JP3331755B2 - リニアガイドレールの高精度取付け方法 - Google Patents

リニアガイドレールの高精度取付け方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体設備装置，小
型工作機械，測定装置など、特に高い案内精度を要求さ
れるリニアガイド装置におけるリニアガイドレールの高
精度取付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】リニアガイド装置ＬＧは、図１２に示す
ように、軸方向に延びる長尺のリニアガイドレール１と
スライダ（ベアリングともいう）２とからできている。
リニアガイドレール１は、両側面に各面１列ないし２列
ずつのボール転動溝３を有している。そのリニアガイド
レール１上に移動可能に跨架させたスライダ２は、その
両袖部に前記ボール転動溝３に対向するボール転動溝及
びこれに平行するボール循環路を有し、両者のボール転
動溝内を転動する多数のボールを前記ボール循環路に導
いて無限循環させながらスライダ２がリニアガイドレー
ル１に案内されつつ直線移動するようになっている。
【０００３】上記リニアガイド装置は、一般的には図１
１のように二組のリニアガイドレール１Ａ，１Ｂを機械
装置のベッド５に平行に固定し複線に配置される。そし
て、各リニアガイドレール１Ａ，１Ｂ上にそれぞれ跨架
されたスライダ２に機械装置のテーブル６を取りつけて
使用されることが多い。このような従来のリニアガイド
レール１の取付け法は二つに大別される。
【０００４】第１の方法は、ベッドのレール取付け面５
ａに平行な肩（段部）１００を設けて取付け基準面を形
成し、図１２に示すようにそこにレールの取付け基準面
１ｓを当て、反対面側に横押し板１０１をあてがい横押
しボルト１０２を締め付けるか、または反対面側を手で
押すなどしてベッド５の取付け基準面に沿わせて取りつ
ける方法である。
【０００５】第２の方法は、ベッド５には取付け基準面
となる肩を設けることなく、そのレール取付け面５ａは
平坦なままとする。そしてこのレール取付け面５ａに、
図１３に示すようにストレートエッジ２００を配設し、
これを基準としてダイヤルゲージのような測定治具２０
１により計測しながらストレートエッジ２００に沿わせ
て取りつける方法である。
【０００６】なお、いずれの方法の場合も、リニアガイ
ドレール１をベッド５のレール取付け面５ａにのせて所
定の取付け位置に仮置きしたらレールの取付けボルト孔
１ｄに通したレール取付けボルトを仮締めし、上記の何
れかの方法で正確に位置決めした後に本締めして固定す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のリニアガイ
ドレールの取付け法の第１の方法にあっては、取付け作
業自体は容易にできる利点がある。しかしながら、反
面、ベッド５のレール取付け面５ａにベッド側の取付け
基準面である肩１００を一体的に形成するものであるか
ら、リニアガイドレール１の取付け精度（真直度）は必
然的にベッド５の加工に使用する加工機械の精度に依存
するところとなり、加工された肩１００の精度以上の精
度でリニアガイドレール１を取り付けることは難しい。
特に、多数の機械装置のベッドに一台一台、肩１００を
高精度に加工するとなるとその加工コストが非常に高く
なってしまうという問題点がある。
【０００８】また、上記ベッド側の取付け基準面となる
肩１００を加工する際に、加工機械のチャックに固定し
たワークに、１チャクで平行な二面の肩１００Ａ，１０
０Ｂを加工すると、両肩１００Ａ，１００Ｂの真直度誤
差εは、図１４に示すように左右で同一方向となる。そ
のため、このベッドの両肩部に取り付けた二本のリニア
ガイドレール１Ａ，１Ｂの間に懸け渡して装着される機
械テーブル６（図１１参照）の走行精度が、前記二面の
肩１００Ａ，１００Ｂの同じ真直度誤差εに直接的に影
響されてヨーイング現象が発生し易くなるという問題点
がある。
【０００９】一方、第２の方法にあっては、ベッド５に
