JP2767472B2 - 直動形ガイド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、直動形ガイド装置、さらに詳しくは、直
線状のガイドレールと、ガイドレールに跨って移動する
移動体とからなる直動形ガイド装置に関する。

この明細書において、前後左右は、移動体の移動方向
についていうものとする。

従来の技術および発明の課題 従来のこの種の直動形ガイド装置においては、移動体
は、両側の脚状部分にそれぞれ上下２段の環状のボール
循環路を有する横断面略逆Ｕ形の移動ブロックと、移動
ブロックの各ボール循環路を循環してガイドレールとの
間を転動する複数のボールとからなり、移動ブロック
は、両端のエンドギャップ部分と、残りの中間部分とか
らなる。各ボール循環路は、移動ブロックの中間部分の
両側の脚状部分のガイドレール側に保持器を用いてガイ
ドレールに面するように形成されたみぞ状の往路と、こ
れらの脚状部分の往路の外側に形成された穴状の復路
と、移動ブロックの両端のエンドキャップ部分にガイド
部材がはめられることにより形成されて往路の端と復路
の端を連結する反転路とからなる。

ところで、このような直動形ガイド装置の移動ブロッ
クは複雑な構成を有するので、全体を一体に形成するこ
とは製造上不可能であり、従来は、両端の２つのエンド
キャップ部分と、中間部分の両側の脚状部分のうちボー
ル循環路の復路より外側の２つのケージ部分と、２つの
保持器の部分と、４つのガイド部材と、中間部分の残り
の中央本体部分とを別々に形成し、これらを組合わせて
移動ブロックを構成している。

このため、部品点数が多くなるとともに、組立工数も
多くなるという問題があった。とくに、エンドキャップ
部分にはめられるガイド部材が他の部分から分離してお
り、また、保持器はボルトやねじなどを用いて固定する
必要があり、組立工程が複雑であった。

そこで、本発明者らは、移動ブロックの中間部分が、
両側の脚状部分のうち下段のボール循環路より下側の部
分、ボール循環路の復路より外側の部分、保持器の部分
および両端のガイド部材の部分が一体に形成された断面
略Ｕ形のケージ部材と、残りの中央本体部分とに分けら
れた直動形ガイド装置を提案した（特願平１−249478号
参照）。

ところが、このガイド装置の場合、ボール循環路が上
下２段になっているので、反転路を形成するガイド部材
が比較的上下長いものになる。そして、負荷容量を増大
させるために大きな径のボールを使用した場合、限られ
たスペースで考えると、ガイド部材が細長くなり、強度
の低下をきたすという問題がある。

また、組立において、ボールを挿入する場合に、ケー
ジ部分を中央本体部分に取付け、片側のエンドキャップ
部分を中央本体部分に取付けてから行なうが、最後の数
個のボールの挿入が困難であるという問題もある。

この発明の目的は、上記の問題をすべて解決し、部品
点数および組立工数の削減が可能で強度の高い直動形ガ
イド装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による直動形ガイド装置は、 直線状のガイドレールと、ガイドレールに跨って移動
する移動体とからなり、移動体が、両側の脚状部分にそ
れぞれ上下２段の環状のボール循環路を有する横断面略
逆Ｕ形の移動ブロックと、移動ブロックの各ボール循環
路を循環してガイドレールとの間を転動する複数のボー
ルとからなり、移動ブロックが、両端のエンドキャップ
部分と、残りの中間部分とからなり、各ボール循環路
が、移動ブロックの中間部分の両側の脚状部分のガイド
レール側に保持器を用いてガイドレールに面するように
形成されたみぞ状の往路と、これらの脚状部分の往路の
外側に形成された穴状の復路と、移動ブロックの両端の
エンドキャップ部分にガイド部材がはめられることによ
り形成されて往路の端と復路の端を連結する反転路とか
らなる直動形ガイド装置において、 移動ブロックの中間部分が、両側の脚状部分のうち下
段のボール循環路より下側の部分、ボール循環路の復路
より外側の部分、保持器の部分および両端のガイド部材
の部分が一体に形成された断面略Ｕ形のケージ部材と、
残りの中央本体部分とに分けられており、ガイド部材の
下部が下段のボール循環路より下側の部分に一体に連結
されるとともに、ガイド部材の中間部がボール循環路の
復路より外側の部分および保持器の部分に一体に連結さ
れ、ケージ部材における脚状部分のボール循環路の復路
より外側部分の上面が左右方向外斜め上向きの傾斜面と
され、中央本体部分にケージ部材の傾斜面と当接する左
右方向内斜め下向きの傾斜面が形成されていることを特
徴とするものである。

