JP2005048844A

JP2005048844A - Pre-load imposing method

Info

Publication number: JP2005048844A
Application number: JP2003205044A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsumoto; 淳松本; Hiroki Yamaguchi; 宏樹山口
Original assignee: NSK Ltd; NSK Precision Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; NSK Precision Co Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pre-load imposing method for imposing proper pre-load on a rolling body even when using a roller as the rolling body and a holding chain as a member for holding the rolling body because magnitude of pre-load can be set without measuring slide resistance of a slider. <P>SOLUTION: When imposing pre-load on the rolling body of a linear guide device, opening amount ΔW or upper face deformation amount ΔE of the slider is measured while the rolling body is assembled between a guide rail of the linear guide device and the slider to impose pre-load by setting magnitude of pre-load from the measured value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアガイド装置の転動体に予圧を付与する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直線運動する物体をその移動方向に案内する機械部品として、リニアガイド装置を半導体製造装置、精密加工機械、精密測定機器などの各種産業機械で使用する場合、リニアガイド装置の剛性を高めるために、案内レールとスライダとの間に組み込まれる転動体の直径をレール側軌道面とスライダ側軌道面との間隔よりも僅かに大きくして転動体に弾性変形すなわち予圧を与えている。
【０００３】
リニアガイド装置の転動体に与えられる予圧は、通常、締め代（転動体の弾性変形による転動体と軌道面の接近量）δｓあるいは予圧荷重（転動体と軌道面間に発生する接触力の或る方向成分の総和）Ｐｓとして表され、リニアガイド装置の剛性、寿命、摺動抵抗などを決定する重要な要因の一つである。例えば工作機械等のように大きな剛性が求められる用途では転動体に付与する予圧を大きく設定し、搬送装置等のように小さい摺動抵抗と長い走行寿命が求められる用途では転動体に付与する予圧を小さく設定するなど、リニアガイド装置の用途に応じた適切な予圧を転動体に付与する必要がある。
【０００４】
しかし、従来においては、転動体に適切な予圧を付与するために、レール側およびスライダ側の軌道面間の幅ＷやピッチＨをダイヤルゲージ等の測定器で測定し、その測定値から案内レールとスライダの軌道面間距離を算出して締め代δｓあるいは予圧荷重Ｐｓを設定している。このため、軌道面の形状が図２５（ａ）に示すゴシックアーチ形状などの特別な形状である場合には軌道面間の幅やピッチを正確に測定できるが、図２５（ｂ）に示すサーキュラーアーク形状である場合にはダイヤルゲージ等の測定器を安定させて軌道面間の幅やピッチを測定することが困難なため、転動体に適切な予圧を付与することができないという問題がある。また、転動体に付与された予圧の大きさを確認することができないため、案内レールとスライダとの間に組み込まれた転動体の直径が設定された直径のものかどうかを判断することができず、その結果、リニアガイド装置の品質を高品質に管理することが困難になるという問題もある。
【０００５】
そこで、軌道面の形状等に左右されることなく転動体に適切な予圧を付与できる方法として、スライダの摺動抵抗を測定し、その測定値が所定の範囲内に収まるように締め代δｓあるいは予圧荷重Ｐｓを設定して転動体に予圧を付与する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法は、転動体が玉である場合には有効であるが、転動体としてコロを用いた場合にはスライダの摺動抵抗がコロと鍔との滑り摩擦力に支配される。このため、転動体として玉を用いた場合のように、スライダの摺動抵抗と予圧の大きさが１対１の関係とならないため、転動体に適切な予圧を付与することが困難となる。また、転動体が玉であっても転動体を保持する部材として保持チェーンを用いた場合（特開平１０−９２６４号公報参照）には、保持チェーンと保持チェーンの案内面の摩擦力が大きいため、上述した方法では転動体に適切な予圧を付与することが困難となる。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、転動体としてコロを用いた場合や転動体を保持する部材として保持チェーンを用いた場合でも転動体に適切な予圧を付与することのできる予圧付与方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る予圧付与方法は、リニアガイド装置の転動体に予圧を付与するに際して、前記リニアガイド装置の案内レールとスライダとの間に転動体を組み入れた状態で前記スライダまたは前記案内レールの変形量を測定し、その測定値から予圧の大きさを設定して前記転動体に予圧を付与することを特徴とする。
