(57)【要約】【課題】スライダの作動性が低下することなく、直動転がり案内装置の寿命の大幅な低下を防止することが可能な直動転がり案内装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】案内レール１と、該案内レール１に組み付けられ、前記案内レール１の転動体転動溝３Ａに対向する転動体転動溝３Ｂ及び転動体戻り路５を有するスライダ本体２Ａと、該スライダ本体２Ａの前後両端にそれぞれ固定され且つ前記両転動体転動溝３Ａ，３Ｂ間と前記転動体戻り路５とを連通させる湾曲路７が形成されたエンドキャップ２Ｂと、前記両転動体転動溝３Ａ，３Ｂ間、前記転動体戻り路５及び前記湾曲路７から形成される転動体転動路８に装填される複数の転動体６とからなる備えた直動転がり案内装置において、前記転動体転動路８の負荷圏に生じる転動体間総すき間が、前記転動体６の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下となるように、前記転動体６の個数及び各部の寸法を決定する。【選択図】      図３
2004340337.tif 000002
【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外面に有する案内レールと、該案内レールに組み付けられるとともに前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝および軸方向に貫通する転動体戻り路を有するスライダ本体と、該スライダ本体の前後両端にそれぞれ固定され且つ前記両転動体転動溝間と前記転動体戻り路とを連通させる湾曲路が形成されたエンドキャップと、前記両転動体転動溝間、前記転動体戻り路及び前記湾曲路から形成される転動体転動路の中に転動自在に装填される複数の転動体と、を備えた直動転がり案内装置において、
前記転動体転動路の負荷圏に生じる転動体間総すき間を、前記転動体の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下としたことを特徴とする直動転がり案内装置。
【請求項２】
軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールに組み付けられるとともに前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝および軸方向に貫通する転動体戻り路を有するスライダ本体と、該スライダ本体の前後両端にそれぞれ固定され且つ前記両転動体転動溝間と前記転動体戻り路とを連通させる湾曲路が形成されたエンドキャップと、前記両転動体転動溝間、前記転動体戻り路及び前記湾曲路から形成される転動体転動路の中に転動自在に装填される複数の転動体と、を備えた直動転がり案内装置の製造方法において、
前記転動体転動路の負荷圏に生じる転動体間総すき間が、前記転動体の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下となるように、前記転動体の個数及び各部の寸法を決定することを特徴とする直動転がり案内装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械等に用いられる直動転がり案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に使用される直動転がり案内装置としては、リニアガイド装置などがあり、案内レールと、該案内レールを跨いで組み付けられたスライダとを備えたものが知られている。案内レールの両側面には、軸方向に延びる転動体転動溝が形成されている。
【０００３】
また、スライダは、スライダ本体とその軸方向の両端部に取り付けられたエンドキャップとからなり、前記スライダ本体は両袖部の内側面に案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有するとともに、袖部の肉厚部分を軸方向に貫通する転動体戻し路を有している。そして、エンドキャップは、両転動体転動溝間とこれに平行な転動体戻し路とを連通させる湾曲路を有しているため、両転動体転動溝間と転動体戻し路と両端の湾曲路とで、転動体転動路が形成されている。この転動体転動路内には、例えば鋼球からなる複数の転動体が装填されており、スライダを移動させる際は、転動体転動路内の転動体を介して案内レールに沿って滑らかに移動し、その移動中、転動体は前記転動体転動路内を転動しながら無限循環するというものであった（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３０２７１号公報（第３頁、第１−３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の直動転がり案内装置では、スライダが移動する際に、転動体転動路内に装填されている複数の転動体は、負荷圏内においてスライダが進行する方向の逆方向から押される形で公転しているため、転動体転動路内に生じる転動体間すき間は負荷圏に集中する。しかし、この負荷圏に生じるすき間が大きすぎると、負荷圏に入る転動体の数が減少してしまうため、転動体一個あたりに懸かる荷重が増加してしまい、直動転がり案内装置の寿命が低下するという問題があった。また、転動体間に、使用時に生じる転動体同士の衝突や、転動体と転動体転動路とが衝突することによって生じる騒音を抑えるため、転動体同士の接触を防ぐ作用を持つ介在物を装填することによって、負荷圏に生じる転動体間すき間を縮小する方法もあるが、この方法では介在物の占有するスペースのために、やはり負荷圏に入る転動体の数が減少し、転動体一個あたりに懸かる荷重が増加してしまうため、直動転がり案内装置の寿命が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、負荷圏に生じる転動体間すき間が極狭い場合においては、スライダの摺動抵抗変動幅比が増加してしまうため、スライダの作動性が低下するという問題が生じてしまう。
