特開 2024-83831 直動案内軸受装置

(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】P2024083831

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】直動案内軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 29/06 20060101AFI20240617BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20240617BHJP

   F16N 9/04 20060101ALI20240617BHJP

   F16C 33/62 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

F16C29/06

F16C33/66 Z

F16N9/04

F16C33/62

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197879

(22)【出願日】2022-12-12

(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】水村 美典

【テーマコード（参考）】

3J104

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J104AA03

3J104AA23

3J104AA25

3J104AA34

3J104AA36

3J104AA65

3J104AA69

3J104AA74

3J104AA76

3J104AA77

3J104BA24

3J104CA13

3J104CA14

3J104CA23

3J104CA24

3J104DA05

3J104DA06

3J104DA12

3J104EA01

3J701AA02

3J701AA13

3J701AA43

3J701AA44

3J701AA64

3J701CA14

3J701EA31

3J701EA32

3J701FA15

3J701FA32

3J701GA31

(57)【要約】

【課題】潤滑性能を向上させるとともに、転動体の循環の阻害を抑制して、耐久性の向上を図れる直動案内軸受装置を提供すること。
【解決手段】案内レール１０と、軸方向に沿って移動可能に案内レール１０に支持されたスライダ２０と、案内レール１０の転動体転動溝とスライダ２０の転動体転動溝とによって画成される転動体軌道路２５を転走し、スライダ２０の貫通孔Ｈ内に画成された転動体戻し路２６を通って無限循環する転動体と、貫通孔Ｈに挿入されて、転動体戻し路２６を画成する戻し路用部材４０と、を備えた直動案内軸受装置１であって、戻し路用部材４０は、潤滑剤と樹脂材料を混合して形成される、潤滑剤含有部材で構成され、軸方向の全長に亘って延びるスリット４４を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、
前記案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、軸方向に沿って移動可能に前記案内レールに支持されたスライダと、
前記案内レールの前記転動体転動溝と前記スライダの前記転動体転動溝とによって画成される転動体軌道路を転走し、前記スライダの貫通孔内に画成された転動体戻し路を通って無限循環する転動体と、
前記貫通孔に挿入されて、前記転動体戻し路を画成する戻し路用部材と、を備えた直動案内軸受装置であって、
前記戻し路用部材は、
潤滑剤と樹脂材料を混合して形成される、潤滑剤含有部材で構成され、
前記軸方向の全長に亘って延びるスリットを有する、
直動案内軸受装置。

【請求項2】

前記戻し路用部材は、一つの前記潤滑剤含有部材から構成される、
請求項１に記載の直動案内軸受装置。

【請求項3】

前記戻し路用部材は、
少なくとも前記転動体の外周の半分を覆う、
請求項１に記載の直動案内軸受装置。

【請求項4】

前記転動体戻し路は、
前記戻し路用部材と前記貫通孔と、によって画成される、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の直動案内軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、案直動案内軸受装置の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、直線状の案内レールと、案内レールに相対移動可能に跨架されたスライダと、を備えて、案内レール及びスライダに形成された転動体転動溝間を循環する複数の転動体（例えば、ボール）を介して、スライダが案内レール上を軸方向に相対移動可能に構成される、直動案内軸受装置が提案されている。このような直動案内軸受装置では、転動体は、案内レールとスライダによって画成される転動体軌道路を転走し、スライダに形成された転動体戻し路を通って無限循環可能に構成されている。

【0003】

特許文献１には、スライダに設けられた貫通孔に挿入され、内部空間に転動体戻し路を画成する高分子焼結多孔質体の焼結樹脂部材を備えた直動案内軸受装置が提案されている。特許文献１の直動案内軸受装置は、焼結樹脂部材の多孔質構造の内部に潤滑油やグリースが吸収され、通過する転動体に潤滑油やグリースを長期に亘って供給し続けて、転動体を介して転動体軌道路を潤滑させている。これにより、スライダの摺動抵抗を軽減させて、直動案内軸受装置の耐久性の向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－７９７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、焼結樹脂材料は、樹脂材料を形成した後に樹脂材料に潤滑剤を吸収させて、樹脂材料に潤滑剤を含有させている。このため、焼結樹脂材料は、より多くの潤滑剤を含有することが困難である。一方、より多くの潤滑剤を樹脂材料に含有させるべく、潤滑剤と樹脂材料を混合して潤滑剤含有部材を形成する方法がある。この方法で形成された樹脂材料は、より多くの潤滑剤を含有するものの、潤滑剤の染み出しによって、樹脂部材そのものが収縮するおそれがある。これにより、転動体戻し路が狭くなるため、転動体の循環が阻害されて、スライダの摺動抵抗が増大するおそれがある。