【０００８】
この場合、請求項２記載の発明のように、スライダの側面変形量から予圧の大きさを設定してもよいし、あるいは請求項３記載の発明のように、スライダの上面変形量から予圧の大きさを設定してもよい。また、請求項４記載の発明のように、スライダの左右側面部に円錐状の凹部をそれぞれ設け、これらの凹部に配置された球状体を介してスライダの側面変形量を測定してもよい。また、請求項５記載の発明のように、スライダの左右側面部または左右下面部もしくは左右端面部にネジ穴をそれぞれ設け、これらのネジ穴から突出する軸部材を介してスライダの側面変形量を測定してもよい。
【０００９】
さらに、請求項６記載の発明のように、スライダの左右側面部または左右内側面部にＶ字状もしくはＵ字状の溝をそれぞれ設け、これらの溝に配置された球状またはコロ状の部材を介してスライダの側面変形量を測定してもよい。また、請求項７記載の発明のように、スライダに測定器を固定する固定具を用いて側面変形量を測定してもよい。また、スライダの上面変形量を測定するときには、請求項８記載の発明のように、スライダの上面中央部と上面両側部に変位計をそれぞれ配置してスライダの上面変形量を測定することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る予圧付与方法を図面に基づいて説明する。
本発明に係る予圧付与方法を説明する前に、転動体としてコロを用いたリニアガイド装置の概略構成を図１乃至図４を参照して説明する。図１において、符号１１は案内レール、１２は案内レール１１の長手方向に相対移動するスライダ、１３はスライダ１２の前端と後端に取り付けられたエンドキャップであり、案内レール１１の左右両側面には、平面状の転動体軌道面１４ａ，１４ｂが案内レール１１の長手方向に沿って形成されている。
【００１１】
転動体軌道面１４ａ，１４ｂは案内レール１１の側面に対して斜めに形成されており、その傾斜角度は互いに直交する角度となっている。また、転動体軌道面１４ａ，１４ｂはスライダ１２の内側面に形成された平面状の転動体軌道面１５ａ，１５ｂ（図２参照）と対向しており、これらのレール側軌道面１４ａ，１４ｂとスライダ側軌道面１５ａ，１５ｂとの間には、多数の転動体１６が設けられている。
【００１２】
転動体１６は円筒コロ状に形成されており、スライダ１２が案内レール１１の長手方向に相対移動すると、これに伴ってレール側軌道面１４ａ，１４ｂおよびスライダ側軌道面１５ａ，１５ｂを転動した後、例えばエンドキャップ１３ａに形成された転動体方向転換路１７（図３参照）を転動するようになっている。
スライダ１２は案内レール１１の両側にブロック状の袖部１８（図２参照）を有しており、各袖部１８の内部には、断面円形の貫通孔１９ａ，１９ｂが案内レール１１の長手方向に沿って形成されている。これら貫通孔１９ａ，１９ｂの内部には転動体戻し通路２０（図３及び図４参照）が樹脂によって形成されており、エンドキャップ１３ａの転動体方向転換路１７を転動した転動体１６は転動体戻し通路２０を転動し、さらにエンドキャップ１３ｂに形成された転動体方向転換路（図示せず）を転動して循環するようになっている。
【００１３】
次に、本発明に係る予圧付与方法を図５乃至図２４を参照して説明する。
上述したリニアガイド装置において、転動体１６に予圧を付与すると、図５に示すように、予圧の大きさに応じてスライダ１２の側面部が横方向に開くように弾性変形すると共にスライダ１２の上面部が凹状に弾性変形する。ここで、スライダ１２の側面変形量（以下「開き量」という）ΔＷは、図６に示すように、予圧の大きさを表すパラメータの１つである締め代δｓに比例し、スライダ１２の上面変形量ΔＥは、図７に示すように、予圧の大きさを表すパラメータの１つである予圧荷重Ｐｓに比例する。
【００１４】
従って、転動体１６に予圧を与える際には、先ず、案内レール１１とスライダ１２との間に適当な直径の転動体１６を組み入れた状態でスライダ１２の開き量ΔＷまたは上面変形量ΔＥを測定する。ここで、スライダ１２の開き量ΔＷを測定する方法としては、種々の方法が考えられるが、図８に示すように、スライダ１２の左右側面部に円錐状の凹部２１をそれぞれ設け、これらの凹部２１に配置された球状体２２，２２の間隔変化をパッサメータ等の測定器で計測することにより、スライダ１２の開き量ΔＷを精度良く測定することができる。
【００１５】
また、スライダ１２の上面変形量ΔＥを測定する方法としては、種々の方法が考えられるが、図９に示すように、スライダ１２の上面中央部と上面両側部に変位計２３ａ〜２３ｃを配置し、これら変位計２３ａ〜２３ｃの指示値Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３からスライダ上面の真直度Ｅ（＝Ｓ_２−（Ｓ_１＋Ｓ_３）／２）を求めることによって、スライダ１２の上面変形量ΔＥを精度良く測定することができる。
【００１６】
なお、スライダ１２の開き量ΔＷはその絶対量を測定してもよいが、転動体１６を組み入れる前と組み入れた後のスライダ１２の横幅寸法Ｗの変化を測定することにより、より高精度に開き量ΔＷを測定することができる。また、真直度Ｅは予圧荷重が零の場合でも加工誤差などの影響により零でない場合もあるので、転動体１６を組み入れる前の真直度Ｅ_０と転動体１６を組み入れた後の真直度Ｅとから上面変形量ΔＥ（＝Ｅ−Ｅ_０）を測定することが望ましい。
【００１７】
このようにして、スライダ１２の開き量ΔＷまたは上面変形量ΔＥを測定したならば、次に、開き量ΔＷまたは上面変形量ΔＥから予圧の大きさ（締め代δｓまたは予圧荷重Ｐｓ）を設定して転動体１６に予圧を付与する。ここで、開き量ΔＷから予圧の大きさを設定する場合は、開き量ΔＷが所定の範囲内に収まるように転動体のサイズを試行錯誤的に変えて予圧の大きさを設定することが可能であるが、次式が成立する範囲内で転動体のサイズを選定することにより、予圧の大きさを容易に設定することができる。
【００１８】
【数１】

