JP2000234618A - 摺動抵抗の調整機構を備えた直線又は曲線案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軌道レールに対するスライダの摺動抵抗を容易
に調整することができ、しかも容易に且つ安価に製作す
ることが可能な直線又は曲線案内装置を提供する。 【解決手段】多数のボール３と、直線状又は曲線状に形
成されると共に長手方向に沿って上記ボール３の転走面
１１が形成された軌道レール１と、上記ボール３が循環
する無限軌道を備えると共に循環するボール３の一部が
上記軌道レール１との間で荷重を負荷しながら転走する
負荷転走面２８を有し、ボール３の循環に伴って上記軌
道レール１上を移動するスライダ２と、から構成される
直線又は曲線案内装置において、上記スライダ２の軌道
レール１と対向する面には両端が閉塞された凹条の収容
溝３１を上記負荷転走面２８と平行に形成すると共に、
この収容溝３１内には非循環ボール３０を配列し、かか
る非循環ボール３０を軌道レール１に対して摺接させる
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械等
の直線案内部や精密機器や美術品ショーケースの免震装
置等に利用され、直線状又は曲線状に形成された軌道レ
ールに沿ってスライダが自在に移動可能な直線又は曲線
案内装置に係り、詳細には、かかる軌道レールに対する
スライダの摺動抵抗を任意に調整することが可能な直線
又は曲線案内装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の直線又は曲線案内装置は、工作
機械、搬送装置、医療機器等の各種産業機器における直
線案内部又は曲線案内部に使用されている他、近年にお
いてはビルや住宅といった不動産の地震対策、あるいは
精密機器や美術品のショーケース等の運搬時における振
動対策として、地面あるいは床面の振動を吸収して揺れ
を軽減する免震装置にも利用されている（特開平１０−
１２２２３８号公報等）。

【０００３】この種の直線又は曲線案内装置は、長手方
向に沿ってボール又はローラ等の転動体の転走面を有す
る軌道レールと、複数の転動体を介して軌道レールに係
合すると共に、かかる転動体の無限循環に伴って上記軌
道レールに沿って移動するスライダとから構成されてお
り、上記スライダと軌道レールとが極僅かな摺動抵抗を
伴うのみで相対的に運動し得るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、工作機械のワ
ークテーブル等においては、かかるワークテーブルを支
承するスライダが余りにも軽快に軌道レール上を移動す
ると、ワークの切削加工等の際にその加工反力の大きさ
よってはワークテーブルが微妙に変位してしまい、ワー
クの加工精度が低下してしまうといった問題点があっ
た。また、免震装置では、床面が振動した際に軌道レー
ルとスライダとが相対的に移動し、それによって被支持
体の揺れが軽減されるのだが、やはりスライダが余りに
も軌道レール上を軽快に移動すると、床面の振動が治ま
った後にも軌道レールに対するスライダの摺動が治まら
ず、却って被支持体に揺れが生じてしまうことになる。

【０００５】従って、用途によっては軌道レールに対す
るスライダの摺動抵抗を調整し得る直線案内装置が必要
とされ、実公平８−１２９１号公報、特公平６−１０５
０９０号公報等に既に開示されている。

【０００６】実公平８−１２９１号公報に開示される直
線案内装置では、スライダに段状の張出部を設ける一
方、軌道レールにはスライダ側の張出部と僅かな間隙を
有して対向する係止部を設け、スライダに所定以上の荷
重が作用した際に上記張出部と係止部とが接触して、軌
道レールに対するスライダの摺動抵抗が増加するように
構成されている。しかし、スライダに作用する荷重に応
じて摺動抵抗を調整するためには、上記張出部と係止部
との隙間を精度良く形成しなければならず、これら張出
部及び係止部はスライダあるいは軌道レールと一体に形
成されていることから、かかる隙間の設定作業が困難に
なるといった問題点を有していた。

