JP2009180353A - Unit of movement guiding device and method for manufacturing the unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運動案内装置ユニットとその製造方法に係り、特に、高精度の運動案内装置ユニットを実現する技術に関するものである。 The present invention relates to a motion guide device unit and a manufacturing method thereof, and particularly relates to a technique for realizing a motion guide device unit with high accuracy.
従来から、機械の直線運動部を軽く正確に動かす機械要素部品として、例えば図5に示すごとき運動案内装置が知られている。この種の運動案内装置の構成について、図5を用いて説明すると、従来技術に係る運動案内装置40は、軌道レール41と、軌道レール41に多数の転動体として設置されるボール42…を介して往復運動自在に取り付けられた移動ブロック43とを備えて構成されている。軌道レール41はその長手方向と直交する断面が概略矩形にて形成された長尺の部材であり、その表面(上面および両側面)にはボール42が転がる際の軌道となる転動体転走溝41a…が軌道レール41の全長に渡って形成されている。なお、軌道レール41は、直線的に伸びるように形成されることもあるし、曲線的に伸びるように形成されることもある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a motion guide apparatus as shown in FIG. 5 is known as a machine element part that moves a linear motion portion of a machine lightly and accurately. The configuration of this type of motion guide device will be described with reference to FIG. 5. A
一方、移動ブロック43は、金属材料から成る移動ブロック本体部43aと、移動ブロック本体部43aにおける移動方向の両端面に対して設置される樹脂材料から成る一対のエンドプレート43b,43bとから構成されている。移動ブロック本体部43aには、転動体転走溝41a…とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走溝43c…が設けられている。軌道レール41の転動体転走溝41a…と移動ブロック本体部43aに形成された負荷転動体転走溝43c…とによって負荷転動体転走路52…が形成され、この通路に導入された複数のボール42…は、負荷を受けながら転走することになる。また、移動ブロック本体部43aは、負荷転動体転走溝43c…と平行に延びる無負荷転動体転走路53…を備えている。さらに、一対のエンドプレート43b,43bのそれぞれには、各無負荷転動体転走路53…と各負荷転動体転走路52…とを結ぶ方向転換路55…が設けられている。1つの負荷転動体転走路52および無負荷転動体転走路53と、それらを結ぶ一対の方向転換路55,55との組み合わせによって、1つの無限循環路が構成されることとなる(図5中(b)参照)。
On the other hand, the moving
そして、複数のボール42…が負荷転動体転走路52と無負荷転動体転走路53と一対の方向転換路55,55とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロック43の軌道レール41に対する相対的な往復運動が可能となっている。
A plurality of
以上のような構成を有する従来の運動案内装置40において、その取り付けは、軌道レール41と移動ブロック43それぞれに形成されたボルト孔41b,43dを利用するものであった。例えば、軌道レール41を取り付け基準となるベース(不図示)に対して設置する場合には、軌道レール41の長手方向に間隔を開けて複数形成されたボルト孔41bを利用し、このボルト孔41bを導通してベース(不図示)に対して螺合されるボルトの締結力によって固定設置されることが行われていた。
In the conventional
しかしながら、ボルトを用いて軌道レール41を固定設置する方法では、ボルトの締結力によって軌道レール41にひずみが生じる場合があり、このひずみがウェービング特性等に悪影響を及ぼし、運動案内装置ユニットの案内精度を低下させる虞があった。また、このような従来の方法では、ボルトの締め付け方法によって設置精度が大きく変動するので、運動案内装置ユニットの据え付け作業に熟練を要するなどといった問題も存在していた。さらに、軌道レール41を縦使用、あるいは逆さ使用する場合、ボルト締結部とそれ以外との部分でレール変形に違いが見られ、精度が安定しない。またさらに、ベース側の精度と軌道レール41側の精度誤差とが累積するので、従来技術を用いたのでは、高精度な案内構造を得ることが困難であった。
However, in the method in which the
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、従来技術では不可能であったレベルの精度を有する運動案内装置ユニットを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a motion guide apparatus unit having a level of accuracy that is impossible with the prior art.
