JP2022150832A - 直動案内装置の組立用治具 - Google Patents

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Abstract

【課題】短時間で転動体及び保持ピースを治具本体内に整列させることができる直動案内装置の組立用治具を提供する。【解決手段】直動案内装置1の組立用治具40は、ころ状転動体13及び保持ピース14を交互に整列状態で収容する治具本体41と、治具本体41の上面の開口部を塞ぐ蓋部材42と、治具本体41に着脱可能に接続されるケース50と、を有し、ケース50は、治具本体41内に接続される接続用開口部53と、接続用開口部53に接続され、ころ状転動体13を整列させる転動体案内路54と、を有する。【選択図】図7A

Description

本発明は、往復直線運動する物体をその移動方向に案内するリニアガイドとして工作機械などで用いられる直動案内装置の組立用治具に関する。
従来、工作機械等で用いられる直動案内装置は、一般に、レール側転動溝が左右の側面に設けられた案内レールと、この案内レールのレール側転動溝と対向する位置にスライダ側転動溝が設けられたスライダと、レール側転動溝とスライダ側転動溝により構成される負荷転動路及びスライダ内部に設けられた転動体戻し路に装填され、これらの転動路を転動可能な多数の転動体と、を有している。スライダの軸方向両端部にはエンドキャップが装着されており、エンドキャップ内には転動体を方向転換させる方向転換路が形成されている。そして、転動路を転動体が転動することで、案内レールに対してスライダが軸方向に沿って相対移動する。転動路を転動する転動体は、エンドキャップ内で方向転換した後、スライダ内に形成された転動体戻し路を通って元の位置に戻る。
このような直動案内装置では、近時、転動体としてころを使用したものが多用されている。ころはボールと比較して、高剛性であると共に、転動路を構成する転動溝との接触面積が大きいため、負荷できる荷重を大きくすることができるという利点がある。
一方、ころのみを転動路に装填して使用した場合には、隣り合うころ同士の接触部分において、ころ表面の進行方向が互いに逆向きになるため、接触部分において発生する摩擦力によりスライダの円滑な作動が妨げられたり、ころに軸ぶれが発生したりすることがある。
そこで、従来では、互いに隣り合うころ間にセパレータ(保持ピース)を配置した直動案内装置が使用されている。セパレータは、ころの進行方向の前後両端に凹曲面が形成されたセパレータ本体と、このセパレータ本体と一体に設けられ、ころの軸方向両端面を挟持する腕部とを有する。セパレータをころところとの間に配置すると、ころがセパレータ本体の凹曲面に保持されつつ、スライダの移動時にころとセパレータとが摺動しながら回転するので、ころの軸ぶれ等が発生することを防止することができ、スライダを円滑に作動させることができる。
ところで、ころ及びセパレータを使用する直動案内装置の組み立て時には、転動路にころ及びセパレータを組み入れるときに、これらが転動溝から脱落しないように注意する必要がある。また、狭い作業空間において、手動でころ及びセパレータを整列させつつ装填するため、多くの労力と時間を要するという問題がある。さらに、転動路に組み入れられたころ及びセパレータは目視で確認することができないので、転動路中でセパレータが傾いていても気付かないまま組立ててしまうという問題もある。
そこで、特許文献1、2には、組立時に多くの時間や手間を要することなく、転動体であるころと保持ピースを転動体循環路に組入れることができると共に、組立作業の自動化及び精密化を図ることのできるリニアガイド装置の組立方法が提案されている。特許文献1、2に記載された組立方法では、スライダのエンドキャップに、転動路に到達する貫通孔が設けられており、ころ及び保持ピースを交互に配置した組立用治具(整列供給装置)を貫通孔に挿入して、ころ及び保持ピースを転動路内の転動体戻し路に組み入れることができる。
上記した組立用治具は、ころ及び保持ピースを収容する治具本体と、この治具本体に被せる蓋部材とからなり、治具本体内に整列されたころ及び保持ピースを、蓋部材の開口部から挿入された棒状運搬部材により運搬するものである。
