JP2007046690A - リニアガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スライダをレールから引き抜いたときに転動体が脱落するのを防止する手段を提供する。
【解決手段】 レール転動体ガイド面を備えたレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、該転動体を隔置して転動体同士の接触を防止する隔置部を有する複数の保持ピースとを備えたリニアガイド装置において、前記保持ピースの隔置部の両側に、ガイド腕部を設け、循環路の外側を上部とし、内側を下部とし、前記転動体を挟んで隣り合う２つの保持ピースのそれぞれのガイド腕部の下部を、前記隔置部から両側に前記転動体の中心に達しない位置まで同じ長さで伸長させてその先端を円弧状とし、前記２つの保持ピースのガイド腕部の対向する端部の一方の保持ピースの一の側の前記端部に、他方の保持ピースのガイド腕部の上部の他の側の端部を噛み合わせることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械や製造機械、測定機械等の機械装置の案内部に設けられ、テーブル等の移動台を直線的に移動させるためのリニアガイド装置に関する。

従来のリニアガイド装置は、レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面により形成される負荷路と、戻り路と、方向転換路とにより形成した循環路に複数の転動体を装填し、これらの転動体が循環路を循環してスライダがレールを直線往復運動するように構成し、転動体の間に互いの接触を防止するための隔置部を備えた保持ピースを間装し、この保持ピースの隔置部に設けた比較的短い鍔状の案内部を循環路に設けた案内溝に案内させて循環路を循環する転動体を保持している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−９２８００号公報（第３頁４３行目―第４頁８行目）

しかしながら、上述した従来の技術においては、案内溝により案内される保持ピースの案内部が比較的短い鍔状であるため、リニアガイド装置のスライダをレールから引き抜いたときに案内溝と案内部の間の隙間による保持ピースの回転角度が大きくなり、状況によっては保持ピースの隔置部に移動方向の前後で挟まれている転動体が脱落する可能性があるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、スライダをレールから引き抜いたときに転動体が脱落するのを防止する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、レール転動体ガイド面を備えたレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、前記レールを直線的に往復移動する鞍状のスライダと、該スライダの移動方向の前後端部に設けられ、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路と、該負荷路を前記方向転換路と戻り路により連結した循環路を循環する複数の転動体と、該転動体を隔置して転動体同士の接触を防止する隔置部を有する複数の保持ピースとを備えたリニアガイド装置において、前記保持ピースの隔置部の両側に、前記転動体の中心を結ぶ方向に伸長するガイド腕部を設け、該ガイド腕部の前記転動体の中心を結ぶ中心線を境にした前記循環路の外側を上部とし、内側を下部とし、前記転動体を挟んで隣り合う２つの保持ピースのそれぞれのガイド腕部の下部を、前記隔置部から両側に前記転動体の中心に達しない位置まで同じ長さで伸長させてその先端を円弧状とし、前記２つの保持ピースのガイド腕部の対向する端部の一方の保持ピースの一の側の前記端部に、他方の保持ピースのガイド腕部の上部の他の側の端部を噛み合わせることを特徴とする。

このように、本発明は、一方の保持ピースのガイド腕部の一端に他方の保持ピースのガイド腕部の他端を噛み合わせて循環路の案内溝に案内されるガイド腕部の長さを長くするようにしたことによって、案内溝とガイド腕部の間の隙間による保持ピースの回転角度を小さくすることができ、レールからスライダを引き抜いたときに隔置部に移動方向の前後で挟まれている転動体の脱落を防止することができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明によるリニアガイド装置の実施例について説明する。

図１は実施例１のリニアガイド装置を示す斜視図、図２はＡ−Ａ断面線の右側半断面図、図３は実施例１の保持ピースを示す説明図である。
図１において、１はリニアガイド装置である。
２はリニアガイド装置１のレールであり、合金鋼等の鋼材で製作された略Ｉ字状の断面形状を有する長尺の棒状部材であって、その上面２ａには機械装置の基台等にレール２を固定するための段付ボルト穴３が所定のピッチで複数設けられている。

４は軌道凹部であり、レール２の両方の側面の長手方向に沿って形成された一対のレール転動体ガイド面としてのレール軌道面４ａ、４ｂを有する略Ｖ字状の溝である。
５はスライダであり、合金鋼等の鋼材で製作された略コの字状の断面形状を有する鞍状部材であって、その上面にはねじ穴５ａが設けられており、このねじ穴５ａを用いて機械装置の移動台等がボルト等により締結される。

