(57)【要約】【課題】大型化を防止しながら作動性の良好な転がり装置を提供する。【解決手段】第１部材１と、第２部材２と、第１部材１と第２部材２の間に配置された転動体５とを有し、転動体５の転動により第２部材２が第１部材１に沿って移動可能な転がり装置１００において、第１部材１に形成された転動溝１ａと第１部材１の転動溝１ａに対向して第２部材２に形成された転動溝３ａとからなる転動体５の転走路と、第２部材２に備えられており前記転走路に連通して転動体５を循環させる循環路とを有し、前記循環路は、第２部材２に形成された戻し路３ｂと、第２部材２に備えられている方向転換部材７に形成された、戻し路３ｂと前記転走路を連通する方向転換路６とからなり、戻し路３ｂには金属からなる弾性部材９が配置されており、弾性部材９の長手方向端部が方向転換部材７と係合している。【選択図】図４
2017214980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配置された転動体とを有し、前記転動体の転動により前記第２部材が前記第１部材に沿って移動可能な転がり装置において、
前記第１部材に形成された転動溝と前記第１部材の転動溝に対向して前記第２部材に形成された転動溝とからなる前記転動体の転走路と、前記第２部材に備えられており前記転走路に連通して前記転動体を循環させる循環路とを有し、
前記循環路は、前記第２部材に形成された戻し路と、前記第２部材に備えられている方向転換部材に形成された、前記戻し路と前記転走路を連通する方向転換路とからなり、
前記戻し路には金属からなる弾性部材が配置されており、
前記弾性部材の長手方向端部が前記方向転換部材と係合していることを特徴とする転がり装置。
【請求項２】
前記弾性部材は板状又は柱状であることを特徴とする請求項１に記載の転がり装置。
【請求項３】
前記弾性部材の長手方向端部が前記方向転換部材に形成された穴部に嵌合していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり装置。
【請求項４】
前記穴部が前記方向転換部材の前記方向転換路における前記第２部材の前記戻し路側の端部に接するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の転がり装置。
【請求項５】
前記方向転換部材には前記戻し路内へ延在する突起が備えられており、
前記方向転換部材の前記突起と前記戻し路の壁面とによって形成された隙間に前記弾性部材の前記長手方向端部が係合していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり装置。
【請求項６】
前記弾性部材の外側面に凹部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の転がり装置。
【請求項７】
前記第１部材は、案内レールからなり、
前記第２部材は、前記戻し路が形成されたスライダ本体と、エンドキャップとリターンガイドからなる前記方向転換部材とからなり、
前記方向転換路は、前記エンドキャップに形成された転動溝と、前記エンドキャップの転動溝に対向して前記リターンガイドに形成された転動溝とからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の転がり装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり装置として、直線状の案内レールを有する直動案内装置（リニアガイド装置）、曲線状の案内レールを有する曲線運動案内装置、及びボールねじ装置が知られている。
【０００３】
転がり装置のうち例えば直動案内装置には、案内レールに設けられた転動溝とスライダ本体に設けられた転動溝とからなる転動体の転走路と、転走路の始点と終点を連結して転動体を循環させるための循環路が備えられている。循環路はスライダ本体に設けられた戻し路（直線部）とエンドキャップに設けられた方向転換路（曲線部）とからなる。
【０００４】
このような直動案内装置では、スライダを走行させた際に、循環路内の転動体は後ろの転動体に押されて転動するため転動体どうしの間には隙間がない状態となる。そして、循環路の曲線部の影響により、転走路から循環路に入る転動体（「入口側転動体」という）の移動量と、循環路から転走路に出る転動体（「出口側転動体」という）の移動量が同じとは限らない。例えば、入口側転動体の移動量が出口側転動体の移動量を上回った場合には、循環路内の転動体は超過密状態になり、転動体の押し合いによって逃げ場を失った出口側転動体は循環路をすべりながら、所謂玉すべりしながら転走路へ進む。この時に転動体と循環路の間の摩擦力が突発的に増大するため、直動案内装置の作動性が悪化したり、循環路や転動体に損傷が生じて直動案内装置の故障を招くおそれがある。
【０００５】
