JP5760402B2

JP5760402B2 - リニアガイド装置用サイドシール、リニアガイド装置

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Publication number: JP5760402B2
Application number: JP2010259241A
Authority: JP
Inventors: 川上　康一; 康一川上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: JP2012112398A; EP2642146A1; WO2012066711A1; US9022655B2; CN102713323B; US20130243355A1; CN102713323A; EP2642146B1; EP2642146A4

Description

この発明は、リニアガイド装置を構成するスライダの運動方向両端に固定されるサイドシールに関する。

リニアガイド装置の従来例を図１１に示す。このリニアガイド装置は、案内レール１００とスライダ（「ベアリング」とも称される）２００と複数個のころ（転動体）３００とを備えている。案内レール１００およびスライダ２００は、互いに対向配置されてころ３００の転動通路を形成する転動溝１１０，２１０を有する。
スライダ２００は、直動方向（案内レール１の長さ方向）で、スライダ本体２０１と、その両端に固定されたエンドキャップ２０２と、さらにその両端に固定されたサイドシール２０３とに分けられる。転動溝２１０はスライダ本体２０１に形成されている。スライダ１０２の直動方向両端に配置されたサイドシール２０３は、スライダ２００と案内レール１００の上面および両側面との間を密封する。

スライダ２００は、また、ころ３００の戻し通路２２１と、この戻し通路２２１と前記転動通路とを連通させる方向転換路２２２を有する。戻し通路２２１はスライダ本体２０１に、方向転換路２２２はエンドキャップ２０２に形成されている。スライダ２００の上面には、テーブル等をねじ止めで取り付けるための雌ねじ２０５が形成されている。
サイドシール２０３およびエンドキャップ２０２にグリースニップル４００の取り付け穴が形成されている。グリースニップル４００からエンドキャップ２０２の油路に潤滑剤が導入されて、リニアガイド装置の潤滑が行われる。サイドシール２０３およびエンドキャップ２０２はボルト５００でスライダ本体２０１に固定されている。案内レール１００には、基台等の被取付部に案内レール１００をボルトで取り付けるための取り付け穴１２０が形成されている。

このリニアガイド装置は、前記転動通路、戻し通路、および方向転換路で転動体の循環経路が構成され、この循環経路内をころ３００が循環することにより、案内レール１００およびスライダ２００の一方が他方に対して相対的に直線運動する。
このようなリニアガイド装置のサイドシールの従来例としては、金属製の保持板にゴム製のシール部材の基部が固定され、シール部材のリップ部を案内レールの上面および両側面に接触させて使用するものが挙げられる。

特許文献１には、サイドシールの保持板（ケース部）とリップ部（シールリップ）を有するシール部材（シール部）とを別部材で構成し、シール部材の保持板と反対側に、案内レールの外面と隙間を空けて対向配置されるスクレーパー部を設けることが記載されている。保持板とシール部は凹凸の嵌め合いで係合されている。このサイドシールによれば、先ずスクレーパー部で比較的大きな異物が排除されることで、シールリップの長寿命化および作動性向上が図られる。

特許文献２には、リップ部（シールリップ）が互いに反対向きに傾斜する２つのシール部材と、これらのシール部材を支持する１枚の支持プレートと、これらのシール部材の基部と支持プレートを受容する凹部を有するハウジングと、からなるサイドシール（スクレーパ）が記載されている。
このサイドシールは、スライダ（ガイドキャリッジ）全体を案内レール（ガイドレール）から外さずにシール部材を交換できるようにするために、前述の構成とされている。また、支持プレートの構造を、２つのシール部材を支持した場合と曲がりやすい材料からなるシール部材を１つだけ支持した場合のいずれの場合でも、サイドシールとしての機能を損なうことなく支持できる構造としている。

特許文献３には、スライダ本体側に向くリップ部（スライダ側リップ）と、反対側に向くリップ部（ダスト側リップ）とを有する一体型のシール部材が、金属製の保持板に固定されたサイドシールが記載されている。このサイドシールは、前記スライダ側リップとダスト側リップの両方を備えていることで、密封性能と防塵性能の両方を向上させている。また、このサイドシールの外側に、高温、高硬度の異物から保護するためのカバー（プロテクタ）を配置することが記載されている。このカバーとダスト側リップとの間に隙間を設けることにより、スライダの移動に伴うシール摩擦力の増加を防止している。

