JP2007211829A - リニアガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアガイド装置の循環路においてころが軸方向を向いて循環することを防止してころの循環を円滑にする手段を提供する。
【解決手段】リニアガイド装置１の循環路２１のころ７の端面との対向面に、ころ７の循環方向に沿ってころ７の中心Ｃを結ぶ循環路中心線Ｃｊを中心線として等配に溝幅Ｂの案内溝１３を設け、ころ７の直径をＤとし、ころ７の長さをＬとしたときに、循環路２１の循環路幅Ｗを、Ｌ ≦ Ｗ ≦ （Ｄ^２−Ｂ^２＋Ｌ^２）^０．５ の範囲に設定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、工作機械や製造装置、射出成形機、測定機器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、スライダに設けた戻り路と、エンドキャップに設けた方向転換路と、レールに設けたレール軌道面とスライダに設けたスライダ軌道面とを対向させて形成した負荷路とを連通した循環路に複数のころを装填し、隣合うころの間に、ころを隔置して保持する転動体保持部ところの両端面の外側に配置され、転動体保持部から両側のころの中心を結ぶ方向に伸張するガイド腕部とを有する保持ピースを配置し、保持ピースのガイド腕部を循環路に設けた案内溝に案内させて、ころ同士の接触やスキューの発生を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２４５２３３号公報（第４頁段落００１３−第６頁段落００２３、第３図、第４図）

しかしながら、上述した従来の技術においては、循環路に案内溝を設け、この案内溝に保持ピースのガイド腕部を案内させているため、案内溝の溝幅が広すぎると、保持ピースの破損や欠品が生じた場合に、ころにスキューが生じてころの軸方向の直交方向を中心として回転し、ころの軸方向がころの循環方向に向いてしまうことがあり、ころが軸方向で循環することによりリニアガイド装置を破損させる虞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、循環路においてころが軸方向を向いて循環することを防止してころの循環を円滑に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、レール軌道面を備えたレールと、前記レール軌道面と対向するスライダ軌道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スライダと、該スライダの移動方向の前後端部に配置され、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール軌道面とスライダ軌道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とにより連通した循環路を循環するころと、前記負荷路を転動するころを保持する保持器とを備えたリニアガイド装置において、前記循環路の前記ころの端面との対向面に、前記ころの循環方向に沿って、該ころの中心を結ぶ線を中心線として等配に溝幅Ｂの溝を設け、ころの直径をＤとし、ころの長さをＬとしたときに、前記循環路の前記対向面の間の幅Ｗを、Ｌ ≦ Ｗ ≦ （Ｄ^２−Ｂ^２＋Ｌ^２）^０．５ の範囲に設定したことを特徴とする。

これにより、本発明は、循環路の対向面間の幅Ｗを、溝幅Ｂの溝の側面の位置におけるころの対角線の長さより小さくすることができ、ころが回転してその軸方向が循環方向を向いてしまうことを防止して循環路におけるころの循環を常に円滑なものと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は実施例のリニアガイド装置を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面線に沿った右側半断面図、図３は実施例の循環路を示す説明図、図４は実施例の保持ピースを示す説明図である。
なお、図３は図２のＢ−Ｂ断面線に沿った部分断面図を示したものである。
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長尺の棒状部材であって、そのレール２の上面（レール上面２ａという。）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であるレール取付穴３が所定のピッチで複数設けられている。
４はレール軌道面であり、レール２の両方のレール側面の長手方向に沿って略Ｖ字状に形成された一対の傾斜面である。

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、そのスライダ上面には取付ねじ穴５ａが設けられており、この取付ねじ穴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。
図２において、６は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４に対向する一対の傾斜面として形成される。

７はころであり、合金鋼等の鋼材で製作された円柱体である。
８は保持ピースであり、樹脂材料等により製作され、図４に示すように２点鎖線で示した隣合うころ７の円筒面７ａの半径より大きい半径を有する円弧面を背面合せで鼓状に配置した一対の保持面８ａが形成された転動体保持部８ｂと、ころ７の軸方向の両側のころ端面７ｂに沿って、ころ７の中心Ｃを結ぶ方向に転動体保持部８ｂから両側のころ７の中心Ｃに向かって伸長する一対のガイド腕部８ｃとが形成されており、ころ７を保持し、隣合うころ７を隔置してころ７同士の接触を防止する機能を有している。

