JPWO2016152123A1 - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

防塵性能の向上、及び防塵機能の自由度を向上させた直動案内装置を提供する。そのために、直動案内装置(1)は、案内レール(10)と、スライダ(20)と、転動体(30)とを有し、案内レール(10)の側面部(10a)とスライダ(20)の内側面部(20a)との間に生じた隙間をシールするシール部材(50)が設けられ、シール部材(50)は、スライダ(20)の内側面部(20a)に設けられた第１シール部材(51)と、第１シール部材(51)よりも幅方向に長く、かつ第１シール部材(51)に重畳してスライダ本体(20A)の底面部(20b)に独立して着脱可能に設けられた第２シール部材(52)とを有する。

Description

本発明は、工作機械等で用いられる直動案内装置に関する。

従来より、工作機械等で用いられる直動案内装置は、一般に、転動体軌道面を左右の側面部に有する案内レールと、この案内レールの転動体軌道面と各々対向する転動体軌道面を内側面部に有するスライダと、案内レール及びスライダの転動体軌道面間に形成された直線状の転動体転動路をスライダ又は案内レールの相対的直線運動に伴って転動する多数の転動体とを備えている。そして、転動体転動路を転動した転動体はスライダの前後方向両端に装着されたエンドキャップ内で方向転換した後、スライダ内に形成された転動体戻し通路を通って元の位置に戻るようになっている。

このような直動案内装置では、案内レールの側面部とスライダの内側面部との間隙から転動体転動路に塵埃等の異物が侵入すると、転動体の転がり運動が損なわれ、スライダの走行性能を大きく低下させる要因となる。そこで、案内レールの側面部とスライダの内側面部との間隙から転動体転動路に塵埃等の異物が侵入するのを防ぐシールが設けられた直動案内装置が提案されている（特許文献１，２参照）。

特許文献１には、転動体転動路に塵埃等の異物が侵入するのを防ぐために、スライダの底面にシールが設けられた直動案内装置が開示されている。しかし、特許文献１に開示されたシールの構造であると、直動案内装置の使用環境によっては、転動体転動路の防塵性が不足する場合がある。そこで、特許文献２のように、転動体転動路への防塵性をさらに高めるため、スライダの底面シールを複数重ねて、防塵性を強化した直動案内装置が提案されている。

特開２０００−０１８２４４号公報 特開２００７−２１１８２１号公報

しかしながら、特許文献３に開示された直動案内装置においては、重ねられた複数の底面シールがスライダに一体に固定されているため、周囲環境の異物の多さに応じて、防塵性能を強化したり弱めたりする調整の自由度の点で改善の余地があった。
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、防塵性能の向上、及び防塵機能の自由度を向上させた直動案内装置を提供することにある。

上記目的を達成するための直動案内装置のある態様は、案内レールと、上記案内レールに対して移動するスライダと、転動体とを有し、
上記案内レールの側面部には、上記案内レールの長手方向に沿って案内レール側軌道面が形成され、
上記スライダが、上記案内レール側軌道面に対向するようにスライダ側軌道面が形成されたスライダ本体と、上記スライダ本体の移動方向の両端部に設けられた一対のエンドキャップとを具備し、
上記案内レールの側面部と上記スライダの内側面部との間に生じた隙間をシールするシール部材が設けられ、
上記シール部材は、第１シール部材と、第１シール部材よりも幅方向に長く、かつ第１シール部材に重畳して上記スライダの底面部に独立して着脱可能に設けられた第２シール部材とを有する。

本発明の一態様によれば、防塵性能の向上、及び防塵機能の自由度を向上させた直動案内装置を提供することができる。

直動案内装置の第１実施形態における構成を示す斜視図である。 直動案内装置の第１実施形態における構成を示す側面図である。 直動案内装置の第１実施形態における構成を示す斜視図である。 直動案内装置の第１実施形態における構成を示す分解斜視図である。 直動案内装置の第１実施形態における構成を示す幅方向に沿う断面図である。 直動案内装置の第１実施形態における取付プレートの構成を示す斜視図である。 直動案内装置の第１実施形態における第２シール部材の構成を示す斜視図である。 直動案内装置の第１実施形態におけるスライダと第２シール部材との接続態様を示す要部断面図であり、（ａ）は第２シール部材をスライダに取り付けた状態、（ｂ）は第２シール部材をスライダから取り外した状態である。 直動案内装置の第１実施形態の変形例における構成を示す要部拡大図である。 第１実施形態の直動案内装置を適用した搬送装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の拡大図である。 直動案内装置の第１実施形態の変形例における構成を示す側面図である。 直動案内装置の第２実施形態における構成を示す側面図である。 直動案内装置の第２実施形態におけるスライダと第２シール部材との接続態様を示す要部断面図であり、（ａ）は第２シール部材をスライダに取り付けた状態、（ｂ）は第２シール部材をスライダから取り外した状態である。 直動案内装置の第３実施形態における構成を示す正面図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。
以下、直動案内装置の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
＜直動案内装置の構成＞
図１，２に示すように、本実施形態の直動案内装置１は、案内レール１０と、案内レール１０に対して移動するスライダ２０と、転動体３０（図５参照）とを有する。
案内レール１０の側面部１０ａには、案内レール１０の長手方向に沿って２条の案内レール側軌道面１１，１１が形成されている。
スライダ２０は、スライダ本体２０Ａと、スライダ本体２０Ａの移動方向（長手方向）の両端部に設けられた一対のエンドキャップ２０Ｂ，２０Ｂとを備える。スライダ本体２０Ａ及びエンドキャップ２０Ｂは、共にＵ字形状の断面をなして案内レール１０に跨るように設置される。スライダ本体２０Ａの内側面２０ａ，２０ａには、案内レール側軌道面１１，１１に対向するように２条のスライダ側軌道面２１，２１が形成されている。

