JP2534045Y2 - 直線案内装置の摺動機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、案内レールに軸方向摺動可能にテーブル体
が組み込まれた直線案内装置における摺動機構の改良に
関する。

〔従来の技術〕

直線案内装置の摺動機構に関しては、従来から種々の
提案がなされている。例えば、実開平2-22417号公報に
は、第７図のものが示されている（第１従来例）。これ
は、案内レール１に、底面から上面に向かい末広がりの
傾斜した摺動側面1cを設け、テーブル体であるスライダ
２には、前記摺動側面1cに対向する逆傾斜内面2cを設け
てある。この逆傾斜内面2cには、案内レール１の上面1a
および摺動側面1cに摺接するプラスチック薄板製の摺動
部材３が接着されている。更に、スライダ２の少なくと
も一方の袖部に、すり割り４が形成され、押圧ボルト５
ですきま調整可能にしている。６は、押圧ボルト５のロ
ックナットである。

又、本出願人は、第８図に示すものを先に提案した
（第２従来例）。これはロッドレスシリンダであって、
案内レールとしてのシリンダチューブ11はスリット12を
有しており、内部に、ねじ軸13が回転自在に支持されて
いる。このねじ軸13に、テーブル体としてのピストン部
材14が螺合されている。ピストン部材14の一部は、前記
スリット12からシリンダチューブ11外に突出し、ピスト
ン部材14の軸方向移動を外部に取り出す。そのピストン
部材14は合成樹脂製で、シリンダチューブ11の内側面に
向かって突出する張出し案内部15を備えている。そし
て、この張出し案内部15に割り溝16を設けて、シリンダ
チューブ11内面の凹溝17に弾性変形可能に嵌合し、ねじ
軸13の回転と共に摺動しつつ直線移動するようになって
いる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記第１従来例にあっては、摺動部材
３が単にプラスチック平板のみからなっているに過ぎな
い。したがって、摺動部材３が摩耗すると容易にスキマ
ができて、ガタを生じる。その場合は、いちいち、スラ
イダ２の袖部にある押圧ボルト５のロックナット６緩め
て、押圧ボルト５を締め直し、案内レール１の摺動面1
a,1bに対する摺動部材３の接触圧を調整しなければなら
ず、面倒であり且つ案内精度が良くないという問題点が
あった。

また、本来剛体のスライダ２にすり割り４を設け、そ
のスライダ２自体の弾性変形を利用して摺動部材３の接
触圧を調整する構成のため、調整しろの限界が小さく
て、案内レール１の寸法誤差や摺動部材３の摩耗に対し
て調整能力が不十分であるという問題点があった。

一方、上記第２従来例にあっては、張出し案内部15に
割り溝16を設けて、弾性変形可能に形成したが、その張
出し案内部15のシリンダチューブ11内面への突出長さ
が、シリンダチューブ11の内法幅寸法に規制されてしま
い、十分に長く取れない。そのため、張出し案内部15の
撓み限界が小さくなり、第１従来例と同じく、シリンダ
チューブ11の寸法誤差や摩耗に対して調整能力が不十分
であるという問題点があった。

そこで本考案は、上記従来の問題点に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、摺動による摩
耗の進行や案内レールの寸法変動等により、案内レール
とテーブル体との摺動面間にすきまが発生しない高精度
でコンパクトな直線案内装置の摺動機構を提供して、上
記従来の問題点を解決することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本考案は、軸方向に長く延びる案
内レールと、該案内レールに直線移動可能に組み込まれ
たテーブル体とを備えた直線案内装置において、そのテ
ーブル体の被案内面に、案内レールの案内面と摺接する
複数個の摺動部材を軸方向に長く配設する。そして、そ
の摺動部材の少なくとも一つには、軸方向に長く延び且
つ案内レールの案内面に圧接される少なくとも１箇所の
摺接凸部を設け、この凸部の反対側に撓み可能に支持し
て、摺動部材の摺動面にばね予圧を付与する。

