(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状又は柱状のガイドポストと、
前記ガイドポストの周囲を軸方向に相対的に移動する筒状のスリーブと、
前記ガイドポストの外周面と前記スリーブの内周面との間を前記軸方向に転動する転動体とを備えた直動軸受であって、
前記ガイドポストの外周面は前記転動体と点接触する形状をなし且つ前記スリーブの内周面は前記転動体と線接触する形状をなし、又は前記ガイドポストの外周面は前記転動体と線接触する形状をなし且つ前記スリーブの内周面は前記転動体と点接触する形状をなすことを特徴とする、直動軸受。
【請求項２】
前記転動体は、円筒状又は円柱状の転動体を含み、
前記ガイドポストの外周面は、前記転動体の側面の中心部に周方向で点接触するように円弧が前記軸方向に連続する円弧部分を有する形状をなし、
前記スリーブの内周面は、前記転動体の側面の前記中心部を中心に両端側に向けて対称に周方向で線接触するように線分が前記軸方向に連続する線分部分を有する形状をなす、請求項１記載の直動軸受。
【請求項３】
前記スリーブの内周面の前記線分部分には、前記転動体の側面の一部分が非接触となるような所定幅の溝が前記軸方向に形成されている、請求項２記載の直動軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直動軸受に関し、ダイセットで用いられるような直動軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の直動軸受を用いたダイセットを示した図である。
図６を参照して、プレス金型では、型合わせの精度が加工精度に大きく影響し、型合わせの精度を向上させるダイセットが用いられる。ダイセットは、下型１０１から直立させた一対のガイドポスト１０３ａ，ｂによって上型１０５を昇降自在に支持するものである。そして、下型１０１にダイス１０７が取付けられ、上型１０５にポンチ１０９が取付けられて、両者が正確に対向し、ガイドポスト１０３ａ，ｂを含む直動軸受によって正確に直動させている。このような方法を用いてプレス加工の準備時間を短縮しているが、ダイス１０７とポンチ１０９とが正確に対向していても、正確に直動するかは、上型１０５が下型１０１に対して正確に直動するかにかかっている。即ち、この直動は、精度良くかつ円滑に行われる必要があり、そのため転がり軸受と同様の機構が用いられ、下型１０１に直立して取付けられた円柱状のガイドポスト１０３ａ，ｂに対応して上型１０５に円筒状のスリーブ１１１ａ，ｂが取付けられ、ガイドポスト１０３ａ，ｂの外周面とスリーブ１１１ａ，ｂの内周面との間に多数の転動体１１３ａ，ｂを介在させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、転動体１１３ａ，ｂとして、点接触で直動抵抗が小さい鋼球が用いられていた。
しかしながら、ガイドポスト１０３ａ，ｂとの接触位置とスリーブ１１１ａ，ｂとの接触位置は周方向にずれておらず、しかも点接触なため、圧接状態ではその接触部分に大きな圧接力が加わることになり、直動を繰り返す度に溝状の痕跡が形成されてしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、実公昭５４−３０４６４号公報等で開示されている太鼓型の転動体を用いたものが提案された。
図７は、太鼓型の転動体を説明するための直動軸受の要部拡大断面図である。
図７に示すように、転動体１１５は太鼓型をなしており、中心側がガイドポスト１０３の外周面の円弧と一致する円弧状をなし、両端側がスリーブ１１１の内周面の円弧に一致する円弧状をしている。この場合、周方向で見れば、それぞれが円弧で接触しているため、点接触ではなく線接触である。その結果、圧接力が加わりにくい分だけ溝状の痕跡が形成されにくいものになっている。
【０００５】
しかしながら、転動体１１５が太鼓型であるため、回転中心軸からの半径は一定ではなく、中心側が移動する距離と両端側が移動する距離とが異なり、滑る状況が発生し、完全な転がり接触が得られないという問題がある。
そこで、特開平８−３２３４３４号公報で開示されているような直動軸受が提案された。
【０００６】
図８は、その直動軸受の要部拡大断面図である。
図８を参照して、リテーナ１２１に転動可能な状態で取付けられる転動体１２３は、円筒状又は円柱状であり、外周面が多角形のガイドポスト１１９と周方向で側面が線接触し、内周面が多角形のスリーブ１１７と周方向で側面が線接触している。このように、転動体１２３がスリーブ１１７及びガイドポスト１１９の両者に線接触しているため、圧接力が加わりにくい分だけ溝状の痕跡が形成されにくいものになっていることに加え、転動体１２３が円筒状又は円柱状のため、完全な転がり接触が得られるものになっている。
【０００７】
しかしながら、図７及び図８に示した直動軸受では、両者とも、転動体がスリーブとガイドポストに線接触する必要があるため、転動体、スリーブ、ガイドポストの極めて高い加工精度が要求されてしまう。その結果、コスト高になってしまう場合がある。