また、ガイド腕部８ｃの長さは、転動体保持部８ｂに隔置されたころ７の中心間距離より短く形成される。
９はエンドキャップ（図１参照）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（スライダ移動方向という。）の前後端に配置され、ボルト等によりスライダ５に締結される。

上記の対向配置されたスライダ軌道面６とレール軌道面４との間には、保持ピース８を間装したころ７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１０が形成される。
１１は戻り路であり、スライダ５の両方の袖壁５ｂに設けられた袖壁５ｂをスライダ移動方向に貫通する貫通穴に嵌合する樹脂製の円柱状のスリーブ１２に保持ピース８のガイド腕部８ｃを案内する案内溝１３を有する長方形断面の貫通穴として形成されており、内部を移動するころ７および保持ピース８を案内する。

１４はエンドキャップ９に設けられた外側方向転換路１４ａおよび内側方向転換路１４ｂからなる方向転換路であり、対向配置されたレール軌道面４とスライダ軌道面６とにより形成される負荷路１０と戻り路１１とをそれぞれ接続するための長方形断面を有するＵ字状に湾曲した通路であって、外側方向転換路１４ａと内側方向転換路１４ｂとが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８のガイド腕部８ｃを案内するための湾曲した案内溝１３が形成されており、ころ７および保持ピース８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。

外側方向転換路１４ａは、図３に示すようにエンドキャップ９のスライダ５側に形成された湾曲した溝と、そのスライダ５側に配置された樹脂製のアウターガイド１５に形成されたガイド面１５ａを有する湾曲した溝とを組合せて形成されており、案内溝１３も同様にエンドキャップ９とアウターガイド１５との組合せにより形成されている。
内側方向転換路１４ｂは、外側方向転換路１４ａのスライダ５側に立体交差となるように形成され、図３に示すように外側方向転換路１４ａのスライダ５側に形成された湾曲した溝と、そのスライダ５側に配置された樹脂製のインナーガイド１６に形成されたガイド面１６ａを有する湾曲した溝とを組合せて形成されており、案内溝１３も同様にエンドキャップ９とインナーガイド１６との組合せにより形成されている。

１７は保持器であり、図１に示すように金属材料や樹脂材料等で略Ｗ字状に製作され、その中央部にはスライダ５の袖壁５ｂに設けられたスライダ軌道面６の間にスライダ移動方向に形成されたＶ字溝に嵌合する山状の保持器柱１８が形成され、その長手方向に沿った両側には、保持器腕部１９が設けられており、保持器腕部１９にはそれぞれ後述する循環路幅Ｗおよび負荷路１０の長さと同等の長さにより形成された矩形の穴である窓部２０が形成されている。

窓部２０の長手方向に沿った一方の側面には、負荷路１０を窓部２０に案内されて転動するころ７の間に間装された保持ピース８のガイド腕部８ｃの一方を案内する案内溝１３が設けられ、他方の側面には、他方のガイド腕部８ｃを案内する案内溝１３が、保持器腕部１９の端部にそれぞれ設けられた切欠溝とスライダ軌道面６に設けられた段部との組合せにより形成されている。

上記の対向配置されたレール軌道面４とスライダ軌道面６とにより形成される負荷路１０の両端部は、図３に示すようにエンドキャップ９に形成された方向転換路１４とスライダ５に形成された戻り路１１とによりそれぞれ連通されて循環路２１が形成され、この循環路２１には保持ピース８を間装した複数のころ７が装填され、循環路２１に封入された所定の量の潤滑剤、例えばグリースにより潤滑されながらスライダ５の移動に伴ってころ７が循環路２１を循環し、負荷路１０を転動するころ７がスライダ５に加えられた荷重を往復動自在に支持し、スライダ５がレール２の長手方向に沿った直線往復移動可能に支持される。

本実施例のリニアガイド装置１には、片側に２つ、両側で４つの循環路２１が形成されている。
このような保持器１７の窓部２０の側面を含む循環路２１の両側の側面（ころ端面７ｂとの対向面をいう。）には、それぞれに上記した案内溝１３が設けられ、その側面に開口する口元の溝幅Ｂは図３、図５に示すようにころ７の循環方向に沿ってころ７の中心Ｃを結ぶ線（循環路中心線Ｃｊという。）を中心線として等配、つまり循環路中心線Ｃｊに沿った両側にそれぞれ１／２Ｂの長さで等分に配分して形成されている。

