(57)【要約】【課題】ボール等の転動体が摺動体に当接する部位を自動的に微動転動させることで、同じ部位への繰り返し応力の作用場所を分散して、長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置を提供するものである。【解決手段】軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路８が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が摺動体２に対して微動する自動微動機構が設けられ、この転動体保持器４が微動することで、転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されているものである。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、該軸に被嵌される摺動体と、該軸と摺動体との間に設けられる転動体保持器と、転動体保持器により保持される転動体とから成り、前記転動体保持器と摺動体と軸とで転動体が移動する負荷路が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器は摺動体に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体を軸に対して摺動させた際、転動体保持器が摺動体に対して微動する自動微動機構が設けられ、この転動体保持器が微動することで、転動体の摺動体への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
【請求項２】
請求項１記載の摺動装置において、負荷路は軸の軸心と非平行な軸心を少なくとも一部に有するように構成され、摺動体を軸に対して摺動させた際、負荷路を通過する転動体が転動体保持器を押圧して該転動体保持器が摺動体に対して微動するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、負荷路はリターン路を介して無負荷路と連通せしめられ、この負荷路と無負荷路と左右のリターン路とで転動体無限循環路が形成され、転動体は負荷路において軸及び摺動体に夫々当接するように構成され、この負荷部の延設方向の軸心は軸の延設方向の軸心と非平行に構成されていることを特徴とする摺動装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、軸として断面円形体が採用され、転動体保持器として断面Ｃ字状若しくは断面環状の筒体が採用され、摺動体を軸に対して摺動させた際、転動体保持器が摺動体及び軸に対して周方向に微回動するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、転動体保持器と摺動体とは、一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とによる凹凸遊嵌合で一体化されていることを特徴とする摺動装置。
【請求項６】
軸と，該軸に被嵌される摺動体とから成り、該摺動体には転動体保持器が嵌挿され、転動体保持器には転動体通過溝が設けられ、この転動体通過溝には複数の転動体が配設され、該転動体は前記軸の外面及び前記摺動体に夫々当接するように構成された摺動装置であって、前記転動体保持器は前記摺動体に対して微動可能に設けられ、前記転動体通過溝は前記軸に対して前記摺動体が摺動した際、前記転動体が該転動体通過溝の内壁を押圧して前記転動体保持器を前記摺動体に対して微動せしめるように構成されていることを特徴とする摺動装置。
【請求項７】
軸と、該軸に被嵌される摺動体と、該軸と摺動体との間に設けられる転動体保持器と、転動体保持器により保持される転動体とから成り、前記転動体保持器と摺動体と軸とで転動体が移動する負荷路が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器は軸に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体を軸に対して摺動させた際、転動体保持器が軸に対して微動する自動微動機構が設けられ、この転動体保持器が微動することで、転動体の摺動体への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
軸と該軸に被嵌される摺動体とから成り、摺動体と軸との間にはボール保持器が設けられ、このボール保持器に保持されたボールの転動移動により軸に対して摺動体がスムーズに摺動するように構成された摺動装置は、システムのベース案内等に使用されている。
【０００３】
