JP5440001B2 - 直動案内装置 - Google Patents

Description

本発明は直動案内装置に関する。

従来の直動案内装置の例を、図６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の左右両側面１０１ａ，１０１ａには、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状に形成されていて、合計４つの傾斜面はそれぞれ転動体軌道面１１０をなしている。

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（図示せず）と、で構成されており、スライダ本体１０２Ａの左右両袖部１０６，１０６の内側面には、案内レール１０１の転動体軌道面１１０，１１０，１１０，１１０に対向する傾斜面状の転動体軌道面１１１，１１１，１１１，１１１が形成されている。

そして、案内レール１０１の転動体軌道面１１０，１１０，１１０，１１０とスライダ１０２の転動体軌道面１１１，１１１，１１１，１１１との間に、断面形状略矩形の転動体転動路１１３，１１３，１１３，１１３が形成されていて、これらの転動体転動路１１３は軸方向に延びている。この転動体転動路１１３内には、転動体である多数の円筒ころ１０３が転動自在に装填されていて、これらの円筒ころ１０３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。

さらに、スライダ１０２は、スライダ本体１０２Ａの左右両袖部１０６，１０６の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路１１３と平行をなして軸方向に貫通する断面略矩形の貫通孔からなる直線状路１１４，１１４，１１４，１１４を備えている。

一方、エンドキャップは、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。また、エンドキャップの裏面の左右両側には、断面形状略矩形の半ドーナツ状の湾曲路（図示せず）が上下二段に形成されている。このエンドキャップをスライダ本体１０２Ａに取り付けると、湾曲路によって転動体転動路１１３と直線状路１１４とが連通される。これら直線状路１１４と両端の湾曲路とで、円筒ころ１０３を転動体転動路１１３の終点から始点へ送る転動体戻し路が構成され、転動体転動路１１３と前記転動体戻し路とで、略環状の転動体循環路が案内レール１０１を挟んで左右両側に形成される。

案内レール１０１に組みつけられたスライダ１０２が案内レール１０１に沿って軸方向に移動すると、転動体転動路１１３内に装填されている円筒ころ１０３は、転動体転動路１１３内を転動しつつ案内レール１０１に対してスライダ１０２と同方向に移動する。そして、円筒ころ１０３が転動体転動路１１３の終点に達すると、転動体転動路１１３からすくい上げられ湾曲路へ送られる。湾曲路に入った円筒ころ１０３はＵターンして直線状路１１４に導入され、直線状路１１４を通って反対側の湾曲路に至る。ここで再びＵターンして転動体転動路１１３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。

このような直動案内装置には、軸方向に延びる略板状部材である支柱１１５が備えられている。この支柱１１５は、エンドキャップに形成された係止穴に係合する係止爪を有する固定バンド１１７と、スライダ本体１０２Ａとに挟まれることにより、スライダ１０２に固定されている。また、この固定バンド１１７は、スチール等の弾性金属板から作製される。

この支柱１１５には、円筒ころ１０３の一端面を案内する案内面１１５ａ，１１５ａが軸方向に沿って形成されている。一方、スライダ本体１０２Ａには、軸方向に沿って延びるつば１１９が転動体軌道面１１１から突出して形成されており、つば１１９の案内面１１９ａによって円筒ころ１０３の他端面が軸方向に沿って案内されるようになっている。よって、円筒ころ１０３は、つば１１９の案内面１１９ａと支柱１１５の案内面１１５ａとの間に介在されていて、両案内面１１５ａ，１１９ａによって軸方向に沿って案内される。

特許第２９１８４２９号公報

しかしながら、小型の直動案内装置の場合や、組立寸法はそのままで負荷容量を大きくするためにころの寸法を大きくする場合には、スペースの都合から支柱１１５を細くせざるを得ないため、特許文献１のように支柱１１５を固定バンド１１７によってスライダ１０２に取り付けることが困難となるおそれがあった。

また、固定バンド１１７によって取り付けるためには、固定バンド１１７の幅や厚さは小さくせざるを得ないため、例え固定バンド１１７によって取り付けることができたとしても、固定バンド１１７の剛性が小さくなる。そうすると、円筒ころ１０３がスキューによって円筒ころ１０３の中心軸方向にずれた場合に、十分な反力が発揮されずに円筒ころ１０３が転倒するおそれがあった。

さらに、このような固定バンド１１７は、長手方向（軸方向）の寸法が高精度である必要がある。寸法が正しくない場合は、長い場合も短い場合も支柱１１５をしっかりと固定することができなくなり、円筒ころ１０３が転倒するおそれがあった。
さらに、支柱１１５の取り付けに金属製の固定バンド１１７を使用するため、部品の点数が増えるとともにコストが上昇するという問題点も有していた。

