JP2020112195A - 回流の異常な状況を検知できるリニアレール - Google Patents

Abstract

【課題】リニアレールを提供する。【解決手段】リニアレールはレールおよびスライド部を備える。スライド部はレールに装着されてレールとの間が負荷経路となる。スライド部は二つの非負荷経路、二つの相対する端面に配置された第一サイドキャップおよび第二サイドキャップを有する。第一サイドキャップは二つの第一回流溝を有する。第二サイドキャップは回流部材、片状密封部および力センサーを有する。回流部材は二つの第二回流溝を有する。負荷経路、非負荷経路、第一回流溝および第二回流溝は結合してボールを作動させる循環経路となる。力センサーは回流部材と片状密封部との間に配置される。上述した構造特徴により、本発明によるリニアレールは剛性の異なる第一サイドキャップ、第二サイドキャップおよび力センサーによってボールの作動が異常であるか否かを判断することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、リニアレール、特に異常な回流状況を検知できるリニアレールに関するものである。

従来のリニアレールはレール、スライド部、二つのサイドキャップおよび循環経路を備える。スライド部はレールに配置される。二つのサイドキャップはスライド部の前後の両端に配置される。循環経路はレール、スライド部および二つのサイドキャップによって構成される。複数のボールは循環経路に沿って作動する。

ボールのスムーズな作動を確保するために、回流が異常であるか否かをセンサーによって検知する方式が先行技術によって開示されている。
特許文献１はサイドキャップとスライド部との間の力変化をセンサーによって検知することを開示している。しかしながら、該案は両端にセンサーを配置する必要があり、サイドキャップの剛性が一定に維持されるため、サイドキャプの異常が起こったことを正確に検知することが難しい。
特許文献２はサイドキャップの外部にセンサーを配置することを開示している。該案はサイドキャプが膨張してセンサーに接触するとキャップの異常な状況を判断できることが特徴であるが、所望の効果を達成するには、センサーの配置位置を非常に正確に調整する必要がある。

米国特許ＵＳ７，１７８，９８１号公報 特開２０１２−１９３８０３号公報

本発明は、回流の異常な状況を即時検知できるリニアレールを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するためのリニアレールは、レール、スライド部、第一サイドキャップ、第二サイドキャップ、複数のボールおよび力センサーを備える。レールは外周面に二つの相対する外側転動溝を有する。スライド部は第一端面、第二端面およびスライド溝を有する。第二端面は第一端面に相対する。スライド溝は第一端面および第二端面を貫通する。スライド部はスライド溝によってスライドできるようにレールに配置される。スライド溝は壁面に二つの相対する内側転動溝を有する。スライド部の内側転動溝とレールの外側転動溝とは相互に対応して負荷経路を構成する。スライド部はさらに二つの相対する非負荷経路を有する。非負荷経路はスライド部の第一端面および第二端面を貫通する。第一サイドキャップはスライド部の第一端面に配置され、二つの相対する第一回流溝を有する。二つの第一回流溝は第一サイドキャップと一体成型され、それぞれ負荷経路の一端に接続される。第二サイドキャップは蓋本体、回流部材および片状密封部を有する。蓋本体はスライド部の第二端面に配置される。回流部材は蓋本体の中に配置され、二つの相対する第二回流溝を有する。二つの第二回流溝はそれぞれ負荷経路の別の一端に接続される。負荷経路、非負荷経路、第一回流溝および第二回流溝は結合してボールを作動させる循環経路となる。力センサーはボールに衝撃を受けた第二サイドキャップの負荷力を検知するために第二サイドキャップの回流部材と第二サイドキャップの片状密封部との間に配置される。

第一サイドキャップは一体成型される。第二サイドキャップは複数の部品から構成される。第一サイドキャップと第二サイドキャップは剛性が異なる。力センサーは第二サイドキャップの回流部材に配置される。上述した構造特徴により、本発明によるリニアレールは複数のボールに衝撃を受けた第二サイドキャップの負荷力信号を正確に検知し、回流が異常であるか否かを効果的に即時判断することができる。