【００１９】
但し、Ｄ_１，Ｄ_２：転動体の呼び直径と実直径との相互差（μｍ）
Ｄｓ：締め代δｓ（δｓｍｉｎ≦δｓ≦δｓｍａｘ）に対応する転動体の呼び直径と実直径との相互差（μｍ）
ΔＷ_１：Ｄ_１に対応する開き量（μｍ）
ΔＷ_２：Ｄ_２に対応する開き量（μｍ）
ΔＷｓｍｉｎ：δｓｍｉｎに対応する開き量（μｍ）
ΔＷｓｍａｘ：δｓｍａｘに対応する開き量（μｍ）
また、上面変形量ΔＥから予圧の大きさを設定する場合は、上面変形量ΔＥが所定の範囲内に収まるように転動体のサイズを試行錯誤的に変えて予圧の大きさを設定することが可能であるが、次式が成立する範囲内で転動体のサイズを選定することにより、予圧の大きさを容易に設定することができる。
【００２０】
【数２】

【００２１】
但し、ΔＥ_１：Ｄ_１に対応する開き量（μｍ）
ΔＥ_２：Ｄ_２に対応する開き量（μｍ）
ΔＥｓｍｉｎ：δｓｍｉｎに対応する開き量（μｍ）
ΔＥｓｍａｘ：δｓｍａｘに対応する開き量（μｍ）
このように、転動体１６に予圧を付与するに際して、リニアガイド装置の案内レール１１とスライダ１２との間に転動体１６を組み入れた状態でスライダ１２の開き量ΔＷまたは上面変形量ΔＥを測定し、その測定値から予圧の大きさを設定することにより、スライダ１２の摺動抵抗を測定しなくても予圧の大きさを設定できるので、転動体としてコロを用いた場合や転動体を保持する部材として保持チェーンを用いた場合でも転動体に適切な予圧を付与することができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施の形態ではスライダ１２の左右側面部に円錐状の凹部２１を設けてスライダ１２の開き量ΔＷを測定するようにしたが、図１０に示すように、スライダ１２の左右側面部にネジ穴２４をそれぞれ設け、これらのネジ穴２４から突出する軸部材２５の端面に変位計の測定子を押し当ててスライダ１２の開き量ΔＷを測定するようにしてもよい。また、図１１に示すように、スライダ１２の左右側面部にＶ字状の溝２６をそれぞれ設け、これらの溝２６に配置された球状またはコロ状の部材２７を介してスライダ１２の開き量ΔＷを測定するようにしてもよいし、あるいは図１２に示すように、スライダ１２の左右側面部にＵ字状の溝２８をそれぞれ設け、これらの溝２８に接着固定された球状またはコロ状の部材２９を介してスライダ１２の開き量ΔＷを測定するようにしてもよい。なお、ネジ穴２４は、図１３及び図１４に示すように、スライダ１２の左右下面部に設けてもよいし、スライダ１２の左右端面部に設けてもよい。さらに、溝２６は、図１５に示すように、スライダ１２の左右内側面部に設けてもよい。
【００２３】
また、上述した実施の形態ではスライダ１２の左右側面部などに凹部等の開き量測定部位を設けて開き量ΔＷを測定するようにしたが、図１６及び図１７に示すように、開き量ΔＷを測定する測定器として、測定子が平面のパッサメータ３０を用いることにより、スライダ１２の左右側面部などに開き量測定部位を設けなくても開き量ΔＷを測定することができる。また、測定子が平面のパッサメータ３０を用いることにより、スライダの左右側面部などに粗い面であっても測定子を安定して固定できるので、比較的正確な測定が可能である。なお、開き量ΔＷを測定する測定器としては、パッサメータのほかに、ダイヤルゲージ、電気式マイクロメータ、渦電流式、静電容量式、レーザ式などの各種変位計を用いることができる。
【００２４】
また、上述した実施の形態では案内レール１１とスライダ１２を組み合わせてスライダ１２の変形量を測定するようにしたが、図１８乃至図２０に示すように、スライダ１２と基準レール３１を組み合わせてスライダ１２の変形量を測定するようにしてもよい。この場合、図１８及び図２０に示すように、１個の変位計３２を用いてスライダ１２の開き量ΔＷを測定することも可能であるが、図１９に示すように、２個の変位計３２を用いてスライダ１２の開き量ΔＷを測定することにより、開き量ΔＷを精度良く測定することができる。さらに、図２０に示すように、スライダ１２の側面部に研削面３３を形成し、この研削面３３に変位計３２を接触させてスライダ１２の開き量ΔＷを測定するようにしてもよい。
【００２５】
また、上述した実施の形態では変位計等の測定機器をベース３３（図１８乃至図２０参照）に固定してスライダ１２の開き量ΔＷを測定するようにしたが、測定機器をスライダに固定する治具として、図２１乃至図２３に示すような固定具３４を用いることにより、パッサメータ３０等の測定機器をベース等に固定しなくても開き量ΔＷを測定することができる。
【００２６】
また、上述した実施の形態ではスライダが角形のリニアガイド装置に適用した場合を例示したが、図２４に示す開き量ΔＷのＦＥＭ計算値と実測値との関係から明らかなように、スライダがフランジ形であっても転動体に適切な予圧を付与することができる。さらに、上述した実施の形態では転動体としてコロを用いたリニアガイド装置に適用した場合を例示したが、転動体として玉を用いたリニアガイド装置についても本発明を適用することができる。また、上述した実施の形態ではスライダの変形量を測定して予圧の大きさを設定するようにしたが、転動体が案内レールの内側面に形成された軌道面とスライダの外面側に形成された軌道面との間に設けられる場合（特開平２００１−１２４６５号公報参照）には、案内レールの変形量を測定して予圧の大きさを設定すればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る予圧付与方法によれば、スライダの摺動抵抗を測定しなくても予圧の大きさを設定できるので、転動体としてコロを用いた場合や転動体を保持する部材として保持チェーンを用いた場合でも転動体に適切な予圧を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転動体としてコロを用いたリニアガイド装置の斜視図である。
【図２】図１に示すリニアガイド装置の正面である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】転動体に予圧を与えたときのスライダを示す図である。
【図６】スライダの側面変形量と締め代との関係を示す図である。
【図７】スライダの上面変形量と予圧荷重との関係を示す図である。
【図８】本発明に係る予圧付与方法の第１の実施形態を説明するための図である。
【図９】本発明に係る予圧付与方法の第２の実施形態を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る予圧付与方法の第３の実施形態を説明するための図である。
【図１１】本発明に係る予圧付与方法の第４の実施形態を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る予圧付与方法の第５の実施形態を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る予圧付与方法の第６の実施形態を説明するための図である。
【図１４】本発明に係る予圧付与方法の第７の実施形態を説明するための図である。
【図１５】本発明に係る予圧付与方法の第８の実施形態を説明するための図である。
【図１６】本発明に係る予圧付与方法の第９の実施形態を説明するための図である。
【図１７】本発明に係る予圧付与方法の第１０の実施形態を説明するための図である。
【図１８】本発明に係る予圧付与方法の第１１の実施形態を説明するための図である。
【図１９】本発明に係る予圧付与方法の第１２の実施形態を説明するための図である。
【図２０】本発明に係る予圧付与方法の第１３の実施形態を説明するための図である。
【図２１】本発明に係る予圧付与方法の第１４の実施形態を説明するための図である。
【図２２】本発明に係る予圧付与方法の第１５の実施形態を説明するための図である。
【図２３】本発明に係る予圧付与方法の第１６の実施形態を説明するための図である。
【図２４】スライダの側面変形量のＦＥＭ計算値と実測値との関係を示す図である。
【図２５】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１１案内レール
１２スライダ
１３ａ，１３ｂエンドキャップ
１４ａ，１４ｂレール側軌道面
１５ａ，１５ｂスライダ側軌道面
１６転動体
１７転動体方向転換路
２０転動体戻し通路
２１円錐状の凹部
２２球状体
２３ａ〜２３ｃ変位計
２４ネジ穴
２５軸部材
２６，２８溝
２７，２９球状またはコロ状の部材
３０パッサメータ
３１基準レール