【０００７】一方、特公平６−１０５０９０号公報に開
示される直線案内装置は、スライダ側に装着された制動
板を油圧の作用によって適宜軌道レールに摺接させるよ
うに構成されており、かかる制動板を軌道レールに向け
て押圧する強さに応じた摺動抵抗がスライダに作用する
ようになっている。しかし、上記制動板が極僅かなスト
ローク量で軌道レールと摺接するので、かかる制動板と
軌道レールとの隙間の設定が難しい他、軌道レールが波
うった状態で固定されていると、制動板を該軌道レール
に摺接させても十分な大きさの摺動抵抗を得ることがで
きないといった問題点があった。また、油圧を用いて制
動板を動作させることから、スライダの加工に手間を要
し、ポンプ等の大がかりな装置が必要になるといった問
題点もあった。

【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、軌道レールに対
するスライダの摺動抵抗を容易に調整することができ、
しかも容易に且つ安価に製作することが可能な直線又は
曲線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、本発明の直線又は曲線案内装置は、多数の転動体
と、直線状又は曲線状に形成されると共に長手方向に沿
って上記転動体の転走面が形成された軌道レールと、上
記転動体が循環する無限軌道を備えると共に循環する転
動体の一部が上記軌道レールとの間で荷重を負荷しなが
ら転走する負荷転走面を有し、転動体の循環に伴って上
記軌道レール上を移動するスライダと、から構成される
直線又は曲線案内装置において、上記スライダの軌道レ
ールと対向する面には両端が閉塞された凹条の収容溝を
上記負荷転走面と平行に形成すると共に、この収容溝内
には滑り転動体を配列し、かかる滑り転動体を軌道レー
ルに対して摺接させるように構成したことを特徴とする
ものである。

【００１０】このような技術的手段によれば、スライダ
に形成された凹条の収容溝にはすべり転動体が配列され
ており、これら滑り転動体は軌道レールに接しているこ
とから、スライダが軌道レール上を移動すると該滑り転
動体は軌道レール上を転がろうとするが、上記収容溝は
両端が閉塞されており、かかる収容溝に配列された滑り
転動体は転動することができないので、これら滑り転動
体は軌道レールに対して滑り接触を生じることになる。
このため、スライダは収容溝内の滑り転動体を軌道レー
ルに対して摺接させた状態で該軌道レール上を移動する
こととなり、軌道レールに対するスライダの摺動抵抗が
増加する。

【００１１】このとき、軌道レールに対するスライダの
摺動抵抗の大きさは、上記収容溝に配列された滑り転動
体の径によって異なったものとなる。すなわち、かかる
滑り転動体の径が大きくなれば、スライダに何ら荷重が
作用していない状態下でも該滑り転動体は軌道レールと
スライダとの間に挟み込まれ、軌道レールと滑り転動体
との間には大きな摩擦抵抗が生じ、スライダの摺動抵抗
は大きくなる。

【００１２】一方、軌道レールとスライダとの隙間は該
スライダに作用する荷重の大きさによって変動するの
で、収容溝に配列される滑り転動体の径を上記隙間より
も若干小さめに選択すれば、スライダに所定以上の荷重
が作用した場合にだけ滑り転動体をスライダと軌道レー
ルとの間に挟み込むことができ、スライダに所定以下の
荷重しか作用していない状態では比較的軽い摺動抵抗で
スライダを移動させることができる。つまり、スライダ
に作用する荷重に応じて該スライダに作用する摺動抵抗
を変化させることができる。

【００１３】ここで、上記滑り転動体としては、スライ
ダの無限軌道を循環するボールやローラといった本来の
転動体をそのまま利用する。この種の直線又は曲線案内
装置においては荷重の作用時におけるスライダの変位を
防止すべく、用途に応じてスライダと軌道レールとの間
を転走する転動体に適切な予圧量を与えており、かかる
予圧量を調整するため、通常、上記転動体としては微妙
に直径の異なる数種類のものが用意されている。従っ
て、かかる転動体を滑り転動体としてそのまま利用する
ことで、何ら特別な準備や加工を行うことなく、滑り転
動体の径を容易に変更することができ、それによってス
ライダの摺動抵抗を容易に調整し得るものである。