特開２００７−２１１９００号公報特表２００８−５２８８９５号公報特開２００８−１３３９３８号公報

特許文献１〜３のサイドシールには、密封性能および防塵性能の向上とシール摩擦力の低減という点で改善の余地がある。
この発明の課題は、リニアガイド装置用サイドシールとして、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたものを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のリニアガイド装置用サイドシールは、案内レールと、スライダと、複数個の転動体と、を備え、前記案内レールおよびスライダは、互いに対向配置されて転動体の転動通路を形成する転動面を有し、前記転動通路を転動体が転動することにより、案内レールおよびスライダの一方が他方に対して相対的に直線運動するリニアガイド装置を構成する前記スライダの運動方向両端に固定され、スライダと案内レールの上面および両側面との間を密封するサイドシールであって、前記案内レールの上面および両側面と隙間を開けて対向する上部材および両側部材からなる２枚のカバーと、リップ部を案内レールの上面および両側面に接触させる２個のシール部材と、前記２個のシール部材の基部を厚さ方向各面に保持し、前記２枚のカバーの間に挟持される保持板と、を有し、前記２個のシール部材は、リップ部の傾きが互いに離れる反対向き（それぞれに隣接するカバー側の向き）であり、材質も異なり、前記２個のシール部材の一方は、リップ部の先端が案内レールの面に対して面接触する形状を有し、他方は、リップ部の先端が案内レールの面に対して線接触する形状を有することを特徴とする。

この発明のリニアガイド装置用サイドシールによれば、前記２個のシール部材のリップ部の傾きが互いに離れる反対向き（それぞれに隣接するカバー側の向き）であるため、密封性能と防塵性能の両方に優れる。また、前記２個のシール部材の材質が異なるため、各シール部材の材質を適切に選択することで、シール摩擦力を低減することができる。
この発明のリニアガイド装置用サイドシールは、前記２個のシール部材の一方は、リップ部の先端が案内レールの面に対して面接触する形状を有し、他方は、リップ部の先端が案内レールの面に対して線接触する形状を有することで、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたものにすることができる。

リニアガイド装置用サイドシールの２個のシール部材のリップ部の厚さを異なるものとすることで、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたものにすることができる。
リニアガイド装置用サイドシールの２個のシール部材の案内レールの面に対するリップ部の締め代を異なるものとすることで、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたものにすることができる。

この発明によれば、リニアガイド装置用サイドシールとして、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたものを提供することができる。

この発明の一実施形態のサイドシールを構成する、２個のシール部材、保持板、２枚のカバーを示す斜視図である。図１の第１のシール部材と第２のシール部材を示す正面図である。第１のシール部材を示す図２のＡ−Ａ断面図（ａ）と、第２のシール部材を示す図２のＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。図１の保持板を示す正面図である。図４のＣ−Ｃ断面図である。図１のサイドシールをカバー側から見た正面図である。図１のサイドシールを示す断面図（図６のＤ−Ｄ断面図に相当）である。図１のサイドシールを取り付けたリニアガイド装置の一例を示す概略構成図である。図１とはシール部材の形状が異なるサイドシールの例を示す断面図（図６のＤ−Ｄ断面図に相当）である。図１とはシール部材の形状が異なるサイドシールの例を示す断面図（図６のＤ−Ｄ断面図に相当）である。リニアガイド装置の従来例を示す一部破断斜視図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態のサイドシールは、図１１のリニアガイド装置用サイドシールであって、図１に示すように、２個のシール部材１Ａ，１Ｂと、保持板２と、２枚のカバー３とで構成されている。
２個のシール部材１Ａ，１Ｂは、図２に示すように、正面から見た配置で、案内レールの上側に配置される上側シール部１ａと、案内レールの左右各側に配置される側方シール部１ｂとに分けられる。各シール部材１Ａ，１Ｂは、また、図２および図３に示すように、各シール部１ａ，１ｂが案内レールと向かい合う方向で、案内レールの上面および両側面に接触させるリップ部１１ａ，１１ｂと、保持板２に保持される基部１２とに分けられる。