ところで、この摺動装置は、摺動体が荷重を受けて軸に対して往復摺動する際、ボールやこのボールと当接する当接面、具体的には軸の外周面と摺動体のボールが当接する負荷当接面にボール当接による応力が繰り返し作用する。
【０００４】
特に摺動体の負荷当接面の方は循環するボールが繰り返し当接し、更に、ボール保持器は摺動体に対して固定されているため、同じ位置に何度もボールが当接する。従って、この往復摺動を長時間続けると、摺動体の負荷当接面に材料の疲労によるフレーキングと呼ばれるうろこ状の損傷が現れる。
【０００５】
摺動装置のスムーズな摺動は、このフレーキングによって最初に阻害されるため、フレーキングが最初に発生するまでの総走行距離が摺動装置の寿命と定義されてしまう。従って、このフレーキングの発生を遅らせることができれば、摺動装置の長寿命化を図ることができる。
【０００６】
一方、フレーキングの発生に影響する要因としては、作用する荷重の内容、使用条件、環境、繰り返し応力の回数、材料・材質等の条件、形状・接触角・精度・面粗度等の条件、硬さ等の熱処理に関する条件、油・グリース等の給脂条件等、様々である。
【０００７】
そこで、これらの要因に鑑みて、フレーキングの発生を遅らせるため、ボールの多条列化、負荷当接面の高硬度化、外筒のセミロング化、ロング化等が提案されているが、これらの手段はいずれも新たな製造作業工程等が必要であり、コスト高になってしまうことは避けられない。
【０００８】
また、ボール保持器が摺動体に固定されている場合、ボールと摺動体とが当接する負荷当接面上の当接ラインは常に変わらないため、発生するフレーキングの大きさは負荷当接面の面積に対して非常に小さく、これをスムーズな摺動が達成できないからとして廃棄処分するのは極めて不経済であり、更に、資源の有効利用、地球環境対策面においても問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の問題点を解決するもので、ボール等の転動体が摺動体に当接する部位を自動的に微動させることで、同じ部位への繰り返し応力の作用場所を分散して、長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路８が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が摺動体２に対して微動する自動微動機構が設けられ、この転動体保持器４が微動することで、転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１２】
また、請求項１記載の摺動装置において、負荷路８は軸１の軸心と非平行な軸心を少なくとも一部に有するように構成され、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、負荷路８を通過する転動体３が転動体保持器４を押圧して該転動体保持器４が摺動体２に対して微動するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１３】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、負荷路８はリターン路１０を介して無負荷路９と連通せしめられ、この負荷路８と無負荷路９と左右のリターン路１０とで転動体無限循環路６が形成され、転動体３は負荷路８において軸１及び摺動体２に夫々当接するように構成され、この負荷部８の延設方向の軸心は軸１の延設方向の軸心と非平行に構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、軸１として断面円形体が採用され、転動体保持器４として断面Ｃ字状若しくは断面環状の筒体が採用され、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が摺動体２及び軸１に対して周方向に微回動するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、転動体保持器４と摺動体２とは、一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とによる凹凸遊嵌合で一体化されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１６】
また、軸１と，該軸１に被嵌される摺動体２とから成り、該摺動体２には転動体保持器４が嵌挿され、転動体保持器４には転動体通過溝が設けられ、この転動体通過溝には複数の転動体３が配設され、該転動体３は前記軸１の外面及び前記摺動体２に夫々当接するように構成された摺動装置であって、前記転動体保持器４は前記摺動体２に対して微動可能に設けられ、前記転動体通過溝は前記軸１に対して前記摺動体２が摺動した際、前記転動体３が該転動体通過溝の内壁を押圧して前記転動体保持器４を前記摺動体２に対して微動せしめるように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１７】