取付け基準面となる肩１００を設けないから加工が容易
にできる利点がある。しかしながら、反面、ストレート
エッジ２００を基準として測定治具２０１により計測し
ながらリニアガイドレール１を取り付けるため、高い取
付け精度（高真直度）は得られても取付けに大変長い時
間がかかってしまうという問題点がある。
【００１０】そこでこの発明は、上記従来の問題点に着
目してなされたものであり、高精度の取付けが短時間で
可能になるリニアガイドレールの高精度取付け方法を提
供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
の発明のリニアガイドレールの取付け方法は、取付けベ
ッド上の所定位置に、取付け治具の基準面を基準として
リニアガイドレールを複線に取り付ける方法であって、
一方のリニアガイドレールを取付け治具の基準面に圧着
しつつ前記所定位置にボルト止めして固定する工程と、
取付け治具をその基準面の長手方向の断面形状が複線の
リニアガイドレールの中心ラインをはさんで対称になる
ように他の所定位置に配置する工程と、他方のリニアガ
イドレールを当該対称に配した取付け治具の基準面に圧
着しつつ取付けベッドにボルト止めする工程とを包含す
ることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】取付け治具の取付け基準面は高精度に加工され
ているが、長手方向の真直度誤差として表面うねり等の
ような形状誤差を持っている。本発明にあっては、リニ
アガイドレールをその取付け基準面に圧着させて取付け
ベッド上に固定する。これにより、基準面の形状誤差が
レールに転写され、そのため、固定後のリニアガイドレ
ール自体が前記取付け基準面の軸方向の形状誤差に対応
する軸方向のうねりを有することになる。
【００１３】しかして、この取付け治具を例えば上下反
転させて取付け基準面を対向関係に配置すると、取付け
基準面の長手方向の表面うねりの断面形状（真直度誤
差）が中心ラインを軸に線対称になる。したがって、上
下反転させた取付け治具の取付け基準面を使って他方の
リニアガイドレールを設置すると、その表面うねりが同
様に転写されるため、複線に配設されて相対する双方の
リニアガイドレール同士は、中心ラインを軸に線対称の
うねり（真直度誤差）を持つことになる。
【００１４】いま、このように中心ラインに対し線対称
の真直度誤差を有する複線リニアガイドレール上の各ス
ライダにテーブルを懸け渡して一体的に連結し、そのテ
ーブルの走行精度を評価すると、スライダ内部には走行
中の変位誤差（スライダのヨーイング）に基づく内力が
発生するものの、相対するスライダ同士の内力は逆方向
に作用して反発し合うので、両者を連結しているテーブ
ルを介して干渉し合い吸収されることとなり（以下、干
渉効果という）、その結果、テーブル自体の走行精度は
高精度を維持することができて殆どヨーイングは発生し
ない。
【００１５】なお、取付け治具の取付け基準面の真直度
誤差が、長手方向の中央部から治具の両端に向かってほ
ぼ対称形状に形成されている場合には、取付け治具を上
下反転させて線対称の関係に配置する代わりに、１８０
°水平旋回させて治具両端を点対称の関係に配置し使用
することもできる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１はリニアガイドレールを高精度に取り付ける
ために使用するレール取付け治具の一実施例の斜視図、
図２はその正面図である。このレール取付け治具１０
は、リニアガイドレール１より大きな断面係数を有する
平板状でその一側面が取付け基準面１１とされた基準棒
１２と、これに取付けられた複数個のＬ型のレール挟持
機構１３とを備えている。そのレール挟持機構１３は六
角穴付きボルトＢ1 で基準棒１２に着脱自在に固定され
ていて、リニアガイドレール１の側面１ｂに対向する一
端側に押圧手段としての横押しボルト１４が螺着されて
いる。また、リニアガイドレール１の上面１ａのレール