シール部材１Ａ，１Ｂの基部１２は、図３に示すように、厚さ方向の第１の面１３に、凹部（保持板２と凹凸の嵌め合いで係合する係合部）１２ａが形成されている。この凹部１２ａにより、基部１２が先端部１２ｂと基端部１２ｃとに分けられる。
シール部材１Ａ，１Ｂのリップ部１１ａ，１１ｂは、基部１２の先端部１２ｂに形成され、基部１２の厚さ方向の第１の面１３側から第２の面１４側に傾斜している。シール部材１の最も外側（案内レールから離れる側）の面である第３の面１５は、基端部１２ｃの第１および第２の面１３，１４と直交する。

第１のシール部材１Ａは、ヤング率が５０〜３００Ｎ／ｍｍ²（好適には１００〜２００Ｎ／ｍｍ²）の撓み難い弾性体（例えば、熱可塑性エラストマー）からなり、図３（ａ）に示すように、リップ部１１ａの先端が案内レールの上面および両側面に対して面接触する形状を有する。第２のシール部材１Ｂは、ヤング率が３〜５０Ｎ／ｍｍ²（好適には５〜２０Ｎ／ｍｍ²）の撓み易い弾性体（例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム）からなり、図３（ｂ）に示すように、リップ部１１ｂの先端が案内レールの上面および両側面に対して線接触する形状を有する。

保持板２は、図４および図５に示すように、スライダ２００（図１１）を構成するエンドキャップ２０２（図１１）とほぼ同じ面形状を有し、案内レール１００の上側に配置される上側部２ａと、案内レール１００の左右各側に配置される側方部２ｂとからなる。上側部２ａには、ボルト５００（図１１）を通す貫通穴５２とグリースニップル４００（図１１）を取り付ける貫通穴４２が形成されている。側方部２ｂには、ボルト５００を通す貫通穴５２が形成されている。保持板２の内側（案内レール側）に、シール部材１の基部１２を保持する保持部２０が形成されている。

保持部２０は、シール部材１Ａ，１Ｂの基部１２の凹部１２ａに嵌まる凸部２１と、凸部２１の内側に形成された第１の保持面２２と、凸部２１の外側に形成された第２の保持面２３と、第２の保持面２３の外側に形成された第３の保持面２４とからなる。第１の保持面２２と第２の保持面２３は保持板２の板面と平行であり、第３の保持面２４は保持板２の板面と直交する。

カバー３は、図１および図６に示すように、スライダ２００を構成するエンドキャップ２０２とほぼ同じ面形状を有し、案内レール１００の上面と隙間を開けて対向する上部材３１と、案内レール１００の左右各側面と隙間を開けて対向する側部材３２とからなる。上部材３１には、ボルト５００を通す貫通穴５３とグリースニップル４００を取り付ける貫通穴４３が形成されている。側部材３２には、ボルト５００を通す貫通穴５３が形成されている。

この実施形態のサイドシールは、保持板２にシール部材１Ａ，１Ｂを保持し、保持板２の両面にカバー３を配置することで組み立てられる。具体的には、図７に示すように、保持板２の各保持部２０の凸部２１に、シール部材１Ａ，１Ｂの基部１２の凹部１２ａを嵌めることで、シール部材１Ａ，１Ｂが保持板２に保持される。その際に、第３の保持面２４と、第２の保持面２３と、凸部２１の第３の保持面２４と対向する面と、で形成される凹部に、基端部１２ｃが嵌まる。このサイドシール２０３が、例えば図８に示すように、スライダ２００の運動方向の両端に取り付けられる。

以上のように、この実施形態のサイドシールは、２個のシール部材１Ａ，１Ｂのリップ部１１ａ，１１ｂの傾きが互いに離れる反対向きである（それぞれ隣接するカバー３側に向いている）ため、密封性能と防塵性能の両方に優れる。また、両シール部材１Ａ，１Ｂの材質が適切に選択されていることで、シール摩擦力が低減されている。さらに、第１のシール部材１Ａのリップ部１１ａの先端形状が面接触形状、第２のシール部材１Ｂのリップ部１１ｂの先端形状が線接触形状であるため、密封性能と防塵性能の両方に優れ、シール摩擦力が低減されている。

