JP4026864B2

JP4026864B2 - 転がり案内装置

Info

Publication number: JP4026864B2
Application number: JP19728595A
Authority: JP
Inventors: 武樹白井; 智純村田; 彰浩飯村
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2015-08-02
Also published as: JPH0942283A

Description

【０００１】
【発明の属するる技術分野】
本発明は、例えば直線摺動装置、ボールスプラインあるいはボールねじ等のように、無限循環するボールを介して移動ブロックが案内軸に沿って運動する転がり案内装置に係り、詳細には、移動ブロックの両端に蓋体を固定してボール循環を行うタイプの転がり案内装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の転がり案内装置の一つとして、ベッド等の固定部に配設されると共にボールの転走面が形成された軌道レールと、多数のボールを介してこの軌道レールに組み付けられ、テーブル等の可動体を支持しながら上記軌道レールに沿って移動するスライダとから構成される直線摺動装置が知られている。
【０００３】
従来、この直線摺動装置のスライダは、ボールを介して転走面と対向する負荷転走面及びこの負荷転走面と平行なボール戻し孔を有し、上記ボールの転動に伴い軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、この移動ブロックの前後両端面に夫々固定されると共に、上記負荷転走面とボール戻し孔とを連通連結するボールの方向転換路を有する一対の蓋体とから構成されており、上記蓋体を移動ブロックの前後両端面に固定することで上記負荷転走面とボール戻し孔の端部間とが方向転換路で連結され、ボールの無限循環路がスライダ内に完成するようになっている。
【０００４】
また、このように構成された従来の直線摺動装置では、その移動ブロックに対してボール戻し孔の穿孔加工やボール保持器の取付け作業等が必要となり、その製作に大変手間がかかることから、本願出願人は過去に合成樹脂の射出成形を利用して製作される直線摺動装置を提案している（特願平６−１３１２６６号）。
【０００５】
具体的には、射出成形を用いて軸受鋼等からなるブロック本体に合成樹脂を肉付けし、かかる肉付けの際にボール戻し孔やボール保持器を上記ブロック本体と一体に成形して移動ブロックを製作するようにしたものであり、複雑な形状の移動ブロックを簡易に製作することができるようになっている。
【０００６】
また、この提案に係る直線摺動装置では、かかる合成樹脂の肉付けの際に移動ブロックの前後両端面にボール方向転換路の内周側案内面を有する凸部が形成される一方、移動ブロックに固定される蓋体にはボール方向転換路の外周側案内面を備える凹陥部が形成され、これら凸部と凹陥部との緊密な嵌合により、蓋体が移動ブロックに対して位置決めされるようになっている。すなわち、移動ブロックに形成された凸部は蓋体の固定位置基準となっており、これによって内周側案内面及び外周側案内面から構成される方向転換路が移動ブロックのボール戻し孔や負荷転走面と正確に対応し、ボールの円滑な無限循環が保証されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにして移動ブロック側の凸部と蓋体側の凹陥部との嵌め合いによって蓋体の位置決めを行うように構成しても、かかる直線摺動装置の出荷時や工作機械等への組み付け時において上記蓋体に僅かでも衝撃が加わると、蓋体が移動ブロックに対して位置ずれを生じてしまい、方向転換路内におけるボールの円滑な循環が阻害されるという問題点があった。