本発明に係る運動案内装置ユニットは、設置基準となるベースと、前記ベースに設置される軌道レールと、前記軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、を備える運動案内装置ユニットであって、前記軌道レールには、外表面に長手方向に延びる転動体転走溝が形成されており、前記転動体転走溝は、前記ベースに対して軌道レール素材を接合した後、前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって形成されていることを特徴とする。 The motion guide device unit according to the present invention includes a base that is an installation reference, a track rail that is installed on the base, and a moving block that is assembled to the track rail so as to be relatively movable via a plurality of rolling elements. It is a motion guide device unit, and a rolling element rolling groove extending in a longitudinal direction is formed on an outer surface of the track rail, and the rolling element rolling groove joins a track rail material to the base. Then, it is formed by processing the track rail material based on the reference of the base.
本発明に係る運動案内装置ユニットにおいて、前記軌道レールは、前記ベースに対してレーザブレージングにより接合されていることとすることができる。 In the motion guide device unit according to the present invention, the track rail may be joined to the base by laser brazing.
また、本発明に係る運動案内装置ユニットにおいて、前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えていることとすることができる。 In the motion guide device unit according to the present invention, the base may include a positioning shape for positioning the track rail material.
さらに、本発明に係る運動案内装置ユニットにおいて、前記転動体転走溝と前記レーザブレージングによる前記軌道レールの接合箇所とは、前記軌道レール上で間隔を隔てて形成されていることとすることができる。 Furthermore, in the motion guide device unit according to the present invention, the rolling member rolling groove and the joint portion of the track rail by the laser brazing may be formed on the track rail with a space therebetween. it can.
本発明に係る運動案内装置ユニットの製造方法は、設置基準となるベースと、前記ベースに設置されるとともに、その外表面に長手方向に延びる転動体転走溝を有する軌道レールと、前記軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、を備える運動案内装置ユニットの製造方法であって、前記ベースに対して軌道レール素材を接合する接合工程と、前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって、前記転動体転走溝を加工成形する加工工程と、を含む処理を実行することにより、前記軌道レールを形成することを特徴とする。 A motion guide device unit manufacturing method according to the present invention includes a base that is an installation reference, a track rail that is installed on the base and has rolling element rolling grooves that extend in the longitudinal direction on the outer surface thereof, and the track rail. And a moving block that is assembled so as to be relatively movable via a plurality of rolling elements, a joining step of joining a track rail material to the base, and a reference for the base The track rail is formed by performing a process including a machining step of machining and forming the rolling element rolling groove by machining the track rail material based on the above.
本発明に係る運動案内装置ユニットの製造方法において、前記接合工程で前記ベースに対して接合される前記軌道レール素材は、レーザブレージングにより接合されていることとすることができる。 In the method for manufacturing a motion guide device unit according to the present invention, the track rail material to be joined to the base in the joining step may be joined by laser brazing.
また、本発明に係る運動案内装置ユニットの製造方法において、前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えており、前記接合工程は、前記位置決め形状によって前記軌道レール素材を位置決めした後、前記ベースに対して軌道レール素材を接合することにより行われることとすることができる。 In the method of manufacturing a motion guide device unit according to the present invention, the base includes a positioning shape for positioning the track rail material, and the joining step positions the track rail material by the positioning shape. Then, it can be performed by joining a track rail material to the base.
本発明によれば、ボルトを用いることなく軌道レールを設置することができるので、軌道レールにひずみが生ずることがない。 According to the present invention, since the track rail can be installed without using a bolt, the track rail is not distorted.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、背景技術の欄で説明した従来の部材と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. In addition, members that are the same as or similar to the conventional members described in the Background Art section may be assigned the same reference numerals and description thereof may be omitted.
まず、図1乃至図3を用いて、本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法を説明する。ここで、図1は、本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法を説明するためのフローチャートである。また、図2および図3は、本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造段階における形態を示す図であり、特に、図2はベースと軌道レールとの接合状態の外観を示し、図3は軌道レールの長手方向に直行する断面でのベースと軌道レールとの接合状態を示している。 First, the manufacturing method of the exercise | movement guide apparatus unit which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. 1 thru | or FIG. Here, FIG. 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the motion guide device unit according to the present embodiment. 2 and 3 are views showing the form of the motion guide device unit according to the present embodiment in the manufacturing stage. In particular, FIG. 2 shows the appearance of the joined state between the base and the track rail, and FIG. The joining state of the base and track rail in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track rail is shown.