本発明は、このような従来の技術が有する課題に着目してなされたものであって、スライダの作動性が低下することなく、直動転がり案内装置の寿命の大幅な低下を防ぐという効果を得ることができる直動転がり案内装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
【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、請求項１記載の発明は、軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールに組み付けられるとともに前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝および軸方向に貫通する転動体戻り路を有するスライダ本体と、該スライダ本体の前後両端にそれぞれ固定され且つ前記両転動体転動溝間と前記転動体戻り路とを連通させる湾曲路が形成されたエンドキャップと、前記両転動体転動溝間、前記転動体戻り路及び前記湾曲路から形成される転動体転動路の中に転動自在に装填される複数の転動体と、を備えた直動転がり案内装置において、
前記転動体転動路の負荷圏に生じる転動体間総すき間を、前記転動体の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下としたことを特徴としている。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、軸方向に延びる転動体転動溝を外面に有する案内レールと、該案内レールに組み付けられるとともに前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝および軸方向に貫通する転動体戻り路を有するスライダ本体と、該スライダ本体の前後両端にそれぞれ固定され且つ前記両転動体転動溝間と前記転動体戻り路とを連通させる湾曲路が形成されたエンドキャップと、前記両転動体転動溝間、前記転動体戻り路及び前記湾曲路から形成される転動体転動路の中に転動自在に装填される複数の転動体と、を備えた直動転がり案内装置の製造方法において、
前記転動体転動路の負荷圏に生じる転動体間総すき間が、前記転動体の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下となるように、前記転動体の個数及び各部の寸法を決定することを特徴としている。
なお、上記発明において、転動体間総すき間とは、負荷圏にある各転動体間すき間の総和のことである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の直動転がり案内装置に関わる実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、直動転がり案内装置をスライダ２の移動方向から見た断面図（右半分のみ）であり、案内レール１と、該案内レール１を跨いで組み付けられたスライダ２とを備え、案内レール１の側面には、スライダ２の移動方向に沿って転動体転動溝３Ａが形成されている。スライダ本体２Ａは、袖部４の内側面に案内レール１の転動体転動溝３Ａに対向する転動体転動溝３Ｂを有するとともに、袖部４の肉厚部分を前記転動体転動溝３Ａ，３Ｂに平行に貫通する転動体戻し路５を有している。
【００１０】
また、スライダ２は、図１のＸ−Ｘ線断面図である図２に示すように、スライダ本体２Ａと前記スライダ２の移動方向の両端部に取り付けられたエンドキャップ２Ｂとからなり、エンドキャップ２Ｂは、転動体転動溝３Ａ，３Ｂ間と転動体戻し路５とを連通させる湾曲路７を有しており、前記転動体転動溝３Ａ，３Ｂ間と前記転動体戻し路５と両端の湾曲路７とによって、転動体転動路８が形成されている。この転動体転動路８には、例えば鋼球からなる複数の転動体６が装填されており、これら複数の転動体６はスライダ２が移動する際に、負荷圏である前記転動体転動溝３Ａ，３Ｂ間から、非負荷圏である前記湾曲路７と前記転動体戻し路５を通過して、再び負荷圏である前記転動体転動溝３Ａ，３Ｂ間に戻ることにより、転動体転動路８を無限循環している。
【００１１】
このとき、複数の転動体６は負荷圏でスライダ２が進行する方向の逆方向から押される形で循環するため、図３で表すように、転動体転動路８に生じる転動体間すき間が負荷圏に集中することとなる。本実施形態では、この負荷圏に生じる転動体間すき間の総和（転動体間総すき間）を、転動体６の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下とする。
以下に、負荷圏に生じる転動体間総すき間の上限を、転動体６の直径の１．６倍以下と設定した理由を、図４を用いて説明する。
【００１２】
