JP2012219839A

JP2012219839A - 直動案内装置

Info

Publication number: JP2012219839A
Application number: JP2011083071A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Sato; 亮一佐藤; Atsushi Matsumoto; 淳松本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-11-12
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: JP5772159B2

Abstract

【課題】アンダーシールとサイドシールを別個に構成した場合であっても、サイドシールとアンダーシールの接続部から、異物が侵入することを防止しつつも、管理コストや製造コストを抑制し得る直動案内装置を提供する。
【解決手段】このリニアガイド（直動案内装置）１０は、サイドシール２０の底面に、アンダーシール１６側に向けて突出する突出部２２が設けられており、この突出部２２が、アンダーシール１６のリップ部１６ａの上面１６ｂと弾性変形によって隙間なく接触している。
【選択図】図７

Description

本発明は、案内レールと、この案内レール上に転動体を介してスライド移動可能に跨設されるスライダとを備える直動案内装置に関する。

この種の直動案内装置は、防塵の目的で、案内レールとスライダの摺接部分のシール部材として、サイドシールとアンダーシールが用いられる（例えば特許文献１参照）。
サイドシールは、スライダのスライド移動方向の端面に取り付けられ、案内レールの軸方向からスライダ内に異物が侵入することを防ぐものである。また、アンダーシールは、跨設されるスライダの袖部下部の、スライダと案内レールとの間の隙間ができる部分に取り付けられ、直動案内装置の底面側からスライダ内に異物が侵入することを防ぐものである。

特開２０００−１８２４４号公報特開昭５９−１２１２２５号公報

しかしながら、サイドシールとアンダーシールとが別個の部材であれば、相互の当接部には隙間が生じうる。特に、粉塵や液体等の異物が多い環境で直動案内装置を使用する場合には、この当接部の隙間から、異物がスライダ内に侵入する可能性が増大する。スライダ内に異物が侵入すると、スライダ内部の転動体の循環が阻害されて、直動案内装置が破損するおそれがある。一方、アンダーシールのスライド移動方向の長さを厳密に管理すれば、アンダーシールとサイドシールの当接部の隙間をなくすことはできる。

しかし、アンダーシールの長さの管理のために労力を要し、また、管理コストの増大につながるという問題がある。
そこで、例えば特許文献２に記載の技術では、サイドシールとアンダーシールを一体化している。これにより、サイドシールとアンダーシールの当接部から異物が侵入することを防止することができる。しかし、このように一体化したシール部材を製作するのは容易ではなく、製造コストの増大につながるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、アンダーシールとサイドシールを別個に構成した場合であっても、サイドシールとアンダーシールの当接部から、異物が侵入することを防止しつつも、管理コストや製造コストを抑制し得る直動案内装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、案内レールと、該案内レール上に跨設されるスライダとを備え、前記スライダが、自身左右の袖部の転動体を介して前記案内レール上をスライド移動する直動案内装置であって、前記案内レールとスライダとの摺接部分のシール部材として、前記スライダのスライド移動方向の端面に取り付けられたサイドシールと、前記袖部下部のスライダと案内レールとの問の隙間ができる部分に取り付けられたアンダーシールとを別個の部品として有し、前記サイドシールの底面には、前記アンダーシール側に向けて突出する突出部が設けられており、該突出部が、前記アンダーシールのリップ部の上面と弾性変形によって隙間なく接触していることを特徴とする。

本発明に係る直動案内装置によれば、サイドシールとアンダーシールが別部品なので、アンダーシールとサイドシールを一体に構成した場合と比べて製作が容易である。よって、製造コストを抑えることができる。そして、サイドシールの底面に、アンダーシール側に向けて突出する突出部が設けられ、この突出部が、アンダーシールのリップ部の上面と弾性変形によって隙間なく接触する構成としたので、サイドシールとアンダーシールの当接部に隙間がない状態となる。よって、この当接部の部分から異物が侵入することを防止することが可能であり、また、突出部を弾性変形によって隙間なく接触する構成としているので、寸法の管理も容易となり管理コストも抑えられる。

