(57)【要約】【課題】生産性が高く低コストで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１０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とからなる転走路と、第２部材２に備えられており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、弾性材料からなり転動体５に接触して転動体５の速度を制御する速度制御部材２０が循環路内に備えられている。【選択図】図２
2017155773.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、
弾性材料からなり前記転動体に接触して前記転動体の速度を制御する速度制御部材が前記循環路内に備えられていることを特徴とする転がり装置。
【請求項２】
前記速度制御部材は前記循環路の出入口に配置されてい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】
前記速度制御部材は前記循環路の径方向内側へ延在しており、ブラシ、薄板、又はのれん状の複数の薄板からな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】
前記速度制御部材は前記循環路の径方向内側へ延在しており、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転がり装置。
Ｅ−ｄ／２＜Ｄ
ただし、
Ｄ：前記循環路の径方向における前記速度制御部材の長さ
Ｅ：前記循環路の直径
ｄ：前記転動体の直径
【請求項５】
前記速度制御部材は熱可塑性エラストマー、軟質塩化ビニル、軟質ポリエチレン、フッ素樹脂、又は合成ゴムからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の転がり装置。
【請求項６】
前記第１部材は案内レールからなり、
前記第２部材は、スライダ本体と、エンドキャップと、リターンガイドとを有し、
前記循環路は、前記スライダ本体に形成された戻し路と、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方向転換路とで構成されており、
前記速度制御部材は前記エンドキャップの転動溝と前記リターンガイドの転動溝の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の転がり装置。
【請求項７】
前記第１部材はねじ軸からなり、
前記第２部材は、ナットと、前記転動体を循環させるための循環部材とを有し、
前記循環路は前記循環部材に形成された方向転換路を含み、
前記速度制御部材は前記方向転換路に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５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とエンドキャップに設けられた方向転換路とからなる。
【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から転走路へ進入する転動体が循環路の出口付近、即ちエンドキャップの方向転換路内の出口付近で過密状態になりやすい。方向転換路内で転動体が過密状態になると、転動体どうしの押し合いによって逃げ場を失った転動体が方向転換路をすべりながら転動する、所謂玉すべりが生じてしまう。これにより、転動体と方向転換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、方向転換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った。
【０００５】
斯かる背景の下、スライダ本体の転動溝の長さやエンドキャップのタング部の形状を最適な寸法に設計すること、転動体どうしの間に最適な寸法の保持ピースを配置すること等により、転動体の玉すべりを抑制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】特開２００２−２１８４８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、各部品の寸法や取り付け位置を最適に設計する必要がある。このため、高い部品精度及び各部品の高い位置合わせ精度が必要であり、生産性やコストの面で不利であった。
【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、生産性が高く低コストで作動性の良好な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、
弾性材料からなり前記転動体に接触して前記転動体の速度を制御する速度制御部材が前記循環路内に備えられ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、生産性が高く低コストで作動性の良好な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（ａ）は第１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り、図１（ｂ）はエンドキャップの構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は第１実施形態の直動案内装置における方向転換路の様子を示す拡大断面図（図１（ｂ）の１Ａ−１Ａ断面図）であり、図２（ｂ）は速度制御部材の構成を示す図（図２（ａ）の２Ａ−２Ａ断面図）であり、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は速度制御部材の異なる態様を示す図である。
【図３】図３（ａ）は第１実施形態の直動案内装置の第１変形例を示す図であり、図３（ｂ）は速度制御部材の構成を示す図（図３（ａ）の３Ａ−３Ａ断面図）である。
【図４】図４（ａ）は第１実施形態の直動案内装置の第２変形例を示す図であり、図４（ｂ）は速度制御部材の構成を示す図（図４（ａ）の４Ａ−４Ａ断面図）である。
