JP2001263348A - 直線又は曲線案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】引き抜き加工やボール転走面に対する焼き入れ
処理を容易に行うことができ、従来よりも軌道レールを
簡便に製造することができる他、所定の曲率で円弧状に
形成された曲線軌道レールを簡便に製造することがで
き、軌道レールの製造コストの低下をも達成することが
可能な直線又は曲線案内装置を提供する。 【解決手段】長手方向に沿って複数条の転動体３の転走
面が形成された軌道レール１と、この軌道レール１が遊
嵌する凹所２３を備えて断面略サドル状に形成されると
共に、多数の転動体３を介して軌道レール１に組み付け
られ、かかる軌道レール１に沿って移動自在なスライド
部材２とから構成され、上記軌道レール１の長手方向に
垂直な縦断面が高さよりも横幅の広い偏平な略矩形状に
形成されると共に、該軌道レール１の横断面の高さがス
ライド部材２の凹所２３の深さよりも小さく形成され、
固定部５上に突設された取付台６の被取付面に該軌道レ
ール１を固定して使用するように構成した。

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
の直線案内部に使用されてテーブル等の可動体をベッド
等の固定部に対して案内する直線案内装置、または建物
等の基礎に組み込まれて免震装置の一部として利用され
る曲線案内装置に係り、詳細には、これら直線又は曲線
案内装置の製造を容易且つ安価に行うための改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の直線案内装置としては、
図８に示すように、転動体としてのボール１００を介し
て軌道レール１０１とスライド部材１０２とが相対的に
移動自在に係合したものが知られている。具体的には、
長手方向に沿って複数条のボール転走溝１０３が形成さ
れると共に長手方向に垂直な横断面が略矩形状に形成さ
れた軌道レール１０１と、この軌道レール１０１の上部
が遊嵌する凹所を備えて断面略サドル状に形成されると
共に、多数のボール１００を介して上記軌道レール１０
１に組み付けられ、かかる軌道レール１０１の長手方向
に沿って移動自在なスライド部材１０２とから構成され
ており、上記軌道レール１０１をベッド等の固定部に配
設する一方、スライド部材１０２にはテーブル等の可動
体を取り付けることにより、かかる可動体を固定部上で
軌道レール１０１に沿って自在に案内し得るようになっ
ている。

【０００３】図９はこの従来の直線案内装置を軌道レー
ル１０１の長手方向と垂直な縦断面で切断した断面を示
すものである。この図に示されるように、断面略サドル
状に形成されたスライダ１０２の凹所１０４内に遊嵌し
ているのは軌道レール１０１の上部（以下、「案内部」
という）１０５のみであり、前述したボール１００の転
走溝１０３はこの軌道レール１０１の案内部１０５にの
み形成されている。すなわち、スライド部材１０２は軌
道レール１０１の案内部１０５のみを抱え込むようにし
て該軌道レール１０１に組み付けられている。従って、
軌道レール１０１の案内部１０５はスライド部材１０２
を案内するという軌道レール１０１本来の機能を発揮す
る一方、かかる軌道レール１０１の下部（以下、「基底
部」という）１０６は専ら該軌道レール１０１を固定部
１０７に取り付ける際の脚部として機能していることに
なる。

【０００４】ところで、軌道レール１０１はその長手方
向に関して同一の断面形状で連続するものであるから、
その製造に際しては、鋼材に対して引き抜き加工で一定
の断面形状を与え、この後にボール転走面１０３の研削
加工や固定ボルト１０８の取付孔の加工等を行ってい
る。このとき、軌道レール１０１の断面形状が大きい
と、その分だけ引き抜き加工が困難となり、加えて鋼材
の材料費も嵩むことになる。

【０００５】また、ボール１００の転走に対する耐摩耗
性を高めるために、かかる軌道レール１０１のボール転
走面１０３に対しては焼き入れ処理がなされるのが通常
であるが、ボール転走面１０３に対してのみ焼き入れ処
理を行った場合には、該ボール転走面１０３が軌道レー
ル１０１の案内部１０５にのみ設けられている結果とし
て、軌道レール１０１に熱処理歪みが発生してしまい、
軌道レール１０１の真直性を保つことが困難になってし
まう。このため、軌道レール１０１の全体にバランス良
く熱処理を行って該熱処理歪みの発生を抑えるべく、ボ
ール転走面１０３とは全く関係のない軌道レール１０１
の基底部１０６に対しても焼き入れ処理が行われてお
り、その分だけ軌道レール１０１の製造に手間がかか
り、製造コストも嵩むものとなっていた。例えば、図９
に示す軌道レール１０１では、ボール転走面１０３が形
成された軌道レール１０１の案内部１０５の両側面のみ
ではなく、軌道レール１０１の基底部１０６の両側面に
対しても不要な焼き入れ処理を行わなければならなかっ
た。

