JP2003343555A

JP2003343555A - リニアガイド装置

Info

Publication number: JP2003343555A
Application number: JP2002149192A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ohashi; 正明大橋
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストの安いリニアガイド装置を提供す
ることである。【解決手段】案内レール１の断面形状を上方に開口す
るＣ字形に形成し、直動ブロック２の下面に、案内レー
ル１の上板６の外面と摺接するライナ３を貼りつけると
ともに、案内レール１の開口１ａに挿入され、上板６の
開口縁部と摺接する第１のガイド部材４と、上板６の内
面と摺接する第２のガイド部材５とを、第２のガイド部
材５の側からねじ込んだねじ９で固定して、これらのラ
イナ３および各ガイド部材４、５で直動ブロック２が案
内レール１に案内されるようにすることにより、装置の
各部材の形状を溝や突起のない単純なものとして、切削
加工の工数を従来よりも少なくしたのである。

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、産業機械等にお
いて往復移動機構として用いられるリニアガイド装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】産業機械等の往復移動機構として用いら
れるリニアガイド装置は、長尺の案内レールと、案内レ
ールに案内されて直線運動する直動ブロックとからな
る。これらの案内レールおよび直動ブロックは、金属の
素材を切削加工して製作することが多い。これは、樹脂
を射出成形して製作すると、切削加工が不要となる等の
メリットはあるものの、大量生産することがないため、
特殊な用途に使用するものを除いて、射出成形用金型の
製作費を含めたトータルコストを金属製のものより安く
することが困難だからである。

【０００３】このようなリニアガイド装置を構成する案
内レールおよび直動ブロックとしては、例えば、特開平
９−２７３５５０号公報に開示されたものがある。その
うちの一例を図６に示す。この直動ブロック５１は、断
面が逆Ｕ字形に形成され、上部の内面に設けられた溝５
１ａに板状部材（ライナ）５２が、両側部の内面に設け
られた溝５１ｂに係合接触突出部材５３がそれぞれ嵌め
込まれている。また、案内レール５４は、断面が矩形
で、両側面に係合接触突出部材５３先端の三角形断面部
と係合するＶ字溝５４ａが設けられている。そして、直
動ブロック５１の係合接触突出部材５３を案内レール５
４のＶ字溝５４ａに嵌め合わせることにより、直動ブロ
ック５１が板状部材５２を案内レール５４上面に摺接さ
せながら、案内レール５４に沿って直線運動するように
なっている。

【０００４】ところが、上述した直動ブロック５１と案
内レール５４とを組み合わせたリニアガイド装置では、
直動ブロック５１の上部および両側部の溝５１ａ、５１
ｂや係合接触突出部材５３、ならびに案内レール５４両
側面のＶ字溝５４ａを切削加工によって精度よく形成す
るのにかなり手間がかかり、このことが装置全体の製造
コストを引き上げている。

【０００５】また、前記公報には、図７に示すような案
内レールおよび直動ブロックの他の例も開示されてい
る。この例は、案内レールおよび直動ブロックの形状を
図６に示した例と逆にしたもので、矩形断面の直動ブロ
ック５５の側面の溝５５ａに嵌め込まれた係合接触突出
部材５６を、Ｕ字形断面に形成された案内レール５７の
Ｖ字溝５７ａに嵌め合わせることにより、直動ブロック
５５がその下面の溝５５ｂに嵌め込まれた板状部材（ラ
イナ）５８を案内レール５７の底部上面に摺接させなが
ら、案内レール５７に沿って直線運動するようになって
いる。

【０００６】この例においても、図６の例と同様に、直
動ブロック５５の溝５５ａ、５５ｂや係合接触突出部材
５６、ならびに案内レール５７のＶ字溝５７ａの切削加
工に手間がかかり、製造コストが高くなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の課
題は、製造コストの安いリニアガイド装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、長尺の案内レールと、案内レールに案
内されて直線運動する直動ブロックとからなるリニアガ
イド装置において、前記案内レールの断面形状を上方に
開口するＣ字形に形成し、前記案内レールの開口が形成
された上板の外面と前記直動ブロックの下面との間に、
これらの両部材のいずれか一方の部材に取り付けられて
他方の部材と摺接するライナを介在させ、前記直動ブロ
ックの下部に、前記案内レールの開口に挿入される第１
のガイド部材と、前記案内レールの上板の内面と摺接す
る第２のガイド部材とを取り付け、前記第１のガイド部
材を前記案内レールの上板の開口縁部と摺接させるか、
または前記第２のガイド部材を前記案内レールの上板の
端部から垂下する側板の内面と摺接させた構成を採用し
たのである。