３２変位計
３３ベース
３４固定具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for applying a preload to a rolling element of a linear guide device.
[0002]
[Prior art]
As a machine part that guides a linearly moving object in its moving direction, when using a linear guide device in various industrial machines such as semiconductor manufacturing equipment, precision processing machinery, precision measurement equipment, etc., in order to increase the rigidity of the linear guide device, The diameter of the rolling element incorporated between the guide rail and the slider is slightly larger than the distance between the rail-side raceway surface and the slider-side raceway surface, and elastic deformation, that is, preload is applied to the rolling element.
[0003]
The preload applied to the rolling element of the linear guide device is usually a tightening amount (the amount of contact between the rolling element and the raceway surface due to elastic deformation of the rolling element) δs or a preload (the contact force generated between the rolling element and the raceway surface). Sum of the directional components) expressed as Ps, and is one of the important factors that determine the rigidity, life, sliding resistance, etc. of the linear guide device. For example, a preload to be applied to the rolling element is set to be large in an application where a large rigidity is required, such as a machine tool, and a preload to be applied to the rolling element in an application in which a small sliding resistance and a long running life are required, such as a conveyor Therefore, it is necessary to apply an appropriate preload according to the application of the linear guide device to the rolling elements.
[0004]
However, conventionally, in order to give an appropriate preload to the rolling elements, the width W and the pitch H between the rail-side and slider-side raceway surfaces are measured with a measuring instrument such as a dial gauge, and the measured value is used as a guide rail. Then, the distance between the raceway surfaces of the slider is calculated and the tightening allowance δs or the preload Ps is set. For this reason, when the shape of the raceway surface is a special shape such as the Gothic arch shape shown in FIG. 25A, the width and pitch between the raceway surfaces can be accurately measured, but the circular shape shown in FIG. In the case of the arc shape, it is difficult to measure the width and pitch between the raceway surfaces by stabilizing a measuring instrument such as a dial gauge, and therefore there is a problem that an appropriate preload cannot be applied to the rolling elements. In addition, since the magnitude of the preload applied to the rolling element cannot be confirmed, it can be determined whether or not the diameter of the rolling element incorporated between the guide rail and the slider is a set diameter. As a result, there is a problem that it is difficult to manage the quality of the linear guide device with high quality.
[0005]
Therefore, as a method for applying an appropriate preload to the rolling elements without being influenced by the shape of the raceway surface, the sliding resistance of the slider is measured, and the tightening allowance δs or so that the measured value falls within a predetermined range. A method has been proposed in which a preload is applied to the rolling elements by setting a preload Ps.