取付けボルト孔１ｄに対向する個所に、ボルト通し孔１
５が穿設されている。
【００１７】このレール取付け治具１０を用いて、ベッ
ド５のレール取付け面５ａにリニアガイドレールを複線
に取り付ける方法を以下に説明する。基準棒１２は、そ
の取付け基準面１１を一方のリニアガイドレール１Ａの
側面１ｂに向けてベッド５のレール取付け面５ａのレー
ル取付け位置の近傍に置かれる。図３はそのときの状態
を示す斜視図（但し、レール挟持機構１３は図示を省略
している）である。レール取付け面５ａに基準棒１２
（またはリニアガイドレール１Ａ）の２点支持用位置決
めピン１６を予め立設しておき、このピン１６に押し当
てて基準棒１２（またはリニアガイドレール１）を位置
決めする。これらの位置決めピン１６の代わりに肩部を
レール取付け面５ａに設けるようにしてもよい。これら
の位置決めピン１６または肩部は、レール取付け面５ａ
の長手方向の両端付近に設けられ、図４に示すように間
隔Ｌを隔てて配設する複線のリニアガイドレール１Ａと
１Ｂとの平行度を出すことのみに用いるものとする。
【００１８】こうして位置決めした基準棒１２の取付け
基準面１１にリニアガイドレール１Ａを沿わせ、基準棒
１２に取付けられている押圧手段としてのレール挟持機
構１３との間に挟むようにして配置する。次いで、前記
レール挟持機構１３の横押しボルト１４を順次締めつけ
てリニアガイドレール１Ａの一側面を押圧することによ
り、リニアガイドレールの反対側面にある取付け基準面
１ｓを、その全長にわたって基準棒１２の取付け基準面
１１に直接に（またはプレート等を介してもよい）密着
させる。その際、基準棒１２の断面係数はリニアガイド
レール１Ａのそれに比べて十分に大きいため、基準棒１
２自身の変形は無視できる程度である。
【００１９】なお、横押しボルト１４を締め付ける前
に、レール挟持機構１３に穿設してあるボルト通し孔１
５を利用してリニアガイドレールの取付けボルト孔１ｄ
に図示しないレール取付けボルトを装着し、予めベッド
のレール取付け面５ａの所定位置に長手方向に等ピッチ
で穿設されているレール取付け用ねじ穴５ｂに仮締めし
ておいて良い。
【００２０】かくして、リニアガイドレール１Ａを基準
棒１２の取付け基準面１１に密着させて正確に位置決め
した後、レール取付けボルトを本締めしてリニアガイド
レール１Ａをベッド５に固定すれば良く、簡単にレール
設置作業が遂行される。続いて、他方のリニアガイドレ
ール１Ｂを設置する。この場合は、前記一方のリニアガ
イドレール１Ａの設置に使用したレール取付け治具１０
の基準棒１２を表裏反転させて使用する。すなわち、一
方のリニアガイドレール１Ａの取付け時に上面であった
面１２Ａを裏返して下面（ベッドのレール取付け面５ａ
に接する面）にする。そのとき、基準棒１２の面１２Ａ
にボルトＢ１で着脱可能に固定してあったレール挟持機
構１３は、反転前に面１２Ａから取り外しておき、反転
後に反対側の面１２Ｂの方へ付けかえる。
【００２１】基準棒１２の取付け基準面１１は、もとも
と長手方向の表面うねり等のような形状誤差を持ってい
る。リニアガイドレールをその取付け基準面１１に圧着
させて取付けベッド５上に固定すると、基準棒の取付け
基準面１１の形状誤差がレールに転写される結果、固定
後のリニアガイドレール自体が軸方向のうねりを有する
ことになる。
【００２２】しかして、この基準棒１２の取付け基準面
１１をリニアガイドレール１Ａの案内に使用した後、反
転させて他方のリニアガイドレール１Ｂの案内に使用す
ると、当取付け基準面１１の表面うねりの断面形状が両
レール１Ａ，１Ｂの中心ラインを軸に線対称になる。こ
の反転させた基準棒１２の取付け基準面１１を使って他
方のリニアガイドレール１Ｂを上記同様に用いて設置す
ると、その表面うねりが同じくレール１Ｂに転写される
ため、複線に配設されて相対する双方のリニアガイドレ
ール１Ａ，１Ｂは、図５に模式的に示すように中心ライ
ンＣＬを軸に線対称のうねり（真直度誤差）を持つこと
になる。
【００２３】いま、このように中心ラインＣＬに対し線