回流部材は本体および二つの相対する突出部を有する。二つの突出部はそれぞれ本体の内側面から伸びて形成され、回流溝を有する。力センサーは回流部材の本体の外側面、例えば二つの回流溝に対応する位置に配置されるため、曲がったところの負荷力信号を検知できる。また力センサーが回流部材の本体と同じ形に形成され、回流部材の本体の外側端面上の頂部以外の部位を遮蔽できれば、検知範囲を広げて正確度を向上させることができる。

本発明によるリニアレールの詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。
なお、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の第１実施形態によるリニアレールを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるリニアレール中のボールが省略された状態を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるリニアレール中の片状密封部が省略された状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態によるリニアレールを示す断面図である。 本発明の第２実施形態によるリニアレールの一部分を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態によるリニアレール中の片状密封部が省略された状態を示す側面図である。 本発明の第２実施形態によるリニアレールの一部分を示す断面図である。

以下、本発明によるリニアレールを図面に基づいて説明する。なお、明細書において、方向性用語は図面に示した方向に基づいて表現される。図中の同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。

（第１実施形態）
図１、図２および図４に示すように、本発明の第１実施形態によるリニアレール１０はレール２０、スライド部３０、第一サイドキャップ４０、第二サイドキャップ５０、複数のボール６０および二つの力センサー７０を備える。

レール２０は、両側面の下方および下方に二つの外側転動溝２２を別々に有する。

スライド部３０は、第一端面３１、第二端面３２およびスライド溝３３を有する。第二端面３２は第一端面３１に相対する。スライド溝３３は第一端面３１および第二端面３２を貫通する。スライド部３０はスライド溝３３がレール２０に嵌合されることによってレール２０に沿ってスライドすることができる。スライド溝３３は壁面の両側の上方および下方に二つの内側転動溝３４を別々に有する。
図４に示すように、スライド部３０の内側転動溝３４とレール２０の外側転動溝２２は一つずつ相互に対応して両者の間に負荷経路６２を構成する。スライド部３０はさらにスライド溝３３の二つの相対する外側の上方および下方に二つの非負荷経路３５を別々に有する。すべての非負荷経路３５はスライド部３０の第一端面３１および第二端面３２を貫通する。

図２に示すように、第一サイドキャップ４０は一体成型され、ねじなどの締付ユニット（図中未表示）によってスライド部３０の第一端面３１に固定される。第一サイドキャップ４０は内端面の両側の上方および下方に二つの第一回流溝４２を別々に有する。
図４に示すように、第一回流溝４２は一端が負荷経路６２に接続され、一端が非負荷経路３５の一端に接続される。

第二サイドキャップ５０は、複数の部品から構成される。図２に示すように、詳しく言えば、第二サイドキャップ５０は蓋本体５１、回流部材５２および片状密封部５６を有する。蓋本体５１はスライド部３０の第二端面３２に当接する。回流部材５２は蓋本体５１の中に配置され、本体５３および二つの相対する突出部５４を有する。二つの突出部５４はそれぞれ本体５３の内端面から伸びて形成され、上方および下方に二つ第二回流溝５５を別々に有する。
図４に示すように、すべての第二回流溝５５は一端が負荷経路６２に接続され、一端が負荷経路３５の別の一端に接続される。第一回流溝４２、第二回流溝５５、負荷経路６２および非負荷経路３５は結合して複数のボール６０を作動させる循環経路６４となる。片状密封部５６は蓋本体５１の外端面に配置され、ねじなどの締付部材（図中未表示）によって蓋本体５１と一体になってスライド部３０の第二端面３２に固定されて第二回流部材５２を遮蔽する。

本実施形態において、力センサー７０は数が二つである。図２から図４に示すように、二つの力センサー７０はそれぞれ第二回流溝５５に対応し、回流部材５２の本体５３と片状密封部５６との間に配置される。上述した構造特徴により、力センサー７０は複数のボール６０から衝撃を受けた回流部材５２の負荷力を即時検知することができる。

ボール６０の作動に伴って生じた抵抗力が異常である場合、第二サイドキャップ５０は変形および移動すると同時に力センサー７０を圧迫する。圧迫された力センサー７０は力信号をキャッチし、蓋本体５１内かつ回流部材５２の上方に位置する制御モジュール７２に伝達することによって分析を進める。ボール６０の作動に伴って生じた抵抗力が増大すれば力信号が増加する。力信号がしきい値を超えるとそれに関連する部品を交換しなければならない。上述した構造特徴により、回流に問題が起こったか否かを事前に判断することができる。

