JP2000120678A - 直動形ガイド装置 - Google Patents
直動形ガイド装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/0633—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
- F16C29/0652—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are at least partly defined by separate parts, e.g. covers attached to the legs of the main body of the U-shaped carriage
- F16C29/0654—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are at least partly defined by separate parts, e.g. covers attached to the legs of the main body of the U-shaped carriage with balls
- F16C29/0657—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are at least partly defined by separate parts, e.g. covers attached to the legs of the main body of the U-shaped carriage with balls with two rows of balls, one on each side of the rail
Abstract
ーが要求される環境下で使用できる直動形ガイド装置の
寿命を向上させる。 【解決手段】 ガイドレール1と、その上に跨がって配
置される移動ブロック20およびそこに設けられたボー
ル循環路201a,b内に封入されたボール(転動体)
3・・3とからなる移動体2を備えた直動形ガイド装置に
おいて、少なくともガイドレール1および移動体2のボ
ール軌道面1a,1b,202a,202bを固体潤滑
剤で被覆するとともに、ガイドレール1とと移動体2と
のすきまを0または正にすることにより、荷重の影響の
受けやすい固体潤滑剤を用いながらも、負すきまを採用
する場合に比して寿命を向上させる。
Description
関し、特に通常のグリースや潤滑油が使用できない半導
体製造装置等に用いるのに適した直動形ガイド装置に関
する。
のガイドレールと、そのガイドレールに沿って移動する
移動体を備え、この移動体が、移動方向に対して左右の
脚状部を有してガイドレールに跨がった状態で配置され
る移動ブロックと、その移動ブロックの左右の脚状部に
形成された転動体循環路内を循環しつつ、その循環路中
に形成された転動体軌道面とガイドレールの左右両側に
形成された転動体軌道面との間を転動する複数の転動体
によって構成されているものが知られている(例えば特
開平5−248433号公報参照)。
般に、転動体とガイドレールおよび移動ブロックとの間
の潤滑はグリースが用いられるとともに、ガイドレール
と移動体との間の移動方向に直交する方向へのすきまは
負すきま、つまり転動体を介して移動ブロックとガイド
レールとの間に予圧が付与された状態で使用される。
イド装置を、例えば半導体製造装置等に採用するなど、
クリーン性やオイルフリーが要求される環境下で使用す
る場合、通常のグリースや潤滑油が使用できないことか
ら、少なくともガイドレールおよび移動ブロックの転動
体接触面(軌道面)を固体潤滑剤で被覆する必要があ
る。
やトルク寿命)は、固体潤滑剤を用いた場合、グリース
を用いる場合に比して荷重の影響を受けやすい。また、
この種の直動形ガイド装置は前記したように予圧が付与
された負すきまで使用されるため、常に比較的大きな荷
重が作用した状態となって、その寿命は短くなるという
問題があった。
れたもので、固体潤滑剤を用いてクリーン性やオイルフ
リーが要求される環境下で使用できる直動形ガイド装置
で、しかも寿命の長い直動形ガイド装置の提供を目的と
している。
め、本発明の直動形ガイド装置は、直線状のガイドレー
ルとそのガイドレールに沿って移動する移動体を備える
とともに、その移動体は、移動方向に対して左右に脚状
部を有してガイドレールに跨がった状態で配置され、か
つ、左右の脚状部それぞれに転動体循環路が形成されて
なる移動ブロックと、その移動ブロックの各転動体循環
