JPH08303460A - 転がり案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボールを介して案内軸に組みつけられた移動ブ
ロックの前後両端面に一対の蓋体を固定し、かかる蓋体
を用いて案内軸のボール転走面からボールを掬い挙げる
と共に移動ブロックのボール戻し孔に送り込む転がり案
内装置において、蓋体のボールに対する耐磨耗性や強度
を損なうことなく、ボールの無限循環運動に伴うボール
衝突音の発生及びその外部への伝播を可及的に防止し、
静粛性に優れた転がり案内装置を提供する。 【構成】第一の樹脂からなる密閉された外殻層８の内部
に第二の樹脂からなるコア層９を充填して所定の形状の
蓋体５を成形し、上記第一の樹脂として耐磨耗性を備え
たものを用いる一方、第二の樹脂として吸音性を備えた
ものを用いたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば直線摺動装置、
ボールスプライン、ボールブッシュあるいはボールねじ
等のように、無限循環するボールを介して移動ブロック
が案内軸に沿って運動する転がり案内装置に係り、詳細
には、移動ブロックの両端に固定されてボールの無限循
環を介助する蓋体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の転がり案内装置の一つとして、
ベッド等の固定部に配設されると共にボールの転走面が
形成された軌道レールと、多数のボールを介してこの軌
道レールに組み付けられ、テーブル等の可動体を支持し
ながら上記軌道レールに沿って移動するスライダとから
構成される直線摺動装置が知られている。

【０００３】従来、この直線摺動装置のスライダは、ボ
ールを介して転走面と対向する負荷転走面及びこの負荷
転走面と平行なボール戻し孔を有し、上記ボールの転動
に伴い軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、
この移動ブロックの前後両端面に夫々固定されると共
に、上記負荷転走面とボール戻し孔とを連通連結するボ
ールの方向転換路を有する一対の蓋体とから構成されて
おり、上記蓋体を移動ブロックの前後両端面に固定する
ことで上記負荷転走面とボール戻し孔の端部間とが方向
転換路で連結され、ボールの無限循環路がスライダ内に
完成するようになっている。また、上記蓋体には軌道レ
ールの転走面を転走してきたボールを上記方向転換路内
に導くボール掬い上げ部も形成されており、負荷状態か
ら解放されたボールが円滑に無負荷状態に移行するよう
に配慮されている。

【０００４】このような構成のうち、上記蓋体はボール
の無限循環路の形成にのみ寄与しているので外部から大
きな荷重が作用することがなく、上記方向転換路及びボ
ール掬い上げ部の形状も複雑なことから、従来は樹脂の
射出成形によってこれを形成している。また、ボールが
蓋体の方向転換路に侵入する際にはボールと掬い上げ部
との衝突音が発生すると共に、方向転換路内ではボール
の循環運動の乱れからボール同士の衝突音が発生してし
まうが、このように蓋体を樹脂で形成することにより、
これら衝突音の発生及び外部への伝播の低減が期待され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、負荷状態か
ら解放されたボールが蓋体のボール掬い上げ部に衝突す
ること、並びにボールが蓋体に設けられた方向転換路を
高速で転走することを考慮した場合、蓋体を形成する材
料はある程度の強度を備えると共に耐磨耗性を備えてい
ることが要求される。

【０００６】しかし、このような特性を備えた材料は比
較的硬質なことから、係る材料を選択して蓋体を形成し
た場合には前述した衝突音の発生及びその伝播を十分に
低減できないといった問題点があった。

【０００７】一方、このような問題点を考慮した直線摺
動装置の蓋体としては、実開平４−１１７２１１号公報
に開示されたものが知られている。この蓋体は、ボール
の方向転換路及び肉抜きの空間部を備えた側板を樹脂の
射出成形で形成した後に、上記肉抜き空間部に側板とは
別の樹脂を充填したものであり、後から充填される樹脂
の材料を吸音性等の観点から選択することで、ボールの
衝突音が蓋体の外部に漏れ出すのを可及的に防止してい
る。