（第２実施形態）
力センサー７０を第二回流溝５５に配置する第１実施形態に対して、図５から図７に示すように、第２実施形態は二つの力センサー７０を統合して一つにまとめ、力センサー７０の形を回流部材５２の本体５３に対応させるように設計する。
上述した構造特徴により、力センサー７０は回流部材５２の本体５３の外側端面上の頂部以外の部位を遮蔽できるだけでなく、検知範囲を広げて正確度を向上させることができる。

本発明によるリニアレール１０は剛性の異なる第一サイドキャップ４０と第二サイドキャップ５０を採用し、第二サイドキャップ５０の回流部材５２に力センサー７０を配置することによって、ボールの作動がスムーズでない際に衝撃を受けた第二サイドキャップ５０の負荷力を増大させるため、先行技術と比べて回流状態をより正確に検知し、事前診断の効果を達成することができる。

１０ リニアレール
２０ レール
２２ 外側転動溝
３０ スライド部
３１ 第一端面
３２ 第二端面
３３ スライド溝
３４ 内側転動溝
３５ 非負荷経路
４０ 第一サイドキャップ
４２ 第一回流溝
５０ 第二サイドキャップ
５１ 蓋本体
５２ 回流部材
５３ 本体
５４ 突出部
５５ 第二回流溝
５６ 片状密封部
６０ ボール
６２ 負荷経路
６４ 循環経路
７０ 力センサー
７２ 制御モジュール

Claims (5)

1. レール、スライド部、第一サイドキャップ、第二サイドキャップ、複数のボールおよび力センサーを備え、
   前記レールは、外周面に二つの相対する外側転動溝を有し、
   前記スライド部は、第一端面と、前記第一端面に相対する第二端面と、前記第一端面および前記第二端面を貫通するスライド溝を有し、
   前記スライド部は、前記スライド溝によってスライドできるように前記レールに配置され、前記スライド溝は壁面に二つの相対する内側転動溝を有し、前記内側転動溝と前記レールの前記外側転動溝とは相互に対応して負荷経路を構成し、
   前記スライド部はさらに二つの相対する非負荷経路を有し、前記非負荷経路は前記スライド部の前記第一端面および前記第二端面を貫通し、
   前記第一サイドキャップは、前記スライド部の前記第一端面に配置され、二つの相対する第一回流溝を有し、二つの前記第一回流溝はそれぞれ前記負荷経路および前記非負荷経路の一端に接続され、
   前記第二サイドキャップは、蓋本体、回流部材および片状密封部を有し、前記蓋本体は前記スライド部の前記第二端面に配置され、前記回流部材は前記蓋本体の中に配置され、二つの相対する第二回流溝を有し、二つの前記第二回流溝はそれぞれ前記負荷経路および前記非負荷経路の別の一端に接続され、前記負荷経路、前記非負荷経路、前記第一回流溝および前記第二回流溝は結合して循環経路となり、前記片状密封部は前記蓋本体の前記スライド部に背を向けた端面に配置されて前記回流部材を遮蔽し、
   複数の前記ボールは、二つの前記循環経路内に配置され、
   前記力センサーは、前記第二サイドキャップの前記回流部材と前記第二サイドキャップの前記片状密封部との間に配置されることを特徴とする、
   リニアレール。
2. 前記回流部材は、本体および二つの相対する突出部を有し、二つの前記突出部はそれぞれ前記本体の内側端面から伸びて形成され、前記第二回流溝を有し、前記力センサーは、前記回流部材の前記本体と前記片状密封部の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリニアレール。
3. 前記力センサーは、形が前記回流部材の前記本体の形に対応することによって前記回流部材の前記本体の外側端面を遮蔽することを特徴とする請求項２に記載のリニアレール。
4. 前記本体の外側端面は二つの前記第二回流溝に対応する位置に前記力センサーを別々に有することを特徴とする請求項２に記載のリニアレール。
5. 前記力センサーは、制御モジュールに電気的に接続され、前記制御モジュールは前記第二サイドキャップの前記蓋本体内かつ前記回流部材の上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリニアレール。

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