JP2008291932A - ローラ形式の直動案内ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ケーシング3の全長が軌道レールの幅の実質的に4倍に相当する長さに形成され,ケーシング3に形成された軌道面22の両端部29に形成されたクラウニング部10のクラウニング長さLcがローラの直径の実質的に4倍の長さに形成され,クラウニング深さHcがスライダ2に基本静定格荷重の半分の荷重の負荷によって生じるローラと軌道面との弾性変形量に対応した深さに形成されている。
【選択図】図7
Description
図8の(C)には,ケーシング長さL3でなる標準タイプが示されており,ケーシング長さL3は,エンドキャップ4の長さの略4倍の長さに形成されている。
図8の(D)には,(C)の標準タイプの直動案内ユニットに対して,ケーシング長さL4が短く形成されたショートタイプが示されており,ケーシング長さL4は,エンドキャップ4の長さの略2.5倍の長さに形成されている。
図8の(B)には,(C)の標準タイプの直動案内ユニットに対して,ケーシング長さL2が長く形成されたロングタイプが示されており,ケーシング長さL2は,エンドキャップ4の長さの略5.5倍の長さに形成されている。
これに対して,本発明品である図8の(A)には,ケーシング長さL1が,ロングタイプ(B)のケーシング長さよりも長く形成された超ロングタイプであり,ケーシング長さL1は,エンドキャップ4の長さの略7.5倍の長さ,全体的には6.3〜8.3倍の長さに形成されている。言い換えれば,本発明によるケーシング長さL1は,標準タイプのケーシング長さL3の1.8倍の長さ,ロングタイプのケーシング長さL2の1.3倍の長さ,及びショートタイプのケーシング長さL4の3倍の長さに形成されている。
表1において,試料1を図8の(C)に示す標準タイプ,試料2を図8の(B)に示すロングタイプ,試料3を8Da,試料4を15Da,及び試料5を18Daとしている。 (1)試料3の8Daは,ケーシング3の長さを,図8の(B)に示すロングタイプよりもローラ径Daの8個分長くしたものであり,本発明の実施例に相当する。
(2)試料4の15Daは,ケーシング3の長さを,図8の(B)に示すロングタイプよりもローラ5のローラ径Daを15個分長くしたものである。
(3)試料5の18Daは,図8の(B)に示すロングタイプよりもローラ5のローラ径Daを18個分長くしたものである。
図9のグラフ及び表1に示すように,ロングタイプよりローラ5の8個分長くした試料3の8Daの変動量0.050μmは,試料4の15Daの変動量0.034μmと試料5の18Daの変動量0.029μmと比較して若干高いもののほぼ同様の値を示しており,スライダ2の変動量が小さく良好なものになっている。
また,ケーシング3の長さが試料3の8Daであれば,加工上において,試料4の15Da又は試料5の18Daに比較して,ケーシング3が短いだけ加工効率が良好なものになるものである。即ち,8Daは,特に,(b)4DaLcクラウニングにおいて,8Daのケーシング3よりも長い15Da及び18Daのケーシングに対して,略同等のスライダ変動量になっているので,ケーシング3のクラウニング部10の加工上の観点を考慮すると,ケーシング3の長さが8Daよりも長い15Da及び18Daに比較すれば,加工効率とする量産性が格段に良好になっている。また,実際に試作した結果から,試料4の15Daのものでは,高速摺動時(250mm/sec)において,ベース値の摺動抵抗の変動幅が大きなものになり,滑らかさに欠けるものになっており,満足できるものではなかった。また,実際に試作したクラウニング長さLcについて,ローラ直径Daの3倍に形成したもの3Daとローラ直径Daの5倍に形成したもの5Daとでは,走行振れが両者で略同一になり,ローラ直径Daの4倍に形成したもの4Daの走行振れと略同等であった。これらの現象を考慮すると,出来るだけ長く形成することが好ましいクラウニング長さLcは,加工上無理なく数値制御して加工可能であるローラ直径Daの4倍である4Daのものが最も好ましいものであることが分かる。更に,クラウニング長さLcの許容差を考慮すると,Lc=4Da±0.5Daとなり,ローラ5の直径Daの3.5〜4.5倍になることになる。
直動案内ユニットについて,例えば,表2に示すようになっている。表2において,単位はmmである。
この直動案内ユニットでは,クラウニング深さHcは,ケーシング3自体に比較して小さいものであるので,エンドキャップ4のスペーサ7の周面(方向転換路25の内周面)との接続位置Fは,スペーサ7の位置許容差として±0.05mm程度に設定されるため,クラウニング深さHcよりも深くなり,そこに,上記のように段差41が形成されることになるので,段差41をスムーズに連絡するため,段差部分であるクラウニング部10とケーシング3の端面26との間における軌道面22には,曲面形状になるR面取り部12が形成されている。R面取り部12は,少なくとも垂直断面の曲率半径Rが0.1mm以上の曲面形状に形成されている。この直動案内ユニットは,ケーシング3の軌道面22の端部29にクラウニング部10を形成することによって,この直動案内ユニットは,上記のように構成されているので,高速,高加減速の使用環境にあっても,高精度で耐久性に富むものになっている。
3≦L1/0.5≦3.5でなり,1.5P≦L1≦1.75Pとなる。