【０００９】すなわち、案内レールの断面形状を上方に
開口するＣ字形に形成し、案内レールの上板外面と直動
ブロック下面との間に、両部材のいずれか一方に取り付
けられて他方と摺接するライナを介在させ、直動ブロッ
クの下部に、案内レールの開口に挿入される第１のガイ
ド部材と、案内レールの両上板の内面と摺接する第２の
ガイド部材とを取り付け、これらのライナおよび各ガイ
ド部材で直動ブロックが案内レールに案内されるように
することにより、装置の各部材の形状を溝や突起のない
単純なものとして、手間のかかる切削加工の工数を少な
くし、製造コストを抑えられるようにしたのである。

【００１０】前記第１のガイド部材と第２のガイド部材
を重ね合わせ、これらの両ガイド部材を第２のガイド部
材の側からばねを介してねじ込んだねじで前記直動ブロ
ックに取り付けることにより、第２のガイド部材を常に
案内レールの上板の内面に押し付け、直動ブロックと案
内レールの上下方向のガタが生じないようにして、直動
ブロックをよりスムーズに直線運動させることができ
る。

【００１１】前記第１のガイド部材と第２のガイド部材
を重ね合わせ、これらの両ガイド部材を第２のガイド部
材の側からねじ込んだテーパ付きねじで前記直動ブロッ
クに取り付けることにより、第２のガイド部材を案内レ
ールの上板の内面に押し付けて直動ブロックと案内レー
ルの上下方向のガタを抑えるとともに、第１のガイド部
材を案内レールの上板の開口縁部に押し付けるか、また
は第２のガイド部材を案内レールの側板の内面に押し付
けて、直動ブロックと案内レールの左右方向のガタを抑
え、直動ブロックをよりスムーズに直線運動させること
ができる。

【００１２】前記第１のガイド部材と第２のガイド部材
は、一体に形成することもできる。

【００１３】前記ライナ、第１のガイド部材および第２
のガイド部材を、それぞれ低摩擦面を構成する性質を有
する樹脂で形成することにより、案内レールとの摺動抵
抗を小さくして、直動ブロックの動きをよりスムーズに
することができる。

【００１４】前記案内レールを押出加工が可能で切削加
工性に優れるアルミニウムで形成することにより、製作
しやすくするとともに、その表面に酸化アルミニウムの
皮膜を形成することにより、耐摩耗性を向上させて直動
ブロックとの間でガタが生じにくくすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図５に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１の
実施形態を示す。このリニアガイド装置は、断面が上方
に開口するＣ字形に形成された長尺の案内レール１と、
案内レール１に案内されて直線運動する矩形断面の直動
ブロック２とからなる。直動ブロック２の下面には、２
枚のライナ３、第１のガイド部材４および第２のガイド
部材５が取り付けられており、これらの各部材３、４、
５によって直動ブロック２が案内レール１に案内される
ようになっている。

【００１６】前記案内レール１は、アルミニウム製で、
Ｃ字形断面の開口１ａが形成された上板６と、上板６の
端部から垂下する側板７と、両側板７の下部どうしを接
続する底板８とが一体に形成されており、その表面に
は、アルマイト処理によって酸化アルミニウムの皮膜が
形成されている。また、底板８には取付孔８ａが設けら
れており、この取付孔８ａを利用して、後述するように
各ガイド部材４、５を直動ブロック２にねじ止めした
り、案内レール１を固定部材（図示省略）に固定したり
することができる。

【００１７】前記直動ブロック２は、断面が矩形で、上
下に貫通するねじ孔２ａが複数設けられており、マウン
トベース板等の直動させようとする部品（図示省略）
や、第１および第２のガイド部材４、５をねじ止めでき
るようになっている。

【００１８】前記直動ブロック２に取り付けられる各部
材３、４、５のうち、ライナ３は、直動ブロック２の下
面の左右２箇所に接着剤で貼り付けられており、案内レ
ール１の上板６の外面と摺接している。なお、ライナ３
の直動ブロック２への取り付けは、両面粘着テープ等を
用いてもよいし、直動ブロック２に凹部を設けて嵌め込
むようにしてもよい。

【００１９】また、第１のガイド部材４は案内レール１
のＣ字形断面の開口１ａに、第２のガイド部材５は案内
レール１のＣ字形断面内にそれぞれ挿入されており、両
ガイド部材４、５が上下に重ね合わされて第２のガイド
部材５の側からねじ込んだねじ９で直動ブロック２に固
定されている。そして、第１のガイド部材４は、案内レ
ール１の上板６の開口縁部と摺接して、案内レール１に
対する直動ブロック２の左右方向の位置決めを行い、第
２のガイド部材５は、案内レール１の上板６の内面と摺
接して、上板６外面と摺接するライナ３とともに案内レ
ール１に対する直動ブロック２の上下方向の位置決めを
行っている。