特開2005-164008号公報 特開2006-017253号公報
ところで、上記特許文献1、2に記載された組立用治具では、ころ及び保持ピースを治具本体に整列させる際、まずはころを治具本体内に並べ、その後に保持ピースをころ間に挿入する作業が必要である。このため、所定数のころ及び保持ピースを治具本体内に整列させる作業が煩瑣であり、長時間の作業が必要であった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間で転動体及び保持ピースを治具本体内に整列させることができる直動案内装置の組立用治具を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)側面に軸方向に延びるレール側軌道面を有する案内レールと、前記案内レールを跨ぐように取り付けられ、前記案内レールに対して軸方向に移動可能なスライダと、を備え、前記スライダは、前記レール側軌道面に対向するスライダ側軌道面と、前記案内レールの軸方向に貫通する転動体戻し路と、を有するスライダ本体と、前記スライダ本体の移動方向における両端面に取り付けられ、前記レール側軌道面及びスライダ側軌道面により構成される負荷転動路と、前記転動体戻し路とを連結する方向転換路を有し、前記方向転換路に到達する貫通孔が設けられたエンドキャップと、前記負荷転動路、前記転動体戻し路、及び前記方向転換路により構成された転動体転動路内を、前記スライダの移動に伴って転動する複数のころ状転動体と、前記複数のころ状転動体を略等間隔に保持する複数の保持ピースと、前記エンドキャップの貫通孔を塞ぐ閉塞部材と、を有する直動案内装置に、前記閉塞部材が外された前記貫通孔から前記ころ状転動体及び前記保持ピースを装填するための直動案内装置の組立用治具であって、前記ころ状転動体及び前記保持ピースを交互に整列状態で収容する治具本体と、前記治具本体の上面の開口部を塞ぐ蓋部材と、前記治具本体に着脱可能に接続されるケースと、を有し、前記ケースは、前記治具本体内に接続される接続用開口部と、前記接続用開口部に接続され、前記ころ状転動体を整列させる転動体案内路と、を有する、直動案内装置の組立用治具。
(2)前記ケースは、その内部空間を、前記複数のころ状転動体を収容する転動体収容部と、前記複数の保持ピースを収容する保持ピース収容部と、に分割する仕切り壁を有する、(1)に記載の直動案内装置の組立用治具。
(3)前記ケースの底面は、前記接続用開口部に向かって下り傾斜に形成されるスロープ部を有する、(1)又は(2)に記載の直動案内装置の組立用治具。
(4)前記ケースは、前記転動体転動路内に装填される全ての数の前記ころ状転動体と前記保持ピースを収容可能な容積を有する、(1)~(3)のいずれか1つに記載の直動案内装置の組立用治具。
(5)前記ケースは、合成樹脂又はアルミニウム合金からなる、(1)~(4)のいずれか1つに記載の直動案内装置の組立用治具。
本発明によれば、ころ状転動体及び保持ピースを交互に整列状態で収容する治具本体と、治具本体の上面の開口部を塞ぐ蓋部材と、治具本体に着脱可能に接続されるケースと、を有し、ケースは、治具本体内に接続される接続用開口部と、接続用開口部に接続され、ころ状転動体を整列させる転動体案内路と、を有するため、短時間でころ状転動体及び保持ピースを治具本体内に整列させることができる。
本発明に係る組立用治具が用いられる直動案内装置を示す斜視図である。 図1に示す直動案内装置のエンドキャップを示す正面図である。 図2におけるエンドキャップの一部を切除した正面模式図である。 図2のA-A線断面図である。 本発明に係る組立用治具の一実施形態を示す上面図である。 図5AのC-C線断面図である。 図5AのB-B線断面図である。 図5Cに示す組立用治具にころ状転動体及び保持ピースを収容させた状態の断面図である。 図5Aに示す治具本体の上面図である。 本発明に係る組立用治具においてころ状転動体及び保持ピースを整列させる状態を示す上面図である。 本発明に係る組立用治具においてころ状転動体及び保持ピースを整列させる状態を示す断面図である。 本発明に係る組立用治具の一実施形態を用いた直動案内装置の組み立て方法を示す図である。