【００１４】本発明においては、スライダ側の収容溝に
配列された滑り転動体が軌道レールに接触してさえいれ
ば良く、軌道レール側には滑り転動体が摺接する溝等を
特別に形成する必要はないが、上記滑り転動体としてボ
ールを用いる場合には、かかるボールと軌道レールとの
接触面積を広く採って滑り転動体の偏摩耗を防止するた
め、スライダ側の収容溝に対向する摺動溝を軌道レール
に形成するのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の直線又は曲線案内装置を詳細に説明する。図１乃至図
３は本発明を適用した直線案内装置の第１実施例を示す
ものである。同図において、符号１は直線状に形成され
ると共に長手方向に沿ってボールの転走面１１が形成さ
れた軌道レール、符号２は転動体としての多数のボール
３を介してこの軌道レール１に係合すると共に内部に該
ボールが循環する無限軌道を備えたスライダであり、か
かるボール３の循環に伴って上記スライダ２が軌道レー
ル１上を往復運動するように構成されている。

【００１６】また、上記スライダ２は、テーブル等の機
械装置の取付け面２１を備えると共にボール３を循環さ
せるためのボール戻し孔２２を備えた略サドル状のブロ
ック本体２３と、このブロック本体２３の前後両端面に
固定された一対のエンドプレート２４，２４とから構成
されている。かかるエンドプレート２４には、上記軌道
レール１のボール転走面１１からボール３を掬い上げて
上記ブロック本体２３のボール戻し孔２２に送り込む一
方、このボール戻し孔２２からボール転走面１１へボー
ル３を送り込む方向転換路（図示せず）が形成されてお
り、このエンドプレート２４を取付ボルト２５を用いて
ブロック本体２３に固定することにより、上記摺動台２
にボール３の無限軌道が形成されるようになっている。
また、上記エンドプレート２４にはスライダと軌道レー
ルとの隙間に外部から塵芥が侵入するのを防止するエン
ドシール２６が固定されると共に、上記スライダ２の無
限軌道に対して潤滑油を注油するための給油口２７も設
けられており、かかる給油口２７にはエンドシール２６
を介して供給ニップル（図示せず）が装着されるように
なっている。

【００１７】図２の正面断面図に示すように、上記ブロ
ック本体２３は水平部２ａとこの水平部２ａの両端から
垂下する一対のスカート部２ｂ，２ｂを有して断面略サ
ドル状に形成されており、上記軌道レール１と対向する
水平部２ａ及びスカート部２ｂの内面には軌道レール１
側のボール転走面１１と対向する負荷転走面２８が夫々
形成されている。また、上記ボール戻し孔２２は各負荷
転走面２８に対応して上記水平部２ａ及びスカート部２
ｂに配置されている。更に、この実施例において、上記
軌道レール１の底面には固定ボルトの螺合するタップ孔
１２が形成されており、ベッド等の固定部（図示せず）
を貫通する固定ボルトによって軌道レール１を固定し得
るように構成されている。

【００１８】一方、上記軌道レール１と対向するプロッ
ク本体２３の水平部２ａの中央には凹条の収容溝３１が
形成され、この収容溝３１には滑り転動体としての非循
環ボール３０が多数配列されている。図４に示すよう
に、上記収容溝３１はスライダ２の負荷転走面２８と平
行に形成されると共に、その長手方向の両端は閉塞され
ており、この収容溝３１の両端では非循環ボール３０の
転動が係止されるようになっている。また、軌道レール
１の上面にはスライダ２側の収容溝３１と対向する摺動
溝１３が長手方向に沿って形成されており、非循環ボー
ル３０はこの摺動溝１３に摺接している。

