JP6500983B2 - 転がり案内装置 - Google Patents
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Description
第1部材と、第2部材と、前記第1部材と前記第2部材の間に配置された転動体とを有し、前記転動体の転動により前記第2部材が前記第1部材に沿って移動可能な転がり案内装置において、
前記第1部材に形成された転動溝と前記第1部材の転動溝に対向して前記第2部材に形成された転動溝とからなる転走路と、前記第2部材に備えられており前記転走路の始点と終点を連通する循環路とで構成された前記転動体の案内路を有し、
前記転動体は、複数の第1転動体と、弾性材料からなる複数の第2転動体とで構成されており、
前記第1転動体及び前記第2転動体は球形であり、
前記第2転動体は、球形の表面に前記第1転動体と接触して弾性変形する変形部を有し、前記変形部は、前記第2転動体の表面に一体的に設けられた少なくとも1本の突条を有し、
前記循環路に少なくとも1個の前記第2転動体が常に位置することを特徴とする転がり案内装置を提供する。
(第1実施形態)
図1Aに示す第1実施形態に係る転がり案内装置である直動案内装置10は、工作機械、搬送装置、その他の生産設備に用いられるものであり、直線状の案内レール1と、案内レール1に沿って移動可能なスライダ2とからなる。
スライダ本体3は、案内レール1の長手方向へ延在し断面が略コ字状をした金属製部材からなり、案内レール1に跨嵌されている。スライダ本体3において案内レール1の両側面に対向する部分、即ち両側の脚部の内側面には、案内レール1の転動溝1aに対向して長手方向へ延びる転動溝3aが2本ずつ形成されている。
スライダ本体3の転動溝3aと案内レール1の転動溝1aとは、転動体5の転走路Rを構成している。
スライダ本体3の両側の脚部には、転動溝3aと平行にスライダ本体3の長手方向へ貫通した直線状の戻し路3bが2本ずつ形成されている。
スライダ本体3の戻し路3bとエンドキャップ4の方向転換路4aとは、転動体5を転走路Rへ循環させるための循環路Cを構成している。なお、スライダ本体3の戻し路3bは循環路Cの直線部、エンドキャップ4の方向転換路4aは循環路Cの曲線部ともいう。
図3に示す第2実施形態に係る転がり案内装置である直動案内装置20について、上記第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成について詳細に説明する。
図6Aに示す第3実施形態に係る転がり案内装置であるボールねじ装置30は、ねじ軸31と、ねじ軸31に転動体34を介して螺合したナット32とからなる。
ナット32は、ねじ軸31の外径よりも大きな円形の貫通口が形成された略円筒形状の金属製部材からなる。ナット32の内周面には、ねじ軸31の転動溝31aに対応するように転動溝32aが螺旋状に形成されている。
ねじ軸31はナット32の貫通口に挿入されており、互いの転動溝31a、32aが対向して転走路Rを構成している。この転走路Rには、後述する転動体34が装填されており、これによってねじ軸31とナット32は螺合している。
コマ部材35は、図6Bに示すように略三角柱状の樹脂製部材からなり、方向転換路35aが形成されている。方向転換路35aは、図6Aに示すように上記転走路Rと戻し路32bとを連通するものであり略円弧状をしている。なお、コマ部材35は樹脂製に限らず金属製でもよい。
ナット32の戻し路32bとコマ部材35の方向転換路35aとは、転動体34を転走路Rへ循環させるための循環路Cを構成している。なお、ナット32の戻し路32bは循環路Cの直線部、コマ部材35の方向転換路35aは循環路Cの曲線部ともいう。
なお、本実施形態では、上述のように循環路Cの直線部に1個の弾性ボール34bが常に位置するボールねじ装置30を示している。しかしこれに限られず、負荷ボールの数等に応じて、循環路の直線部に2個以上の弾性ボールが常に位置するボールねじ装置を構成してもよい。
また本発明は、本実施形態のようなコマ部材35を備えたボールねじ装置30に限られず、転動体34を循環させるためのその他の循環部材、例えばリターンチューブやガイドプレートを備えたボールねじ装置に適用することも可能である。
図7A及び図7Bに示す第1変形例に係る弾性ボール101は、球形の樹脂製部材からなり、表面に半球状の突起50が一体的に複数設けられている。弾性ボール101の材料は、第1実施形態の弾性ボール5bと同様、負荷ボール5a、34aよりも軟らかく弾性変形可能な弾性材料であればよく、このことは以下の各変形例においても同様である。突起50の高さTは、例えば0.05〜0.20mmであることが好ましい。
なお、本変形例における複数の突起50は、図7Aに示す弾性ボール101の中央の突起50を基準として放射状に並んで配置されているが、これに限られず弾性ボール101の表面にランダムに配置してもよい。また突起50の形状は半球状に限られず、立方体状等にしてもよい。
図8A及び図8Bに示す第2変形例に係る弾性ボール102は、球形の樹脂製部材からなり、表面に断面が矩形状の溝51が複数本設けられている。溝51は弾性ボール102の表面を一周しており、その深さTは例えば0.05〜0.20mmであることが好ましい。なお、溝51の断面形状は、矩形に限られず、半円状等にしてもよい。斯かる弾性ボール102の最大幅Sは、上記第1変形例に係る弾性ボール101の最大幅Sと同様である。
