リニアガイドウェー用転がり素子保持具

【課題】リニアガイドウェーの運動安定性が向上されたと共に、転がり素子の転がり順調度も向上され、且つリニアガイドウェー用転がり素子保持具の部材の製造を容易にすること。
【解決手段】転がり素子保持チェーン連接部用収容溝は、主に、負荷側保持具と回流部保持具とから構成され、前記回流部保持具の転がり素子溝の開口はエンドプレートの案内素子の内側に位置するリニアガイドウェー用転がり素子保持具において、前記負荷側保持具の両端は回流部保持具に応じて外側に延びた凸部が設けてあり、前記凸部は、負荷側保持具の転がり素子溝の方向に沿って延在し、且つエンドプレートの案内素子に当接し、回流部保持具の転がり素子溝の開口の端面に対応させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアガイドウェー用転がり素子保持具に係り、特に、負荷側保持具の両端に改良を加えることにより、リニアガイドウェーの運動安定性が向上されたと共に、転がり素子の転がり順調度も向上されたリニアガイドウェー用転がり素子保持具に関するものである。

【背景技術】
【０００２】
リニアガイドウェー用転がり素子保持具は精密移動が必要な設備（例えばＮＣ工作機や自動溶接機や運搬装置など）に広汎に採用される。一般のリニアガイドウェーは、一つの転がり素子保持具が環状の転がり経路に沿って循環に転がる構成を有し、なお、転がり素子保持具を持つリニアガイドウェーは循環経路において転がり素子保持具を収容するための転がり素子溝を設けることが必要であり、しかしながら、全ての循環経路に転がり素子溝を設けることは単一の部材で構成することが無理であるので、複数の部材で構成することが一般であるが、複数の部材によって構成された循環経路には段差が発生されるので、転がり素子保持チェーン連接部の運動が順調にならない。
【０００３】
図１と図２に示すのは従来のリニアガイドウェー用転がり素子保持具であり、図面から明らかなように、ブロック本体１１がリニアガイドウェー上に設置され、リニアガイドウェーは、主に、一つの負荷側保持器１２と、一つの回流部保持具１３とから構成されたものであり、且つ負荷側保持器１２と回流部保持具１３とは、転がり素子保持チェーン連接部１４１を収容するために、互いに連通した転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１２１，１３１を有し、転がり素子保持チェーン１４は、図３に示すように、対称した連接チェーン１４１上に複数の仕切部１４３が取付けられて構成され、この構成により、転がり素子１４２が転がり素子保持チェーン１４の間に保持される。
【０００４】
従来の回流部保持具１３の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１３１と、荷重側保持具１２の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１２１との接続箇所には特殊な設計が実施しないので、転がり素子保持チェーン１４の連接部１４１が回流部保持具１３から負荷側保持具１２に進入するときには不順調になり、分析およびシミュレーションを実施した後、下記のキーポイントが整理された。
【０００５】
（１）リニアガイドウェーに使用された転がり素子保持チェーン１４は、一般に撓み性を持つ樹脂材料で作製されたものであり、その原因は、転がり素子保持チェーン１４が回流部保持具１３を順調に通過できる。しかししながら、連接部１４１は、回流部保持具１３と負荷側保持具１２との接続箇所に接近するときに、素材の弾性によって、連接部１４１が回流部保持具１３の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１３１の外縁に当接する。その状態は図４で示す。図面において、転がり素子保持チェーン１４は太い実線で表示される。連接部１４１は、接続箇所に到達するときに転がり素子保持チェーン１４の予定の進行経路に前進できなく、角度ズレが発生し、そのズレ状態は図５で示す。図５において、実矢印は実際の進行方向であり、空心矢印は予定の進行方向である。
【０００６】
（２）負荷側保持具１２は、他の部材との組付けはピン結合方式を採用することが一般であるが、許容値の合いと製造誤差とを考慮すると、回流部保持具１３の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１３１と、荷重側保持具１２の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１２１との接続箇所には段差が発生する。
【０００７】
上記原因によって、図６に示すように、転がり素子保持チェーン１４の連接部１４１の端部は、回流部保持具１３の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１３１の出口を通過するときに、負荷側保持具１２の転がり素子保持チェーン連接部用収容溝１２１の端縁と衝突する。そうすると、転がり素子保持チェーン１４の運行が不順調になる。
【０００８】
そのため、転がり素子保持具を持つリニアガイドウェーの運行の順調性を確保するために日本特許３３４９２３８号が提案されている。これは、前記段差の発生箇所を回流部と負荷側との接続面に設けないので、転がり素子保持具連接部が段差を順調に通過できる。しかしながら、このような構成によれば、生産性が良くなく、且つ部材が樹脂材料で作製されたので、幅長比が大きすぎて寸法収縮の把握が難しくなり、部材を組付けるときに問題が発生ある可能性がある。

