(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道レールと、該軌道レールに設けられた断面凹形状のボール転走面上を転動する多数のボールを介して移動自在に組み付けられる移動ブロックとを備え、該移動ブロックの軸方向端部に前記軌道レール上に付着した異物を除去するスクレーパが取り付けられた直線運動案内装置であって、
前記スクレーパは、前記移動ブロックに固定されるスクレーパ本体と、前記軌道レールの前記ボール転走面上に摺動自在に接触する、前記断面凹形状に倣った形状の掻き取り部とを備え、
少なくとも前記掻き取り部を材質がばね性を有し硬度のある金属薄板にて構成し、この金属薄板の弾性によって前記掻き取り部が前記ボール転走面に対して押圧されており、
前記掻き取り部が、前記ボール転走面と接触する先端側が前記移動ブロックの進行方向に向かって徐々に突出する方向に傾斜しており、該掻き取り部の先端部がナイフエッジとなっている
ことを特徴とする直線運動案内装置。
【請求項２】
前記スクレーパ本体と前記掻き取り部は一枚の金属薄板にて一体成形されている請求項１に記載の直線運動案内装置。
【請求項３】
前記スクレーパの少なくとも前記掻き取り部を構成する前記金属薄板の材質はステンレス鋼を加工硬化したものである請求項１または２に記載の直線運動案内装置。
【請求項４】
前記軌道レールはスプライン軸であり、前記移動ブロックは前記スプライン軸に多数の転動体を介して嵌合する外筒である請求項１，２または３に記載の直線運動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は軌道レール上に付着した異物を掻き取るためのスクレーパを有する直線運動用案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の直線運動案内装置では、軌道レールの転動体転走面上に付着したスパッタ等の大きな異物を除去するために、移動ブロックの軸方向端部にスクレーパが取り付けられている。
【０００３】
従来のスクレーパはゴム製で、軌道レールの転動体転走面に対して摺動自在に接触する掻き取り部が設けられ、接触部の摩擦によってレール面上の異物を擦り落とすようにして除去していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した従来のスクレーパでは、異物の排除機能が充分ではなかった。特に、クーラントと鋳物粉、スパッタと水が混じり合って固着したような異物に対しては、ゴム製の掻き取り部が異物に食い込まず、異物を乗り越えてしまい、異物を取り除くことができなかった。そのため、異物が移動ブロックの内部に侵入し、異物が転動体と転動体転走面間に噛み込まれ、移動ブロックの動き不良や、転動体転走面のフレーキングの要因となっていた。
【０００５】
そこで、掻き取り部の転動体転走面に対する押圧力を強くすることが考えられるが、そうすると摩擦抵抗が大きくなり、移動ブロックの軽快な運動を阻害することになるし、摩耗の進行が促進され寿命が短くなってしまう。
【０００６】
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、軌道レール面に固着したような異物でも確実に除去でき、しかも摩擦抵抗が小さく耐摩耗性を備えたスクレーパを有する直線運動案内装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、軌道レールと、該軌道レールに設けられた転動体転送面上を転動する多数の転動体を介して移動自在に組み付けられる移動ブロックとを備え、該移動ブロックの軸方向端部に前記軌道レールに摺動自在に接触して前記軌道レール上に付着した異物を除去するスクレーパが取り付けられた直線運動案内装置であって、前記スクレーパは、前記移動ブロックに固定されるスクレーパ本体と、前記軌道レールの前記転動体転送面上に摺動自在に接触する掻き取り部とを備え、少なくとも前記掻き取り部を材質がばね性を有し硬度のある金属薄板にて構成し、この金属薄板の弾性によって前記掻き取り部が前記軌道レールに対して押圧されていることを特徴とする。
【０００８】
このように、掻き取り部を金属薄板にて構成しているので、軌道レールの転動体転走面上に付着した異物に対して鋭く食い込み、異物を掻き取ることができる。
