため、段差量Ｅは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度とすることが望ましい。

図２は本発明の第２の実施形態を示す図であり、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、端板部１５ｄ，１５ｅのベルト入口部２０がエンドキャップ６に向かって広くなるように、端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７のみに面取り部（斜面部）２１を設けた点である。
このように、端板部１５ｄ，１５ｅのベルト入口部２０がエンドキャップ６に向かって広くなるように端板部１５ｄ，１５ｅの転動体間隔維持ベルト案内面１７に面取り部２１を設けると、転動体間隔維持ベルト１４の先端が面取り部２１上を滑りながら走行するので、転動体間隔維持ベルト１４のよりスムーズな走行を確保することができる。

図３は本発明の第３の実施形態を示す図であり、第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６が端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７よりスライダ本体側に段差量Ｆだけずれるように、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの中央部分の肉厚を棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの両端部の肉厚よりも厚くするとともに、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃのベルト入口部２２がエンドキャップ６に向かって広くなるように、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６の長手方向両端部に面取り部（斜面部）２３を設けた点である。

このように、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃのベルト入口部２２がエンドキャップ６に向かって広くなるように、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６の長手方向両端部に面取り部（斜面部）２３を設けると、図３（ｂ）に示すように、転動体間隔維持ベルト１４の先端が転動体保持器１５に引っ掛かることがないので、第１及び第２の実施形態と同様に、転動体間隔維持ベルト１４のスムーズな走行を確保することができる。

また、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６が端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７よりスライダ本体側に段差量Ｆだけずれるように、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの中央部分の肉厚を棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの両端部の肉厚よりも厚くすると、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの強度が高くなるので、転動体保持器１５の破損を防止できる。

なお、転動体保持器１５の樹脂成形性を容易にするためには、面取り部２３の面取り角度を５°〜１０°程度とすることが望ましい。
図３に示した第３の実施形態では、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６の中央部分が端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７よりもスライダ本体の転動体転動溝側に位置するように、棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの中央部分の肉厚を棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの長手方向両端部の肉厚よりも厚くしたが、図４に示す第４の実施形態のように、端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７が棒状保持部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１６よりも段差量Ｇだけスライダ本体４の転動体軌道溝側に位置するように転動体保持器１５を樹脂成形してもよい。

図５は本発明の第５の実施形態を示す図であり、第５の実施形態が第３の実施形態と異なる点は、端板部１５ｄ，１５ｅのベルト入口部２０がエンドキャップ６に向かって広くなるように、端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７に面取り部（斜面部）２１を設けた点である。
このように、端板部１５ｄ，１５ｅのベルト入口部２０がエンドキャップ６に向かって広くなるように、端板部１５ｄ，１５ｅに形成された転動体間隔維持ベルト案内面１７に面取り部２１を設けると、転動体間隔維持ベルト１４の先端が転動体間隔維持ベルト案内面１７上を滑りながら走行するので、転動体間隔維持ベルト１４のよりスムーズな走行を確保することができる。

上述した第１〜第５の実施形態では、転動体が球状に形成されたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、転動体がローラ形状をなす直動案内装置についても本発明を適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。本発明の第４の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。本発明の第５の実施形態に係る直動案内装置の要部を示す図である。従来の直動案内装置の一例を示す斜視図である。図６に示す直動案内装置の一部断面正面図である。図７のVIII−VIII断面を示す図である。図６に示す転動体保持器の斜視図である。図９に示す転動体保持器の正面図である。図１０のXI−XI断面を示す図である。図９に示す転動体保持器の樹脂成形方法を示す図である。図６に示す直動案内装置の問題点を示す図である。

符号の説明

１案内レール
２転動体軌道溝
３スライダ
４スライダ本体
５転動体軌道溝
６エンドキャップ
７リターンガイド
９転動体
１０方向転換路
１１転動体戻し通路
１２樹脂製スリーブ
１３サイドシール
１４転動体間隔維持ベルト
１５転動体保持器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ棒状保持部
１５ｄ，１５ｅ端板部
１６，１７転動体間隔維持ベルト案内面
１８分割金型
１９段差
２１，２３面取り部

Claims

案内レールの左右側面部に形成された転動体軌道溝とスライダ本体に形成された転動体軌道溝との間に介在する転動体をスライダ本体側に保持する転動体保持器が合成樹脂材からなり、かつ前記スライダ本体の転動体軌道溝に沿って互いに平行に形成された複数の棒状保持部と、前記スライダ本体の端面に当接するように前記棒状保持部の長手方向両端部に形成された一対の端板部とを有する直動案内装置であって、
前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面と、前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面とが接合する箇所において、前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面が前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面よりもスライダ本体の転動体軌道溝側に位置するように、前記転動体保持器が樹脂成形されて前記棒状保持部と前記端板部とが一体に形成され、
前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面と前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面との間の段差量を０．０５〜０．１ｍｍとしたことを特徴とする直動案内装置。
請求項１記載の直動案内装置において、前記端板部のベルト入口部がエンドキャップに向かって広くなるように、前記端板部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面に面取り部を設けたことを特徴とする直動案内装置。
請求項１または２記載の直動案内装置において、前記棒状保持部のベルト入口部がエンドキャップに向かって広くなるように、前記棒状保持部に形成された転動体間隔維持ベルト案内面に面取り部を設けたことを特徴とする直動案内装置。