【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主な目的は、リニアガイドウェーの運動安定性が向上されたと共に、転がり素子の転がり順調度も向上されたリニアガイドウェー用転がり素子保持具を提供することにある。
【００１０】
本発明の次の目的は、リニアガイドウェー用転がり素子保持具の部材の製造が容易になるリニアガイドウェー用転がり素子保持具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本願の発明は、転がり素子保持チェーン連接部用収容溝は、主に、負荷側保持具と回流部保持具とから構成され、前記回流部保持具の転がり素子溝の開口はエンドプレートの案内素子の内側に位置するリニアガイドウェー用転がり素子保持具において、前記負荷側保持具の両端は回流部保持具に応じて外側に延びた凸部が設けてあり、前記凸部は、負荷側保持具の転がり素子溝の方向に沿って延在し、且つエンドプレートの案内素子に当接し、回流部保持具の転がり素子溝の開口の端面に対応し、Ａは隙間、Ｍは回流頂部から底部までの長さ、Ｂは延び長さ、Ｌは保持具長さ、ｗは熱膨張係数、Δｔは適用可能な温度範囲、ｐは許容値である場合には、前記凸部の好適な延び長さは、Ａ+Ｍ＞Ｂ＞Ａ＝ＬｘｗｘΔｔ+２ｐであることを特徴とするリニアガイドウェー用転がり素子保持具であることを要旨としている。
【００１２】
本願の発明では、ブロックと、エンドプレートと、回流チューブと、複数の回流部保持具と、複数の負荷側保持具とから構成されるリニアガイドウェー用転がり素子保持具において、前記ブロックとエンドプレートとは互いに連接し、且つ前記回流部保持具はエンドプレートの保持具空間内に設置され、前記回流チューブは、ブロックの内側に設置され、前記回流部保持具は、転がり素子溝の端部の開口には外側へ行くほど断面積が徐徐に縮小する案内部が設けてあり、なお、各負荷側保持具がブロックの内側に取付けられ、前記エンドプレートは、保持具空間において、回流部保持具の案内部と転がり素子溝の端面とに応じて案内素子が設けてあり、且つ前記案内素子の一側には連接面が設けてあり、前記負荷側保持具は、その両端は回流部保持具に応じて外側に延びた凸部が設けてあり、回流部保持具の転がり素子溝に応じて転がり素子溝が設けてあり、前記凸部は、負荷側保持具の転がり素子溝の方向に沿って延在し、且つエンドプレートの案内素子の外面に当接し、その当接面がエンドプレートの案内素子の当接面に当接し、且つ回流部保持具の案内部の外面に位置することを特徴とする請求項１に記載のリニアガイドウェー用転がり素子保持具であることを要旨としている。

【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るリニアガイドウェー用転がり素子保持具によれば、リニアガイドウェーの運動安定性が向上されたと共に、転がり素子の転がり順調度も向上され、且つリニアガイドウェー用転がり素子保持具の部材の製造が容易になる。