ここで、本発明に係る直動案内装置において、前記アンダーシールのリップ部は、前記サイドシールの突出部との当接面が、前記案内レールの底面に対して角度θ１だけ傾斜しており、前記突出部は、前記アンダーシールのリップ部との当接面が、前記案内レールの底面に対して角度θ２だけ傾斜しており、前記角度θ１が、前記角度θ２以下の角度になっていることは好ましい。このような構成であれば、サイドシールとアンダーシ−ルの当接部に隙間がない状態とする上で好適である。

また、本発明に係る直動案内装置において、前記スライダの少なくとも一方の端面に、前記サイドシールが２枚以上重ねて装着されていることは好ましい。このような構成であれば、サイドシールが２枚以上重ねてあるので、より防塵効果を高めることができる。
また、本発明に係る直動案内装置において、前記スライダに取り付けられた複数のサイドシールのうち、最も外側に位置するサイドシールのリップ部の先端位置が、前記アンダーシールの長手方向の端面よりも前記スライダの本体側に位置するとともに、前記アンダーシールの長手方向の端面が、前記サイドシールの表面よりも前記スライダの本体側に位置していることは好ましい。このような構成であれば、製作誤差等によって、各シール部材の長さが長手方向でばらついたとしても、サイドシールとアンダーシールの当接部に隙間が生じない側に端面を位置させることができるため、異物が侵入することを防止しつつも、管理コストや製造コストを抑制する上でより好適である。

上述のように、本発明によれば、アンダーシールとサイドシールを別個に構成した場合であっても、サイドシールとアンダーシールの当接部から異物が侵入することを防止しつつも、管理コストや製造コストを抑制することができる。

本発明に係る直動案内装置の一実施形態であるリニアガイドの斜視図であり、同図では、一部を破断して示している。本発明に係るアンダーシールとサイドシールの構成（第一の例）を示す分解斜視図である。本発明に係るアンダーシールを示す斜視図である。装着時における第一の例の、アンダーシールと案内レールとの関係を説明する図であり、同図では、サイドシールは装着されておらず、アンダーシールのみをスライダ（エンドキャップ）に装着した状態を示している。本発明に係るサイドシールを示す分解斜視図である。装着時における第一の例の、サイドシールと案内レールとの関係を説明する図であり、同図では、アンダーシールは装着されておらず、サイドシールのみをスライダに装着した状態を示している。サイドシールの突出部と、アンダーシールのリップ部の接触状態を示す斜視図である。装着時における第一の例での、アンダーシールとサイドシールの関係を説明する図であり、同図では、サイドシールとアンダーシールの両方をスライダに装着した状態を示している。装着時における第一の例のシール部材の効果を説明する図であり、同図では、サイドシールとアンダーシールの両方をスライダに装着した状態を示している。本発明に係る直動案内装置の他の例（第二の例）を示す分解斜視図である。図１０に示す第二の例における、サイドシールの突出部とアンダーシールのリップ部の接触状態を示す斜視図である。従来のシール部材の構成において、サイドシールを複数枚装着したときにおける効果（不十分な点）を説明する図である。

以下、本発明に係る直動案内装置の一実施形態であるリニアガイドについて、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、このリニアガイド（直動案内装置）１０は、案内レール１と、この案内レール１上をスライド移動するスライダ２とを有する。案内レール１には、自身外面の左右側面に複数の転動体転動溝４が形成されている。スライダ２は、左右に袖部２ａ，２ｂを有することでコ字状をなしている。そして、スライダ２は、そのコ字状の凹部側を案内レール１側に対向させた姿勢で案内レール１に跨設されており、左右の袖部２ａ，２ｂには、案内レール１の転動体転動溝４に対向する転動体転動溝６が内面に形成されている。

また、このスライダ２は、スライダ本体５と、その両端面部に装着された一対のエンドキャップ７とを有している。スライダ本体５には、転動体戻し通路１１がスライド移動方向に沿って形成されている。各エンドキャップ７の内部には、略Ｕ字状の方向転換路８がそれぞれに形成されている。そして、各方向転換路８は、転動体戻し通路１１、および転動体転動路１２（案内レール１とスライダ本体５との両転動体転動溝４，６からなる）の端部同士を繋いで円環状の無限循環路を複数構成している。そして、各無限循環路内には、エンドキャップ７の方向転換路８およびスライダ本体５の転動体戻し通路１１に遊嵌するとともに転動体転動路１２に介装された状態に複数の転動体３が充墳されている。

