(57)【要約】【課題】サイドシールのリップ部のめくれが生じにくく密封性に優れ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１と、スライダ２と、複数の転動体３と、転動体３を保持する保持器４と、案内レール１の外面に摺接するサイドシール５，５とを有している。案内レール１の転動体軌道溝１０，１０の溝底部には、保持器４の一部を収容してスライダ２の移動時に保持器４を案内する保持器用溝１０ａが、スライダ２の移動領域の両端間にわたって案内レール１の長手方向に沿って形成されている。サイドシール５は、案内レール１の外面に摺接するリップ部５２を備え、リップ部５２には、保持器用溝１０ａ内に配されて保持器用溝１０ａを密封する凸状部５２ｃが形成されている。凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面は非接触とされ、凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面との間の隙間Ｃに潤滑剤が充填されている。【選択図】図３
2015135180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内レールと、スライダと、複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有し、
前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有し、
前記両軌道面は前記案内レールの長手方向に延び、
前記転動体は前記転動通路に配置され、
前記転動通路内での前記転動体の転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動する直動案内装置において、
前記スライダの移動方向端部に取り付けられ、前記案内レールの外面に摺接して、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口のうち前記スライダの移動方向端面側に面する部分を密封するサイドシールを備え、
前記案内レールの軌道面には、前記保持器の一部を収容して前記スライダの移動時に前記保持器を案内する保持器用溝が、前記スライダの移動領域の両端間にわたって前記長手方向に沿って形成されており、
前記サイドシールは、前記案内レールの外面に摺接するリップ部を備え、前記リップ部には、前記保持器用溝内に配されて前記保持器用溝を密封する凸状部が形成されており、前記凸状部と前記保持器用溝の内面は非接触とされ、前記凸状部と前記保持器用溝の内面との間の隙間に潤滑剤が充填されていることを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
前記凸状部の断面形状が略矩形状であり、前記凸状部の先端の角部に面取りが施されている請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
前記凸状部の断面形状が略三角形状、円形状、楕円形状、又はサイクロイド曲線状である請求項１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】
直動案内装置は、防塵用の部品としてサイドシールをスライダの移動方向端部に備えている。サイドシールは、案内レールと摺接しつつスライダとともに移動することにより、外部からスライダ内部への異物の侵入を防止する。このサイドシールは、補強のための部材である芯金と、ゴムなどの弾性材料で形成され案内レールと摺接するリップ部とで構成される場合が多い。
【０００３】
スライダが移動した際には、サイドシールのリップ部が、案内レールとの摺接によって変形してめくれ上がり（図５を参照）、サイドシールと案内レールの間に隙間が生じて、この隙間から異物が侵入するおそれがある。そこで、サイドシールの芯金は、案内レールの外面形状に対応した形状をなしており、これにより、案内レールに摺接するリップ部の剛性を高め、案内レールと摺接しつつ移動した際のリップ部のめくれを抑制している。
【０００４】
一方、転動体としてボールを用いる直動案内装置では、案内レールに組み付ける前のスライダからのボールの脱落を防止するために、ボールを保持する保持器が備えられている。この保持器は例えばワイヤーで形成されており、案内レールの転動体軌道溝の溝底部には、保持器の一部を収容してスライダの移動時に保持器を案内する保持器用溝（ワイヤー溝）が、案内レールの長手方向に沿って形成されている。そして、サイドシールのリップ部には、保持器用溝内に配され保持器用溝を密封する凸状部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３３１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、保持器用溝は幅が狭く、サイドシールのリップ部の凸状部には芯金を設けることが困難であるため、案内レールとの摺接によって凸状部にめくれが発生しやすかった。特に小型の直動案内装置においては、サイドシールのリップ部に芯金を設けることは難しかった。リップ部の凸状部がめくれると、サイドシールによる密封が不十分となり保持器用溝から異物が侵入しやすくなるため、防塵性が低下するという問題があった。