作用 移動ブロックの中間部分の両側の脚状部分のうち下段
のボール循環路より下側の部分、ボール循環路の復路よ
り外側の部分、保持器の部分および両端のガイド部材の
部分がケージ部材として一体に形成されているので、そ
の分だけ、部品点数が減り、組立工数も少なくなる。と
くに、ガイド部材の部分が保持器の部分と一体に形成さ
れているので、ガイド部材の組付けが容易であり、ガイ
ド部材をエンドキャップ部分にはめるだけで保持器の位
置決めができ、保持器を取付けるためにボルトやねじな
どを必要としない。また、ガイド部材の下部が下段のボ
ール循環路より下側の部分に一体に連結されるととも
に、ガイド部材の中間部がボール循環路の復路より外側
の部分および保持器の部分に一体に連結されているの
で、ガイド部材が細長くなっても、強度の低下をきたす
ことがない。

また、ボール組込時においても、グリースを使用する
ことでガイド部材と連結部の両方でボールが支持される
ので、上下２段のボール列を容易に組込むことができ
る。

さらに、移動体をガイドレールに沿って高速で移動さ
せる場合、ボール循環路の反転路において、ボールには
大きな遠心力が作用し、ボールはこの力を受けたままボ
ール復路に入る。その結果、ケージ部材におけるボール
循環路の復路より外側部分に左右方向外向きの力が作用
する。ところが、ケージ部材におけるボール循環路の復
路より外側部分の上面が左右方向外斜め上向きの傾斜面
とされ、中央本体部分にケージ部材の傾斜面と当接する
左右方向内斜め下向きの傾斜面が形成されていると、両
傾斜面により左右方向外向きの力が受けられ、ケージ部
材の上記外側部分の変形が防止される。

実 施 例 以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明す
る。

第１図は組立状態の直動形ガイド装置の全体構成を示
し、第２図〜第５図はその各部の詳細図を示す。また、
第６図は、ガイド装置の分解斜視図である。

第１図〜第５図において、ガイド装置は、直線状のガ
イドレール（Ａ）と、これに跨って移動する移動体
（Ｂ）とからなる。

ガイドレール（Ａ）には、横断面略正方形で４隅部が
１つの円筒面の一部をなす丸形レールが使用されてい
る。レール（Ａ）の左右両側面に、前後方向にのびる浅
いみぞ（１）が形成されており、両側のみぞ（１）の上
下に、円弧みぞ状のボールガイド面（２）（３）が形成
されている。

移動体（Ｂ）は、レール（Ａ）の上部に跨る横断面図
略逆Ｕ形の移動ブロック（４）と、移動ブロック（４）
に形成された環状のボール循環路（５）（６）を循環し
てレール（Ａ）のガイド面（２）（３）との間を転動す
る複数のボール（７）とからなる。

組立状態の移動ブロック（４）は、前後両端のエンド
キャップ部分（８）と、残りの中間部分（９）とからな
り、さらに、これら各部分（８）（９）は、左右両側の
脚部（脚状部分）（10）（11）と、左右の脚部（10）
（11）の上端同志を連結する連結部（12）（13）とから
なる。移動ブロック（４）の隅部は、丸形ガイドレール
（１）に合わせて、曲面状に形成されている。