これにより、このリニアガイド１０は、充填された複数の転動体３が、案内レール１に対するスライダ２の相対移動に伴って各無限循環路内を転動し、一方のエンドキャップ７内の方向転換路８で方向転換した後、転動体戻し通路１１に導入されて反対側の方向転換路８から再び転動体転動路１２に戻るという循環をしつつ、これら複数の転動体３を介してスライダ２が案内レール１の長手方向に沿って円滑に相対移動するようになっている。

ここで、このリニアガイド１０には、図２に示すように、各エンドキャップ７それぞれの外側に、シール部材としてサイドシール２０がそれぞれ一枚取り付けられている。さらに、各サイドシール２０の外側には、エンドキャップ７やサイドシール２０と略相似形状をなす保護カバー１９が取り付けられている。保護カバー１９は、金属板（鋼材、アルミ材など）から製作される。サイドシール２０は、スライダ２のスライド移動方向の端面に取り付けられ、そのリップ部２０ａによって塵埃などの異物が案内レール１とエンドキャップ７との間からスライダ２の内部に侵入するのを防止している。各サイドシール２０は、保護カバー１９とエンドキャップ７の間に挟みこまれ、不図示のねじで締結されることで、スライダ本体５に固定される。

また、案内レール１に跨設されるスライダ２の左右の袖部２ａ，２ｂ下部の内側には、スライダ２と案内レール１との問の隙間ができる部分に、その隙間を可及的に小さくするように、シール部材としてアンダーシール１６が案内レール１の長手方向に沿って、エンドキャップ７の内側面に案内レール１に沿って設けられたスリット７ｍに嵌め込むことで取り付けられる。アンダーシール１６は、リニアガイド１０の底面側からスライダ２内に異物が侵入することを防いでいる。

次に、上記シール部材（サイドシール２０、アンダーシール１６）についてより詳しく説明する。
アンダーシール１６は、金属板（鋼材、アルミ材など）に、可撓性材料（ゴム、エラストマなど）を一体成形したものである。このアンダーシール１６は図２および図３に示すように、スライダ本体５の長手方向に沿って配置される部材であり、図４に示すように、長手方向の両端１６ｔをスライダ本体５とエンドキャップ７の内側面に案内レール１に沿って設けられたスリット７ｍに嵌め込むことでスライダ２（エンドキャップ７）に固定される。なお、嵌め込まれた位置は、段部１６ｄによって規制される（図４参照）。

ここで、このアンダーシール１６は、図４に示すように、案内レール１側に対向する面に、斜め下方に向けて張り出して形成されたリップ部１６ａを有する（同図に一点鎖線で示す符号Ａ１）。このリップ部１６ａは、可撓性材料で形成されており、スライダ２に案内レール１を組み込むと、リップ部１６ａが案内レール１に接触する。このため、リップ部１６ａが案内レール１によって押されることにより、同図に一点鎖線で示す初期位置Ａ１から、案内レール１とは反対の方向に斜め下方に向けて弾性変形し、案内レール１に当接した状態（同図に実線で示す符号Ａ２の組み付け状態）となる。このとき、スライダ２を案内レール１に組み込んだ状態で、アンダーシール１６のリップ部１６ａの上面１６ｂは、案内レール１底面（図の水平方向と平行）からの角度はθ１になるように設定されている。本実施形態の例では、角度θ１＝５１°である。

他方、サイドシール２０は、図５に分解斜視図を示すように、略コ字状の保持板２４と、この保持板２４の凹部側に嵌め込まれる略コ字状のシール本体２６とから構成されている。保持板２４は、硬質の合成樹脂（ポリアセタール、ポリアミド、など）の射出成形品である。シール本体２６は、コ字状の凹部側に、対向する案内レール１の外周面に倣うように形成されたリップ部２０ａを有し、このリップ部２０ａを案内レール１の外周面に摺接させることで、案内レール１の軸方向からスライダ２内に異物が侵入することを防いでいる。

シール本体２６は、可撓性の高い合成樹脂（ポリエステル系エラストマ、ウレタン系エラストマなど）、またはゴム（ニトリルゴム、ふっ素ゴムなど）の射出成形品である。なお、ポリエステル系エラストマの具体的な商品名として、東洋紡績株式会社製のペルプレンＥＮ１０００、ＥＮ２０００、ＥＮ３０００、ＥＮ５０００などを例示することができる。