また、図５に示すように、スライダ２０には、スライダ側軌道面２１と案内レール側軌道面１１との間に形成された軌道内を案内レール１０に対するスライダ２０の直線運動に伴って転動する転動体３０をスライダ本体２０Ａの軌道面側に保持する保持器２２を備える。
また、図５に示すように、転動体３０は、例えば円筒ころ状に形成されており、上記軌道内を転動した転動体３０はスライダ本体２０Ａの長手方向の両端に設けられたエンドキャップ２０Ｂ，２０Ｂ内で方向転換した後、スライダ本体２０Ａ内に形成された転動体戻し通路２３を通って元の位置に戻るようになっている。

［シール部材］
ここで、本実施形態の直動案内装置１には、案内レール１０の側面部１０ａとスライダ２０（スライダ本体２０Ａ）の内側面部２０ａとの間に生じた隙間をシールするシール部材５０が設けられる。
シール部材５０は、図４及び図５に示すように、保持器２２に設けられた第１シール部材５１と、スライダ本体２０Ａの底面部２０ｂに設けられた第２シール部材５２とを有する。

［第２シール部材］
第２シール部材５２は、スライダ２０の長手方向に沿って両端部から突出して設けられている。第２シール部材５２は、第１シール部材５１とは別に、底面部２０ｂに独立して着脱可能に設けられている。また、第２シール部材５２の幅方向の寸法は、第１シール部材５１の幅方向の寸法よりも長く設置される。また、第２シール部材５２は、第１シール部材５１に高さ方向（案内レール１０に対してスライダ本体２０Ａが跨っている方向）に重畳して設けられている。このように第１シール部材５１と第２シール部材５２とを配置することによって防塵性能が向上する。
第２シール部材５２は、スライダ本体２０Ａの底面部２０ｂ，２０ｂのそれぞれに設けられてもよいし、一方の底面部のみに設けられてもよい。また、第２シール部材５２は、スライダ本体２０Ａの底面部２０ｂに直接設けられてもよい。

図７に示すように、第２シール部材５２の両端部付近には、厚さ方向に貫通する貫通孔５２ａが複数設置されている。また、第２シール部材５２は、鋼材、ステンレス材、アルミニウム合金などの金属板に、ゴムやエラストマー樹脂などの軟質な材料を一体成形して製造される。また、第２シール部材５２は、エラストマー樹脂などの単一材料を射出成形したものでもよい。
第２シール部材５２に用いるゴムとしては、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムが適している。上記エラストマーとしては、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマーが適している。

以下、本実施形態の説明では、第２シール部材５２が、スライダ２０の両端部に設置された取付プレート５３を介してスライダ２０に設けられた態様について説明する。
図１〜４及び図６に示すように、スライダ２０の両端部には、取付プレート５３，５３が配置される。取付プレート５３は、サイドシール４０，４０とともに、ねじなどでスライダ２０のエンドキャップ２０Ｂに締結固定される。また、第２シール部材５２は、取付プレート５３に、ねじ５４で締結固定される。

［取付プレート］
取付プレート５３は、図６に示すように、スライダ本体２０Ａやエンドキャップ２０Ｂの断面形状とほぼ同型状の本体部５３Ａと、本体部５３Ａに連結し、スライダ２０の底部に位置する箇所に配設され、スライダ２０の長手方向外側に向けて突出する突出部５３Ｂとを有する。突出部５３Ｂには、ねじ穴５３ａが設けられている。第２シール部材５２は、このねじ穴５３ａを用いてねじ締結される。
また、取付プレート５３の内周部は、案内レール１０と僅かな隙間を介して、案内レール１０の外周面に当接する。これによって、取付プレート５３は、大きな異物を除去するプロテクターの役割も有する。ここで、取付プレート５３は、例えば、普通鋼材、ステンレス材、アルミニウム合金などの金属板を、板金加工して製作される。したがって、切削屑などの高温の硬質の異物が接触しても、取付プレート５３に破損の心配が少ない。

