JP3751101B2 - 直線ロ−ラ案内装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は転動体としたローラを用いた直線ローラ案内装置に関し、特に移動ブロックの高剛性化を図った直線ローラ案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の直線ローラ案内装置としては、たとえば図５に示すようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、この直線ローラ案内装置は、軌道レール１００の左右に上下２列づつ計４列に配列された多数のローラ１０１を介して、移動ブロック１０２が軌道レール１００に沿って移動自在に案内されるようになっている。
【０００４】
軌道レール１００には前記４列のローラ１０１が転走案内される４条のローラ転走面１０３が移動ブロック１０２の移動範囲全長にわたって設けられている。
【０００５】
一方、移動ブロック１０２には、軌道レール１００のローラ転走面１０３と対向してローラ１０１を挟み込む４条のローラ転走面１０４と、ローラ転走面１０３，１０４間に挟み込まれたローラ１０１を移動ブロック１０２のローラ転走面１０３の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路１０５を設けられている。
【０００６】
この４列のローラ１０１は、軌道レール１００の左右側面に沿って上下２列づつ計４列に配列されており、この４列のローラ１０１の接触構造として、上側２列のローラ１０１の中心軸と直交する線である接触角線Ｓを水平線Ｈに対して軌道レール１００に向かってほぼ４５度の角度で下向きに傾斜するように設定し、下側の一対のローラ１０１の中心軸と直交する線である接触角線Ｓを水平線Ｈに対して軌道レール１００に向かってほぼ４５度の角度で上向きに傾斜するように設定して、上下左右４方向からの荷重を等しく受け持つような接触構造が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した直線ローラ案内装置の場合には、ローラ１０１の持つ高剛性特性を利用できないという問題があった。
【０００８】
直線ローラ案内装置の場合、予圧あるいは外部荷重による移動ブロック１０２の変形を無くさないと、ローラ転走面１０３，１０４に対するローラ１０１のアタリ（接触状態）が変化し、剛性的に良好な結果が得られない。
【０００９】
すなわち、従来は軌道レール１００の左右側面に沿って上下２列のローラ１０１を上下に離間して配置していたので、移動ブロック１０２の支持脚部１０６の付け根から下側ローラ１０１までの長さＬが長くなる。そのため、ローラ１０１に予圧を加えた場合、あるいは外部荷重として移動ブロック１０２上面に左右から水平方向の荷重が作用した場合に、支持脚部１０６を開かせようとする方向に作用するモーメントが大きくなってしまう。
【００１０】
また、外部荷重として浮き上がり荷重（移動ブロック１０２を軌道レール１００から離間させる方向に作用する荷重）が作用した場合には、移動ブロック１０２の左右両端部上面に形成されたねじ穴１０９を通して上向きの力が作用し、その反作用として下側ローラ１０１のローラ転走面１０４に下向きの力が作用する。この上下につり合う力がねじ穴１０９と下側ローラ１０１間の水平方向距離Ｍだけ離れて作用しているので、支持脚部１０６を１０６開く方向の曲げモーメントが生じる。
【００１１】
この浮き上がり荷重による曲げモーメントは、ねじ穴１０９と下側ローラ１０１間が水平方向に離れていることに原因があるので、ねじ穴１０９と下側ローラ１０１とを同一位置とすることが理想であるが、無負荷域のローラ循環路１０５があるためにねじ穴１０９を中央側に寄せることが困難である。
【００１２】
これらの支持脚部１０６に作用する曲げモーメントに対しては、移動ブロック１０２の水平部１０７における曲げ剛性によって対抗しているが、この水平部１０７の厚みを厚くすると、勢い移動ブロック１０２の高さ寸法が高くなってしまう。
【００１３】
また、従来は移動ブロック１０２のローラ転走面１０４の一側縁に設けられた垂直壁１０４ａと、ローラ転走面１０４の他側縁に設けられたローラ端面案内部材１０８により、ローラ１０１の軸方向両端面を保持してローラ１０１のスキューを防止していた。スキューとは、ローラ１０１の中心軸がローラ１０１の転動方向に対して直交する直交軸に対して傾いて転がる現象で、スキューが発生すると、ローラ１０１の端部に過大な応力集中が生じ、ローラ１０１及びローラ転走面の耐久性劣化を招来してしまうため、スキューの発生は極力防止しなければならない。
【００１４】
ところが、従来のようにローラ端面案内部材１０８を取り付けても、上記したように移動ブロック１０２自体が変形すると、ローラ転走面１０４が変位してしまうために、結果的にローラ１０１のスキュー発生と同様の結果となってしまう。
【００１５】
また、従来は水平部１０７と軌道レール１００上面間にローラ１０１を保持するローラ端面案内部材１０８を介装しているので、水平部１０７と軌道レール１００上面間にローラ端面案内部材１０８のためのスペースを要し、移動ブロック１０２の水平部１０７の厚みが薄くなりその剛性を大きくできなかった。
【００１６】
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ローラの配置関係を工夫することによって、移動ブロックを形状的に剛性を大きくし得る直線ローラ案内装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、上面と側面を有する断面四角形状の軌道レールに４列のローラを介して移動ブロックを軌道レールに沿って案内するもので、前記移動ブロックは、軌道レールの上面と対向する水平部と、該水平部の両端から下方に突出して軌道レールの左右側面と対向する支持脚部と、を備え、前記軌道レールには前記ローラが転走案内される４条のローラ転走面が移動ブロックの移動範囲全長にわたって設けられ、一方、前記移動ブロックには前記軌道レールのローラ転走面と対向して４列のローラを転動自在に挟み込む４条のローラ転走面と、前記軌道レールと移動ブロックのローラ転走面間に挟み込まれたローラを移動ブロックのローラ転走面の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路を設けた直線ローラ案内装置において、前記４列のローラの内、上側２列のローラを前記軌道レール上面の側端よりも中央側に寄せて配置し、軌道レール上面と前記移動ブロックの水平部下面に前記上側２列のローラに対応するローラ転走面を設け、上側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路を、上側２列のローラよりも移動ブロックの側端側であって、且つ、下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路よりも中央側に配置し、また、前記４列のローラの内下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に一列ずつ配置し、前記軌道レールの左右側面と移動ブロックの支持脚部内側面に前記下側２列のローラに対応するローラ転走面を設け、前記上側２列のローラの回転軸と直交する線が垂直線に対して移動ブロックの側端側に向かって外向きにほぼ４５度傾斜する構造とし、さらに前記下側２列のローラの回転軸と直交する線が水平線に対して軌道レール側に向かって上向きにほぼ４５度傾斜する構造とし、移動ブロックの水平部の左右両端部上面であって、下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路の上方位置、または、上方位置よりも前記下側の負荷域のローラ寄りに、外部荷重が作用する移動ブロック固定用のねじ穴を設け、軌道レールの上面と側面に断面Ｖ字形状の４条の軌道溝を設けると共に、移動ブロックの水平部下面と支持脚部内側面に断面Ｖ字形状の４条の軌道溝を設け、前記軌道溝の一方の傾斜面をローラ転送面とし、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面としたことを特徴とする。
【００１８】
このように、上側２列のローラを軌道レール上面の側端から中央側に寄せ、下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に寄せているので、軌道レールの左右側面にそれぞれ２列ずつローラを配置している場合に比べて、移動ブロックの左右支持脚部の付け根から下側ローラまでの長さを短くできる。
【００１９】