ここで、このサイドシール２０のリップ部２０ａには、図６に示すように、底面に突出部２２が一体に設けられている。この突出部２２も可撓性材料で形成されている。スライダ２に案内レール１を組み込むと、リップ部２０ａおよび突出部２２が案内レール１にそれぞれ接触する。このため、図６に一点鎖線で示す初期位置Ｂ１から、リップ部２０ａが図６に実線で示すような組み込み位置Ｂ２まで弾性変形する。このとき、スライダ２を案内レール１に組み込んだ状態で、突出部２２の底面２２ｂは、案内レール１底面（図の水平方向と平行な方向）からの角度がθ２になるように設定されている。ここで、上述の角度θ１と角度θ２との関係は、θ１≦θ２になるように予め設定されている。なお、本実施形態の例では、角度θ２＝５５°である。

図７は、上述した、サイドシール２０の突出部２２と、アンダーシール１６のリップ部１６ａとの接触状態を示す斜視図である。なお、同図に示す状態は、実際には案内レール１も組み込まれているが、同図においては、理解を容易にするために、案内レール１を図示していない。ただし、サイドシール２０およびアンダーシール１６は、案内レール１が組み込まれた状態での弾性変形した形状を示してある。

同図に示すように、サイドシール２０は、そのリップ部２０ａの先端（案内レール１表面と接する箇所）が、アンダーシール１６の長手方向の端面Ｔ２よりも、距離Δ１だけ、スライダ本体５側に位置するようになっている。さらに、アンダーシール１６は、サイドシール２０の表面Ｔ１に対し、アンダーシール１６の長手方向端面Ｔ２が、Δ２だけ奥まった位置に位置するようになっている。

次に、このリニアガイド１０の作用・効果について説明する。
このリニアガイド（直動案内装置）１０によれば、サイドシール２０の底面に、アンダーシール１６側に向けて突出する突出部２２が設けられており、この突出部２２が、図８に示すように、サイドシール２０とアンダーシール１６の両方をスライダに装着した状態において、アンダーシール１６のリップ部１６ａの上面１６ｂと弾性変形によって隙間なく接触する。
よって、サイドシール２０とアンダーシール１６の当接部に隙間がないので、異物が侵入することがない。また、突出部２２をリップ部１６ａの上面１６ｂに対して弾性変形によって隙間なく接触する構成としているので、寸法の管理も容易となり管理コストも抑えられる。

そして、このリニアガイド１０によれば、サイドシール２０とアンダーシール１６が別部品なので、アンダーシール１６とサイドシール２０を一体に構成した場合と比べて製作が容易である。よって、製造コストを抑えることができる。
また、このリニアガイド１０によれば、アンダーシール１６のリップ部１６ａとサイドシール２０の突出部２２が接触した際、上述の角度θ１、θ２が、θ１≦θ２となっているので、図８に示すように、両者が案内レール１によって一緒にスライダ２の袖部２ａ，２ｂ側に向けて押されることで、更に案内レール１とは反対の側に向けて弾性変形し、図９に示すように隙間無く当接部を密着させることができる。このとき、突出部２２およびアンダーシール１６のリップ部１６ａが、ともに可撓性材料で形成されているので、十分な弾性変形が得られる。

さらに、図７に示したように、サイドシール２０のリップ部２０ａの先端（案内レール１表面と接する箇所）は、アンダーシール１６の長手方向の端面よりも、距離Δ１だけ、スライダ本体５側に位置するようになっているので、製作誤差等によって、アンダーシール１６の長さが片側につき最大Δ１まで短くなったとしても、サイドシール２０とアンダーシール１６の間に隙間が生じることはない。

また、図７に示したように、サイドシール２０の表面Ｔ１に対して、アンダーシール１６の長手方向の端面Ｔ２が、距離Δ２だけ奥まった位置にあるので、製作誤差等によって、アンダーシール１６の長さが片側につき、最大Δ２まで長くなったとしても、アンダーシール１６の端面がサイドシール２０の表面から飛び出すことがない。換言すれば、アンダーシール１６の端面がサイドシール２０の表面から飛び出すと、保護カバー１９を取り付けたときに、アンダーシール１６の端面が、保護カバー１９によって押されて、アンダーシール１６が変形してしまい、初期の防塵性能を得られなくなるおそれがあるが、これを防止することができる。