ボール循環路（５）（６）は、次に詳細に説明するよ
うに、移動ブロック（４）の両側の脚部（10）（11）に
上下２段に形成されている。移動ブロック中間部分
（９）の両側の脚部（11）のレール（Ａ）側すなわち左
右方向内側に、レール（Ａ）のガイド面（２）（３）に
面する上下２段の円弧状のみぞ（14）（15）が形成さ
れ、上下のみぞ（14）（15）の間に保持器（16）が設け
られている。そして、上側のみぞ（14）と保持器（16）
の上部とで上段の往路（17）が、下側のみぞ（15）と保
持器（16）の下部とで下段の往路（18）が形成されてい
る。また、中間部（９）の両側の脚部（11）の往路（1
7）（18）より外側の部分に、上下２段の穴状の復路（1
9）（20）が形成されている。移動ブロック（４）の両
端とエンドキャップ部分（８）の両側の脚部（10）の間
に上段の往路（17）の端と上段の復路（19）の端とを連
結する半円状の上段の反転路（21）が形成され、往路
（17）、復路（19）およびこれらの両端の反転路（21）
により上段の循環路（５）が形成されている。同様に、
移動ブロック（４）の両端とエンドキャップ部分（８）
の両側の脚部（10）の間に下段の往路（18）の端と下段
の復路（20）の端とを連結する半円状の下段の反転路
（22）が形成され、往路（18）、復路（20）およびこれ
らの両端の反転路（22）により下段の循環路（６）が形
成されている。

各ボール循環路（５）（６）内にボール（７）が封入
され、上段の循環路（５）の往路（17）の部分にあるボ
ール（７）がレール（Ａ）の両側の上部のガイド面
（２）に接触し、下段の循環路（６）の往路（18）の部
分にあるボール（７）がレール（Ａ）の両側の下部のガ
イド面（３）に接触している。

移動ブロック（４）の両端のエンドキャップ部分
（８）の両側の脚部（10）の左右方向内側の面に、レー
ル（Ａ）のみぞ（１）に対応する突条（23）が形成され
ている。

移動ブロック（４）が前後に移動すると、次のよう
に、ボール（７）はレール（Ａ）のガイド面（２）
（３）上を転動しながらそれぞれのボール循環路（５）
（６）を循環する。すなわち、移動ブロック（４）の移
動により、循環路（５）（６）の往路（17）（18）にあ
るボール（７）がレール（Ａ）のガイド面（２）（３）
上を転動して、往路（17）（18）の後方に移動する。こ
のため、往路（17）（18）にあったボール（７）は順に
反転路（21）（22）に入り、反転路（21）（22）にあっ
たボール（７）は順に復路（19）（20）に入り、復路
（19）（20）にあったボール（７）は順に往路（17）
（18）に入る。

第６図に示すように、移動ブロック（４）は、２つの
エンドキャップ部分（８）、中央本体部分（24）および
２つのケージ部材（25）を組合わせることによって構成
されている。

エンドキャップ部分（８）の両側の脚部（10）の前後
方向内向きの面に、左右幅全体にわたるみぞ（26）が形
成され、このみぞ（26）の下に前後方向内向きに突出し
た突条（27）が形成されている。なお、みぞ（26）の上
下の側壁面は、左右方向内側に向かって少し開いた傾斜
面となっている。みぞ（26）の底の前後方向内向きの面
の上下に浅い円弧状の凹所（28）（29）が形成され、こ
れらの間に方形の突起（30）が形成されている。また、
突条（27）の前後方向内向きの面の左右方向中間部に、
半円形みぞ状の切欠き（31）が形成されている。