【0006】

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、潤滑性能を向上させるとともに、転動体の循環の阻害を抑制して、耐久性の向上を図れる直動案内軸受装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

したがって、本発明の上記目的は、レールカバーに係る下記（１）～（４）の構成により達成される。
（１）
軸方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、
前記案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、軸方向に沿って移動可能に前記案内レールに支持されたスライダと、
前記案内レールの前記転動体転動溝と前記スライダの前記転動体転動溝とによって画成される転動体軌道路を転走し、前記スライダの貫通孔内に画成された転動体戻し路を通って無限循環する転動体と、
前記貫通孔に挿入されて、前記転動体戻し路を画成する戻し路用部材と、を備えた直動案内軸受装置であって、
前記戻し路用部材は、
潤滑剤と樹脂材料を混合して形成される、潤滑剤含有部材で構成され、
前記軸方向の全長に亘って延びるスリットを有する、
直動案内軸受装置。
（２）
前記戻し路用部材は、一つの前記樹脂部材から構成される、
（１）に記載の直動案内軸受装置。
（３）
前記戻し路用部材は、
少なくとも前記転動体の外周の半分を覆う、
（１）又は（２）に記載の直動案内軸受装置。
（４）
前記転動体戻し路は、
前記戻し路用部材と前記貫通孔と、によって画成される、
（１）から（３）の何れか一つに記載の直動案内軸受装置。

【発明の効果】

【0008】

上記（１）の構成の直動案内軸受装置によれば、転動体戻し路を画成する戻し路用部材は、潤滑剤と樹脂材料を混合して形成される、潤滑剤含有部材で構成され、軸方向の全長に亘って延びるスリットを有する。ここで、一般に、潤滑剤と樹脂材料を混合して形成される潤滑剤含有部材は、潤滑剤の染み出しによって、樹脂部材そのものが収縮して、転動体戻し路が狭くなるおそれがある。しかしながら、本構成の直動案内軸受装置は、仮に上述したように転動体戻し路が狭くなったとしても、戻し路用部材にスリットが設けられていることによって、転動体の通過時に、戻し路用部材が拡径しやすくなる。この結果、潤滑性能を向上させるとともに、転動体の循環の阻害が抑制され、直動案内軸受装置の耐久性の向上を図れる。

【0009】

上記（２）の構成の直動案内軸受装置によれば、戻し路用部材は、一つの上記樹脂部材から構成される。このように、本構成の直動案内軸受装置は、他の部材を用いることなく、容易に耐久性の向上を図れる。

【0010】

上記（３）の構成の直動案内軸受装置によれば、戻し路用部材は、少なくとも前記転動体の外周の半分を覆っている。これにより、本構成の直動案内軸受装置は、転動体戻し路を通過する転動体に潤滑剤（油およびグリース）を長期に亘って安定的に供給し続けることができる。

【0011】

上記（４）の構成の直動案内軸受装置によれば、転動体戻し路は、戻し路用部材とスライダの貫通孔と、によって画成される。これにより、戻し路用部材のみによって転動体戻し路を画成する場合に比べて、貫通孔の孔径を小さくでき、スライダの小型化を図ることができる。又は、貫通孔の孔径を小さくできるため、スライダの強度・剛性の向上を図ることができる。

【0012】

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態に係る直動案内軸受装置の一例を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る直動案内軸受装置において、エンドキャップ、リターンガイド、及び戻し路用部材を示す斜視図である（ただし、右側の戻し路用部材の図示省略）。

【図3】本発明の第１実施形態に係る直動案内軸受装置の転動体戻し路について説明するための概略断面図である。

【図4】図３に示す第１実施形態に係る直動案内軸受装置の変形例について説明するための概略断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る直動案内軸受装置の転動体戻し路について説明するための概略断面図である（ただし、左側の貫通孔においては、戻し路用部材及びボールの図示省略）。

【図6】図５に示す第２実施形態に係る直動案内軸受装置の変形例について説明するための概略断面図である（ただし、左側の貫通孔においては、戻し路用部材及びボールの図示省略）。

【図7】本発明の第３実施形態に係る直動案内軸受装置の転動体戻し路について説明するための概略断面図である。

【図8】本発明の第４実施形態に係る直動案内軸受装置の転動体戻し路について説明するための概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る直動案内軸受装置１の第１実施形態を図面に基づいて説明する。直動案内軸受装置１としては、リニアガイドを例に説明する。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、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、以下に説明する実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば限定されるものではない。