したがって、ローラに付与した予圧反力や、軌道レールに対して移動ブロックを水平方向にずらす方向に作用する横方向荷重によって、支持脚部を開く方向に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００２０】
また、この支持脚部を開く方向に作用するモーメントによって水平部の中央が軌道レール上面に近接する方向に曲げられるが、本発明では、水平部と軌道レール上面間に介在される上２列のローラによって水平部の曲げ変形が規制され、曲げモーメントが小さくなることと相挨って、支持脚部の開きが可及的に低減される。
【００２１】
このように、ローラに予圧を与えたとき、あるいは横方向荷重が作用した際に、移動ブロックの支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００２３】
移動ブロックを軌道レールから引き離す方向の浮き上がり荷重が作用した場合には、ねじ穴を通して上向きの力が作用し、その反作用として下側ローラのローラ転走面に下向きの力が作用する。この上下につり合う力がねじ穴と下側ローラ間の水平方向距離だけ離れて作用しているので、支持脚部を開く方向の曲げモーメントが生じる。
【００２４】
この曲げモーメントについても、基本的には水平部と軌道レール上面との間に介在される上２列のローラによって支持し、支持脚部の開きが可及的に低減される。
【００２５】
この浮き上がり荷重による曲げモーメントは、ねじ穴と下側ローラ間が水平方向に離れていることに原因があるので、ねじ穴と下側ローラとを同一位置とすることが理想であるが、上側２列のローラの無負荷域のローラ循環路があるためにねじ穴を中央側に寄せることが困難である。
【００２６】
そこで、上側２列のローラを軌道レール上面の側端よりも中央側に寄せて配置すると共に、対応する無負荷域のローラ循環路も下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路に対して中央側に寄せて配置することによって、上側２列のローラのローラ循環路との干渉を避けつつ、ねじ穴を下側２列のローラの無負荷域のローラ循環路又はその内側に設けて、ねじ穴と下側ローラ間の水平方向距離を可及的に短くしたものである。
【００２７】
このようにすれば、ローラに予圧を与えたときや横方向荷重が作用した場合だけでなく、浮き上がり荷重が作用した場合のモーメントも低減することができ、支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００２８】
さらに、軌道レール上面側の上２列のローラの回転軸と直交する線と垂直線とのなす角度をほぼ４５度、軌道レール側面側の下２列のローラの接触角線と水平線とのなす角度をほぼ４５度に設定すれば、上からのラジアル荷重（移動ブロックを軌道レールに押し付ける方向の荷重）、浮き上がり荷重および左右からの横方向荷重に対し同一の定格荷重となるので、あらゆる方向からの荷重に対して支承することができ、換言すればあらゆる姿勢での使用が可能となって、幅広い用途に利用できる。
【００２９】
また、４列のローラに対応して軌道レールおよび移動ブロックに形成されるローラ転走面を、２つの傾斜面を備えた断面Ｖ字形状の軌道溝の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面とし、軌道レール側および移動ブロック側の互いに対向する軌道溝の案内面間に所定間隔を保ちつつローラ端面を案内することが効果的である。
【００３０】
このように軌道溝がＶ字形状としておけば、ローラピンを用いることによって各軌道溝間の位置関係を正確に測定することができ、上記各軌道溝の位置関係に高精度に成形することができる。したがって、軌道レールと移動ブロック間の４列のローラは対応する一対の軌道溝に形成されるローラ転走面に正確に接触し、またローラ端面は一対の軌道溝の案内面によって正確に案内される。
【００３１】
上記したように移動ブロックは荷重の方向にかかわらず剛性があり、軌道レールと移動ブロックの位置関係は常に一定に保たれる。また、移動ブロックは軌道レールに対して、各４列のローラに付与されている予圧の反力がバランスされた位置で支持されており、上記したように各軌道溝間の位置関係を正確に成形できることと相挨って、ローラ端面と案内面間の間隔は常に一定に維持できる。特に、移動ブロックを高剛性の形状としているので、高い予圧を付与することができ、移動ブロックの高剛性と高予圧が相乗して、ローラ端面と案内面間の間隔が一定に保たれ、ローラのスキュー防止効果を高めることができ、ローラの円滑な循環と走り精度を保持することができる。
【００３２】
また、従来のように、移動ブロック下面にローラ端面案内部材用のスペースが不要となるので、スペース分だけ移動ブロックの水平部を厚肉に設定することができ、水平部の曲げ剛性を大きくなり移動ブロックの剛性を大きくすることができる。さらに、移動ブロックの剛性が高まることによって、相乗的によりスキュー発生防止効果も高くなる。
【００３３】
また、断面Ｖ字形状の軌道溝によってローラ転走面および端面案内面を構成すれば、軌道溝のローラ転走面および端面案内面を研削で同時に仕上げられるため、ローラの案内精度および表面粗さも向上し、スキュー防止に高い効果が得られる。また、溝加工も最小限ですむ。
【００３４】
また、ローラの保持器を無くして、ローラ転走面にローラの全長にわたって接触させることにより、ローラ自体の剛性を有効に利用できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３６】
図１および図２は本発明の一実施の形態に係る直線ローラ案内装置を示すもので、概略、軌道レール１の左右に上下２列づつ計４列に配列された多数のローラ２１〜２４を介して、移動ブロック３を軌道レール１に沿って案内するようになっている。
【００３７】
移動ブロック３は、軌道レール１の上面と対向する水平部４と、この水平部４の両端から下方に突出して軌道レール１の左右側面と対向する支持脚部５，５と、を備えている。
【００３８】
軌道レール１は断面四角形状で、その上面側に２条、左右側面側に１条づつ計４条のローラ転走面６１〜６４が移動ブロック３の移動範囲全長にわたって設けられている。また、軌道レール１には固定用のボルト挿通穴１１が長手方向に複数設けられており、各ボルト挿通穴１１の上端開口部１１ａは軌道レール１の上面中央に形成されている。
【００３９】
一方、移動ブロック３には軌道レール１のローラ転走面６１〜６４と対向して４列のローラ２１〜２４を転動自在に挟み込む４条のローラ転走面７１〜７４と、軌道レール１と移動ブロック３のローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４間に挟み込まれたローラ２１〜２４を移動ブロック３のローラ転走面７１〜７４の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路８１〜８４が設けられている。
【００４０】
移動ブロック３は、ブロック本体３１と、このブロック本体３１の軸方向両端面に取り付けられる側蓋３２，３２と、から構成されており、上記ローラ転走面６１〜６４がブロック本体３１に設けられ、ローラ循環路８１〜８４は、ブロック本体３１に各ローラ転走面６１〜６４と平行に設けられたローラ戻し通路８１ａ〜８４ａと、側蓋３２，３２に設けられるＵ字状の方向転換路８１ｂ〜８４ｂとによって構成されている。
【００４１】
上２列のローラ２１，２２用のローラ戻し通路８１ａ，８２ａはブロック本体３１に貫通形成した貫通孔によって構成され、下２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａは断面四角形状で、支持脚部５下端面に設けられた逆Ｖ字状の溝８５と、この溝８５に被せられる断面Ｖ字形状のリテーナ８６によって構成される。
【００４２】
一方、上２列のローラ２１，２２は軌道レール１の上面側にその側端よりも所定距離Ｃだけ中央側に寄せて配置され、軌道レール１上面と移動ブロック３の水平部４下面には前記上側２列のローラ２１，２２に対応するローラ転走面６１，７１；６２，７２が設けられている。
【００４３】
また、この上側２列のローラ循環路を構成するローラ戻し通路８１ａ，８２ａは、対応する無負荷域のローラ循環路８１ａも下側２列のローラ２３，２４に対応する無負荷域のローラ循環路８３ａ，８４ａに対して中央側に寄せて配置されている。そして、移動ブロックの水平部３１の左右両端部上面であって、下側２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａ上方位置または上方位置よりも中央寄りに、移動ブロック固定用のねじ穴３３が設けられている。これにより、左右のねじ穴３３，３３間のピッチＰを狭めて下側ローラ２３，２４位置に近接させることができる。
