(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
複数の転動体と、この転動体が転走する転動体転走面を有する軌道部材と、前記転動体を介して軌道部材に組み付けられると共に当該軌道部材に沿って移動自在な移動部材と、を備え、
前記移動部材は、前記転動体が荷重を負荷しながら転走する負荷通路及びこの負荷通路に平行な転動体戻し通路を有する移動部材本体と、この移動部材本体の移動方向両端部に固定され、前記負荷通路と転動体戻し通路を接続して転動体の無限循環路を構成する方向転換路を形成する一対の蓋部材と、を有し、
前記蓋部材は、潤滑剤が注入される潤滑剤導入路と、グリースを前記方向転換路へと導く誘導流路と、前記潤滑剤導入路と誘導流路を繋いで潤滑剤供給路を形成する中間流路と、この中間流路に面する一方で一端が前記軌道部材の表面に接すると共にオイルが含浸される複数の空隙を有する塗布体と、を備えることを特徴とする転がり案内装置。
前記蓋部材は、前記中間流路の一部をなす供給路形成溝を備え、前記塗布体がこの供給路形成溝を覆って前記中間流路が区画されることを特徴とする請求項3記載の転がり案内装置。
【背景技術】
【0002】
この種の転がり案内装置としては、特許文献1に開示されるものが知られている。これに開示される転がり案内装置は、長手方向に沿って転動体の転走面が形成された軌道部材と、前記転走面を転走する多数の転動体を介して軌道部材に組み付けられると共に当該軌道部材に沿って往復動自在な移動部材と、を備える。前記移動部材は転動体の無限循環路を備え、この無限循環路内を転動体が循環することで移動部材は前記軌道部材に沿ってストロークを制限されることなく移動することが可能となっている。前記無限循環路は、転動体が荷重を負荷しながら転走する負荷通路と、この負荷通路と平行して設けられると共に前記転動体が荷重から解放された状態で転走する無負荷通路と、これら負荷通路と無負荷通路を繋ぐ方向転換路と、を備える。
【0003】
前記移動部材は、前記転動体の負荷通路及び無負荷通路が形成された移動部材本体と、この移動部材本体の軸方向両端に固定され、移動部材本体と協力して前記転動体の方向転換路を形成する蓋部材と、から構成される。
【0004】
このように構成された従来の転がり案内装置では、前記転動体の循環による軌道部材の転走面や転動体自体の摩耗を防ぐため、前記移動部材又は軌道部材に対してグリースやオイルといった潤滑剤が供給されるようになっている。この潤滑剤を供給するための潤滑剤供給路は通常前記蓋部材に設けられている。ここで、オイルとは摺動面油又はタービン油、ISOVG32〜68等の液体状の潤滑油であり、グリースとはこのオイルに増ちょう剤を含有させたものであり、ゲル状で粘性の高いものである。
【0005】
そして、この種の転がり案内装置では、その使用環境により潤滑剤の種類が変更される。例えば工作機械などのクーラントが飛散する環境ではオイルが用いられ、軌道部材に対して移動部材を高速移動させるような環境ではグリースが用いられる。前述の如く、前記グリースがゲル状であるのに対してオイルは液体状であり、両者の性質は異なる。このため、潤滑剤としてグリースを使用する場合には前記潤滑剤供給路の断面積を広く、潤滑剤としてオイルを使用する場合には潤滑剤供給路の断面積を狭くする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前記潤滑剤の種類により潤滑剤供給路の断面積が異なるため、潤滑剤の種類に応じた転がり案内装置を製造する必要があり、その分生産コストが嵩むとの課題があった。これに対して、グリース仕様の潤滑剤供給路の断面積はオイル仕様のそれよりも大きく設定されているため、グリース仕様の転がり案内装置に対して前記潤滑剤供給路の断面積を減少させる部材を取り付け、オイル仕様の転がり案内装置に変更するという手段が案出されている。
【0008】