【0015】

図１に示すように、直動案内軸受装置１は、直線状の案内レール１０と、案内レール１０を跨ぐように組み付けられ、複数の転動体（本例では、ボールＢ）を介してスライド自在に係合するスライダ２０と、を備えている。

【0016】

案内レール１０は、両側面１２に、断面略半円形または断面ゴシックアーチ形状のレール側軌道面１３が軸方向に形成されている。なお、レール側軌道面１３は、本発明の「転動体転動溝」に対応している。

【0017】

また、案内レール１０の上面１１には、下面まで貫通する取付穴１４が、軸方向に略等間隔で複数個所形成されている。取付穴１４は貫通穴と、各貫通穴に対応して案内レール上面側に形成される座ぐり穴で構成されている。なお、取付穴１４には、案内レール１０を基台等に取り付けるためのねじ（図示省略）が挿通され、座ぐり穴には、取付穴１４を閉塞するレールキャップ等（図示省略）が嵌め込まれる。

【0018】

スライダ２０は、スライダ本体２１と、スライダ本体２１の軸方向両端部に取り付けられたエンドキャップ３０と、各エンドキャップ３０の更に軸方向端部に取り付けられたサイドシール２３と、を含んで構成される。各エンドキャップ３０及び各サイドシール２３は、ねじ２９を介してスライダ本体２１に締結・固定されている。

【0019】

スライダ本体２１は、両袖部２２を有する略コ字状に形成されている。両袖部２２の内側面には、案内レール１０のレール側軌道面１３に対向するスライダ側軌道面２４（図３参照）を有している。なお、スライダ側軌道面２４は、本発明の「転動体転動溝」に対応している。これにより、直動案内軸受装置１は、レール側軌道面１３及びスライダ側軌道面２４によって、転動体が転走される転動体軌道路２５が画成される（図３参照）。転動体軌道路２５は、転動体を転動自在に案内するとともに、転動体を介してスライダ２０に作用する荷重を支持している。

【0020】

また、両袖部２２には、転動体戻し路２６を画成する戻し路用部材４０が挿入される貫通孔Ｈが、それぞれ設けられている（図３参照）。

【0021】

エンドキャップ３０は、図２に示すように、スライダ本体２１に対応する形状の本体部３１と、スライダ２０の両袖部２２にそれぞれ対応する形状の両袖部３２と、が一体に構成され、略コ字状に形成されている。

【0022】

エンドキャップ３０は、両袖部３２にそれぞれ組み付けられるリターンガイド３３と共に、転動体軌道路２５と転動体戻し路２６とを連通させる湾曲路２７を画成している。つまり、転動体軌道路２５、転動体戻し路２６、及び湾曲路２７によって、転動体の無限循環を可能とする転動体循環路が画成される。転動体循環路内には、複数の転動体（本例では、ボールＢ）が転動自在に装填されている。

【0023】

両袖部３２における湾曲路２７の転動体戻し路２６側の開口端には、軸方向に短く突出する半円筒状の樋状部３４が設けられている。樋状部３４は、上記開口端の外側領域（具体的には、紙面右側の袖部３２では右側領域、紙面左側の袖部３２では左側領域）に位置するように設けられている。なお、図２～図８において、左右方向中央側を「内」側、内側とは反対側を「外」側という。

【0024】

また、本体部３１には、ねじ２９が挿通される挿通孔３６が設けられている。

【0025】

直動案内軸受装置１は、上述したように、スライダ２０の貫通孔Ｈに挿入されて、転動体戻し路２６を画成する戻し路用部材４０を更に備えている。戻し路用部材４０は、潤滑剤を含有した一つの樹脂部材から構成される。この樹脂部材は、潤滑剤と樹脂材料を混合することによって形成される。

【0026】

具体的には、戻し路用部材４０は、ゴムや合成樹脂等の多孔質体などで形成されて、潤滑剤を含浸する。潤滑剤としては、鉱油、合成油、グリースなどを用いることができる。合成樹脂としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができる。

【0027】

戻し路用部材４０の潤滑剤含浸量は、長期間の使用の観点から、７０重量％以上であることが好ましい。また、潤滑剤含浸量の上限は、戻し路用部材４０の強度を考慮して８５重量％以下であることが好ましい。例えば、本実施形態の一例として、戻し路用部材４０は、重量比率を１５：８５とする、ポリエチレンと鉱油とを混合して成形したものが挙げられる。