以下、本発明に係る直動案内装置の組立用治具の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図1~図4を参照して、本発明に係る組立用治具が用いられる直動案内装置について説明する。
直動案内装置1は、図1に示すように、一方向に延びる案内レール11と、案内レール11を跨ぐように取り付けられ、この案内レール11に対して軸方向に移動可能な断面略C字状のスライダ12と、を備える。なお、本願明細書において、前後方向とは、スライダ12が案内レール11に沿って移動する方向を表し、左右方向とは、案内レール11に取り付けられたスライダ12の幅方向を表す。また、本願明細書では、案内レール11が取り付けられる被取付面が下側になるように表しており、下方、下面とは、被取付面側を表し、上方、上面とは、その反対側を表す。
案内レール11は、金属製で、その左右側面に、軸方向に延びるレール側軌道面15がそれぞれ形成されている。レール側軌道面15は、レール側上方軌道面15aとレール側下方軌道面15bとからなる。レール側上方軌道面15aは、案内レール11の上面に対して鋭角となるように斜め下方に向けて形成されている。レール側下方軌道面15bは、案内レール11の下面に対して鋭角となるように斜め上方に向けて形成されている。
スライダ12は、図2~図4に示すように、案内レール11の左右両側に袖部24を有するスライダ本体16と、スライダ本体16の前後方向の一端と他端に装着された一対のエンドキャップ17,18と、を備える。スライダ本体16における袖部24の内側面には、案内レール11のレール側上方軌道面15aと対向するスライダ側上方軌道面19aと、案内レール11のレール側下方軌道面15bと対向するスライダ側下方軌道面19bとが形成されている。そして、レール側上方軌道面15aとスライダ側上方軌道面19aとにより負荷転動路25aが構成されると共に、レール側下方軌道面15bとスライダ側下方軌道面19bとにより負荷転動路25bが構成されている。
スライダ本体16は、スライダ側上方軌道面19a及びスライダ側下方軌道面19bからなるスライダ側軌道面19の他に、両袖部24に各2本の転動体戻し路22a,22bを有する。転動体戻し路22a,22bは、それぞれ、両袖部24の肉厚部分を案内レール11の軸方向に貫通している。
エンドキャップ17,18は、スライダ本体16の前後両端にそれぞれ接合されている。エンドキャップ17,18は、例えば、合成樹脂材の射出成形品であって、スライダ本体16と同様に断面略C字状に形成されている。エンドキャップ17の左右の袖部26には、スライダ本体16側の端面に、負荷転動路25bと転動体戻し路22bとを連結する方向転換路21が形成されると共に、負荷転動路25aと転動体戻し路22aとを連結する不図示の方向転換路が形成されている。方向転換路21と不図示の方向転換路は、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ている。また、エンドキャップ17,18における左右の袖部26には、方向転換路21に到達する貫通孔31が案内レール11の軸方向に沿って設けられており、この貫通孔31は着脱可能な閉塞部材32により塞がれている。
そして、負荷転動路25b、転動体戻し路22b、及び方向転換路21により、転動体転動路20が構成されている。スライダ12の内部に合計で4本設けられた転動体転動路20内には、例えば、複数のころ状転動体13と、複数のころ状転動体13を略等間隔に保持する複数の保持ピース14が交互に装填されている。保持ピース14は、隣り合う転動体13とそれぞれ対向する両端面に、ころ状転動体13の外周面に沿う凹状曲面を有する保持ピース本体部14aと、保持ピース本体部14aの幅方向両側に、互いに平行に設けられた一対の腕部14bと、を有する(図7参照)。保持ピース本体部14aに一体化して設けられた腕部14bは、ころ状転動体13の進行方向前後に延びる形状であり、前後に隣り合うころ状転動体13の軸方向両端面を保持している。このように構成された保持ピース14は、ころ状転動体13同士が干渉しあって、軸ぶれ等が発生することを防止する効果を有している。そして、これら複数のころ状転動体13と保持ピース14は、スライダ12の相対移動に伴って、転動体転動路20内を無限循環する。