【０００９】
また、金属製なので摩擦抵抗が小さく、しかも耐摩耗性にも優れている。
【００１０】
さらに、薄板構成なので、軌道レールの転動体転走面自体を傷つけることがない。また、金属薄板の弾性によって押圧することにより、掻き取り部先端を転動体転走面に対して隙間無く密着させることができる。
【００１１】
前記掻き取り部は、前記軌道レールと接触する先端側が前記移動ブロックの進行方向に向かって徐々に突出する方向に傾斜していることを特徴とする。
【００１２】
このように、掻き取り部を進行方向に傾斜させる構成とすれば、異物に食い込んだ際に掻き取り部に作用する軸方向反力に対する座屈強度が高く、軌道レールに異物が固着している場合でも、固着した異物に先端が確実に食い込み、異物を確実に取り除くことができる。
【００１５】
掻き取り部は金属薄板の弾性によって軌道レールに対して押圧されていることを特徴とする。
【００１７】
スクレーパ本体と掻き取り部は一枚の金属薄板によって一体成形されていることを特徴とする。
【００１８】
このようにすれば、スクレーパを一枚の薄板を打ち抜くだけで簡単に製作することが可能となる。
【００２３】
また、スクレーパの少なくとも掻き取り部を構成する前記金属薄板の材質はステンレス鋼を加工硬化したものであることを特徴とする。
【００２４】
ステンレス鋼なので錆にくく、また薄板でばね性を有し、複雑な形状も成形が可能である。また、硬度もあり、先端部がナイフエッジになるので、転動体転走面に固着した異物が削りとられ、除去される。
【００２７】
軌道レールはスプライン軸であり、移動ブロックはスプライン軸に多数の転動体を介して嵌合する外筒である場合でも適用できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２９】
［実施の形態１］
図１および図２は本発明の直線運動案内装置用の実施の形態１を示している。
【００３０】
この実施の形態にかかる直線運動案内装置１は、直線状の軌道レール２と、この軌道レール２に設けられた転動体転走面としてのボール転走面３上を転動する多数の転動体としてのボール４を介して移動自在に組み付けられる移動ブロック５とを備え、移動ブロック５の軸方向端部に軌道レール２に摺動自在に接触して軌道レール２上に付着した異物を除去するスクレーパ６が取り付けられている。
【００３１】
軌道レール２は略断面矩形状の長尺部材で、軌道レール２の上面に上面中央部を隔てて設けられる左右一対のボール転走面３，３が、左右側面に左右一対のボール転走面３，３が設けられている。
【００３２】
ボール転走面３はボール４よりも若干大径の曲率半径を有する単一の円弧状の溝内周面によって構成される凹形状となっている。このボール転走面３に対してはボール４は一点で接触する。特に、このボール転走面３の深さがボール４の半径に近い深溝形状で、軌道レール２と移動ブロック５の対向面間の隙間が狭く、ボール４を保持する保持器が設けられていない。
【００３３】
もちろん、ボール転走面３の形状としては、断面円弧状の溝形状だけでなく、２つの円弧面によって構成されるいわゆるゴシックアーチ溝の場合でも適用できる。
【００３４】
移動ブロック５は、軌道レール２上面に対向する水平部５１と、軌道レール２に跨って軌道レール２の左右側面と対向する左右脚部５２，５２とを備えた断面コ字形状のブロック体で、ブロック本体５３と、このブロック本体５３の軸方向両端面に固定されるエンドキャップ５４とから構成されている。そして、水平部５１および左右脚部５２，５２には、前記軌道レール２の上面および左右側面に形成されたボール転走面３に対応するボール転走面７が設けられ、さらに、ブロック本体５３にはボール転走面７と平行にボール戻し穴８が設けられている。また、エンドキャップ５４には、負荷域のボール転走面３，７間を転動移行するボール４をボール戻し穴に戻す方向転換路９が設けられている。
【００３５】
スクレーパ６は移動ブロック５の両端のエンドキャップ５４端面にねじ部材１０によって取り付けられる。スクレーパ６の内側にはシール部材１３が装着されている。スクレーパ６は、エンドキャップ本体５４に固定されるスクレーパ本体６１と、軌道レール２の少なくともボール転走面３上に摺動自在に接触する掻き取り部６２とを備えている。
【００３６】