ゆえに、請求項１の発明は、可能な限り溝のような痕跡を生じさせずに長寿命化が可能であるとともに、上記ほどの加工精度が要求されない直動軸受を提供することを課題とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の課題に加えて、完全な転がり接触が得られるとともに、転動体、スリーブ、ガイドポストの加工コストを抑えた直動軸受を提供することを課題とする。
請求項３の発明は、請求項２の発明の課題に加えて、さらに、長寿命化が可能な直動軸受を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、前記ガイドポストの周囲を軸方向に相対的に移動する筒状のスリーブと、前記ガイドポストの外周面と前記スリーブの内周面との間を前記軸方向に転動する転動体とを備えた直動軸受であって、前記ガイドポストの外周面は前記転動体と点接触する形状をなし且つ前記スリーブの内周面は前記転動体と線接触する形状をなし、又は前記ガイドポストの外周面は前記転動体と線接触する形状をなし且つ前記スリーブの内周面は前記転動体と点接触する形状をなすことを特徴としている。
【００１０】
このような発明によって、転動体が鋼球で点接触する場合のような大きな圧接力がガイドポスト及びスリーブに加わらず、溝等の痕跡が生じにくいものとできる。また、点接触と線接触の組み合わせのため、線接触どうしの場合に比べて加工誤差を吸収できるものとなる。さらに、転動体に点接触のガイドポスト又はスリーブの点接触していない残りの部分と転動体の間は油溝としての役割を果たすことができ、油の潤滑効率が向上する。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の転動体が、円筒状又は円柱状の転動体を含み、ガイドポストの外周面が、転動体の側面の中心部に周方向で点接触するように円弧が軸方向に連続する円弧部分を有する形状をなし、スリーブの内周面が、転動体の側面の中心部を中心に両端側に向けて対称に転動体の側面に周方向で線接触するように線分が前記軸方向に連続する線分部分を有する形状をなすことを特徴としている。
【００１２】
このような発明によって、請求項１の発明の作用が得られるとともに、転動体はガイドポストとスリーブとの間で滑らず転動する。さらに、転動体がガイドポストとスリーブとの両者に線接触する場合のような加工精度が要求されないことに加え、ガイドポストの外周面を多角形よりも加工が容易な円形ですますことができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２のスリーブの内周面の線分部分には、転動体の側面の一部分が非接触となるような所定幅の溝が軸方向に形成されていることを特徴としている。
このような発明によって、請求項２の発明の作用が得られるとともに、スリーブの内周面の線分部分に形成された溝が線接触するスリーブと転動体との間の油溝としての役割を果たすことができ、点接触側の油の潤滑効率のみならず、線接触側の油の潤滑効率が向上する。
【００１４】
なお、請求項１の転動体が、円筒又は円柱状であれば、完全な転がり接触が得られるが、円筒又は円柱の側面に母線方向のクラウニングが施された形状の転動体を含んでもよい。
このような場合には、クラウニング効果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、転動体が鋼球で点接触する場合のような大きな圧接力がガイドポスト及びスリーブに加わらず、溝等の痕跡が生じにくいものとできるので、長寿命化を図ることができる。また、点接触と線接触の組み合わせのため、線接触どうしの場合に比べて加工誤差を吸収できるものとなり、転動体、ガイドポスト、スリーブの加工精度を線接触の場合のように要求しなくてすむ。さらに、転動体に点接触するガイドポスト又はスリーブの点接触していない残りの部分と転動体の間は油溝としての役割を果たすことができ、点接触側の油の潤滑効率が向上し、転動体をスムーズに転動させることができるので、点接触するガイドポスト又はスリーブの長寿命化を図ることができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、転動体がガイドポストとスリーブとの間で滑らず転動し、完全な転がり接触が得られる。さらに、転動体がガイドポストとスリーブとの両者に線接触する場合のような加工精度が要求されないことに加え、ガイドポストの外周面を多角形よりも加工が容易な円形ですますことができるので、加工コストを抑えることができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２の発明の効果に加えて、スリーブの内周面の線分部分に形成された溝が線接触するスリーブと転動体との間の油溝としての役割を果たすことができ、点接触側の油の潤滑効率のみならず、線接触側の油の潤滑効率も向上し、さらに転動体をスムーズに転動させることができるので、点接触側のガイドポスト及び線接触側のスリーブの長寿命化を図ることができる。