本実施形態に係る運動案内装置ユニットの製造方法では、まず、レール製造工程として、軌道レール素材を製作する(ステップS10)。この軌道レール素材は、例えば棒状の金属素材に引き抜き加工を施し、その後に転動体転走溝41aが形成される周辺を高周波焼入焼戻し、さらに4面研削が行われることによって、軌道レール41としてのおおよその外郭形状が形成された部材である。
In the method of manufacturing the motion guide device unit according to the present embodiment, first, a rail material is manufactured as a rail manufacturing process (step S10). The track rail material is formed as a
次に、位置決め工程として、設置基準となるベース10に対して、軌道レール素材を設置するための溝11を加工成形する(ステップS11)。図2において例示される運動案内装置ユニットの場合、ベース10に設置される軌道レール41は2本であり、この2本の軌道レール41の設置位置に応じて、2つの溝11が加工されている。
Next, as a positioning step, the
この溝11は、軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状として機能するものであり、軌道レール素材を溝11に嵌め込んだときの軌道レール素材と溝11との隙間は1mm未満となるように管理されている。かかる隙間管理によって、後に接合のために供給されるロウ材12に対してレーザからの適切な熱量が及ぶこととなる。また、軌道レール素材が溝11に対して嵌め込まれたときの軌道レール素材とベース10との境界面は、軌道レール素材の側面とベース10の上面とで挟まれた略90°の領域として構成され、この領域に対して、ロウ材12が供給されることとなる。
The
続いて、接合工程として、ベース10の溝11に対して位置決めされて嵌め込まれた軌道レール素材に対して、レーザブレージングによる接合が、軌道レール素材の全長に渡って行われることとなる(接合工程:ステップS12)。このときの接合は、部分的に時間加熱することのできるレーザを速度制御しながら照射することとなり、また、使用されるロウ材12は、母材に対して非常に融点の低い材料なので、軌道レール素材やベース10への熱影響部の発生が極小化でき、非常に好適である(図3参照)。また、レーザブレージング技術の適用によって、軌道レール素材の全長に渡って安定したロウ材12の供給ができるので、安定且つ強固な接合が実現されることとなる(図3参照)。
Subsequently, as a joining process, joining by track brazing is performed over the entire length of the track rail material with respect to the track rail material positioned and fitted to the
なお、図3にて詳細に示されるように、本実施形態に係る軌道レール41の転動体転走溝41aは、軌道レール41の上方両側面に形成されている。一方、レーザブレージングによる軌道レール41とベース10との接合が行われる箇所は、軌道レール41の下方両側面となっている。すなわち、軌道レール41上において、転動体転走溝41aの形成位置と、レーザブレージングによるロウ材12の付与位置とは、それぞれが間隔を隔てて離れた位置となっており、且つ、対応した位置となっている。このような構成の採用によって、レーザブレージングによる熱影響を転動体転走溝41aに対して及ぼすことがなく、しかも、熱応力による変形の発生を転動体転走溝41aに対して対称位置、あるいは対偶位置とすることができている。したがって、本実施形態によれば、熱影響によって生ずる可能性のある転動体転走溝41aへの影響を、極小化することが可能となっている。
As shown in detail in FIG. 3, the rolling
最後に、加工工程として、ベース10の基準に基づいて、軌道レール素材に対して転動体転走溝41aを加工成形し、運動案内装置ユニットを完成させる(加工工程:ステップS13)。
Finally, as a machining process, the rolling
本実施形態に係る運動案内装置ユニットは、以上のような工程を経て製造されるので、従来技術の運動案内装置ユニットに存在していた取付誤差、およびベースと軌道レールの加工誤差の累積を排除することができ、そこに存在するのは運動案内装置ユニット全体の加工誤差のみである。ただし、近時の加工技術は非常に優れているので、本実施形態の設置精度は非常に高いものとなっており、その結果、高い精度を有する運動案内装置ユニットを提供することが可能となっている。 Since the motion guide device unit according to the present embodiment is manufactured through the processes described above, it eliminates the accumulation of mounting errors and base and track rail machining errors that existed in the motion guide device unit of the prior art. There is only the machining error of the entire motion guide unit present. However, since recent machining techniques are very excellent, the installation accuracy of this embodiment is very high, and as a result, it is possible to provide a motion guide device unit having high accuracy. ing.