【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
まず、図７乃至図１３を参照する。本発明に係るリニアガイドウェー用転がり素子保持具は、主に、ブロック２０と、エンドプレート３０と、回流チューブ６０と、複数の回流部保持具４０と、複数の負荷側保持具５０とから構成される。
【００１６】
前記ブロック２０とエンドプレート３０とは互いに連接し、且つ前記回流部保持具４０はエンドプレート３０の保持具空間３１内に設置される。
【００１７】
前記回流チューブ６０は、ブロック２０の内側に設置される。
【００１８】
前記回流部保持具４０は、転がり素子溝４２の端部の開口には外側へ行くほど断面積が徐徐に縮小する案内部４１が設けてあり、なお、各負荷側保持具５０がブロック２０の内側に取付けられる。
【００１９】
前記エンドプレート３０は、保持具空間３１において、回流部保持具４０の案内部４１と転がり素子溝４２の端面とに応じて案内素子３２が設けてあり、且つ前記案内素子３２の一側には連接面３２１が設けてある。
【００２０】
前記負荷側保持具５０は、その両端は回流部保持具４０に応じて外側に延びた凸部５１が設けてあり、回流部保持具４０の転がり素子溝４２に応じて転がり素子溝５２が設けてある。前記凸部５１は、負荷側保持具５０の転がり素子溝５２の方向に沿って延在し、且つエンドプレート３０の案内素子３２の外面に当接し、その当接面５１１がエンドプレート３０の案内素子３２の連接面３２１に当接し、且つ回流部保持具４０の案内部４１の外面に位置する。
【００２１】
本発明に係る負荷側保持具５０の凸部５１はエンドプレート３０の案内素子３２の外側から容易に取り付けることができ、そしてリニアガイドウェー用転がり素子保持具の部材の製造も容易になる。
【００２２】
もっとも重要なのは、各負荷側保持具５０の両端には回流部保持具４０に応じて外側に延びた凸部５１が設けてあり、前記凸部５１の当接面５１１がエンドプレート３０の案内素子３２の連接面３２１に当接し、且つ前記凸部５１は回流部保持具４０の案内部４１の外面に位置するので、各回流部保持具４０の案内部４１と、負荷側保持部５０の転がり素子溝５２との接続箇所には隙間が発生しなくなる。これにより、転がり素子保持具の連接部は干渉または衝突が発生しない。
【００２３】
図１３に示すように、部材の形状を変更しない前提で、凸部５１によって、本発明は転がり素子保持具の進行方向に発生したズレを吸収するので、転がり素子保持具連接部は負荷側保持部５０と回流部保持具４０との接続箇所での段差を順調に通過できる。
【００２４】
部品の間に隙間を残る原因は各状況による寸法変動を吸収するが、従来の設計による欠点を解決するために、本発明は、回流部保持具４０の案内部４１と、負荷側保持部５０の転がり素子溝５２との接続箇所に隙間を出来る限り発生させなく、且つ前記凸部５１は回流部保持具４０の案内部４１の外面に位置する。だから、本発明は段差無しの転がり素子保持具の転がり素子溝を形成し、これにより、転がり素子保持具の連接部の端部は負荷側の転がり素子溝に沿って負荷側保持部５０の転がり素子溝５２に順調に進入でき、なお、転がり素子保持具の連接部は隙間を順調に通過でき、だから、リニアガイドウェーが運行しているときに、転がり素子保持具は運行の順調性を損なうものに成らなくなる。
【００２５】
前記負荷側保持具５０は、回流部保持具４０の転がり素子溝４２に応じて転がり素子溝５２が設けてあり、前記凸部５１は、負荷側保持具５０の転がり素子溝５２の方向に沿って延在し、エンドプレート３０の案内素子３２の外面に当接し、当接面５１１がエンドプレート３０の案内素子３２の連接面３２１に安定に当接するので、本発明の運行はもっと安定になり、且つ隙間の調整は軸方向に沿って安定に移動することも可能になる。
【００２６】
また、本発明は負荷側保持具５０の構造を大幅に変更することが必要ないので、前記凸部５１の製造は容易になり、且つ樹脂射出成形によって製造されたので、製品の寸法の変動が少なく、だから、リニアガイドウェーの運動の順調性が向上になり、且つリニアガイドウェー用転がり素子保持具の部材の製造も容易になる。
【００２７】
特に注意すべきのは、各回流部保持具４０の案内部４１と、負荷側保持具５０の転がり素子溝５２との接続箇所に隙間を残すことが必要である原因は、一部が樹脂製部材の寸法による。その主な原因は下記にある。
【００２８】
（１）リニアガイドウェーの適用可能な温度範囲は極めて広い（-２０℃〜１００℃）ので、温度変化による寸法の変動は前記隙間によって吸収することが必要である。
【００２９】
（２）二つの部材を取付けるときに寸法の許容値によって隙間を残らないと、部材の取付作業は容易に完成できない。
【００３０】
本発明は下記の関係式によって、部材の前記隙間と、前記凸部５１のエンドプレートに伸び入れた長さとの設計値を算出できる。
【００３１】
パラメータの設定（図１３を参照する）は、
Ａは隙間、
Ｂは延び長さ、
Ｃは温度による寸法変動、
Ｄは許容値による隙間、
Ｌは保持具長さ、
Ｍは回流頂部から底部までの長さ、
Δｔは適用可能な温度範囲、
ｗは熱膨張係数、
ｐは許容値であり、
隙間Ａは、温度変化による寸法変動Ｃと、許容値による隙間Ｄとの総和であり、
【００３２】
Ｃ＝ＬｘｗｘΔｔ
【００３３】
Ｄ＝２ｐ
【００３４】
Ａ＝Ｃ+Ｄ＝ＬｘｗｘΔｔ+２ｐである。
【００３５】
なお、前記凸部５１の延び長さＢは隙間Ａよりも大きいのが必要であるので、
【００３６】
Ｂ＞Ａ＝ＬｘｗｘΔｔ+２ｐであり、
【００３７】
且つ実施の可能性を考慮すると、延び長さＢは、回流頂部から底部までの長さＭと、隙間Ａとの総和よりも小さいのが必要であるので、
Ｂ＜Ａ+Ｍである。
だから、前記凸部５１の好適な延び長さは、
【００３８】
Ａ+Ｍ＞Ｂ＞Ａ＝ＬｘｗｘΔｔ+２ｐである。