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method is effective when the rolling element is a ball, but when a roller is used as the rolling element, the sliding resistance of the slider is governed by the sliding frictional force between the roller and the heel. For this reason, unlike the case where balls are used as the rolling elements, the sliding resistance of the slider and the magnitude of the preload do not have a one-to-one relationship, so that it is difficult to apply an appropriate preload to the rolling elements. Further, even when the rolling element is a ball, when a holding chain is used as a member for holding the rolling element (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-9264), the friction force between the holding chain and the guide surface of the holding chain is large. In the method described above, it is difficult to apply an appropriate preload to the rolling elements.
The present invention has been made paying attention to such problems, and even when a roller is used as the rolling element or when a holding chain is used as a member for holding the rolling element, an appropriate preload is applied to the rolling element. An object of the present invention is to provide a preloading method that can be applied.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the preload applying method according to the present invention is a state in which a rolling element is incorporated between a guide rail and a slider of the linear guide device when preload is applied to the rolling member of the linear guide device. Then, the amount of deformation of the slider or the guide rail is measured, the magnitude of the preload is set from the measured value, and the preload is applied to the rolling elements.
[0008]
In this case, the size of the preload may be set from the side surface deformation amount of the slider as in the second aspect of the invention, or the preload is determined from the upper surface deformation amount of the slider as in the third aspect of the invention. The size may be set. Further, as in a fourth aspect of the invention, conical recesses may be provided on the left and right side surfaces of the slider, and the side surface deformation amount of the slider may be measured via a spherical body disposed in these recesses. Further, as in the invention of claim 5, screw holes are provided in the left and right side surfaces, the left and right lower surface portions or the left and right end surface portions of the slider, respectively, and the side surface deformation amount of the slider is reduced via the shaft member protruding from these screw holes. You may measure.
[0009]
Furthermore, as in the sixth aspect of the invention, V-shaped or U-shaped grooves are respectively provided in the left and right side surfaces or the left and right inner surface portions of the slider, and the spherical or roller-shaped members disposed in these grooves are interposed. Then, the lateral deformation amount of the slider may be measured. Moreover, you may measure a side surface deformation amount using the fixing tool which fixes a measuring device to a slider like invention of Claim 7. Further, when measuring the amount of deformation of the upper surface of the slider, it is desirable to measure the amount of deformation of the upper surface of the slider by disposing a displacement meter at the center of the upper surface and both sides of the upper surface, respectively. .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preload applying method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Before describing the preload application method according to the present invention, a schematic configuration of a linear guide device using a roller as a rolling element will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 11 is a guide rail, 12 is a slider that moves relative to the longitudinal direction of the guide rail 11, and 13 is an end cap attached to the front and rear ends of the slider 12. The rolling

