JP2003269451A - 直動案内装置 - Google Patents

直動案内装置

Info

Publication number
JP2003269451A
JP2003269451A JP2002077010A JP2002077010A JP2003269451A JP 2003269451 A JP2003269451 A JP 2003269451A JP 2002077010 A JP2002077010 A JP 2002077010A JP 2002077010 A JP2002077010 A JP 2002077010A JP 2003269451 A JP2003269451 A JP 2003269451A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carriage
guide rail
rolling element
rolling
guide device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002077010A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Igarashi
豊 五十嵐
Masaru Akiyama
勝 秋山
Ryoichi Sato
亮一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2002077010A priority Critical patent/JP2003269451A/ja
Publication of JP2003269451A publication Critical patent/JP2003269451A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャリッジが走行する際に生じる発熱による案
内レールの熱膨張が抑えられ、精度の劣化を小さくする
ことが可能な直動案内装置を提供することにある。 【解決手段】側面に軸方向に沿って転動体転動溝を有す
る案内レール11と、案内レール11の転動体転動溝1
2と対向する転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝
間に転動自在に介装した転動体を介して案内レール11
の軸方向に相対移動するキャリッジ13とからなる直動
案内装置において、前記案内レール11をセラミック材
料によって形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、工作機
械、産業用機械等に用いられる直動案内装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械としてのマシニングセンタや産
業用機械としてのロボット等においては、ワークテーブ
ル等の直進移動を円滑に行わせるために、直動案内装置
(リニアガイド)が用いられている。
【0003】直動案内装置は、両側面に軸方向に沿って
転動体転動溝を有する案内レールと、この案内レールに
嵌合するキャリッジとからなり、このキャリッジの内面
に案内レールの転動体転動溝と対向する転動体転動溝を
設け、前記両転動体転動溝間に多数の転動体を転動自在
に介装し、転動体を介してキャリッジが案内レールの軸
方向に相対移動するようになっている。
【0004】ところで、直動案内装置の案内レール及び
キャリッジは、鋼材であり、転動体の転走面を研削加工
によって仕上げているのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、案内レ
ール、キャリッジを研削加工すると、加工時に発生する
加工熱や加工による表面残留応力の開放により、特に案
内レールの場合には長尺になると曲がり等が発生してし
まうという問題があった。また、直動案内装置のキャリ
ッジの走行によって転動体と転走面の接触部の摩擦によ
り発熱すると、案内レールが熱膨張を生じ、精度劣化を
招くという問題があった。また、直動案内装置の高加減
速を行う場合、可動部としてのキャリッジの重量が慣性
力として作用するため、駆動系の負担を軽減させるため
にキャリッジの軽量化を図る必要がある。
【0006】しかし、キャリッジの軽量化のために安易
に肉厚を薄くしたり、肉抜きをすると、キャリッジの剛
性が低下し、例えば外部荷重によってコ字状のキャリッ
ジが外側へ開くように変形してしまうという問題があ
る。キャリッジの剛性を保ちながら軽量化を図るために
キャリッジをセラミック材料で形成することが考えられ
ている。しかし、キャリッジには循環部品がねじで取り
付けられるため、キャリッジにねじ孔を設ける必要があ
る。また、例えば、テーブルなどの機械の可動部になる
部品への取付けのための手段を講じる必要があり、通常
はキャリッジにタッピングねじを設けている。しかし、
セラミックは硬度が高く、脆性材料であるため、難削材
であり、タッピング加工は非常に困難である。セラミッ
ク材料は、焼結することによりその硬度が上がるという
利点があるが、その反面硬度が上がることから焼結後の
切削加工が困難となる。そのため、焼結前に切削加工を
行うのが一般的である。しかし、セラミック材料は焼結
処理により約20〜30%収縮するため、予め収縮を見
込んだ寸法で加工しておくことが必要となるが、精度の
必要な箇所には、焼結処理後の仕上げ加工が必要にな
る。この発明は、前記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、案内レールの真直精度を向上
させるとともに、熱による精度変化が少ない直動案内装
置を提供することにある。また、この発明は、剛性を維
持させながらキャリッジの軽量化を図ることができ、駆
動系の負担を軽減できる直動案内装置を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、側面に軸方向に沿って転
動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転
動体転動溝と対向する転動体転動溝を有し、前記両転動