【０００８】しかし、同公報の蓋体はその強度部材が側
板のみであり、係る側板は肉抜き空間部を大きく採るた
めに薄く形成されているので、ねじ止めによってこの蓋
体を移動ブロックに固定するとボールの方向転換路に歪
みが生じ、移動ブロックのボール戻し孔と方向転換路と
が正確に対応せず、円滑なボールの循環運動が阻害され
るといった不都合があった。また、方向転換路の歪みか
らボールの掬い上げ部が軌道レールのボール転走面に正
確に対応せず、係る掬い上げ部とボールとの衝突音が増
長されるという不都合もあった。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、蓋体のボールに
対する耐磨耗性や強度を損なうことなく、ボールの無限
循環運動に伴うボール衝突音の発生及びその外部への伝
播を可及的に防止し、静粛性に優れた転がり案内装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の転がり案内装置は、ボールの転走面を有す
る案内軸と、上記ボールを介して転走面と対向する負荷
転走面及びこの負荷転走面に対応するボール戻し孔を有
し、上記ボールの転動に伴い案内軸に沿って移動自在な
移動ブロックと、この移動ブロックの前後両端面に固定
され、上記案内軸の転走面から掬い上げたボールを上記
ボール戻し孔に向けて円弧状に案内するボールの方向転
換路を備えた一対の蓋体とから構成される転がり案内装
置において、上記蓋体は、第一の樹脂からなる密閉され
た外殻層の内部に第二の樹脂からなるコア層を充填して
所定の形状に成形され、上記第一の樹脂が耐磨耗性を備
える一方、第二の樹脂が吸音性を備えていることを特徴
とするものである。

【００１１】このような技術的手段において、上記蓋体
の外殻層を構成する第一の樹脂としては、係る外殻層が
形造る方向転換路をボールが転走し、また移動ブロック
へのねじ止めにおける蓋体の強度等を考慮した場合、耐
磨耗性を備えると共にある程度の強度を有する材料を選
択する必要があり、好ましくはガラス繊維や炭素繊維等
の補強材が添加された強化樹脂を用いるのが良い。

【００１２】一方、上記蓋体のコア層を構成する第二の
樹脂としては、方向転換路におけるボールと外殻層との
接触、あるいはボール同士の接触によって発生した衝突
音が蓋体の外部に漏れ出すことを防止するという観点か
らすれば、吸音性を備える材料を選択する必要があり、
好ましくは内部に無数の気泡を含む発泡樹脂を用いるの
が良い。

【００１３】

【作用】上記技術的手段よれば、蓋体に備えられたボー
ルの方向転換路は第一の樹脂からなる外殻層によって形
づくられると共に、この外殻層は耐磨耗性を備えている
ので、ボールの転走による方向転換路の磨耗を心配する
必要はない。また、上記方向転換路内で発生したボール
と外殻層との衝突音及びボール同士の衝突音は、上記外
殻層によって覆われた蓋体の内部、すなわち第二の樹脂
からなるコア層を伝播して蓋体の外部に漏れ出すことと
なるが、上記コア層は吸音性を備えているので、これら
衝突音が蓋体の外部に漏れ出すのを効果的に抑制するこ
とができる。

【００１４】しかも、密閉された外殻層の内部にコア層
を充填することで蓋体を所定形状に成形し、外殻層とコ
ア層とを緊密に一体化しているので、蓋体の強度を十分
に確保することができ、ねじ止め等の外力が作用した場
合であっても、蓋体に歪みが発生するのを防止すること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の転がり案
内装置を詳細に説明する。図１乃至図３は本発明を適用
した直線摺動装置の実施例を示すものである。符号１は
軌道レールであり、その左右両肩部には軸方向に沿って
突条１１が設けられている。各突条の上下にはボール２
が転走するボール転走面１２が形成されており、各転走
面１２は夫々がラシアル方向及びスラスト方向に対して
４５°の角度をなしている。この軌道レール１は固定ボ
ルト（図示せず）によってベッド等の固定部（図示せ
ず）に固定される。図１中の符号１３は上記固定ボルト
が挿入されるボルト孔である。

【００１６】次に、符号３は上記軌道レール１に沿って
移動するスライダであり、上記軌道レール１と相俟って
多数のボール２を挟み込む移動ブロック４と、この移動
ブロック４の前後両端面に取り付けられる一対の蓋体５
とから構成されている。