すなわち、蓋体を移動ブロックに対して正確に位置決めするだけではボールの円滑な循環を確保することができず、出荷や組み付け等の取り扱い時において蓋体に衝撃が作用する可能性を可及的に排除することが必要であった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、蓋体を移動ブロックに固定した後において当該蓋体に周辺物が衝突するのを防止し、もって方向転換路におけるボールの円滑な転走を確保することが可能な転がり案内装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の転がり案内装置は、ボールの転走面を有する案内軸と、上記ボールを介して転走面と対向する負荷転走面及びこの負荷転走面に対応するボール戻し孔を有し、ボールの転動に伴い案内軸に沿って移動自在な移動ブロックと、この移動ブロックの前後両端面に固定され、上記負荷転走面とボール戻し孔との間でボールを円弧状に案内する方向転換路を形成する一対の蓋体とから構成される転がり案内装置において、上記蓋体には上記方向転換路の外周側案内面を備える凹陥部が形成される一方、上記移動ブロックの前後両端面には、蓋体側の凹陥部に嵌合して当該蓋体の固定位置基準となると共に上記方向転換路の内周側案内面を備える基準凸部が形成され、更に、固定された蓋体の外側面を僅かな隙間を隔てて覆う防護壁が立設されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような技術的手段において、上記移動ブロックの前後両端面に立設された防護壁としては、当該移動ブロックに固定された蓋体の外側面を覆って、この蓋体に対して周辺物が衝突するのを防止し得るものであれば、その立設高さ等を適宜設計変更しても差し支えない。但し、周辺物が蓋体に対して衝突するのを完全に防止するという観点からすれば、かかる防護壁は蓋体の厚さと略同じ高さに立設されるのが好ましい。
【００１１】
また、上記防護壁は移動ブロックに固定された蓋体の外側面を僅かな隙間を介して覆うことが必要である。仮に防護壁と蓋体の外側面とが緊密に嵌合するとすれば、蓋体は移動ブロックの基準凸部と防護壁との双方によって挟み込まれるように位置決めされることとなり、防護壁、基準凸部あるいは蓋体の僅かな成形誤差によっても蓋体を移動ブロックに固定することが困難になるからである。従って、本発明においては、上記防護壁と移動ブロックに固定された蓋体の外側面との間に僅かな隙間が形成されることが必要であり、かかる防護壁は移動ブロックに対する蓋体の位置決めを行うものではない。
【００１２】
更に、本発明の適用範囲は、移動ブロックの両端に固定された蓋体を用いてボールの無限循環路を構成するものであれば、固定部に配設された軌道レールに沿ってスライダが可動体を案内する直線摺動装置に限られるものではなく、やはり無限循環するボールを介してスプライン軸にナットが組み付けられたボールスプラインや、ねじ軸にナットが組み付けられたボールねじ等にも適用することができる。
【００１３】
上記技術的手段によれば、移動ブロックの前後両端面、すなわち一対の蓋体が夫々固定される面には防護壁が立設され、かかる防護壁が移動ブロックに固定された蓋体の外側面を覆うので、この直線摺動装置の組立て後における出荷時や納入先における工作機械等に対する組み付け時等において、蓋体に対する周辺物の衝突を上記防護壁がガードすることとなり、蓋体の移動ブロックに対する位置ずれが防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の転がり案内装置を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明を適用した直線摺動装置の一例を示すものである。この直線摺動装置は、工作機械のベッド等の固定部に対して配設される軌道レール１と、無限循環するボールを介してこの軌道レール１に組み付けられ、テーブル等の可動体を上記軌道レール１に沿って案内するスライダ２とから構成されている。また、上記スライダ２は、可動体の取付面７及び取付ボルトのタップ孔８が加工された移動ブロック３と、この移動ブロック３の前後両端面に対して後述する取付ピン５により固定される一対の蓋体４とから構成されている。
【００１５】
上記軌道レール１の一方の側面には上記ボールの転走面１１が水平方向と４５°の角度をなして上向き形成される一方、他方の側面にはやはりボールの転走面１１が水平方向と１２．５°の角度をなして下向きに形成されている。また、軌道レール１にはその長手方向に適宜間隔をおいてボルト取付孔１３が形成されており、軌道レール１はこのボルト取付孔１３に挿入される図示外の固定ボルトによって固定部に固定される。
【００１６】
