特開 2024-150229 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】P2024150229

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】直動案内装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 29/06 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

F16C29/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063543

(22)【出願日】2023-04-10

(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】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 翔太

【テーマコード（参考）】

3J104

【Ｆターム（参考）】

3J104AA03

3J104AA23

3J104AA36

3J104AA65

3J104AA69

3J104AA74

3J104AA76

3J104BA21

3J104BA33

3J104BA36

3J104DA14

3J104EA01

3J104EA07

(57)【要約】

【課題】信頼性を確保しながらも、製造が容易な直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置は、案内レールと、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するように配置されたスライダ本体と、前記案内レールと前記スライダ本体との間に形成される転動体転動路と、前記転動体転動路と並設された転動体戻し路とに沿って転動自在に配置される複数の転動体と、前記スライダ本体の移動方向端部に取り付けられたエンドキャップと、を備え、前記エンドキャップは、前記転動体転動路と前記転動体戻し路とを接続する方向転換路と、前記転動体転動路に向かって突出し前記転動体転動路に沿って転動する転動体を掬い上げて前記方向転換路に導くタング部とを有し、前記タング部は、前記タング部の先端から中心に向かって延在するスリット溝を有し、前記スリット溝内に閉塞部材が嵌合している。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

案内レールと、
前記案内レールに対して軸方向に相対移動するように配置されたスライダ本体と、
前記案内レールと前記スライダ本体との間に形成される転動体転動路と、前記転動体転動路と並設された転動体戻し路とに沿って転動自在に配置される複数の転動体と、
前記スライダ本体の移動方向端部に取り付けられたエンドキャップと、を備え、
前記エンドキャップは、前記転動体転動路と前記転動体戻し路とを接続する方向転換路と、前記転動体転動路に向かって突出し前記転動体転動路に沿って転動する転動体を掬い上げて前記方向転換路に導くタング部とを有し、
前記タング部は、前記タング部の先端から延在するスリット溝を有し、前記スリット溝内に閉塞部材が嵌合している、ことを特徴とする直動案内装置。

【請求項2】

前記スリット溝内に閉塞部材が嵌合することによって、前記スリット溝が拡幅する方向に力が付与される、ことを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。

【請求項3】

前記案内レールは、前記転動体転動路の一部を形成する軌道溝内に、前記軌道溝に沿って形成された保持部材用溝を有し、前記保持部材用溝内に配置された保持部材の端部に、前記閉塞部材が取り付けられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の直動案内装置。

【請求項4】

前記閉塞部材と前記保持部材とは異なる素材からなる、ことを特徴とする請求項３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、直動案内装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数のボールと、を有する。スライダは、案内レールの外側に配置されている。案内レールおよびスライダは、互いに対向する位置に、ボールの軌道を形成する軌道溝をそれぞれ有する。両軌道溝は案内レールの長手方向に延びている。

【0003】

スライダはスライダ本体と一対のエンドキャップを有し、スライダ本体にボールの軌道溝および戻し路が形成され、エンドキャップにボールの方向転換路が形成されている。軌道、戻し路、および方向転換路で構成される循環経路内にボールが配置され、軌道内を負荷状態で転動するボールを介して、スライダが案内レールに沿って直線移動する。

【0004】

エンドキャップのスライダ本体側の面に、方向転換路の外周面を成す、断面が円弧状の溝が形成されている。円弧溝の軌道側の端部に、軌道からボールをすくい上げて方向転換路に導くタング部が形成されている。

【0005】

直動案内装置において、ボールが方向転換路の端部に設けられたタング部によってすくい上げられる際に、ボールがタング部の先端に繰り返し衝突することで、特に高速駆動する際に発生する運転騒音を抑制したいという問題がある。

【0006】

その対策の一例として、特許文献１において、タング部の先端と方向転換路の曲率中心とを結んだ直線と、スライダの移動方向端面とがなす角度をαとしたとき、αを５゜～２０゜の範囲に設定することで、作動性を悪化させることなく、運転騒音を抑制できる直動案内装置が提案されている。

【0007】

しかしながら、特許文献１の技術によれば、タング部の先端形状が鋭角となっていることで、ボールとの繰り返し衝突により破損などが生じやすくなるという問題がある。

【0008】

この問題に対する対策案は様々提案されており、例えば特許文献２では、方向転換路をターン部材に設け、このターン部材が、転動体が方向転換路に進入した際の力を和らげるクッション部を介して移動ブロックに保持される直動案内装置を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００１－１８２７４５号公報