軌道レール1を取付けボルトによりベース32に固定する場合に,軌道レール1の取付けボルトの締め込み部分が弾性変形を生じることになり,スライダ2の走行精度に影響を与えるものになっている。そこで,取付けボルトのピッチPを細かくすれば,弾性変形による変動が小さくなり,スライダ2の走行精度が良好になることはすでに分かっている。ここでは,取付け用孔18のピッチが細かすぎても,軌道レール1をベッド32に取り付けるために,加工や組立が面倒なものになってしまう。この直動案内ユニットは,通常ピッチPの半分のピッチ(1/2)Pでケーシング3に4本の取付けボルト即ち取付け用孔18が掛かるピッチで形成することによって,スライダ2の走行精度を良好なものにしている。また,この直動案内ユニットは, ケーシング3には,長手方向に等間隔に3個ずつ且つ幅方向に等間隔に3個ずつの合計9個の取付け用ねじ孔17が形成されている。それにより,スライダ2に重量物を搭載しても,スライダ2に均等に負荷され,スライダ2の安定した走行を実現している。
図11には,図10のテーブル装置で測定した結果を示し,先端E点の垂直成分の走行振れを示している。
(a)は,本発明品(呼び型番:♯45,重予圧T3(基本静定格荷重Coの0.08Co)である。
(b)は,ロングタイプ(♯45,T3予圧(0.08Co))である。また,ロングタイプのケーシング3間の間隔は,463mmになっている。
従って,この発明による直動案内ユニットは,図11から分かるように,走行距離(mm)に対する走行振れ(μm)がロングタイプの直動案内ユニットに比較してより走行振れの変動が小さくなっており,高精度なものになっていることが分かる。
また,図12には,スライダ2が水平状態で走行した場合の摺動抵抗の測定結果が示されている。
(a)は,本発明品(#45,T3予圧(0.0800))である。
(b)は,ロングタイプ(#45,T3予圧(0.08Co))になっている。
図12において,走行速度は,下の線が10mm/sec,上の線が100mm/secになっている。
従って,この発明による直動案内ユニットは,ロングタイプの直動案内ユニットと比較して,両方に走行速度(10mm/sec,100mm/sec)とも,走行距離における摺動抵抗がほとんど同様であり,滑らかな摺動を実現していることが分かる。
2 スライダ
3 ケーシング
4 エンドキャップ
5 ローラ(転動体)
10 クラウニング部
11 平面部
12 R面取り部
15 リターン路
16 下面シール
17 取付け用ねじ孔
18 取付け用孔
21 軌道面(第1軌道面)
22 軌道面(第2軌道面)
25 方向転換路
26 端面
27 側面
30 軌道路
35 循環路
Co 基本静定格荷重
Da ローラ直径
Hc クラウニング深さ
L1 ケーシング長さ
Lc クラウニング長さ
P ピッチ
Rc クラウニングの単一曲率半径
W 軌道レールの幅
Claims (6)
- 両側面の長手方向に沿って第1軌道面が形成された軌道レール及び前記軌道レールに跨架して複数の転動体を介して相対摺動自在なスライダを有し,前記スライダは,前記軌道レールの前記第1軌道面に対向する第2軌道面と前記第2軌道面に平行なリターン路とが形成されたケーシング,前記ケーシングの両端面にそれぞれ位置して前記第1軌道面と前記第2軌道面との間に形成される軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されドキャップ,並びに前記軌道路,前記リターン路及び一対の前記方向転換路で構成される循環路を転走する前記転動体を有することから成る直動案内ユニットにおいて,
前記転動体はローラでなり,前記ケーシングは全長が前記軌道レールの幅の実質的に4倍に相当する長さに形成され,前記第2軌道面の両端部に形成されたクラウニング部はクラウニング長さが前記ローラの直径の実質的に4±0.5倍の長さに形成され,クラウニング深さが前記スライダに基本静定格荷重の半分の荷重の負荷によって生じる前記ローラと前記第1軌道面及び前記第2軌道面との弾性変形量に対応する深さに形成されていることを特徴とする直動案内ユニット。 - 前記クラウニング部は,曲面形状が前記長手方向に沿って単一曲率半径で形成され,前記第2軌道面の平面部と同時加工で連続して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の直動案内ユニット。
- 前記ケーシングの前記端面と前記クラウニング部の端部との間には,曲面形状のR面取り部が形成され,前記クラウニング部の前記端部と前記R面取り部とが連続的に角部無しの曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の直動案内ユニット。
- 前記軌道レールには,前記長手方向に沿って複数の取付け用孔が形成され,前記取付け用孔間のピッチは,前記ケーシングの全長に対して3個〜4個の前記取付け用孔が掛かる長さに形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の直動案内ユニット。
- 前記ケーシングには,長手方向に等間隔に3個ずつ且つ幅方向に等間隔に3個ずつの合計9個の取付け用ねじ孔が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の直動案内ユニット。
- 前記ケーシングは,移動方向の長さが前記エンドキャップの移動方向の長さの6.3〜8.3倍の長さである超ロングタイプに形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の直動案内ユニット。
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