JP3944666B2 - リニアガイド装置の取付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置、小型工作機械、測定装置等の機械装置において、位置決め用の案内に使用されるリニアガイド装置（直動案内装置）のベアリングブロックの前記機械装置への取付装置及び取付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のリニアガイド装置のベアリングブロック（スライダとも言う。）の機械装置の位置決め用テーブル等への取付は、例えば、図９に示すように、ベアリングブロック３０の上面に設けられたタップ３１を利用し、テーブル７０の上面側からボルト１００を介して締結固定するようになっている。
しかしながら、該ベアリングブロック３０を取り付けるべき機械装置の構造によっては、ボルト１００に対してテーブル７０のリニアガイドレール反対側からアクセスできない場合があり、かかる場合には、図１０に示したように、テーブル７０のリニアガイドレール側からボルト１００を締め付けることができるようにフランジタイプのベアリングブロック４０を採用する場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、全てのシリーズ及び型番でフランジタイプのものが設定されているとは限らず、シリーズまたは型番によってはフランジタイプのものが設定されていない場合がある。特に、サイズの小さいシリーズまたは型番では、フランジタイプのものが設定されていないことが多い。
このため、精度・負荷等の基本性能の面から要求されるサイズのベアリングブロックにフランジタイプのものが設定されていない場合には、サイズの大きいフランジタイプのものを使用する必要があったため、結果としてオーバースペックとならざるを得なかった。即ち、精度・負荷等の基本性能の面からすれば必要以上にサイズの大きなリニアガイド装置を使用しなければならなくなるので、コストの増大、取付スペースの増大、設計自由度の低下、重量の増大等を招き、装置のコンパクト化が図れず、延いては製品コストを低減することも難しかった。
本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされたものであり、一般的に標準形状とされている角型のベアリングブロックを、低コストかつ簡単な構成で、精度良く機械装置に取り付けることができるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明は、
リニアガイドレールと、スライド方向に略直角な断面が略コ字状に形成され該略コ字状の開口部に前記リニアガイドレールをスライド自由に収容するベアリングブロックと、を含んで構成されるリニアガイド装置の前記ベアリングブロックを機械装置へ取り付けるための取付装置であって、
【０００５】
前記ベアリングブロックの開口部の深さ方向に略直角な面に当接可能な当接部を備え、前記ベアリングブロックから離間した位置で機械装置に締結される締結部材を介して機械装置に締結される取付部材を含んで構成され、
【０００６】
前記取付部材を機械装置へ締結することで、前記取付部材の当接部を介して前記べアリングブロックの開口部の深さ方向に略直角な面を機械装置側へ押圧付勢することにより、前記ベアリングブロックを機械装置へ取り付けるように構成した。
【０００７】
かかる構成とすれば、ベアリングブロック自体に機械装置への取付用タップ等を設けなくても、簡単かつ安価な構成で、機械装置に良好にベアリングブロックを取り付けることができる。また、例えば、機械装置（テーブル等）にリニアガイドレール側からアクセスしてベアリングブロックを取り付けるような場合でも、特別なベアリングブロック形状が要求されることがなく、標準的なベアリングブロックを使用することができるため、機械装置に最適な直動案内装置（リニアガイド装置）を選択することが可能となる、換言すれば直動案内装置の選択幅が拡大されることになる。従って、従来に比べて、コストの低減、取付スペースの削減、設計自由度の向上、重量の低減等を促進することができ、装置のコンパクト化延いては製品コストの低減化を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記当接部が、前記ベアリングブロックの開口部の深さ方向に略直角な面の外側端部からスライド中心方向に向け、０．５Ｌ〜０．６７Ｌ（Ｌは、前記ベアリングブロックの開口部の深さ方向に略直角な面の外側端部から内側端部までの距離とする）の範囲で当接可能な凸状部を有し、前記べアリングブロックの開口部の深さ方向に略直角な面を前記凸状部を介して機械装置側へ押圧付勢するように構成した。
【０００９】