斯かる背景の下、循環路の直線部、即ちスライダ本体の戻し路に弾性変形可能な円筒形のスリーブを配置することにより、転動体の押し合いを解消して作動性の向上を図った直動案内装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７０２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の直動案内装置では、ゴムや樹脂からなるスリーブを用いると、耐油性、耐摩耗性及び耐久性が低いため、スリーブが破損しその破片が循環路や転走路に入り込むことで直動案内装置の作動性の悪化や故障を招いてしまうという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、作動性が良好で長寿命化を図った転がり装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、
第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配置された転動体とを有し、前記転動体の転動により前記第２部材が前記第１部材に沿って移動可能な転がり装置において、
前記第１部材に形成された転動溝と前記第１部材の転動溝に対向して前記第２部材に形成された転動溝とからなる前記転動体の転走路と、前記第２部材に備えられており前記転走路に連通して前記転動体を循環させる循環路とを有し、
前記循環路は、前記第２部材に形成された戻し路と、前記第２部材に備えられている方向転換部材に形成された、前記戻し路と前記転走路を連通する方向転換路とからなり、
前記戻し路には金属からなる弾性部材が配置されており、
前記弾性部材の長手方向端部が前記方向転換部材と係合していることを特徴とする転がり装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作動性が良好で長寿命化を図った転がり装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は第１〜第３実施形態に係る転がり装置である直動案内装置を示す図である。
【図２】図２は第１、第２実施形態におけるエンドキャップの構成を示す図である。
【図３】図３は第１実施形態の直動案内装置におけるスライダ本体、リターンガイド、弾性部材の様子を示す図である。
【図４】図４は第１実施形態の直動案内装置における循環路の様子を示す拡大断面図（第１実施形態に係る直動案内装置の図３に示す４Ａ−４Ａ断面図）である。
【図５】図５は第１実施形態におけるリターンガイドの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【図６】図６は第１実施形態におけるリターンガイドの変形例を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は第１変形例の正面図及び背面図、（ｃ）及び（ｄ）は第２変形例の正面図及び背面図、（ｅ）及び（ｆ）は第３変形例の正面図及び背面図、（ｇ）及び（ｈ）は第４変形例の正面図及び背面図をそれぞれ示している。
【図７】図７は第２実施形態の直動案内装置における循環路の様子を示す拡大断面図である。
【図８】図８は第２実施形態における弾性部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は係合部を示す斜視図である。
【図９】図９は第２実施形態におけるリターンガイドの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【図１０】図１０は第３実施形態の直動案内装置における循環路の様子を示す拡大断面図である。
【図１１】図１１は第３実施形態におけるエンドキャップの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の各実施形態に係る転がり装置を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に示す第１実施形態に係る転がり装置である直動案内装置１００は、工作機械、搬送装置、その他の生産設備に用いられるものであり、直線状の案内レール１と、案内レール１に沿って移動可能なスライダ２とからなる。
【００１３】
案内レール１は、略四角柱形状の金属製部材からなり、その両側面には長手方向へ延びる転動溝１ａが２本ずつ形成されている。
【００１４】
スライダ２は、スライダ本体３と、スライダ本体３の長手方向の両端部に取り付けられたエンドキャップ４、４とを有する。
スライダ本体３は、案内レール１の長手方向へ延在し断面が略コ字状をした金属製部材からなり、案内レール１に跨嵌されている。スライダ本体３において案内レール１の両側面に対向する部分、即ち両側の脚部の内側面には、案内レール１の転動溝１ａに対向して長手方向へ延びる転動溝３ａが２本ずつ形成されている（図３、４も参照）。