また、本実施形態に係る軌道レール41は、ベース10への設置にボルトを必要としないので、ひずみの発生をほぼゼロとすることができている。さらに、本実施形態に係る軌道レール41は、ベース10への設置後に仕上げ加工が行われ、さらにその接合はレール全長に渡って行われているので、従来技術に比べて軌道レール41の真直度が飛躍的に向上している。
Moreover, since the
さらに、レーザブレージング接合は、軌道レール41やベース10に発生する熱影響部が極小化されて母材の変形が少ないので、安定した案内精度の発揮が可能となる。また、レーザブレージング接合は、接合する材料の選定範囲が拡がるので(例えば、アルミニウム鋳物など)、非常に好適である。さらに、レーザブレージング接合は、部分加熱接合が可能であるという利点をも有している。
Further, in the laser brazing joining, since the heat affected zone generated in the
またさらに、本実施形態に係る軌道レール41では、取り付けのためのボルト孔を形成する必要がないので、レール上面のシール性が飛躍的に向上することとなる。かかる形態は、移動ブロック43への異物の侵入を防止するという作用効果をも発揮することとなり、従来技術に比べて長寿命の運動案内装置ユニットを得ることができる。
Furthermore, in the
以上のようにして形成された軌道レール41に対して、従来技術で説明したものと同様の移動ブロック43を組み付けることにより、本実施形態に係る運動案内装置ユニットが完成する。
The movement guide apparatus unit according to this embodiment is completed by assembling the moving
なお、図4は、本発明を好適に適用できる形態の運動案内装置ユニットを例示している。すなわち、ベース20の形状が、図4にて示すような貫通孔を備える角柱状部材の場合、その上面に軌道レールを取り付けるためのボルト孔を形成することは難しく、従来技術のようにボルトを用いて軌道レール41を固定設置する手法は、このような形態を有するベース20に対して適用することは困難であった。しかしながら、本発明方法によれば、図4にて示すような形状のベース20に対しても、非常に精度良く軌道レール41を固定設置することが可能である。したがって、本発明方法は、どの様な形状の運動案内装置ユニットであっても適用が可能な、広い適用性を備えた技術であるということが言えるのであり、本発明によれば、被案内対象物21を精度良く案内することが可能となっている。
FIG. 4 exemplifies a motion guide device unit in a form to which the present invention can be preferably applied. That is, when the shape of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、ベース10に形成した位置決め形状を溝11として形成した場合を例示して説明したが、本発明に係る位置決め形状は、上述したベース10の長手方向に延びて形成される溝11に限られるものではなく、軌道レール素材を位置決めできるものであればどの様なものであっても良い。例えば、軌道レール素材は、2点もしくは1面を決めれば位置決めが可能なので、ベース10上面から突き出た2つの凸部形状であっても良いし、軌道レール素材の片側のみに係合する段差形状のようなものであっても良い。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the embodiment. For example, in the embodiment described above, the case where the positioning shape formed on the
また、ベース10の形状については、図示のものに限定されず、あらゆる形状のものを採用することができる(例えば、長手方向に直行する断面の形状が、図2のように概略矩形のものには限られず、断面U字形や断面L字形などといったものにも本発明を適用可能である。)。
Further, the shape of the
さらに、ベースと軌道レール素材との接合で用いられるレーザブレージング技術については、接合対象物の母材条件や形状等に応じて、最適なレーザ出力、ロウ材、ヘッド送り速度やワイヤ送り速度などといった公知の条件を、適宜選択すれば良い。 Furthermore, with regard to the laser brazing technology used for joining the base and the track rail material, the optimum laser output, brazing material, head feed speed, wire feed speed, etc., depending on the base material conditions and shape of the object to be joined, etc. Known conditions may be appropriately selected.