〔作用〕

摺動部材自体にばね性を付与し、その弾性変形の復元
力により、摺動部材にばね予圧を負荷する。そのため、
摺動部の寸法誤差や、摩耗が吸収されて、スキマの発生
にるガタが防止される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。な
お、従来と同一または相当部分には同一の符号を付して
ある。

第１図は、本考案の摺動機構の一実施例を備えた直線
案内装置としてのロッドレスシリンダの縦断面図、第２
図は横断面図である。

シリンダチューブ11は、角柱形状の軽合金の引抜成形
品で、上面に全長に及ぶスリット12が形成されている。
このシリンダチューブ11の左右の両外側面には、軸方向
の凹溝11Aが対称的に形成されている。また、左右の内
側面には、軸方向の凹溝（この実施例ではほぼＶ形の
溝）17が対称的に形成されている。

シリンダチューブ11の一端は軸受20を内蔵したエンド
キャップ21で蓋され、他端は軸受22を内蔵したヘッドキ
ャップ23で蓋されている。このヘッドキャップ23には、
駆動用のパルスモータ24がボルト25で固着されている。
このパルスモータ24の出力軸24aは、シリンダチューブ1
1内に回動自在に軸支されているねじ軸13に、カップリ
ング26を介して接続されている。

ねじ軸13には、ピストン部材14が螺合されている。こ
のピストン部材14は、シリンダチューブ11の内部に収納
されたピストン本体14Aと、このピストン本体14Aから上
方に延びた幅の狭い首部で前記スリット12を貫通してシ
リンダチューブ11の外部に露出されたテーブル14Bとで
構成されている。

ピストン本体14Aの中心には、ねじ軸13に螺合する雌
ねじ27が固定されている。また、ほぼＶ字状をなす左右
の両外縁部には、それぞれ上部摺動部材28及び下部摺動
部材29が固着されている。これらの摺動部材28,29が、
シリンダチューブ11の内側面の凹溝17の溝面17aに摺接
して、直線案内位置の摺動機構を構成している。

この実施例の上部摺動部材28は、第３図に示すよう
に、ピストン本体14Aの軸方向のほぼ全長に及ぶ長さを
有し、その両端部と中央部との３箇所の被支持部31にお
いて、ピストン本体14Aに固定されている。両端部の被
支持部31には取付け穴32が設けられており、この取付け
穴32には、ピストン本体14Aに突設されたずれ防止用突
起18が嵌合する。その上部摺動部材28の裏面28b側（ピ
ストン本体14Aに面した側）は、平面とされている。一
方、表面側には、円弧状の摺接凸部34が、前記被支持部
31の間の２箇所に形成されている。シリンダチューブ11
にピストン部材14を組付けたとき、摺接凸部34がシリン
ダチューブ11の内壁面17aに圧迫され、上部摺動部材28
が裏面28b側に凸に湾曲して撓むようになっている。そ
の撓み量ｔ、及び摺接凸部34の高さｈの程度は、実験的
に設定されるが、シリンダチューブ11との間のはめあい
が、最も緩い場合でも或る程度の撓みしろを有し、且
つ、最もきつい場合でも、摺動摩擦力が実用域を越えな
いように設定することが必要である。また、摺接凸部34
は、シリンダチューブ11の内部の溝面17aとの摺接によ
り摩耗するが、その摩耗量を、極力小さくすることが望
ましい。そのために、上部摺動部材28の最大撓み時に
は、摺接凸部34が近似的に平面となるような大きな円弧
形状とするのがよい。この実施例の場合、１スパンの長
さｌ＝40mmで、ｈ＝0.2mm,t＝0.1mmに設定したとき、良
好な作動が得られた。