element raceway surfaces

14 a and 14 b are formed along the longitudinal direction of the guide rail 11.
[0011]
The rolling

element raceway surfaces

14a and 14b are formed obliquely with respect to the side surface of the guide rail 11, and the inclination angles thereof are orthogonal to each other. The rolling

element raceway surfaces

14a and 14b are opposed to planar rolling

element raceway surfaces

15a and 15b (see FIG. 2) formed on the inner surface of the slider 12, and the rail

side raceway surfaces

14a and 14b A large number of rolling elements 16 are provided between the slider-

side raceway surfaces

15a and 15b.
[0012]
The rolling element 16 is formed in a cylindrical roller shape. When the slider 12 moves relative to the longitudinal direction of the guide rail 11, the rolling element 16 rolls on the rail

side raceway surfaces

14a and 14b and the slider

side raceway surfaces

15a and 15b. Then, for example, it rolls on the rolling element direction change path 17 (refer FIG. 3) formed in the end cap 13a.
The slider 12 has block-shaped sleeve portions 18 (see FIG. 2) on both sides of the guide rail 11, and through-

holes

19 a and 19 b having a circular cross section are formed in each sleeve portion 18 in the longitudinal direction of the guide rail 11. It is formed along. In these through

holes

19a and 19b, a rolling element return passage 20 (see FIGS. 3 and 4) is formed of resin, and the rolling element 16 that has rolled on the rolling element direction changing path 17 of the end cap 13a is rolled. It rolls in the moving body return channel | path 20, and rolls and circulates through the rolling body direction change path (not shown) formed in the end cap 13b.
[0013]
Next, a preload application method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the above-described linear guide device, when a preload is applied to the rolling element 16, the side surface of the slider 12 is elastically deformed so as to open laterally according to the magnitude of the preload and the upper surface of the slider 12 as shown in FIG. The part is elastically deformed into a concave shape. Here, the side surface deformation amount (hereinafter referred to as “opening amount”) ΔW of the slider 12 is proportional to the interference δs, which is one of the parameters representing the magnitude of the preload, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the deformation amount ΔE is proportional to a preload Ps that is one of the parameters indicating the magnitude of the preload.
[0014]
Therefore, when preload is applied to the rolling element 16, first, the opening amount ΔW or the upper surface deformation amount ΔE of the slider 12 is measured in a state where the rolling element 16 having an appropriate diameter is incorporated between the guide rail 11 and the slider 12. To do. Here, various methods are conceivable as a method for measuring the opening amount ΔW of the slider 12, but as shown in FIG. 8, conical recesses 21 are provided on the left and right side surfaces of the slider 12, respectively. By measuring the change in the distance between the

spherical bodies

22 and 22 arranged in the position 21 with a measuring instrument such as a passometer, the opening amount ΔW of the slider 12 can be accurately measured.
[0015]
Various methods are conceivable as a method of measuring the upper surface deformation amount ΔE of the slider 12, but as shown in FIG. 9, displacement gauges 23 a to 23 c are arranged at the center of the upper surface and both sides of the upper surface of the slider 12. The upper surface deformation amount of the slider 12 is obtained by obtaining the straightness E (= S ₂ − (S ₁ + S ₃ ) / 2) of the slider upper surface from the indicated values S ₁ , S ₂ and S _{3 of the} displacement meters 23a to 23c. ΔE can be measured with high accuracy.
[0016]
Although the absolute amount of the opening amount ΔW of the slider 12 may be measured, it can be opened with higher accuracy by measuring the change in the lateral width W of the slider 12 before and after incorporating the rolling element 16. The quantity ΔW can be measured. Further, even when the preload is zero, the straightness E may not be zero due to the influence of machining error or the like. Therefore, the straightness E ₀ before incorporating the rolling element 16 and the straightness E after incorporating the rolling element 16 It is desirable to measure the upper surface deformation amount ΔE (= E−E ₀ ).
[0017]
If the opening amount ΔW or the upper surface deformation amount ΔE of the slider 12 is measured in this way, then the preload magnitude (tightening allowance δs or preload load Ps) is set from the opening amount ΔW or the upper surface deformation amount ΔE. Thus, a preload is applied to the rolling element 16. Here, when setting the size of the preload from the opening amount ΔW, it is possible to set the size of the preload by changing the size of the rolling element by trial and error so that the opening amount ΔW is within a predetermined range. However, the size of the preload can be easily set by selecting the size of the rolling element within a range where the following equation is satisfied.
[0018]
[Expression 1]

