JP2017150567A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡潔でメンテナンス性に優れ、コストも低廉にして、スライド部材の振動抑制が可能な直動案内装置を提供する。
【解決手段】案内レール１との間で転動する複数の転動体を介してスライダ本体２を案内レール１に移動可能に跨架すると共に、スライダ本体２にスライド部材３を取付ける。また、駆動源とスライド部材３とをボールねじ装置４で接続する。そして、バネ性によって振動を減衰するジャバラ７をスライド部材３に取付ける。これにより、簡潔な構造でスライド部材３の振動を抑制することができ、メンテナンス性にも優れ、コストの低廉化も可能である。また、ジャバラ７で案内レール１やボールねじ装置４のボールねじ軸６を覆うことにより、案内レール１やボールねじ軸６の上面や転走面への異物の侵入を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は直動案内装置に関するものであり、例えば工作機械で被加工物（ワーク）の移動・位置決めなどに用いられる場合などに好適なものである。

例えば工作機械に直動案内装置を用いて被加工物の移動・位置決めを行う場合にあって、例えば重切削など切削抵抗が大きい場合、切削時に生じる振動で被加工物の切削面品位に悪影響が及ぶことがある。このような場合には、例えば被加工物を保持している保持部の剛性を高くすることが考えられる。被加工物を直動案内装置で移動・位置決めする場合、案内レールで案内されるスライダ本体にスライド部材を固定し、このスライド部材に被加工物の保持機構を配置するのが一般的であるから、被加工物の保持部の剛性を高くするためには、例えば、このスライド部材の保持剛性を高めることが考えられる。下記特許文献１に記載される先行技術は、案内レールに案内されるスライダ本体に加えて、その案内レールに沿って移動するダンピングブロックを配置し、このダンピングブロックもスライド部材に連結する。このダンピングブロックにはブレーキシューが配設されており、このブレーキシューをピストンで進退させて案内レールに当接させたり離間させたりする。ピストンによってブレーキシューが案内レールに当接している間は、スライド部材の保持剛性が高まり、被加工物の振動を抑制して例えば切削面品位を確保することが可能となる。

特許第３３０８６６６号公報

しかしながら、前述した先行技術に記載されるダンピングブロックは、構成が複雑で大掛かりな上に、アクチュエータの制御システムを必要とするなど、コストが高いという問題がある。また、ダンピングブロックをスライダ本体の間に配置する場合には、アクチュエータの故障によるメンテナンスなどの場合にスライダ本体を案内レールから取り外す必要も生じる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、構造が簡潔でメンテナンス性に優れ、コストも低廉にして、スライド部材の振動抑制が可能な直動案内装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、案内レールと、案内レールとの間で転動する複数の転動体を介して案内レールに移動可能に跨架されたスライダ本体と、スライダ本体に取付けられたスライド部材と、駆動源とスライド部材とを接続するボールねじ装置と、少なくともスライド部材に取付けられ、バネ性によって振動を減衰するジャバラと、を備えた直動案内装置が提供される。

本発明によれば、構造が簡潔でメンテナンス性に優れ、コストも低廉にして、スライド部材の振動を抑制することができる。

本発明の直動案内装置の第１実施形態を示す平面図である。 本発明の直動案内装置の第２実施形態を示す平面図である。 本発明の直動案内装置の第３実施形態を示す平面図である。

以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明の実施形態に係る直動案内装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この実施形態の直動案内装置の平面図である。この実施形態の直動案内装置は、例えば重切削を行う工作機械において、被加工物（ワーク）の移動・位置決めに用いられるものである。この実施形態では、断面略角形の案内レール１は、例えば工作機械の治具ベースの同一水平面上で予め設定された水平方向に２本平行に配設されている。これらの案内レール１上には、断面形状がほぼコ字状のスライダ本体２が各案内レール１に２機ずつ、各案内レール１の長手方向に相対移動可能に跨架されている。これら各スライダ本体２と案内レール１の間には、周知のように、図示しない複数の転動体が介装され、これらの転動体が転動することで各スライダ本体２は案内レール１の転走面に沿って滑らかに移動する。なお、転動体は、各スライダ本体２の内部を通って案内レール１の転走面に循環される。

２本の案内レール１の夫々に２機ずつ配置された計４機のスライダ本体２は、例えば比較的厚さの大きい金属製平板からなるスライド部材３の下面に固定される。このスライド部材３の上部には、例えば被加工物を保持する治具が搭載され、この治具が被加工物の保持部を構成する。従って、スライド部材３は被加工物保持部の底板部材を構成する。このスライド部材３の下面のうち、２本の案内レール１の中間部分からは下方向きに図示しない垂直板部材が立設され、この垂直板部材にボールねじ装置４のボールねじナット５が取付けられている。ボールねじナット５の軸線方向は、案内レール１の配設方向と平行である。このボールねじナット５には、図示しない複数の転動体を介して、ボールねじ軸６が螺合されている。ボールねじ装置４は、ボールねじ軸６及びボールねじナット５に形成されているボール溝を転走面として、ボールからなる転動体が転動することにより、滑らかに回転し且つボールねじ軸６又はボールねじナット５がねじの推力によって軸線方向に移動する。

このボールねじ軸６の少なくとも何れか一方の端部には、図示しない駆動源が接続されている。即ち、ボールねじ装置４は、スライド部材３と駆動源を接続している。これにより、駆動源によってボールねじ装置４のボールねじ軸６が回転されると、ねじの推力によってボールねじナット５が図１の矢印方向に往復直進移動し、これに伴ってスライド部材３が図１の矢印方向に往復直進移動する。このとき、スライド部材３はスライダ本体２及び案内レール１によって滑らかに案内される。そして、駆動源によるボールねじ装置４のボールねじ軸６の回転を停止すると、その位置でボールねじナット５及びスライド部材３が停止し、被加工物が位置決めされる。

