特開 2022-154793 直動案内装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022154793

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】直動案内装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20221005BHJP

   F16C 29/06 20060101ALI20221005BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

F16C33/78 Z

F16C29/06

F16J15/3204 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021057999

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山岸 頌明

【テーマコード（参考）】

3J006

3J104

3J216

【Ｆターム（参考）】

3J006AE15

3J006AE41

3J006AE46

3J006CA01

3J104AA03

3J104AA23

3J104AA36

3J104AA65

3J104AA69

3J104AA74

3J104AA76

3J104BA62

3J104DA20

3J104EA01

3J104EA10

3J216AA16

3J216AB23

3J216BA30

3J216CC01

3J216CC24

3J216CC33

3J216DA01

3J216DA02

3J216DA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】使用する方向にかかわらず、案内レールの左右側面部とスライダ本体の袖部との間からスライダの内部に異物が侵入することを抑制することができ、これにより、スライダの走行精度及び停止位置精度を維持することができる直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置は、案内レール３と、スライダ側転動溝１０を有し、スライダ２０と、複数のボールと、スライダの底面に取り付けられ、スライダと案内レールとの間の隙間を覆うアンダーシール４０と、を有する。アンダーシールは案内レールに摺接するリップ部を有し、リップ部はスライダの底面から案内レールの側面に向かうに従って底面から離間するように漸次傾斜する傾斜面を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びるレール側軌道面を有する案内レールと、
前記案内レールを跨ぐように取り付けられ、前記レール側軌道面と共に転動体転動路を構成するスライダ側軌道面を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動可能なスライダと、
前記転動体転動路内を、前記スライダの移動に伴って転動する複数の転動体と、
前記スライダの底面に取り付けられ、前記スライダと前記案内レールとの間の隙間を覆うアンダーシールと、
を有する直動案内装置であって、
前記アンダーシールは前記案内レールに摺接するリップ部を有し、
前記リップ部は前記スライダの底面から前記案内レールの側面に向かうに従って前記底面から離間するように漸次傾斜する傾斜面を備える、直動案内装置。

【請求項2】

前記リップ部は、前記スライダの移動方向に直交する断面において前記案内レールに所定の厚みで面接触している、請求項１に記載の直動案内装置。

【請求項3】

前記アンダーシールは、前記リップ部の傾斜面が前記スライダの底面から連続するように前記スライダに取り付けられる、請求項１又は２に記載の直動案内装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、往復直線運動する物体をその移動方向に案内するリニアガイドとして工作機械などで用いられる直動案内装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工作機械等で用いられる直動案内装置は、一般に、レール側転動溝が左右の側面に設けられた案内レールと、この案内レールのレール側転動溝と対向する位置にスライダ側転動溝が設けられたスライダと、レール側転動溝とスライダ側転動溝により構成される負荷転動路およびスライダ内部に設けられた転動体戻し路に充填され、これらの転動路を転動可能な多数の転動体と、を有している。スライダの軸方向両端部にはエンドキャップが装着されており、エンドキャップ内には転動体を方向転換させる方向転換路が形成されている。そして、転動路を転動体が転動することで、案内レールに対してスライダが軸方向に沿って相対移動する。転動路を転動する転動体は、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路を通って元の位置に戻る。

【0003】

このように構成された直動案内装置において、案内レールの上面や側面の転動溝には、切削粉や塵埃などの異物が堆積しやすい。これを放置すると、スライダ内に異物が侵入して、転動路における転動体の円滑な転動が阻害される。これにより、スライダの走行精度及び停止位置精度が低下するおそれがある。

【0004】

そこで、特許文献１には、スライダ内への上記異物の侵入を防止するために、案内レールとスライダとの隙間を塞ぐアンダーシールを有する直動案内装置が開示されている。上記アンダーシールは、スライダ本体の袖部の下面に当接される心金と、この心金に一体的に接合されたリップ部を有するゴム体とを有する。そして、リップ部が案内レールの側面に当接された状態で、心金の基部がエンドキャップの袖部下面に設けられた保持穴に差し込まれることにより、スライダ本体にアンダーシールが取り付けられている。

【0005】

また、特許文献２には、スライダ本体の軸方向両端部に設けられたエンドキャップの端面に側面シールが取り付けられ、この側面シールに下面シールが取り付けられた直動転がり案内ユニットが開示されている。上記側面シールには係合穴が形成されており、下面シールの両端部に形成された係止部を係合穴に係合させることにより、スライダ本体に下面シールが取り付けられているので、下面シールの歪み及び変形等が発生せず、常にスライダ本体の下面とレールの側面に密着した状態を維持でき、良好なシール状態を確保できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実公平６－１９８５７号公報