【００４４】
移動ブロック３を軌道レール１から浮き上がらせる浮き上がり荷重が作用した場合には、上記ねじ穴３３，３３を作用点として移動ブロック３を軌道レール１から離間させる方向の力が作用し、下側２列のローラ２３，２４のローラ転走面７３，７４にその反力が作用する。このねじ穴３３に作用する力とローラ転走面７３，７４に作用する反力は隅力の関係となるので、支持脚部５，５を開く方向の曲げモーメントが生じる。
【００４５】
本実施の形態の場合には、上側２列のローラ２１，２２を軌道レール１上面の中央に寄せて配置しているので、上側２列のローラ２１，２２とねじ穴３３との干渉を避けることができ、ねじ穴３３を下側ローラ２３，２４に近接させることで、ねじ穴３３と下側ローラ２３，２４間の水平方向距離Ｍを短くできるので、支持脚部５，５を開く方向の曲げモーメントを小さくできる。
【００４６】
また、軌道レール１の横幅Ｗと高さＡとの関係をＡ／Ｗ＜１に設定して、軌道レール１の安定性を増加すると同時に、軌道レール１上面中央に開口するボルト挿通穴１１の上端開口部１１ａとの干渉を回避している。
【００４７】
また、４列のローラ２１〜２４の内下側２列のローラ２３，２４は軌道レール１の左右側面に一列づつ配置され、軌道レール１の左右側面と移動ブロック３の支持脚部５，５内側面には下側２列のローラ２３，２４に対応するローラ転走面６３，７３；６４，７４が設けられている。
【００４８】
上側２列のローラ２１，２２の中心軸と直交する線である接触角線Ｓ1，Ｓ2はローラ２１，２２間の中心を通る垂直線Ｖに対して、軌道レール１と反対側に向かって開く方向に所定角度α１，α２だけ傾斜する構造となっている。この接触角線Ｓ1，Ｓ2は各ローラ転走面６１，７１；６２，７２の幅方向中心を結ぶ線として記載している。この場合、ローラ戻し通路８１ａ，８２ａの位置は、ローラ２１，２２よりも左右外側に位置しているので、ねじ穴３３，３３形成は、このローラ戻し通路８１ａ，８２ａとの干渉を考慮する必要がある。図示例では、ローラ戻し通路８１ａ，８２ａの位置をローラ２３，２４のほぼ上方に位置させ、ねじ穴３３，３３の位置をローラ戻し通路８３ａ，８４ａのほぼ上方位置に位置させている。上側のローラ２１，２２とローラ戻し通路８１ａ，８２ａをもっと中央寄りに配置することにより、ねじ穴３３，３３をローラ戻し通路８３ａ，８４ａの上方位置よりも中央寄りにして、下側のローラ２３，２４の上方位置に近づけることができる。
【００４９】
この接触構造については、図３に示すように、上側２列のローラ２１，２２の中心軸と直交する線である接触角線Ｓ1，Ｓ2が、ローラ２１，２２の中心を通る垂直線Ｖに対して、軌道レール１と反対側に向かって閉じる方向に所定角度α１′，α２′傾斜する構造としてもよい。
【００５０】
このようにすれば、ローラ戻し通路８１ａ，８２ａの位置がローラ２１，２２位置よりも中央側に寄るので、ねじ穴３３，３３を形成する際にローラ戻し通路８１ａ，８２ａとの干渉を考慮する必要が無くなり、ねじ穴３３，３３の位置を、下側２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａの上方位置よりも中央寄りで、ほぼ下側２列のローラ２３，２４の上方位置に位置させることができる。
【００５１】
一方、前記下側２列のローラ２３，２４の中心軸と直交する線である接触角線Ｓ3，Ｓ4が水平線Ｈに対して軌道レール１側に向かって上向きに所定角度α３，α４だけ傾斜する構造となっている。この接触角線Ｓ3，Ｓ4も各ローラ転走面６３，７３；６４，７４の幅方向中心を結ぶ線として記載されている。
【００５２】
特に、この例では上記α１〜α４をほぼ４５度に設定している。
【００５３】
また、図示例の場合は、ローラ戻し通路８１ａ〜８４ａの位置は各ローラ２１〜２４の接触角線Ｓ1〜Ｓ4の延長線上に形成している。このようにすれば、ローラ２１〜２４の転がり方向と方向転換路８１ｂ〜８４ｂの方向が一致するので、ローラ２１〜２４をスムーズに転動移行させることができる。
【００５４】
下側２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａについては、図４に示すように、負荷域のローラ転走面７３とほぼ同一高さ位置に設定することにより、支持脚部５，５の突出長さを短くでき、その分軌道レール１の高さも低くでき、全体の高さＢを低くして安定化を図ることができる。
【００５５】
また、本発明では、上記した軌道レール１および移動ブロック３に形成されるローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４を、２つの傾斜面を備えた断面Ｖ字形状の軌道溝６，７の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面６ａ，７ａとしている。
【００５６】
本発明によれば、上側２列のローラ２１，２２を軌道レール１の上面側端よりも中央側に寄せて配置しているので、移動ブロック３の支持脚部５，５内側面に１条のローラ転走面７３，７４を形成するだけでよく、支持脚部５，５の付け根から下２列のローラ２３，２４までの長さＬを短くでき、ローラ２１〜２４に付与した予圧の反力や外部荷重により支持脚部５，５に作用する曲げモーメントは小さくなる。
【００５７】
また、支持脚部５，５を開く方向に作用するモーメントによって水平部４の中央が軌道レール１上面に近接する方向に曲げられようとするが、本発明では、水平部４と軌道レール１上面間に介在される上２列のローラ２によって水平部４の曲げ変形が規制され、曲げモーメントが小さくなることと相乗的に、支持脚部５，５の開きが可及的に低減される。
【００５８】
このように、軌道レール１上面側の上２列のローラ２１，２２および側面側の下２列のローラ２３，２４によって、予圧を与えたときや浮き上がり荷重が作用した際に、移動ブロック３の支持脚部５，５が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４間の平行度が保たれてローラ２１〜２４の片当りが防止される。
【００５９】
さらに、軌道レール１上面側の上２列のローラ２１，２２の接触角線Ｓ1，Ｓ2と垂直線Ｖとのなす角度をほぼ４５度、あるいは図３に示すように、上記接触角線Ｓ1′，Ｓ2′を垂直線Ｖに対し手軌道レール１側に向かって開く方向にほぼ４５度に設定し、さらに、軌道レール１側面側の下２列２３，２４のローラの接触角線Ｓ3，Ｓ4と水平線Ｈとのなす角度を軌道レール１側に向かって上向きにほぼ４５度に設定すれば、上からのラジアル荷重（移動ブロック３を軌道レール１に押し付ける方向の荷重）、浮き上がり荷重および左右からの横方向荷重に対し同一の定格荷重となるので、あらゆる方向からの荷重に対して支承することができ、換言すればあらゆる姿勢での使用が可能となって、幅広い用途に利用できる。
【００６０】
また、４列のローラ２１〜２４に対応して軌道レール１および移動ブロック３に形成されるローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４を、断面Ｖ字形状の軌道溝６，７の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面６ａ，７ａとし、軌道レール１側および移動ブロック３側の互いに対向する軌道溝６，７の案内面６ａ，７ａ間に所定間隔を保ちつつローラ端面を案内しているので、各軌道溝６，７間の位置関係をローラピン等を用いることによって正確に測定することができ、各軌道溝６，７の位置関係に高精度に成形することができる。したがって、軌道レール１と移動ブロック３間の４列のローラ２１〜２４は対応する一対の軌道溝６，７に形成されるローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４に正確に接触し、またローラ端面は一対の軌道溝６，７の案内面６ａ，７ａによって正確に案内される。
【００６１】
上記したように移動ブロック３は荷重の方向にかかわらず剛性があり、軌道レール１と移動ブロック３の位置関係は常に一定に保たれている。さらに、移動ブロック３は軌道レール１に対して、各４列のローラ２１〜２４に付与されている予圧の反力がバランスされた位置で支持されるので、上記したように各軌道溝６，７間の位置関係を正確に成形できることと相挨って、ローラ端面と案内面６ａ，７ａ間の間隔は常に一定に維持できる。
【００６２】