[0019]
_However, _D _1, D _2: Difference between nominal diameter and the actual diameter of the rolling element ([mu] m)
Ds: Mutual difference (μm) between the nominal diameter and actual diameter of the rolling element corresponding to the interference δs (δsmin ≦ δs ≦ δsmax)
ΔW ₁ : Opening amount (μm) corresponding to D ₁
ΔW ₂ : Opening amount corresponding to D ₂ (μm)
ΔWsmin: Opening amount corresponding to δsmin (μm)
ΔWsmax: Opening amount corresponding to δsmax (μm)
In addition, when setting the magnitude of the preload from the upper surface deformation amount ΔE, it is possible to set the size of the preload by changing the size of the rolling element by trial and error so that the upper surface deformation amount ΔE falls within a predetermined range. Although it is possible, the size of the preload can be easily set by selecting the size of the rolling element within a range where the following equation is satisfied.
[0020]
[Expression 2]

[0021]
However, the opening amount (μm) corresponding to ΔE ₁ : D ₁
ΔE ₂ : Opening amount corresponding to D ₂ (μm)
ΔEsmin: Opening amount corresponding to δsmin (μm)
ΔEsmax: Opening amount corresponding to δsmax (μm)
As described above, when applying the preload to the rolling element 16, the opening amount ΔW or the upper surface deformation amount ΔE of the slider 12 is measured in a state where the rolling element 16 is incorporated between the guide rail 11 and the slider 12 of the linear guide device. By setting the magnitude of the preload from the measured value, it is possible to set the magnitude of the preload without measuring the sliding resistance of the slider 12. Therefore, when a roller is used as the rolling element, the rolling element is held. Even when a holding chain is used as a member, an appropriate preload can be applied to the rolling elements.
[0022]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the conical recesses 21 are provided in the left and right side portions of the slider 12 to measure the opening amount ΔW of the slider 12, but as shown in FIG. Screw holes 24 may be provided respectively, and a displacement gauge measuring element may be pressed against the end face of the shaft member 25 protruding from these screw holes 24 to measure the opening amount ΔW of the slider 12. As shown in FIG. 11, V-shaped grooves 26 are provided in the left and right side portions of the slider 12, and the opening amount ΔW of the slider 12 is passed through a spherical or roller-shaped member 27 disposed in these grooves 26. Alternatively, as shown in FIG. 12, U-shaped grooves 28 are provided on the left and right side surfaces of the slider 12, and spherical or roller-shaped members bonded and fixed to these grooves 28, respectively. The opening amount ΔW of the slider 12 may be measured via 29. As shown in FIGS. 13 and 14, the screw holes 24 may be provided on the left and right lower surface portions of the slider 12 or on the left and right end surface portions of the slider 12. Further, the grooves 26 may be provided on the left and right inner side surfaces of the slider 12 as shown in FIG.
[0023]
Further, in the above-described embodiment, the opening amount ΔW is measured by providing the opening amount measurement site such as the concave portion on the left and right side surfaces of the slider 12, but the opening amount ΔW is measured as shown in FIGS. As a measuring instrument for measuring the opening amount ΔW, it is possible to measure the opening amount ΔW without providing an opening amount measuring portion on the left and right side surfaces of the slider 12 or the like. Further, by using the passometer 30 having a flat measuring element, the measuring element can be stably fixed even on rough surfaces such as the left and right side surfaces of the slider, so that relatively accurate measurement is possible. As a measuring instrument for measuring the opening amount ΔW, various displacement meters such as a dial gauge, an electric micrometer, an eddy current type, a capacitance type, and a laser type can be used in addition to the passometer.
[0024]
In the embodiment described above, the guide rail 11 and the slider 12 are combined to measure the amount of deformation of the slider 12, but as shown in FIGS. 18 to 20, the slider 12 and the reference rail 31 are combined to form a slider. You may make it measure 12 deformation amount. In this case, as shown in FIGS. 18 and 20, it is possible to measure the opening amount ΔW of the slider 12 using one displacement meter 32, but as shown in FIG. 19, two displacement meters are used. By measuring the opening amount ΔW of the slider 12 using 32, the opening amount ΔW can be accurately measured. Furthermore, as shown in FIG. 20, a grinding surface 33 may be formed on the side surface of the slider 12, and a displacement meter 32 may be brought into contact with the grinding surface 33 to measure the opening amount ΔW of the slider 12.
[0025]
In the above-described embodiment, the measuring device such as the displacement meter is fixed to the base 33 (see FIGS. 18 to 20) to measure the opening amount ΔW of the slider 12. However, the measuring device is fixed to the slider. By using a fixture 34 as shown in FIG. 21 to FIG. 23 as a jig, the opening amount ΔW can be measured without fixing a measuring instrument such as the passometer 30 to the base or the like.
[0026]
In the above-described embodiment, the slider is applied to a linear guide device having a square shape. However, as apparent from the relationship between the FEM calculated value of the opening amount ΔW shown in FIG. Even if it is in a shape, an appropriate preload can be applied to the rolling elements. Furthermore, although the case where it applied to the linear guide apparatus using a roller as a rolling element was illustrated in embodiment mentioned above, this invention is applicable also to the linear guide apparatus using a ball | bowl as a rolling element. In the embodiment described above, the amount of preload is set by measuring the amount of deformation of the slider, but the rolling elements are formed on the raceway surface formed on the inner surface of the guide rail and on the outer surface side of the slider. In the case of being provided between the two and the raceway surface (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-12465), the amount of preload may be set by measuring the deformation amount of the guide rail.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the preload applying method according to the present invention, the size of the preload can be set without measuring the sliding resistance of the slider. Even when a holding chain is used as a member to perform, an appropriate preload can be applied to the rolling elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a linear guide device using a roller as a rolling element.
FIG. 2 is a front view of the linear guide device shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a slider when a preload is applied to a rolling element.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a side surface deformation amount of a slider and a tightening allowance.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of deformation of the upper surface of the slider and the preload.
FIG. 8 is a diagram for explaining a first embodiment of a preload applying method according to the present invention.
FIG. 9 is a view for explaining a second embodiment of the preload applying method according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a third embodiment of a preload applying method according to the present invention.
FIG. 11 is a view for explaining a fourth embodiment of the preload applying method according to the present invention.
FIG. 12 is a view for explaining a fifth embodiment of the preload applying method according to the present invention.
FIG. 13 is a view for explaining a sixth embodiment of the preload applying method according to the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining a seventh embodiment of a preload application method according to the invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining an eighth embodiment of a preload application method according to the invention.
FIG. 16 is a view for explaining a ninth embodiment of a preload application method according to the invention.
FIG. 17 is a view for explaining a tenth embodiment of a preload applying method according to the present invention.
FIG. 18 is a view for explaining an eleventh embodiment of a preload application method according to the invention.
FIG. 19 is a view for explaining a twelfth embodiment of the preload applying method according to the present invention.
FIG. 20 is a view for explaining a thirteenth embodiment of the preload application method according to the invention.
FIG. 21 is a view for explaining a fourteenth embodiment of a preload applying method according to the present invention.
FIG. 22 is a view for explaining a fifteenth embodiment of a preload application method according to the invention.
FIG. 23 is a view for explaining a sixteenth embodiment of a preload application method according to the invention.
FIG. 24 is a diagram illustrating a relationship between an FEM calculation value and an actual measurement value of a side surface deformation amount of a slider.
FIG. 25 is a diagram for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
11 Guide rail 12