この実施の形態では、スクレーパ本体６１は、移動ブロック５の断面形状に対応して、軌道レール２上面に対向する水平部６３と、軌道レール２の左右側面に対向する左右脚部６４を備え、スクレーパ本体６１の水平部６３下側縁および左右脚部６４の内側縁に、前記軌道レール２の上面および左右側面に形成されたボール転走面３に摺接する４つ掻き取り部６２がリップ状に突出形成されている。
【００３７】
スクレーパ本体６１の水平部６３には、その中央にグリースニップル１１が挿通されるニップル挿通孔６６が設けられ、さらに両端部にねじ部材１０が挿通されるねじ挿通孔６７が設けられている。
【００３８】
この実施の形態では、スクレーパ本体６１と掻き取り部６２は一枚の金属薄板にて一体成形されている。このようにすれば、スクレーパ６を一枚の薄板を打ち抜くだけで簡単に製作することが可能である。金属薄板としてはステンレス鋼を加工硬化させたものが用いられる。
【００３９】
ステンレス鋼とすれば錆にくく、また薄板でばね性を有し、複雑な形状も成形が可能である。また、硬度もあり、先端部がナイフエッジになるので、ボール転走面３に固着した異物が削りとられ、除去される。これらの特性を得る上で、特にＳＵＳ３０４が好適である。また、薄板の肉厚としては、０．１〜０．２［ｍｍ］程度に設定することが好ましい。
【００４０】
もっとも、スクレーパ本体６１と掻き取り部６は一体成形する必要は無く、別体成形としてもよい。また、少なくとも掻き取り部６２をばね性を有する金属薄板にて構成していればよく、スクレーパ本体６１については金属薄板によって構成しなくてもよい。
【００４１】
このように、掻き取り部６を金属薄板にて構成しているので、軌道レール２のボール転走面３上に付着した異物Ｄに対して鋭く食い込み、異物を掻き取ることができる。
【００４２】
また、金属製なので摩擦抵抗が小さく、しかも耐摩耗性にも優れている。
【００４３】
さらに、薄板構成なので、軌道レール２のボール転走面３を傷つけることがない。
【００４４】
また、掻き取り部６２は、軌道レール２と接触する先端側が移動ブロック５の進行方向に向かって徐々に突出する方向に傾斜する構成となっており、掻き取り部６２は金属薄板のばね弾性によって軌道レール２のボール転走面３に対して押圧されている。
【００４５】
この傾斜角度は、初期状態の角度θを１０度程度に設定し、押し付けた際の傾斜角度θ´が２０〜３０度＋α程度になるように傾斜させることが好ましい。
【００４６】
このように、掻き取り部６２を進行方向に傾斜させる構成とすれば、異物Ｄに食い込んだ際に掻き取り部６２に作用する軸方向反力に対する座屈強度が高く、軌道レール２に異物Ｄが固着している場合でも、固着した異物Ｄに掻き取り部６２が確実に食い込み、異物を確実に取り除くことができる。
【００４７】
また、掻き取り部６２はスクレーパ本体６１からリップ状に突出形成されたもので、断面凹形状のボール転走面３の断面形状に倣った円弧形状に成形されている。
【００４８】
したがって、掻き取り部６２が凹状のボール転走面３内周面全周にわたって隙間無く密接し、確実に異物を除去することができる。
【００４９】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２を示している。
【００５０】
この実施の形態は、ボール転走面３に隣接するレール面として、スクレーパ本体６１の水平部６３下側縁に、軌道レール２の上面側ボール転走面３，３間を隔てる上面中央部２ａに摺接する第２の掻き取り部６５を設けたものである。
【００５１】
この第２の掻き取り部６５も金属薄板製で、ボール転走面３を掻き取る掻き取り部６２と共にスクレーパ本体５１と一体成形されている。
【００５２】
この第２の掻き取り部６５も、図３(ｃ)に示すように、軌道レール２と接触する先端側が移動ブロック５の進行方向に向かって徐々に突出する方向に傾斜する構成となっており、金属薄板の弾性によって軌道レール２に対して押圧されている。そして、第２の掻き取り部６５の先端は軌道レール２の長手方向に対して直交する方向に直線的に延びており、軌道レール２上面に隙間無く密接されている。
【００５３】
この第２の掻き取り部６５を設けることで、軌道レール２上面に付着している異物についても除去することができる。したがって、ボール転走面３の周囲からボール転走面３に異物が進入することを防止できる。
【００５４】