【図５】図５（ａ）は第２実施形態に係る転がり装置であるボールねじ装置を示す図であり、図５（ｂ）はコマ部材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（ａ）に示す本実施形態に係る転がり装置である直動案内装置１０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とからなる。
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。
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。
【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１（ｂ）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（ａ）及び図２（ａ）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。図１（ａ）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１（ｂ）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（上側転動溝、下側転動溝）４ａ、４ｂ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２（ａ）に示すように上側転動溝４ａ、下側転動溝４ｂに対向する２つの転動溝７ａ、７ｂ（７ａは不図示）が形成された半円柱状のリターンガイド７が取り付けられている。このようなエンドキャップ４の上側転動溝４ａ、下側転動溝４ｂとリターンガイド７の２つの転動溝７ａ、７ｂとによって上述の方向転換路６、６が構成されている。なお、図１（ｂ）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をすくい上げて方向転換路６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。
【００１９】
本実施形態では、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すようにリターンガイド７の転動溝７ｂに速度制御部材２０が備えられている。速度制御部材２０は方向転換路６を転動する転動体５に直接接触して転動体５の速度を制御するものである。速度制御部材２０は弾性材料からなるブラシであって、図２（ａ）に示すように方向転換路６の径方向内側へ延在しており、図２（ｂ）に示すように方向転換路６の進行方向から見て全体として長方形をなしている。斯かる速度制御部材２０は転動溝７ｂの溝底において転走路側の出入口付近に接着剤で取り付けられている。
【００２０】
なお、速度制御部材２０はブラシに限られず、図２（ｃ）に示す一枚の薄板や、図２（ｄ）に示すのれん状に配置した複数の薄板等としてもよい。速度制御部材２０の転動溝７ｂへの取り付けは接着剤に限られず、転動溝７ｂに凹み部を設けて速度制御部材２０を嵌め込む構成や、速度制御部材２０とリターンガイド７を一体成形する構成等としてもよい。
【００２１】
速度制御部材２０には曲げ弾性率が８０〜１０００ＭＰａの弾性材料を用いることが望ましい。これを満足する弾性材料として、熱可塑性エラストマー、軟質塩化ビニル、軟質ポリエチレン、フッ素樹脂、合成ゴム等が挙げられる。
具体的には、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）としてはポリアミド（ＰＡ）６、ＰＡ６６、ＰＡ１１、ＰＡ１２等をハードセグメントとするポリアミド系エラストマー、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＢＮ）等をハードセグメントとするポリエステル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ニトリルゴム系エラストマー等が好ましい。
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等が好ましく、中でも射出成形可能なＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＣＴＦＥが特に好ましい。
【００２２】
速度制御部材２０は以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）  Ｅ−ｄ／２＜Ｄ
ただし、
Ｄ：方向転換路６の径方向における速度制御部材２０の長さ
Ｅ：方向転換路６の直径
ｄ：転動体５の直径
【００２３】
条件式（１）は方向転換路６の径方向における速度制御部材２０の長さを規定する条件式である。速度制御部材２０の長さが条件式（１）の下限値を下回ると、方向転換路６を転動する転動体５の速度を十分に低下させることができなくなってしまうので好ましくない。
【００２４】
以上、リターンガイド７の転動溝７ｂに設けた速度制御部材２０について説明したが、リターンガイド７の転動溝７ａにも同様に速度制御部材２０（不図示）が設けられている。
【００２５】
上記構成の速度制御部材２０をリターンガイド７の転動溝７ａ、７ｂに設けたことにより、転走路へ向かって方向転換路６を転動する転動体５が速度制御部材２０に接触する。速度制御部材２０に接触した転動体５は速度制御部材２０を押し退けて弾性変形させながら方向転換路６を転動し、タング部８によって転走路内へ導かれる。なお、弾性変形した速度制御部材２０は転動体５の通過後、元の形状に復帰する。
【００２６】
上記のように転動体５が速度制御部材２０に接触することで、転動体５の速度が略一定の値まで低下する。このように速度制御部材２０によって１つ１つの転動体５の速度を制御することにより、方向転換路６内の速度制御部材２０からタング部８の先端までの空間における転動体５の充填率を常に略一定に維持することができる。これにより、方向転換路６内の出口付近で転動体５が過密状態になることを防ぎ、玉すべりの発生を抑制することができる。したがって、転動体５と方向転換路６の間の摩擦力が突発的に増大することを防止できるため、方向転換路６や転動体５の損傷による直動案内装置１０の故障を防ぎながら、直動案内装置１０の良好な作動性を達成することができる。
【００２７】
本実施形態に係る直動案内装置１０は、先に述べた従来の直動案内装置のように各部品の寸法や取り付け位置を最適に設計する必要も、高い部品精度及び各部品の高い位置合わせ精度も必要としないため、高い生産性と低コスト化を達成することができる。