【０００６】一方、近年では、地震時の建物の揺れを軽
減する免震装置として、曲線案内装置を利用したものが
提案されている（特開平１０−１２２２３８号公報
等）。この曲線案内装置は前述の直線案内装置の軌道レ
ール（以下、「直線軌道レール」という）を鉛直方向に
沿って所定の曲率で円弧状に曲げたものであって、スラ
イド部材がこの円弧状の軌道レール（以下、「曲線軌道
レール」という）に沿って曲線運動をなすように構成さ
れている。このような曲線軌道レールは、通常、直線軌
道レールに対して曲げ加工を施すことで得られるが、曲
線案内装置の定格荷重が大きくなると、それに伴って軌
道レールの厚みも大きくなるので、かかる曲げ加工が困
難になり、曲げ加工に伴って軌道レールに割れ等の不具
合が発生してしまう可能性も増大する。

【０００７】また、本願出願人はこのような曲線軌道レ
ールを簡便に得られる方法として、所定の曲率で円弧状
に形成された固定部の取付面に対して直線軌道レールを
強制的に押しつけ、かかる取付面の形状に倣って直線軌
道レールを弾性変形させることで該直線軌道レールを所
定曲率の円弧状に固定することを提案している（特願平
１０−３３６８２１号）。しかし、このような方法にお
いても、直線軌道レールの厚みが大きくなると、その分
だけ直線軌道レールの弾性変形が困難となり、この直線
軌道レールを取付面の形状に倣って固定することが不可
能となってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】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、引き抜き加工やボール転走面に対する焼き入れ処理
を容易に行うことができ、従来よりも軌道レールを簡便
に製造することができると共に、かかる軌道レールの製
造コストの低下も達成することが可能な直線案内装置を
提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的とするところは、
所定の曲率で円弧状に形成された曲線軌道レールを簡便
に製造することができると共に、かかる曲線軌道レール
の製造コストの低下をも達成することが可能な曲線案内
装置を提供することにある。

【００１０】

【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、固定ボルトによ
って固定部に配設されると共に長手方向に沿って複数条
の転動体の転走面が形成された軌道レールと、この軌道
レールが遊嵌する凹所を備えて断面略サドル状に形成さ
れると共に、多数の転動体を介して上記軌道レールに組
み付けられ、かかる軌道レールの長手方向に沿って可動
体を案内自在なスライド部材とから構成され、上記軌道
レールの長手方向に垂直な縦断面が高さよりも横幅の広
い偏平な略矩形状に形成されると共に、該軌道レールの
横断面の高さがスライド部材の凹所の深さよりも小さく
形成され、固定部上に突設された取付台の被取付面に該
軌道レールを固定して使用することを特徴とするもので
ある。

【００１１】このような技術的手段によれば、軌道レー
ルの長手方向に垂直な縦断面の大きさはスライド部材に
具備された凹所に収まる程度の大きさとなり、かかる断
面積を著しく小さくすることができるので、軌道レール
を加工する際の引き抜き加工を容易に行うことが可能と
なる。また、この軌道レールは従来の軌道レールから固
定部への取り付けのための基部を削除し、転動体の転走
面が形成された案内部のみを残したものと略同一の形状
を有するので、従来の軌道レールの如く基部に対して不
要な熱処理を行うことを必要とせず、その分だけ転動体
の転走面の焼き入れ処理を容易に行うことが可能とな
る。つまり、本発明の直線又は曲線案内装置によれば、
軌道レールの製作の際の手間を著しく軽減し、製造コス
トの低下をも達成することが可能である。

【００１２】また、軌道レールはその長手方向に垂直な
縦断面が偏平な略矩形状に形成されるので、かかる軌道
レールを鉛直方向に沿って容易に曲げることが可能とな
り、所定の曲率で円弧状に曲げられた軌道レール、すな
わち曲線案内装置の曲線軌道レールを容易に且つ廉価で
製作することができるものである。そして、このような
特性は、曲線案内装置の定格荷重との関係から軌道レー
ルが大型化した場合、すなわち曲線軌道レールの厚みが
増した場合に大変有効である。