別の実施形態のサイドシールを、図９および図１０に断面図（図６のＤ−Ｄ断面図に相当）で示す。
図９のサイドシール２０３は、第１のシール部材１Ａのリップ部１１ａと第２のシール部材１Ｂのリップ部１１ｂの両方を面接触形状として、第１のシール部材１Ａの厚さを第２のシール部材１Ｂの厚さより厚くしている。また、図９の例でも、第１のシール部材１Ａを、ヤング率が５０〜３００Ｎ／ｍｍ²（好適には１００〜２００Ｎ／ｍｍ²）の撓み難い弾性体（例えば、熱可塑性エラストマー）からなるものとし、第２のシール部材１Ｂを、ヤング率が３〜５０Ｎ／ｍｍ²（好適には５〜２０Ｎ／ｍｍ²）の撓み易い弾性体（例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム）からなるものとしている。これによっても、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたサイドシールが得られる。

図１０のサイドシール２０３は、第１のシール部材１Ａのリップ部１１ａと第２のシール部材１Ｂのリップ部１１ｂの両方を面接触形状として、厚さも同じとしている。また、第１のシール部材１Ａのリップ部１１ａによる締め代を、シール部材１Ｂのリップ部１１ｂによる締め代よりもδだけ大きくしている。また、図１０の例でも、第１のシール部材１Ａを、ヤング率が５０〜３００Ｎ／ｍｍ²（好適には１００〜２００Ｎ／ｍｍ²）の撓み難い弾性体（例えば、熱可塑性エラストマー）からなるものとし、第２のシール部材１Ｂを、ヤング率が３〜５０Ｎ／ｍｍ²（好適には５〜２０Ｎ／ｍｍ²）の撓み易い弾性体（例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム）からなるものとしている。これによっても、密封性能と防塵性能の両方に優れるとともに、シール摩擦力が低減されたサイドシールが得られる。

なお、第１のシール部材１Ａおよび第２のシール部材１Ｂの材料として、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーに、自己潤滑性を有する材料を含有させたものを使用することもできる。また、第１のシール部材１Ａおよび第２のシール部材１Ｂの一方を、他方の材料に自己潤滑性を有する材料を含有させたものとすることで、異なる材質にすることもできる。

１Ａ第１のシール部材
１Ｂ第２のシール部材
１ａ上側シール部
１ｂ側方シール部
１１ａ第１のシール部材のリップ部
１１ｂ第２のシール部材のリップ部
１２基部
１２ａ基部の凹部
１２ｂ基部の先端部
１２ｃ基部の基端部
１３基部の第１の面
１４基部の第２の面
１５基部の第３の面
２保持板
２ａ保持板の上側部
２ｂ保持板の側方部
２０保持部
２１凸部
２２第１の保持面
２３第２の保持面
２４第３の保持面
３カバー
３１カバーの上部材
３２カバーの側部材
４２グリースニップルを取り付ける貫通穴
４３グリースニップルを取り付ける貫通穴
５２ボルトを通す貫通穴
５３ボルトを通す貫通穴
１００案内レール
１１０案内レールの転動面
２００スライダ
２０１スライダ本体
２０２エンドキャップ
２０３サイドシール
２０５雌ねじ
２１０スライダの転動面
２２１戻し通路
２２２方向転換路
３００ころ（転動体）
４００グリースニップル
５００ボルト

Claims

案内レールと、スライダと、複数個の転動体と、を備え、前記案内レールおよびスライダは、互いに対向配置されて転動体の転動通路を形成する転動面を有し、前記転動通路を転動体が転動することにより、案内レールおよびスライダの一方が他方に対して相対的に直線運動するリニアガイド装置を構成する前記スライダの運動方向両端に固定され、スライダと案内レールの上面および両側面との間を密封するサイドシールであって、
前記案内レールの上面および両側面と隙間を開けて対向する上部材および両側部材からなる２枚のカバーと、
リップ部を案内レールの上面および両側面に接触させる２個のシール部材と、
前記２個のシール部材の基部を厚さ方向各面に保持し、前記２枚のカバーの間に挟持される保持板と、
を有し、
前記２個のシール部材は、リップ部の傾きが互いに離れる反対向きであり、材質も異なり、
前記２個のシール部材の一方は、リップ部の先端が案内レールの面に対して面接触する形状を有し、他方は、リップ部の先端が案内レールの面に対して線接触する形状を有することを特徴とするリニアガイド装置用サイドシール。
請求項１記載のリニアガイド装置用サイドシールが前記スライダの運動方向両端に固定されているリニアガイド装置。