なお、従来の直動案内装置はスライダ本体の転動溝における長手方向の両端部にクラウニングを設ける場合、クラウニング周辺の転動体の充填率の変動を抑制するために、転走路の予圧仕様に合わせて最適なクラウニングの形状を定めることが必要であり、生産性やコストの面で一層不利であった。斯かる場合でも本実施形態に係る直動案内装置１０は、クラウニングの形状を厳密に定める必要がなくなるため、高い生産性と低コスト化を達成することができる。
【００２８】
ここで、本実施形態において速度制御部材２０は上述のようにリターンガイド７の転動溝７ａ、７ｂに設けられているが、速度制御部材２０の位置はこれに限られず、以下の第１、第２変形例のような構成にすることもできる。
【００２９】
（第１変形例）
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すようにエンドキャップ４の下側転動溝４ｂに速度制御部材２０を設けてもよい。具体的には、速度制御部材２０は下側転動溝７ｂの溝底において転走路側の出入口付近に設けてもよい。この場合、エンドキャップ４の上側転動溝４ａにも同様に速度制御部材２０（不図示）を設ける。斯かる構成により、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
（第２変形例）
上記第１実施形態と上記第１変形例を組み合わせてもよい。即ち、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すようにリターンガイド７の転動溝７ｂとエンドキャップ４の下側転動溝４ｂの両方に速度制御部材２０どうしが対向するように設けてもよい。この場合、リターンガイド７の転動溝７ａとエンドキャップ４の上側転動溝４ａにも同様に速度制御部材２０（不図示）を設ける。斯かる構成により、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができ、特に方向転換路６を転動する転動体５の速度をより良好に制御することができる。
【００３１】
以上、第１実施形態では転動体としてボールを備えた直動案内装置を示している。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。
【００３２】
（第２実施形態）
図５（ａ）に示す第２実施形態に係る転がり装置であるボールねじ装置３０は、ねじ軸３１と、ねじ軸３１に転動体３４を介して螺合したナット３２とからなる。
【００３３】
ねじ軸３１は、細長い円柱形状の金属製部材からなる。ねじ軸３１の外周面には転動溝３１ａが螺旋状に形成されている。
ナット３２は、ねじ軸３１の外径よりも大きな円形の貫通口が形成された略円筒形状の金属製部材からなる。ナット３２の内周面には、ねじ軸３１の転動溝３１ａに対応するように転動溝３２ａが螺旋状に形成されている。
ねじ軸３１はナット３２の貫通口に挿入されており、互いの転動溝３１ａ、３２ａが対向して転走路を構成している。この転走路には、転動体３４が装填されており、これによってねじ軸３１とナット３２は螺合している。
【００３４】
ナット３２には、軸方向へ貫通した直線状の戻し路３２ｂが形成されている。ナット３２の軸方向の両端部にはコマ部材３５、３５が埋設されている。
コマ部材３５は、図５（ｂ）に示すように略三角柱状の樹脂製部材からなり、方向転換路３５ａが形成されている。方向転換路３５ａは、図５（ａ）に示すように上記転走路と戻し路３２ｂとを連通するものであり略円弧状をしている。なお、コマ部材３５は樹脂製に限らず金属製でもよい。
【００３５】
ナット３２の戻し路３２ｂとコマ部材３５の方向転換路３５ａとは、転動体３４を転走路へ循環させるための循環路を構成している。循環路と転走路には、転動体３４として金属製のボールが多数装填されている。
【００３６】
以上の構成により、ねじ軸３１とナット３２のいずれか一方を回転させることで、転動体３４が転走路内を転動し、他方を軸方向へ直線移動させることができる。なお、転走路内を転動した転動体３４は、循環路を経て再び転走路へ導かれ、転走路と循環路を循環することができる。
【００３７】
本実施形態では、図５（ｂ）に示すようにコマ部材３５の方向転換路３５ａに速度制御部材２１が備えられている。速度制御部材２１は方向転換路３５ａを転動する転動体３４に接触して転動体３４の速度を制御するものであり、方向転換路３５ａの中心へ向かって延びた弾性変形可能なブラシからなる。速度制御部材２１は方向転換路３５ａの溝底において転走路側の出入口付近、即ちタング部３５ｂ付近に接着剤で取り付けられている。なお、速度制御部材２１の構成は上記第１実施形態における速度制御部材２０と同様である。
【００３８】
斯かる構成により、本実施形態のボールねじ装置３０は上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、本発明は本実施形態のようなコマ部材３５を備えたボールねじ装置３０に限られず、転動体３４を循環させるためのその他の循環部材（例えばリターンチューブやガイドプレート）を備えたボールねじ装置に適用することも可能である。
【００３９】
以上、各実施形態によれば、生産性が高く低コストで作動性の良好な転がり装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００４０】
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            エンドキャップ
５、３４      転動体
６            エンドキャップの方向転換路
１０          直動案内装置（リニアガイド装置）
２０、２１    速度制御部材
３０          ボールねじ装置
３１          ねじ軸
３１ａ        ねじ軸の転動溝
３２          ナット
３２ａ        ナットの転動溝
３２ｂ        ナットの戻し路
３５          コマ部材
３５ａ        コマ部材の方向転換路
【図１】
2017155773.tif 000003
【図２】
2017155773.tif 000004
【図３】
2017155773.tif 000005
【図４】
2017155773.tif 000006
【図５】
2017155773.tif 000007