体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案
内レールの軸方向に相対移動するキャリッジとからなる
直動案内装置において、前記案内レールをセラミック材
料で形成したことを特徴とする。
【0008】請求項2は、請求項1の前記案内レールに
は、その長手方向に長い長孔からなる少なくとも一つ以
上の取付け孔が設けられていることを特徴とする。
【0009】請求項3は、側面に軸方向に沿って転動体
転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体
転動溝と対向する転動体転動溝を有し、前記両転動体転
動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レ
ールの軸方向に相対移動するキャリッジとからなる直動
案内装置において、前記キャリッジをセラミック材料で
形成したことを特徴とする。
【0010】請求項4は、請求項3の前記セラミック材
料は、窒化珪素であることを特徴とする。
【0011】請求項5は、請求項3または4の前記キャ
リッジに埋め金を設けるとともに、この埋め金にキャリ
ッジを貫通するねじ孔を設けたことを特徴とする。
【0012】請求項6は、請求項3〜5のいずれかに記
載の前記埋め金にフランジ部を設け、このフランジ部を
キャリッジの下面側に設けたことを特徴とする。
【0013】請求項1,2の構成によれば、案内レール
をセラミック材料で形成することにより、加工時に発生
する曲がり等を抑制することができ、またキャリッジが
走行する際に生じる発熱による案内レールの熱膨張が抑
えられ、精度の劣化を小さくすることが可能となる。請
求項3〜6の構成によれば、キャリッジをセラミック材
料で形成することにより、キャリッジの剛性を維持させ
ながらキャリッジの軽量化を図ることができ、駆動系の
負担を軽減できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の各実施の形態を
図面に基づいて説明する。
【0015】図1〜図3は直動案内装置の第1の実施形
態を示し、図1は平面図、図2は側面図、図3は図1のA
−A線に沿う断面図である。
【0016】直動案内装置10の軸方向の延びる案内レ
ール11の両側面には1条の転動体転動溝12が案内レ
ール11の軸方向に設けられている。この案内レール1
1は、セラミック材料によって形成されている。この案
内レール11にはこれを跨いだ状態で、キャリッジ13
が嵌合されている。キャリッジ13の内面には案内レー
ル11の転動体転動溝12と対向する1条の転動体転動
溝14が設けられている。
【0017】案内レール11とキャリッジ13の転動体
転動溝12と14との間には鋼球からなる多数の転動体
15が転動自在に介装され、転動体15を介して案内レ
ール11の軸方向にキャリッジ13が相対移動するよう
になっている。
【0018】キャリッジ13の軸方向の両端部にはエン
ドキャップ16が設けられている。エンドキャップ16
のキャリッジ13に対面する側には転動体15が転動自
在な円弧状の湾曲路(図示しない)が設けられ、この湾
曲路の両端開口は案内レール11とキャリッジ13の転
動体転動溝12、14と連通し、転動体循環通路が形成
されている。また、エンドキャップ16の外側には金属
及びゴム材料からなるシール部材17が重ね合わせた状
態で固定されている。
【0019】ヤング率をE、線膨張係数をα、温度変化
をTとすると、熱応力δは、δ=−EαTとして表され
る。仮に、30℃の温度降下が生じた場合、鋼材では、
E=210Gpa、α=12×10−6/℃であるか
ら、熱応力は、δ=−210×12×10−6×(−3
0)=0.076Gpaとなる。セラミック材として例
えば窒化珪素では、E=320Gpa、α=2.8×1
−6/℃であるから、熱応力は、δ=−320×2.
8×10−6×(−30)=0.027Gpaとなり、
鋼材を用いた場合よりも熱応力が小さくなるため、精度
への影響が小さい。これを研削加工すると、熱処理工程
で生じた残留応力の開放が起こり、精度に影響する。セ
ラミック材ではもともと表面硬度が高いため熱処理が不
要であり、表面残留応力がないため、当然ながら研削加
工による応力開放もなく精度への影響がない。このた
め、従来の鋼材に比べて精度が向上する。また、案内レ
ール11に、例えば窒化珪素を用いた場合、線膨張係数
は2.8×10−6/℃であり、鋼材の12×10−6
/℃の1/4となる。従って、キャリッジ13が走行す
る際に生じる発熱による案内レール11の線膨張が抑え
られ、従来の鋼材に比べて精度劣化を小さくすることが
可能である。図4及び図5は第2の実施形態を示し、図
4(a)は直動案内装置の平面図、図4(b)は同じく
側面図、図5は取付け孔を拡大した平面図であり、第1
の実施形態と同一構成部分には同一番号を付して説明を
省略する。本実施例の案内レール11もセラミック材料
によって形成され、案内レール11の幅方向の中心部に
は長手方向に所定間隔を存して複数個の取付け孔18が
案内レール11を上下方向に貫通して穿設されている。
これら取付け孔18は案内レール11の長手方向に長い
長孔で、両端部の円弧部18aの間には直線部18bが
形成されている。さらに、取付け孔18は、その下半分
18cより上半分18dが円弧部18aにおいては大径
に、直線部18bにおいては広幅に形成され、取付けね
じ(図示しない)の頭部が上半分18dに嵌合して案内
レール11の上面から突出しないように形成されてい
る。
【0020】前述のように、案内レール11にその長手
方向に長い長孔からなる取付け孔18を設けることによ
り、セラミック材からなる案内レール11の焼結による
収縮にバラツキが生じても、その誤差を吸収することが
できる。しかも、焼結処理後の後加工が不要となリ、コ
ストダウンを図ることができる。図6及び図7は第3の
実施形態を示し、図6はキャリッジの平面図、図7は図6
のB−B線に沿う断面図であり、第1の実施形態と同一
構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【0021】本実施形態のキャリッジ13はセラミック