【０００７】
特許文献１に開示の技術は、案内レールとサイドシールの間の隙間を、発泡部材及びマスキングプレートで埋めることにより、スライダ内部への異物の侵入を防ぐという技術であるが、幅が狭い保持器用溝を密封するためには、発泡部材及びマスキングプレートを小型に成形する必要があるため、製造が困難になるとともにコストが増大するという問題があった。特に、小型の直動案内装置においては実現困難であった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、サイドシールのリップ部のめくれが生じにくく密封性に優れる直動案内装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る直動案内装置は、案内レールと、スライダと、複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有し、前記案内レール及び前記スライダは、互いに対向する位置に、前記転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有し、前記両軌道面は前記案内レールの長手方向に延び、前記転動体は前記転動通路に配置され、前記転動通路内での前記転動体の転動を介して、前記スライダが前記案内レールに案内されて前記長手方向に移動する直動案内装置において、前記スライダの移動方向端部に取り付けられ、前記案内レールの外面に摺接して、前記案内レールと前記スライダとの間の隙間の開口のうち前記スライダの移動方向端面側に面する部分を密封するサイドシールを備え、前記案内レールの軌道面には、前記保持器の一部を収容して前記スライダの移動時に前記保持器を案内する保持器用溝が、前記スライダの移動領域の両端間にわたって前記長手方向に沿って形成されており、前記サイドシールは、前記案内レールの外面に摺接するリップ部を備え、前記リップ部には、前記保持器用溝内に配されて前記保持器用溝を密封する凸状部が形成されており、前記凸状部と前記保持器用溝の内面は非接触とされ、前記凸状部と前記保持器用溝の内面との間の隙間に潤滑剤が充填されていることを特徴とする。
この直動案内装置においては、前記凸状部の断面形状が略矩形状であり、前記凸状部の先端の角部に面取りが施されていてもよい。また、前記凸状部の断面形状が略三角形状、円形状、楕円形状、又はサイクロイド曲線状であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の直動案内装置は、サイドシールのリップ部のめくれが生じにくく密封性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る直動案内装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。
【図２】図１の直動案内装置を案内レールの長手方向から見た正面図である。
【図３】図１の直動案内装置を案内レールの長手方向から見た正面図、及び、保持器用溝とサイドシールのリップ部を拡大して示した部分拡大図である。
【図４】サイドシールの変形例を示す部分拡大図である。
【図５】サイドシールのリップ部のめくれを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る直動案内装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。また、図２は、図１の直動案内装置を案内レールの長手方向から見た正面図（ただし、エンドキャップを省略して図示している）である。
なお、これ以降の説明で参照する各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。また、これ以降の説明において「断面」と記した場合は、特に断りがない限り、案内レールの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面を意味する。さらに、これ以降の説明における「上」，「下」，「左」，「右」等の方向を示す用語は、特に断りがない限り、説明の便宜上、図２におけるそれぞれの方向を意味するものである。
【００１２】