また、軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路８が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器４は軸１に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が軸１に対して微動する自動微動機構が設けられ、この転動体保持器４が微動することで、転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。
【００１８】
【発明の作用及び効果】
摺動体２を軸１に対して摺動させると、自動微動機構により、転動体保持器４が摺動体２に対して自動的に微動する。
【００１９】
従って、この転動体保持器４の微動により、該転動体保持器４に保持されている転動体３の摺動体２への当接部位が変化することになる。
【００２０】
よって、同一の当接部位だけが常に前記転動体３からの繰り返し応力を受けることはなく、フレーキング発生の一要因である繰り返し応力の作用場所を分散でき、これによりフレーキングの発生を極めて遅らせることができ、摺動装置の長寿命化を達成できる。
【００２１】
また、転動体保持器４の微動は自動的に行われるから、人為的に行う方法と異なり、該微動は摺動体２の摺動の際に確実に行われ、よって、前記当接部位の変化は確実に行われる。
【００２２】
以上、本発明によれば、ボール等の転動体が摺動体に当接する部位を自動的に微動させることで、同じ部位への繰り返し応力の作用場所を分散して長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜５は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２４】
本実施例は、軸１と，該軸１に被嵌される摺動体２とから成り、該摺動体２には転動体保持器４が嵌挿され、この転動体保持器４には転動体無限循環路６が設けられ、この転動体無限循環路６には複数の転動体３が配設された摺動装置であって、前記転動体保持器４は前記摺動体２に対して微動可能に設けられ、前記転動体無限循環路６は、前記軸１に対して前記摺動体２が摺動した場合、前記転動体３が該転動体保持器４を押圧して該転動体保持器４を前記摺動体２に対して微動せしめるように構成されているものである。
【００２５】
各部を具体的に説明すると、軸１は直線状に延びる断面円形体が採用されている。
【００２６】
摺動体２は、断面環状の円筒体が採用されている。
【００２７】
この摺動体２の外周面には該摺動体２に工作装置やその治具等を取り付けるための凹溝１１が設けられている。
【００２８】
この摺動体２の内面には、断面視略台形状で軸１側の面が該軸１の外縁の円弧と対応する円弧面に設定された凸条５が所定間隔を置いて形成されている。
【００２９】
この凸条５の前記円弧面は、転動体無限循環路６の負荷路８を通過する転動体３が転動する際に当接する負荷当接面７に設定されている。
【００３０】
また、この凸条５同志の間は凹条１４に設定されている。
【００３１】
この凹条１４の底部は、転動体無限循環路６の無負荷路９を通過する転動体３が転動する際に当接する無負荷当接面１６に設定されている。
【００３２】
転動体３は、鋼球が採用されている。
【００３３】
転動体保持器４は、摺動体２と軸１との間隙に略嵌合する円筒状のものが採用されている。
【００３４】
この転動体保持器４には、図３に示すように転動体無限循環路６の負荷路８の一部を構成する貫通溝１２と転動体無限循環路６の無負荷路９の一部を構成する非貫通溝１３とが平行に設けられ、更に、貫通溝１２と非貫通溝１３の両端部を連通する円弧状のリターン路１０が設けられている。
【００３５】
この貫通溝１２と非貫通溝１３とリターン路１０は、転動体保持器４の周方向に合計六個並設されている。
【００３６】
負荷路８は、転動体保持器４の貫通溝１２と，軸１の外周面と，摺動体２の負荷当接面７とから構成されている。
【００３７】
この負荷路８により転動体３は、軸１の外周面と摺動体２の負荷当接面７に挟持され所定方向に転動移動するように構成されている。
【００３８】
また、この負荷路８の延設方向の軸心は軸１の延設方向の軸心と非平行に構成されている。
【００３９】
具体的には、図４において負荷路８を正面視右上がり傾斜させることで該負荷路８を傾斜させている。
【００４０】
尚、図５はこの負荷路８の傾斜を誇張して表現したもので、実際には１〜５°程度の傾斜とすると良い。
【００４１】
無負荷路９は転動体保持器４の非貫通溝１３と摺動体２に所定間隔を置いて設けられた前記凹条１４とから成るものである。