その他の構成は実施の形態１と全く同一であり、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
［他の実施の形態］
このスクレーパの形状は、直線運動案内装置の軌道レールの形状、ボール転走溝の配置等に応じて、金属薄板を打ち抜くことによって簡単に成形することができる。
【００５６】
図４乃至図６は直線運動案内装置の代表的な形態と、それに対応するスクレーパの構成例を示している。
【００５７】
図４（ａ）の直線運動案内装置は、軌道レール２０２の左右側面が凹状にくびれており、軌道レール２０２の上面と左右側面のくびれ部の上方傾斜面２０２ｂによって鋭角状の角部２２１が形成され、上面の左右両側縁と左右側面の上方傾斜面２０２ｂにボール転走面２０３が形成され、角部２２１を上下から挟みこむようにしてボール２０３が介装されている。
【００５８】
このボール転走面２０３も断面円弧形状の溝内周によって構成され、その溝深さは、図１の直線運動案内装置の深溝に比べて浅い構成となっている。
【００５９】
この直線運動案内装置に使用するスクレーパ２０６も、スクレーパ本体２６１が水平部２６３と左右脚部２６４を備えたコ字形状で、水平部２６３下側縁と左右脚部２６４の内側縁に、ボール転走面２０３に接触するリップ状の掻き取り部２６２が設けられている。そして、軌道レール２０２は上端角部２２１を有するので、スクレーパ本体２６１の左右脚部２６４には、角部２２１が入り込む凹部２６５が設けられ、この凹部２６５の上方傾斜面２０２ｂとの対向縁に掻き取り部２６２が形成されている。
【００６０】
図４（ｂ）の直線運動案内装置は、軌道レール３０２の両側面に上端部左右に山形に張り出す突条３２２が設けられ、この突条３２２の上下両傾斜面にボール転走面３０３が形成されている。このボール転走面３０３も断面円弧形状の溝内周によって構成され、その溝深さは図４（ａ）と同様浅い構成となっている。
【００６１】
この直線運動案内装置に使用するスクレーパ３０６のスクレーパ本体３６１も水平部３６３と左右脚部３６４を備えたコ字形状で、左右脚部３６４の内側縁に、ボール転走面３に接触するリップ状の掻き取り部３６２が設けられている。そして、上記軌道レール３０２は突条３２２を有するので、スクレーパ本体３６１の左右脚部３６４には、突条３２２に対応する凹部３６５が設けられ、この凹部３６５の内側縁に掻き取り部３６２が形成されている。
【００６２】
図４（ｃ）の直線運動案内装置は、軌道レール４０２の一側面にのみボール転走面４０３が形成され、このボール転走面４０３が形成された側面に対向するように断面矩形状の移動ブロック４０５が組み付けられる構成となっている。
【００６３】
スクレーパ４０６は、移動ブロック４０５と対応する矩形状のスクレーパ本体４６１と、このスクレーパ本体４６１の軌道レール４０２側の側縁から突出する掻き取り部４６２とから構成されている。
【００６４】
図５は、直線運動案内装置としてボールスプラインに適用した場合のスクレーパの構成例を示している。
【００６５】
ボールスプラインは、軌道レールとしてのボール転走面５０３が形成されたスプライン軸５０２と、このスプライン軸５０２に、ボール転走面５０３上を転動するボール５０４を介して移動ブロックとしての円筒状の外筒５０５が組み付けられている。
【００６６】
図５（ａ）〜（ｃ）に示す例は、スプライン軸５０２が丸軸構成で、その外周に複数の凹溝形状のボール転走面５０３が設けられている。
【００６７】
スクレーパ５０６は、環状のスクレーパ本体５６１と、このスクレーパ本体５６１の内径端縁からスプライン軸５０２のボール転走面５０３に対応して内方に突出する掻き取り部５６２と、から構成される。
【００６８】
図５（ｄ）〜（ｅ）に示す例は、スプライン軸６０２が複数の角部６２１を備えた角付きの異形断面形状で、各角部６２１の両側面にそれぞれボール転走面６０３が形成されている。
【００６９】
スクレーパ６０６は、環状のスクレーパ本体６６１の内周に角部６２１に対応する複数の凹部６６５が形成され、この凹部６６５の両側に各ボール転走面６０３に接触する掻き取り部６６２が設けられている。
【００７０】