【特許文献2】特開平５－１６４１２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、直動案内装置は、案内レールの上部（案内レールに対して鉛直方向上側）にスライダを配置した方向で使用されるだけでなく、横方向、斜め方向、および上下が逆となる方向で配置されて使用されることがある。しかしながら、上記従来技術は、上下が逆となる方向、例えば、天井等に対して水平に取り付けられた案内レールに沿ってスライダを移動させる場合については考慮されておらず、上下逆方向で使用された場合にシール上面に異物が蓄積すると、転動溝の内部に異物が侵入しやすくなるという問題点が発生する。

【0008】

本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、使用する方向にかかわらず、案内レールの左右側面部とスライダ本体の袖部との間からスライダの内部に異物が侵入することを抑制することができ、これにより、スライダの走行精度及び停止位置精度を維持することができる直動案内装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

したがって、本発明の上記目的は、直動案内装置に係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 軸方向に延びるレール側軌道面を有する案内レールと、
前記案内レールを跨ぐように取り付けられ、前記レール側軌道面と共に転動体転動路を構成するスライダ側軌道面を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動可能なスライダと、
前記転動体転動路内を、前記スライダの移動に伴って転動する複数の転動体と、
前記スライダの底面に取り付けられ、前記スライダと前記案内レールとの間の隙間を覆うアンダーシールと、
を有する直動案内装置であって、
前記アンダーシールは前記案内レールに摺接するリップ部を有し、
前記リップ部は前記スライダの底面から前記案内レールの側面に向かうに従って前記底面から離間するように漸次傾斜する傾斜面を備える、直動案内装置。
（２） 前記リップ部は、前記スライダの移動方向に直交する断面において前記案内レールに所定の厚みで面接触している、（１）に記載の直動案内装置。
（３） 前記アンダーシールは、前記リップ部の傾斜面が前記スライダの底面から連続するように前記スライダに取り付けられる、（１）又は（２）に記載の直動案内装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明の直動案内装置によれば、使用する方向にかかわらず、案内レールの左右側面部とスライダ本体の袖部との間からスライダの内部に異物が侵入することを抑制することができ、これにより、スライダの走行精度及び停止位置精度を維持することができる直動案内装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る直動案内装置を示す斜視図である。

【図2】図１に示す直動案内装置の上面の一部を切除した上面模式図である。

【図3】図１に示す直動案内装置の正面の一部を切除した正面模式図である。

【図4】図１に示す直動案内装置のエンドキャップを示す裏面図である。

【図5】図３における領域Ｖを拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る直動案内装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。

【0013】

図１は本発明の実施形態に係る直動案内装置を示す斜視図であり、図２はその上面の一部を切除した上面模式図、図３はその正面の一部を切除した正面模式図であり、図４はエンドキャップを示す裏面図である。図１に示すように、本実施形態の直動案内装置１は、軸方向に延びる案内レール３と、案内レール３を跨ぐように取り付けられ、この案内レール３に対して軸方向に移動可能な断面Ｃ字状のスライダ２０と、を備えている。なお、本実施形態において、軸方向（前後方向とも言う）とは、スライダ２０が案内レール３に沿って移動する方向を表し（図２の上下方向）、左右方向とは、案内レール３に取り付けられたスライダ２０の幅方向を表す（図２の左右方向）。

【0014】

案内レール３は金属製で、その左右側面３ｂには、レール側転動溝（レール側軌道面）５が案内レール３の軸方向に沿って二条ずつ形成されている。案内レール３は案内レール３の高さ方向に貫通する複数のレール取付孔４を有しており、これらのレール取付孔４には、案内レール３を被取付面７（図５参照）に固定するレール固定用ボルト６が挿入される。

【0015】

図２～図４に示すように、スライダ２０は、案内レール３の左右両側に袖部２２を有するスライダ本体２１と、スライダ本体２１の底面２１ｃに取り付けられ、スライダ２０と案内レール３との間の隙間を覆うアンダーシール４０と、スライダ本体２１の前後方向の一端と他端に装着された一対のエンドキャップ３１、３１と、これらのエンドキャップ３１、３１内に組み込まれた複数のリターンガイド１７と、案内レール３とエンドキャップ３１、３１との間の隙間をシールする一対のサイドシール３５、３５と、を備える。スライダ本体２１の袖部２２には、案内レール３のレール側転動溝５と対向するスライダ側転動溝（スライダ側軌道面）１０が二条ずつ形成されている。

【0016】

スライダ本体２１は、スライダ側転動溝１０と、転動体戻し路２８とを有している。スライダ側転動溝１０は、スライダ本体２１の両袖部２２の内側面に形成され、レール側転動溝５と対向しており、レール側転動溝５とスライダ側転動溝１０により負荷転動路２４が構成されている。転動体戻し路２８は、両袖部２２の肉厚部分を案内レール３の軸方向に貫通している。また、スライダ本体２１の上面には、スライダ２０にテーブル等の被駆動体を固定するボルトを挿通させる被駆動体固定用ねじ挿通孔３３が設けられている。