【特許文献2】特開２０１０－１４２３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら特許文献２の直動案内装置では、各部材を接合する手法の検討の余地がある。例えばターン部材をクッション部に接着剤を用いて接合するなどの手法が挙げられるが、接着剤による接合では、製造方法が複雑で製造コストが高いという問題を招いている。

【0011】

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、信頼性を確保しながらも、製造が容易な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】

【0012】

本発明の直動案内装置は、
案内レールと、
前記案内レールに対して軸方向に相対移動するように配置されたスライダ本体と、
前記案内レールと前記スライダ本体との間に形成される転動体転動路と、前記転動体転動路と並設された転動体戻し路とに沿って転動自在に配置される複数の転動体と、
前記スライダ本体の移動方向端部に取り付けられたエンドキャップと、を備え、
前記エンドキャップは、前記転動体転動路と前記転動体戻し路とを接続する方向転換路と、前記転動体転動路に向かって突出し前記転動体転動路に沿って転動する転動体を掬い上げて前記方向転換路に導くタング部とを有し、
前記タング部は、前記タング部の先端から中心に向かって延在するスリット溝を有し、前記スリット溝内に閉塞部材が嵌合している、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、信頼性を確保しながらも、製造が容易な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】

【0014】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る直動案内装置の斜視図である。

【図2】図２は、直動案内装置を軸線方向に見た図である。

【図3】図３は、装着前のエンドキャップとリターンガイドの斜視図である。

【図4】図４は、エンドキャップからリターンガイドを分解した状態で示す斜視図である。

【図5】図５は、リターンガイドの斜視図である。

【図6】図６は、リターンガイドを装着したエンドキャップの正面図である。

【図7】図７は、対応する転動通路と戻し通路の軸線を通る平面で、スライダ本体とエンドキャップを切断して示す断面図である。

【図8】図８は、図７の矢印Ｂで示す部位を拡大して示す図である。

【図9】図９は、図６の矢印Ｃで示す部位を拡大して示す図である。

【図10】図１０は、第２の実施形態にかかる図８と同様な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る直動案内装置１０の斜視図である。図２は、直動案内装置１０を軸線方向に見た図である。

【0016】

ストレートに延びる断面形状略矩形の案内レール１の上に、断面形状略Ｕ字状のスライダ２が、案内レール１の長手方向に移動可能に組み付けられている。この案内レール１の幅方向左右両側面１１ａ、１１ｂと上面１１ｃとが交差する稜部には、前記長手方向に延びる断面ほぼ１／４円弧形状の凹溝からなる軌道溝１２ａ、１２ａが形成されている。

【0017】

また、案内レール１の幅方向左右両側面１１ａ、１１ｂの上下方向略中央部には、前記長手方向に延びる断面ほぼ半円形の凹溝からなる軌道溝１２ｂ、１２ｂが形成されている。そして、案内レール１の幅方向左右両側面１１ａ、１１ｂの上下方向略中央部に形成された軌道溝１２ｂ、１２ｂの溝底部には、保持部材４の一部を収容してスライダ２の移動時に保持部材４を案内する保持部材用溝（ワイヤー溝）１２ｃ、１２ｃが、スライダ２の移動領域の両端間（例えば、案内レール１の長手方向両端間）にわたって前記長手方向に沿って形成されている。保持部材用溝１２ｃ、１２ｃの断面形状は例えば略矩形状である。

【0018】

また、図２に示すように、スライダ２は、案内レール１の上面１１ｃに対向する平板状の胴部２１と、胴部２１の左右両側部からそれぞれ下方に延び側面１１ａ、１１ｂに対向する２つの脚部２２、２３とからなる。胴部２１と脚部２２、２３とのなす角度は略直角であり、スライダ２の断面形状は略Ｕ字状をなしている。スライダ２は、両脚部２２、２３の間に案内レール１を挟むようにして、案内レール１に移動可能に取り付けられている。

【0019】

スライダ２は、スライダ本体２０と、スライダ本体２０の両端部（長手方向の両端部）に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ４０、４０とを備えている。さらに、各エンドキャップ４０の長手方向外側端面には、案内レール１の外面（上面１１ｃ及び側面１１ａ、１１ｂ）に摺接して案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうち長手方向端面側に面する部分を密封するサイドシール５０、５０が装着されている。スライダ２の下部には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口のうちスライダ２の下面側に面する部分を密封するアンダーシール６０、６０が装着されている（図２）。これらサイドシール５０、５０及びアンダーシール６０、６０により、外部から前記隙間への異物の侵入や、前記隙間から外部への潤滑剤の漏出が防止される。