【0028】

図２に示すように、戻し路用部材４０は、軸方向に延びる円筒状の円筒部４１と、円筒部４１の開口端から軸方向に短く突出する半円筒状の樋状部４２と、が一体に構成されている。樋状部４２は、エンドキャップ３０の樋状部３４に対応するように設けられている。樋状部４２の端面４３は、エンドキャップ３０の端面３５と突き合わされて、転動体戻し路２６と湾曲路２７との連通路を画成する。

【0029】

また、円筒部４１には、樋状部４２とは反対側の領域（本例では、外側領域）に軸方向の全長に亘って延びるスリット４４が設けられている。これにより、戻し路用部材４０は、略Ｃ字状に形成される。

【0030】

つまり、戻し路用部材４０は、直動案内軸受装置１の製造時に、スライダ２０の貫通孔Ｈに挿入されるとともに、樋状部４２の端面４３がエンドキャップ３０の樋状部３４の端面３５により回転方向への変位が規制され、スリット４４による開口が外側に向くように配置される（図３参照）。

【0031】

また、図３に示すように、第１実施形態に係る直動案内軸受装置１では、円筒部４１の筒孔が転動体戻し路２６としての機能を有して、転動体の外周の大部分を覆っている。これにより、転動体戻し路２６を通過する転動体（本例では、ボールＢ）に潤滑剤を長期に亘って安定的に供給し続けて、転動体を介して転動体軌道路２５を潤滑させている。

【0032】

このように、第１実施形態に係る直動案内軸受装置１によれば、仮に、潤滑剤の染み出しによる戻し路用部材４０の収縮（円筒部４１の縮径）が発生しても、戻し路用部材４０にスリット４４が設けられていることによって、転動体の通過時に、戻し路用部材４０が拡径しやすくなる。この結果、潤滑性能を向上させるとともに、転動体の循環の阻害が抑制され、ひいては直動案内軸受装置１の耐久性の向上を図れる。

【0033】

更に、第１実施形態に係る直動案内軸受装置１によれば、戻し路用部材４０は、一つの樹脂部材から構成されるため、他の部材を用いることなく、容易に耐久性の向上を図れる。つまり、製造コストや製造作業等、種々の観点からも優れていると云える。

【0034】

＜第１実施形態の変形例＞
次いで、第１実施形態の変形例について説明する。変形例については、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。変形例と第１実施形態との相違点は、スリット４４の向きである。具体的には、第１実施形態では、スリット４４は外側を向いている（図３参照）のに対して、変形例では、スリット４４は内側を向いている（図４参照）。

【0035】

つまり、第１実施形態では、エンドキャップ３０の樋状部３４が外側領域に設けられているが、変形例では、樋状部３４は内側領域に設けられている。これにより、戻し路用部材４０が１８０度回転した状態で使用されるため、変形例と第１実施形態とでは、スリット４４の向きが異なっている。以上、変形例と第１実施形態との相違点について説明した。なお、他の構成については、第１実施形態と同様に構成されている。このため、第１実施形態の変形例に係る直動案内軸受装置は、第１実施形態に係る直動案内軸受装置１と同様の作用・効果を奏し得る。

【0036】

このように、本発明の直動案内軸受装置（以下の実施形態も含む）は、スリット４４の向きに関わらず本発明を達成できるため、スリット４４の向きについては限定されるものではない。ただし、直動案内軸受装置の使用時に、スリット４４の向きが変位することは、転動体の循環を阻害するおそれがあるため好ましくない。このため、本発明では、エンドキャップ３０によって、戻し路用部材４０の回転方向の変位が規制されている。

【0037】

＜第２実施形態＞
次いで、第２実施形態に係る直動案内軸受装置について説明する。第２実施形態については、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。第２実施形態と第１実施形態との相違点は、転動体戻し路である。具体的には、第１実施形態では、転動体戻し路２６は円筒部４１の筒孔内に画成されている（図３参照）のに対して、第２実施形態では、転動体戻し路２６ａは円筒部５１の内周面とスライダ２０の貫通孔Ｈの内周面とによって画成されている（図５参照）。なお、戻し路用部材５０は、転動体の外周の少なくとも半分以上を覆っている。

【0038】

つまり、第２実施形態のスリット５２は、第１実施形態のスリット４４に比べて、スリット幅が大きくなるように構成されている。

【0039】

また、第２実施形態では、貫通孔Ｈの軸方向の両端部（即ち、開口端）に、エンドキャップとの位置決めを行うための凹部２８が設けられている。凹部２８は、上記開口端の外側領域が径方向外側に窪む溝である。