一直線状に延びる断面形状略四角形の案内レール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１ａ，１ａと上面１ｂ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転動体軌道溝１０，１０（本発明の構成要件である軌道面に相当する）が形成されている。
【００１３】
また、案内レール１の幅方向左右両側面１ａ，１ａ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転動体軌道溝１０，１０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１ａ，１ａの上下方向略中央部に形成された転動体軌道溝１０，１０の溝底部には、後述する保持器４の一部を収容してスライダ２の移動時に保持器４を案内する保持器用溝１０ａ（ワイヤー溝）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）にわたって案内レール１の長手方向に沿って形成されている。保持器用溝１０ａの断面形状は例えば略矩形状である。
【００１４】
また、スライダ２は、案内レール１の上面１ｂに対向する平板状の胴部７と、胴部７の左右両側部からそれぞれ下方に延び側面１ａに対向する２つの脚部６，６とからなり、胴部７と脚部６，６とのなす角度は略直角であるため、スライダ２の断面形状は略Ｕ字状をなしている。そして、スライダ２は、両脚部６，６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。
【００１５】
このようなスライダ２は、スライダ本体２Ａと、その両端部（スライダ２の移動方向両端部）に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ２Ｂ，２Ｂと、で構成されている。さらに、スライダ２の両端部（各エンドキャップ２Ｂの前記移動方向外端面）には、案内レール１の外面（上面１ｂ及び側面１ａ，１ａ）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前記移動方向端面側に面する部分を密封するサイドシール５，５が装着されており、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８，８が装着されている。これらサイドシール５，５及びアンダーシール８，８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ている。
【００１６】
さらに、スライダ本体２Ａの左右両脚部６，６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の転動体軌道溝１０，１０，１０，１０に対向する断面ほぼ半円形の凹溝からなる転動体軌道溝１１，１１，１１，１１（本発明の構成要件である軌道面に相当する）が形成されている。そして、案内レール１の転動体軌道溝１０，１０，１０，１０とスライダ２の転動体軌道溝１１，１１，１１，１１との間に、断面ほぼ円形の転動体転動通路１３，１３，１３，１３がそれぞれ形成されていて、これらの転動体転動通路１３，１３，１３，１３は前記長手方向に延びている。
【００１７】
これらの転動体転動通路１３内には複数の転動体３（例えば鋼、セラミックからなるボール）が保持器４に保持されつつ転動自在に装填されていて、転動体転動通路１３内でのこれらの転動体３の転動を介して、スライダ２が案内レール１に案内されて前記長手方向に移動するようになっている。保持器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。
【００１８】
なお、転動体３の種類はボールに限定されるものではなく、ころであってもよい。また、案内レール１及びスライダ２が備える転動体軌道溝１０，１１の数は片側二列に限らず、例えば片側一列又は三列以上であってもよい。さらに、転動体軌道溝１０，１１の断面形状は、前述したように単一の円弧からなる円弧状でもよいが、曲率中心の異なる２つの円弧を組合せてなる略Ｖ字状（ゴシックアーク形状溝）でもよい。
さらにまた、スライダ２は、スライダ本体２Ａの左右両脚部６，６の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動通路１３，１３，１３，１３と平行をなして前記長手方向に貫通する断面形状円形の直線孔からなる戻し通路１４，１４，１４，１４を備えている。
【００１９】
一方、エンドキャップ２Ｂ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２Ｂの裏面（スライダ本体２Ａとの当接面）の左右両側には、断面形状円形で半ドーナツ形状に湾曲する方向転換路（図示せず）が上下二段に形成されている。このエンドキャップ２Ｂをスライダ本体２Ａに取り付けると、方向転換路によって転動体転動通路１３と戻し通路１４とが連通される。
【００２０】