図６は、参考例を示すもので、図４（ｂ）と同様に、軌道レール７０２の左右両側面に山形状に突出する突条７２１が形成された直線運動案内装置に適用されるものであるが、この例は転動体としてローラ７０４を用いたものである。すなわち、この直線運動案内装置は、軌道レール７０２の両側面に上端部左右に山形状に突出する突条７２１が設けられ、この突条７２１の上下両傾斜面にローラ転走面７０３が形成されている。
【００７１】
ローラ７０４は円筒形状で、転動体転走面としてのローラ転走面７０３は平坦形状となっている。
【００７２】
この直線運動案内装置に使用するスクレーパ７０６のスクレーパ本体７６１も水平部７６３と左右脚部７６４を備えたコ字形状で、左右脚部７６４の内側縁に、ローラ転走面７０３に接触するリップ状の掻き取り部７６２が設けられている。軌道レール７０２は突条７２１を有するので、スクレーパ本体７６１の左右脚部７６４には、突条７２１に対応する凹部が設けられ、この凹部の内側縁に掻き取り部７６２が形成されている。
【００７３】
そして、スクレーパ本体７６１の左右脚部７６４の内側縁部から突出する掻き取り部７６２の先端形状が直線状に成形されている。
【００７４】
このようにすれば、掻き取り部７６２が平坦なローラ転走面７０３に対して隙間無く密接し、確実に異物を除去することができる。
【００７５】
また、この例では軌道レール７０２の上面に接触する第２掻き取り部７６５が設けられている。この実施の形態では、ローラ転走面７０３に接触する掻き取り部７６２と第２掻き取り部７６５の間にスリット７６６を形成して、掻き取り部７６２と第２の掻き取り部７６５が独立して弾性変形可能としている。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スクレーパの掻き取り部を金属薄板にて構成しているので、軌道レールの転動体転走面上に付着した異物に対して鋭く食い込み、異物を掻き取ることができる。
【００７７】
また、金属製なので摩擦抵抗が小さく、しかも耐摩耗性にも優れている。
【００７８】
さらに、薄板構成なので、軌道レールの転動体転走面自体を傷つけることがない。また、金属薄板の弾性によって押圧することにより、掻き取り部先端を転動体転走面に対して隙間無く密着させることができる。
【００７９】
掻き取り部を軌道レールと接触する先端側が移動ブロックの進行方向に向かって徐々に突出する方向に傾斜させることにより、異物に食い込んだ際に掻き取り部に作用する軸方向反力に対する座屈強度が高く、軌道レールに異物が固着している場合でも、固着した異物に先端が確実に食い込み、異物を確実に取り除くことができる。
【００８０】
また、軌道レールの転動体転走面に隣接するレール面についても、転動体転走面と同様の掻き取り部を設けることにより、転動体転走面の周囲から異物を完全に除去でき、転動体転走面への異物の噛み込みを確実に防止できる。
【００８２】
また、掻き取り部は金属薄板製のスクレーパ本体から一体的に突出するリップ部によって構成すれば、スクレーパを一枚の薄板を打ち抜くだけで簡単に製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明の一実施の形態に係る直線運動案内装置のスクレーパ部分を示す図である。
【図２】
図２は図１の直線運動案内装置を示す図である。
【図３】
図３は図１のスクレーパに軌道レール上面掻き取り用のリップ部を付加した構成を示す図である。
【図４】
図４は本発明の直線運動案内装置の他の実施の形態を示す図である。
【図５】
図５は本発明の直線運動案内装置のさらに他の実施の形態を示す図である。
【図６】図６は参考例に係る直線運動案内装置の転動体がローラの場合の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１  直線運動案内装置
２  軌道レール
３  ボール転走面（軌道レール側）
４  ボール
５  移動ブロック
６，２０６，３０６，４０６，５０６，６０６，７０６  スクレーパ
６１  スクレーパ本体
６２  掻き取り部
６３  水平部
６４  脚部
６５  第２の掻き取り部
【図１】
0003542860.tif 000002
【図２】
0003542860.tif 000003
【図３】
0003542860.tif 000004
【図４】
0003542860.tif 000005
【図５】
0003542860.tif 000006
【図６】
0003542860.tif 000007