【0020】

さらに、図２に示すように、スライダ本体２０の左右両脚部２２、２３の内側面の角部及び上下方向略中央部には、案内レール１の軌道溝１２ａ、１２ｂに対向する断面半円形状の凹溝からなる軌道溝２２ａ、２３ａが形成されている。そして、案内レール１の軌道溝１２ａ、１２ｂとスライダ２の軌道溝２２ａ、２３ａとの間に、断面円形状の転動通路（転動体転動路）ＧＰが４本形成されていて、これらの転動通路ＧＰは案内レール１の長手方向に延びている。

【0021】

これらの転動通路ＧＰ内には複数の転動体３（ボール）が保持部材４に保持されつつ転動自在に装填されていて、転動通路ＧＰ内でこれら転動体３が転動することによって、スライダ２が案内レール１に案内されて長手方向に移動可能となっている。保持部材４は例えばワイヤーで形成されており、案内レール１に組み付ける前のスライダ２からの転動体３の脱落を防止するために、転動体３を保持している。

【0022】

さらに、スライダ２は、スライダ本体２０の左右両脚部２２、２３の肉厚部分の上部及び下部に、転動通路ＧＰと平行をなして前記長手方向に貫通する断面形状略円形の貫通孔からなる戻し通路（転動体戻し路）ＲＰを備えている。

【0023】

図３は、装着前のエンドキャップ４０とリターンガイド４５の斜視図である。図４は、エンドキャップ４０からリターンガイド４５を分解した状態で示す斜視図である。図５は、リターンガイド４５の斜視図である。図６は、リターンガイド４５を装着したエンドキャップ４０の正面図である。図７は、対応する転動通路ＧＰと戻し通路ＲＰの軸線を通る平面で、スライダ本体２０とエンドキャップ４０を切断して示す断面図であり、片側のみ示す。

【0024】

エンドキャップ４０は、例えば樹脂材料の成形品からなり、断面形状が略Ｕ字状に形成されている。また、エンドキャップ４０の裏面（スライダ本体２０との当接面）の左右両側には、断面形状円形で円弧状に湾曲する方向転換路４１が上下二段に形成されている（図３参照）。このエンドキャップ４０をねじ等の締結部材でスライダ本体２０に取り付けると、方向転換路４１によって転動通路ＧＰと戻し通路ＲＰとが接続される（図７参照）。なお、方向転換路４１の断面形状は、方向転換路４１の連続方向に直交する平面で切断した場合の断面形状である。

【0025】

さらに、エンドキャップ４０について、詳細に説明する。エンドキャップ４０のスライダ本体２０との当接面（裏面ともいう）には、図４に示すように、半円状の凹部４２、４２がエンドキャップ４０の左右両腕部４０ａ、４０ｂの上下に並設されるとともに、半円状の両凹部４２、４２の中心部を横断して半円柱状のリターンガイド嵌合用凹部４３が設けてある。これら凹部４２とリターンガイド嵌合用凹部４３とで、方向転換路用凹部４４が構成される。

【0026】

そして、半円柱状のリターンガイド嵌合用凹部４３には、樹脂材料（例えばポリアセタール樹脂）を射出成形して得た半円柱状のリターンガイド４５が嵌合される。このリターンガイド４５の外径面には、図５に示すように、転動体３の案内面となる断面円弧状の凹溝４５ａ、４５ａが半円状に連続して形成されている。なお、凹溝４５ａの断面形状は、凹溝４５ａの連続方向に直交する平面で切断した場合の断面形状である。

【0027】

このようなリターンガイド４５を、凹溝４５ａが形成された外径面を内側にしてリターンガイド嵌合用凹部４３に嵌め込むことにより、リターンガイド４５の凹溝４５ａとエンドキャップ４０の凹部４２とで方向転換路４１が形成され、エンドキャップ４０の裏面の左右両側に、断面形状円形で円弧状に湾曲する方向転換路４１が上下二段に形成される（図３を参照）。