特に、移動ブロック３を高剛性の形状としているので、高い予圧を付与することができ、移動ブロック３の高剛性と高予圧が相乗して、ローラ２１〜２４端面と案内面６ａ，７ａ間の間隔が一定に保たれ、ローラ２１〜２４のスキュー防止効果を高めることができ、ローラ２１〜２４の円滑な循環と走り精度を保持することができる。
【００６３】
また、移動ブロック３とは別体のローラ端面案内部材が不要なので、その分だけ移動ブロック３の水平部３１を厚肉に設定することができ、水平部３１の曲げ剛性が大きくなる。さらに、移動ブロック３の剛性が高まることによって、相乗的によりスキュー発生防止効果も高くなる。
【００６４】
また、断面Ｖ字形状の軌道溝６，７によってローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４及びローラ端面の案内面６ａ，７ａを構成しているので、ローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４及び端面案内面６ａ，７ａを、研削によって同時に仕上げることができ、ローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４及びローラ端面の案内面６ａ，７ａの案内精度および表面粗さも向上し、スキュー防止に高い効果が得られる。また、溝加工も最小限ですむ。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上側２列のローラを軌道レール上面の側端から中央側に寄せ、下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に寄せているので、軌道レールの左右側面にそれぞれ２列ずつローラを配置している場合に比べて、移動ブロックの左右支持脚部の付け根から下側ローラまでの長さを短くできる。
【００６６】
したがって、ローラに付与した予圧反力や、軌道レールに対して移動ブロックを水平方向にずらす方向に作用する横方向荷重によって、支持脚部を開く方向に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００６７】
また、この支持脚部を開く方向に作用するモーメントによって水平部の中央が軌道レール上面に近接する方向に曲げられるが、本発明では、水平部と軌道レール上面間に介在される上２列のローラによって水平部の曲げ変形が規制され、曲げモーメントが小さくなることと相挨って、支持脚部の開きが可及的に低減される。
【００６８】
このように、ローラに予圧を与えたとき、あるいは横方向荷重が作用した際に、移動ブロックの支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００６９】
さらに、移動ブロックの水平部の左右両端部上面であって下側２列のローラの無負荷域のローラ循環路上方位置または上方位置よりも中央寄りに、移動ブロック固定用のねじ穴を設ければ、上側２列のローラのローラ循環路との干渉を避けつつねじ穴と下側ローラ間の水平方向距離を可及的に短くすることができ、浮き上がり荷重による支持脚部を開く方向のモーメントを小さくすることができる。
【００７０】
このようにすれば、ローラに予圧を与えたときや横方向荷重が作用した場合だけでなく、浮き上がり荷重が作用した場合のモーメントも低減でき、移動ブロックの支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００７１】
さらに、軌道レール上面側の上２列のローラの回転軸と直交する線と垂直線とのなす角度をほぼ４５度、軌道レール側面側の下２列のローラの回転軸と直交する線と水平線とのなす角度をほぼ４５度に設定すれば、上からのラジアル荷重（移動ブロックを軌道レールに押し付ける方向の荷重）、浮き上がり荷重および左右からの横方向荷重に対し同一の定格荷重となるので、あらゆる方向からの荷重に対して支承することができ、換言すればあらゆる姿勢での使用が可能となって、幅広い用途に利用できる。
【００７２】
また、４列のローラに対応して軌道レールおよび移動ブロックに形成されるローラ転走面を、２つの傾斜面を備えた断面Ｖ字形状の軌道溝の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面とし、軌道レール側および移動ブロック側の互いに対向する軌道溝の案内面間に所定間隔を保ちつつローラ端面を案内するようにすれば、ローラピン等を用いることによって各軌道溝間の位置関係を正確に測定することができ、前提として各軌道溝の位置関係を高精度に成形することができ、ローラとローラ転走面との接触状態およびローラ端面と案内面との間隔をより高精度に保つことができる。
【００７３】
そして、上記したように移動ブロックは荷重の方向にかかわらず剛性があり、軌道レールと移動ブロックの位置関係は常に一定に保たれ、さらに、移動ブロックは軌道レールに対して、各４列のローラに付与されている予圧の反力がバランスされた位置で支持されるので、上記軌道溝の位置関係を正確に加工できることと相挨って、ローラ端面と案内面間の間隔を常に一定に維持できる。したがって、軌道レールと移動ブロック間の４列のローラは対応する一対の軌道溝に形成されるローラ転走面に正確に接触し、またローラ端面は一対の軌道溝の案内面によって正確に案内される。
【００７４】
特に、移動ブロックを高剛性の形状としているので、高い予圧を付与することができ、移動ブロックの高剛性と高予圧が相乗して、ローラ端面と案内面間の間隔が一定に保たれ、ローラのスキュー防止効果を高めることができ、ローラの円滑な循環と走り精度を保持することができる。
【００７５】
また、従来のように、移動ブロック下面にローラ端面案内部材用のスペースが不要となるので、スペース分だけ移動ブロックの水平部を厚肉に設定することができ、水平部の曲げ剛性を大きくなり移動ブロックの剛性を大きくすることができる。さらに、移動ブロックの剛性が高まることによって、相乗的によりスキュー発生防止効果も高くなる。
【００７６】
さらに断面Ｖ字形状の軌道溝によってローラ転走面及びローラ端面の案内面を構成することにより、ローラ転走面とローラ端面の案内面を研削によって同時に仕上げることができ、ローラ転走面及びローラ端面の案内面の加工が容易にできしかも案内精度および表面粗さも向上し、スキュー防止に高い効果が得られる。また、溝加工も最小限ですむ。
【００７７】
また、ローラの保持器を無くして、ローラ転走面にローラの全長にわたって接触させることにより、ローラ自体の剛性を有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る直線ローラ案内装置を示す図である。
【図２】図２は図１の直線ローラ案内装置の一部破断斜視図である。
【図３】図３は図１の直線ローラ案内装置の上２列のローラ接触構造の変形例を示す図である。
【図４】図４は図１の直線ローラ案内装置の下２列のローラのローラ戻し通路の変形例を示す図である。
【図５】図５は従来の直線ローラ案内装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 軌道レール
２１〜２４ ローラ
３ 移動ブロック
３１ ブロック本体
３２ 側蓋
４ 水平部
５ 支持脚部
６ 軌道溝
６１〜６４ ローラ転走面
６ａ 端面案内面
７ 軌道溝
７１〜７４ ローラ転走面
７ａ 端面案内面
８１〜８４ ローラ循環路
８１ａ〜８４ａ ローラ戻し通路
８１ｂ〜８４ｂ ローラ方向転換路
Ｓ1〜Ｓ4 法線
Ｖ垂直線
Ｈ水平線
【発明の技術分野】
本発明は転動体としたローラを用いた直線ローラ案内装置に関し、特に移動ブロックの高剛性化を図った直線ローラ案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の直線ローラ案内装置としては、たとえば図５に示すようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、この直線ローラ案内装置は、軌道レール１００の左右に上下２列づつ計４列に配列された多数のローラ１０１を介して、移動ブロック１０２が軌道レール１００に沿って移動自在に案内されるようになっている。
【０００４】
軌道レール１００には前記４列のローラ１０１が転走案内される４条のローラ転走面１０３が移動ブロック１０２の移動範囲全長にわたって設けられている。
【０００５】
一方、移動ブロック１０２には、軌道レール１００のローラ転走面１０３と対向してローラ１０１を挟み込む４条のローラ転走面１０４と、ローラ転走面１０３，１０４間に挟み込まれたローラ１０１を移動ブロック１０２のローラ転走面１０３の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路１０５を設けられている。