かかる構成とすれば、例えば、比較的大きな力で取付部材を締結部材を介して締結する際に生じる取付部材の変形、延いては前記ベアリングブロック（特に開口部）の変形に伴う不都合（ボール転動溝変形による予圧抜けなど）を効果的に抑制することができる。従って、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏しつつ、一層高精度な直動案内を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係るリニアガイド装置１を示す。
図１及び図２に示すように、リニアガイド装置１は、軸方向（図１平面に垂直な方向）に延びる長尺のリニアガイドレール２と、一般的に標準形状とされている角型で開口部３Ａ（図５或いは図６（ｂ）参照）を有するベアリングブロック３と、を含んで構成されている。前記リニアガイドレール２は、両側面に各面１列（或いは各側面に複数列であってもよい。）ずつのボール転動溝４を備えて構成されている。前記リニアガイドレール２上に移動可能に跨架されたベアリングブロック３は、その両袖部５、５に前記ボール転動溝４に対向するボール転動溝１１及びこれに平行するボール循環路１２（図５等参照）を有しており、対向する両ボール転動溝４、１１間を転動する多数のボールを、前記ボール循環路１２に導いて無限循環させることにより、該ベアリングブロック３は、リニアガイドレール２上を正確に案内されつつ直線移動することが可能となっている。
【００１１】
上記リニアガイド装置１は、一般的には、図７に示すように、二組のリニアガイドレール２Ａ，２Ｂを機械装置のベッド６に並列に配設固定されて使用される。そして、各リニアガイドレール２Ａ、２Ｂ上に、それぞれ跨架されたベアリングブロック３Ａ、３Ｂに、機械装置のテーブル７を取り付けるようになっている。
ところで、本実施形態においては、一般的に標準形状とされている角型のベアリングブロック３を、機械装置のテーブル７のリニアガイドレール側からのアクセスによって、当該テーブル７に取り付けることができるようにするために、取付部材８が利用される。
【００１２】
即ち、図１、図２に示すように、取付部材８は、支点端側８Ａを支点として、取付部材８に設けられた貫通穴９に通した締結部材としてのボルト１０を締め付けることにより、取付部材８の固定端側８Ｂで、ベアリングブロック３の袖部５の下面５Ａを押圧して該ベアリングブロック３を機械装置のテーブル７に固定するようになっている。なお、８Ｅは、ブロック部材であり、別体に或いは取付部材８と一体に形成しても良い。或いは、テーブル７に取付固定しておく構成でも良い。
【００１３】
ここで、前記袖部５の下面５Ａとの当接面である前記取付部材８の上面８Ｃをフラットに形成した場合、ボルト１０を比較的大きな軸力で締め付けると、該取付部材８は、図３に示すように変形し、ベアリングブロック３の外側端５Ｂを押さえることになる。このため、ボルト１０を比較的大きな軸力で締め付ける場合には、ベアリングブロック３は、ＦＥＭ解析結果を示す図５のように、断面コ字部（開口部３Ａ）が開く（袖部５が外方へ開く）ように変形するため、ボール転動溝１１が広げられ、以て予圧（ボール転動溝内にあるボールへの予圧）の抜けが生じ、直動案内としての精度の低下を招くおそれが生じる場合がある。
【００１４】
このため、取付部材８をベアリングブロック３の袖部５の下面５Ａのどの位置で押さえるようにすれば良いかを解析（研究）したところ、図６（ａ）に示すような結果が得られた。この図６（ａ）、図６（ｂ）から解るように、点ＤＥ間距離を”Ｌ”としたとき、点Ｄから０．５Ｌ〜０．６７Ｌの位置を荷重中心として取付部材８で押さえれば、ボール転動溝１１への影響を少なくできることが解明された。
【００１５】
即ち、図４に示すように、取付部材８の上面８Ｃに、ベアリングブロック３と当接する凸状部８Ｄを突出形成し、それ以外の部分を逃がした形状にするのが好ましい。
【００１６】
ところで、ベアリングブロック３の取り付けは、相手方（ここでは、テーブル７）に設けられている基準に倣わせて行う。例えば、高さ方向は溝１３の深さ、幅方向についてはベアリングブロック３がｈ７程度の嵌め合い公差で製造されているので、幅がＨ８程度の嵌め合い公差に仕上げられた溝１３の片側側面に合わせて取り付ける。長手方向については、加工の簡便性から溝１３は通しで設け、ピンなどで位置決めを行うようにする。
【００１７】
ここで、電子部品等の実装機器での使用例を図８に示す。該図８は、本実施形態に係るリニアガイド装置１を複数並列に配設して用いた例であるが、例えば円筒外面に所定間隔で複数並列に配置させることもできるものである。なお、図８に示した通り、取付部材８の両端それぞれが、ベアリングブロック３を押圧する構成とすることも可能である。このようにすると、１つの取付部材８で２つのベアリングブロックを押圧することができるので、部品点数（例えば、ブロック部材８Ｅ）の削減、組立工数の削減等を図ることも可能である。また、本実施形態にかかる取付部材８によれば、従来における図９、図１０に示されるような高精度なタップ穴やボルト穴をベアリングブロック自体に設ける必要がないので、ベアリングブロックの利用性の向上、加工コストの低減することも可能である。