６ａ、６ｂは一対のスライダ転動体ガイド面としてのスライダ軌道面であり、スライダ５の両方の袖壁５ｂの内側にレール軌道面４ａ、４ｂと対向して設けられる。
７はエンドキャップであり、金属材料や樹脂材料等で製作され、スライダ５の移動方向の前後端に配置され、ボルト等により締結される。
８は転動体としてのころであり、合金等の鋼材を円柱状に成形して製作される。

９は保持ピースであり、樹脂材料等により射出成形等の成形手段で製作され、図３に２点鎖線で示すころ８を隔置してころ８同士の接触を防止するために矢印Ａで示すスライダ移動方向の前後にころ８の外径より大きい円弧状の凹部を背面配置で掘り込んだ隔置部１０と隔置部１０のころ８の軸方向の両側にころ８の中心を結ぶ方向に伸長する一対のガイド腕部１１とが形成されている。

ガイド腕部１１は保持ピース９のスライダ移動方向の前後のころ８の中心を結ぶ線（中心線という。）を境にして後述する循環路の内側に位置する下部１２は隔置部１０から両側にころ８の中心に達しない中心付近の位置まで同じ長さで伸長し、その端部１２ａ、１２ｂの先端が円弧状に形成されている。そして中心線を境にして後述する循環路の外側に位置する上部１３の一の側は中心線を対称軸として下部１２の一の側と対称、つまりころ８の中心に達しない中心付近の位置まで伸長してその端部１３ａの先端が円弧状であり、他の側の端部１３ｂは対向するガイド腕部１１の上部１３の端部１３ａに沿うように円弧状に湾曲し、先端がころ８の中心の位置より長く伸長している。

このように、ころ８を挟んで隣り合う保持ピース９は対向する一方の保持ピース９のガイド腕部１１の上部１３の一の側の端部１３ａに他方のガイド腕部１１の上部１３の他の側の端部１３ｂが噛み合うように形成されている。
１４は保持器であり、金属材料や樹脂材料等で製作され、レール軌道面４ａ、４ｂおよびスライダ軌道面６ａ、６ｂを転動するころ８と共に移動する保持ピース９の一方のガイド腕部１１を案内する案内溝１４ａが設けられ、この案内溝１４ａの両側に案内面１４ｂが形成されている。

１５は保持体であり、金属材料や樹脂材料等で製作され、保持ピース９の他方のガイド腕部１１を案内する案内溝１５ａが設けられ、また保持器１４の案内面１４ｂところ８を挟んで対向する案内面１５ｂが形成されている。
保持器１４と保持体１５はそれぞれ両側のエンドキャップ７との接合部に設けられた図示しない凹部と凸部によって係止されており、これにより保持ピース９のガイド腕部１１を案内溝１４ａ、１５ａにより案内すると同時に、案内面１４ｂ、１５ｂにより転動するころ８の側面を保持してその脱落を防止している。

上記の対向配置されたレール軌道面４ａ、４ｂとスライダ軌道面６ａ、６ｂとの間には、隣り合う保持ピース９のガイド腕部１１の端部１３ａと端部１３ｂを噛み合わせた保持ピース９に保持されたころ８が転動し、レール２を移動するスライダ５の荷重を支える負荷路１６ａ、１６ｂが形成される。
１７ａ、１７ｂは戻り路であり、スライダ５の両方の袖壁５ｂに設けられた貫通穴に嵌合する樹脂材料からなる円柱状のホルダ１８ａ、１８ｂに保持ピース９のガイド腕部１１を案内する案内溝１９を有する長方形断面の貫通穴として形成されており、これらの内部を転動するころ８および保持ピース９の移動を案内する。

ホルダ１８ａ、１８ｂの両端のエンドキャップ７との接合部には図示しない凹部と凸部とが設けられており、戻り路１７ａ、１７ｂが所定の角度で傾斜した長方形断面となるように位置決めされて係止される。
２０ａ、２０ｂはエンドキャップ７に設けられた方向転換路であり、負荷路１６ａ、１６ｂと戻り路１７ａ、１７ｂとをそれぞれ接続するための略長方形断面を有する湾曲した通路であって、互いの交差を避けるために襷掛けに立体交差となるように形成され、保持ピース９のガイド腕部１１を案内するための湾曲した図示しない案内溝が形成されており、ころ８および保持ピース９を案内してその循環方向を転向させる機能を有している。