【０００６】
この４列のローラ１０１は、軌道レール１００の左右側面に沿って上下２列づつ計４列に配列されており、この４列のローラ１０１の接触構造として、上側２列のローラ１０１の中心軸と直交する線である接触角線Ｓを水平線Ｈに対して軌道レール１００に向かってほぼ４５度の角度で下向きに傾斜するように設定し、下側の一対のローラ１０１の中心軸と直交する線である接触角線Ｓを水平線Ｈに対して軌道レール１００に向かってほぼ４５度の角度で上向きに傾斜するように設定して、上下左右４方向からの荷重を等しく受け持つような接触構造が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した直線ローラ案内装置の場合には、ローラ１０１の持つ高剛性特性を利用できないという問題があった。
【０００８】
直線ローラ案内装置の場合、予圧あるいは外部荷重による移動ブロック１０２の変形を無くさないと、ローラ転走面１０３，１０４に対するローラ１０１のアタリ（接触状態）が変化し、剛性的に良好な結果が得られない。
【０００９】
すなわち、従来は軌道レール１００の左右側面に沿って上下２列のローラ１０１を上下に離間して配置していたので、移動ブロック１０２の支持脚部１０６の付け根から下側ローラ１０１までの長さＬが長くなる。そのため、ローラ１０１に予圧を加えた場合、あるいは外部荷重として移動ブロック１０２上面に左右から水平方向の荷重が作用した場合に、支持脚部１０６を開かせようとする方向に作用するモーメントが大きくなってしまう。
【００１０】
また、外部荷重として浮き上がり荷重（移動ブロック１０２を軌道レール１００から離間させる方向に作用する荷重）が作用した場合には、移動ブロック１０２の左右両端部上面に形成されたねじ穴１０９を通して上向きの力が作用し、その反作用として下側ローラ１０１のローラ転走面１０４に下向きの力が作用する。この上下につり合う力がねじ穴１０９と下側ローラ１０１間の水平方向距離Ｍだけ離れて作用しているので、支持脚部１０６を１０６開く方向の曲げモーメントが生じる。
【００１１】
この浮き上がり荷重による曲げモーメントは、ねじ穴１０９と下側ローラ１０１間が水平方向に離れていることに原因があるので、ねじ穴１０９と下側ローラ１０１とを同一位置とすることが理想であるが、無負荷域のローラ循環路１０５があるためにねじ穴１０９を中央側に寄せることが困難である。
【００１２】
これらの支持脚部１０６に作用する曲げモーメントに対しては、移動ブロック１０２の水平部１０７における曲げ剛性によって対抗しているが、この水平部１０７の厚みを厚くすると、勢い移動ブロック１０２の高さ寸法が高くなってしまう。
【００１３】
また、従来は移動ブロック１０２のローラ転走面１０４の一側縁に設けられた垂直壁１０４ａと、ローラ転走面１０４の他側縁に設けられたローラ端面案内部材１０８により、ローラ１０１の軸方向両端面を保持してローラ１０１のスキューを防止していた。スキューとは、ローラ１０１の中心軸がローラ１０１の転動方向に対して直交する直交軸に対して傾いて転がる現象で、スキューが発生すると、ローラ１０１の端部に過大な応力集中が生じ、ローラ１０１及びローラ転走面の耐久性劣化を招来してしまうため、スキューの発生は極力防止しなければならない。
【００１４】
ところが、従来のようにローラ端面案内部材１０８を取り付けても、上記したように移動ブロック１０２自体が変形すると、ローラ転走面１０４が変位してしまうために、結果的にローラ１０１のスキュー発生と同様の結果となってしまう。
【００１５】
また、従来は水平部１０７と軌道レール１００上面間にローラ１０１を保持するローラ端面案内部材１０８を介装しているので、水平部１０７と軌道レール１００上面間にローラ端面案内部材１０８のためのスペースを要し、移動ブロック１０２の水平部１０７の厚みが薄くなりその剛性を大きくできなかった。
【００１６】
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ローラの配置関係を工夫することによって、移動ブロックを形状的に剛性を大きくし得る直線ローラ案内装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、上面と側面を有する断面四角形状の軌道レールに４列のローラを介して移動ブロックを軌道レールに沿って案内するもので、前記移動ブロックは、軌道レールの上面と対向する水平部と、該水平部の両端から下方に突出して軌道レールの左右側面と対向する支持脚部と、を備え、前記軌道レールには前記ローラが転走案内される４条のローラ転走面が移動ブロックの移動範囲全長にわたって設けられ、一方、前記移動ブロックには前記軌道レールのローラ転走面と対向して４列のローラを転動自在に挟み込む４条のローラ転走面と、前記軌道レールと移動ブロックのローラ転走面間に挟み込まれたローラを移動ブロックのローラ転走面の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路を設けた直線ローラ案内装置において、前記４列のローラの内、上側２列のローラを前記軌道レール上面の側端よりも中央側に寄せて配置し、軌道レール上面と前記移動ブロックの水平部下面に前記上側２列のローラに対応するローラ転走面を設け、上側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路を、上側２列のローラよりも移動ブロックの側端側であって、且つ、下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路よりも中央側に配置し、また、前記４列のローラの内下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に一列ずつ配置し、前記軌道レールの左右側面と移動ブロックの支持脚部内側面に前記下側２列のローラに対応するローラ転走面を設け、前記上側２列のローラの回転軸と直交する線が垂直線に対して移動ブロックの側端側に向かって外向きにほぼ４５度傾斜する構造とし、さらに前記下側２列のローラの回転軸と直交する線が水平線に対して軌道レール側に向かって上向きにほぼ４５度傾斜する構造とし、移動ブロックの水平部の左右両端部上面であって、下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路の上方位置、または、上方位置よりも前記下側の負荷域のローラ寄りに、外部荷重が作用する移動ブロック固定用のねじ穴を設け、軌道レールの上面と側面に断面Ｖ字形状の４条の軌道溝を設けると共に、移動ブロックの水平部下面と支持脚部内側面に断面Ｖ字形状の４条の軌道溝を設け、前記軌道溝の一方の傾斜面をローラ転送面とし、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面としたことを特徴とする。
【００１８】
このように、上側２列のローラを軌道レール上面の側端から中央側に寄せ、下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に寄せているので、軌道レールの左右側面にそれぞれ２列ずつローラを配置している場合に比べて、移動ブロックの左右支持脚部の付け根から下側ローラまでの長さを短くできる。
【００１９】
したがって、ローラに付与した予圧反力や、軌道レールに対して移動ブロックを水平方向にずらす方向に作用する横方向荷重によって、支持脚部を開く方向に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００２０】
また、この支持脚部を開く方向に作用するモーメントによって水平部の中央が軌道レール上面に近接する方向に曲げられるが、本発明では、水平部と軌道レール上面間に介在される上２列のローラによって水平部の曲げ変形が規制され、曲げモーメントが小さくなることと相挨って、支持脚部の開きが可及的に低減される。
【００２１】
このように、ローラに予圧を与えたとき、あるいは横方向荷重が作用した際に、移動ブロックの支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００２３】
移動ブロックを軌道レールから引き離す方向の浮き上がり荷重が作用した場合には、ねじ穴を通して上向きの力が作用し、その反作用として下側ローラのローラ転走面に下向きの力が作用する。この上下につり合う力がねじ穴と下側ローラ間の水平方向距離だけ離れて作用しているので、支持脚部を開く方向の曲げモーメントが生じる。
【００２４】
この曲げモーメントについても、基本的には水平部と軌道レール上面との間に介在される上２列のローラによって支持し、支持脚部の開きが可及的に低減される。