スライダ本体３の転動溝３ａと案内レール１の転動溝１ａとは、転動体５の転走路（負荷転動路）を構成している。
スライダ本体３の両側の脚部には、転動溝３ａと平行にスライダ本体３の長手方向へ貫通した直線状の戻し路３ｂが２本ずつ形成されている（図３、４も参照）。戻し路３ｂの断面形状は、戻し路３ｂ内に転動体５と後述の弾性部材９を配置するために、図３に示すように角丸長方形（２等分した真円を平行な２直線で結んだ形）になっている。なお、戻し路３ｂの断面形状は角丸長方形に限られず例えば真円形状としてもよい。
【００１５】
エンドキャップ４は、略コ字状の樹脂製部材からなる。図２にも示すように、エンドキャップ４のスライダ本体３側の面には、方向転換路６が両側の脚部に２箇所ずつ形成されている。方向転換路６は、図１に示すように上記転走路と戻し路３ｂとを連通するものであり半円弧状をしている。なお、方向転換路６については後に詳述する。エンドキャップ４は樹脂製に限らず金属製でもよい。
【００１６】
スライダ本体３の戻し路３ｂとエンドキャップ４の方向転換路６とは、転動体５を転走路へ循環させるための循環路を構成している。なお、スライダ本体３の戻し路３ｂは循環路の直線部、エンドキャップ４の方向転換路６は循環路の曲線部ともいう。図１に示すように、循環路及び転走路には転動体５として金属製のボールが多数装填されている。
【００１７】
以上の構成により、スライダ２は転動体５が上記転走路を転動することによって案内レール１上を直線運動することができる。なお、転走路内を転動した転動体５は、循環路を経て再度転走路へ導かれ、転走路と循環路を循環することができる。
【００１８】
図３、４に示すように、スライダ本体３の４つの戻し路３ｂにはそれぞれ弾性部材９が挿嵌されている。弾性部材９は、断面が矩形状であって、スライダ本体３の長手方向へ延びた平板形状をしている。斯かる弾性部材９は弾性変形可能な金属、例えばばね鋼材等からなる。ばね鋼材には薄板ばね用の鋼帯を用いることができる。このような鋼帯としては、板厚ｔ０．２０〜５ｍｍのみがき特殊鋼帯材（ＣＳＰ（ＪＩＳ Ｇ３３１１））、ばね用ステンレス鋼帯材（ＳＵＳ−ＣＳＰ（ＪＩＳ Ｇ４３１３））、ばね用冷間圧延鋼帯材（例えばＳ５０Ｃ−ＣＳＰ（ＪＩＳ Ｇ４８０２））等を用いることが好ましい。これらの鋼帯を用いることで、ばね鋼材即ち弾性部材９の耐へたり性を向上することができる。
【００１９】
図２に示すようにエンドキャップ４のスライダ本体３側の面には、各脚部に半円弧状の２つの転動溝４ａが形成されており、これらに交差するように半円柱状の凹部４ｃがさらに形成されている。凹部４ｃには、図５に示すリターンガイド７が取り付けられる（図３、４参照）。なお、図２に示すようにエンドキャップ４の各脚部の内側面には、転走路を転動した転動体５をすくい上げて転動溝４ａへ導くためのタング部８が２箇所ずつ一体的に形成されている。
【００２０】
リターンガイド７は、図５（ａ）に示すようにエンドキャップ４の転動溝４ａに対向する２つの転動溝７ａが形成された半円柱状の樹脂製部材からなる。この転動溝７ａとエンドキャップ４の転動溝４ａとによって上述の方向転換路６が構成される。図４、５に示すようにリターンガイド７には、転動溝７ａの戻し路３ｂ側の端部の溝底に穴部７ｃが形成されている。穴部７ｃはスライダ本体３の長手方向へ延びてリターンガイド７を貫通している。穴部７ｃの断面は矩形状をしており、弾性部材９を嵌合することが可能である。なお、リターンガイド７は樹脂製に限らず金属製でもよい。
【００２１】
斯かる弾性部材９とリターンガイド７の構成により、スライダ２を組み立てる際に、弾性部材９の端部をリターンガイド７の穴部７ｃにスライダ本体３側から嵌合させる。これにより、戻し路３ｂ内の弾性部材９の位置を固定でき、弾性部材９が戻し路３ｂ内で位置がずれたり回転することを防止できる。なお、弾性部材９の長さは、弾性部材９がスライダ本体３の戻し路３ｂの両端から突出するように戻し路３ｂの長さよりも大きく、かつ弾性部材９がリターンガイド７の穴部７ｃから転動溝７ａ内へ突出しない長さに設計されている。特に、弾性部材９の両端面は、リターンガイド７の転動溝７ａと面一になるように加工されていることが好ましい。
【００２２】
以上のように本実施形態に係る直動案内装置１００は、スライダ本体３の戻し路３ｂ内に平板形状の弾性部材９を配置したことにより、スライダ２を案内レール１上で走行させた際に循環路内の転動体５が超過密状態になって押し合いが生じても、弾性部材９が弾性変形する、詳細には弾性部材９が案内レール１側へ撓むことで転動体５の押し合いを解消し玉すべりの発生を防ぐことができる。このため、転動体５と循環路の間の摩擦力が突発的に増大することを防止でき、摩擦力の変動を効果的に抑えることができる。したがって、循環路や転動体５の損傷による直動案内装置１００の故障を防ぎながら、直動案内装置１００の良好な作動性を達成することができる。なお、弾性変形した弾性部材９は転動体５の通過後、元の形状に復帰することができる。