【００２０】これらのライナ３および各ガイド部材４、
５は、いずれも板状または矩形ブロック状でかつ溝や突
起のない単純な形状であり、それぞれ低摩擦面を構成す
る性質を有する樹脂で形成されている。使用する樹脂と
しては、ポリエチレン、ポリアセタール、フッ素樹脂を
充填したポリフェニレンスルフィド樹脂、フッ素樹脂等
をあげることができる。また、第１のガイド部材４と第
２のガイド部材５とは、必ずしも別体に形成する必要は
なく、一体に形成してもよい。このことは、後述する第
２乃至第４の実施形態についても同様である。

【００２１】すなわち、このリニアガイド装置では、直
動ブロック２が、その下面に取り付けたライナ３、第１
および第２のガイド部材４、５で位置決めされて案内レ
ール１に沿って直線運動するようにしたもので、各部材
がそれぞれ溝や突起のない単純な形状で形成されてお
り、手間のかかる切削加工が少ないため、製造コストが
前述した従来の装置に比べて安くなっている。

【００２２】また、案内レール１と摺接するライナ３お
よび各ガイド部材４、５が低摩擦面を構成する性質の樹
脂で形成されていて摺動抵抗が小さいため、直動ブロッ
ク２の動きがスムーズである。

【００２３】さらに、案内レール１は、アルミニウム製
であるため、押出加工によって成形することができて切
削加工性もよく、製作しやすい。また、表面に酸化アル
ミニウム皮膜が形成されているため、耐摩耗性に優れ、
長期間使用しても直動ブロック２との間でガタが生じに
くい。

【００２４】図３は第２の実施形態を示す。この実施形
態では、第２のガイド部材１０が案内レール１の側板７
の内面と摺接することにより、直動ブロック２が案内レ
ール１に対して左右方向に位置決めされている。一方、
第１のガイド部材１１は、案内レール１の上板６と接触
しておらず、第２のガイド部材１０を直動ブロック２に
接続するためのものとなっている。その他の部分の構成
は、第１の実施形態のリニアガイド装置と同じである。

【００２５】図４は第３の実施形態を示す。この実施形
態では、第１および第２のガイド部材１２、１３を直動
ブロック２に取り付けるねじ１４の頭部と第２のガイド
部材１３との間に、ばね１５を介在させている。その他
の部分の構成は第１の実施形態と同じである。

【００２６】従って、ねじ１４を適度に締めつけること
により、ばね１５の反力によって第２のガイド部材１３
を常に案内レール１の上板６の内面に押し付け、直動ブ
ロック２と案内レール１の上下方向のガタの発生を抑え
られる。

【００２７】図５は第４の実施形態を示す。この実施形
態では、第１および第２のガイド部材１６、１７を、先
端ねじ部以外がテーパ状に形成されたテーパ付きねじ１
８で直動ブロック２に取り付けている。その他の部分の
構成は第１の実施形態と同じである。

【００２８】従って、テーパ付きねじ１８を適度に締め
つけることにより、第２のガイド部材１７を案内レール
１の上板６の内面に押し付けて直動ブロック２と案内レ
ール１の上下方向のガタを抑えるとともに、第１のガイ
ド部材１６を上板６の開口縁部に押し付けて、直動ブロ
ック２と案内レール１の左右方向のガタも抑えることが
できる。

【００２９】なお、このテーパ付きねじによる各ガイド
部材の取り付けを、図３のように第２のガイド部材で直
動ブロックの左右方向の位置決めを行っている装置に適
用する場合は、テーパ付きねじの締めつけにより、第２
のガイド部材が案内レールの側板の内面に押し付けられ
て、左右方向のガタが抑えられる。

【００３０】上述した各実施形態のリニアガイド装置の
摺動特性を確認するために、以下のような試験を行っ
た。試験は、第１乃至第４の実施形態の装置（実施例１
〜４）および図６に示した従来の装置（比較例）を用意
した。なお、比較例の案内レールおよびこれと摺接する
部材は、実施例と同じ種類の材質で形成した。そして、
直動ブロックと案内レールのガタを測定した後、下記の
条件で錘を載せた直動ブロックを連続的に往復動させる
運転を行い、運転後のライナ摩耗量を測定した。（運転条件）錘の重量：３０Ｎ往復動速度：３．６ｍｐｍストローク：３０ｍｍ運転時間：２００ｈｒこの試験の結果を、各装置の製造コストと併せて表１に
示す。表中の製造コストの数値は、比較例を１００と
し、各実施例の比較例に対する割合を表した。