【００２５】
この浮き上がり荷重による曲げモーメントは、ねじ穴と下側ローラ間が水平方向に離れていることに原因があるので、ねじ穴と下側ローラとを同一位置とすることが理想であるが、上側２列のローラの無負荷域のローラ循環路があるためにねじ穴を中央側に寄せることが困難である。
【００２６】
そこで、上側２列のローラを軌道レール上面の側端よりも中央側に寄せて配置すると共に、対応する無負荷域のローラ循環路も下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路に対して中央側に寄せて配置することによって、上側２列のローラのローラ循環路との干渉を避けつつ、ねじ穴を下側２列のローラの無負荷域のローラ循環路又はその内側に設けて、ねじ穴と下側ローラ間の水平方向距離を可及的に短くしたものである。
【００２７】
このようにすれば、ローラに予圧を与えたときや横方向荷重が作用した場合だけでなく、浮き上がり荷重が作用した場合のモーメントも低減することができ、支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００２８】
さらに、軌道レール上面側の上２列のローラの回転軸と直交する線と垂直線とのなす角度をほぼ４５度、軌道レール側面側の下２列のローラの接触角線と水平線とのなす角度をほぼ４５度に設定すれば、上からのラジアル荷重（移動ブロックを軌道レールに押し付ける方向の荷重）、浮き上がり荷重および左右からの横方向荷重に対し同一の定格荷重となるので、あらゆる方向からの荷重に対して支承することができ、換言すればあらゆる姿勢での使用が可能となって、幅広い用途に利用できる。
【００２９】
また、４列のローラに対応して軌道レールおよび移動ブロックに形成されるローラ転走面を、２つの傾斜面を備えた断面Ｖ字形状の軌道溝の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面とし、軌道レール側および移動ブロック側の互いに対向する軌道溝の案内面間に所定間隔を保ちつつローラ端面を案内することが効果的である。
【００３０】
このように軌道溝がＶ字形状としておけば、ローラピンを用いることによって各軌道溝間の位置関係を正確に測定することができ、上記各軌道溝の位置関係に高精度に成形することができる。したがって、軌道レールと移動ブロック間の４列のローラは対応する一対の軌道溝に形成されるローラ転走面に正確に接触し、またローラ端面は一対の軌道溝の案内面によって正確に案内される。
【００３１】
上記したように移動ブロックは荷重の方向にかかわらず剛性があり、軌道レールと移動ブロックの位置関係は常に一定に保たれる。また、移動ブロックは軌道レールに対して、各４列のローラに付与されている予圧の反力がバランスされた位置で支持されており、上記したように各軌道溝間の位置関係を正確に成形できることと相挨って、ローラ端面と案内面間の間隔は常に一定に維持できる。特に、移動ブロックを高剛性の形状としているので、高い予圧を付与することができ、移動ブロックの高剛性と高予圧が相乗して、ローラ端面と案内面間の間隔が一定に保たれ、ローラのスキュー防止効果を高めることができ、ローラの円滑な循環と走り精度を保持することができる。
【００３２】
また、従来のように、移動ブロック下面にローラ端面案内部材用のスペースが不要となるので、スペース分だけ移動ブロックの水平部を厚肉に設定することができ、水平部の曲げ剛性を大きくなり移動ブロックの剛性を大きくすることができる。さらに、移動ブロックの剛性が高まることによって、相乗的によりスキュー発生防止効果も高くなる。
【００３３】
また、断面Ｖ字形状の軌道溝によってローラ転走面および端面案内面を構成すれば、軌道溝のローラ転走面および端面案内面を研削で同時に仕上げられるため、ローラの案内精度および表面粗さも向上し、スキュー防止に高い効果が得られる。また、溝加工も最小限ですむ。
【００３４】
また、ローラの保持器を無くして、ローラ転走面にローラの全長にわたって接触させることにより、ローラ自体の剛性を有効に利用できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３６】
図１および図２は本発明の一実施の形態に係る直線ローラ案内装置を示すもので、概略、軌道レール１の左右に上下２列づつ計４列に配列された多数のローラ２１〜２４を介して、移動ブロック３を軌道レール１に沿って案内するようになっている。
【００３７】
移動ブロック３は、軌道レール１の上面と対向する水平部４と、この水平部４の両端から下方に突出して軌道レール１の左右側面と対向する支持脚部５，５と、を備えている。
【００３８】
軌道レール１は断面四角形状で、その上面側に２条、左右側面側に１条づつ計４条のローラ転走面６１〜６４が移動ブロック３の移動範囲全長にわたって設けられている。また、軌道レール１には固定用のボルト挿通穴１１が長手方向に複数設けられており、各ボルト挿通穴１１の上端開口部１１ａは軌道レール１の上面中央に形成されている。
【００３９】
一方、移動ブロック３には軌道レール１のローラ転走面６１〜６４と対向して４列のローラ２１〜２４を転動自在に挟み込む４条のローラ転走面７１〜７４と、軌道レール１と移動ブロック３のローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４間に挟み込まれたローラ２１〜２４を移動ブロック３のローラ転走面７１〜７４の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路８１〜８４が設けられている。
【００４０】
移動ブロック３は、ブロック本体３１と、このブロック本体３１の軸方向両端面に取り付けられる側蓋３２，３２と、から構成されており、上記ローラ転走面６１〜６４がブロック本体３１に設けられ、ローラ循環路８１〜８４は、ブロック本体３１に各ローラ転走面６１〜６４と平行に設けられたローラ戻し通路８１ａ〜８４ａと、側蓋３２，３２に設けられるＵ字状の方向転換路８１ｂ〜８４ｂとによって構成されている。
【００４１】
上２列のローラ２１，２２用のローラ戻し通路８１ａ，８２ａはブロック本体３１に貫通形成した貫通孔によって構成され、下２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａは断面四角形状で、支持脚部５下端面に設けられた逆Ｖ字状の溝８５と、この溝８５に被せられる断面Ｖ字形状のリテーナ８６によって構成される。
【００４２】
一方、上２列のローラ２１，２２は軌道レール１の上面側にその側端よりも所定距離Ｃだけ中央側に寄せて配置され、軌道レール１上面と移動ブロック３の水平部４下面には前記上側２列のローラ２１，２２に対応するローラ転走面６１，７１；６２，７２が設けられている。
【００４３】
また、この上側２列のローラ循環路を構成するローラ戻し通路８１ａ，８２ａは、対応する無負荷域のローラ循環路８１ａも下側２列のローラ２３，２４に対応する無負荷域のローラ循環路８３ａ，８４ａに対して中央側に寄せて配置されている。そして、移動ブロックの水平部３１の左右両端部上面であって、下側２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａ上方位置または上方位置よりも中央寄りに、移動ブロック固定用のねじ穴３３が設けられている。これにより、左右のねじ穴３３，３３間のピッチＰを狭めて下側ローラ２３，２４位置に近接させることができる。
【００４４】
移動ブロック３を軌道レール１から浮き上がらせる浮き上がり荷重が作用した場合には、上記ねじ穴３３，３３を作用点として移動ブロック３を軌道レール１から離間させる方向の力が作用し、下側２列のローラ２３，２４のローラ転走面７３，７４にその反力が作用する。このねじ穴３３に作用する力とローラ転走面７３，７４に作用する反力は隅力の関係となるので、支持脚部５，５を開く方向の曲げモーメントが生じる。
【００４５】
本実施の形態の場合には、上側２列のローラ２１，２２を軌道レール１上面の中央に寄せて配置しているので、上側２列のローラ２１，２２とねじ穴３３との干渉を避けることができ、ねじ穴３３を下側ローラ２３，２４に近接させることで、ねじ穴３３と下側ローラ２３，２４間の水平方向距離Ｍを短くできるので、支持脚部５，５を開く方向の曲げモーメントを小さくできる。
【００４６】
また、軌道レール１の横幅Ｗと高さＡとの関係をＡ／Ｗ＜１に設定して、軌道レール１の安定性を増加すると同時に、軌道レール１上面中央に開口するボルト挿通穴１１の上端開口部１１ａとの干渉を回避している。
【００４７】