ケージ部材（25）は、移動ブロック（４）の中間部分
（９）の両側の脚部（11）のうち下部の水平板状部（11
a）と、復路（19）（20）より外側の垂直板状部（11b）
と、保持器（16）と、両端の半円柱状ガイド部材（32）
とが一体に形成されたものである。垂直板状部（11b）
は、水平板状部（11a）の左右方向外側の縁に上向きに
形成されている。垂直板状部（11b）の上面は左右方向
外斜め上向きの傾斜面（33）となっており、垂直板状部
（11b）の前後両端に柱状部（11c）が一体に形成されて
いる。保持器（16）は垂直板状をなし、その前後両端が
連結部（34）により柱状部（11c）に一体に連結され
て、水平板状部（11a）の左右方向内側の縁の上方に位
置している。ガイド部材（32）は水平板状部（11a）の
前後両端に一体に形成されて、上向きにのびており、そ
の下部は水平板状部（11a）より前後方向外側に突出し
ている。ガイド部材（32）の前後方向外側は円筒面（32
a）、前後方向内側の対向面は平坦面（32b）となってい
る。ガイド部材（32）の上下方向中間部は、連結部（3
4）に一体に連結されている。ガイド部材（32）の平坦
面（32b）は、柱状部（11c）および連結部（34）の前後
方向内側の平坦面と面一になっている。連結部（34）の
前後方向外側の平坦面はガイド部材（32）の円筒面（32
a）より外側に位置して、柱状部（11c）の前後方向外側
の平坦面と面一になっており、この面に方形の凹所（3
5）が形成されている。水平板状部（11a）の左右方向内
側の縁と保持器（16）の下縁との間には、所定の間隔が
あけられている。水平板状部（11a）の左右方向内側の
縁に、ボールガイド面（36）が形成されている。これに
対応する保持器（16）の下縁および連結部（34）の下面
にも、ボールガイド面（37）が形成されている。また、
保持器（16）の上縁および連結部（34）の上面にも、ボ
ールガイド面（38）が形成されている。さらに、水平板
状部（11a）と垂直板状部（11b）の境界部にも、ボール
ガイド面（42）が形成されている。

中央本体部分（24）は、中間部分（９）の両側の脚部
（11）からケージ部材（25）の部分を除いたコア部分
（11d）と、連結部（13）とが一体に形成されたもので
あり、その長さはケージ部材（25）の前後のガイド部材
（32）の平坦面（32b）の相互間隔よりわずかに小さ
い。コア部分（11b）の左右方向内側の面の上部に、上
段の往路（17）を形成するみぞ（14）が形成され、同下
部に、下段の往路（18）を形成するみぞ（15）が形成さ
れている。コア部分（11d）の上段のみぞ（14）の左右
方向外側の少し下寄りの部分に、上段の復路（19）を形
成する貫通穴（39）が形成され、下段のみぞ（15）の左
右方向外側の少し上寄りの部分に、下段の復路（20）を
形成するために側部と下部が開口したみぞ（40）が形成
されている。また、このみぞ（40）の上から左右方向外
側に張出した部分の下面は、左右方向内斜め下向きの傾
斜面（41）となっている。

本体部分（24）とケージ部材（25）は、本体部分（2
4）のコア部分（11d）がケージ部材（25）の垂直板状部
（11b）、保持器（16）ならびに前後のガイド部材（3
2）および連結部（34）で囲まれた空間にはまるように
組付けられる。これにより、コア部分（11d）の下面が
ガイド部材（32）の間の水平板状部（11a）の上面に接
触し、コア部分（11d）の前後両端面が前後のガイド部
材（32）と連結部（34）の平坦面（32b）に接触する。
また、コア部分（11d）の左右方向外側の部分が前後の
柱状部（11c）の間にはまり、コア部分（11d）の傾斜面
（41）が垂直板状部（11b）の傾斜面（33）に接触す
る。そして、コア部分（11d）の下側のみぞ（40）と、
水平板状部（11a）と垂直板状部（11b）の境界部のガイ
ド面（42）とによって下段の復路（20）が形成される。
さらに、コア部分（11d）の左右方向内側の面が保持器
（16）に接触する。そして、コア部分（11d）の上側の
みぞ（14）と、保持器（８）の上縁のガイド面（38）と
によって上段の往路（17）が形成され、コア部分（11
d）の下側のみぞ（15）と、水平板状部（11a）および保
持器（16）の下縁のガイド面（36）（37）とによって下
段の往路（18）が形成される。