つまり、本実施形態のリニアガイド１０によれば、アンダーシール１６の長さの製作誤差として、片側につき距離Δ１＋距離Δ２が許容される。なお、本実施形態の例では、アンダーシール１６の全長Ｌ＝１１０ｍｍであり、Δ１＋Δ２＝０．４ｍｍに設定した。アンダーシール１６を構成する可撓性材料としてゴムやエラストマを用いるときは、射出成形時の製作誤差を勘案して、（Δ１＋Δ２）／Ｌ＝０．００２〜０．００６程度が好適である。

以上説明したように、このリニアガイド１０によれば、アンダーシール１６とサイドシール２０を別個に構成した場合であっても、サイドシール２０とアンダーシール１６の当接部から、異物が侵入することを防止しつつも、管理コストや製造コストを抑制することができる。
なお、本発明に係る直動案内装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、スライダ本体５の両端に、それぞれ一枚のサイドシール２０が装着されている例で説明したが、これに限定されず、例えば図１０に変形例（第二の例）を示すように、スライダ本体５の両端に、二枚以上（同図の例では二枚）のサイドシール２０を装着してもよい。この第二の例のような構成とすれば、サイドシール２０が２枚（以上）あるので、より防塵効果を高めることができる。

ここで、図１１に示すように、第二の例においても、外側に位置するサイドシール２０のリップ部２０ａの先端（レール表面と接する箇所）は、アンダーシール１６の長手方向の端面よりも、距離Δ１だけスライダ本体５側に位置するように構成することができる。さらに、サイドシール２０の表面Ｔ１に対して、アンダーシール１６の長手方向の端面Ｔ２をΔ２だけ奥まった位置に構成することができる。このような構成とすれば、上記第一の例同様に、製作誤差等によって、アンダーシール１６の長さが変化したとしても、防塵機能への悪影響を防ぐことができる。

なお、図１２に従来例を示すように、従来のシール部材の構成においては、サイドシール１２２を複数枚装着したとしても、アンダーシール１１６のリップ部１１６ａ接触させるような構成ではないため、複数のサイドシール１２２のリップ部１２２ａ同士の間に空間Ｓができてしまい、十分な防塵効果を得られないことがある。これに対し、本発明に係る直動案内装置は、このような点に対しても十分な防塵機能を奏するものである。

１案内レール
２スライダ
３転動体
４転動体転動溝
５スライダ本体
６転動体転動溝
７エンドキャップ
８方向転換路
１０リニアガイド（直動案内装置）
１１転動体戻し通路
１２転動体転動路
１６アンダーシール（シール部材）
１９保護カバー
２０サイドシール（シール部材）
２２突出部
２４保持板
２６シール本体

Claims

案内レールと、該案内レール上に跨設されるスライダとを備え、前記スライダが、自身左右の袖部の転動体を介して前記案内レール上をスライド移動する直動案内装置であって、
前記案内レールとスライダとの摺接部分のシール部材として、前記スライダのスライド移動方向の端面に取り付けられたサイドシールと、前記袖部下部のスライダと案内レールとの間の隙間ができる部分に取り付けられたアンダーシールとを別個の部品として有し、前記サイドシールの底面には、前記アンダーシール側に向けて突出する突出部が設けられており、該突出部が、前記アンダーシールのリップ部の上面と弾性変形によって隙間なく接触していることを特徴とする直動案内装置。
前記アンダーシールのリップ部は、前記サイドシールの突出部との当接面が、前記案内レールの底面に対して角度θ１だけ傾斜しており、前記突出部は、前記アンダーシールのリップ部との当接面が、前記案内レールの底面に対して角度θ２だけ傾斜しており、前記角度θ１が、前記角度θ２以下の角度になっていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。
前記スライダの少なくとも一方の端面に、前記サイドシールが２枚以上重ねて装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の直動案内装置。
前記スライダに取り付けられた複数のサイドシールのうち、最も外側に位置するサイドシールのリップ部の先端位置が、前記アンダーシールの長手方向の端面よりも前記スライダの本体側に位置するとともに、前記アンダーシールの長手方向の端面が、前記サイドシールの表面よりも前記スライダの本体側に位置していることを特徴とする請求項３に記載の直動案内装置。