また、４列のローラ２１〜２４の内下側２列のローラ２３，２４は軌道レール１の左右側面に一列づつ配置され、軌道レール１の左右側面と移動ブロック３の支持脚部５，５内側面には下側２列のローラ２３，２４に対応するローラ転走面６３，７３；６４，７４が設けられている。
【００４８】
上側２列のローラ２１，２２の中心軸と直交する線である接触角線Ｓ1，Ｓ2はローラ２１，２２間の中心を通る垂直線Ｖに対して、軌道レール１と反対側に向かって開く方向に所定角度α１，α２だけ傾斜する構造となっている。この接触角線Ｓ1，Ｓ2は各ローラ転走面６１，７１；６２，７２の幅方向中心を結ぶ線として記載している。この場合、ローラ戻し通路８１ａ，８２ａの位置は、ローラ２１，２２よりも左右外側に位置しているので、ねじ穴３３，３３形成は、このローラ戻し通路８１ａ，８２ａとの干渉を考慮する必要がある。図示例では、ローラ戻し通路８１ａ，８２ａの位置をローラ２３，２４のほぼ上方に位置させ、ねじ穴３３，３３の位置をローラ戻し通路８３ａ，８４ａのほぼ上方位置に位置させている。上側のローラ２１，２２とローラ戻し通路８１ａ，８２ａをもっと中央寄りに配置することにより、ねじ穴３３，３３をローラ戻し通路８３ａ，８４ａの上方位置よりも中央寄りにして、下側のローラ２３，２４の上方位置に近づけることができる。
【００４９】
この接触構造については、図３に示すように、上側２列のローラ２１，２２の中心軸と直交する線である接触角線Ｓ1，Ｓ2が、ローラ２１，２２の中心を通る垂直線Ｖに対して、軌道レール１と反対側に向かって閉じる方向に所定角度α１′，α２′傾斜する構造としてもよい。
【００５０】
このようにすれば、ローラ戻し通路８１ａ，８２ａの位置がローラ２１，２２位置よりも中央側に寄るので、ねじ穴３３，３３を形成する際にローラ戻し通路８１ａ，８２ａとの干渉を考慮する必要が無くなり、ねじ穴３３，３３の位置を、下側２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａの上方位置よりも中央寄りで、ほぼ下側２列のローラ２３，２４の上方位置に位置させることができる。
【００５１】
一方、前記下側２列のローラ２３，２４の中心軸と直交する線である接触角線Ｓ3，Ｓ4が水平線Ｈに対して軌道レール１側に向かって上向きに所定角度α３，α４だけ傾斜する構造となっている。この接触角線Ｓ3，Ｓ4も各ローラ転走面６３，７３；６４，７４の幅方向中心を結ぶ線として記載されている。
【００５２】
特に、この例では上記α１〜α４をほぼ４５度に設定している。
【００５３】
また、図示例の場合は、ローラ戻し通路８１ａ〜８４ａの位置は各ローラ２１〜２４の接触角線Ｓ1〜Ｓ4の延長線上に形成している。このようにすれば、ローラ２１〜２４の転がり方向と方向転換路８１ｂ〜８４ｂの方向が一致するので、ローラ２１〜２４をスムーズに転動移行させることができる。
【００５４】
下側２列のローラ２３，２４のローラ戻し通路８３ａ，８４ａについては、図４に示すように、負荷域のローラ転走面７３とほぼ同一高さ位置に設定することにより、支持脚部５，５の突出長さを短くでき、その分軌道レール１の高さも低くでき、全体の高さＢを低くして安定化を図ることができる。
【００５５】
また、本発明では、上記した軌道レール１および移動ブロック３に形成されるローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４を、２つの傾斜面を備えた断面Ｖ字形状の軌道溝６，７の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面６ａ，７ａとしている。
【００５６】
本発明によれば、上側２列のローラ２１，２２を軌道レール１の上面側端よりも中央側に寄せて配置しているので、移動ブロック３の支持脚部５，５内側面に１条のローラ転走面７３，７４を形成するだけでよく、支持脚部５，５の付け根から下２列のローラ２３，２４までの長さＬを短くでき、ローラ２１〜２４に付与した予圧の反力や外部荷重により支持脚部５，５に作用する曲げモーメントは小さくなる。
【００５７】
また、支持脚部５，５を開く方向に作用するモーメントによって水平部４の中央が軌道レール１上面に近接する方向に曲げられようとするが、本発明では、水平部４と軌道レール１上面間に介在される上２列のローラ２によって水平部４の曲げ変形が規制され、曲げモーメントが小さくなることと相乗的に、支持脚部５，５の開きが可及的に低減される。
【００５８】
このように、軌道レール１上面側の上２列のローラ２１，２２および側面側の下２列のローラ２３，２４によって、予圧を与えたときや浮き上がり荷重が作用した際に、移動ブロック３の支持脚部５，５が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４間の平行度が保たれてローラ２１〜２４の片当りが防止される。
【００５９】
さらに、軌道レール１上面側の上２列のローラ２１，２２の接触角線Ｓ1，Ｓ2と垂直線Ｖとのなす角度をほぼ４５度、あるいは図３に示すように、上記接触角線Ｓ1′，Ｓ2′を垂直線Ｖに対し手軌道レール１側に向かって開く方向にほぼ４５度に設定し、さらに、軌道レール１側面側の下２列２３，２４のローラの接触角線Ｓ3，Ｓ4と水平線Ｈとのなす角度を軌道レール１側に向かって上向きにほぼ４５度に設定すれば、上からのラジアル荷重（移動ブロック３を軌道レール１に押し付ける方向の荷重）、浮き上がり荷重および左右からの横方向荷重に対し同一の定格荷重となるので、あらゆる方向からの荷重に対して支承することができ、換言すればあらゆる姿勢での使用が可能となって、幅広い用途に利用できる。
【００６０】
また、４列のローラ２１〜２４に対応して軌道レール１および移動ブロック３に形成されるローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４を、断面Ｖ字形状の軌道溝６，７の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面６ａ，７ａとし、軌道レール１側および移動ブロック３側の互いに対向する軌道溝６，７の案内面６ａ，７ａ間に所定間隔を保ちつつローラ端面を案内しているので、各軌道溝６，７間の位置関係をローラピン等を用いることによって正確に測定することができ、各軌道溝６，７の位置関係に高精度に成形することができる。したがって、軌道レール１と移動ブロック３間の４列のローラ２１〜２４は対応する一対の軌道溝６，７に形成されるローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４に正確に接触し、またローラ端面は一対の軌道溝６，７の案内面６ａ，７ａによって正確に案内される。
【００６１】
上記したように移動ブロック３は荷重の方向にかかわらず剛性があり、軌道レール１と移動ブロック３の位置関係は常に一定に保たれている。さらに、移動ブロック３は軌道レール１に対して、各４列のローラ２１〜２４に付与されている予圧の反力がバランスされた位置で支持されるので、上記したように各軌道溝６，７間の位置関係を正確に成形できることと相挨って、ローラ端面と案内面６ａ，７ａ間の間隔は常に一定に維持できる。
【００６２】
特に、移動ブロック３を高剛性の形状としているので、高い予圧を付与することができ、移動ブロック３の高剛性と高予圧が相乗して、ローラ２１〜２４端面と案内面６ａ，７ａ間の間隔が一定に保たれ、ローラ２１〜２４のスキュー防止効果を高めることができ、ローラ２１〜２４の円滑な循環と走り精度を保持することができる。
【００６３】
また、移動ブロック３とは別体のローラ端面案内部材が不要なので、その分だけ移動ブロック３の水平部３１を厚肉に設定することができ、水平部３１の曲げ剛性が大きくなる。さらに、移動ブロック３の剛性が高まることによって、相乗的によりスキュー発生防止効果も高くなる。
【００６４】
また、断面Ｖ字形状の軌道溝６，７によってローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４及びローラ端面の案内面６ａ，７ａを構成しているので、ローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４及び端面案内面６ａ，７ａを、研削によって同時に仕上げることができ、ローラ転走面６１，７１；６２，７２；６３，７３；６４，７４及びローラ端面の案内面６ａ，７ａの案内精度および表面粗さも向上し、スキュー防止に高い効果が得られる。また、溝加工も最小限ですむ。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上側２列のローラを軌道レール上面の側端から中央側に寄せ、下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に寄せているので、軌道レールの左右側面にそれぞれ２列ずつローラを配置している場合に比べて、移動ブロックの左右支持脚部の付け根から下側ローラまでの長さを短くできる。