【0028】

このエンドキャップ４０をスライダ本体２０に取り付けると、図7に示すように、方向転換路４１、４１によって、転動通路ＧＰ、ＧＰと戻し通路ＲＰ、ＲＰとが接続される。

【0029】

図8は、図7の矢印Ｂで示す部位を拡大して示す図であるが、転動体の一部を省略して簡略化して示す。図9は、図６の矢印Ｃで示す部位を拡大して示す図である。

【0030】

本実施形態のエンドキャップ４０は、凹部４２の案内レール１側の端部に、軌道溝１２ｂ、１２ｂに向かって突き出したタング部４６を備える。タング部４６は、案内レール１の軸線に沿ってみて略半円形状である（図９）。

【0031】

タング部４６は、図９に示すように、その先端から奥側（方向転換路４１側）に向かって延在するスリット溝４６ａを有する。スリット溝４６ａ内には、閉塞部材４７がはめ込まれている。閉塞部材４７は、図８でハッチングにより示すように三角板状であり、略同じ三角形状を有するスリット溝４６ａの側壁と、矩形状の溝底に密着するようにして取り付けられる。閉塞部材４７は、タング部４６の素材よりもヤング率が高い素材からなり、スリット溝４６ａの幅よりもわずかに大きい寸法を有する。このため、閉塞部材４７をスリット溝４６ａに嵌め込んだとき、いわゆる締まり嵌めの関係となり、スリット溝４６ａが拡幅するように力を受けてタング部４６が弾性変形する。これによりスリット溝４６ａの側壁外側におけるタング部４６には、圧縮応力が作用することとなる。

【0032】

案内レール１に組みつけられたスライダ２が案内レール１に沿って前記長手方向に移動すると、転動通路ＧＰ内に装填されている転動体３は、転動通路ＧＰ内を転動しつつ案内レール１に対してスライダ２と同方向に移動する。そして、転動体３が転動通路ＧＰの終点に達すると、転動通路ＧＰからタング部４６により掬い上げられ方向転換路４１へ送られる。方向転換路４１に入った転動体３はＵターンして戻し通路ＲＰに導入され、戻し通路ＲＰを通って反対側の方向転換路４１に至る。ここで再びＵターンして転動通路ＧＰの始点に戻り、このような循環経路内の循環を無限に繰り返す。

【0033】

このとき、スリット溝４６ａに閉塞部材４７が配設されているため、転動体３を掬い上げる際に転動体３が衝突した場合でも、その衝撃力を閉塞部材４７で受けることにより、タング部４６に破損や亀裂などが生じることを抑制できる。また、タング部４６には閉塞部材４７によって圧縮応力が作用しているため、万が一タング部４６に亀裂が生じた場合でも、その亀裂を閉口させるような力が加わることにより、亀裂が進展することを抑制でき、転動体３とタング部４６の繰り返し衝突に対する耐久性を高めることができる。しかも閉塞部材４７をスリット溝４６ａに嵌め込むだけで組付けられるので、直動案内装置の製造が容易である。ただし、閉塞部材４７をスリット溝４６ａに接着等で固定してもよい。

【0034】

また、転動体３が閉塞部材４７に直接衝突しないように、閉塞部材４７の一部がタング部４６のスリット溝４６ａから転動通路ＧＰ側にはみ出さない（突出しない）ような構成としてもよい。さらに組立性を考慮して、閉塞部材４７はゴムやエラストマーのような材料を用いて、タング部４６の素材よりもヤング率が低くなるようにしてもよい。これにより、転動体3の衝突時におけるタング部４６の緩衝効果や振動減衰効果も期待できる。

【0035】

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態にかかる図８と同様な断面図である。第１の実施形態では、保持部材と閉塞部材とが別体であった。これに対し、本実施形態によれば、閉塞部材４７Ａは、スライダ２を案内レール１から取り外した際にスライダ２から転動体３が落下しないように転動体３を保持する保持部材４の一部（保持部材４と一体）となっている。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0036】

本実施形態によれば、保持部材４をスライダ２に組み込む工程と、閉塞部材４７Aをエンドキャップ４０に組付ける工程を、一つの工程で行うことが出来るので、組立性が更に向上する。

【0037】

保持部材４と閉塞部材４７Aは別の素材から構成されていても良く、例えば保持部材４をステンレス、閉塞部材４７Aをゴムとし、インサート成形によって製作してもよい。

【0038】

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0039】

１０ 直動案内装置
１ 案内レール
２ スライダ
３ 転動体
２０ スライダ本体
４０ エンドキャップ
４１ 方向転換路
４５ リターンガイド
４６ タング部
４６ａ スリット溝
４７、４７Ａ 閉塞部材
５０ サイドシール
ＧＰ 転動通路
ＲＰ 戻し通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】