JP4257448B2 - Roller guide device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は工作機械や建築物の免震装置等の案内部に用いられるローラ案内装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
転がり案内装置の転動体としては、ボールよりもローラの方が形状的に圧縮荷重に対する歪みが小さく耐圧性も高いので、重荷重支持をするためにはボールよりもローラを使用することが有利である。
たとえば、移動ブロックは、軌道レールの上面と対向する水平部と、この水平部の幅方向両端部から下方に突出すると共に軌道レール左右側面に対向する左右一対の垂下部と、を備え、軌道レール左右側面と移動ブロック左右垂下部との対向面間に多数の円筒状のローラから構成されるローラ列が転動自在に介装されるように構成されていた。
しかし、ローラの場合には、移動ブロックと軌道レールの取付誤差や外力による移動ブロックの変形(たとえば移動ブロックの左右垂下部が左右に曲がったり、水平部が上下に曲がったりする変形)によって、ローラが転動接触する一対のローラ転動面間が傾くと、ローラの軸方向端部がローラ転動面に片当たりして接触面圧が増大するいわゆるエッジロードが発生する。
【0003】
ここで、この種の転がり案内装置の取付誤差について簡単に説明する。
転がり案内装置の組立作業は、たとえば次のようにしてなされる。
まず、軌道レールを固定ベッドに締結する。一般的に、固定ベッド上には一対の軌道レールが平行に固定され、各軌道レール上にそれぞれ2個ずつ組み付けられる移動ブロック上に被案内部材としてのテーブルが取り付けられるようになっている。。
軌道レールは鋼材により焼き入れ研削仕上げされているが、生産上真直に作ることが困難である。そこで、固定ベッド上の軌道レールが締結される部分に取付基準面が形成されている。取付基準面は、軌道レールの底面が突き当てられ接触締結される水平基準面と、この水平基準面と垂直で軌道レールの側面が突き当てられ接触締結される垂直基準面とから構成される。これらの基準面は軌道レールを平行に締結する必要があるために、同時加工により精密に機械加工される。この基準面にボルトによって軌道レールの上面および側面が締結されて、軌道レールの真直度が出される。最初に主軸側の軌道レールの真直度を調整した後、従属側の軌道レールを主軸側の軌道レールに倣って調整する。
次に、移動ブロックをテーブルに締結する。テーブルにも固定ベッドと同様に基準面を形成した後、基準側の移動ブロックと従属側の移動ブロックを共に仮組した後、基準側の移動ブロックを締結し、動きを見ながら従属側の移動ブロックを締結するようになっている。
【0004】
このような組み付けにおいて、取付誤差の原因となるのは次のような要因がある。
第1に、テーブルと固定ベッドに形成される基準面の平行度の狂いがある。たとえば、高精度の送り精度が要求される工作機械の場合にはテーブル側および固定ベッド側共に基準面は精密に加工されるが、送り精度の要求が低い搬送装置の案内部では、固定ベッドとテーブルの一方が同時加工により精密に加工されていても他方が溶接構造の場合もあり、このような場合には基準面の平行度がでない。
第2に、軌道レールの基準面に対する締結不足により部分的に平行度が狂う場合がある。
第3に、移動ブロックの基準面に対する締結不足により平行度が狂う場合がある。たとえば、各軌道レールに移動ブロックが2個ずつ計4個設けられている場合、3個の移動ブロックを正確に取り付けたとしても、1個の移動ブロックが基準面に対し正確に取り付けられないと、全体として平行度が狂う結果となる。
また、軌道レールと移動ブロックの基準面の平行度およびこの基準面に対する正確な取付がなされたとしても、上記したように外力(たとえば軌道レールの軸周りのモーメント荷重,横方向荷重,浮き上がり荷重等)が作用した際に移動ブロックの垂下部が左右に曲げ変形したり水平部が上下に曲げ変形し、ローラを挟む軌道レールと移動ブロック側のローラ転動面間が傾く(平行で無くなる)ために、どうしてもローラの軸方向端部がローラ転動面に片当たりしてエッジロードが発生することは避けられない。
【0005】