負荷路１６ａと、その両側のエンドキャップ７の方向転換路２０ａと、両側の方向転換路２０ａを接続する戻り路１７ａとが連結されて閉じたループである循環路が形成され、この循環路にころ８とガイド腕部１１の端部１３ａと端部１４ｂを互いに噛み合わせた保持ピース９を間装し、所定の量の潤滑剤、例えばグリースを封入して循環路に複数のころ８を装填する。

この循環路は、他方の負荷路１６ｂおよびスライダ５の反対側の側壁５ｂにおいても同様に形成され、これによりスライダ５がレール２に直線往復運動可能に支持される。
上述した構成の作用について説明する。
なお、以下の説明においては、負荷路１６ａ、その両側の方向転換路２０ａおよび戻り路１７ａとの連結で形成された循環路を例に説明するが、他方の循環路および反対側の側壁５ｂの循環路においても同様である。

保持ピース９は隣り合う保持ピース９のガイド腕部１１の端部、つまり一方のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ａおよび下部１２の端部１２ａと他方のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ｂおよび下部１２の端部１２ｂとが対向して配置され、その隣り合う保持ピース９のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ａに他方の保持ピース９のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ｂが噛み合った状態で循環路を移動する。

そして、方向転換路２０ａを通るときは、図４に示すように、ガイド腕部１１の下部１２が円弧状であるために隣り合う保持ピース９のガイド腕部１１に当たることなく方向転換することができる。
また、ころ８を挟んで隣り合う保持ピース９の対向する一方のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ａに他方のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ｂが噛み合っているため、ころ８および保持ピース９が循環路の外側に向いた力を受けたとき、ころ８および保持ピース９が循環路の外側に動くのを抑えることができる。

以上説明したように、本実施例では、隣り合う保持ピースのガイド腕部の端部を噛み合わせてころの中心付近の位置までガイド腕部を伸長させて形成したため、スライダをレールから外しても案内溝と案内部の間の隙間による保持ピースの回転角度を小さくすることができ、ころが隔置部から脱落するのを防止することができる。
また、隣り合う一方のガイド腕部の上部の端部と他方のガイド腕部の上部の端部が噛み合っているので、保持ピースに循環路の外側に向いた力が作用した場合、保持ピースが循環路の外側に動くのを抑えることができる。

図５は実施例２の保持ピースを示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
保持ピース９は上記実施例１と同様にころ８を挟んで隣り合って循環路に装填されている。
本実施例のガイド腕部１１は、下部１２を上記実施例１と同様に形成し、上部１３はその長さが下部１２と同等の長さで、他の側の端部１３ｂをころ８の中心の位置より隣り合う保持ピース９の側に寄せて配置し、その結果として一の側の端部１３ａは下部１２の一の側の端部１２ａよりも隔置部１０の側に寄った位置となり、それぞれの端部１３ａ、１３ｂの先端は四角状に形成される。

上記のような保持ピース９によっても、ころ８を挟んで隣り合う保持ピース９は、対向する一方の保持ピース９のガイド腕部１１の下部１２の端部１２ａに他方のガイド腕部１１の上部１３の端部１３ｂが噛み合った状態で循環路を移動させることができ、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、図６に示す保持ピース９のガイド腕部１１の下部１２を上記実施例１と同様に形成し、上部１３を下部１２と同等の長さで、端部１３ｂをころ８の中心の位置より隣り合う保持ピース９の側に寄せて配置し、結果として端部１３ａが下部１２の端部１２ａより隔置部１０の側に寄った位置にしてそれぞれの端部１３ａ、１３ｂの先端を円弧状となるように形成しても前記と同様の効果を得ることができる。

図７は実施例３の第１の保持ピースと第２の保持ピースを示す説明図である。
なお、上記各実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図７において３０は第１の保持ピースであり、樹脂材料等により射出成形等の成形手段で製作され、隔置部１０と隔置部１０のころ８の軸方向の両側にころ８の中心を結ぶ方向に伸長する一対の第１のガイド腕部３２とが形成されている。

第１のガイド腕部３２は下部３３を上記実施例１の下部１２と同様に形成し、循環路の外側に位置する上部３４は中心線を対称軸として下部３３と対称に形成される。
４０はころ８を挟んで第１の保持ピース３０と隣り合って配置される第２の保持ピースであり、樹脂材料等により射出成形等の成形手段で製作され、隔置部１０と隔置部１０のころ８の軸方向の両側にころ８の中心を結ぶ方向に伸長する一対の第２のガイド腕部４２とが形成されている。