【００１７】図２に示すように上記移動ブロック４は軌
道レール１を跨ぐサドル状に形成され、水平部４ａの両
側から垂下した一対の袖部４ｂの内面側には軌道レール
１のボール転走面１２と相俟ってボール２を挟み込む４
条の負荷転走面４１が形成されている。また、上記各袖
部４ｂには各ボール転走面４１に対応したボール戻し孔
４２が貫通している。移動ブロック４の両側面にはボル
ト取付孔４３を備えた取付部４４が突設されており、移
動ブロックはこの取付部４４の下方から上記ボルト取付
孔４３を貫通する固定ボルト（図示せず）によってテー
ブル等の可動体（図示せず）に固定される。

【００１８】上記移動ブロック４の各袖部４ｂの下端並
びに水平部４ａの下面には夫々ボール保持プレート４
５，４６が取り付けられている。このボール保持プレー
ト４５，４６は金属板のプレス成形や硬質合成樹脂の射
出成形等により成形され、軌道レール１から摺動台３を
取り外した際に各ボール転走面４１を転走するボール２
が摺動台３から脱落するのを防止している。

【００１９】図４は上記蓋体５をその裏面側から観察し
た斜視図である。蓋体５も上記移動ブロック４と同様に
水平部５ａの両側から一対の袖部５ｂが垂下したサドル
状に形成され、各袖部５ｂの裏面側にはブロック４側の
ボール転走面４１とボール戻し孔４２とを夫々連通連結
するボール方向転換路５１が設けられている。

【００２０】図５はこのボール方向転換路５１の詳細を
示すものである。上記蓋体５には略半円形状の外周側案
内面５２が形成されており、ボール戻し孔４２と軌道レ
ール１のボール転走面１２との間でボール２を円弧状に
案内するようになっている。また、この外周側案内面５
２の端部には軌道レール１のボール転走面１２からボー
ル２を掬い上げるための掬い上げ部５３が形成されてい
る。一方、この外周側案内面５２に対してはＲピース６
が嵌合しており、このＲピース６にはボール戻し孔４２
と負荷転走面４１との間でボール２を案内する内周側案
内面６１が形成されている。すなわち、図４に示すよう
にＲピース６を蓋体５に対して嵌合させることで、上記
外周側案内面５２と内周側案内面６１とが対向し、ボー
ル方向転換路５１が完成するようになっている。

【００２１】この蓋体５は取付孔５４を貫通する六角孔
付ボルト７により移動ブロック４の両端面に取付けられ
る。蓋体５裏面側の取付孔５４の周囲には位置決め用の
ボス５５が突設されており、このボス５５を移動ブロッ
ク４の両端面に設けた凹溝（図示せず）に嵌め込むこと
で蓋体５が移動ブロック４に対して正確に位置決めされ
る。そして、このようにして蓋体５を移動ブロック４に
取付けると、蓋体５のボールリターン通路５１ａ，５１
ｂと移動ブロック４のボール戻し孔４２とが連結され、
ボール転走面４１の一端から他端へボール２を循環させ
るボール循環路５１が完成する。

【００２２】以上のように構成された本実施例の直線摺
動装置のうち、上記蓋体５は樹脂の射出成形によって形
成されており、図５に示すように、表皮をなす外殻層８
の内部にコア層９が充填された三層構造をなしている。

【００２３】上記外殻層８をなす樹脂としては、ボール
２の転走に対する耐磨耗性を備えていることが要求さ
れ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。
また、蓋体５に要求される強度の殆どをこの外殻層８に
負担させるという観点からすれば、ガラス繊維や炭素繊
維等の補強材が添加されたナイロン、ポリアセタール
（ＰＯＭ）、ポリカーボネート等の強化樹脂を用いるの
も良い。

【００２４】一方、上記コア層９をなす樹脂としては、
ボール２が方向転換路５１を転走することによって生じ
たボール衝突音の吸音性を備えていることが要求され、
例えば、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン等の発
泡樹脂を用いることができる。より軟質でしかも連足気
泡構造の発泡樹脂が吸音性に優れているが、係る樹脂を
コア層９として使用する場合には、上記外殻層８が材料
及びその層厚さの観点から十分な強度を有していること
が必要である。

【００２５】このような観点から、本実施例では外殻層
８として補強材入り６−６ナイロンを使用する一方、コ
ア層９としてＡＢＳ樹脂を使用し、外殻層８の厚さは約
２ｍｍとした。これにより、蓋体に十分な強度を与える
ことができ、また蓋体５の外部へ漏れ出すボール衝突音
を低減することができた。