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10,20 ベース、11 溝、12 ロウ材、21 被案内対象物、40 (従来技術に係る)運動案内装置、41 軌道レール、41a 転動体転走溝、41b,43d ボルト孔、42 ボール、43 移動ブロック、43a 移動ブロック本体部、43b エンドプレート、43c 負荷転動体転走溝、52 負荷転動体転走路、53 無負荷転動体転走路、55 方向転換路。 10, 20 base, 11 groove, 12 brazing material, 21 guided object, 40 (related to the prior art) motion guide device, 41 track rail, 41a rolling element rolling groove, 41b, 43d bolt hole, 42 ball, 43 Moving block, 43a Moving block main body part, 43b End plate, 43c Loaded rolling element rolling groove, 52 Loaded rolling element rolling path, 53 Unloaded rolling element rolling path, 55 direction turning path.
Claims (7)
前記ベースに設置される軌道レールと、
前記軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、
を備える運動案内装置ユニットにおいて、
前記軌道レールには、外表面に長手方向に延びる転動体転走溝が形成されており、
前記転動体転走溝は、前記ベースに対して軌道レール素材を接合した後、前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって形成されていることを特徴とする運動案内装置ユニット。 The base that is the installation standard,
A track rail installed on the base;
A moving block assembled to the track rail so as to be relatively movable via a plurality of rolling elements;
In an exercise guidance device unit comprising:
In the track rail, a rolling element rolling groove extending in the longitudinal direction is formed on the outer surface,
The rolling element rolling groove is formed by joining the track rail material to the base and then processing the track rail material based on the reference of the base. unit.
前記軌道レールは、前記ベースに対してレーザブレージングにより接合されていることを特徴とする運動案内装置ユニット。 The motion guide device unit according to claim 1,
The motion guide device unit, wherein the track rail is joined to the base by laser brazing.
前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えていることを特徴とする運動案内装置ユニット。 In the exercise | movement guide apparatus unit of Claim 1 or 2,
The motion guide device unit, wherein the base has a positioning shape for positioning the track rail material.
前記転動体転走溝と前記レーザブレージングによる前記軌道レールの接合箇所とは、前記軌道レール上で間隔を隔てて形成されていることを特徴とする運動案内装置ユニット。 In the exercise | movement guide apparatus unit of any one of Claims 1-3,
The motion guide device unit, wherein the rolling member rolling groove and the track rail joining portion formed by the laser brazing are formed on the track rail with a space therebetween.
前記ベースに設置されるとともに、その外表面に長手方向に延びる転動体転走溝を有する軌道レールと、
前記軌道レールに複数の転動体を介して相対移動自在に組み付けられる移動ブロックと、
を備える運動案内装置ユニットの製造方法であって、
前記ベースに対して軌道レール素材を接合する接合工程と、
前記ベースの基準に基づいて前記軌道レール素材に加工を行うことによって、前記転動体転走溝を加工成形する加工工程と、
を含む処理を実行することにより、前記軌道レールを形成することを特徴とする運動案内装置ユニットの製造方法。 The base that is the installation standard,
A track rail installed on the base and having rolling element rolling grooves extending in the longitudinal direction on the outer surface thereof,
A moving block assembled to the track rail so as to be relatively movable via a plurality of rolling elements;
A method of manufacturing a motion guidance device unit comprising:
A joining step of joining the track rail material to the base;
By processing the rolling rail rolling groove by processing the track rail material based on the base standard,
The track guide rail is formed by executing a process including: a method for manufacturing a motion guide device unit.
前記接合工程で前記ベースに対して接合される前記軌道レール素材は、レーザブレージングにより接合されていることを特徴とする運動案内装置ユニットの製造方法。 In the manufacturing method of the motion guidance device unit according to claim 5,
The method of manufacturing a motion guide device unit, wherein the track rail material joined to the base in the joining step is joined by laser brazing.
前記ベースは、前記軌道レール素材を位置決めするための位置決め形状を備えており、
前記接合工程は、前記位置決め形状によって前記軌道レール素材を位置決めした後、前記ベースに対して軌道レール素材を接合することにより行われることを特徴とする運動案内装置ユニットの製造方法。 In the manufacturing method of the movement guide apparatus unit according to claim 5 or 6,
The base has a positioning shape for positioning the track rail material,
The said joining process is performed by positioning the said track rail raw material with the said positioning shape, and joining a track rail raw material with respect to the said base, The manufacturing method of the motion guide apparatus unit characterized by the above-mentioned.
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