対称の真直度誤差を有する複線リニアガイドレール１
Ａ，１Ｂに、図５のようにスライダ２を介して懸け渡さ
れたテーブル６の走行精度を評価すると、スライダ２内
部には走行中の変位誤差（スライダのヨーイング）に基
づく内力が発生するものの、相対するスライダ２同士の
内力は逆方向に作用して反発し合うので、両者を連結し
ているテーブル６を介して干渉し合い吸収されることと
なる（以下、干渉効果という）。その結果、テーブル６
自体の走行精度は高精度を維持することができて、事実
上ヨーイングは殆ど発生しない。
【００２４】図６は、この実施例の方法で設置したリニ
アガイドレール１Ａ及び１Ｂを夫々走行するスライダ２
のヨーイング（走行方向Ｘ軸に対しＹ軸方向への左右水
平の振れ）、並びに各レールに２個づつ計４個のスライ
ダで支持されるテーブル６のヨーイングを、オートコリ
メータで測定したグラフである。走行ストロークは２０
０ｍｍ（横軸）、縦軸はヨーイングの角度である。同図
（ａ）のリニアガイドレール１Ａ側のヨーイングの軌跡
と（ｂ）のリニアガイドレール１Ｂ側のヨーイングの軌
跡とはほぼ線対称の関係になっている。これに対して
（ｃ）のテーブル６の走行軌跡の方にはヨーイングが殆
ど認められない。
【００２５】図７は、比較のために従来のダイヤルゲー
ジ，ストレートエッジ方法（図１３参照）でリニアガイ
ドレール１Ａ及び１Ｂを設置した場合の、ヨーイングの
測定結果を示したものである。こちらは、リニアガイド
レール１Ａと１Ｂ側のそれぞれの設置に際してストレー
トエッジの基準面に圧着させるレールの形状矯正を行っ
ていないので各スライダのヨーイングは上記本発明のも
のより大きい。また、ストレートエッジを反転させるこ
ともないから、両リニアガイドレール１Ａ，１Ｂの軸方
向の形状誤差（取付け精度誤差）による各スライダのヨ
ーイングの軌跡は同傾向になり対称形にならない。その
ため、干渉効果が本発明に比べて小さくなり、テーブル
６に大きくヨーイングが認められた。
【００２６】図８は、本発明のリニアガイドレール取付
け方法に使用するレール取付け治具の他の実施例の正面
図である。この実施例のレール取付け治具１０Ａは、レ
ール挟持機構１３に設けたリニアガイドレール１の押圧
手段として、横押しボルト１４の代わりにトグルクラン
プ２０を用いた点が異なっている。基準棒１２を反転し
て用いる取付け方法及び作用・効果は上記第１の実施例
のものと同様である。
【００２７】この他に、複線のリニアガイドレール１
Ａ，１Ｂを別々の基準棒１２の取付け基準面１１を案内
にして設置することもできる。その場合には、異なる基
準棒１２の取付け基準面１１の形状誤差を完全な線対称
となるようにするために、図９に示すように、二個の基
準棒１２の底面同士を合わせて同一チャックで保持し、
それぞれの取付け基準面１１Ａ，１１Ｂを一体で高精度
加工することで同一形状誤差としたレール取付け治具を
使用する。この二個一対のレール取付け治具は、反転さ
せることなく取付け基準面１１Ａ，１１Ｂを対向させる
かまたは反対向させて用いることにより、各取付け基準
面１１Ａ，１１Ｂの軸方向形状誤差の断面形状を線対称
とすることができ、上記同様の干渉効果とそれに基づく
テーブル６のヨーイング防止が得られる。
【００２８】なお、基準棒１２の取付け基準面１１の軸
方向の形状誤差（真直度誤差）が、長手方向の中央部か
ら棒の両端に向かってほぼ対称形状に形成されている場
合には、基準棒を反転させて線対称の関係に配置する代
わりに、１８０°水平旋回させることにより、図１０に
示すように一個の基準棒１２の両端部，を中心ライ
ンＣＬ上の点Ｏに対して点対称の関係に配置して使用す
ることもできる。
【００２９】また、本発明に使用するレール取付け治具
に関しては、上記各実施例のものに限定されるものでは
なく、例えば複数個のレール挟持機構１３を一体的にま
とめて基準棒１２に同時に着脱可能に形成したもの等で
あっても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のリニア
