JP2016001056A - シール保護具及び直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 直動案内装置の弾性リップ部の損傷を効果的に防止できるシール保護具を提供する。
【解決手段】 シール保護具４２は、サイドシール４に装着された状態でシールリップ先端部３４の全内周縁をレール２の外周面から離間させた状態で保持するリップ保持部４２ａと、サイドシール４の外周縁に所定の弾発力をもって係合する係合フランジ部４２ｂとをそれぞれの縁部に有している。シール保護具４２がサイドシール４に装着された状態では、レール２にスライダ３を組み付ける際に、レール２の表面とリップ保持部４２ａとの間に間隙Ｓ２が確保される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、直動案内装置の組立時に用いられるシール保護具に係り、スライダのエンドキャップに装着されたサイドシールのシールリップ先端部を、レール端縁との接触などによる損傷から保護する技術に関する。

半導体製造装置や工作機械では、ワークホルダや加工ヘッドなどの精密かつ滑らかな作動を実現すべく、レール案内方式の直動案内装置（直動案内装置）が採用されている。この種の直動案内装置は、固定側要素（機械ベースなど）に取り付けられるレールと、運動側要素（ワークホルダなど）に取り付けられるスライダと、スライダ内に循環可能に保持された多数個の転動体（ころやボール）とを主要構成要素としている。

レールの側面には長手方向に沿って複数のレール側軌道が形成される一方、スライダを構成するスライダ本体には各レール側軌道にそれぞれ対峙する複数のスライダ側軌道が形成されており、スライダの移動時には転動体がこれらレール側軌道とスライダ側軌道とに接触しながら転動する。また、スライダ本体には、スライダ側軌道の転動体の移動方向を転換させるエンドキャップが前後両端に締結されるとともに、転動体を循環させるための戻り路が穿設されている。

機械装置に組み込まれる直動案内装置では、塵埃や切削屑、切削液などがレールやエンドキャップに付着することが避けられず、これら異物がエンドキャップの内部や戻り路に侵入することで転動体の円滑な転動（すなわち、スライダの円滑な移動）が妨げられる虞がある。そこで、直動案内装置では、エンドキャップの端面にサイドシールを取り付け、レールの表面形状に合わせて形成されたシールリップ先端部をレールの表面に弾接させることによって上述した異物の侵入を防止している（特許文献１，２参照）。

特開２００９−１２１６４８号公報 特開２００８−８２５０４号公報

サイドシールは、レールにシールリップ先端部が弾接することによって異物を排除する都合上、締め代を持たせる必要があり、自由状態でのシールリップ先端部の内形（即ちレールとの接触部分の形状）が、レールの外形（即ちシールリップ先端部との接触部分の断面形状）よりも一回り小さく設定されている。そのため、レールにスライダを組み付ける際にサイドシールのシールリップ先端部がレールの端縁に接触し、シールリップ先端部が損傷することでシール性能（防塵性能や液封性能）が低下するおそれがある。

特許文献１の直動案内装置では、レール上面に開口する取付穴の縁部とサイドシールのシールリップ先端部との接触を防止するため、サイドシールに折板状あるいはフィルム状のシール部材保護具を取り付けている。しかし、このシール部材保護具は、サイドシールにおけるレールの取付穴に対応する部位のみを保護するため、スライダをレールに取り付ける際には、レールの側端面と接触することでシールリップ先端部が損傷しないように作業しなければならず、作業に手間がかかるというおそれがある。

一方、特許文献２の直動案内装置では、仮軸の端面近傍の部分の外形が端面側に向かうにつれて徐々に大きくなるように構成することで、仮軸とレールとを直線上に接触させて並べてスライダを仮軸からレールに乗り換えさせる際に、当該端部がシールリップ先端部を押し広げるように構成している。しかし、仮軸へのスライダの取り付けにおいても、やはりシールリップ先端部が損傷しないように作業しなければならないというおそれがある。

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、直動案内装置のシールリップ先端部の損傷を防止できるシール保護具及び直動案内装置を提供する。