【００１８】
なお、クラウニング効果が得られる場合には、線接触側の圧接力を分散させ、より長寿命化を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
図１を参照して、直動軸受は、ガイドポスト１５１と、リテーナ１５３と、転動体１５５と、スリーブ１５７とを備える。ガイドポスト１５１は、柱状をなし、下型に取付けられている。スリーブ１５７は、筒状をなし、ガイドポスト１５１の周囲を軸方向に相対的に移動するために、上型に取付けられている。転動体１５５は、円筒状又は円柱状をなしており、ガイドポスト１５１の外周面１５１ａとスリーブ１５７の内周面１５７ａとの間を軸方向に転動する。ガイドポスト１５１の外周面１５１ａは、転動体１５５の側面の中心部１５５ａに周方向で点接触するように円弧が軸方向に連続する円弧部分１５１ａを有する形状をなしており、周方向の複数の転動体に対しても同様な為、全体としては周方向に円形である。スリーブ１５７の内周面１５７ａは、転動体１５５の側面の中心部１５５ａを中心に両端１５５ｂ，ｃ側に向けて対称に周方向で線接触するように線分が軸方向に連続する線分部１５７ａを有する形状をなしており、周方向の複数の転動体に対しても同様な為、全体としては周方向に多角形である。また、転動体１５５は円筒状のリテーナ１５３に転動可能な状態で取付けられている。
【００２０】
このような接触状態で転動体１５５とスリーブ１５７及びガイドポスト１５１とが圧接しつつ、下型と上型とが直動しても、圧接力は、転動体が鋼球で点接触する場合のような大きなものでなく、線接触の分だけ分散し、溝等の痕跡が生じにくいものとできるので、長寿命化が可能となる。
また、点接触と線接触の組み合わせのため、線接触どうしの場合に比べて加工誤差を吸収できるものとなり、転動体１５５、ガイドポスト１５１、スリーブ１５７の加工精度は線接触の場合のような極めて高い精度である必要がなく、特に、ガイドポスト１５１の外周面を多角形よりも加工が容易な円形ですますことができるので、加工コストは、線接触どうしのための多角形どうしの場合に比べて軽減できる。
【００２１】
さらに、転動体１５５は、円筒状又は円柱状であり、図７に示した場合のような滑る現象が生じないので、完全な転がり接触で転動体１５５が転動する直動軸受が得られる。
さらに、転動体１５５に点接触するガイドポスト１５１の点接触していない残りの円弧部分１５１ａと転動体１５５側面の間は軸方向に隙間１５２ａ，ｂが空いており、その隙間１５２ａ，ｂが油溝としての役割を果たすことができる。その結果、点接触側の油の潤滑効率が向上して滑り抵抗が小さくなり、転動体をスムーズに転動させることができるので、点接触するガイドポスト１５１の長寿命化が可能になる。
【００２２】
なお、線分部分は、転動体の側面の母線方向の全域で線接触するする必要はなく、転動体の側面の母線方向の一部でもよい。たとえば、転動体の中心部を含む所定幅の範囲が線接触して、両端部側が非接触でもよい。このことは、以下の線分部についても同様である。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【００２３】
図２を参照して、図１と異なる部分について説明する。図２のスリーブ１５７の線分部分１５７ａには、転動体１５５の側面の中心部１５５ａに対応する部分が非接触となるような所定幅の溝１５９が軸方向に形成されている。その結果、図２のスリーブ１５７の線分部分は、図１のように転動体１５５に対応した範囲が全てまっすぐな線分が連続するものではなく、溝１５９の形状の部分とその両側で転動体１５５に接触するまっすぐな部分で構成される。
【００２４】
前述した効果があることに加え、このように油溝となる溝１５９を形成することで、ガイドポスト１５１側である点接触側の油の潤滑効率のみならず、スリーブ１５７側である線接触側の油の潤滑効率も向上し、さらに滑り抵抗が小さくなり、転動体１５５をスムーズに転動させることができるので、点接触側のガイドポスト１５１及び線接触側のスリーブ１５７の長寿命化が可能となる。
【００２５】
ところで、図１及び図２のガイドポスト１５１は周方向に円形であり、リテーナ１５３も周方向に円形であり、転動体１５５とガイドポスト１５１とは点接触の状態であるため、ストローク中にガイドポスト１５１とスリーブ１５７とが分離してしまう直動軸受の場合は分離中の回り止めを行うために工夫する必要がある。
【００２６】
図３は、そのような工夫がなされた本発明の第３の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
図３を参照して、ガイドポスト１７１、円弧部分１７１ａ、リテーナ１７３、転動体１７５、スリーブ１７７、線分部分１７７ａのそれぞれが、図１のガイドポスト１５１、円弧部分１５１ａ、リテーナ１５３、転動体１５５、スリーブ１５７、線分部１５７ａに対応している。
【００２７】