第２のガイド腕部４２は下部４３を上記実施例１の下部１２と同様に形成し、循環路の外側に位置する上部４４は一の側の端部４４ａは隣り合う第１のガイド腕部３２の他の側の端部３２ｂに沿うように円弧状に湾曲し、他の側の端部４４ｂは隣り合う第１のガイド腕部３２の一の側の端部３２ａに沿うように円弧状に湾曲し、それぞれの端部４４ａ、４４ｂの先端はころ８の中心の位置よりも長く伸長している。

このように、ころ８を挟んで交互に循環路に装填されている第１の保持ピース３０と第２の保持ピース４０は、第１のガイド腕部３２の一の側の端部３２ａにこれに対向する第２のガイド腕部４２の上部４４の他の側の端部４４ｂが噛み合い、第１のガイド腕部３２の他の側の端部３２ｂにはこれに対向する第２のガイド腕部４２の上部４４の一の側の端部４４ａが噛み合う、つまり第１のガイド腕部３２の両側の端部３２ａ、３２ｂにそれぞれ隣り合う第２のガイド腕部４２の上側の端部４４ａ、４４ｂが噛み合うように形成されている。

上記の構成の作用について説明する。
なお、以下の説明においては、負荷路１６ａ、その両側の方向転換路２０ａおよび戻り路１７ａとの連結で形成された循環路を例に説明するが、他方の循環路および反対側の側壁５ｂの循環路においても同様である。
ころ８を挟んで隣り合う第１の保持ピース３０と第２の保持ピース４０は、第１のガイド腕部３２の端部３２ａに、これに対向する第２のガイド腕部４２の上部４４の端部４４ｂが噛み合い、第１のガイド腕部３２の端部３２ｂに、これに対向する第２のガイド腕部４２の上部４４の端部４４ａが噛み合ったまま移動し、第１の保持ピース３０および第２の保持ピース４０が方向転換路１８ａを通るときは、図８に示すように第１のガイド腕部３２および第２のガイド腕部４２の下部４３が円弧状であるために互いに当たることなく方向転換することができる。

また、ころ８を挟んで隣り合う第１の保持ピース３０と第２の保持ピース４０は第１のガイド腕部３２の端部３２ａに、これに対向する第２のガイド腕部４２の上部４４の端部４４ｂが噛み合い、第１のガイド腕部３２の端部３２ｂに、これに対向する第２のガイド腕部４２の上部４４の端部４４ａが噛み合っているため、第１の保持ピース３０、第２の保持ピースおよびころ８が循環路の外側に向いた力を受けたとき、第１の保持ピース３０、第２の保持ピースおよびころ８が循環路の外側に動くのを抑えることができる。

以上説明したように、本実施例では、第１のガイド腕部の両側の端部にそれぞれ隣り合う第２のガイド腕部の上部の端部が噛み合うため、上述した実施例１と同様の効果を得ることができる。

図９は実施例４の第１の保持ピースと第２の保持ピースを示す説明図である。
なお、上記各実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の第１のガイド腕部３２は、中心線を境にして循環路の内側に位置する下部３３は上記実施例１の下部１２と同様に形成され、循環路の外側に位置する上部３４は下部３３よりも短い長さで、端部３４ａ、３４ｂが隔置部１０から両側に同じ長さで伸長し、先端が角状に形成される。

第２ガイド腕部４２はその下部４３が上記実施例１の下部１２と同様に形成され、上部４４は端部４４ａ、４４ｂがそれぞれ同じ長さで、かつころ８の中心の位置より長くなるように伸長して先端が角状に形成される。
上記のような第１の保持ピース３０と第２の保持ピース４０によっても、ころ８を挟んで隣り合う第１の保持ピース３０と第２の保持ピース４０は、第１のガイド腕部３２の下部３３の一の側の端部３３ａにこれと隣り合う第２のガイド腕部４２の上部４４の他の側の端部４４ｂが噛み合い、第１のガイド腕部３２の下部３３の他の側の端部３３ｂにこれと隣り合う第２のガイド腕部４２の上部４４の一の側の端部４４ａが噛み合った状態で循環路を移動させることができ、上記実施例３と同様の効果を得ることができる。

なお、図１０に示す第１のガイド腕部３０はその下部３３を上記実施例１の下部１２と同様に形成し、上部３４を下部３３よりも短い長さで、端部３４ａ、３４ｂが隔置部１０から両側に同じ長さで伸長し、かつ先端を円弧状に形成して、第２ガイド腕部４２はその下部４３を上記実施例１の下部１２と同様に形成し、上部４４は端部４４ａ、４４ｂがそれぞれ同じ長さで、かつころ８の中心の位置より長くなるように伸長して先端を円弧状となるように形成しても前記と同様の効果を得ることができる。