下部摺動部材29は、シリンダチューブ11の内面に摺接
する摺動面29aが平滑面であり、裏面29b側の両端部にお
いて、ピストン本体14Aに固着されている。

かくして上部摺動部材28の摺接凸部34が、シリンダチ
ューブ11とピストン本体14Aとの嵌合面間に適度の弾性
接触圧を確保する手段として機能し、寸法誤差等による
過剰の嵌合しろを自動的に吸収すると共に、摩耗等によ
る嵌合しろの減少を補償してガタの発生をも防止する。

ピストン部材14のテーブル14Bの下面には、後述のシ
ールバンド35を通すためのバンド挿通孔37が形成されて
おり、このバンド挿通孔37に沿い、凸面状のバンド案内
面38が形成される。

シリンダチューブ11にピストン部材14を組込んだ後、
シリンダチューブ11上面のスリット12の開口は、薄いス
チール製のシールバンド35で蓋される。シールバンド35
の端末は、それぞれエンドキャップ21とヘッドキャップ
23に固定されている。又、シールバンド35の中間は、ピ
ストン部材14のバンド挿通孔37を挿通させてバンド案内
面38に圧接されている。

シリンダチューブ11の長さ方向の両端の上面側には、
ピストン部材14のストロークエンドを規制するストッパ
部材43が固着されている。このストッパ部材43は横断面
がほぼＣ形に形成され、その折曲した端部が、シリンダ
チューブ11の外側面に形成された軸方向の凹溝11Aが嵌
合させて取付けられている。そしてストロークエンドを
移動させる際には、凹溝11Aを案内として、シリンダチ
ューブ11の軸方向に移動させて位置調節することが可能
になっている。

ストッパ部材43の一部は切り欠かれ、そこに位置検出
器としてのリミットスイッチ45が取付けられている。こ
れに対して、ピストン部材14のテーブル14Bの端面に
は、緩衝部材47が嵌着されている。

次に作用を説明する。

パルスモータ24の駆動で、ねじ軸13を回動させる。こ
れにより、ピストン部材14が軸方向に移動するから、テ
ーブル14Bに取りつけた被駆動体を、ロッドレスシリン
ダ装置の軸方向に任意に移動させ、所定位置に正確に停
止させることができる。その場合、シリンダチューブ11
とピストン本体14Aとの嵌合は、固すぎると移動抵抗が
過大になり、反対に緩すぎるとピストン部材14の移動に
ガタが出る。この実施例では、摺動機構を構成している
上部・下部の摺動部材28,29が、シリンダチューブ11と
ピストン本体14Aとの滑らかな嵌合を実現している。特
に、軸方向に十分の長さを有する上部摺動部材28が、板
ばねとして機能する。すなわち、上部摺動部材28の摺接
凸部34が、シリンダチューブ11とピストン本体14Aとの
嵌合面間に適度の弾性接触圧（ばね予圧）を与える。そ
して、寸法誤差等による過剰の嵌合しろを自動的に吸収
すると共に、摩耗等による嵌合しろの減少を補償して、
ガタの発生をも防止する。

このように、上部摺動部材28は梁の撓みを利用した板
ばねであるから、全体を小さくまとめることができる。
また、その板ばねを合成樹脂製とすることで、射出成形
できて、自由高さや限界撓みしろを正確に決めることが
でき、安定した予圧荷重が得られる。

過大な外力がピストン部材14に作用した場合は、上部
摺動部材28の摺接凸部34が撓み、被支持部31でその外力
を受ける。よって、許容外力は、上部摺動部材28の圧縮
強度如何により決定されるのであり、曲げ強度（圧縮強
度より小さい）不足で破壊することはない。

ピストン部材14は、その移動時に、シールバンド35を
バンド案内面38の円弧面で押上げつつ移動する。シール
バンド35は、シリンダチューブ11のスリット12から内部
への塵埃の侵入を阻止している。

ピストン部材14の移動は、パルスモータ24の制御で正
確になされるが、万一オーバーランした場合は、ストッ
パ部材43で規制される。このストッパ部材43の位置は、
シリンダチューブ11の外側面の11Aを案内として軸方向
に任意に変更することがでキる。また、ピストン部材14
のオーバーランは、リミットスイッチ45でパルスモータ
24を停止させることにより、確実に防止する。