【００２３】
特に本実施形態では、弾性部材９を平板形状にしたことにより、図４に示すようにスライダ本体３の戻し路３ｂ内において、弾性部材９と戻し路３ｂの壁面との間に隙間Ｃが形成される。このため、弾性部材９が弾性変形しやすくなり、弾性変形量を大きく確保することができる。したがって、スライダ２を走行させた際に生じる循環路内の転動体５の押し合いを弾性部材９が大きく弾性変形することでより効果的に解消することができ、直動案内装置１００の作動性の悪化や故障をより良好に防止することができる。
【００２４】
また本実施形態は、弾性部材９を平板形状にしたことにより、上述した従来の直動案内装置のようにスライダ本体の戻し路に円筒形のスリーブを配置する構成に比べて、スライダ本体３の戻し路３ｂの径を小さくすることができる。このため、スライダ本体３の大型化を防止でき、結果として直動案内装置１００全体の大型化も防止できる。
【００２５】
また本実施形態は、弾性部材９に弾性変形可能な金属を採用したことにより、ゴム、樹脂、エラストマーを採用する場合に比べて、弾性部材９の耐油性、耐摩耗性及び耐久性を向上することができる。このため、直動案内装置１００の作動性を良好に維持しつつ長寿命化を実現することができる。
【００２６】
また本実施形態は、リターンガイド７において転動溝７ａのスライダ本体３の戻し路３ｂ側の端部の溝底に接するように穴部７ｃが形成されており、これに弾性部材９の端部を嵌合する構成である。このため、スライダ２を走行させた際に、スライダ本体３の戻し路３ｂからエンドキャップ４の方向転換路６へ転動体５を弾性部材９によってスムーズに案内することができ、また方向転換路６から戻し路３ｂへもスムーズに案内することができる。
【００２７】
なお、上述のように本実施形態に係る直動案内装置１００は、スライダ本体３の戻し路３ｂ内で弾性部材９を固定するために、弾性部材９の端部をリターンガイド７の穴部７ｃに嵌合させる構成である。しかしながら、弾性部材９の断面形状や本数、リターンガイド７の穴部７ｃの断面形状や個数は上述のものに限られず、弾性部材９をスライダ本体３の戻し路３ｂ内に回転を防ぎながら固定できる形状であればよい。
【００２８】
具体的には、例えば図６（ａ）、６（ｂ）に示すようにリターンガイド７の穴部７ｃの断面を台形状（アリ溝形状）とし、これに対応して弾性部材９を断面が台形状の角柱部材にしてもよい。また図６（ｃ）、６（ｄ）に示すようにリターンガイド７の穴部７ｃの断面を円形とし、これに対応して弾性部材９を円柱部材にしてもよい。また図６（ｅ）、６（ｆ）に示すようにリターンガイド７の穴部７ｃの断面を２つの円形とし、これに対応して弾性部材９を２本の円柱部材にしてもよい。また図６（ｇ）、６（ｈ）に示すようにリターンガイド７の穴部７ｃの断面を半円形とし、これに対応して弾性部材９を断面が略半円形の柱状部材にしてもよい。
【００２９】
（第２実施形態）
図７に示す第２実施形態に係る転がり装置である直動案内装置２００について、上記第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成について詳細に説明する。
【００３０】
図７に示すように本実施形態に係る直動案内装置２００は、上記第１実施形態における弾性部材９、リターンガイド７の代わりに弾性部材９１、リターンガイド７１を備えている。
【００３１】
弾性部材９１は、図８に示すように上記第１実施形態における弾性部材９の両端に係合部９２を一体的に設けたものである。係合部９２は弾性部材９１の平板部分よりも肉厚な略半円柱形状をしており、スライダ本体３の戻し路３ｂの壁面に隙間なく接触可能な側面部９２ａと、段差部９２ｂとが形成されている。なお、係合部９２を含めた弾性部材９１全体の長さはスライダ本体３の戻し路３ｂと同じに設計されている。斯かる弾性部材９１は上記第１実施形態における弾性部材９と同様に弾性変形可能な金属、例えば上記第１実施形態で具体的に述べたようなばね鋼材等からなる。
【００３２】
リターンガイド７１は、図９に示すように上記第１実施形態のリターンガイド７において、穴部７ｃの代わりに突起７１ｄを一体的に設けたものである。詳細には、突起７１ｄはリターンガイド７１の背面、即ちスライダ本体３側の面において、転動溝７ａの戻し路３ｂ側の端部の溝底に設けられている。突起７１ｄは、転動溝７ａを延長するようにスライダ本体３側へ向かって延びた略平板形状をしており、上記弾性部材９１の係合部９２における段差部９２ｂに係合することが可能である。なお、突起７１ｄの厚みは当該段差部９２ｂの高さと同じ大きさに設計されており、突起７１ｄと弾性部材９１のつなぎ目部分でも転動体５はスムーズに転動することができる。