材料、例えば窒化珪素によって形成されている。このキ
ャリッジ13の幅方向の中心部で、長手方向に離間して
複数のねじ孔19が設けられている。すなわち、セラミ
ック材のキャリッジ13には上下方向に貫通する下孔2
0が設けられ、この下孔20の下端部は大径部20aに
形成されている。下孔20にはフランジ部21aを有す
る埋め金21が設けられ、フランジ部21aが下孔20
の大径部20aに嵌合した状態に埋設されている。この
埋め金21はキャリッジ13の下孔20に対して接着さ
れており、この埋め金21にはこれを貫通するねじ孔1
9がタッピング加工によって設けられている。
【0022】このように、キャリッジ13に埋め金21
を設け、この埋め金21にフランジ部21aを設けるこ
とにより、埋め金21の抜け防止となる。また、キャリ
ッジ13に循環部品(図示しない)を取り付ける際に、
ねじ孔19に取付けねじ(図示しない)を締め付け固定
するが、このフランジ部21aによってキャリッジ13
を上下方向から挟持する状態となり、埋め金21の抜け
防止となる。前述したように、キャリッジ13をセラミ
ック材料で形成することにより、キャリッジ13の剛性
を維持させながらキャリッジ13の軽量化を図ることが
でき、機械の高加減速運転時の駆動系の負担を軽減でき
る。さらに、埋め金21にタッピング加工することによ
り、セラミック材にタッピング加工する必要がなく、加
工が容易でコストダウンを図ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、案内レールをセラミック材料で形成することによ
り、加工時に発生する残留応力の解放に起因する曲がり
等を抑制することができ、またキャリッジが走行する際
に生じる発熱による案内レールの熱膨張が抑えられ、精
度の劣化を小さくすることが可能となる。また、この発
明は、キャリッジをセラミック材料で形成することによ
り、キャリッジの剛性を維持させながらキャリッジの軽
量化を図ることができ、駆動系の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示し、直動案内装
置の平面図。
【図2】同実施形態の側面図。
【図3】同実施形態を示し、図1のA−A線に沿う断面
図。
【図4】この発明の第2の実施形態を示し、(a)は直
動案内装置の平面図、(b)は同じく側面図。
【図5】同実施形態を示し、取付け孔を拡大した平面
図。
【図6】この発明の第3の実施形態を示し、キャリッジ
の平面図。
【図7】同実施形態を示し、図6のB−B線に沿う断面
図。
【符号の説明】
10…リニアガイド 11…案内レール 12,14…転動体転動溝 13…キャリッジ 15…転動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 亮一 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 Fターム(参考) 3C048 CC04 3J104 AA03 AA23 AA34 AA65 AA69 AA74 CA11 DA11 DA13 DA20 EA01 EA04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 側面に軸方向に沿って転動体転動溝を有
    する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対
    向する転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転
    動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方
    向に相対移動するキャリッジとからなる直動案内装置に
    おいて、前記案内レールをセラミック材料で形成したこ
    とを特徴とする直動案内装置。
  2. 【請求項2】 前記案内レールには、その長手方向に長
    い長孔からなる少なくとも一つ以上の取付け孔が設けら
    れていることを特徴とする請求項1記載の直動案内装
    置。
  3. 【請求項3】 側面に軸方向に沿って転動体転動溝を有
    する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対
    向する転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転
    動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方
    向に相対移動するキャリッジとからなる直動案内装置に
    おいて、前記キャリッジをセラミック材料で形成したこ
    とを特徴とする直動案内装置。
  4. 【請求項4】 前記セラミック材料は、窒化珪素である
    ことを特徴とする請求項3記載の直動案内装置。
  5. 【請求項5】 前記キャリッジに埋め金を設けるととも
    に、この埋め金にキャリッジを貫通するねじ孔を設けた
    ことを特徴とする請求項3または4記載の直動案内装
    置。
  6. 【請求項6】 前記埋め金にフランジ部を設け、このフ
    ランジ部をキャリッジの下面側に設けたことを特徴とす
    る請求項3〜5のいずれかに記載の直動案内装置。
JP2002077010A 2002-03-19 2002-03-19 直動案内装置 Pending JP2003269451A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002077010A JP2003269451A (ja) 2002-03-19 2002-03-19 直動案内装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002077010A JP2003269451A (ja) 2002-03-19 2002-03-19 直動案内装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003269451A true JP2003269451A (ja) 2003-09-25