次に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、第２シール部材５２は、第２シール部材５２の両端の貫通孔５２ａ及び取付プレート５３のねじ穴５３ａに通したねじ５４によって取付プレート５３に締結される。
ここで、第２シール部材５２の幅方向（スライダ２０の軌道面２１，２１が対向する方向）の長さは、第１シール部材５１の幅方向の長さよりも長い。
さらに、前述したように、第２シール部材５３のスライダ２０への固定部材（貫通孔５２ａ，ねじ穴５３ａ）は、第１シール部材５１の設置範囲よりも、長手方向の外側となる位置に配置される。

このような配置とすることで、第２シール部材５２を、第１シール部材５１と別個に固定して設ける構成を実現しやすい。例えば、第２シール部材５２が第１シール部材５１よりも長手方向に長いので、長くなった部分に第２シール部材５２の固定部材を配置することができる。また、第２シール部材５２が第１シール部材５１よりも幅方向に長いので、第２シール部材５２で第１シール部材５１を完全に覆うことができ、防塵効果が高い。
また、本実施形態では、第２シール部材５２は取付プレート５３だけによってスライダ２０に間接的に固定されている。このため、スライダ２０に固定用の穴などの加工が不要である。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例として、図９に示すように、第２シール部材５２は、案内レール１０側に突出するリップ部材５２Ａと、このリップ部材５２Ａを固定する押さえ部材５２Ｂとから構成してもよい。この場合、リップ部材５２Ａは、例えば、ゴムやエラストマー樹脂などの軟質な材料で構成すると共に、押さえ部材５２Ｂは、鋼材、ステンレス材、アルミニウム合金などの金属材料、又はポリアミド、ポリアセタールなどの合成樹脂のような硬質な材料で製作する。また、必要に応じて、リップ部材５２Ａ、スライダ本体２０Ａ、押さえ部材５２Ｂが相互に接触する面に、液状ガスケット（例えば、株式会社スリーボンド製「液状ガスケット」）などのシーリングを施してもよい。これによって、部品間の隙間からの異物侵入を効果的に防ぐことができる。

以上説明したように、本実施形態の直動案内装置１は、第１シール部材５１と、第２シール部材５２とが別々の、それぞれ独立した固定部材によって固定されている。このため、使用環境によっては、第２シール部材５２だけを取り外すことができる。すなわち、取付プレート５３と第２シール部材５２とを外して、サイドシール４０と第１シール部材５１とだけを備えた構成の直動案内装置とすることができる。
このように、本実施形態によれば、周囲の環境に応じて、防塵性能を調整できる。つまり、防塵性能が重要でない箇所のシール部材を１つだけにしたり、防塵性能が重要な箇所のシ−ル部材を２重にしたりすることが自在である。よって、不要にコストを増大させずに、必要十分な防塵性能を得ることができる。

［直動案内装置の適用例］
本実施形態の直動案内装置１は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような搬送装置に組み込むことができる。すなわち、本実施形態の直動案内装置１のスライダ２０が、搬送装置１００のべース１１０の上面に並行に２つずつ固定され、テーブル１２０の下面に２条の案内レール１０，１０が取り付けられ、ベース１１０に対してテーブル１２０が直線運動する構成である。この搬送装置１００では、重力方向（矢印で表示）に対して、テーブル１２０は上方に配置され、ベース１１０は下方に配置されている。なお、案内レール１０は、テーブル１２０に設けられた段差、すなわち肩１２１に当接するようにしてテーブル１２０に高精度に取り付けられる。

ここで、搬送機械１００の使用時においては、ゴミなどの異物が、上方から降りかかる可能性がある。そのため、ベース１１０上に並行に設置されるスライダ２０，２０には、第２シール部材５２が、図１０（ｃ）に示すように、外側だけに装着されてもよい。
これは、直動案内装置１において肩１２１がある側（幅方向の内面側）は、テーブル１２０によって上方を覆われているので、防塵性能の必要性は高くないため、肩１２１側では第２シール部材５２を取り付けていないのである。

このように構成することで、スライダ２０の底面から案内レール１０底面までの高さ寸法（ｄ１）を大きく確保することができる。このため、テーブル１２０の肩１２１に干渉しにくいので、搬送装置１００の設計の自由度が増す。一方、肩１２１がない側は、テーブル１２０に覆われていないので、防塵の必要性があり、各スライダ２０の肩がない幅方向の外側には、第２シール部材５２が取り付けられている。各スライダ２０の幅方向の外側では、案内レール１０の底面からスライダ２０の底面までの高さ方向の寸法（ｄ２）は小さくなるが、こちらには肩１２１がないので、搬送装置１００の設計に制約を与えることはない。

