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JP2008089027A - リニアガイド及びエンドキャップ - Google Patents

リニアガイド及びエンドキャップ Download PDF

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Abstract

【課題】高速駆動時の耐久性を向上すること。
【解決手段】スライダ３は、端面間を貫通する転動体戻り路６を有するスライダ本体３ａと、対応する転動体転動路４と転動体戻り路６との間を連通する湾曲状の方向転換路を有してスライダ本体３ａの軸方向の端面に固定された樹脂製（ノッチ付きアイゾット衝撃強さ１０．５kJ/m2以上の樹脂製）のエンドキャップ３ｂと、を含んで構成される。エンドキャップ３ｂを、ノッチ付きアイゾット衝撃強さで１０．５kJ/m2以上の樹脂製とした。そのため、エンドキャップの欠けやクラック等の損傷の発生を防止でき、高速駆動時の耐久性を向上することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、案内レールとスライダとの間に形成された複数の転動体転動路に転動自在な複数の転動体を有するリニアガイド及びエンドキャップに関する。
従来、この種のリニアガイドとしては、例えば、直線状に伸びている案内レールと、その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し、前記案内レールに跨架されたスライダと、それら案内レールの転動体転動溝とスライダの転動体転動溝との間（転動体転動路）に挿入された複数の鋼球と、を含んで構成され、それら複数の鋼球を介してスライダを案内レールの長手方向に沿って相対移動可能としたものがある。
このようなリニアガイドにあっては、通常、スライダは、端面間を貫通する転動体戻り路を有するスライダ本体と、それら転動体転動路及び転動体戻り路を連通する湾曲状の方向転換路を有して前記スライダ本体の軸方向の端面に固定された樹脂製（例えば、ポリアセタール、ポリフェニレンサルフェイド、ナイロン）のエンドキャップと、を含んで構成されている（例えば、特許文献１参照）。
また、エンドキャップには、転動体転動路を転動する鋼球を方向転換路内に滑らかに導くために、転動する鋼球をすくい上げるすくい上げ部が形成されている。
特開平７−００６５１９号公報
しかしながら、上記従来のリニアガイドにあっては、リニアガイドが高速で駆動される場合、すくい上げ部や方向転換路に鋼球が繰り返し衝突することで、すくい上げ部や方向転換路に欠けやクラック等の損傷が発生する恐れがあった。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、高速駆動時の耐久性を向上可能なリニアガイド及びエンドキャップを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明のリニアガイドは、案内レールと、その案内レールに沿って移動するスライダ本体と、そのスライダ本体の端面に固定されるエンドキャップとを備え、前記案内レール側面に形成された転動体転動溝及びその転動体転動溝に対向するように前記スライダ本体に形成された転動体転動溝で構成される転動体転動路と、前記スライダの端面間を貫通する転動体戻り路と、それら転動体転動路及び転動体戻り路を連通するように前記エンドキャップに形成された方向転換路とで転動体循環路とが形成され、その転動体循環路内に転動自在に多数の転動体を挿入してなるリニアガイドであって、前記エンドキャップは、ノッチ付きアイゾット衝撃強さで１０．５kJ/m2以上の樹脂製であることを特徴とする。
一方、本発明のエンドキャップは、案内レールと、その案内レールに沿って移動するスライダ本体と、そのスライダ本体の端面に固定されるエンドキャップとを備え、前記案内レール側面に形成された転動体転動溝及びその転動体転動溝に対向するように前記スライダ本体に形成された転動体転動溝で構成される転動体転動路と、前記スライダの端面間を貫通する転動体戻り路と、それら転動体転動路及び転動体戻り路を連通するように前記エンドキャップに形成された方向転換路とで転動体循環路とが形成され、その転動体循環路内に転動自在に多数の転動体を挿入してなるリニアガイドの前記エンドキャップであって、 ノッチ付きアイゾット衝撃強さで１０．５kJ/m2以上の樹脂製であることを特徴とする。
このような構成によれば、エンドキャップの欠けやクラック等の損傷の発生を防止でき、高速駆動時の耐久性を向上することができる。
また、本発明のリニアガイドは、前記案内レール側面に形成された転動体転動溝の断面形状は、略１／４円弧であってもよい。
このような構成によれば、スライダ本体の転動体転動溝の断面形状を略３／４円弧とし、スライダ本体による転動体の抱え込み量を増やすことで、転動体を転動体転動路から方向転換路内に滑らかに導くことができ、すくい上げ部先端部への衝撃を減らすことができると共に、すくい上げ部の突出量も小さくなるので、衝突によって発生するすくい上げ部の曲げ応力を小さくできる効果も有する。
以下、本発明のリニアガイドの実施形態を図面に基づいて説明する。
＜リニアガイドの構成＞
図１は、本実施形態のリニアガイドを一部破断して示す側面図である。
この図１に示すように、リニアガイド１は、直線状に伸びている案内レール２と、その案内レール２の転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、案内レール２に跨架されたスライダ３と、それら案内レール２側面に形成された転動体転動溝（断面が略１／２円弧の溝）及びその転動体転動溝に対向するようにスライダ３の内側側面に形成された転動体転動溝で構成された転動体転動路４と、それら転動体転動路４に転動自在に挿入された複数の転動体５と、を含んで構成され、それら複数の転動体５を介してスライダ３を案内レール２の長手方向に沿って相対移動可能としている。