Slider

13a,

13b End cap

14a, 14b Rail

side raceway surface

15a, 15b Slider side raceway surface 16 Rolling body 17 Rolling body direction change path 20 Rolling body return path 21 Conical recess 22 Spherical bodies 23a-23c Displacement Total 24 Screw hole 25

Shaft member

26, 28

Groove

27, 29 Spherical or roller-shaped member 30 Passage meter 31 Reference rail 32 Displacement meter 33 Base 34 Fixing tool

Claims

When applying a preload to the rolling element of the linear guide device, the deformation amount of the slider or the guide rail is measured in a state in which the rolling element is incorporated between the guide rail and the slider of the linear guide device, and from the measured value A preload applying method, wherein a preload is applied to the rolling elements by setting a preload size.

The preload applying method according to claim 1, wherein the deformation amount is a side surface deformation amount of the slider.

The preload applying method according to claim 1, wherein the deformation amount is an upper surface deformation amount of the slider.

3. The preload applying method according to claim 2, wherein conical recesses are provided on the left and right side surfaces of the slider, respectively, and the side surface deformation amount of the slider is measured through a spherical body disposed in these recesses.

3. A screw hole is provided in each of the left and right side surfaces, the left and right lower surface portions or the left and right end surfaces of the slider, and the side surface deformation amount of the slider is measured through a shaft member protruding from the screw holes. The preload application method described.

V-shaped or U-shaped grooves are respectively provided on the left and right side surfaces or the left and right inner side surfaces of the slider, and the side surface deformation amount of the slider is measured through spherical or roller-shaped members disposed in these grooves. The preload applying method according to claim 2.

The preload applying method according to claim 2, wherein a side deformation amount of the slider is measured using a fixture that fixes a measuring instrument to the slider.

4. The preload applying method according to claim 3, wherein a displacement gauge is arranged at each of an upper surface center portion and both upper surface side portions of the slider to measure an upper surface deformation amount of the slider.