【００３３】
斯かる弾性部材９１とリターンガイド７１の構成により、スライダ２を組み立てた際に、図７に示すようにリターンガイド７１の突起７１ｄとスライダ本体３の戻し路３ｂの壁面との間に生じる隙間に、弾性部材９１の係合部９２が嵌合する。これにより、戻し路３ｂ内の弾性部材９１の位置を固定でき、弾性部材９１が戻し路３ｂ内で位置がずれたり回転することを防止できる。
【００３４】
上記構成の弾性部材９１とリターンガイド７１を備えた本実施形態に係る直動案内装置２００は、上記第１実施形態に係る直動案内装置１００と同様の効果を奏することができる。特に本実施形態では、弾性部材９１に肉厚な係合部９２を設けたことにより、弾性部材９２の外側面に、深さが均一で弾性部材９２の短手方向において一端から他端まで達し、長手方向においては係合部９２を除いた範囲にわたる凹部が形成されたこととなる。このため、弾性部材９１とスライダ本体３の戻し路３ｂの壁面との間には隙間Ｃが形成される。このため、弾性部材９１が弾性変形しやすくなり、循環路内の転動体５の押し合いをより効果的に解消して直動案内装置２００の作動性の悪化や故障をより良好に防止することができる。
【００３５】
なお、上述のように本実施形態に係る直動案内装置２００は、リターンガイド７１に突起７１ｄを設け、この突起７１ｄとスライダ本体３の戻し路３ｂとの隙間に弾性部材９１の係合部９２を嵌合させる構成である。しかしながらこの構成に限られず、エンドキャップ４のスライダ本体３側の面において、転動溝４ａの戻し路３ｂ側の端部の溝底に略平板形状の突起を設け、この突起とスライダ本体３の戻し路３ｂとの隙間に弾性部材９１の係合部９２を嵌合させる構成としてもよい。
【００３６】
（第３実施形態）
図１０に示すように本実施形態に係る直動案内装置３００は、上記第１実施形態におけるエンドキャップ４、リターンガイド７の代わりにエンドキャップ４０、リターンガイド７２を備えている。
【００３７】
エンドキャップ４０は、図１１に示すように上記第１実施形態におけるエンドキャップ４のスライダ本体３側の面において、転動溝４ａの戻し路３ｂ側の端部の溝底に穴部４０ｃを形成したものである。穴部４０ｃはスライダ本体３の長手方向へ延び、断面は矩形状をしており、弾性部材９を嵌合することが可能である。
リターンガイド７２は、上記第１実施形態におけるリターンガイド７において穴部７ｃを排除したものである。
【００３８】
斯かる構成のエンドキャップ４０とリターンガイド７２を備えた本実施形態に係る直動案内装３００も、スライダ本体３の戻し路３ｂ内で弾性部材９の位置を固定でき、上記第１実施形態に係る直動案内装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００３９】
以上、第１〜３実施形態では転動体５としてボールを備えた直動案内装置１００、２００、３００を示している。しかしながら本発明はこれに限られず、転動体としてころを備えた直動案内装置に適用することもできる。また、本発明は直動案内装置に限られず、曲線運動案内装置に適用することもできる。
【００４０】
以上、各実施形態によれば、大型化を防止しながら作動性が良好で長寿命化を図った転がり装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１                      案内レール
１ａ                    案内レールの転動溝
２                      スライダ
３                      スライダ本体
３ａ                    スライダ本体の転動溝
３ｂ                    スライダ本体の戻し路
４、４０                エンドキャップ
５                      転動体
６                      エンドキャップの方向転換路
７、７１、７２          リターンガイド
９、９１、９２          弾性部材
１００、２００、３００  直動案内装置（リニアガイド装置）
【図１】
2017214980.tif 000003
【図２】
2017214980.tif 000004
【図３】
2017214980.tif 000005
【図４】
2017214980.tif 000006
【図５】
2017214980.tif 000007
【図６】
2017214980.tif 000008
【図７】
2017214980.tif 000009
【図８】
2017214980.tif 000010
【図９】
2017214980.tif 000011
【図１０】
2017214980.tif 000012
【図１１】
2017214980.tif 000013