【0017】

スライダ本体２１の前後両端にそれぞれ接合されるエンドキャップ３１は、例えば、合成樹脂材の射出成形品であって、スライダ本体２１と同様に横断面がほぼＣ字状をなす。エンドキャップ３１の左右の袖部３０には、スライダ本体２１の端面２１ａに対する当接端面３１ａ側に、半円盤状凹部１５が上下２段に形成されているとともに、上下２段の半円盤状凹部１５の中央部を横断する位置に半円柱状凹溝１６が形成されている。この半円柱状凹溝１６には半円柱状のリターンガイド１７が嵌合され、半ドーナツ状の方向転換路２９が形成される。

【0018】

方向転換路２９は負荷転動路２４と転動体戻し路２８とを連通させるものであり、負荷転動路２４、転動体戻し路２８及び方向転換路２９によって、転動体転動路２７が構成される。転動体転動路２７内には、例えば、転動体としての鋼製の複数のボール３４が装填されており、これら複数のボール３４は、スライダ２の相対移動に伴って、転動体転動路２７内を転動しながら無限循環する。

【0019】

スライダ本体２１の袖部２２の底面２１ｃ及びエンドキャップ３１の袖部３０の底面３１ｂには、アンダーシール４０を保持するアンダーシール保持溝２３、３２が設けられている。アンダーシール保持溝２３、３２は、袖部２２、３０の底面２１ｃ、３１ｂの内縁寄りを、アンダーシール４０の断面形状に合わせて切除したものである。アンダーシール保持溝２３は、スライダ２０の進行方向一端側から他端側に向かって、スライダ本体２１を軸方向に貫通して成形されている。アンダーシール保持溝３２は、エンドキャップ３１の当接端面３１ａから厚み方向に所定の深さで成形されており、エンドキャップ３１を軸方向に貫通していない。

【0020】

また、エンドキャップ３１には、複数の取付ねじ挿通孔２５が設けられ、取付ねじ挿通孔２５の周縁部には案内突部３６が突設されている。なお、スライダ本体２１における案内突部３６に対向する各位置にも、図示しない挿通孔が形成されており、エンドキャップ３１の各案内突部３６をスライダ本体２１の挿通孔に嵌合されることにより、両者の接合精度が確保される。さらに、取付ねじ挿通孔２５を介して取付ねじ２６がスライダ本体２１に向かって挿通され、エンドキャップ３１がスライダ本体２１に締結される。エンドキャップ３１の軸方向外側に当接した状態で、サイドシール３５が、取付ねじ２６によりスライダ本体２１に固定される。

【0021】

次に、図５を参照して、アンダーシール４０について詳細に説明する。なお、図５は図１～図４とは上下が逆となる方向で表されており、案内レール３は上方の被取付面７に固定され、案内レール３の下側にスライダ２０が移動可能に取り付けられている。図５に於いて、上下方向の下側が鉛直（重力の方向）である。

【0022】

アンダーシール４０は、弾性部材のみで構成され、スライダ本体２１及びエンドキャップ３１のアンダーシール保持溝２３、３２に挿入される保持部４０ａと、前記案内レール３の側面３ｂに摺接するリップ部４０ｂを有する。アンダーシール４０の全長は、スライダ本体２１の前後方向の長さより長く形成され、保持部４０ａの長手方向両端部が、エンドキャップ３１のアンダーシール保持溝３２に差し込まれて保持される。また、アンダーシール４０の幅は、アンダーシール４０がアンダーシール保持溝２３、３２に保持された状態で、リップ部４０ｂの先端部が案内レール３の側面３ｂに、締め代を有した状態で当接されるように設計される。リップ部４０ｂの基端部（保持部４０ａ側の端部）は、底面２１ｃの左右方向端面に当接している。これにより、リップ部４０ｂの先端部を、安定して案内レール３の側面３ｂに摺接させることができる。

【0023】

また、リップ部４０ｂは、スライダ本体２１の底面２１ｃから案内レール３の側面３ｂに向かうに従って底面２１ｃから離間するように漸次傾斜している傾斜面４０ｃを有する。換言すれば、リップ部４０ｂは、基端部から先端部に向かうに従ってスライダ２０の内部とは反対側（外部側）に傾斜している。アンダーシール４０の傾斜面４０ｃは、スライダ本体２１の底面２１ｃに対して５～３０°の角度で傾斜していることが好ましい。さらに、本実施形態においては、リップ部４０ｂの傾斜面４０ｃは、スライダ本体２１の底面（被取付面７に対向する面）から先端部まで滑らかに連続するようにスライダ２０に取り付けられているため、アンダーシール４０とスライダ本体の底面２１ｃとは、実質的に段差及び隙間を有さない形状となっている。