【００６６】
したがって、ローラに付与した予圧反力や、軌道レールに対して移動ブロックを水平方向にずらす方向に作用する横方向荷重によって、支持脚部を開く方向に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００６７】
また、この支持脚部を開く方向に作用するモーメントによって水平部の中央が軌道レール上面に近接する方向に曲げられるが、本発明では、水平部と軌道レール上面間に介在される上２列のローラによって水平部の曲げ変形が規制され、曲げモーメントが小さくなることと相挨って、支持脚部の開きが可及的に低減される。
【００６８】
このように、ローラに予圧を与えたとき、あるいは横方向荷重が作用した際に、移動ブロックの支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００６９】
さらに、移動ブロックの水平部の左右両端部上面であって下側２列のローラの無負荷域のローラ循環路上方位置または上方位置よりも中央寄りに、移動ブロック固定用のねじ穴を設ければ、上側２列のローラのローラ循環路との干渉を避けつつねじ穴と下側ローラ間の水平方向距離を可及的に短くすることができ、浮き上がり荷重による支持脚部を開く方向のモーメントを小さくすることができる。
【００７０】
このようにすれば、ローラに予圧を与えたときや横方向荷重が作用した場合だけでなく、浮き上がり荷重が作用した場合のモーメントも低減でき、移動ブロックの支持脚部が開く方向の変形が防止され、ローラ転走面間の平行度が保たれてローラの片当りが防止される。
【００７１】
さらに、軌道レール上面側の上２列のローラの回転軸と直交する線と垂直線とのなす角度をほぼ４５度、軌道レール側面側の下２列のローラの回転軸と直交する線と水平線とのなす角度をほぼ４５度に設定すれば、上からのラジアル荷重（移動ブロックを軌道レールに押し付ける方向の荷重）、浮き上がり荷重および左右からの横方向荷重に対し同一の定格荷重となるので、あらゆる方向からの荷重に対して支承することができ、換言すればあらゆる姿勢での使用が可能となって、幅広い用途に利用できる。
【００７２】
また、４列のローラに対応して軌道レールおよび移動ブロックに形成されるローラ転走面を、２つの傾斜面を備えた断面Ｖ字形状の軌道溝の一方の傾斜面に設け、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面とし、軌道レール側および移動ブロック側の互いに対向する軌道溝の案内面間に所定間隔を保ちつつローラ端面を案内するようにすれば、ローラピン等を用いることによって各軌道溝間の位置関係を正確に測定することができ、前提として各軌道溝の位置関係を高精度に成形することができ、ローラとローラ転走面との接触状態およびローラ端面と案内面との間隔をより高精度に保つことができる。
【００７３】
そして、上記したように移動ブロックは荷重の方向にかかわらず剛性があり、軌道レールと移動ブロックの位置関係は常に一定に保たれ、さらに、移動ブロックは軌道レールに対して、各４列のローラに付与されている予圧の反力がバランスされた位置で支持されるので、上記軌道溝の位置関係を正確に加工できることと相挨って、ローラ端面と案内面間の間隔を常に一定に維持できる。したがって、軌道レールと移動ブロック間の４列のローラは対応する一対の軌道溝に形成されるローラ転走面に正確に接触し、またローラ端面は一対の軌道溝の案内面によって正確に案内される。
【００７４】
特に、移動ブロックを高剛性の形状としているので、高い予圧を付与することができ、移動ブロックの高剛性と高予圧が相乗して、ローラ端面と案内面間の間隔が一定に保たれ、ローラのスキュー防止効果を高めることができ、ローラの円滑な循環と走り精度を保持することができる。
【００７５】
また、従来のように、移動ブロック下面にローラ端面案内部材用のスペースが不要となるので、スペース分だけ移動ブロックの水平部を厚肉に設定することができ、水平部の曲げ剛性を大きくなり移動ブロックの剛性を大きくすることができる。さらに、移動ブロックの剛性が高まることによって、相乗的によりスキュー発生防止効果も高くなる。
【００７６】
さらに断面Ｖ字形状の軌道溝によってローラ転走面及びローラ端面の案内面を構成することにより、ローラ転走面とローラ端面の案内面を研削によって同時に仕上げることができ、ローラ転走面及びローラ端面の案内面の加工が容易にできしかも案内精度および表面粗さも向上し、スキュー防止に高い効果が得られる。また、溝加工も最小限ですむ。
【００７７】
また、ローラの保持器を無くして、ローラ転走面にローラの全長にわたって接触させることにより、ローラ自体の剛性を有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る直線ローラ案内装置を示す図である。
【図２】図２は図１の直線ローラ案内装置の一部破断斜視図である。
【図３】図３は図１の直線ローラ案内装置の上２列のローラ接触構造の変形例を示す図である。
【図４】図４は図１の直線ローラ案内装置の下２列のローラのローラ戻し通路の変形例を示す図である。
【図５】図５は従来の直線ローラ案内装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 軌道レール
２１〜２４ ローラ
３ 移動ブロック
３１ ブロック本体
３２ 側蓋
４ 水平部
５ 支持脚部
６ 軌道溝
６１〜６４ ローラ転走面
６ａ 端面案内面
７ 軌道溝
７１〜７４ ローラ転走面
７ａ 端面案内面
８１〜８４ ローラ循環路
８１ａ〜８４ａ ローラ戻し通路
８１ｂ〜８４ｂ ローラ方向転換路
Ｓ1〜Ｓ4 法線
Ｖ垂直線
Ｈ水平線
Claims (3)
- 上面と側面を有する断面四角形状の軌道レールに４列のローラを介して移動ブロックを軌道レールに沿って案内するもので、
前記移動ブロックは、軌道レールの上面と対向する水平部と、該水平部の両端から下方に突出して軌道レールの左右側面と対向する支持脚部と、を備え、
前記軌道レールには前記ローラが転走案内される４条のローラ転走面が移動ブロックの移動範囲全長にわたって設けられ、
一方、前記移動ブロックには前記軌道レールのローラ転走面と対向して４列のローラを転動自在に挟み込む４条のローラ転走面と、前記軌道レールと移動ブロックのローラ転走面間に挟み込まれたローラを移動ブロックのローラ転走面の一端から他端側に循環させる無負荷域の４条のローラ循環路を設けた直線ローラ案内装置において、
前記４列のローラの内、上側２列のローラを前記軌道レール上面の側端よりも中央側に寄せて配置し、軌道レール上面と前記移動ブロックの水平部下面に前記上側２列のローラに対応するローラ転走面を設け、
上側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路を、上側２列のローラよりも移動ブロックの側端側であって、且つ、下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路よりも中央側に配置し、
また、前記４列のローラの内、下側２列のローラを軌道レールの左右側面の上部に一列ずつ配置し、前記軌道レールの左右側面と移動ブロックの支持脚部内側面に前記下側２列のローラに対応するローラ転走面を設け、
前記上側２列のローラの回転軸と直交する線が垂直線に対して移動ブロックの側端側に向かって外向きにほぼ４５度傾斜し、
さらに前記下側２列のローラの回転軸と直交する線が水平線に対して軌道レール側に向かって上向きにほぼ４５度傾斜する構成とし、
移動ブロックの水平部の左右両端部上面であって、下側２列のローラに対応する無負荷域のローラ循環路の上方位置、または、上方位置よりも前記下側の負荷域のローラ寄りに、外部荷重が作用する移動ブロック固定用のねじ穴を設け、
軌道レールの上面と側面に断面Ｖ字形状の４条の軌道溝を設けると共に、移動ブロックの水平部下面と支持脚部内側面に断面Ｖ字形状の４条の軌道溝を設け、前記軌道溝の一方の傾斜面をローラ転送面とし、他方の傾斜面をローラ端面を案内する案内面としたことを特徴とする直線ローラ案内装置。 - ローラはローラ転走面に対して全長にわたって接触している請求項１に記載の直線ローラ案内装置。
- ローラには予圧が付与されていることを特徴とする請求項１または２に記載の直線ローラ案内装置。
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