上記課題を解決する本発明は、
レールと、
前記レールに案内されて前記レール上を移動可能なスライダと、
前記スライダに取り付けられ、前記レールに接触するシールリップ先端部を有するシールと、を備えた直動案内装置において、
前記スライダ又は前記シールに着脱自在に取り付けられるとともに、前記シールリップ先端部を前記レールから離隔して保持するシール保護具を有することを特徴とする直動案内装置である。

また、本発明の好ましい態様は、前記シール保護具は、前記シールの表面を覆うように前記シールに取り付けられている。

また、上記課題を解決する本発明は、
レールと、前記レールに案内されて前記レール上を移動可能なスライダと、前記スライダに取り付けられ、前記レールに接触するシールリップ先端部を有するシールと、を備えた直動案内装置に用いられ、
前記スライダ又は前記シールに着脱自在に取り付けられるとともに、前記シールリップ先端部を保持して前記シールリップ先端部を前記レールから離隔して保持することを特徴とするシール保護具である。

また、本発明の好ましい態様において、シール保護具は、前記シールの表面を覆うように前記シールに取り付けられる。

また、本発明の好ましい態様は、シール保護具は、互いに分離可能な第１半部と第２半部とからなる。

また、本発明の好ましい態様は、シール保護具は、互いに分離可能な第１の部分、第２の部分、及び第３の部分とからなる。

本発明によれば、直動案内装置のシールリップ先端部の損傷を防止できるシール保護具及び直動案内装置の提供をすることができる。

第１実施形態に係る直動案内装置の斜視図である。 第１実施形態に係る直動案内装置の要部縦断面図である。 第１実施形態に係るスライダの斜視図である。 第１実施形態に係るシール保護具の後方からの斜視図である。 第１実施形態に係る直動案内装置の要部縦断面図である。 第１実施形態に係る直動案内装置の組立手順を示す図である。 第２実施形態に係るスライダの斜視図である。 第２実施形態に係るシール保護具の後方からの斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明を適用した直動案内装置のシール保護具の２つの実施形態を詳細に説明する。なお、直動案内装置はあらゆる向きに設置が可能であるが、説明のため、図１中に示すように上下、前後、左右を定義する。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の直動案内装置１は、前後方向に延びる略矩形断面形状のレール２と、レール２に取り付けられ、レール２に案内されて前後方向に移動可能なスライダ３と、スライダ３の前後端にそれぞれ付設されたサイドシール４とを主要構成要素としている。スライダ３はスライダ本体５とスライダ本体５の前後端面にそれぞれ装着されたエンドキャップ６と円柱状をした複数のころ２５とを主要構成要素としている。各エンドキャップ６は、サイドシール４とともに４本のねじ７によってスライダ本体５に締結されている。

レール２は、左右側面にそれぞれ上下２条のレール側軌道１１，１２を有しており、段付きボルト孔１３に嵌挿された六角穴付きボルト１４によって被取付部に締結される。なお、締結後の段付きボルト孔１３には、レール２の上面を平坦にすべく、円板形状の樹脂製の蓋１５が嵌め込まれる。

スライダ本体５は、下方が開いた略逆Ｕ字断面形状を呈するとともに、レール側軌道１１，１２に対峙する上下２条のスライダ側軌道２１，２２と、これらスライダ側軌道２１，２２にそれぞれ対応する戻り路２３，２４とを有している。レール側軌道１１，１２とスライダ側軌道２１，２２との間には多数個のころ２５が介装されており、スライダ３の移動時にはころ２５がレール側軌道１１，１２とスライダ側軌道２１，２２とに接触しながら転動する。なお、ころ２５は、エンドキャップ６内の屈曲路（後述）や戻り路２３，２４内にも充填されている。

エンドキャップ６内にはころ２５の移動方向を１８０°転換させる複数の屈曲路（図示せず）が形成されており、スライダ３の移動時おいては、これら屈曲路と戻り路２３，２４とを介してスライダ側軌道２１，２２の一端から他端にころ２５が送られる。なお、エンドキャップ６の上部には、図示しないグリースニップルがねじ込まれるテーパねじ孔２８が開口している。