このようなエッジロードを緩和するために、従来から外周が円弧状の樽形ローラ等を用いたものが知られている(たとえば、特公昭62−23168号公報参照)。このような樽形ローラを用いれば、ローラ転動面が傾いても、ローラの軸方向端部の片当たりを緩和することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した樽形ローラを用いた場合でも、上記したような左右軌道レール間の上下,左右の平行度の狂い等の取付誤差やモーメント荷重等の外力によって移動ブロックの垂下部が左右に曲げ変形したり、水平部が上下に曲げ変形した場合、樽形ローラを挟むローラ転走面間が傾くことに変わりはないので、樽形ローラの軸方向端部の荷重が増大するのは避けられず、ローラやローラ転動面の早期摩耗の原因となる。
【0007】
本発明は上記した従来技術の問題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、取付誤差や外力等によって移動ブロックが変形しても、樽形ローラの線接触状態を維持し得るローラ案内装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本請求項1に係る発明は、左右側面に断面円弧状で長手方向に延びる凹部を備えた軌道レールと、
該軌道レールの上面と対向する水平部と、該水平部の幅方向両端部から下方に突出すると共に前記軌道レール左右側面の凹部に挿入される凸部を有する左右一対の垂下部と、を備えた移動ブロックと、
前記軌道レール左右側面の凹部と移動ブロック左右垂下部の凸部との対向面間に、それぞれ軌道レールの長手方向に転動自在に介装される多数の樽形ローラから構成される上下2列の樽形ローラ列と、を備え、
該上下2列の樽形ローラ列を軌道レールの凹部の内周円弧面に沿ってすべり移動可能としたことを特徴とする。
このようにすれば、上方からの荷重は下側の樽形ローラ列によって支持され、下方からの浮き上がり荷重は上側に位置する樽形ローラ列によって効果的に支持することができる。
また、左右軌道レール間の上下,左右の平行度の狂い等の取付誤差やモーメント荷重等の外力によって移動ブロックの垂下部が左右に曲げ変形した場合でも、変形に応じて垂下部に設けられた凸部が樽形ローラ列を介して軌道レール左右側面の凹部の内周円弧面に沿ってすべって垂下部の曲げ変形が吸収され、凹部の内周円弧面に対して各樽形ローラは片当たりせず、均一な線接触状態を保つことができ、荷重を効果的に支持することができる。
【0009】
請求項2に係る発明は、軌道レールの上面と移動ブロックの水平部との対向面間に、多数の樽形ローラから構成される樽形ローラ列を介装したことを特徴とする。
これにより、上方からの荷重に対する負荷能力を大きくできる。
【0010】
請求項3に係る発明は、水平部を曲げ変形可能としたことを特徴とする。
曲げ変形可能とはたとえば水平部を薄肉にして上下の曲げ変形を容易化したもので、このようにすれば、取付誤差等により左右の垂下部が左右に曲げ変形すると同時に水平部が上下に変形し、この水平部の変形によっても取付誤差等を吸収することができ、取り付け誤差等の吸収能力が高くなる。また、水平部が上下に曲げ変形すると垂下部の左右の変位量が大きくなるが、垂下部の凸部に保持される樽形ローラ列は軌道レールの凹部の内周円弧面に沿ってすべるだけなので、樽形ローラは片当たりすることなく均一な線接触状態が維持される。
【0011】
請求項4に係る発明は、水平部の上面中央部には、テーブルなどの被取付部材の相手取付面との間に水平部の弾性変形を許容する隙間を形成する凹部が設けられていることを特徴とする。
水平部の曲げ変形は上下に撓むように変形し、下方へ窪むような凹形状の変形は自由であるが、上方へ突出するような凸形状の変形は相手取付面と干渉する。そこで、水平部と相手取付面との間に隙間を形成しておけば、隙間によってこの上方への変形が吸収される。
【0012】
請求項5に係る発明は、水平部を曲げ変形不能としたことを特徴とする。
ここで、曲げ変形不能とは請求項3の曲げ変形可能とすることとの対比であり、同一材質であれば請求項3の薄肉構成に対してたとえば厚肉の構成として曲げ剛性を高めたものである。このようにすれば、請求項3と異なり、取付誤差等の誤差吸収能力は低下するものの、移動ブロックの剛性が高いので、テーブルなどの被取付部材の高精度に案内することができる。
【0013】
請求項6に係る発明は、水平部の上面中央部には、テーブル等の被取付部材に固定するためのボルト締結用タップ穴が設けられていることを特徴とする。
水平部中央部をボルト締結することによって、水平部の上下変形をより確実に規制することができる。
【0014】
請求項7に係る発明は、樽形ローラ列の各樽形ローラはローラ連結体によって一連に連鎖されていることを特徴とする。
このローラ連結体によって、樽形ローラの中心軸が移動ブロックの移動方向に対して直交する方向に正確に案内することができる。
【0015】