路内を循環しつつ、当該循環路中に形成された転動体軌
道面とガイドレールの左右両側に形成された転動体軌道
面との間を転動する複数の転動体とからなる直動形ガイ
ド装置において、少なくともガイドレールの転動体軌道
面および転動体循環路中の転動体軌道面が固体潤滑剤で
被覆されているとともに、ガイドレールと移動体との間
の、移動方向に直交する方向へのすきま(以下、単にす
きまと称する)が、0または正であることによって特徴
づけられる(請求項1)。
してフッ素系樹脂もくしは二硫化モリブデンを好適に用
いることができる(請求項2)。
ド装置についての種々の実験の結果としてなされたもの
で、通常のグリース等を潤滑剤として用いる場合のよう
に負すきまとするのではなく、固体潤滑剤を用いる場合
にはすきまを0または正とすることにより、その寿命を
大幅に向上させることができた。
よび移動ブロックと転動体との間の潤滑に固体潤滑剤を
用いると、ガイドレールと移動体との間のすきまを正す
きま+6μmとした場合、この種の直動ガイド装置で通
常のグリースを潤滑剤として用いる場合に多用されてい
る負すきま−6μmを採用した場合に比して、寿命が2
倍以上に向上した。
て、その上限は、直動ガイド装置として許容される位置
決め精度およびがたつきの精度を満足する最大のすきま
である。また、より好ましいすきまの範囲は、固体潤滑
剤の種類や塗布厚さや転動体の大きさ等によって変わ
り、現時点において必ずしも明らかではないが、PFP
E(パーフルオロポリエーテル)やPTFE(ポリ四フ
ッ化エチレン)、あるいは二硫化モリブデンを、被覆厚
さサブミクロンオーダーで用いた場合には0〜+10μ
m程度の範囲において良好な結果が得られている。
について述べる。図1は本発明の実施の形態の斜視図
で、図2はその縦断面図であり、図3は図2のA−A断
面図である。ガイドレール1はその長手方向に直交する
断面形状が略台形状をしており、その両肩部分に円弧状
面からなるボール軌道面1a,1bが長手方向に沿って
互いに平行に形成されている。
体としてのボール3・・3によって構成されている。移動
ブロック20は、それぞれが合成樹脂からなる第1部材
21と第2部材22とをねじSによって相互に一体化す
ることによって構成されており、全体として左右に脚状
部20a,20bを有してガイドレール1上に跨がった
状態で配置されている。また、その各脚状部20a,2
0bには、それぞれボール循環路201a,201bが
形成されており、その各ボール循環路201a,201
b内にそれぞれ複数のボール3・・3が封入されている。
ドレール1の左右のボール軌道面1a,1bにそれぞれ
対向する往路Fと、その各往路Fの外側に平行に伸びる
復路B、およびその往路Fと復路Bとを両端部において
繋ぐ円弧状の反転路Tによって構成されている。そし
て、この各ボール循環路201a,201bのうち往路
Fは、ガイドレール1の各ボール軌道面1a,1bに対
向する円弧状面によって形成され、移動ブロック20側
のボール軌道面202a,202aを構成している。す
なわち、移動ブロック20およびそれに作用する外部荷
重は当該移動ブロック20のボール軌道面202a,2
02bおよびそこに存在するボール3・・3を介してガイ
ドレール1のボール軌道面1a,1bで受けられ、移動
体2の移動時には、各ボール3・・3は互いに対向するボ
ール軌道面1aと202a、および1bと202bの間
で転動する。
反転路Tが形成された両端のエンドキャップ部21a,
21bと、それらを両側端部において繋ぐ連結部21
c,21dによって構成されている。また、第2部材2
2は、本体部22aと、その本体部22aの下面からガ
イドレール1を跨ぐように下方に突出する2本の突条2
2b,22cによって構成され、前記した脚状部20
a,20bは、第1部材21の連結部21c,21dと
第2部材22の突条22b,22cによって構成されて
いる。そして、移動ブロック20のボール軌道面202
a,202bは、第2部材22の2本の突条22b,2
2cのガイドレール1側の一側面に形成されており、そ
の各突条22b,22cの他側面は、第1部材21の左
右の連結部21c,21dの内側面と共同して復路Bを
形成している。
248433号公報において公知であり、移動体2のガ
イドレール1に沿った移動に際しては、各ボール3・・3
は移動ブロック20の各ボール循環路201a,201
b内を循環しつつ、ガイドレール1のボール軌道面1
a,1bと移動ブロック20のボール軌道面202a,
202bの間を転動して、移動体2のガイドレール1に
沿った移動の摩擦を軽減する。
もガイドレール1のボール軌道面1a,1bと、移動ブ