図２に示すように、サイドシール４は、２枚のシール保持板３１、シールカバー板３２にシールリップ３３を挟持させたものである。なお、シール保持板３１、シールカバー板３２はエンドキャップ６と略同一の外形（即ち、上部及び左右両側の形状）を有し、シールリップ３３はレール２の外形と相似形の内形を有している。シールリップ３３の素材としては、ポリエステル系やウレタン系などの熱可塑性エラストマ樹脂、ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコンゴムなどのゴムを採用できる。

シールリップ３３は、自由状態での内形がレール２の外形よりも若干小さく設定されており、図２に示すように、その内周端には所定のたわみ代（締め代）Ｓ１をもってレール２の外周面に摺接するシールリップ先端部３４が形成されている。シールリップ先端部３４は、その先端が前方に向かって内側（即ち、レール２側）にすぼまる形状となっている。

図１に示すように、前方のサイドシール４に対しては、互いに分離可能な第１半部と第２半部として左右一対のシール保護具４１，４２が着脱可能に取り付けられる。これらシール保護具４１，４２は、樹脂を素材とする薄肉の射出成型品であり、図３、図４に示すように、サイドシール４の左半分と右半分とを各々が覆う形状をしている。

図３、図４、図５にも示すように、両シール保護具４１，４２は、サイドシール４に装着された状態でシールリップ先端部３４の全内周縁をレール２の外周面から離隔させた状態で保持するリップ保持部４１ａ，４２ａと、サイドシール４の外周縁に所定の弾発力をもって係合する係合フランジ部４１ｂ，４２ｂとをそれぞれの縁部に有している。なお、両シール保護具４１，４２には、ねじ７の頭部が嵌入する貫通孔４１ｃ，４２ｃが設けられている。また、図５に示すように、シール保護具４１，４２がサイドシール４に装着された状態では、レール２にスライダ３を組み付ける際に、レール２の表面とリップ保持部４１ａ，４２ａとの間に間隙Ｓ２が確保される。

シール保護具４１，４２の素材としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンなどが採用できるが、ポリアセタール樹脂を採用することが以下の理由で望ましい。すなわち、ポリアセタール樹脂は、吸湿性が低いため、スライダ３の周辺の空気に含まれる水分（湿気）を吸収して膨張することが殆ど無く、吸湿による膨張によって間隙Ｓ２が失われてシールリップ先端部３４が損傷するのを防ぐことができる。また、ポリアセタール樹脂は、吸振姓が高いため、サイドシール４にシール保護具４１，４２を装着する際に生じる振動を効果的に吸収することができる。

直動案内装置１の組み立てにあたり、組立作業者や組立ロボット（以下、組立作業者等と記す）は、先ず図６（ａ）に示すように、スライダ３のサイドシール４にシール保護具４１，４２（図６には、シール保護具４２のみを示す）を取り付ける。この際、リップ保持部４１ａ，４２ａによってシールリップ先端部３４の内端縁を外側に押し広げさせながら、係合フランジ部４１ｂ，４２ｂをサイドシール４の外周縁に被せるようにする。この状態では、係合フランジ部４１ｂ，４２ｂがサイドシール４の外周縁に弾発力をもって係合するため、シール保護具４１，４２がサイドシール４から意図せず外れるのを防ぐことができる。

次に、組立作業者等は、図６（ｂ）に示すように、後端側からレール２にスライダ３をかぶせるように組み付け、直動案内装置１を完成させる。この際、シール保護具４１，４２のリップ保持部４１ａ，４２ａとレール２の表面との間に間隙Ｓ２が確保されているため（図５参照）、リップ保持部４１ａ，４２ａやサイドシール４のシールリップ先端部３４がレール２との接触によって損傷することがない。また、レール２にスライダ３を組み付けた後も、直動案内装置１が稼動するまでシール保護具４１，４２を取り付けた状態としておくことで、直動案内装置１を設置する際などにサイドシール４が工具などによって傷つけられるのを防止することができる。