【００４２】
この無負荷路９に配設されている転動体３は軸１とは当接せず、移動する際に軸１の外周面による応力を受けないように構成されている。
【００４３】
リターン路１０は、転動体保持器４の貫通溝１２の端部円弧部分１０ａ，摺動体２の内面及び軸１の外面で構成される部分と、非貫通溝１３の端部円弧部分１０ｂ，摺動体２の内面とで構成される部分とを連設して構成されたものである。
【００４４】
尚、貫通溝１２の端部円弧部分１０ａと非貫通溝１３の端部円弧部分１０ｂとの連設部分は、転動体３の転動に支障がないようになだらかな斜面に形成されている。
【００４５】
このリターン路１０は、負荷路８から無負荷路９へ若しくは無負荷路９から負荷路８への転動体３の転動移動をスムーズに行えるように構成されている。
【００４６】
この連通された負荷路８と無負荷路９とリターン路１０とにより構成される転動体無限循環路６には前記転動体３が転動且つ循環可能な状態で多数充填されている。
【００４７】
また、転動体保持器４の非貫通溝１３の両側部には外方へ突出する突出条１５が夫々設けられている。
【００４８】
この夫々の突出条１５の外縁間の距離は前記凹条１４の底部の巾より狭くに設定されている。
【００４９】
従って、摺動体２に転動体保持器４を貫挿した際、遊嵌合状態となり、前記夫々の突出条１５の外縁間の距離が前記凹条１４の底部の巾より狭い分（図２中のＸの分）、転動体保持器４が摺動体２に対して周方向に微動することができる。
【００５０】
また、摺動体２の摺動ストローク間の往復摺動と、負荷当接面７上の当接部位の移動とは夫々対応するように設定されている。
【００５１】
図中符号１７は、転動体保持器４が摺動体２から抜け出ることを防止するためのストッパーリング、１８は転動体保持器４の補強リブである。
【００５２】
また、図中符号１９は、転動体保持器４の微動を良好とするためのリング状の受体である。
【００５３】
この受体１９は転動体保持器４とストッパーリング１７の間に介装されている。
【００５４】
この受体１９と転動体保持器４との当接部位は、転動体保持器４が受体１９に対して微動できる当接状態に設定されている。
【００５５】
具体的には、受体１９と転動体保持器４との当接部位の摩擦抵抗は小に、また、両受体１９による転動体保持器４の挟持力は小に設定されている。
【００５６】
以下、摺動体２の摺動の際に転動体保持器４が摺動体２に対して周方向に自動的に微動する作用について説明する。
【００５７】
一個の転動体無限循環路６に着目すると、図４に示すように負荷路８に配設されている転動体３は、軸１の外周面と摺動体２の当接面７とにより挟持されており、この挟持作用を受けながら転動し且つ循環する。
【００５８】
従って、この挟持作用の分、摺動体２の摺動速度より転動体３の循環速度の方が遅くなり、負荷路８における転動体３の移動は摺動体２の摺動に対して必ず遅れることになる。
【００５９】
ここで、摺動体２の摺動方向に対して負荷路８は傾斜している。
【００６０】
従って、負荷路８の転動体３は、摺動体２の摺動方向へ移動しようとし、傾斜している負荷路８の内壁、即ち、図４中の右方向へ摺動体２が摺動する際に、負荷路８を構成する転動体保持器４の貫通溝１２の上側内壁を上方向に押圧することになる。
【００６１】
この押圧を受けると、転動体保持器４は微動可能に構成されているから、該転動体保持器４は押圧方向（上方向）に微動しようとする。
【００６２】
この際、負荷路８だけでなく、無負荷路９でも同様の作用が発揮され、該無負荷路９では転動体３の移動方向が負荷路８と逆であるから、転動体３は無負荷路９を構成する転動体保持器４の非貫通溝１３の下側内壁を下方向（負荷路８とは反対方向）に押圧する。
【００６３】
しかし、負荷路８に配設されている転動体３は上述のように軸１の外周面と摺動体２の負荷当接面７とから強く挟持されているため、摺動体２の凹条１４の無負荷当接面１６に当接するだけの無負荷路９に配設されている転動体３に比べ、摺動体２の摺動方向へ移動しようとする力が強く、よって、強い力で貫通溝１２の内壁を押圧することになり、結局、転動体３が貫通溝１２の内壁を押圧する方向にのみ転動体保持器４は微動することになる。
【００６４】
即ち、転動体無限循環路６の負荷路８を形成する貫通溝１２の内壁が上方向に押圧されることで、転動体保持器４が軸１及び摺動体２に対して右側面から見て時計回りに微動する。
【００６５】
よって、転動体無限循環路６の負荷路８に配設された前記転動体３が当接する前記摺動体２の負荷当接面７上の当接部位もまた同方向に移動し、摺動体２の摺動により転動体３の負荷当接面７への当接部位が自動的に分散せしめられ、同じ部分に何度も転動体３が当接することは阻止される。
【００６６】