【００１３】更に、この軌道レールは鉛直方向に沿って
容易に曲げられるので、固定部に突設された取付台の取
付面を所定の曲率で円弧状に形成しておけば、直線軌道
レールを上記取付面に対して強制的に押しつけるのみ
で、取付面の形状に倣った曲率の曲線軌道レールを容易
に製作することができる。つまり、曲げ加工によって軌
道レールの固定前に該軌道レールを円弧状に形成してお
く必要はなく、直線軌道レールのみを在庫としてストッ
クしておけば、この直線軌道レールの固定作業の際に、
かかる直線軌道レールから曲線軌道レール、すなわち曲
線案内装置の軌道レールを容易に製作することができ、
直線案内装置の軌道レールを転用することで曲線案内装
置の軌道レールを製作することができることから、かか
る軌道レールの製作を簡便に且つ安価に行うことができ
るものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の直線又は曲線案内装置を詳細に説明する。図１及び図
２は本発明が適用された直線案内装置の一例を示す切り
欠き斜視図及び正面断面図である。この直線案内装置
は、長手方向に沿ってボールの転走溝１２が形成された
直線状の軌道レール１と、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３の無限循環路を備えたスライド部材２と、この
スライド部材２の移動方向の前後両端面に装着されると
共に軌道レール１の上面及び両側面に密着するシール部
材４とから構成されており、かかるボール３の循環に伴
って上記スライド部材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。

【００１５】これらの図に示されるように、上記スライ
ド部材２は、テーブル等の可動体（図示せず）の取付け
面２０を備えたブロック本体２１と、このブロック本体
２１の前後両端面に固定された一対のエンドプレート２
２，２２とから構成されており、軌道レール１が遊嵌す
る凹所２３を下面側に備えて断面略サドル状に形成され
ている。図２に示すように、上記ブロック本体２１は、
上記取り付け面２０が形成された基部２１ａ及びこの基
部２１ａの両端から垂下する一対のスカート部２１ｂ，
２１ｂを備えて断面略サドル状に形成されており、各ス
カート部２１ｂの内側面にはボール３が転走する４条の
負荷転走溝２４が上記凹所の４隅に対応して形成されて
いる。

【００１６】また、プロック本体２１の基部２１ａ及び
各スカート部２１ｂには各負荷転走溝２４に対応するボ
ール戻し孔２５が夫々穿設されており、これらボール戻
し孔２５は上記エンドプレート２２に形成された略Ｕ字
型の方向転換路（図示せず）によって負荷転走溝２４と
連通連結されている。すなわち、この方向転換路はブロ
ック本体２１の負荷転走溝２４を転走し終えたボール３
を掬い上げて上記ボール戻し孔２５へ送り込む一方、こ
のボール戻し孔２５から負荷転走溝２４へボール３を送
り出すように構成されている。従って、これらエンドプ
レート２２を取付ボルト２６を用いてブロック本体２１
に固定することにより、上記スライド部材２にボール３
の無限循環路が形成されるようになっている。

【００１７】更に、上記エンドプレート２２には上記無
限循環路に対して潤滑油を注油するための給油口が設け
られておれり、かかる給油口には上記エンドシール４を
介して供給ニップル２７が装着されるようになってい
る。

【００１８】一方、上記軌道レール１は断面略矩形状に
形成されており、固定ボルト１０を挿通させるための取
り付け孔１１が長手方向に適宜間隔をおいて貫通形成さ
れている。図２及び図３に示すように、軌道レール１は
その長手方向に垂直な縦断面が高さｈよりも横幅ｗの広
い偏平な略矩形状に形成されており、しかも高さｈはス
ライド部材２の凹所２３の深さよりも小さく形成されて
いる。このため、図２に示すようにスライド部材２を軌
道レール１に組み付けた状態では、軌道レール１の縦断
面がスライド部材２の凹所２３に完全に収まり、軌道レ
ール１が該凹所２３より下方にはみ出ないようになって
いる。また、縦断面が略矩形状に形成された軌道レール
１の４角には夫々ボール転走溝１２が形成されており、
これらのボール転走溝１２はブロツク本体２１に形成さ
れた負荷転走溝２４と相対向している。ボール３はこれ
ら負荷転走溝２４とボール転走溝１２との間で荷重を負
荷しながら転走し、これによってスライド部材２が軌道
レール１上を移動することになる。