しかし、このように別部材を取り付けた転がり案内装置において、前記潤滑剤供給路の断面積が小さくなっているため、この潤滑剤供給路に対してグリースを注入したとしても、このグリースを前記無限循環路へと導くことができない恐れがある。その結果、潤滑剤供給路内でグリースの根詰まりが起こり、転動体の潤滑が適切に行われない恐れがあった。これにより転がり案内装置の不具合を招いてしまうとの課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【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、潤滑剤としてグリース及びオイルのいずれも使用可能な転がり案内装置を提供することにある。
【0010】
すなわち、本発明は、複数の転動体と、この転動体が転走する転動体転走面を有する軌道部材と、前記転動体を介して軌道部材に組み付けられると共に当該軌道部材に沿って移動自在な移動部材と、を備え、前記移動部材は、前記転動体が荷重を負荷しながら転走する負荷通路及びこの負荷通路に平行な転動体戻し通路を有する移動部材本体と、この移動部材本体の移動方向両端部に固定され、前記負荷通路と転動体戻し通路を接続して転動体の無限循環路を構成する方向転換路を形成する一対の蓋部材と、を有する。
【0011】
そして、前記蓋部材は、潤滑剤が注入される潤滑剤導入路と、グリースを前記方向転換路へと導く誘導流路と、前記潤滑剤導入路と誘導流路を繋いで潤滑剤供給路を形成する中間流路と、この中間流路に面する一方で一端が前記軌道部材の表面に接すると共にオイルが含浸される複数の空隙を有する塗布体と、を備える。
【発明の効果】
【0012】
本発明では、潤滑剤としてグリースを供給した場合にはこのグリースは前記塗布体の空隙には含浸されることなく、中間流路及び誘導流路を通り、方向転換路へと供給される。その一方で、潤滑剤としてオイルを供給した場合にはオイルが塗布体へと進入し、前記軌道部材へと供給されるようになっている。すなわち、本発明によれば、潤滑剤としてグリース及びオイルの両方を用いることが可能であり、従来の転がり案内装置に比べて汎用性に富んでいる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
先ず、
図1を用いて本発明の概要について説明する。
【0015】
本発明を適用した転がり案内装置は、軌道部材としての軌道レール101と、転動体としてのボール105を介してこの軌道レール101に組み付けられ、前記ボール105が循環する無限循環路を有する移動部材としての移動ブロック102と、から構成される。前記無限循環路は、前記ボール105が軌道レール101との間で荷重を負荷しながら転走する負荷通路121と、この負荷通路121と平行に設けられると共にボール105が荷重から解放された状態で転走する転動体戻し通路としてのボール戻し通路122と、これら負荷通路121とボール戻し通路122を繋ぐ方向転換路123と、から構成される。
【0016】
また、前記移動ブロック102は、前記負荷通路121とボール戻し通路122を有する移動部材本体としてのブロック本体103と、このブロック本体103の軸方向両端面に固定されると共にこのブロック本体103と協働して前記方向転換路123を形成する一対の蓋部材104と、から構成される。
【0017】
このように構成された本発明を適用した転がり案内装置では、軌道レール101に対する移動ブロック102の円滑な移動を実現するため、前記移動ブロック102の無限循環路又は軌道レール1の表面に潤滑剤を供給されるようになっている。ここで、潤滑剤には、摺動面油又はタービン油、ISOVG32〜68等の液体状のオイルと、このオイルに対して増ちょう剤を含有させたゲル状のグリースの二種類がある。
【0018】