Family

ID=29205563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002077010A Pending JP2003269451A (ja) 2002-03-19 2002-03-19 直動案内装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003269451A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102528473A (zh) * 2012-03-05 2012-07-04 广东工业大学 同轴宏微复合直线运动平台装置
JP2018062055A (ja) * 2016-10-14 2018-04-19 マルコ システマナリセ ウント エントヴィックルング ゲーエムベーハー 計量ロボット、およびツールホルダ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102528473A (zh) * 2012-03-05 2012-07-04 广东工业大学 同轴宏微复合直线运动平台装置
JP2018062055A (ja) * 2016-10-14 2018-04-19 マルコ システマナリセ ウント エントヴィックルング ゲーエムベーハー 計量ロボット、およびツールホルダ
US10737380B2 (en) 2016-10-14 2020-08-11 Marco Systemanalyse Und Entwicklung Gmbh Metering robot and tool holder for same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5277057B2 (ja) 工作機械用の主軸駆動装置における回転抵抗付与装置
JP4668160B2 (ja) 軸受ユニット及び該軸受ユニットを備えた工作機械の主軸装置
JP5638247B2 (ja) 工作機械
US20160221138A1 (en) Feed apparatus and machine tool
JP6000453B2 (ja) 工作機械の主軸装置および工作機械
JP2003269451A (ja) 直動案内装置
JP2010064228A (ja) レスト装置を備える工作機械およびレスト装置を用いる加工方法
JP2005066716A (ja) ネジ送り機構、このネジ送り機構を備える加工装置およびネジ送り機構の製造方法
KR20210057733A (ko) 베어링 장치의 냉각 구조 및 공작 기계의 주축 장치
JP2004314295A (ja) 少なくとも一つの内部の円形フライス工具を備え、工作物、特にクランクシャフトやカムシャフトを加工するための機械
JP6735346B2 (ja) スライド走行装置および同装置を搭載した工作機械
JP2952137B2 (ja) ころがり案内装置
JPH07127638A (ja) 位置決め機構を内蔵した直動案内装置
JP2006305669A (ja) 工作機械の主軸装置
JP2003326429A (ja) ハイブリッド案内機構を有する工作機械
JPH1177459A (ja) 主軸頭移動型工作機械
JPH05118327A (ja) 直線摺動用ベアリング
ATE535333T1 (de) Mittenantriebsmaschine
JPH10286737A (ja) 工作機械に於けるハイブリッド送り駆動方式
KR100655311B1 (ko) 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치
JP2005342816A (ja) マシニングセンタおよびマシニングセンタのコラム支持方法
JP2016052691A (ja) 工具ヘッド、工作機械システム、および、工具ヘッドの駆動方法
JP2683069B2 (ja) 工作機械の主軸頭
JP2004042186A (ja) 工作機械のハイブリッド案内装置
KR200206749Y1 (ko) 초정밀 선반

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20050308

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20080219

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A977 Report on retrieval

Effective date: 20080221

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080624