【0024】

また、図５に示すように、スライダ２０の移動方向に直交する断面においては、リップ部４０ｂの先端は案内レール３の側面３ｂに当接された状態で厚みを有する形状となっており、リップ部４０ｂと側面３ｂとは面接触している。

【0025】

このように構成された直動案内装置１においては、案内レール３を跨ぐようにスライダ２０が移動可能に取り付けられており、複数のボール３４が転動体転動路を転動することにより、スライダ２０は案内レール３に沿って円滑に移動される。これにより、スライダ２０に取り付けられた被駆動体は所望の移動方向に円滑に案内される。また、本実施形態においては、底面２１ｃに、案内レール３に摺接するリップ部４０ｂを有するアンダーシール４０が取り付けられているので、スライダ２０と案内レール３との間の隙間を完全に覆うことができる。従って、案内レール３の側面に付着した異物がスライダ２０の内部に侵入することを防止することができ、スライダ２０の走行精度及び停止位置精度等の低下を抑制することができる。

【0026】

さらに、本実施形態においては、アンダーシール４０のリップ部４０ｂは、スライダ本体２１の底面２１ｃから案内レール３の側面３ｂに向かうに従って底面２１ｃから離間するように漸次傾斜する傾斜面４０ｃを有している。従って、図５に示すように、案内レール３が被取付面７に向かって上方に固定されている場合であっても、傾斜面４０ｂ上に異物が溜まることがなく、アンダーシール４０のリップ部４０ｂと案内レール３と接触面近傍に異物が蓄積することを防止することができる。これにより、スライダ２０の内部に異物が侵入することをより一層防止することができる。

【0027】

また、リップ部４０ｂは、スライダ２０の移動方向に直交する断面において案内レール３に所定の厚みで面接触しているので、異物が入りにくくなり、防塵性を向上することができる。

【0028】

さらにまた、本実施形態においては、リップ部４０ｂの傾斜面４０ｃは、スライダ本体２１の底面から連続するようにスライダ２０に取り付けられているため、アンダーシール４０とスライダ本体の底面２１ｃとの間においても異物が蓄積することを防止することができる。

【0029】

また、上述の本実施形態においては、リップ部４０ｂは横断面が直線状となる傾斜面４０ｃを有していたが、本発明では傾斜面４０ｃの断面は必ずしも直線状である必要はなく、異物が蓄積することを防止することができる傾斜を有していれば、上方又は下方に向かって緩やかに湾曲した傾斜面でもよい。
また、アンダーシール４０とスライダ本体の底面２１ｃとは、段差を有さない形状としていたが、リップ部４０ｂが底面２１ｃから突出する状態で段差を設けてもよい。

【0030】

さらに、本発明において、アンダーシール４０のリップ部４０ｂを構成する弾性部材としては、密封性能及び寿命を向上することができるように、比較的弾力性が高いものであるとともに、耐摩耗性を有するものであることが好ましい。弾性部材の一例としては、ニトリルゴム、フッ素ゴム等の耐油性を有するゴム材料、又は、熱可塑性のポリエステルエラストマー等が望ましい。

【0031】

さらに、本発明の直動案内装置では、転動体として玉を使用しているが、ころを使用したものにも適用できる。

【0032】

なお、図５に示すように、上下を逆にして使用する方法としては、固定された被取付面７に案内レール３を取り付け、スライダ２０に固定した被駆動体を移動させる方法の他に、スライダ２０が固定されており、案内レール３を被駆動体の被取付面に固定して、案内レール３を被駆動体と共に移動させてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ 直動案内装置
３ 案内レール
３ｂ 側面
４ レール取付孔
５ レール側転動溝（レール側軌道面）
７ 被取付面
１０ スライダ側転動溝（スライダ側軌道面）
６ レール固定用ボルト
１５ 半円盤状凹部
１６ 半円柱状凹溝
１７ リターンガイド
２０ スライダ
２１ スライダ本体
２１ｃ 底面
２２、３０ 袖部
２３ アンダーシール保持溝
２４ 負荷転動路
２５ 取付ねじ挿通孔
２６ 取付ねじ
２７ 転動体転動路
２８ 転動体戻し路
２９ 方向転換路
３１ エンドキャップ
３３ 被駆動体固定用ねじ挿通孔
３４ ボール
３５ サイドシール
３６ 案内突部
４０ アンダーシール
４０ａ 保持部
４０ｂ リップ部
４０ｃ 傾斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】