前記潤滑剤を供給するための機構は前記蓋部材104に形成されている。この機構は、潤滑剤が移動ブロック102の外部から注入される潤滑剤導入路141と、潤滑剤としてのグリースを前記方向転換路123へと導く誘導流路142と、前記潤滑剤導入路141と誘導流路142を繋いで潤滑剤供給路140を形成する中間流路143と、この中間流路143に面する一方で一端が前記軌道レール101の表面に接する塗布体108と、を含む。前記塗布体108には、潤滑剤としてのオイルが含浸する複数の空隙が形成されている。
【0019】
このように形成された本発明では、潤滑剤としてオイルを用いた場合、オイルが前記中間流路143に流入すると、前記誘導流路142へと流れることなく、前記塗布体108の空隙へと含浸される。その後、オイルは前記軌道レール101へと供給される。その一方で、潤滑剤としてグリースを用いた場合、このグリースは塗布体108へと含浸することなく、前記誘導流路142を通って方向転換路123へと供給される。このように、本発明によれば、潤滑剤としてグリース及びオイルの両方を使用することが可能となる。
【0020】
以下、
図2乃至
図9を用いて本発明を適用した転がり案内装置の具体例を説明する。
【0021】
図2は本発明を適用した転がり案内装置の実施形態の一例を示すものである。この転がり案内装置は、直線状に形成された軌道レール1と、複数のボールを介して前記軌道レール1に組付けられると共にボールの無限循環路を有する移動ブロック2と、から構成され、ボールが前記無限循環路を循環することで、前記移動ブロック2が軌道レール1に沿って往復運動自在に案内することができるようになっている。
【0022】
前記軌道レール1は略断面四角形状の長尺体に形成されている。この軌道レール1の両側面には長手方向に沿って突部10がそれぞれ設けられている。各突部10の上下方向には転動体転走面としてのボール転走面11が一条ずつ設けられ、軌道レール全体として四条のボール転走面11が設けられている。また、この軌道レール1には、長手方向に沿って所定の間隔で上面から底面に貫通するボルト取付け孔12が形成されている。このボルト孔12は軌道レール1をベッド、コラム等の固定部に固定する際に利用される。
【0023】
一方、前記移動ブロック2は、ブロック本体3と、このブロック本体3の移動方向の両端に装着される一対の蓋部材4と、から構成される。尚、
図2は、一方の蓋部材4を前記ブロック本体3から取り外し、更に当該蓋部材4を分解した状態を示している。この蓋部材4については後に詳述する。
【0024】
図3は、転がり案内装置において蓋部材4を取り除いた正面図である。前記ブロック本体3は、軌道レール1の上面に対向する水平部3aと、軌道レール1の両側面に対向する一対の脚部3bを有し、一対の脚部3bの間に前記軌道レール1が収容される。また、前記ブロック本体3の水平部3aには搬送対象物をボルトで固定するためのタップ穴20が設けられている。
【0025】
また、前記軌道レール1に面した脚部3bの内側には当該軌道レール1のボール転走面11に対向するボール5の負荷ボール転走面30が設けられている。これら負荷ボール転走面30と軌道レール1のボール転走面11が対向することにより、ボール5が軌道レール1と移動ブロック2との間で荷重を負荷しながら転走する負荷ボール通路31が構成される。前記負荷ボール転走面30は各脚部3bの内側面に二条ずつ設けられ、前記ブロック本体3には四条の負荷ボール通路31が設けられている。また、各脚部3bには各負荷ボール通路31と略平行にボール戻し通路32が設けられ、ボール5は荷重から解放された状態でこのボール戻し通路32内を転走する。
【0026】
また、前記ブロック本体3は前記蓋部材4と組み合わさってボール5の方向転換路を形成する。この方向転換路は前記負荷ボール通路31とボール戻し通路32を繋ぐものであり、ブロック本体3と蓋部材4が組み合わさることで、前記負荷ボール通路31、方向転換路、ボール戻し通路32、方向転換路の順に一巡するボール5の無限循環路が完成するようになっている。