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、ころの転倒が生じにくいことに加えて部品点数が少なく安価な直動案内装置を提供することを課題とする。

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、本発明の直動案内装置は、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転動体である複数のころと、前記ころを前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、を備え、前記転動体戻し路が、軸方向に延びる第一戻し路と、該第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、前記スライダが、前記転動体軌道面及び前記第一戻し路を有するスライダ本体と、前記スライダ本体の軸方向両端に取り付けられ前記第二戻し路を有するエンドキャップと、で構成された直動案内装置において、前記ころの一端面を軸方向に沿って案内する案内面が形成されている支柱が、前記両エンドキャップに直接固定されることにより前記スライダに取り付けられているとともに、前記ころの他端面を軸方向に沿って案内するつばが、前記スライダ本体から突出するように一体的に形成されていることを特徴とする。

このような本発明の直動案内装置においては、前記支柱の前記案内レールに対向する面に突起が形成されていることが好ましい。

本発明の直動案内装置は、ころの転倒が生じにくいことに加えて部品点数が少なく安価である。

本発明に係る直動案内装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。 図１の直動案内装置を軸方向から見た正面図である。 支柱の平面図である。 支柱に形成された突起の機能を説明する図である。 本実施形態の直動案内装置の変形例の構造を示す断面図である。 従来の直動案内装置の構造を示す断面図である。

本発明に係る直動案内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。図１は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態の構造を示す斜視図であり、図２は、図１の直動案内装置を軸方向から見た正面図（ただし、図２の左側は断面を示している）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。

軸方向に延びる断面形状略角形の案内レール１上に、断面形状略コ字状のスライダ２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１の左右両側面１ａ，１ａには、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状に形成されていて、合計４つの傾斜面はそれぞれ転動体軌道面１０をなしている。

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、で構成されている。さらに、スライダ２の両端部（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をシールするサイドシール５，５が装着されており、スライダ２の下部には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口をシールするアンダーシール（図示せず）が装着されている。さらに、スライダ本体２Ａの左右両袖部６，６の内側面には、案内レール１の転動体軌道面１０，１０，１０，１０に対向する傾斜面状の転動体軌道面１１，１１，１１，１１が形成されている。

そして、案内レール１の転動体軌道面１０，１０，１０，１０とスライダ２の転動体軌道面１１，１１，１１，１１との間に、断面形状略矩形の転動体転動路１３，１３，１３，１３が形成されていて、これらの転動体転動路１３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が備える転動体軌道面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。

この転動体転動路１３内には、転動体である多数の円筒ころ３が転動自在に装填されていて、これらの円筒ころ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。なお、ころの種類は円筒ころに限定されるものではなく、他種のころも使用可能である。また、各円筒ころ３の間にスペーサーを介装してもよい。
さらに、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１３と平行をなして軸方向に貫通する断面略矩形の貫通孔からなる直線状路１４，１４，１４，１４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。また、エンドキャップ２Ｂの裏面（スライダ本体２Ａとの当接面）の左右両側には、断面形状略矩形の半ドーナツ状の湾曲路（図示せず）が上下二段に形成されている。このエンドキャップ２Ｂをスライダ本体２Ａに取り付けると、湾曲路によって転動体転動路１３と直線状路１４とが連通される。これら直線状路１４と両端の湾曲路とで、円筒ころ３を転動体転動路１３の終点から始点へ送る転動体戻し路が構成され、転動体転動路１３と前記転動体戻し路とで、略環状の転動体循環路が案内レール１を挟んで左右両側に形成される。なお、直線状路１４が本発明の構成要件である第一戻し路に相当し、湾曲路が本発明の構成要件である第二戻し路に相当する。

案内レール１に組みつけられたスライダ２が案内レール１に沿って軸方向に移動すると、転動体転動路１３内に装填されている円筒ころ３は、転動体転動路１３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、円筒ころ３が転動体転動路１３の終点に達すると、転動体転動路１３からすくい上げられ湾曲路へ送られる。湾曲路に入った円筒ころ３はＵターンして直線状路１４に導入され、直線状路１４を通って反対側の湾曲路に至る。ここで再びＵターンして転動体転動路１３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。