図9に示す第3変形例に係る弾性ボール103は、球形の樹脂製部材からなり、第1変形例に係る弾性ボール101の突起50の代わりに、半球状の穴53を設けたものである。穴53の深さTや弾性ボール103の最大幅Sは、第2変形例に係る弾性ボール102の溝51の深さTや最大幅Sと同様である。
なお、本変形例における複数の穴53は、図9に示す弾性ボール103の中央の穴53を基準として放射状に並んで配置されているが、これに限られず弾性ボール103の表面にランダムに配置してもよい。また、穴53の形状は半球状に限られず、立方体状等にしてもよい。
図10A及び図10Bに示す第4変形例に係る弾性ボール104は、球形の樹脂製部材からなり、表面に互いに垂直に交わる3本の突条54が一体的に設けられている。突条54は半円柱状であり、弾性ボール104の表面を一周している。突条54の高さTは例えば0.01〜0.20mmであることが好ましい。突条54は半円柱状に限られず、三角柱状や四角柱状等でもよい。
弾性ボール104の最大幅S、即ち本変形例では突条54の先端から弾性ボール104の中心を挟んでこれに対向する突条54の先端までの距離は、第1変形例に係る弾性ボール101の最大幅Sと同様である。
図12Aに示す第5変形例に係る弾性ボール105は、第4変形例に係る弾性ボール104の突条54を一本のみにしたものである。斯かる弾性ボール105を上記第1〜第3実施形態に用いても、上記第1変形例に係る弾性ボール101と同様の効果を奏することができる。
図13Aに示す第6変形例に係る弾性ボール106は、第4変形例に係る弾性ボール104に、第1変形例に係る弾性ボール101の複数の突起50をランダムに配置したものである。
斯かる弾性ボール106を上記第1〜第3実施形態に用いることにより、上記第1変形例に係る弾性ボール101と同様の効果をより良好に奏することができる。特に、本変形例では、弾性ボール106の弾性変形のしやすさは、突条54の大きさや形状を変更するだけでなく、突起50の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更することによっても容易に調整可能である。このため、弾性ボール106の弾性変形のしやすさをさらに細かく調整することができる。
図14A及び図14Bに示す第7変形例に係る弾性ボール107は、球形の樹脂製部材からなり、表面に多数の溝62が設けられている。多数の溝62は、互いに弾性ボール107の中心軸Oに対して同心であり、弾性ボール107の表面をそれぞれ一周している。図14Bに示すように溝62は、中心軸Oに垂直な平面部62aと、中心軸Oに平行な壁面部62bとで構成されている。溝62の深さTは例えば0.01〜0.10mmであることが好ましい。また、溝62どうしの間隔は例えば0.05〜2.00mmであることが好ましい。弾性ボール107の最大幅Sは、第2変形例に係る弾性ボール102の最大幅Sと同様である。なお、溝62の形状は前述のものに限られない。
図15A及び図15Bに示す第8変形例に係る弾性ボール108は、第5変形例に係る弾性ボール105に、第7変形例に係る弾性ボール107の多数の溝62を形成してなるものである。
斯かる弾性ボール108を上記第1〜第3実施形態に用いることにより、上記第5変形例に係る弾性ボール105と同様の効果をより良好に奏することができる。特に、本変形例では、弾性ボール108の弾性変形のしやすさは、突条54の大きさや形状を変更するだけでなく、溝62の大きさ、深さ、数、形状、間隔等を変更することによっても容易に調整可能である。このため、弾性ボール108の弾性変形のしやすさをさらに細かく調整することができる。
図16A及び図16Bに示す第9変形例に係る弾性ボール109は、上記第1変形例に係る弾性ボール101と略同様の外観をしており、ボール本体部63と、ボール本体部63の表面を隙間なく覆うカバー部64とからなる。
ボール本体部63は、球形の樹脂製部材からなる。ボール本体部63の表面には、第1変形例に係る弾性ボール101の突起50と同様の位置に、突起65が一体的に設けられている。突起65は、ボール本体部63の径方向外側へ向かって延びる円柱形状をしており、その先端は半球状となっている。斯かるボール本体部63には、第1変形例に係る弾性ボール101と同じ材料である第1弾性材料が用いられている。
なお、実際には所定の金型を用いてボール本体部63を成形後、ボール本体部63を芯材としてボール本体部63の周りにカバー部64を成形することが好ましい。また、カバー部64の貫通穴66から露出する突起65の半球状部分の高さや弾性ボール109の最大幅は上記第1変形例に係る弾性ボール101と同様にすることが好ましい。
図17Aに示す第10変形例に係る弾性ボール110は、ボール本体部68と、ボール本体部68の表面を隙間なく覆うカバー部69とからなる。
ボール本体部68は、表面に凹凸のない球形の樹脂製部材からなる。ボール本体部68の材料には、上記第9変形例で述べた第2弾性材料が用いられている。なお、第2弾性材料には、プラスチック、金属、セラミック等を採用してもよい。
カバー部69は、表面に凹凸のない球形で中空の樹脂製部材からなる。カバー部69の材料には、上記第9変形例で述べた第1弾性材料が用いられている。カバー部69の厚み即ち肉厚は、例えば0.50〜2.00mmであることが好ましい。斯かる構成の弾性ボール110の径は、第2変形例に係る弾性ボール102の最大幅Sと同様にすることが好ましい。