【0027】
そして、前記ブロック本体3の端面にはこの方向転換路を構成する内周案内部33が四つ形成されている。各内周案内部33はブロック本体3の端面から半円形状に突出しており、前記負荷ボール通路31とこれに対応するボール戻し通路32との間に設けられている。また、各内周案内部33の外周面にはボール5が転走する内周側案内面34が形成され、この内周側案内面34の一端は前記負荷ボール転走面30に、他端はボール戻し通路32に連続している。
【0028】
尚、
図3において、符号35は前記蓋部材4の固定に用いるタップ穴、符号36は軌道レール1の側面とブロック本体3の脚部3bとの間を密封するシール部材、符号37は軌道レール1の上面とブロック本体3の水平部3aとの間を密封するシール部材である。
【0029】
前記ボール5は可撓性を有する連結体ベルト6に配列された状態で前記無限循環路に組み込まれている。
図4乃至
図6はボール5及び連結体ベルト6を示すものである。前記連結体ベルト6は、各ボール5間に配置される複数のスペーサ60と、これらスペーサ60を連結する一対のベルト部材61と、から構成され、合成樹脂の射出成形によって成形されている。各スペーサ60は、その軸線が互いに隣接するボール5の中心点同士を結ぶ直線と一致するように配置され、ボール5との接触面には該ボール5の球面に近似した曲率の球面座62が設けられている。つまり、一対のスペーサ60の間にボール5を配置した状態では、これらスペーサ60の球面座62によってボール5が抱え込まれている。
【0030】
一方、前記一対のベルト部材61は前記スペーサ60の周方向側面にて相互に連結し、複数のスペーサ60を一列に結合している。
図5に示すように、各ベルト部材61は例えば平帯状に形成され、スペーサ60と対向する面にはボール5との干渉を回避する円弧状の切欠部63が設けられている。このような構成により、ボール5は回転可能な状態で連結体ベルト6に等間隔で一列に保持されている。従って、移動ブロック2が軌道レール1に沿って運動すると、ボール5が転動しながら無限循環路内を転走し、これに伴って前記連結体ベルト6も無限循環路内を循環する。
【0031】
次に、
図7乃至
図9を用いて前記蓋部材4について説明する。この蓋部材4は、前記ブロック本体3の端部に装着され、かかるブロック本体3の端面と略同一の形状に形成されている。そして、前記ブロック本体3の軸方向両端面に固定されるエンドプレート7と、このエンドプレート7に嵌る塗布体8と、この塗布体8を覆うようにして前記エンドプレート7に固定されるエンドシール9と、から構成される。
【0032】
図8及び
図9は前記エンドプレート7を示すものであり、
図8は前記ブロック本体3と対向する面を、
図9は前記エンドシール9と対向する面を示す正面図である。このエンドプレート7はブロック本体3の端面と略同一の形状に形成され、このブロック本体3と対向する面には半円状の陥凹部71が四つ形成されている。各陥凹部71の内周面には前記方向転換路を構成する外周側案内面72が形成されている。四つの陥凹部71は前記軌道レール1のボール転走面11に対応して設けられ、この軌道レール1の各側面に対して二つずつ設けられている。
【0033】
また、このエンドプレート7には、転がり案内装置の外部から潤滑剤が注入される導入孔73が形成されている。この導入孔73は前記移動ブロック2の軸方向に沿って貫通している。更に、エンドプレート7には前記潤滑剤が流入する供給溝74が形成されている。この供給溝74は前記ブロック本体3に向けて開放されている。また、この供給溝74の一端は前記導入孔73と連続する一方、他端は第一連結孔74aと連続している。この第一連結孔74aは断面円形状に形成され、エンドプレート7の軸方向に沿って貫通している。
【0034】