図４は、負荷圏に生じる転動体間総すき間と直動転がり案内装置の寿命との関係を表したものであり、横軸は転動体間総すき間を転動体６の直径で除したものを表し、縦軸は負荷圏に生じる転動体間総すき間がゼロであるときの直動転がり案内装置の寿命を１としたときの寿命比を表している。この図４の結果から、負荷圏に生じる転動体間総すき間が転動体６の直径の１．６倍を超えたあたりから、前記転動体間総すき間がゼロであるときと比較して、直動転がり案内装置の寿命が大きく低下することが判る。
【００１３】
よって、本実施形態のように負荷圏に生じる転動体間総すき間を転動体６の直径の１．６倍以内とすれば、直動転がり案内装置の寿命比が、前記転動体間総すき間がゼロであるときに比べて大きく低下することがないため、直動転がり案内装置の寿命が大幅に低下することを防ぐことができる。
【００１４】
なお、図５に示すように、転動体転動路８に装填されている複数の転動体６の間に介在物９を装填することによって、転動体６同士及び、転動体６と転動体転動路８との衝突を抑え、スライダ２の作動時に発生する騒音を低下させる効果などを得ている直動転がり案内装置では、図中において、
ΣＳｉ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８＋Ｓ９
で表されている、介在物９の存在を無視した場合の各転動体６間の負荷圏におけるすき間の総和ΣＳｉを、転動体間総すき間として考える。そして、その転動体間総すき間が、転動体６の直径の１．６倍以内であれば、介在物９が装填されていない構造の直動転がり案内装置と同様に、直動転がり案内装置の寿命比が、転動体間総すき間がゼロであるときに比べて大きく低下することがないため、直動転がり案内装置の寿命が大幅に低下することを防ぐことができる。
【００１５】
次に、負荷圏に生じる転動体間総すき間の下限を、転動体６の直径の０．０２倍を超えると設定した理由を、以下の図６を用いて説明する。
図６は、負荷圏に生じる転動体間総すき間と摺動抵抗変動幅比との関係を表しており、横軸は前記転動体間総すき間を転動体６の直径で除したものを表し、縦軸はスライダ２の摺動抵抗の絶対値を１としたときの摺動抵抗変動幅比を表している。本図中で示すように、負荷圏に生じる転動体間総すき間が転動体６の直径の０．０２倍以下になると、スライダ２の摺動抵抗変動幅比が急激に増加するという結果が判っている。
【００１６】
つまり、負荷圏に生じる転動体間総すき間が転動体６の直径の０．０２倍を超えていれば、スライダ２の摺動抵抗変動幅比はほとんど変化しないため、スライダ２の作動性が低下しないことがわかる。
以上の結果より、本実施形態においては、スライダ２が移動する際に負荷圏に生じる転動体間総すき間を、転動体６の直径の０．０２倍を超え１．６倍以下としたことにより、直動転がり案内装置の寿命比が大きく低下することがないため、直動転がり案内装置の寿命の低下を抑えることが可能であり、また、スライダ２の摺動抵抗変動幅比が増加しないため、スライダ２の作動性が低下することがない。
【００１７】
なお、本発明の直動転がり案内装置及びその製造方法を適用できる直動転がり案内装置として、上記実施形態では転動体転動路８が片側一列のものについて説明したが、これに限定されるものではなく、転動体転動路８に複数の転動体６が装填される構造の直動転がり案内装置であれば、例えば図７のような転動体転動路８が片側二列、あるいは図８に表したような転動体転動路８が片側三列になっているものなどであっても、同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では転動体６に鋼球を用いたものを示したが、これに限定されるものではなく、転動体６がローラーなどである直動転がり案内装置においても同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の直動転がり案内装置及びその製造方法によれば、スライダの摺動抵抗変動幅比が増加しないため、スライダの作動性が低下することがなく、また、直動転がり案内装置の寿命比が大きく低下することがないため、直動転がり案内装置の寿命の大幅な低下を防ぐことが可能になるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直動転がり案内装置を軸方向から見た断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】負荷圏に生じる転動体間総すき間のモデル図である。
【図４】負荷圏に生じる転動体間総すき間と直動転がり案内装置の寿命の関係を表した図である。
【図５】転動体間に介在物が装填された状態の負荷圏に生じる転動体間総すき間のモデル図である。
【図６】転動体間総すき間とスライダの摺動抵抗変動幅比の関係を表した図である。
【図７】転動体転動路を増加した直動転がり案内装置の一部を切除して示す正面図である。
【図８】転動体転動路を増加した直動転がり案内装置の一部を切除して示す正面図である。
【符号の説明】
１    案内レール
２    スライダ
３    転動体転動溝
４    袖部
５    転動体戻し路
６    転動体
７    湾曲路
８    転動体転動路
９    介在物
【図１】
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【図２】
2004340337.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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