このような状態で、次のように、本体部分（24）とケ
ージ部材（25）の両端部にエンドキャップ部分（８）が
取付けられる。すなわち、ケージ部材（25）の保持器
（16）、柱状部（11c）および連結部（34）をエンドキ
ャップ部分（８）のみぞ（26）にはめ、連結部（34）の
凹所（35）をエンドキャップ（８）の突起（30）にはめ
て、柱状部（11c）と連結部（34）の平坦面をエンドキ
ャップ部分（８）のみぞ（26）の底に接触させる。これ
により、エンドキャップ部分（８）の連結部（12）の端
面が本体部分（24）の端面に接触するので、これらの適
当箇所をボルトなどで固定する。このとき、ケージ部材
（25）の両端部がエンドキャップ部分（８）のみぞ（2
6）にはまるとともに、ケージ部材（25）の凹所（35）
がエンドキャップ部分（８）の突起（30）にはまること
により、ケージ部材（25）が位置決めされ、本体部分
（24）の両端にエンドキャップ部分（８）を固定するだ
けで、ケージ部材（25）も固定される。このようにエン
ドキャップ部分（８）を取付けると、ケージ部材（25）
のガイド部材（32）の下部がエンドキャップ部分（８）
の突条（27）の切欠き（31）にはまる。そして、ガイド
部材（32）の上部と、連結部（34）の上面と、エンドキ
ャップ部分（８）の上側の凹所（28）とで上段の反転路
（21）が形成され、これが上段の往路（17）および復路
（19）と連通して、上段のボール循環路（５）が形成さ
れる。また、ガイド部材（32）の下部と、連結部（34）
の下面と、エンドキャップ部分（８）の下側の凹所（2
9）とで下段の反転路（22）が形成され、これが下段の
往路（18）および復路（20）と連通して、下段のボール
循環路（６）が形成される。

ガイド部材（32）がケージ部材（25）に一体に形成さ
れているので、その取付けが容易であり、ケージ部材
（25）の両端部をエンドキャップ部分（８）に固定する
だけで保持器（16）が位置決めされ、保持器（16）をボ
ルトやねじなどで固定する必要がない。また、ガイド部
材（32）の下部が水平板状部（11a）に一体に連結され
るとともに、ガイド部材（32）の中間部が柱状部（11
c）および保持器（16）の部分に一体に連結されている
ので、ガイド部材（32）が細長くなっても、強度の低下
をきたすことがない。

ケージ部材（25）は、通常、合成樹脂で作られる。こ
のため、ケージ部材（25）の両端部をエンドキャップ部
分（８）に固定しただけでは、とくに垂直板状部（11
b）の中間部が左右方向外側に変形しやすくなる。すな
わち、移動体（Ｂ）をガイドレール（Ａ）に沿って高速
で移動させる場合、ボール循環路（５）（６）の反転路
（21）（22）において、ボール（７）には大きな遠心力
が作用し、ボール（７）はこの力を受けたままボール復
路（19）（20）に入る。上段のボール循環路（５）の復
路（19）は本体部分（24）に形成された貫通穴（39）に
より形成されているので問題はないが、下段のボール循
環路（６）の場合、ケージ部材（25）の垂直板状部（11
b）に反転路（22）から入ってきたボール（７）により
左右方向外向きの力が作用し、垂直板状部（11b）が外
側に変形しやすくなる。ところが、垂直板状部（11b）
上面の左右方向外斜め上向きの傾斜面（33）が中央本体
部分（24）の左右方向内斜め下向きの傾斜面（41）に当
接するので、ケージ部材（25）の中間部をねじなどで本
体部分（24）に固定しなくても、垂直板状部（11b）の
中間部が外側に変形することがない。したがって、ボー
ル（７）が円滑に循環し、転がり抵抗が低減する。