なお、上記各実施例においては、転動体としてころを用いたリニアガイド装置を例に説明したが、転動体としてボールを用いたリニアガイド装置においても同様である。

実施例１のリニアガイド装置を示す斜視図 図１のＡ−Ａ断面線の右側半断面図 実施例１の保持ピースを示す説明図 保持ピースの方向転換を示す説明図 実施例２の保持ピースを示す説明図 ガイド腕部の上部の端部が円弧状の保持ピースを示す説明図 実施例３の第１の保持ピースと第２の保持ピースを示す説明図 第１の保持ピースと第２の保持ピースの方向転換を示す説明図 実施例４の第１の保持ピースと第２の保持ピースを示す説明図 ガイド腕部の上部の端部が円弧状の第１の保持ピースと第２の保持ピースを示す説明図

符号の説明

１ リニアガイド装置
２ レール
２ａ 上面
３ 段付ボルト穴
４ 軌道凹面
４ａ、４ｂ レール軌道面
５ スライダ
５ａ ねじ穴
５ｂ 袖壁
６ａ、６ｂ スライダ軌道面
７ エンドキャップ
８ ころ
９ 保持ピース
１０ 隔置部
１１、３２、４２ ガイド腕部
１１ａ、１２ａ、１３ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、４３ａ、４４ａ 一の側の端部
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、４３ｂ、４４ｂ 他の側の端部
１２、３３、４３ 下部
１３、３４、４４ 上部
１４ 保持器
１４ｂ、１５ｂ 案内面
１５ 保持体
１６ａ、１６ｂ 負荷路
１７ａ、１７ｂ 戻り路
１８ａ、１８ｂ ホルダ
１９、１４ａ、１５ａ 案内溝
２０ａ、２０ｂ 方向転換路
３０ 第１の保持ピース
３２ 第１のガイド腕部
４０ 第２の保持ピース
４２ 第２のガイド腕部

Claims (5)

1. レール転動体ガイド面を備えたレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面と戻り路とを有し、前記レールを直線的に往復移動する鞍状のスライダと、該スライダの移動方向の前後端部に設けられ、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路と、該負荷路を前記方向転換路と戻り路により連結した循環路を循環する複数の転動体と、該転動体を隔置して転動体同士の接触を防止する隔置部を有する複数の保持ピースとを備えたリニアガイド装置において、
   前記保持ピースの隔置部の両側に、前記転動体の中心を結ぶ方向に伸長するガイド腕部を設け、該ガイド腕部の前記転動体の中心を結ぶ中心線を境にした前記循環路の外側を上部とし、内側を下部とし、
   前記転動体を挟んで隣り合う２つの保持ピースのそれぞれのガイド腕部の下部を、前記隔置部から両側に前記転動体の中心に達しない位置まで同じ長さで伸長させてその先端を円弧状とし、
   前記２つの保持ピースのガイド腕部の対向する端部の一方の保持ピースの一の側の前記端部に、他方の保持ピースのガイド腕部の上部の他の側の端部を噛み合わせることを特徴とするリニアガイド装置。
2. 請求項１において、
   前記２つの保持ピースのガイド腕部の上部の一の側を、前記中心線を対称軸として下部と対称に形成し、前記ガイド腕部の上部の他の側の端部の先端を、前記転動体の中心より長く伸長させると共に、前記一の側のガイド腕部の上部の先端の形状に沿う形状としたことを特徴とするリニアガイド装置。
3. 請求項１において、
   前記２つの保持ピースのガイド腕部の上部の長さを下部の長さと同等の長さに形成し、前記ガイド腕部の上部の他の側の端部の先端を、前記転動体の中心より隣り合う保持ピースの側に寄せて配置したことを特徴とするリニアガイド装置。
4. 請求項１において、
   前記一方の保持ピースのガイド腕部の上部を、前記中心線を対称軸として下部と対称に形成し、前記他方の保持ピースのガイド腕部の上部の両側の先端を、前記転動体の中心より長く伸長させると共に前記一方の保持ピースのガイド腕部の上部の形状に沿う形状としたことを特徴とするリニアガイド装置。
5. 請求項１において、
   前記一方の保持ピースのガイド腕部の上部の両側の先端を同じ長さで下部よりも短い長さに形成し、前記他方の保持ピースのガイド腕部の上部の両側の先端を、同じ長さで前記転動体の中心より長く伸長させたことを特徴とするリニアガイド装置。