この実施形態では、スライド部材３のうち、２本の案内レール１の上方の夫々、計４箇所にジャバラ７が取付けられている。このジャバラ７は、既存のジャバラ構造にもあるように、バネ特性を有するものであり、そのバネ特性によってスライド部材３の振動を減衰しようとするものである。なお、これらのジャバラ７のうち、スライド部材３への接続端部と反対側の端部は、図示しない固定部位に接続されている。そして、この実施形態では、これらのジャバラ７によって案内レール１が覆われている。これらのジャバラ７は、スライド部材３の往復移動に伴って伸縮する。案内レール１は、図示しないベース部材に固定されているから、平面視で見えていないジャバラ７の反対側の部分（下側部分）は連続的に開口している。

ジャバラ７のバネ特性による減衰特性は、周知のように、バネ特性のバネ定数と、スライド部材３及びスライド部材３に取付けられている構造物の質量で与えられる。この減衰特性が、例えば工作機械による重切削で発生する振動特性を十分に減衰するように、例えばジャバラ７のバネ定数を設定する。このバネ定数は、スライド部材３及びスライド部材３に取付けられている構造物の進行方向への剛性向上にも寄与する。また、ジャバラ７の減衰性能を高めるためには、例えばジャバラ７を覆うカバー部分に防振ゴムを使用することも一例として挙げられる。また、この実施形態のように、ジャバラ７で案内レール１を覆うことにより、切削粉などの異物が案内レール１の上面や転走面などに侵入するのを防止することもできる。

このように、この実施形態の直動案内装置では、案内レール１との間で転動する複数の転動体を介してスライダ本体２を案内レール１に移動可能に跨架すると共に、スライダ本体２にスライド部材３を取付ける。また、駆動源とスライド部材３とをボールねじ装置４で接続する。そして、バネ性によって振動を減衰するジャバラ７をスライド部材３に取付ける。これにより、簡潔な構造でスライド部材３の振動を抑制することができ、メンテナンス性にも優れ、コストの低廉化も可能である。
また、ジャバラ７で案内レール１を覆うことにより、案内レール１の上面や転走面への異物の侵入を防止することができる。

次に、本発明の直動案内装置の第２実施形態について、図２を用いて説明する。この実施形態の直動案内装置の装置としての主要な構成は、図１の第１実施形態と同様である。そのため、同等の構成要件には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この実施形態では、第１実施形態に代えて、スライド部材３のうち、ボールねじ装置４のボールねじ軸６が交差する部分に筒状のジャバラ７が取付けられており、この筒状のジャバラ７はボールねじ軸６に被嵌されてボールねじ軸６を覆っている。また、夫々のジャバラ７のうち、スライド部材３への接続端部と反対側の端部は、図示しない固定部位に接続されている。従って、この実施形態では、スライド部材３の振動を抑制することができると共に、ボールねじ軸６の上面や転走面などに切削粉などの異物が侵入するのを防止することができる。
このように、この実施形態では、ジャバラ７でボールねじ装置４のボールねじ軸６を覆うことにより、ボールねじ軸６の上面や転走面への異物の侵入を防止することができる。

次に、本発明の直動案内装置の第３実施形態について、図３を用いて説明する。この実施形態の直動案内装置の装置としての主要な構成は、図１の第１実施形態と同様である。そのため、同等の構成要件には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この実施形態では、スライド部材３のうち、２本の案内レール１の上方の夫々、計４箇所、及びボールねじ装置４のボールねじ軸６が交差する部分にジャバラ７が取付けられており、これらのジャバラ７によって案内レール１及びボールねじ軸６が覆われている。また、夫々のジャバラ７のうち、スライド部材３への接続端部と反対側の端部は、図示しない固定部位に接続されている。従って、この実施形態では、スライド部材３の振動を抑制することができると共に、案内レール１の上面や転走面及びボールねじ軸６の上面や転走面などに切削粉などの異物が侵入するのを防止することができる。

このように、この実施形態では、ジャバラ７で案内レール１及びボールねじ装置４のボールねじ軸６を覆うことにより、案内レール１の上面や転走面、ボールねじ軸６の上面や転走面への異物の侵入を防止することができる。
なお、前述の実施形態では、何れも案内レール１を水平方向に配設しているが、案内レール１の配設方向は水平方向に限らない。同様に、ボールねじ装置４のボールねじ軸６の配置方向の案内レール１の配設方向と平行に設定すれば、どのような方向にも設定することができる。

また、本発明の直動案内装置は、工作機械における被加工物の移動・位置決めのみならず、直進運動する、あらゆる機構に適用可能である。
本発明がここに記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ 案内レール
２ スライダ本体
３ スライド部材
４ ボールねじ装置
５ ボールねじナット
６ ボールねじ軸
７ ジャバラ

Claims (3)

1. 案内レールと、
   前記案内レールとの間で転動する複数の転動体を介して前記案内レールに移動可能に跨架されたスライダ本体と、
   前記スライダ本体に取付けられたスライド部材と、
   駆動源と前記スライド部材とを接続するボールねじ装置と、
   少なくとも前記スライド部材に取付けられ、バネ性によって振動を減衰するジャバラと、
   を備えた直動案内装置。
2. 前記ジャバラで前記案内レールを覆う請求項１に記載の直動案内装置。
3. 前記ジャバラで前記ボールねじ装置のボールねじ軸を覆う請求項１又は２に記載の直動案内装置。

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