【００１９】このような形状を有する軌道レール１は、
先ずは引き抜き加工によって長尺な鋼材を図３に示す断
面形状に加工した後、取り付け孔１１の穿設加工、ボー
ル転走溝１２の形成部位に対する高周波焼き入れ処理、
ボール転走溝１２の研削加工を行って製造される。前記
引き抜き加工に当たっては図３に二点鎖線で示す断面形
状の鋼材を使用することができ、製造される軌道レール
１の断面形状は鋼材の４角をバランス良く塑性変形させ
た程度のものであることから、極めて容易に引き抜き加
工を行うことが可能となる。また、高周波焼き入れ処理
に当たっても、ボール転走溝が形成されている両側面の
部位（図３中の一点鎖線の円内）に対して左右対称に、
バランス良く焼き入れ処理が行われることから、軌道レ
ール１に熱処理歪みが発生するのを抑えることができ、
軌道レール１の真直度を確保することが容易となる。

【００２０】そして、このように形成された軌道レール
は、図２に示すように、ベッド等の固定部５上に突設さ
れた取付台６に対して固定ボルト１０により固定され
る。前述の如く、軌道レール１はスライド部材２の凹所
２３内に収まっており、かかる凹所２３から下方に突出
していないので、上記取付台６はスライド部材２の凹所
２３内に入り込んで軌道レール１と接している。また、
スライド部材２のスカート部２１ｂが固定部５と干渉す
るのを防止するため、かかる取付台６の高さはスライド
部材２と固定部５との間に適度な隙間を設け得る程度に
設定される。

【００２１】上記固定ボルト１０の締結に際して取付台
６に対する軌道レール１の固定位置を微妙に調整するこ
とができるよう、軌道レール１の底面及びこの底面が接
する取付台６の被取付面６０は夫々平面に形成されてい
る。その結果、固定ボルト１０と軌道レール１の取り付
け孔１１の遊び分だけ、軌道レール１を取付台６の被取
付面６０上で変位させることができ、例えば軌道レール
を２軸平行で使用する場合等に、その平行を調整し易く
なっている。

【００２２】また、このように縦断面の高さｈよりも横
幅ｗが広く形成された偏平な軌道レール１は従来の軌道
レール１に比べて鉛直方向（高さ方向）に容易曲げるこ
とが可能なので、ボール転走溝１２の研削加工が終了し
た直線軌道レール１に対して曲げ加工を施すことによ
り、所定の曲率で円弧状に湾曲した曲線案内装置の軌道
レール、すなわち曲線軌道レールを容易に製作すること
もできる。尚、この曲線軌道レールに沿って移動するス
ライド部材２は、曲線軌道レールの曲率が小さい場合に
は前述した直線案内装置のスライド部材２に何ら追加工
を施すことなく、そのまま曲線案内装置のスライド部材
として使用することが可能であるが、曲線軌道レールの
曲率が大きい場合には、かかる曲率に応じてスライド部
材２の負荷転走溝２４にも曲率を与えた方が、曲線軌道
レール上におけるスライド部材２の運動は円滑なものと
なる。

【００２３】曲げ加工が施された曲線軌道レールを固定
部に配設するに当たっては、上記取付台６の被取付面６
０を曲線軌道レールの曲率と同じ円弧状に形成しておく
必要がある。図４は取付台６に固定された曲線軌道レー
ル７を長手方向と垂直な方向から観察した様子を示す側
面図である。この図に示されるように、取付台６の被取
付面６０は円弧状に形成され、その上に同一の曲率で曲
げ加工が施された曲線軌道レール７が固定されることに
なる。

【００２４】更に、図３に示すような偏平な縦断面を有
する直線軌道レール１は上方から作用する外力によって
容易に弾性変形を生じ易いことから、被取付面６０が曲
面状に形成された取付台６に対して強制的に押しつける
ことにより、これを曲線軌道レール７として取付台６に
固定することも可能となる。すなわち、図５に示すよう
に、所定の曲率で円弧状に形成された取付台６の被取付
面６０に対して直線軌道レール１を上方から押しつけ、
その状態のまま固定ボルト１０を取付台６に締結して軌
道レール１を固定するのである。このようにして直線軌
道レール１を取付台６に固定すると、かかる軌道レール
１は固定ボルト１０の締結力によって被取付面６０に押
しつけられるので、直線軌道レール１が被取付面６０の
形状に倣って円弧状に弾性変形し、直線軌道レール１を
図４に示すような曲線軌道レール７として取付台６に固
定することができる。そして、本実施例の直線軌道レー
ル１は鉛直方向に曲がり易い断面形状を具備しているこ
とから、例えばスライド部材２の定格荷重との関係から
軌道レール１の厚みが増した場合であっても、従来の軌
道レールに比べて容易に弾性変形をさせることができ、
軌道レール１に割れ等を発生させることなく、図５に示
すような固定方法を極めて簡単に実行することができる
ものである。