これら戻し通路１４と両端の方向転換路とで、転動体３を転動体転動通路１３の終点から始点へ送る転動体戻し路が構成され（転動体戻し路は転動体転動通路１３と同数設けられている）、転動体転動通路１３と転動体戻し路とで、略環状の転動体循環経路が構成される。そして、この略環状の転動体循環経路は、案内レール１を挟んで左右両側に形成される。
【００２１】
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、転動体転動通路１３内に装填されている転動体３は、転動体転動通路１３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が転動体転動通路１３の終点に達すると、転動体転動通路１３からすくい上げられ方向転換路へ送られる。方向転換路に入った転動体３はＵターンして戻し通路１４に導入され、戻し通路１４を通って反対側の方向転換路に至る。ここで再びＵターンして転動体転動通路１３の始点に戻り、このような転動体循環経路内の循環を無限に繰り返す。
【００２２】
ここで、サイドシール５について図３を参照しながら詳細に説明する。サイドシール５は、エンドキャップ２Ｂと同様に断面形状が略Ｕ字状に形成されており、金属材料、樹脂材料等からなり補強のための部材である芯金５１と、ゴム、エラストマー等の弾性材料で形成され案内レール１と摺接するリップ部５２と、を備えている。芯金５１は案内レール１の外面形状に対応した形状をなしており、これにより、案内レール１に摺接するリップ部５２の剛性を高め、案内レール１と摺接しながら移動した際のリップ部５２のめくれを抑制している。
【００２３】
また、リップ部５２も案内レール１の外面形状に対応した形状をなしており、案内レール１の転動体軌道溝１０を含む外面（上面１ｂ及び側面１ａ，１ａ）に摺接するようになっている。よって、リップ本体５２ａの転動体軌道溝１０に対向する部分には、案内レール１に向かって内方に突出する突出部分５２ｂが形成されており、この突出部分５２ｂの断面形状は転動体軌道溝１０の形状に対応してほぼ半円形をなしている。
【００２４】
さらに、突出部分５２ｂの保持器用溝１０ａに対向する部分には、保持器用溝１０ａに向かって内方に突出する凸状部５２ｃが形成されており、この凸状部５２ｃの断面形状は保持器用溝１０ａの形状に対応する形状をなしている。図３の例であれば、保持器用溝１０ａの断面形状は略矩形状であるので、凸状部５２ｃの断面形状も略矩形状となっている。
凸状部５２ｃは保持器用溝１０ａ内に配されるが、凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面は非接触とされ、凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面との間の隙間Ｃには図示しない潤滑剤（例えば潤滑油、グリース）が充填されている。隙間Ｃに潤滑剤が充填されることにより保持器用溝１０ａが密封され、保持器用溝１０ａから異物が侵入することが抑制される。凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面との間の間隔（隙間Ｃの大きさ）は特に限定されるものではないが、保持器４のうち保持器用溝１０ａ内に収容されている部分よりも保持器用溝１０ａの内面に近い位置に、凸状部５２ｃの外面が位置していることが好ましい。
【００２５】
また、凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面が非接触であることから、スライダ２の移動時に凸状部５２ｃが受ける抵抗は、潤滑剤による抵抗のみとなる。潤滑剤による抵抗は、保持器用溝１０ａの内面と摺接した場合の抵抗と比べると微小であるので、スライダ２の移動時に凸状部５２ｃがめくれにくく、その結果、保持器用溝１０ａからの異物の侵入が防止される。
保持器用溝１０ａ内に潤滑剤を充填した上で案内レール１にスライダ２を組み付けると、保持器用溝１０ａ内にリップ部５２の凸状部５２ｃが配されるとともに凸状部５２ｃと保持器用溝１０ａの内面との間の隙間Ｃに潤滑剤が充填されて、保持器用溝１０ａが密封されることとなる。
【００２６】
さらに、図３の部分拡大図から分かるように、略矩形状の凸状部５２ｃの先端（保持器用溝１０ａの溝底部に対向する部分）の角部には、面取りが施されていることが好ましい。そうすれば、スライダ２の移動時に凸状部５２ｃが潤滑剤から受ける抵抗が小さくなるので、凸状部５２ｃのめくれが生じにくくなる。その結果、保持器用溝１０ａからの異物の侵入がより防止される。
【００２７】
なお、凸状部５２ｃと潤滑剤との接触面積が小さい方が、スライダ２の移動時に凸状部５２ｃが潤滑剤によって受ける抵抗が小さくなり、凸状部５２ｃのめくれが生じにくくなる。よって、凸状部５２ｃの形状は潤滑剤との接触面積が小さくなるような形状であることが好ましい。潤滑剤との接触面積を小さくするためには、凸状部５２ｃの断面形状は、図４に示すように三角形状とすることが好ましい。