また、スライダ３は、端面間を貫通する転動体戻り路６を有するスライダ本体３ａと、対応する転動体転動路４と転動体戻り路６との間を連通する湾曲状の方向転換路を有してスライダ本体３ａの軸方向の端面に固定された樹脂製（ノッチ付きアイゾット衝撃強さ１０．５kJ/m2以上の樹脂製）のエンドキャップ３ｂと、を含んで構成される。
エンドキャップ３ｂの材質としては、例えば、ＰＯＭの場合、デュポン社製のデルリン１００、またはこれに類似するシリーズや類似品が挙げられる。
また、エンドキャップ３ｂには、転動体転動路４を転動する転動体５を転動体戻り路６に滑らかに導くために、転動体５をすくい上げるすくい上げ部７が形成されている
このように、本実施形態のリニアガイドにあっては、エンドキャップ３ｂを、ノッチ付きアイゾット衝撃強さで１０．５kJ/m2以上の樹脂製としたため、エンドキャップの欠けやクラック等の損傷の発生を防止でき、高速駆動時の耐久性を向上できる。
なお、上記実施形態では、案内レール２側面の中央部付近に転動体転動溝を設ける例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図２に示すように、案内レール２側面の上下２カ所に転動体転動溝を設けてもよい。
また、案内レール２側面の上下２カ所に転動体転動溝を設ける場合には、例えば、図３〜７に示すように、上下２カ所の転動体転動溝の少なくとも一方を断面が略１／４円弧の溝としてもよい。そのようにすれば、その略１／４円弧の転動体転動溝に対応するスライダ本体３ａの転動体転動溝の断面形状を略３／４円弧とし、スライダ本体３ａによる転動体５の抱え込み量を増やすことで、転動体５を転動体転動路４から転動体戻り路６内に滑らかに導くことができ、すくい上げ部７への衝撃（すくい上げ部７がないものにあってはエンドキャップ３ｂへの衝撃）を減らすことができる。また、図３、４及び６に示すように、すくい上げ部７の突出量を小さくすることができるので、衝突によって発生するすくい上げ部７の曲げ応力を小さくすることができる。
＜実施例＞
次に、上記実施形態のリニアガイドを高速駆動した場合における、走行距離の測定実験の結果を、図面に基づいて説明する。
まず、図８に示すように、ノッチ付きアイゾット衝撃強さが異なる樹脂製の４種類のエンドキャップ（ノッチ付きアイゾット衝撃強さが７kJ/m2、９kJ/m2、１２kJ/m2、９０kJ/m2の樹脂製のエンドキャップ）を用いて、＃５５標準リニアガイドをそれぞれ構成し、速度３００m/min、潤滑剤ＡＳ２グリース、玉径９．５２５mm、２３℃の条件において、エンドキャップのすくい上げ部が破損し、走行不能となるまでのスライダの走行距離を測定する実験を行った。図９は、その実験の解析結果であって、各エンドキャップのノッチ付きアイゾット衝撃強さと走行距離との関係を示すグラフである。
このグラフによれば、スライダの走行距離は、エンドキャップの樹脂のノッチ付きアイゾット衝撃強さが９kJ/m2を超えたあたりから、ノッチ付きアイゾット衝撃強さの増加に応じて急激に増大するようになり、ノッチ付きアイゾット衝撃強さが１０．５kJ/m2となったところで、十分に大きくなることがわかる。
また、同様に、ノッチ付きアイゾット衝撃強さが１０．５kJ/m2を超えると、スライダの走行距離の延びはほぼ飽和状態となり、エンドキャップの樹脂のノッチ付きアイゾット衝撃強さが増加してもさほど増加しないこともわかる。
なお、その際、曲げ弾性率は、小さいとエンドキャップをビス止めする場合に変形が起きやすくなるため、２０００Mpa以上とするのが望ましい。
また、図１０に示すように、ノッチ付きアイゾット衝撃強さが１２kJ/m2（１０．５kJ/m2以上）のエンドキャップ用いて構成される＃５５標準リニアガイドに、転動溝の形状が異なる２種類の案内レール（転動溝の形状が略１／２、略１／４の案内レール）を用い、速度３００m/min、潤滑剤ＡＳ２グリース、玉径９．５２５mm、２３℃の条件において、エンドキャップのすくい上げ部が破損し、走行不能となるまでのスライダの走行距離を測定する実験を行った。図１１は、その実験の解析結果であって、各転動体転動溝の形状と走行距離との関係を示すグラフである。
このグラフによれば、スライダの走行距離は、転動体転動溝が略１／２円弧のものより略１／４円弧のもののほうが長いことがわかる。
すなわち、案内レールの転動体転動溝の形状は、略１／２円弧よりも略１／４円弧としたほうが、エンドキャップに損傷が生じにくいことがわかる。
本発明のリニアガイドの一実施形態を一部破断して示す側面図である。 本発明の変形例（転動体転動溝が２つの場合）を説明するための側面図である。 本発明の変形例（一方の転動体転動溝の断面が略１／４円弧の場合）を説明するための側面図である。 本発明の変形例（両方の転動体転動溝の断面が略１／４の場合）を説明するための側面図である。 本発明の変形例（図４のタイプのすくい上げ部がない場合）を説明するための側面図である。 本発明の変形例（案内レールの形状が異なる場合）を説明するための側面図である。 本発明の変形例（図６のタイプのすくい上げ部がない場合）を説明するための側面図である。 ノッチ付きアイゾット衝撃強さが異なる樹脂製のエンドキャップを用いた実験の実験条件を説明するためのテーブルである。 エンドキャップのノッチ付きアイゾット衝撃強さと走行距離との関係を示すグラフである。 転動溝の形状が異なる案内レールを用いた実験の実験条件を説明するためのテーブルである。 転動体転動溝の形状と走行距離との関係を示すグラフである。
符号の説明
１はリニアガイド、２ 案内レール、３はスライダ、３ａはスライダ本体、３ｂはエンドキャップ、４は転動体転動路、５は転動体、６は転動体戻り路