次に、図5~図8を参照して、本実施形態の組立用治具40について説明する。
組立用治具40は、図5及び図7に示すように、ころ状転動体13及び保持ピース14を交互に整列状態で収容する治具本体41と、治具本体41の上面の開口部を塞ぐ蓋部材42と、治具本体41に着脱可能に接続されるケース50と、を備える。
治具本体41は、図6に示すように、上面に形成される上面側開口部41aと、ころ状転動体13及び保持ピース14をスライダ12に装填する側の前端に形成される前端側開口部41fと、前端側開口部41fと反対側の後端に形成される後端側開口部41rと、を有する。
また、図5及び図6に示すように、治具本体41の幅方向内側面の底面近傍には、長手方向に延びる段部(ガイド部)41cが設けられている。また、治具本体41の上面側開口部41aには、蓋部材42を嵌合させるための蓋用段部41dが設けられている。また、治具本体41の前端側開口部41fは先端に近づくほど壁が低くなっており、エンドキャップ17の貫通孔31に挿入自在な湾曲部41eが形成されている。
蓋部材42は、長尺の板状部材であって、治具本体41の蓋用段部41dに嵌合させることにより、治具本体41の上面側開口部41aを塞ぐことができる。また、蓋部材42は、その幅方向中央部において長手方向に沿って形成される孔42aを有する。なお、治具本体41と蓋部材42とにより囲まれた空間は、図5Cに示す断面において、転動体転動路20と同様な形状であることが好ましく、図5Bに示す断面における空間の長さ(ころ状転動体13が整列される方向の長さ)は、転動体転動路20の全長以上に形成されていることが好ましい。
ケース50は、図7に示すように、合成樹脂又はアルミニウム合金からなり、底板51と外壁52とを有するトレイ形状に形成され、その上面は開口している。そして、ケース50は、ケース50の前端部に形成され、治具本体41の後端側開口部41rに接続される接続用開口部53と、接続用開口部53に接続され、ころ状転動体13を整列させる転動体案内路54と、を有する。なお、ケース50の前部は、接続用開口部53に向かうに従って次第に幅が狭くなるように形成されている。
転動体案内路54は、接続用開口部53から後方に向って延びる2つの側壁55,56により形成されている。2つの側壁55,56の前壁55a,56aは、治具本体41の長手方向に対して平行に形成され、2つの側壁55,56の後壁55b,56bは、前壁55a,56aに対して幅方向外側に屈曲して形成されている。また、2つの側壁55,56の前壁55a,56a間の幅は、ころ状転動体13の軸方向寸法よりも若干大きく設定されている。また、2つの側壁55,56の後壁55b,56b間の幅は、接続用開口部53から離れるに従って次第に大きくなるように設定されている。これにより、ころ状転動体13を転動体案内路54に容易に入れることができると共に、複数のころ状転動体13を容易に整列させることができる。
また、ケース50は、その内部空間を、複数のころ状転動体を収容する転動体収容部57と、複数の保持ピースを収容する保持ピース収容部58と、に分割する仕切り壁59を更に有する。仕切り壁59は、側壁55の屈曲部から後方に向けて形成されている。また、転動体案内路54は、転動体収容部57内に設けられている。
また、ケース50の底面51aは、接続用開口部53に向って下り傾斜に形成されるスロープ部51bを有する。スロープ部51bは、2つの側壁55,56の後壁55b,56bが配置されている部分に設けられている。これにより、ころ状転動体13がスロープ部51bを転がり落ちるため、ころ状転動体13を転動体案内路54に容易に入れることができる。
また、ケース50は、1本の転動体転動路20内に装填される全ての数のころ状転動体13と保持ピース14を収容可能な容積を有するように形成されている。これにより、治具本体41への装填作業が一度で完了するため、より簡素な作業工程で直動案内装置1を組み立てることができる。