一方、図３に示すように、上記移動ブロック３は上記取付面７が形成された基部３ａ及びこの基部３ａの一端から垂れ下がるスカート部３ｂを備えて断面略Ｌ形状に形成され、これら基部３ａ及びスカート部３ｂによって形成される凹所に上記軌道レール１の上半分が入り込んでいる。この凹所に面した上記基部３ａの下面側には軌道レール１側の上向きボール転走面１１に対向する負荷転走面３１が、上記スカート部３ｂの内面側には軌道レール１側の下向きボール転走面１２に対向する負荷転走面３２が夫々形成されており、軌道レール１に対するスライダ２の移動を支承しているボール１０はこれらボール転走面１１，１２と負荷転走面３１，３２との間に挟まれた状態で転動する。
【００１７】
また、各負荷転走面３１，３２の両側にはリテーナ部３３が形成されており、スライダ２を軌道レール１から取り外した際に、負荷転走面３１，３２上に位置するボール１０がスライダ２から転がり落ちるのを防止している。
【００１８】
更に、基部３ａの上面側角部及びスカート部３ｂの外側面角部には、各負荷転走面３１，３２に夫々対応してボール戻し孔３４，３５が形成されており、上記負荷転走面３１，３２を転走し終えて荷重から解放されたボール１０が負荷転走面３１，３２上における転走方向とは逆方向に転走するようになっている。
【００１９】
この移動ブロック３は金属製のブロック本体９を金型内に配置した合成樹脂の射出成形（以下、これをインサート成形と記す）によって製作されており、上記ブロック本体９は可動体の取付面７及び上記負荷転走面３１，３２を残して基部３ａ及びスカート部３ｂが合成樹脂によって覆われている。すなわち、前述のリテーナ部３３は負荷転走面３１，３２の両側においてブロック本体９に肉付けされた合成樹脂によって成形されると共に、前述のボール戻し孔３４，３５も基部３ａの上面側角部及びスカート部３ｂの外側面角部に肉付けされた合成樹脂によって成形されている。
【００２０】
一方、上記蓋体４は移動ブロック３の前後両端面に固定され、図４に示す如く、軌道レール１のボール転走面１１を転走してきたボール１０を上記ボール戻し孔３４に送り込む方向転換路４１を形成する。図５に示すように、かかる方向転換路４１は蓋体４に形成された半円状の凹陥部４２と移動ブロック３の端面に形成された半円状の凸部３６との嵌合により形成され、上記凹陥部４２は方向転換路４１の外周側案内面４３を、上記凸部３６は方向転換路４１の内周側案内面３７を有している。従って、移動ブロック３の両端面に蓋体４を夫々固定することにより、これら外周側案内面４３及び内周側案内面３７が互いに対向し、ボール戻し孔３４から負荷転走面３１に連続する方向転換路４１が完成する。
【００２１】
図６は移動ブロック３の端面に対する蓋体４の取付状態を示す分解図である。
前述したように、移動ブロック３の端面には方向転換路４１を構成するための凸部３６が突設されているが、この凸部３６は蓋体４を移動ブロック３に固定する際の位置基準となる。すなわち、かかる凸部３６が蓋体４の凹陥部４２に嵌合することにより、蓋体４の移動ブロック３に対する取付精度が確保される。これにより、移動ブロック３側に形成された内周側案内面３７と蓋体４側に形成された外周側案内面４３とが正確に対向し、上記方向転換路４１を精度良く形成することができる。
【００２２】
また、移動ブロック３の端面には蓋体４を貫通した取付ピン５の先端が係合する係止部３８が突設されている。図７にその詳細を示すように、上記取付ピン５は先端に係止爪５１を有する中空状に形成されると共に、軸方向に沿って複数のスリットを有する先割れ状に形成されており、係止爪５１を有する先端部が中心に向かって容易にすぼまるようになっている。一方、移動ブロック３側の係止部３８には取付ピン５の先端が挿入される取付孔３９が形成されると共に、この取付孔３９と垂直に交わるようにして断面略矩形状の側方孔４０が形成されている。
【００２３】
従って、蓋体４を貫通した取付ピン５を移動ブロック３側の取付孔３９に押し込むと、取付ピン５の係止爪５１が取付孔３９から側方孔４０の内部に突出して拡開し、取付ピン５の取付孔３９からの抜けが防止される。これにより、蓋体４が移動ブロック３に対して固定されるのであるが、この状態で取付ピン５の中空部５２にロックピン５３を挿入すると、側方孔４０の内部における係止爪５１の拡開が確実なものとなり、蓋体４の固定を更に確実なものとすることができる。
【００２４】