また、循環路２１の側面間の幅（循環路幅Ｗという。）は、図５に示すころ７の直径をＤとし、ころ７の軸方向の長さをＬとしたときに、
Ｌ ≦ Ｗ ≦ （Ｄ^２−Ｂ^２＋Ｌ^２）^０．５ ・・・・・・・（１）
の範囲にとなるように設定される。この式（１）の上限を示す数式は、図６に示すように、ころ７の溝幅Ｂの案内溝１３の側面の位置におけるころ７の軸方向と平行な断面による矩形の対角線の長さＴを示している。

このように、循環路幅Ｗを、その下限においてころ７の長さＬ以上に設定すれば、循環路２１を循環するころ７が循環路の側面に挟持されることを防止することができ、その上限において溝幅Ｂの案内溝１３の側面の位置におけるころ７の対角線の長さＴ以下に設定すれば、ころ７が軸方向の直交方向を中心に回転してその軸方向が循環方向を向いてしまうことを防止することができる。

以上説明したに、本実施例では、リニアガイド装置の循環路のころ端面との対向面に、循環中心線Ｃｊに沿って等配に溝幅Ｂの案内溝を設け、ころの直径をＤとし、ころの長さをＬとしたときに、循環路幅Ｗを、Ｌ ≦ Ｗ ≦ （Ｄ^２−Ｂ^２＋Ｌ^２）^０．５ の範囲に設定したことによって、循環路幅Ｗを、溝幅Ｂの案内溝の側面の位置におけるころの対角線の長さＴ以下にすることができ、例え保持ピースの破損や欠品が生じたとしても、ころが回転してその軸方向が循環方向を向いてしまうことを防止することができ、循環路における保持ピースを間装したころの循環を常に円滑なものとすることができる。

なお、本実施例においては、循環路の側面に設ける溝は保持ピースのガイド腕部を案内する案内溝として説明したが、循環路の側面に設ける溝は前記に限らず、潤滑油を保持するための油溝等であってもよい。このような油溝を有する循環路に本発明を適用すれば、保持ピースを間装せずにころのみを循環路に装填したリニアガイド装置にころの欠品が生じたとしても、ころの回転を防止して循環路におけるころの循環を常に円滑なものとすることができる。

実施例のリニアガイド装置を示す斜視図 図１のＡ−Ａ断面線に沿った右側半断面図 実施例の循環路を示す説明図 実施例の保持ピースを示す説明図 実施例の循環路の寸法関係を示す説明図 実施例の循環路幅Ｗの作用を示す説明図

符号の説明

１ リニアガイド装置
２ レール
２ａ レール上面
３ レール取付穴
４ レール軌道面
５ スライダ
５ａ 取付ねじ穴
５ｂ 袖壁
６ スライダ軌道面
７ ころ
８ 保持ピース
８ａ 保持面
８ｂ 転動体保持部
８ｃ ガイド腕部
９ エンドキャップ
１０ 負荷路
１１ 戻り路
１２ スリーブ
１３ 案内溝
１４ 方向転換路
１４ａ 外側方向転換路
１４ｂ 内側方向転換路
１５ アウターガイド
１５ａ、１６ａ ガイド面
１６ インナーガイド
１７ 保持器
１８ 保持器柱
１９ 保持器腕部
２０ 窓部
２１ 循環路

Claims (2)

1. レール軌道面を備えたレールと、前記レール軌道面と対向するスライダ軌道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スライダと、該スライダの移動方向の前後端部に配置され、方向転換路を有するエンドキャップと、前記レール軌道面とスライダ軌道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とにより連通した循環路を循環するころと、前記負荷路を転動するころを保持する保持器とを備えたリニアガイド装置において、
   前記循環路の前記ころの端面との対向面に、前記ころの循環方向に沿って、該ころの中心を結ぶ線を中心線として等配に溝幅Ｂの溝を設け、ころの直径をＤとし、ころの長さをＬとしたときに、前記循環路の前記対向面の間の幅Ｗを、
   Ｌ ≦ Ｗ ≦ （Ｄ^２−Ｂ^２＋Ｌ^２）^０．５
   の範囲に設定した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、
   隣合う前記ころを隔置して該ころを保持する転動体保持部と、前記ころの両端面の外側に配置され、前記転動体保持部から両側の前記ころの中心を結ぶ方向に伸張し、前記溝の溝幅Ｂに遊嵌するガイド腕部とを有する保持ピースを設け、
   該保持ピースを、隣合う前記ころの間に配置したことを特徴とするリニアガイド装置。

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