ロック20のボール軌道面202a,202bの表面
が、例えばPFPE(パーフルオロポリエーテル)もし
くはPTFE(ポリ四フッ化エチレン)をはじめとする
フッ素系樹脂、あるいは二硫化モリブデン等の固体潤滑
剤からなる薄膜によって被覆されているとともに、ガイ
ドレール1と移動体2とのすきま(ガイドレール1の長
手方向に直交する方向のすきま)が、+6μmの正すき
まとなっている点である。そして、これにより、半導体
製造工程等のクリーン性やオイルフリー性が要求される
環境下での使用が可能となると同時に、以下に実験結果
を述べるように、同じ構造並びに固体潤滑剤を用いて従
来通りの負すきまとした装置に比して、その寿命を大幅
に向上させることができる。
ル軌道面1a,1b,202a,202bを固体潤滑剤
で被覆し、ガイドレール1と移動体2とのすきまのみを
変更して実際に寿命を測定した。実験に供したものは、
一つは上記した本発明の実施の形態であって、そのすき
まは前記した通り正すきま+6μm(±2μm)であ
り、他の一つは、比較例として、従来のこの種の直動形
ガイド装置で多用されている負すきま−6μm(±2μ
m)とした。その実験結果を図4に棒グラフで示す。な
お、ここで言う寿命とは、発塵が許容限度を越えた時
点、あるいは移動体2の移動に要する力が許容限度を越
えた時点(トルク寿命)である。
した本発明の実施の形態は、従来の負すきまを採用した
比較例に比して、その寿命が2倍以上に向上した。
道面1a,1b,202a,202bのみを固体潤滑剤
で被覆したが、それ以外のボール3・・3の接触面、つま
りボール循環路201a,201bの復路および反転路
をも固体潤滑剤で被覆してもよい。
まは、+6μmに限らず、0を含めてそれ以上の正すき
まとすればよく、すきまの上限は許容されるがたつきや
移動精度を満足する値であって、その間の任意の正すき
まとすることができる。
軌道面が形成されたガイドレールと、そのガイドレール
に跨がるように配置され、かつ、転動体循環路を備えた
移動ブロック並びにその循環路内に封入された転動体と
からなる移動体を備えた直動形ガイド装置において、少
なくともガイドレールの転動体軌道面並びに転動体潤滑
路中の転動体軌道面を、PFPEやPTFEなどの高潤
滑性フッ素系樹脂や二硫化モリブデン等の固体潤滑剤で
被覆するとともに、ガイドレールと移動体とのすきまを
0または正すきまとすることにより、半導体製造工程等
におけるクリーン性やオイルフリーが要求される環境で
の使用が可能となると同時に、ガイドレールと移動体と
の間のすきまを従来のこの種のガイド装置で多用されて
いる負すきまとして固体潤滑剤を用いる場合に比して、
その寿命を大幅に向上させることができる。
図である。
を採用した比較例との寿命試験結果を示す棒グラフであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 直線状のガイドレールとそのガイドレー
ルに沿って移動する移動体を備えるとともに、移動体
は、移動方向に対して左右に脚状部を有してガイドレー
ルに跨がった状態で配置され、かつ、左右の脚状部それ
ぞれに転動体循環路が形成されてなる移動ブロックと、
その移動ブロックの各転動体循環路内をそれぞれ循環し
つつ、当該循環路中に形成された転動体軌道面とガイド
レールの左右両側に形成された転動体軌道面との間を転
動する複数の転動体とからなる直動形ガイド装置におい
て、少なくともガイドレールの転動体軌道面、および、
転動体循環路中の転動体軌道面が固体潤滑剤で被覆され
ているとともに、ガイドレールと移動体との間の、移動
方向に直交する方向へのすきまが、0または正であるこ
とを特徴とする直動形ガイド装置。 - 【請求項2】 上記固体潤滑剤が、フッ素系樹脂もしく
は二硫化モリブデンであることを特徴とする請求項1に
記載の直動形ガイド装置。
Priority Applications (2)
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1998
- 1998-10-16 JP JP10295258A patent/JP2000120678A/ja active Pending
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- 1999-10-15 US US09/418,600 patent/US6328474B1/en not_active Expired - Lifetime
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