【００１９】非循環ボール３０の直径がスライダの収容
溝３１と軌道レール１の摺動溝１３との間の隙間寄りも
大きい場合、図５に示すように、かかる非循環ボール３
０は収容溝３１及び摺動溝１３の双方に接しており、ス
ライダ２と軌道レール１とに挟み込まれた状態にある。
このため、スライダ２が軌道レール１上を矢線方向へ移
動すると、非循環ボール３０は収容溝３１内を図５中に
破線矢印で示す方向に転動しようとするが、かかる収容
溝３１は端部が閉塞されていて有限であるため、非循環
ボール３０はその転動を収容溝３１によって係止され、
自由に転動することができない。

【００２０】従って、スライダ２が軌道レール１上を移
動すると、非循環ボール３０は軌道レール１の摺動溝１
３に対して滑りを発生し、非循環ボール３０と軌道レー
ル１との間の摩擦抵抗に応じた大きさの摺動抵抗がスラ
イダ２の移動に対して作用することになる。非循環ボー
ル３０の径が大きくなればなる程、かかる被循環ボール
３０の軌道レール１に対する当接力は大きくなり、その
分だけ摩擦抵抗も大きくなることから、非循環ボール３
０の直径を変更することによってスライダ２に作用する
摺動抵抗を調整することが可能になる。

【００２１】一方、非循環ボール３０の直径がスライダ
２の収容溝３１と軌道レール１の摺動溝１３との間の隙
間よりも小さい場合、図６（ａ）に示すように、非循環
ボール３０はスライダ２と軌道レール１との間に挟み込
まれず、軌道レール１と非循環ボール３０との当接力は
弱いことから、かかる非循環ボール３０の転動が収容溝
３１によって係止されても、非循環ボール３０は図５に
示される場合よりも幾分自由に転動することができる。
このため、非循環ボール３０と軌道レール１の摺動溝１
３との間の滑りは前記の場合よりも小さくなり、スライ
ダ２の移動に対して作用する摺動抵抗は軽減される。

【００２２】しかし、この場合であっても図６（ｂ）に
示すようにスライダ２に対して荷重Ｆが作用すると、ス
ライダ２が変位することによって非循環ボール３０がス
ライダ２の収容溝３１と軌道レール１の摺動溝１３との
間に挟み込まれ、非循環ボール３０が軌道レール１に対
して大きな滑りを発生することになる。従って、スライ
ダ２に荷重Ｆが作用している状態では、作用していない
場合と比較して大きな摺動抵抗が軌道レール１上を移動
するスライダ２に対して作用することになる。

【００２３】すなわち、この直線案内装置ではスライダ
２に対する荷重の作用・非作用に応じて該スライダ２の
摺動抵抗を切り換えることができ、摺動抵抗が切り換わ
る荷重Ｆは収容溝３１に配列される非循環ボール３０の
直径を選択することによって容易に変更可能である。

【００２４】このように本実施例の直線案内装置ではス
ライダ２の収容溝３１に配列される非循環ボール３０の
直径を適宜変更することによって、スライダ２の移動に
対して作用する摺動抵抗の大きさを自在に調整し得る
他、所定以上の荷重がスライダ２に作用した場合にのみ
大きな摺動抵抗が作用するように設定することもできる
が、かかる非循環ボール３０としてはスライダ２の無限
軌道に組み込まれた転動体としてのボール３と同じ鋼球
を使用することができる。

【００２５】この種の直線案内装置ではボール３の直径
を変更することによってスライダ２と軌道レール１との
間における該ボール３の予圧量の調整がなされており、
かかるボール３としては予め直径の異なる数種類のもの
が用意されている。従って、かかるボール３をそのまま
滑り転動体としての非循環ボール３０に利用すれば、滑
り転動体として特別な準備や加工を行うことなく、前述
したスライダの摺動抵抗の調整を容易に行うことが可能
である。

【００２６】次に、図７及び図８は本発明を適用した直
線案内装置の第２真実施例を示すものであり、この実施
例では上記滑り転動体としてボールではなくローラを用
いている。