【００３１】

【表１】

【００３２】この表１から、各実施例の装置は、製造コ
ストが比較例に比べて１０〜２０％程度安いうえ、摺動
特性の面でも比較例に劣らないことがわかる。特に、第
３および第４の実施形態の装置（実施例３、４）では、
直動ブロックと案内レールのガタが小さい状態で運転し
てもライナ摩耗量は他の例と同等であり、直動ブロック
をよりスムーズに動かせることが確認された。

【００３３】上述した各実施形態では、ライナおよび各
ガイド部材をそれぞれ直動ブロックの下面に取り付けて
いるが、ライナのみを直動ブロックと一体化してもよい
し、ライナと各ガイド部材をともに直動ブロックと一体
化してもよい。

【００３４】また、ライナは、案内レールの側に直動ブ
ロックと摺接するように設けることもできる。この場合
も、ライナを案内レールに取り付けるようにしてもよい
し、ライナと案内レールを一体化してもよい。

【００３５】さらに、案内レールはアルミニウム製とし
たが、樹脂製でもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明のリニアガイド
装置は、案内レールの断面形状を上方に開口するＣ字形
に形成し、案内レールの上板外面と直動ブロック下面と
の間に、両部材のいずれか一方に取り付けられて他方と
摺接するライナを介在させ、直動ブロックの下部に、案
内レールの開口に挿入される第１のガイド部材と、案内
レールの上板の内面と摺接する第２のガイド部材とを取
り付け、これらのライナおよび各ガイド部材で直動ブロ
ックが案内レールに案内されるようにしたものであるか
ら、装置の各部材の形状を単純なものとして、従来の装
置よりも溝加工等の手間のかかる切削加工の工数を少な
くすることができ、製造コストを抑えることができる。

【００３７】また、前記直動ブロックに第１のガイド部
材と第２のガイド部材をばねを介してねじで取り付けた
り、テーパ付きねじで取り付けたりすることにより、直
動ブロックと案内レールのガタを抑えて、従来の装置よ
りもスムーズに直動ブロックを直線運動させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態のリニアガイド装置の斜視図

【図２】図１の縦断正面図

【図３】第２の実施形態のリニアガイド装置の縦断正面
図

【図４】第３の実施形態のリニアガイド装置の縦断正面
図

【図５】第４の実施形態のリニアガイド装置の縦断正面
図

【図６】従来のリニアガイド装置の一例の分解斜視図

【図７】従来のリニアガイド装置の他の例の分解斜視図

【符号の説明】

１案内レール１ａ開口２直動ブロック２ａねじ孔３ライナ４第１のガイド部材５第２のガイド部材６上板７側板８底板８ａ取付孔９ねじ１０第２のガイド部材１１、１２第１のガイド部材１３第２のガイド部材１４ねじ１５ばね１６第１のガイド部材１７第２のガイド部材１８テーパ付きねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺の案内レールと、案内レールに案内
されて直線運動する直動ブロックとからなるリニアガイ
ド装置において、前記案内レールの断面形状を上方に開
口するＣ字形に形成し、前記案内レールの開口が形成さ
れた上板の外面と前記直動ブロックの下面との間に、こ
れらの両部材のいずれか一方の部材に取り付けられて他
方の部材と摺接するライナを介在させ、前記直動ブロッ
クの下部に、前記案内レールの開口に挿入される第１の
ガイド部材と、前記案内レールの上板の内面と摺接する
第２のガイド部材とを取り付け、前記第１のガイド部材
を前記案内レールの上板の開口縁部と摺接させるか、ま
たは前記第２のガイド部材を前記案内レールの上板の端
部から垂下する側板の内面と摺接させたことを特徴とす
るリニアガイド装置。
【請求項２】前記第１のガイド部材と第２のガイド部
材を重ね合わせ、これらの両ガイド部材を第２のガイド
部材の側からばねを介してねじ込んだねじで前記直動ブ
ロックに取り付けた請求項１に記載のリニアガイド装
置。
【請求項３】前記第１のガイド部材と第２のガイド部
材を重ね合わせ、これらの両ガイド部材を第２のガイド
部材の側からねじ込んだテーパ付きねじで前記直動ブロ
ックに取り付けた請求項１に記載のリニアガイド装置。
【請求項４】前記第１のガイド部材と第２のガイド部
材とを一体に形成した請求項１乃至３のいずれかに記載
のリニアガイド装置。
【請求項５】前記ライナ、第１のガイド部材および第
２のガイド部材を、それぞれ低摩擦面を構成する性質を
有する樹脂で形成した請求項１乃至４のいずれかに記載
のリニアガイド装置。
【請求項６】前記案内レールをアルミニウムで形成
し、その表面に酸化アルミニウムの皮膜を形成した請求
項１乃至５のいずれかに記載のリニアガイド装置。