また、本実施例では全ての転動体無限循環路６が傾斜しているから、この当接部位の自動的な分散は良好に達成されることになる。
【００６７】
また、軸１に対して摺動体２を左方向に摺動させる場合は同様の理由により、貫通溝１２の下側内壁に下方向に力が加わることになり、転動体保持器４は右側面から見て反時計回りに微動し、やはり、転動体３の負荷当接面７への当接部位が変化することになる。
【００６８】
また、この当接部位は、摺動体２の摺動ストローク間の往復摺動と対応して負荷当接面７上を移動するように設定されているから、前記摺動体２の負荷当接面７を前記摺動体２を前記軸１に対して摺動させる度に徐々に微動し、摺動体２が摺動ストローク間を往復すると、負荷当接面７の略全面を移動することになる。
【００６９】
また、負荷路８は傾斜しているから、軸１の軸心に対し、該負荷路８の転動体３は傾斜状態且つ並列状態のまま、摺動体２の摺動と共に軸１の外周面上を移動していくことになる。
【００７０】
従って、一個一個の転動体３が軸１の外周面に当接する位置は異なることになる。
【００７１】
よって、転動体３の軸１への当接部位も分散せしめられることになる。
【００７２】
本実施例は上述のように構成したから、摺動体２を軸１に対して摺動させると、転動体保持器４が摺動体２に対して自動的に微動し、この微動により該転動体保持器４を形成する負荷路８に配設されている転動体３の摺動体２の負荷当接面７への当接部位が変化することになり、従って、同一の当接部位だけが常に前記転動体３からの繰り返し応力を受けることはなく、フレーキング発生の一要因である繰り返し応力の作用場所を分散できるから、フレーキングの発生を極めて遅らせることができ、長寿命の摺動装置となる。
【００７３】
また、転動体保持器４の微動は自動的に行われるから、人為的に行う方法と異なり、該微動は転動体３の移動の際に確実に行われ、よって、前記当接部位の変化は確実に行われる。
【００７４】
また、自動微動機構は、負荷路８を傾斜させるだけで形成できるから、極めて容易に製作できることになる。
【００７５】
また、負荷路８と無負荷路９とリターン路１０とで構成した転動体無限循環路６を傾斜しているから、転動体３の転動や循環は良好に行われて摺動体２の摺動が阻止されることは防止される。
【００７６】
また、軸１の周方向に並設した全ての転動体無限循環路６を傾斜させたから、負荷路８を形成する全ての貫通溝１２が同時に同方向に転動体３により押圧され、よりスムーズに転動体保持器４を周方向に微動させることができる。
【００７７】
また、従来と同様に軸１，摺動体２，転動体３，転動体保持器４等の部品の組み合わせによって、本実施例を実現できるから、極めて容易且つコスト安に製作することができる。
【００７８】
また、摺動体２の摺動ストローク間の往復摺動と、負荷当接面７上の当接部位の移動とは夫々対応するように設定されているから、負荷当接面７全体を満遍なく利用することで、小型でも十分に繰り返し応力の回数を減らすことができ、その上、無駄な廃棄物を減らして資源の有効利用を図ることができる。
【００７９】
また、転動体３の軸１への当接部位も分散せしめられるから、軸１にフレーキングが発生することを遅らせることができ、この点においても長寿命の摺動装置となる。
【００８０】
また、転動体保持器４の摺動体２に対する微動により、転動体保持器４は軸１に対しても微動するから、これによっても転動体３の軸１への当接部位が分散せしめられ、長寿命の摺動装置となる。
【００８１】
尚、摺動体２の摺動距離（軸１の摺動距離）が短いものの場合、特に、この効果が重要となる。
【００８２】
よって、本実施例は、長寿命化を図ることで、ダウンサイジング、メンテナンスフリー、資源の有効利用を図ることができる。
【００８３】
尚、本実施例においては、負荷路８全体を傾斜させ、これと平行な無負荷路９も傾斜させたが、負荷部８だけを傾斜させても良いし、この負荷部８の一部だけを傾斜させても良い。
【００８４】
また、転動体３の転動経路が有限の有限ストロークタイプでも同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の説明側面図である。
【図２】本実施例の説明断面図である。
【図３】本実施例の転動体保持器４の説明斜視図である。
【図４】本実施例の転動体保持器４における転動体無限循環路６の説明平面図である。
【図５】本実施例の転動体保持器４における負荷路８の拡大説明平面図である。
【符号の説明】
１　軸
２　摺動体
３　転動体
４　転動体保持器
６　転動体無限循環路
８　負荷路
９　無負荷路
１０　リターン路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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