このように、本実施形態の直動案内装置１を搬送装置に適用した場合でも、第１シール部材５１と第２シール部材とを個別に固定しているため、幅方向の左右片側の第２シール部材５２だけを取り外すことができる。すなわち、取付プレート５３はそのままで、片側の第２シール部材５２だけを外した構成とできる。したがって、周囲の環境に応じて、防塵性能を調整できる搬送装置を提供することができる。この搬送装置においても、不要な箇所の底面シールだけを省くことができるので、不要にコストを増大させることがない。

［変形例］
また、本実施形態の直動案内装置１は、図１１に示すように、第２シール部材５２を、取付プレート５３を介したスライダ２０の両端部への固定だけでなく、長手方向の中央部分でもねじ５６でスライダ本体２０Ａに締結固定してもよい。このような構成とすることにより、第２シール部材５２のたわみ変形を防げるので、より安定した防塵効果が得られる。

（第２実施形態）
次に、直動案内装置の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、取付プレートの設置態様が第１実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略することがある。
図１２に示すように、本実施形態の直動案内装置は、取付プレート５３が、エンドキャップ２０Ｂとサイドシール４０との間に配置されている。本実施形態では、取付プレート５３は、樹脂材料からなる板材であることが好ましい。図１３（ａ），（ｂ）に示すように、第２シール部材５２は、その両端部に設けられた貫通孔５２ａ及び取付プレート５３の底面５３Ｂに設けられたねじ穴５３ａをねじ５４によって締結されることにより固定される。
本実施形態によれば、取付プレート５３を金型による射出成形で製作することで、製作費用を低減できる。また、取付プレート５３の前面はサイドシール４０で覆われており、外部への露出が少ない。よって、硬い異物があっても、取付プレート５３が損傷するおそれが小さい。

（第３実施形態）
次に、直動案内装置の第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、転動体が円筒ころではなくボールを適用した点、及びシール部材の設置態様が第１実施形態と異なるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略することがある。
図１４に示すように、転動体３０をボールとしても同様の構成とすることが可能で、上述した作用及び効果を得ることができる。また、図１４に示すように、第１シール部材５１を第２シール部材５２と同様にスライダ２０の底面２０ｂに配置し、第２シール部材５２とは独立してスライダ２０に固定するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の直動案内装置は、第１シール部材と第２シール部材とが重畳して設けられているので、防塵効果が高い。また、周囲環境の異物の多さに応じて、シール部材を第１シール部材のみにしたり、第１シール部材及び第２シール部材とすることができ、防塵性能を調整することができる。そのため、防塵性能の向上、及び防塵機能の自由度を向上させた直動案内装置を提供することができる。
本実施形態の直動案内装置は、例えば、工作機械，搬送装置などの機械装置全般に用いられる直動案内装置に好適である。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。

１ 直動案内装置
１０ 案内レール
１１ 案内レール側軌道面
２０ スライダ
２０Ａ スライダ本体
２０Ｂ エンドキャップ
２１ スライダ側軌道面
２２ 保持器
３０ 転動体
４０ サイドシール
５０ シール部材
５１ 第１シール部材
５２ 第２シール部材
５３ 取付プレート

Claims (7)

1. 案内レールと、前記案内レールに対して移動するスライダと、転動体とを有し、
   前記案内レールの側面部には、前記案内レールの長手方向に沿って案内レール側軌道面が形成され、
   前記スライダが、前記案内レール側軌道面に対向するようにスライダ側軌道面が形成されたスライダ本体と、前記スライダ本体の移動方向の両端部に設けられた一対のエンドキャップとを具備し、
   前記案内レールの側面部と前記スライダの内側面部との間に生じた隙間をシールするシール部材が設けられ、
   前記シール部材は、第１シール部材と、第１シール部材よりも幅方向に長く、かつ第１シール部材に重畳して前記スライダの底面部に独立して着脱可能に設けられた第２シール部材とを有することを特徴とする直動案内装置。
2. 第２シール部材は、第１シール部材よりも長手方向に突出して設けられている請求項１に記載の直動案内装置。
3. 第２シール部材は、前記スライダの幅方向の２つの底面部のうち、一方の底面部のみに設置される請求項１又は２に記載の直動案内装置。
4. 第２シール部材の両端部にそれぞれ接続された１対の取付プレートが前記スライダの移動方向の両端部に設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載の直動案内装置。
5. 第２シール部材が、前記スライダ本体の底面部に固定される請求項４に記載の直動案内装置。
6. 前記取付プレートは、前記スライダの端面に設けられたサイドシールのさらに外側に設けられる請求項４又は５に記載の直動案内装置。
7. 前記取付プレートは、前記エンドキャップとサイドシールとの間に設けられる請求項４又は５に記載の直動案内装置。

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