ガイドレール（Ａ）に丸形レールが使用されているの
で、ボールスプラインとしての使用も可能である。ま
た、丸形ガイドレール（Ａ）に合わせて、移動ブロック
（４）の脚部（11）の隅部を曲面状にすることにより、
脚部（11）の水平方向モーメントに対する剛性が向上
し、ガイド装置の高精度化が図られる。

また、上下のボール循環路（５）（６）において、往
路（17）（18）と復路（19）（20）の高さが異なってい
る。すなわち、上段の循環路（５）では、往路（17）よ
り復路（19）の方が低く、下段の循環路（６）では、往
路（18）より復路（20）の方が高くなっている。このた
め、ボール（７）の旋回半径が大きくなり、ボール
（７）が接触角方向に転がりやすくなる。

なお、ガイド部材（32）の円筒面（32a）に、反転路
（21）（22）の一部を形成する円弧みぞが形成されても
よい。

発明の効果 この発明の直動形ガイド装置によれば、上述のよう
に、部品点数および組立工数の削減ができ、また、ガイ
ド部材が細長くなっても強度が低下することがない。さ
らに、移動体をガイドレールに沿って高速で移動させた
場合にも、ケージ部材における脚状部分のボール循環路
の復路より外側部分の変形が防止されるので、移動ブロ
ックの剛性の低下が防止されるとともに、ボールが円滑
に循環して転がり抵抗が低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す直動形ガイド装置の側
面図、第２図は第１図II−II線の断面図、第３図は第１
図III−III線の断面図、第４図は第１図IV−IV線の断面
図、第５図は第４図Ｖ−Ｖ線の断面図、第６図は直動形
ガイド装置の分解斜視図である。 （Ａ）……ガイドレール、（Ｂ）……移動体、（４）…
…移動ブロック、（５）（６）……ボール循環路、
（７）……ボール、（８）……エンドキャップ部分、
（９）……中間部分、（10）（11）……脚部（脚状部
分）、（11a）……水平板状部、（11b）……垂直板状
部、（11c）……柱状部、（16）……保持器、（17）（1
8）……往路、（19）（20）……復路、（21）（22）…
…反転路、（24）……中央本体部分、（25）……ケージ
部材、（32）……ガイド部材、（33）……傾斜面、（3
4）……連結部、（41）……傾斜面。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線状のガイドレールと、ガイドレールに
   跨って移動する移動体とからなり、移動体が、両側の脚
   状部分にそれぞれ上下２段の環状のボール循環路を有す
   る横断面略逆Ｕ形の移動ブロックと、移動ブロックの各
   ボール循環路を循環してガイドレールとの間を転動する
   複数のボールとからなり、移動ブロックが、両端のエン
   ドキャップ部分と、残りの中間部分とからなり、各ボー
   ル循環路が、移動ブロックの中間部分の両側の脚状部分
   のガイドレール側に保持器を用いてガイドレールに面す
   るように形成されたみぞ状の往路と、これらの脚状部分
   の往路の外側に形成された穴状の復路と、移動ブロック
   の両端のエンドキャップ部分にガイド部材がはめられる
   ことにより形成されて往路の端と復路の端を連結する反
   転路とからなる直動形ガイド装置において、 移動ブロックの中間部分が、両側の脚状部分のうち下段
   のボール循環路より下側の部分、ボール循環路の復路よ
   り外側の部分、保持器の部分および両端のガイド部材の
   部分が一体に形成された断面略Ｕ形のケージ部材と、残
   りの中央本体部分とに分けられており、ガイド部材の下
   部が下段のボール循環路より下側の部分に一体に連結さ
   れるとともに、ガイド部材の中間部がボール循環路の復
   路より外側の部分および保持器の部分に一体に連結さ
   れ、ケージ部材における脚状部分のボール循環路の復路
   より外側部分の上面が左右方向外斜め上向きの傾斜面と
   され、中央本体部分にケージ部材の傾斜面と当接する左
   右方向内斜め下向きの傾斜面が形成されていることを特
   徴とする直動形ガイド装置。