直動案内装置１が機械組立工場などに供給され、レール２が被取付部に締結されて段付きボルト孔１３に蓋１５が嵌め込まれると（図１参照）、組立作業者等は、図６（ｃ）に示すように、サイドシール４から左右のシール保護具４１，４２を取り外す。すると、リップ保持部４１ａ，４２ａが存在しなくなることにより、サイドシール４のシールリップ先端部３４が弾性によってレール２の表面に密着し、所期のシール性能が発揮される。第１実施形態では左右に分割されたシール保護具４１，４２を採用したため、レール２が存在する状態においてもシール保護具４１，４２をサイドシール４から容易に取り外すことができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態においても直動案内装置１の構成については第１実施形態と同一であるが、図７、図８に示すように、シール保護具として第１の部分、第２の部分、及び第３の部分に３分割されたシール保護具５１〜５３（中央のシール保護具５１および左右のシール保護具５２，５３）がサイドシール４に装着される。

中央のシール保護具５１は、正面視で略長方形を呈しており、レール２の上面に対応するリップ保持部５１ａを下縁に有し、サイドシール４の上縁に係合する係合フランジ部５１ｂを上縁に有している。また、中央のシール保護具５１には、ねじ７の頭部に係合する半円状の切欠５１ｃが左右端に設けられている。

一方、左右のシール保護具５２，５３は、レール２の側面に対応するリップ保持部５２ａ，５３ａを内側縁に有し、サイドシール４の側縁に係合する係合フランジ部５２ｂ，５３ｂを外側縁に有している。また、左右のシール保護具５２，５３には、ねじ７の頭部が嵌入する貫通孔５２ｃ，５３ｃが設けられている。

第２実施形態の作用も上述した第１実施形態と略同様であるが、シール保護具として３分割されたシール保護具５１〜５３を採用しているため、直動案内装置１を機械ベースなどに締結された後のシール保護具５１〜５３の取り外しがより容易となる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は転動体としてころを用いた直動案内装置のシール保護具に本発明を適用したものであるが、本発明はボールを用いた直動案内装置のシール保護具や、ボールスプラインなど他種の直動案内装置のシール保護具にも当然に適用可能である。その他、直動案内装置の具体的構造やシール保護具の具体的形状などについても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 直動案内装置
２ レール
３ スライダ
４ サイドシール
５ スライダ本体
６ エンドキャップ
７ ねじ
１１，１２ レール側軌道
１３ ボルト孔
１４ ボルト
２１，２２ スライダ側軌道
２３，２４ 戻り路
２５ ころ
３１ シール保持板
３２ シールカバー板
３３ シールリップ
３４ シールリップ先端部
４１，４２ シール保護具
４１ａ，４２ａ リップ保持部
４１ｂ，４２ｂ 係合フランジ部
４１ｃ，４２ｃ 貫通孔
５１〜５３ シール保護具
５１ａ〜５３ａ リップ保持部
５１ｂ〜５３ｂ 係合フランジ部
５１ｃ 切欠
５２ｃ，５３ｃ 貫通孔

Claims (6)

1. レールと、
   前記レールに案内されて前記レール上を移動可能なスライダと、
   前記スライダに取り付けられ、前記レールに接触するシールリップ先端部を有するシールと、を備えた直動案内装置において、
   前記スライダ又は前記シールに着脱自在に取り付けられるとともに、前記シールリップ先端部を前記レールから離隔して保持するシール保護具を有することを特徴とする直動案内装置。
2. 前記シール保護具は、前記シールの表面を覆うように前記シールに取り付けられ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。
3. レールと、前記レールに案内されて前記レール上を移動可能なスライダと、前記スライダに取り付けられ、前記レールに接触するシールリップ先端部を有するシールと、を備えた直動案内装置に用いられ、
   前記スライダ又は前記シールに着脱自在に取り付けられるとともに、前記シールリップ先端部を保持して前記シールリップ先端部を前記レールから離隔して保持することを特徴とするシール保護具。
4. 前記シールの表面を覆うように前記シールに取り付けられることを特徴とする請求項３に記載のシール保護具。
5. 互いに分離可能な第１半部と第２半部とからなることを特徴とする請求項３又は４に記載のシール保護具。
6. 互いに分離可能な第１の部分、第２の部分、及び第３の部分とからなることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載のシール保護具。

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