そして、直動案内装置1を組み立てる際には、まず、ケース50の転動体収容部57に所定数のころ状転動体13を収容すると共に、保持ピース収容部58に所定数の保持ピース14を収容する。次に、治具本体41の後端側開口部41rにケース50の接続用開口部53を接続する。
次に、ピンセット等を用いて、転動体収容部57内のころ状転動体13を転動体案内路54に順次入れる。これにより、複数のころ状転動体13が2つの側壁55,56及びスロープ部51bにより自動的に整列されて、後端側開口部41rを介して治具本体41内に装填される。次に、ピンセット等を用いて、保持ピース収容部58内の保持ピース14を治具本体41内に装填された各ころ状転動体13間に挿入する。これにより、治具本体41内にころ状転動体13及び保持ピース14が交互に整列状態で収容される。次に、ケース50治具本体41から取り外した後、治具本体41の蓋用段部41dに蓋部材42を嵌合し、上面側開口部41aを塞ぐ。なお、このとき、治具本体41の後端側開口部41rを不図示のキャップで塞ぐようにしてもよい。
その後、図8に示すように、治具本体41の前端側開口部41fにおける湾曲部41eをエンドキャップ17の貫通孔31に挿入する。この際に、湾曲部41eが転動体戻し路22bの近傍に達したときは、組立用治具40の挿入を止める。続いて、棒状運搬部材43を組立用治具40の蓋部材42の孔42aに挿入し、棒状運搬部材43を治具本体41の後端側開口部41rに最も近い位置から前端側開口部41fに向かって(矢印44の方向)に動かすことにより、ころ状転動体13と保持ピース14が転動体戻し路22bに向けて運搬される。これにより、ころ状転動体13と保持ピース14が整列された状態でスライダ12内の転動体転動路20に運搬され、転動体転動路20内にころ状転動体13と保持ピース14とが装填される。その後、貫通孔31を閉塞部材32で塞ぐ。
なお、直動案内装置1には、スライダ12の左右の袖部に2本ずつ、合計で4本の転動体転動路が設けられている。従って、まず、エンドキャップ17の2箇所に設けられた貫通孔31から、2本の転動体転動路内にころ状転動体13と保持ピース14を順に装填し、閉塞部材32で塞ぐ。その後、同様にして、エンドキャップ18の2箇所に設けられた貫通孔から他の2本の転動体転動路内にころ状転動体13と保持ピース14を順に装填し、閉塞部材32で塞ぐ。これにより、スライダ12における全ての転動体転動路にころ状のころ状転動体13と保持ピース14を装填することができる。
このように構成された組立用治具40では、予め組立用治具40に転動体13と保持ピース14を整列させて収容した後、エンドキャップ17,18側から転動体13と保持ピース14をスライダ12内に容易に装填することができる。また、治具本体41における転動体13及び保持ピース14が収容される空間の長さが、転動体転動路20の全長以上に形成されていると、装填作業が一度で完了するため、より簡素な作業工程で直動案内装置1を組み立てることができる。
また、本実施形態では、治具本体41の内側面に設けられた段部(ガイド部)41cが保持ピース14における腕部14bを支持すると共に、保持ピース14を進行方向に案内する機能を有する。また、段部41cは、隣り合うころ状転動体13間に保持ピース14を挿入する際に、保持ピース14を所定の位置に挿入するのを補助する位置決め機能も有する。従って、ころ状転動体13と保持ピース14を容易に整列させることができる。さらに、棒状運搬部材43を用いて、ころ状転動体13と保持ピース14をスライダ12内に装填する際に、ころ状転動体13と保持ピース14を組立用治具40の内部で軸方向のぶれ等を発生させることなく円滑に運搬することができる。