そして、以上のように構成された本実施例の移動ブロック３において、その端面の周縁には防護壁２０が立設されており、当該移動ブロック３に固定された蓋体４の外側面を上記防護壁２０が覆うようになっている。このため、蓋体４を移動ブロック３に固定した後は、蓋体４と移動ブロック３との接合面の近傍に外力が作用した場合であっても、かかる外力を上記防護壁２０が受け止めるので、蓋体４の移動ブロック３に対する取付位置にずれが生じるのを可及的に防止することができる。従って、移動ブロック３に蓋体４を固定して一旦スライダ２を組み立てた後は、当該直線摺動装置の搬送時あるいは組み付け時等においてスライダ２に対して不測の外力が作用しても、かかる外力で蓋体４の移動ブロック３に対する取付精度が狂うのを防止することができ、前述の方向転換路４１におけるボール１０の円滑な転動を確保することができる。
【００２５】
図８は、移動ブロック３に固定された蓋体４と上記防護壁２０との関係を示す断面図である。この図に示されるように、移動ブロック３に固定された蓋体４と防護壁３８との間には僅かな隙間が形成され、防護壁３８の存在が移動ブロック３に対する蓋体４の取付精度に影響を及ぼさないように配慮されている。すなわち、この実施例における防護壁３８は蓋体４の取付位置基準として機能するものではなく、あくまでも蓋体４は移動ブロック３側に形成された前述の凸部３６によって位置決めされる。
【００２６】
尚、移動ブロック３端面の凸部３６、係止部３８及び防護壁２０は合成樹脂によって成形されており、いずれも前述したインサート成形によってボール戻し孔３４，３５及びリテーナ部３３と同時にブロック本体９に肉付けされている。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の転がり案内装置によれば、移動ブロックの前後両端面に立設された防護壁が移動ブロックに固定された蓋体の外側面を覆い、蓋体に対する周辺物の衝突を防止するので、蓋体の移動ブロックに対する位置ずれを可及的に防止することができ、もって方向転換路におけるボールの円滑な転走を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した直線摺動装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】実施例に係る直線摺動装置の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】実施例に係る方向転換路の構成を示す移動ブロックと蓋体との分解図である。
【図６】移動ブロックに対する蓋体の取付状態を示す分解斜視図である。
【図７】実施例に係る取付ピンを示す斜視図である。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１…軌道レール（案内軸）、２…スライダ、３…移動ブロック、４…蓋体、１０…ボール、１１，１２…転走面、２０…防護壁、３１，３２…負荷転走面、３４，３５…ボール戻し孔、３６…凸部、３７…内周側案内面、４１…方向転換路、４２…凹陥部、４３…外周側案内面

Claims

ボールの転走面を有する案内軸と、上記ボールを介して転走面と対向する負荷転走面及びこの負荷転走面に対応するボール戻し孔を有し、ボールの転動に伴い案内軸に沿って移動自在な移動ブロックと、この移動ブロックの前後両端面に固定され、上記負荷転走面とボール戻し孔との間でボールを円弧状に案内する方向転換路を形成する一対の蓋体とから構成される転がり案内装置において、
上記蓋体には上記方向転換路の外周側案内面を備える凹陥部が形成される一方、
上記移動ブロックの前後両端面には、蓋体側の凹陥部に嵌合して当該蓋体の固定位置基準となると共に上記方向転換路の内周側案内面を備える基準凸部が形成され、また、
上記移動ブロックの前後両端面の周縁には、かかる移動ブロックに固定された上記蓋体の外側面と非接触な防護壁が立設され、
上記移動ブロックは、上記負荷転走面が形成された金属製のブロック本体と、前記基準凸部及び防護壁をなして前記ブロック本体の一部を覆う合成樹脂と、から構成され、
上記基準凸部と防護壁は、上記ブロック本体を金型内に配置した合成樹脂の射出成形により、かかるブロック本体の前後両端面に一体的に形成されることを特徴とする転がり案内装置。