【００２８】
また、スライダ２の移動時に凸状部５２ｃが潤滑剤によって受ける抵抗をより小さくするためには、凸状部５２ｃの断面形状は円形状、楕円形状とすることがより好ましい。このような形状であれば、潤滑剤は凸状部５２ｃの表面の曲線に沿って滑らかに流れるため、凸状部５２ｃが潤滑剤によって受ける抵抗は、面取りの有無を問わず凸状部５２ｃが略矩形状である場合よりも小さくなる。
【００２９】
さらに、スライダ２の移動時に凸状部５２ｃが潤滑剤によって受ける抵抗をさらに小さくするためには、凸状部５２ｃの断面形状はサイクロイド曲線状とすることがさらに好ましい。このような形状であれば、潤滑剤は凸状部５２ｃの表面の曲線に沿ってより滑らかに（円形状、楕円形状よりもより滑らかに）流れるため、凸状部５２ｃが潤滑剤によって受ける抵抗は、凸状部５２ｃが円形状、楕円形状である場合よりも小さくなる。
【００３０】
リップ部５２を構成する弾性材料の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル系エラストマー等のエラストマーや、ニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴム等のゴムが好ましい。潤滑剤によって摩耗してリップ部５２の表面にささくれ等が発生すると、潤滑剤によって受ける抵抗が大きくなるので、耐摩耗性に優れるニトリルブタジエンゴムがより好ましい。
【００３１】
また、潤滑剤として使用されるグリースの種類は特に限定されるものではないが、混和ちょう度が１８０以上２９０以下のものが好ましい。混和ちょう度が１８０未満であると、グリースが硬すぎるため、スライダ２が移動中に保持器４がグリースと接触して変形するおそれがある。一方、混和ちょう度が２９０超過であると、グリースが柔らかすぎるため、直動案内装置からグリースが漏出するおそれがある。
【００３２】
混和ちょう度が１８０以上２９０以下のグリースの例としては、基油が鉱油（例えば粘度１３０ｍｍ2 ）で増ちょう剤がリチウム石けんであるグリース、基油が合成油と鉱油の混合油（例えば粘度１５ｍｍ2 ）で増ちょう剤がリチウム石けんであるグリース、基油が鉱油と合成炭化水素油の混合油（例えば粘度３０ｍｍ2 ）で増ちょう剤がリチウム石けんであるグリース、基油が合成炭化水素油（例えば粘度１００ｍｍ2 ）で増ちょう剤がジウレア化合物であるグリース、基油が鉱油（例えば粘度２７ｍｍ2 ）で増ちょう剤がウレア化合物であるグリースなどがあげられる。
【００３３】
また、スライダ２の移動により発生した熱が保持器用溝１０ａを介してリップ部５２に伝わると、リップ部５２が劣化して、グリースによって受ける抵抗が大きくなるおそれがある。よって、凸状部５２ｃがグリースで覆われていれば、グリースによって凸状部５２ｃが保護されて劣化が防止される。凸状部５２ｃを保護するためには、グリースは高温耐久性に優れていることが好ましい。高温耐久性に優れるグリースとしては、例えば、リチウム石けんを増ちょう剤として用いたグリースがあげられる。
【００３４】
さらに、高粘度の基油を用いたグリースの方が凸状部５２ｃに粘着しやすいため、凸状部５２ｃのめくれが防止されやすい。
さらに、リップ部５２は、凸状部５２ｃを除いて案内レール１と摺接するので、案内レール１との摩擦を低減するために、リップ部５２のうち案内レール１との接触部分の形状を、リップ部５２と案内レール１との接触面積が小さくなるような形状としてもよい。例えば、案内レール１に向かって内方に突出するリップ部５２の突出先端近傍部分の形状を、突出先端に向かうに従って厚さ（案内レール１の長手方向の幅）が徐々に小さくなる形状（例えば断面形状三角形）としてもよい。
このような本実施形態の直動案内装置は、射出成形機，工作機械（例えば各種研削機）などに好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１        案内レール
１ａ      側面
１ｂ      上面
２        スライダ
２Ａ      スライダ本体
２Ｂ      エンドキャップ  
３        転動体
４        保持器
５        サイドシール
１０        転動体軌道溝（軌道面）
１０ａ      保持器用溝
１１        転動体軌道溝（軌道面）
１３        転動体転動通路
５２        リップ部
５２ｃ      凸状部
Ｃ        隙間
【図１】
2015135180.tif 000003
【図２】
2015135180.tif 000004
【図３】
2015135180.tif 000005
【図４】
2015135180.tif 000006
【図５】
2015135180.tif 000007