【００２７】すなわち、プロック本体２３の水平部２ａ
の中央には前記した第１実施例の収容溝３１よりも幅の
広い凹条の収容溝３２が形成されており、かかる収容溝
３２３には滑り転動体としての非循環ローラ３３が多数
配列されている。かかる非循環ローラ３３はその軸方向
を軌道レール１の長手方向と直交させるようにして配列
されており、収容溝３１の長手方向の両端においてその
転動が係止されるようになっている。また、この非循環
ローラ３３は軌道レール１の上面に接しており、第１実
施例の如き摺動溝１３は軌道レール１に形成されていな
い。尚、その他の構成は前述した第１実施例の直線案内
装置と同一なので、図７及び図８に第１実施例と同一の
符号を付することとし、ここではその詳細な説明は省略
する。

【００２８】そして、このように構成された第２実施例
の直線案内装置においても、スライダ２の収容溝３２に
配列される非循環ローラ３３の直径を適宜変更すること
によって、スライダ２の移動に対して作用する摺動抵抗
の大きさを自在に調整し得る他、所定以上の荷重がスラ
イダ２に作用した場合にのみ大きな摺動抵抗が作用する
ように設定することができるものである。

【００２９】尚、これらの実施例では軌道レールが直線
状に形成された直線案内装置に本発明を適用したが、軌
道レールが曲線状に形成され、かかる軌道レールに沿っ
てスライダが移動する曲線案内装置に対して本発明を適
用し、同様にしてスライダの摺動抵抗を調整することが
可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の直線
又は曲線案内装置によれば、スライダの収容溝に配列さ
れる滑り転動体の直径を適宜変更することによって、ス
ライダの移動に対して作用する摺動抵抗の大きさを自在
に調整し得る他、所定以上の荷重がスライダに作用した
場合にのみ大きな摺動抵抗が作用するように設定するこ
とができ、極めて容易にスライダの摺動抵抗を調整する
ことが可能となる。

【００３１】また、かかる滑り転動体としては、スライ
ダの無限軌道内を循環しているボールやローラといった
通常の転動体をそのまま用いることができるので、滑り
転動体を特別に準備若しくは加工する必要がなく、スラ
イダの摺動抵抗調整可能な直線又は曲線案内装置を容易
に且つ安価に製作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案内装置の第１実施例
を示す斜視図である。

【図２】 第１実施例に係る直線案内装置の正面断面図
である。

【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】 第２実施例に係るブロック本体を示す斜視図
である。

【図５】 滑り転動体（非循環ボール）が軌道レールと
スライダとの間に挟み込まれ、軌道レールに対して滑り
を生じている状態を示す要部拡大図である。

【図６】 スライダに作用する荷重Ｆに応じて滑り転動
体と軌道レールとの接触状態が変化する様子を示す要部
拡大図である。

【図７】 本発明を適用した直線案内装置の第２実施例
を示す斜視図である。

【図８】 第２実施例に係る直線案内装置の正面断面図
である。

【符号の説明】

１…軌道レール、２…スライダ、３…ボール（転動
体）、１１…転走面、１３…摺動溝、２８…負荷転走
面、３０…非循環ボール（滑り転動体）、３１…収容溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の転動体と、直線状又は曲線状に形
   成されると共に長手方向に沿って上記転動体の転走面が
   形成された軌道レールと、上記転動体が循環する無限軌
   道を備えると共に循環する転動体の一部が上記軌道レー
   ルとの間で荷重を負荷しながら転走する負荷転走面を有
   し、転動体の循環に伴って上記軌道レール上を移動する
   スライダと、から構成される直線又は曲線案内装置にお
   いて、 上記スライダの軌道レールと対向する面には両端が閉塞
   された凹条の収容溝を上記負荷転走面と平行に形成する
   と共に、この収容溝内には滑り転動体を配列し、かかる
   滑り転動体を軌道レールに対して摺接させるように構成
   したことを特徴とする直線又は曲線案内装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の直線又は曲線案内装置に
   おいて、上記軌道レールにはその長手方向に沿って上記
   スライダ側の収容溝と対向する摺動溝を設け、上記収容
   溝に配列された転動体がこの摺動溝に接していることを
   特徴とする直線又は曲線案内装置。