以上説明したように、本実施形態の組立用治具40によれば、治具本体41の後端側開口部41rに着脱可能に接続されるケース50を有し、ケース50が、治具本体41の後端側開口部41rに接続される接続用開口部53と、接続用開口部53に接続され、ころ状転動体13を整列させる転動体案内路54と、を有するため、短時間でころ状転動体13及び保持ピース14を治具本体41内に整列させることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、ケースの形状、転動体案内路を構成する2つの側壁及び仕切り壁の形状や形成位置は任意であり、自由に変更可能である。
また、蓋部材は、治具本体の上面側開口部及び後端側開口部を同時に塞ぐ形状であってもよい。
また、治具本体及び蓋部材は、安価な樹脂成型品で形成されることが望ましいが、金属製であってもよい。
1 直動案内装置
11 案内レール
12 スライダ
13 転動体
14 保持ピース
14a 保持ピース本体部
14b 腕部
15 レール側軌道面
15a レール側上方軌道面
15b レール側下方軌道面
16 スライダ本体
17,18 エンドキャップ
19 スライダ側軌道面
19a スライダ側上方軌道面
19b スライダ側下方軌道面
20 転動体転動路
21 方向転換路
22a,22b 転動体戻し路
25a,25b 負荷転動路
31 貫通孔
32 閉塞部材
40 組立用治具
41 治具本体
41a 上面側開口部
41c 段部(ガイド部)
41d 蓋用段部
41e 湾曲部
41f 前端側開口部
41r 後端側開口部
42 蓋部材
43 棒状運搬部材
50 ケース
51 底板
51a 底面
51b スロープ部
52 外壁
53 接続用開口部
54 転動体案内路
55,56 側壁
55a,56a 前壁
55b,56b 後壁
57 転動体収容部
58 保持ピース収容部
59 仕切り壁

Claims (5)

  1. 側面に軸方向に延びるレール側軌道面を有する案内レールと、
    前記案内レールを跨ぐように取り付けられ、前記案内レールに対して軸方向に移動可能なスライダと、を備え、
    前記スライダは、前記レール側軌道面に対向するスライダ側軌道面と、前記案内レールの軸方向に貫通する転動体戻し路と、を有するスライダ本体と、
    前記スライダ本体の移動方向における両端面に取り付けられ、前記レール側軌道面及びスライダ側軌道面により構成される負荷転動路と、前記転動体戻し路とを連結する方向転換路を有し、前記方向転換路に到達する貫通孔が設けられたエンドキャップと、
    前記負荷転動路、前記転動体戻し路、及び前記方向転換路により構成された転動体転動路内を、前記スライダの移動に伴って転動する複数のころ状転動体と、
    前記複数のころ状転動体を略等間隔に保持する複数の保持ピースと、
    前記エンドキャップの貫通孔を塞ぐ閉塞部材と、を有する直動案内装置に、前記閉塞部材が外された前記貫通孔から前記ころ状転動体及び前記保持ピースを装填するための直動案内装置の組立用治具であって、
    前記ころ状転動体及び前記保持ピースを交互に整列状態で収容する治具本体と、
    前記治具本体の上面の開口部を塞ぐ蓋部材と、
    前記治具本体に着脱可能に接続されるケースと、を有し、
    前記ケースは、前記治具本体内に接続される接続用開口部と、前記接続用開口部に接続され、前記ころ状転動体を整列させる転動体案内路と、を有する、直動案内装置の組立用治具。
  2. 前記ケースは、その内部空間を、前記複数のころ状転動体を収容する転動体収容部と、前記複数の保持ピースを収容する保持ピース収容部と、に分割する仕切り壁を有する、請求項1に記載の直動案内装置の組立用治具。
  3. 前記ケースの底面は、前記接続用開口部に向かって下り傾斜に形成されるスロープ部を有する、請求項1又は2に記載の直動案内装置の組立用治具。
  4. 前記ケースは、前記転動体転動路内に装填される全ての数の前記ころ状転動体と前記保持ピースを収容可能な容積を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の直動案内装置の組立用治具。
  5. 前記ケースは、合成樹脂又はアルミニウム合金からなる、請求項1~4のいずれか1項に記載の直動案内装置の組立用治具。
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