【００２６】このような三層構造を有する本実施例の蓋
体５は、図６に示すようなサンドイッチ射出成形機を用
いて製作される。このサンドイッチ射出成形機ではノズ
ル７１に対して二本の射出シリンダ７２ａ、７２ｂが接
続されており、一次側射出シリンダ７２ａからは外殻層
８となる第一の樹脂７３ａが、二次側射出シリンダ７２
ｂからはコア層９となる第二の樹脂７３ｂが夫々射出さ
れ、ノズル７１を通して金型７４のキャビティに充填さ
れる。

【００２７】図７は、このサンドイッチ射出成形機によ
る射出成形の工程を示した模式図である。先ず、金型７
４のキャビティ７５に対しては一次側射出シリンダ７２
ａから外殻層８となる第一の樹脂７３ａのみを一定量だ
け射出し（分図（ａ）参照）、次いで二次側射出シリン
ダ７２ｂからコア層９となる第二の樹脂７３ｂを射出す
る（分図（ｂ）参照）。これにより、第一の樹脂７３ａ
は第二の樹脂７３ｂに押されて金型壁面との境界に外殻
層８となる固化皮膜を形成しながらキャビティ内に拡が
る一方、第二の樹脂７３ｂはキャビティ内で発泡しなが
ら第一の樹脂７３ａで形成された外殻層８の内部に充填
され、コア層９が外殻層８で被覆された三層構造の成形
品が完成する（分図（ｃ）参照）

【００２８】そして、このような成形方法によれは、密
閉された外殻層８の内部にコア層９が充填され、外殻層
８とコア層９とが緊密に一体化したものとなるので、本
実施例の蓋体５は強度的にも優れたものとなる。従っ
て、移動ブロック４に対するねじ止め等によって蓋体５
のボール方向転換路５１が歪むのを可及的に防止するこ
とができ、ボール２の円滑な無限循環運動が促進され
て、ボール２同士の衝突音やボール２と方向転換路５１
の衝突音の発生そのものが軽減される。

【００２９】次に、図８乃至図１０に示された本発明の
第二実施例について説明する。この実施例は本発明をボ
ールスプラインに適用したものである、かかるボールス
プラインは、円周を３等分するように突条８０が形成さ
れ、この突条の両側面にボール８１の転走面８２が形成
されたスプライン軸８３と、ボール８１を介してこのス
プライン軸８３に嵌合し、スプライン軸８３に沿って自
在に運動可能なスプラインナット８４とから構成されて
いる。

【００３０】また、上記スプラインナット８４は、上記
スプライン軸８３のボール転走面８２と対向する負荷転
走面８５及びこの負荷転走面８５に対応したボール戻し
孔８６が形成されたナット本体８７と、このナット本体
８７の前後両端面に固定されると共に、上記ボール戻し
孔８６に連通する円弧状の方向転換路８９が形成された
一対の蓋体８８，８８と、上記ナット本体８７の内周に
固定され、上記スプライン軸８３を転走するボール８１
を方向転換路８９に掬い上げる板金製のボール保持器９
０とから構成されている。

【００３１】上記ボール保持器９０にはナット本体８７
の負荷転走面８５に対応した長窓９１が形成されてお
り、負荷転走面８５を転走するボール８１はかかる長窓
９１を介してスプライン軸８３のボール転走面８２に接
触する。また、長窓９１の両端にはボール転走面８２か
らボール８１を掬い上げるための舌片９２が形成されて
おり、ボール８１の掬い上げが円滑に行われるようにな
っている。

【００３２】そして、以上の構成によれば、ナット本体
８７の両端に蓋体８８を取り付けることにより、図１０
に示すようなボールの無限循環路が形成されるが、前述
の第一実施例と同様、本実施例の蓋体８８も合成樹脂の
射出成形で形成されており、且つ、表皮をなす外殻層８
８ａの内部にコア層８８ｂが充填された三層構造をなし
ている。従って、かかる外殻層８８ａ及びコア層８８ｂ
の形成材料を第一実施例と同じ観点から選択することに
より、本実施例のボールスプラインでも蓋体８８の強度
を確保しつつ、ボール８１の無限循環運動に伴うボール
衝突音の外部への伝播を可及的に防止することが可能と
なる。