特に異なるのは、まず、周方向に円形のガイドポスト１５１に代えて、軸方向に延びる平らな平面１７１ｂ，ｃが外周面の一部を構成しているガイドポスト１７１が用いられた点である。次に、周方向に円形のリテーナ１５３に代えて、軸方向に延び、平面１７１ｂ，ｃに対接に近い状態で対向する平らな平面１７３ｂ，ｃが内周面の一部を構成しているリテーナ１７３が用いられた点である。
【００２８】
このようにガイドポストとリテーナの形状を変化させることで、リテーナに取付けられた転動体の周方向への移動を防止し、回り止めを行っている。
なお、このような形状は、ストローク中にスリーブとガイドポストとが分離される場合に効果的であるが、ストローク中に分離されない直動軸受の場合であってもこのような工夫を施してもよい。
【００２９】
また、回り止めの観点からは、ガイドポストとリテーナとをまっすぐな平面で行う場合に限らず、円柱状のガイドポストに軸方向に溝をきり、円筒状のリテーナに溝に係合する軸方向の突出部を形成してもよい。
さらに、図３の場合のスリーブ１７７の線分部分に溝を形成してもよい。
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【００３０】
図４を参照して、図１と異なる部分について説明する。転動体１５５に対応する転動体１９５の側面の中心部１９５ａがスリーブ１９７の内周面の点接触部分１９７ａに周方向に点接触している。即ち、点接触部分１９７ａは図１の円弧部分１５１ａの上位概念の表現に相当し、スリーブ１９７の内周面の軸方向に小さな円弧状の突出部を形成したものである。ガイドポスト１９１の外周面には、転動体１９５の側面の中心部１９５ａを中心に線接触するように線接触部分１９１ａが形成されている。ここで、この線接触部分１９１ａは、図１の線分部分１５７ａにとって、上位概念の表現として用いた。
【００３１】
このように、点接触と線接触の関係は、ガイドポスト側が線接触でスリーブ側が点接触の場合に限らず、ガイドポスト側が点接触でスリーブ側が線接触の場合でも良い。
なお、図４に示した場合に、線接触部分に油溝を形成して良いのは言うまでもない。
【００３２】
又、図４の実施の形態で得られる効果は、図１の実施の形態で説明した場合と同様である。但し、スリーブの内周面に点接触のための点接触部分を形成する必要があるものの、転動体１９５とガイドポスト１９１とが線接触のため、この状態のみで、ストローク中にガイドポストとスリーブとが分離する場合であっても、回り止めが可能であるという効果がある。
【００３３】
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
図５を参照して、リテーナに転動可能な状態で取付けられた転動体２０５は、円筒又は円柱の側面に母線方向のクラウニングが施された太鼓状の形状をし、ガイドポスト２０１の外周面に点接触し、スリーブ２０７の内周面に線接触している。即ち、転動体の形状が円筒状又は円柱状の場合に点接触と線接触の組み合わせの効果が得られるものでなく、上記のような転動体２０５が用いられても良い。特に、このようなクラウニングが施され、クラウニング効果が得られる結果、線接触側の圧接力がより分散し、より長寿命化が可能になる。
【００３４】
なお、図５の場合においても、線接触側に油溝を形成してよいのは言うまでもない。
また、図５の場合において、回り止めの工夫を施しても良い。
さらに、図５の場合において、転動体２０５がガイドポストと線接触し、スリーブと点接触するような、ガイドポスト及びスリーブの形状にしても良い。
【００３５】
（その他）
▲１▼ガイドポストは、外観が柱状で中身が空洞化したものも含む他、筒状のものでも良い。
▲２▼ガイドポストの外周面とスリーブの内周面の形状は、円形や多角形のようなものに限られず、点接触と線接触の組み合わせを実現するいかなる形状も含む。
【００３６】
▲３▼転動体の形状も、円筒状や円柱状に限られず、スリーブとガイドポストとの接触関係で、線接触と点接触の組み合わせが実現できるものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る直動軸受の要部拡大断面図である。
【図６】従来の直動軸受を用いたダイセットを説明するための図である。
【図７】従来の他の直動軸受の要部拡大断面図である。
【図８】従来のさらに他の直動軸受の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１５１、１７１、１９１、２０１・・・ガイドポスト
１５５、１７５、１９５、２０５・・・転動体
１５７、１７７、１９７、２０７・・・スリーブ
１５１ａ、１７１ａ・・・円弧部分
１５７ａ、１７７ａ・・・線分部分
１５９・・・溝
【図１】
0003913325.tif 000002
【図２】
0003913325.tif 000003
【図３】
0003913325.tif 000004
【図４】
0003913325.tif 000005
【図５】
0003913325.tif 000006
【図６】
0003913325.tif 000007
【図７】
0003913325.tif 000008
【図８】
0003913325.tif 000009