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、例えば、テーブル７のリニアガイドレール側からアクセスしてベアリングブロック３を取り付けるような場合でも、標準的な形状のベアリングブロック３を使用することができるため、機械装置に最適な直動案内装置（リニアガイド装置）を選択することが可能となる。従って、従来に比べて、コストの低減、取付スペースの削減、設計自由度の向上、重量の低減等を促進することができ、装置のコンパクト化延いては製品コストの低減化を図ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、機械装置（テーブル等）にリニアガイドレール側からアクセスしてベアリングブロックを取り付けるような場合でも、特別なベアリングブロック形状が要求されることがなく、標準的なベアリングブロックを使用することができるため、機械装置に最適な直動案内装置（リニアガイド装置）を選択することが可能となる、換言すれば直動案内装置の選択幅が拡大されることになる。また、ベアリングブロック自体に機械装置への取付用タップ等を設けなくても、簡単かつ安価な構成で、機械装置に良好にベアリングブロックを取り付けることも可能である。従って、従来に比べて、コストの低減、取付スペースの削減、設計自由度の向上、重量の低減等を促進することができ、装置のコンパクト化延いては製品コストの低減化を図ることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、例えば、比較的大きな力で取付部材を締結部材を介して締結する際に生じる取付部材の変形、延いては前記ベアリングブロックの変形に伴う不都合（ボール転動溝変形による予圧抜けなど）を効果的に抑制することができる。従って、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏しつつ、一層高精度な直動案内を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るリニアガイド装置の取付状態を示す正面図である。
【図２】同上実施形態に係るリニアガイド装置の取付状態を示す下面図である。
【図３】取付部材の変形モードを示す図である。
【図４】より好ましい取付部材の一形態例を示す図である。
【図５】取付部材のＦＥＭ解析結果（変形）を示す図である。
【図６】ａは、取付部材の押圧位置解析結果を示す図である。ｂは、取付部材の押圧位置解析結果を示す図である。
【図７】一般的なリニアガイド装置の並列配列を説明する正面図である。
【図８】本発明に係るリニアガイド装置を複数並列配列した一例を示す正面図である。
【図９】従来のベアリングブロックのリニアガイドレール反対側からのアクセスによる取付方法を説明する図である。
【図１０】従来のベアリングブロックのリニアガイドレール側からのアクセスによる取付方法を説明する図である。
【符号の説明】
１ リニアガイド装置（直動案内装置）
２ リニアガイドレール
３ ベアリングブロック（スライダ）
３Ａ 開口部
４ ボール転動溝（リニアガイドレール側）
５ 袖部
６ ベッド
７ テーブル
８ 取付部材
８Ｄ 凸状部
９ 貫通穴
１０ ボルト
１１ ボール転動溝（ベアリングブロック側）
１２ ボール循環路

Claims (1)

1. 第１のボール転動溝を備えたリニアガイドレールと、スライド方向に略直角な断面が略コ字状に形成され、上部と該上部の両端から延在し、前記第１のボール循環路を有する袖部を備え、該袖部により画成される開口部に前記リニアガイドレールをスライド自由に収容するベアリングブロックと、を含んで構成され、前記第１及び第２のボール転動溝間を予圧を与えられて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ることにより、前記ベアリングブロックが前記リニアガイドレール上を案内されつつ直線移動するリニアガイド装置の前記ベアリングブロックを機械装置へ取り付けるための取付装置であって、
   前記ベアリングブロックの前記袖部の下面に当接可能な当接部を備え、前記ベアリングブロックから離間した位置で機械装置に締結される締結部材を介して機械装置に締結される取付部材を含んで構成され、
   前記当接部が、前記ベアリングブロックの前記袖部の下面の外側端部からスライド中心方向に向け、０．５Ｌ〜０．６７Ｌ（Ｌは、前記ベアリングブロックの前記袖部の下面の外側端部から内側端部までの距離とする）の範囲で当接可能な凸状部を有し、前記凸状部を介して前記べアリングブロックの前記袖部の下面を機械装置側へ押圧付勢することにより、前記ベアリングブロックを機械装置へ取り付けるように構成したことを特徴とするリニアガイド装置の取付装置。

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