第４図ないし第６図に、本考案の摺動機構の他の実施
例を示す。

このものは、リニアガイド装置に適用した場合であ
る。傾斜した摺動側面1cを有する案内レール１は、幅広
で比較的薄く形成され、長さ方向に間隔をおいて複数の
取付けボルト孔50を備えている。テーブル体であるスラ
イダ２の、前記摺動側面1cに対向する逆傾斜内面2cに
は、右下面に下部摺動部材51が固着されている。また、
案内レール１の上面1aに対向する対向面2aには、２個の
上部摺動部材52が固着されている。２個の上部摺動部材
52と、１個の下部摺動部材51は、表面と裏面とが共に平
滑な摺動面とされ、裏面52b,51b側の両端部がスライダ
２に支持されている。

これに対して、残り１個の下部摺動部材51A（この実
施例では左下面の下部摺動部材）は、第６図に示すよう
に、その表面に、長手方向の中央部から両端の取付け部
31近辺に及ぶ、長い摺接凸部54が設けられている。すな
わち、この第２実施例の摺動部材の摺接凸部54は、上記
第１実施例のものと異なり、長手方向に１箇所のみであ
る。

スライダ２を案内レール１に嵌合すると、下部摺動部
材51Aの摺接凸部54が、案内レール１の摺動側面1cに圧
迫されて、中央部が裏面側に向かって凸に湾曲して撓
む。このため、下部摺動部材51Aは、摺接凸部54の両端
の肩部分55の２箇所が案内レール１の摺動側面1cに弾性
的に圧接され、シリンダチューブ11とピストン本体14A
との嵌合面間に適度の弾性接触圧を与える。このよう
に、本実施例の場合は、１本の摺接凸部54でも、実質的
に上記第１実施例の如く２箇所の凸部を有するものと同
様に機能する。その他の作用・効果は、第１実施例の場
合と同様である。なお、第４図において、56はスライダ
２の上面に設けたテーブル取付用ねじ穴、59は合成ゴム
板57を押さえ板58に固着したワイパーシール、60はワイ
パーシールの取付け用小ねじである。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、摺動面に軸
方向に十分に長い摺動部材を配設し、その摺動部材自体
をばね変形させて、摺動面にばね予圧を与えるものとし
た。そのため、摺動部材の摩耗や、摺動部分の寸法誤差
等はばね弾性で吸収され、スキマができないから、摺動
面のガタを防止でき、案内精度が良くなるという効果が
得られる。

また、ばねが摺動方向に長い板ばねであるから、全体
がコンパクトにまとめ易い。

更に、摺動部材は射出成形可能であり、自由高さ、限
界撓みしろを正確に決めることができて、安定した予圧
荷重を付与できるものが安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の縦断側面図、第２図は第
１図のII-II線断面図、第３図は第２図のIII-III線矢視
図、第４図は第２実施例の側面図、第５図は第４図のＶ
−Ｖ線断面図、第６図は第５図のVI-VI線矢視図、第７
図は第１従来例の一部を切り欠いて示す正面図、第８図
は第２従来例の要部横断面図である。 図中、1,11は案内レール、2,14はテーブル体、3,28,29,
51,52は摺動部材、34,54は摺接凸部である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に長く延びる案内レールと、該案内
   レールに直線移動可能に組み込まれたテーブル体とを備
   えた直線案内装置において、 前記テーブル体の被案内面に、前記案内レールの案内面
   と摺接する複数個の摺動部材を軸方向に長く配設すると
   共に、その摺動部材の少なくとも一つは、軸方向に長く
   延び且つ案内レールの案内面に圧接される少なくとも１
   箇所の摺接凸部を設けて該凸部の反対側に撓み可能に支
   持し、摺動部材の摺動面にばね予圧を付与することを特
   徴とする直線案内装置の摺動機構。