ガイドレールの高精度取付け方法は、取付けベッド上の
所定位置にリニアガイドレールを複線に取り付けるにあ
たって、所定位置の近傍に一側面が取付け基準面とされ
た基準棒を配置し一方のリニアガイドレールを前記基準
棒の取付け基準面に圧着せしめてレール取付けボルトで
所定位置に固定する工程と、その後前記基準棒を前記一
方のリニアガイドレールから取り外し上下反転または１
８０°水平旋回させて他方のリニアガイドレール取付位
置の近傍に配置する工程と、当該基準棒の取付け基準面
に他方のリニアガイドレールを圧着せしめてレール取付
けボルトで所定位置に固定する工程とを包含するもので
あるから、複線に配設された双方のリニアガイドレール
同士は、中心ラインを軸に対称の形状誤差を持つことに
なり、その結果、複線リニアガイドレール上にスライダ
を介して懸け渡したテーブルの走行精度を高精度に維持
できると共に、一々細かく計測しながら取りつける必要
がないので従来に比べて非常に短時間でリニアガイドレ
ールの取付けができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】リニアガイドレールの取付け治具の一実施例の
斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１のレール取付け治具の使用態様を模式的に
表した斜視図である。
【図４】図１のレール取付け治具の使用態様を模式的に
表した斜視図である。
【図５】本発明の方法で取り付けた複線リニアガイドレ
ールの真直度誤差の対称性を説明する模式図である。
【図６】本発明の方法で取り付けた複線リニアガイドレ
ールの取付け精度（ヨーイング測定による）の実測値の
グラフで、（ａ），（ｂ）は各レール別のグラフ、
（ｃ）は複線に組み立てたもののグラフである。
【図７】従来の方法で取り付けた複線リニアガイドレー
ルの取付け精度（ヨーイング測定による）の実測値のグ
ラフである。
【図８】リニアガイドレールの取付け治具の他の実施例
の正面図である。
【図９】本発明の方法におけるレール取付け治具の他の
使用態様を説明する図で（ａ）は治具の加工方法を説明
する斜視図、（ｂ）はその治具の使用状態を模式的に示
した平面図である。
【図１０】本発明の方法におけるレール取付け治具の他
の使用態様を説明する平面図である。
【図１１】複線式リニアガイドレールの使用態様例を示
す正面図である。
【図１２】従来のリニアガイドレールの取付け方法の一
例を説明する正面図である。
【図１３】従来のリニアガイドレールの取付け方法の他
の例を説明する正面図である。
【図１４】従来のリニアガイドレールの取付け方法の問
題点を説明する図で、（ａ）は取付け用のベッドの部分
斜視図、（ｂ）は該ベッドのレール取付け部の形状誤差
の模式図である。
【符号の説明】
１ リニアガイドレール ５ （取付け）ベッド １０ 取付け治具 １１ （取付け）基準面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 29/00 - 29/12 F16C 35/00 - 43/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 取付けベッド上の所定位置に、取付け治
    具の基準面を基準としてリニアガイドレールを複線に取
    り付ける方法であって、一方のリニアガイドレールを取
    付け治具の基準面に圧着しつつ前記所定位置にボルト止
    めして固定する工程と、取付け治具をその基準面の長手
    方向の断面形状が複線のリニアガイドレールの中心ライ
    ンをはさんで対称になるように他の所定位置に配置する
    工程と、他方のリニアガイドレールを当該対称に配した
    取付け治具の基準面に圧着しつつ取付けベッドにボルト
    止めする工程とを包含することを特徴とするリニアガイ
    ドレールの高精度取付け方法。
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