【００２５】図６は本発明の直線案内装置の軌道レール
の他の実施例を示すものである。図３に示した実施例の
軌道レール１は垂直に貫通する固定ボルト１０によって
取付台６に固定されていたが、この軌道レール８には取
付台６と接する底面にタップ孔８０が形成されており、
取付台６を下方から貫通する固定ボルトをこのタップ孔
８０に螺合させることで、かかる軌道レール８を取付台
６に固定し得るようになっている。

【００２６】また、図７は本発明の直線案内装置の他の
例を示すものである。図２に示した直線案内装置では軌
道レール１の４角にボール転走溝１２が形成されていた
が、この直線案内装置の軌道レール９では両側面の中央
に夫々１条ずつ、固定ボルト１０の取付孔を挟んで上面
に２条の計４条のボール転走溝１２が形成されている。
この軌道レール９においても長手方向に垂直な縦断面は
幅広い偏平な矩形状となるので、図３に示した軌道レー
ル１と同様、引き抜き加工や焼き入れ処理を極めて容易
に行うことができ、また、曲線案内レールを製作する場
合の曲げ加工も容易に行うことができるものである。

【００２７】

【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、軌道レールの長手方向に垂
直な縦断面は偏平な略矩形状となり、その大きさもスラ
イド部材に具備された凹所に収まる程度の大きさとなっ
て断面積を著しく小さくすることができるので、引き抜
き加工が容易に行い得る他、不要な熱処理を省略するこ
とが可能となり、従来よりも軌道レールを簡便に製造す
ることができると共に、かかる軌道レールの製造コスト
の低下も達成することが可能となる。

【００２８】また、本発明によれば、軌道レールの長手
方向に垂直な縦断面が偏平な略矩形状に形成されている
ので、かかる軌道レールを鉛直方向に沿って所定の曲率
で容易に曲げることが可能となり、曲線案内装置の軌道
レールも簡便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】 本発明の直線案内装置の実施例を示す一部切
り欠き斜視図である。

【図２】 実施例に係る直線案内装置を固定部に固定し
た状態を示す正面断面図である。

【図３】 実施例に係る直線案内装置の軌道レールを示
す正面断面図である。

【図４】 実施例に係る直線軌道レールに曲げ加工を施
して形成した曲線軌道レールを固定部取付台に固定した
状態を示す側面図である。

【図５】 実施例に係る直線軌道レールを取付台に押し
つけながら固定して曲線軌道レールとする手順を示す側
面図である。

【図６】 直線軌道レールの他の実施例を示す正面断面
図である。

【図７】 本発明の直線案内装置の他の実施例を示す正
面断面図である。

【図８】 従来の直線案内装置を示す一部切り欠き斜視
図である。

【図９】 従来の直線案内装置を固定部に固定した状態
を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１…直線軌道レール、２…スライド部材、３…ボール
（転動体）、５…固定部、６…取付台、２３…凹所、６
０…被取付面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ボルトによって固定部に配設される
   と共に長手方向に沿って複数条の転動体の転走面が形成
   された軌道レールと、この軌道レールが遊嵌する凹所を
   備えて断面略サドル状に形成されると共に、多数の転動
   体を介して上記軌道レールに組み付けられ、かかる軌道
   レールの長手方向に沿って可動体を案内自在なスライド
   部材とから構成される直線又は曲線案内装置において、 上記軌道レールは長手方向に垂直な縦断面が高さよりも
   横幅の広い偏平な略矩形状に形成されると共に、該軌道
   レールの横断面の高さがスライド部材の凹所の深さより
   も小さく形成され、 固定部上に突設された取付台の被取付面に該軌道レール
   を固定して使用することを特徴とする直線又は曲線案内
   装置。
2. 【請求項２】 上記軌道レールの４角に転動体の転走面
   が形成されていることを特徴とする請求項１記載の直線
   又は曲線案内装置。
3. 【請求項３】 上記軌道レールの左右両側面に対して対
   称的に熱処理が行われていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の直線又は曲線案内装置。
4. 【請求項４】 上記被取付面が所定の曲率で曲面状に形
   成され、直線状に形成された軌道レールをこの取付面に
   固定することにより、かかる軌道レールを所定曲率の曲
   線軌道レールとしたことを特徴とする請求項１記載の曲
   線案内装置。