更に、二つの陥凹部71によって囲まれた領域には誘導溝75が形成されている。この誘導溝75は各陥凹部71に向けて分岐しており、これら陥凹部71へ潤滑剤を導く役目を担っている。その一方で、誘導溝75の一端は第二連結孔75aと連続している。この第二連結孔75aは前記第一連結孔74aと同様に断面円形状に形成され、エンドプレート7の軸方向に沿って貫通している。更に、この第二連結孔75aの断面積は前記第一連結孔74aの断面積よりも小さく設定されている。
【0035】
一方
図9に示されるように、前記エンドシール9と対向する面には、このエンドシール9が嵌る外壁部76が形成されている。この外壁部76の内部には、前記塗布体8が嵌合する凹部77が二つ形成されている。この凹部77は前記塗布体8と略同一形状に形成されている。また、各凹部77は二つの開口部77aを有しており、各開口部77aは前記軌道レール1の各ボール転走面11に向けて開放されている。
【0036】
更に、この凹部77の底面には前記潤滑剤が流入する供給路形成溝78が形成されている。この供給路形成溝78は、前記エンドシール9に向けて開放されている。そして、供給路形成溝78の一端は前記第一連結孔74aに連通する一方、他端は前記第二連結孔75aに連通している。すなわち、このエンドプレート7において、前記供給溝74と誘導溝75は供給路形成溝78を介して繋がっている。更に、この供給路形成溝78の溝幅は、前記第一連結孔74aと連結される一端から前記第二連結孔75aと連結される一端に向けて徐々に減少するようになっている。尚、符号79は、前記エンドプレート7をブロック本体3に固定する際に利用する固定孔を示している。
【0037】
次に、前記凹部77に嵌る塗布体8について説明する。この塗布体8は例えば不織布等から成形され、内部に複数の空隙を有している。これら複数の空隙には潤滑剤としてのオイルが含浸されるようになっている。この塗布体8は前記凹部77と略同一形状からなる一方、前記凹部77の開口部77aに嵌合するリップ部81を有する。このように形成された塗布体8は前記凹部77に嵌り、エンドプレート7に対して二つ収容される。更に、各塗布体8が前記凹部77に嵌合すると、前記リップ部81が前記開口部77aを通してエンドプレート7の外部に突出する。前述の如く、前記開口部77aは前記軌道レール1のボール転走面11と対向する位置に形成されていることから、前記リップ部81は前記ボール転走面11に接触するようになっている。
【0038】
一方
図7に示すように、前記エンドシール9は前記エンドプレート7よりも一回り小さく成形され、前記エンドプレート7の外壁部76の内側に嵌合するようになっている。このエンドシール9には軸方向に沿って貫通する潤滑剤注入孔91が形成され、この潤滑剤注入孔91は前記導入孔73と連通するようになっている。更に、このエンドシール9にはシール部材92が装着され(
図2参照)、かかるシール部材92が蓋部材4と軌道レール1との隙間を密封し、軌道レール1に付着した塵芥などが移動ブロック2の内部に侵入するのを防止している。更に、このエンドシール9と前記塗布体8との間にはカバー体93が配置される。このカバー体93は、前記塗布体8をエンドプレート7に固定するために設けられているが、このカバー体93は省略しても差し支えない。また符号94は、前記エンドプシール9をエンドプレート7に固定する際に利用する固定孔を示している。
【0039】
次に、これらの部材を備えた本実施形態に係る転がり案内装置の組み付け方法及び前記潤滑剤供給路について説明する。この転がり案内装置では、先ず前記エンドプレート7に塗布体8を嵌めると、前記供給路形成溝78が塗布体8に覆われる。これにより潤滑剤が流入する中間流路が完成する。すなわち、前記塗布体8は中間流路に面している。前述の如く前記供給路形成溝78の溝幅は、前記第一連結孔74aと連結する一端から前記第二連結孔75aと連結する一端に向けて徐々に減少していることから、前記中間流路の断面積は第一連結孔74aから第二連結孔75aに向けて徐々に小さくなっている。更に、前記塗布体8を覆うようにしてエンドシール9をエンドプレート7に固定すると、前記潤滑剤注入孔91と導入孔73が連通する。