【0040】

このように、第２実施形態に係る直動案内軸受装置によれば、転動体戻し路２６ａが、戻し路用部材５０と貫通孔Ｈとによって画成されるため、第１実施形態に比べて、貫通孔Ｈの孔径を小さくでき、スライダ２０の小型化を図ることができる。又は、貫通孔Ｈの孔径を小さくできるため、スライダ２０の強度・剛性の向上を図ることができる。

【0041】

以上、第２実施形態と第１実施形態との相違点について説明した。なお、他の構成については、第１実施形態と同様に構成されている。このため、第２実施形態に係る直動案内軸受装置は、第１実施形態に係る直動案内軸受装置１と同様の作用・効果を奏し得る。

【0042】

＜第２実施形態の変形例＞
次いで、第２実施形態の変形例について説明する。変形例については、第２実施形態との相違点についてのみ説明する。変形例と第２実施形態との相違点は、スリット幅の大きさである。具体的には、第２実施形態では、スリット５２幅が円筒部５１の周壁の半分未満である（図５参照）のに対して、変形例では、スリット５２ａ幅が円筒部５１ａの周壁の半分である（図６参照）。つまり、戻し路用部材５０ａは、転動体の外周の半分を覆っている。

【0043】

このように、戻し路用部材５０ａは、少なくとも転動体（本例では、ボールＢ）の外周の半分を覆っていればよく、これにより、本発明を達成できる。なお、符号２６ｂは、転動体戻し路である。

【0044】

以上、変形例と第２実施形態との相違点について説明した。なお、他の構成については、第２実施形態と同様に構成されている。このため、第２実施形態の変形例に係る直動案内軸受装置は、第２実施形態に係る直動案内軸受装と同様の作用・効果を奏し得る。

【0045】

＜第３実施形態＞
次いで、第３実施形態に係る直動案内軸受装置について説明する。第３実施形態に係る直動案内軸受装置は、図７に示すように、案内レール１１０と、案内レール１１０を跨ぐように組み付けられ、複数の転動体（本例では、ローラＲ）を介してスライド自在に係合するスライダ１２０と、を備えている。

【0046】

また、第３実施形態に係る直動案内軸受装置は、レール側軌道面及びスライダ側軌道面によって転動体軌道路１２５が画成され、スライダ１２０の貫通孔に挿入される戻し路用部材４０によって転動体戻し路２６が画成され、スライダ１２０に組み付けられるエンドキャップによって湾曲路（図示省略）が画成されている。つまり、転動体軌道路１２５、転動体戻し路１２６、及び湾曲路によって、転動体の無限循環を可能とする転動体循環路が画成される。転動体循環路内には、複数の転動体（本例では、ローラＲ）が転動自在に装填されている。

【0047】

第３実施形態では、第１実施形態と同様に、円筒部４１の筒孔が転動体戻し路１２６としての機能を有して、転動体の外周の大部分を覆っている。これにより、転動体戻し路１２６を通過する転動体（本例では、ローラＲ）に潤滑剤を長期に亘って安定的に供給し続けて、転動体を介して転動体軌道路１２５を潤滑させている。つまり、第３実施形態に係る直動案内軸受装置は、第１実施形態係る直動案内軸受装置１と同様の作用・効果を奏し得る。このように、本発明の直動案内軸受装置は、転動体の種類に限定されない。

【0048】

＜第４実施形態＞
次いで、第４実施形態に係る直動案内軸受装置について説明する。第４実施形態については、第３実施形態との相違点についてのみ説明する。第４実施形態と第３実施形態との相違点は、転動体戻し路である。第４実施形態では、第２実施形態と同様に、転動体戻し路１２６が円筒部５１の内周面とスライダ１２０の貫通孔の内周面とによって画成されている（図８参照）。つまり、第４実施形態に係る直動案内軸受装置は、第２実施形態係る直動案内軸受装と同様の作用・効果を奏し得る。

【符号の説明】

【0049】

１ 直動案内軸受装置
１０，１１０ 案内レール
１３ レール側軌道面
２０，１２０ スライダ
２３ サイドシール
２４ スライダ側軌道面
２５，１２５ 転動体軌道路
２６，２６ａ，２６ｂ，１２６ 転動体戻し路
２７ 湾曲路
３０ エンドキャップ
３３ リターンガイド
３４ 樋状部
３５ 端面
４０，５０，５０ａ 戻し路用部材
４１，５１，５１ａ 円筒部
４２ 樋状部
４３ 端面
４４，５２，５２ａ スリット
Ｂ ボール
Ｈ 貫通孔
Ｒ ローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】