【００３３】次に、図１１に示された本発明の第三実施
例について説明する。この実施例は本発明をボールねじ
に適用したものである、かかるボールねじは、ボール転
走溝１００が所定のリードで螺旋状に形成されたねじ軸
１０１と、ボール１０２を介してこのねじ軸１０１に螺
合したボールねじナット１０３とから構成されている。

【００３４】また、上記ボールねじナット１０３は、上
記ねじ軸１０１のボール転走溝１００と対向する負荷転
走溝１０４及びねじ軸１０１の軸方向に平行なボール戻
し孔１０５が形成されたナット本体１０６と、このナッ
ト本体１０６の前後両端面に固定されると共に、ねじ軸
１０１のボール転走溝１００から掬い上げたボール１０
２を上記ボール戻し孔１０５に送り込む方向転換路１０
７一対の蓋体１０８，１０８とから構成されており、こ
のボールねじナット１０３と上記ねじ軸１０１の相対的
な回転によって、ボール１０２が蓋体１０８の方向転換
路１０７を介して無限循環するようになっている。

【００３５】そして、以上のように構成された本実施例
のボールねじにおいても、その蓋体１０８は合成樹脂の
射出成形で形成されており、且つ、表皮をなす外殻層の
内部にコア層が充填された三層構造をなしている。従っ
て、かかる外殻層及びコア層の形成材料を第一実施例と
同じ観点から選択することにより、本実施例のボールね
じでも蓋体１０８の強度を確保しつつ、ボール１０２の
無限循環運動に伴うボール衝突音の外部への伝播を可及
的に防止することが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の転が
り案内装置によれば、その蓋体が耐磨耗性を備えた外殻
層の内部に吸音性を備えたコア層を充填してして形成さ
れているので、蓋体のボールに対する耐磨耗性や強度を
損なうことなく、ボールの無限循環運動に伴うボール衝
突音の発生及びその外部への伝播を可及的に防止するこ
とができ、使用時における騒音の発生が少なく静粛性に
優れた転がり案内装置を提供することが可能となる。

【００３７】また、ねじ止め等の外力に対する蓋体の強
度も十分に確保され、移動ブロックへの取付時における
蓋体の歪みを防止することができるので、方向転換路で
のボールの円滑な転走を確保することができ、この点に
おいても騒音の発生が少なく静粛性に優れた転がり案内
装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を直線摺動装置に適用した第一実施例
を示す斜視図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】 第一実施例に係る直線摺動装置の正面図であ
る。

【図４】 第一実施例実施例に係る蓋体を示す斜視図で
ある。

【図５】 第一実施例実施例に係る蓋体に形成されたボ
ールの方向転換路を示す断面図である。

【図６】 第一実施例実施例に係る蓋体の成形に利用す
るサンドイッチ射出成形機の構造を示す断面図である。

【図７】 サンドイッチ射出成形機による射出成形の工
程を示した模式図である。

【図８】 本発明をボールスプラインに適用した第二実
施例を示す側面図である。

【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

【図１０】 第二実施例に係るボールスプラインのボー
ル無限循環路を示す断面図である。

【図１１】 本発明をボールねじに適用した第三実施例
を示す側面図である。

【符号の説明】

１…軌道レール（案内軸）、２…ボール、４…移動ブロ
ック、５…蓋体、８…外殻層、９…コア層、１２…ボー
ル転走面、４１…負荷転走面、４２…ボール戻し孔、５
１…ボール方向転換路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールの転走面を有する案内軸と、上記
   ボールを介して転走面と対向する負荷転走面及びこの負
   荷転走面に対応するボール戻し孔を有し、上記ボールの
   転動に伴い案内軸に沿って移動自在な移動ブロックと、
   この移動ブロックの前後両端面に固定され、上記案内軸
   の転走面から掬い上げたボールを上記ボール戻し孔に向
   けて円弧状に案内するボールの方向転換路を備えた一対
   の蓋体とから構成される転がり案内装置において、 上記蓋体は、第一の樹脂からなる密閉された外殻層の内
   部に第二の樹脂からなるコア層を充填して所定の形状に
   成形され、上記第一の樹脂が耐磨耗性を備える一方、第
   二の樹脂が吸音性を備えていることを特徴とする転がり
   案内装置。
2. 【請求項２】 上記第一の樹脂が補強剤を添加した強化
   樹脂であり、上記第二の樹脂が発泡樹脂であることを特
   徴とする請求項１記載の転がり案内装置。