【0040】
そして、前記蓋部材4をブロック本体3に固定すると、ブロック本体3の端面によって前記供給溝74が覆われ、前記潤滑剤注入孔91から第一連結孔74aまで連続した潤滑剤導入路が完成する。更に前記誘導溝75が覆われ、蓋部材4とブロック本体3との間に潤滑剤の誘導流路が完成する。ここで、前記誘導溝75は第二連結孔75aと連続していることから、この第二連結孔75aは前記誘導流路の入り口を構成する。最終的には前記潤滑剤導入路、中間流路及び誘導流路が互いに連通した潤滑剤の供給路が完成する。
【0041】
更に、蓋部材4をブロック本体3に固定して前記移動ブロック2が完成すると、前記外周側案内面72と内周側案内面34が対向して前記ボール5の方向転換路が完成する。更にこのように組み立てられた移動ブロック2を軌道レール1に組み付けることにより、前記負荷ボール通路31、方向転換路、ボール戻し通路32、方向転換路の順に一巡するボール5の無限循環路が完成する。
【0042】
そして、前記構成からなる本実施形態の転がり案内装置では、前記潤滑剤注入孔91から潤滑剤を移動ブロック2内に注入すると、この潤滑剤は前記潤滑剤注入孔91、導入孔73、供給溝74及び第一連結孔74aの順に前記潤滑剤導入路を流動する。その後、潤滑剤は中間流路を流動する。そして、前記第二連結孔75a、誘導溝75からなる誘導流路を通って前記方向転換路へと流れるようになっている。
【0043】
以上のように構成された本実施形態に係る転がり案内装置では、前記中間流路に対して塗布体8が面する構成となっている。更に、前記塗布体8に関しては、前記オイルが吸収される空隙が形成されている一方で、増ちょう剤が付加されたグリースはこの空隙に対して進入できないように構成されている。このため、前記潤滑剤導入路へと潤滑剤としてのグリースを注入し、このグリースが中間流路に流入すると、このグリースは塗布体8に吸収されることなく、前記誘導流路を通って前記方向転換路へと供給される。その結果無限循環路内のボール5を潤滑することが可能となっている。
【0044】
その一方で、前記中間流路の断面積は潤滑剤導入路から誘導流路に向けて徐々に小さくなっている。加えて前記第一連結孔74aの断面積は第二連結孔75aの断面積よりも小さく設定されている。すなわち、前記潤滑剤導入路の断面積は前記誘導流路の断面積よりも小さく設定されている。このため、前記中間流路において潤滑剤は前記潤滑剤導入路から誘導流路へと流動しやすくなっている反面、前記誘導流路へと流れる際にはこの潤滑剤に対して流路抵抗が作用するようになっている。その結果、前記潤滑剤供給路において、この潤滑剤は前記中間流路に滞留しやすくなっている。それ故、潤滑剤としてのオイルを潤滑剤供給路に注入した場合、このオイルは前記誘導流路を通って方向転換路へは供給されにくく、前記塗布体8の空隙へと優先的に含浸される。そして、毛細管現象により、オイルは塗布体8内を流れて前記軌道レール1のボール転走面11へと供給される。
【0045】
以上のように構成された本実施形態に係る転がり案内装置では、前記蓋部材4の内部にオイルのみが流動する供給路とグリースのみが流動する供給路が併存しており、いずれの潤滑剤も適用可能であって、従来の転がり案内装置に比して汎用性に富んでいる。その結果、本発明を適用した転がり案内装置によれば、潤滑剤の種類に応じた転がり案内装置を量産する必要がなく、生産コストを抑えることが可能となる。
【0046】
尚、前述した実施形態に係る転がり案内装置では、転動体としてボールが使用されているが、この転動体としてローラを使用しても差し支えない。
【0047】
また、前述した実施形態に係る転がり案内装置では軌道レール1が直線状に形成され、直線案内装置を構成しているが、本発明は例えば前記軌道レール1が一定の曲率で曲線状に形成された曲線案内装置にも適用可能である。