Claims (3)

  1. 案内レールと、その案内レールに沿って移動するスライダ本体と、そのスライダ本体の端面に固定されるエンドキャップとを備え、
    前記案内レール側面に形成された転動体転動溝及びその転動体転動溝に対向するように前記スライダ本体に形成された転動体転動溝で構成される転動体転動路と、前記スライダの端面間を貫通する転動体戻り路と、それら転動体転動路及び転動体戻り路を連通するように前記エンドキャップに形成された方向転換路とで転動体循環路とが形成され、その転動体循環路内に転動自在に多数の転動体を挿入してなるリニアガイドであって、
    前記エンドキャップは、ノッチ付きアイゾット衝撃強さで１０．５kJ/m2以上の樹脂製であることを特徴とするリニアガイド。
  2. 前記案内レール側面に形成された転動体転動溝の断面形状は、略１／４円弧であることを特徴とする請求項１に記載のリニアガイド。
  3. 案内レールと、その案内レールに沿って移動するスライダ本体と、そのスライダ本体の端面に固定されるエンドキャップとを備え、
    前記案内レール側面に形成された転動体転動溝及びその転動体転動溝に対向するように前記スライダ本体に形成された転動体転動溝で構成される転動体転動路と、前記スライダの端面間を貫通する転動体戻り路と、それら転動体転動路及び転動体戻り路を連通するように前記エンドキャップに形成された方向転換路とで転動体循環路とが形成され、その転動体循環路内に転動自在に多数の転動体を挿入してなるリニアガイドの前記エンドキャップであって、
    ノッチ付きアイゾット衝撃強さで１０．５kJ/m2以上の樹脂製であることを特徴とするエンドキャップ。
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