このような直動案内装置には、軸方向に延びる略板状部材である支柱１５が備えられている（図３を参照）。この支柱１５は、エンドキャップ２Ｂに直接固定されることにより、スライダ２に取り付けられている。例えば、エンドキャップ２Ｂに設けた凸部（図示せず）と支柱１５の両端部に設けた凹部１５ｃとを嵌め合わせることにより、支柱１５をエンドキャップ２Ｂに固定するとよい。反対に、エンドキャップ２Ｂに設けた凹部と支柱１５の両端部に設けた凸部とを嵌め合わせてもよい。

この支柱１５は、樹脂等によって構成されている。また、この支柱１５には、円筒ころ３の一端面を案内する案内面１５ａ，１５ａが軸方向に沿って形成されている。一方、スライダ本体２Ａには、軸方向に沿って延びるつば１９が転動体軌道面１１から突出して一体的に形成されており、つば１９の案内面１９ａによって円筒ころ３の他端面が軸方向に沿って案内されるようになっている。よって、円筒ころ３は、つば１９の案内面１９ａと支柱１５の案内面１５ａとの間に介在されていて、両案内面１５ａ，１９ａによって軸方向に沿って案内される。

このような本実施形態の直動案内装置は、別体の固定用器具を使用することなく支柱１５をスライダ２に直接取り付ける構成となっているので、小型の直動案内装置の場合や、組立寸法はそのままで負荷容量を大きくするためにころの寸法を大きくする場合であっても、支柱１５を問題なく取り付けることができる。また、支柱１５はスライダ２に取り付けられているので、円筒ころ３がスキューによって円筒ころ３の中心軸方向にずれた場合にも十分な反力が発揮されて、円筒ころ３が転倒しにくい。さらに、支柱１５の取り付けに別体の固定用器具を使用する必要がないので、本実施形態の直動案内装置は、部品点数が少なく低コストである。

このような本実施形態の直動案内装置は、種々の用途に使用可能であるが、例えば工作機械，搬送設備，生産設備等に好適に使用することができる。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、支柱１５の案内レール１に対向する面に、突起１５ｂを形成してもよい（図３，４を参照）。通常状態においては、支柱１５の突起１５ｂと案内レール１は図４（ａ）のようにクリアランスを介して対向しているが、円筒ころ３がスキューによって円筒ころ３の中心軸方向（図４（ｂ）中の矢印の方向）にずれて、図４（ｂ）のように支柱１５がスライダ２から浮き上がった場合は、突起１５ｂがすぐに案内レール１に接触して十分な反力が発揮されるため、円筒ころ３が極めて転倒しにくい。図４（ｂ）中の矢印とは反対方向に円筒ころ３がずれた場合は、スライダ２に形成されたつば１９により円筒ころ３の転倒が抑えられる。

支柱１５と案内レール１との間に僅かな空隙があれば突起１５ｂを設けることができるので、小型の直動案内装置の場合や、組立寸法はそのままで負荷容量を大きくするためにころの寸法を大きくする場合であっても問題はない。突起１５ｂの個数は特に限定されるものではなく、１個でも十分であるが、突出高さが同一の複数個の突起を支柱１５の長手方向に並べて設けてもよい。突起１５ｂの個数が１個の場合は、支柱１５の長手方向中央部に設けることが好ましく、そうすれば上記の効果がより高く奏される。また、突起１５ｂの長手方向長さも特に限定されるものではなく、支柱１５の長手方向全域にわたる長さでもよい。

また、軸方向に延びる断面形状略コ字状の案内レール１の内側に、断面形状略角形のスライダ２が軸方向に移動可能に組み付けられているタイプの直動案内装置（図５を参照）に対しても、本発明を適用することができる。

１ 案内レール
２ スライダ
２Ａ スライダ本体
２Ｂ エンドキャップ
３ 円筒ころ
１０ 転動体軌道面
１１ 転動体軌道面
１３ 転動体転動路
１４ 直線状路
１５ 支柱
１５ａ 案内面
１５ｂ 突起
１９ つば
１９ａ 案内面

Claims (1)

1. 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転動体である複数のころと、前記ころを前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、を備え、
   前記転動体戻し路が、軸方向に延びる第一戻し路と、該第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、
   前記スライダが、前記転動体軌道面及び前記第一戻し路を有するスライダ本体と、前記スライダ本体の軸方向両端に取り付けられ前記第二戻し路を有するエンドキャップと、で構成された直動案内装置において、
   前記ころの一端面を軸方向に沿って案内する案内面が形成されている支柱が、前記両エンドキャップに直接固定されることにより前記スライダに取り付けられているとともに、前記ころの他端面を軸方向に沿って案内するつばが、前記スライダ本体から突出するように一体的に形成されており、
   前記支柱の前記案内レールに対向する面に突起が形成されていることを特徴とする直動案内装置。

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