【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来のリニアガイドウェー用転がり素子保持具の分解斜視図である。
【図２】図１の一部の拡大図である。
【図３】転がり素子保持チェーンの斜視図である。
【図４】転がり素子保持チェーンが従来の回流部保持具の内部での作動状態を示す概略図である（断面斜線部分は保持チェーン連接部を示し）。
【図５】転がり素子保持チェーンが従来の回流部保持具から押し出された状態を示す概略図である（断面斜線部分は保持チェーン連接部を示し）。
【図６】転がり素子保持チェーンが従来の回流部保持具から押し出されるときに荷重側保持具に当った状態を示す概略図である。
【図７】本発明の組合状態を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るエンドプレートを示す概略図である。
【図９】本発明の取付方法を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の取付方法を示す概略図である。
【図１１ａ】本発明の一部の透視図である。
【図１１ｂ】図１１の一部の拡大透視図である。
【図１２】本発明の拡大透視図である。
【図１３】本発明に係るパラメータの説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１ブロック本体
１２荷重側保持具
１２１転がり素子保持チェーン連接部用収容溝
１３回流部保持具
１３１転がり素子保持チェーン連接部用収容溝
１４転がり素子保持チェーン
１４１連接部
１４２転がり素子
１４３仕切部
２０ブロック
３０エンドプレート
３１保持具空間
３２案内素子
４１案内部
４２転がり素子用溝
５０荷重側保持具
５１凸部
５１１当接面
５２転がり素子用溝
６０回流チューブ
Ａ隙間
Ｂ延び長さ
Ｃ温度による寸法変動
Ｄ許容値による隙間
Ｌ保持具長さ
Ｍ回流頂部から底部までの長さ
Δｔ適用可能な温度範囲
ｗ熱膨張係数
ｐ許容値

【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり素子保持チェーン連接部用収容溝は、主に、負荷側保持具と回流部保持具とから構成され、前記回流部保持具の転がり素子溝の開口はエンドプレートの案内素子の内側に位置するリニアガイドウェー用転がり素子保持具において、
前記負荷側保持具の両端は回流部保持具に応じて外側に延びた凸部が設けてあり、前記凸部は、負荷側保持具の転がり素子溝の方向に沿って延在し、且つエンドプレートの案内素子に当接し、回流部保持具の転がり素子溝の開口の端面に対応し、
Ａは隙間、Ｍは回流頂部から底部までの長さ、Ｂは延び長さ、Ｌは保持具長さ、ｗは熱膨張係数、Δｔは適用可能な温度範囲、ｐは許容値である場合に、前記凸部の好適な延び長さが、
Ａ+Ｍ＞Ｂ＞Ａ＝ＬｘｗｘΔｔ+２ｐ
であることを特徴とする、
リニアガイドウェー用転がり素子保持具。
【請求項２】
ブロックと、エンドプレートと、回流チューブと、複数の回流部保持具と、複数の負荷側保持具とから構成されるリニアガイドウェー用転がり素子保持具において、
前記ブロックとエンドプレートとは互いに連接し、且つ前記回流部保持具はエンドプレートの保持具空間内に設置され、
前記回流チューブは、ブロックの内側に設置され、
前記回流部保持具は、転がり素子溝の端部の開口には外側へ行くほど断面積が徐徐に縮小する案内部が設けてあり、なお、各負荷側保持具がブロックの内側に取付けられ、
前記エンドプレートは、保持具空間において、回流部保持具の案内部と転がり素子溝の端面とに応じて案内素子が設けてあり、且つ前記案内素子の一側には連接面が設けてあり、
前記負荷側保持具は、その両端は回流部保持具に応じて外側に延びた凸部が設けてあり、回流部保持具の転がり素子溝に応じて転がり素子溝が設けてあり、前記凸部は、負荷側保持具の転がり素子溝の方向に沿って延在し、且つエンドプレートの案内素子の外面に当接し、その当接面がエンドプレートの案内素子の当接面に当接し、且つ回流部保持具の案内部の外面に位置することを特徴とする、請求項１に記載のリニアガイドウェー用転がり素子保持具。

【図１】