図17Bに示す第11変形例に係る弾性ボール111は、上記第10変形例に係る弾性ボール110を改良したものである。弾性ボール111は、ボール本体部68の表面であって、第1変形例に係る弾性ボール101の突起50と同様の位置に、円柱形状の凹み部70が設けられている。また、カバー部69の内側面であって、ボール本体部68の凹み部70に対向する位置に、径方向内側へ延在しており凹み部70に嵌合可能な円柱形の内側突起71が設けられている。即ち、カバー部69において内側突起71を設けた部分は厚みが大きくなっている。
図17Cに示す第12変形例に係る弾性ボール112は、上記第11変形例に係る弾性ボール111を改良したものであり、上記第1変形例に係る弾性ボール101と同様の外観をしている。本変形例に係る弾性ボール112は、カバー部69の表面において、内側突起17に対向する位置に、それぞれ半球状の突起72が一体的に設けられている。なお、突起72の高さや弾性ボール112の最大幅は上記第1変形例に係る弾性ボール101と同様にすることが好ましい。
図17Dに示す第13変形例に係る弾性ボール113は、上記第11変形例に係る弾性ボール111においてボール本体部68を排除し、カバー部69のみとしたものである。
斯かる弾性ボール113を上記第1〜第3実施形態に用いることにより、上記第11変形例に係る弾性ボール111と同様の効果を奏することができる。弾性ボール113の弾性変形のしやすさは、カバー部69の厚みを変更すること、内側突起71の大きさ、高さ、数、形状、位置等を変更することによって容易に調整可能である。なお、本変形例ではカバー部69の表面に、上記第12変形例に係る弾性ボール112と同様の突起72を一体的に設けてもよい。
1a 案内レールの転動溝
2 スライダ
3 スライダ本体
3a スライダ本体の転動溝
3b スライダ本体の戻し路
4 エンドキャップ
4a エンドキャップの方向転換路
5、34 転動体
5a、34a 負荷ボール
5b、34b 弾性ボール
10、20 直動案内装置(リニアガイド装置)
30 ボールねじ装置
31 ねじ軸
31a ねじ軸の転動溝
32 ナット
32a ナットの転動溝
32b ナットの戻し路
35 コマ部材
35a コマ部材の方向転換路
C 循環路
G 案内路
R 転走路
Claims (10)
- 第1部材と、第2部材と、前記第1部材と前記第2部材の間に配置された転動体とを有し、前記転動体の転動により前記第2部材が前記第1部材に沿って移動可能な転がり案内装置において、
前記第1部材に形成された転動溝と前記第1部材の転動溝に対向して前記第2部材に形成された転動溝とからなる転走路と、前記第2部材に備えられており前記転走路の始点と終点を連通する循環路とで構成された前記転動体の案内路を有し、
前記転動体は、複数の第1転動体と、弾性材料からなる複数の第2転動体とで構成されており、
前記第1転動体及び前記第2転動体は球形であり、
前記第2転動体は、球形の表面に前記第1転動体と接触して弾性変形する変形部を有し、前記変形部は、前記第2転動体の表面に一体的に設けられた少なくとも1本の突条を有し、
前記循環路に少なくとも1個の前記第2転動体が常に位置することを特徴とする転がり案内装置。 - 前記循環路は、直線状の直線部と、曲線状の曲線部とからなり、
少なくとも1個の前記第2転動体が前記循環路の前記直線部に常に位置することを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。 - 前記第2転動体どうしの前記案内路に沿った間隔が略等しいことを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。
- 前記第2転動体は、前記第1転動体よりも小径であることを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。
- 前記第1転動体は、前記第2転動体よりも硬い金属材料又はセラミックスからなることを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。
- 前記第1部材は、案内レールからなり、
前記第2部材は、スライダ本体と、エンドキャップとを有することを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。 - 前記循環路は、前記スライダ本体に形成された直線状の戻し路と、前記エンドキャップに形成された曲線状の方向転換路とからなり、
少なくとも1個の前記第2転動体が前記戻し路に常に位置することを特徴とする請求項6に記載の転がり案内装置。 - 前記第1部材は、ねじ軸からなり、
前記第2部材は、ナットと、前記転動体を循環させるための循環部材とを有することを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。 - 前記循環部材は、前記ナットに埋設されたコマ部材からなり、
前記循環路は、前記ナットに形成された直線状の戻し路と、前記コマ部材に形成された曲線状の方向転換路とからなり、
少なくとも1個の前記第2転動体が前記戻し路に常に位置することを特徴とする請求項8に記載の転がり案内装置。 - 前記変形部として、前記第2転動体の表面に設けられており、前記第2転動体の中心軸に対して同心な複数の溝を有することを特徴とする請求項1に記載の転がり案内装置。
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