【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詳細に説明する。
実施の形態1
図1乃至図7は、この発明の実施の形態1に係る直線ローラ案内装置を示している。
このローラ案内装置1は、図1及び図2に示すように、左右側面に断面円弧状で長手方向に延びる凹部2を備えた軌道レール3と、この軌道レール3の上面と対向する水平部4と、水平部4の幅方向両端部から下方に突出すると共に前記軌道レール3左右側面の凹部2に挿入される凸部5を有する左右一対の垂下部6,6と、を備えた断面コ字形状の移動ブロック7と、前記軌道レール3左右側面の凹部2と移動ブロック7左右垂下部6の凸部5との対向面間に、それぞれ軌道レール3の長手方向に転動自在に介装される多数の樽形ローラ8から構成される上下2列の樽形ローラ列9,10と、を備え、上下2列の樽形ローラ列9,10を軌道レール3の円弧状の凹部2内周円弧面2aに沿ってすべり移動可能としたものである。
また、軌道レール3の上面と移動ブロックの水平部4の下面との対向面間にも、多数の樽形ローラ8から構成される左右2列の樽形ローラ列11,11が設けられている。
【0016】
上記樽形ローラ列9,10,11は、図3(A)〜(C)に示すように、それぞれ移動ブロック7の左右垂下部6,6および水平部4に設けられた無限循環路12に無限循環移動可能に保持されている。
各樽形ローラ列9,10,11の無限循環路12は、荷重負荷域の負荷ローラ転走路13と、この負荷ローラ転走路13と所定間隔隔てて平行に設けられる無負荷域の戻し通路14と、負荷ローラ転走路13の両端と戻し通路の両端を接続するU字状の方向転換路15とから構成される。
負荷ローラ転走路13は、軌道レール3側のローラ転走面となる軌道レール3の凹部2の内周円弧面2aに対向して形成される移動ブロック7の左右垂下部6,6の凸部5,5に形成されたローラ転走面13a,13aと、このローラ転走面13a,13aを転動移行する樽形ローラ8の軸方向両端を案内する案内壁13bとから構成されている。この実施の形態では、樽形ローラ8はローラ連結体20によって一連に連結されているので、案内壁16bは樽形ローラ8の端面に直接接触せず、ローラ連結体20を介して案内保持される。
【0017】
樽形ローラ8は、その中心軸を含む面とローラ外周面との交線が中央が膨らむ円弧形状に成形された球面ローラで、軌道レール3の左右側面の凹部2の円弧及び移動ブロック7側のローラ転走面13aはこの樽形ローラ8の外周円弧とほぼ同一曲率の円弧形状となっている。したがって、樽形ローラ8の外周が凹部2の内周円弧面2aと移動ブロック7側のローラ転走面13aに対して、ローラ軸方向にほぼ全長にわたって線接触状態を保つ。実際には、凹部2の内周円弧面2aおよび移動ブロック7側のローラ転走面13aの曲率半径を樽形ローラ8の外周円弧の曲率半径よりも僅かに大きくしておくことが好ましい。
移動ブロック7は、断面コ字形状のブロック本体部16と、このブロック本体部16の軸方向両端面にボルトによって固定される断面コ字形状の側蓋17と、を備え、上記した負荷ローラ転走路13と無負荷域の戻し通路14はブロック本体部16に設けられ、方向転換路15は側蓋17内に形成されている(図2,図3参照)。
【0018】
左右側面の樽形ローラ列9,10の戻し通路14は、負荷ローラ転走路13と上下位置が入れ替わっており、上側の負荷ローラ転走路13に対応する戻し通路14が下側に、下側の負荷ローラ転走路13に対応する戻し通路14が上側に位置している。そして、各方向転換路15は、図1の軌道レール3の軸方向に見て十字状に交差している。このように十字状に交差させるために、一方の樽形ローラ列9の方向転換路15をブロック本体部16の端面に近い方に配置し、他方の樽形ローラ列10の方向転換路15をブロック本体部71の端面から遠い方に迂回するように配置し、方向転換路15,15が互いに干渉しないようにしている。
ブロック本体部16の端面には一方の樽形ローラ列9の方向転換路15の内周側半部15aがブロック本体部16と一体的に成型され、側蓋17にはこの一方の樽形ローラ列9の方向転換路15の内周側半部15aと対応する外周側半部15bが形成され、さらにこの外周側半部15bの軌道面と直交するように他方の方向転換路15の内周側半部15aが形成されたアーチ状に湾曲した案内ピース18が設けられている(図6,図7参照)。
【0019】
ブロック本体部16は、金属ブロック部16aと、上記した無限循環路12を成形するための樹脂部16bとから構成され、樹脂部16bによって樽形ローラ8の無限循環路12の戻し通路14、負荷ローラ転走路13の案内壁13bおよび方向転換路15の内周側半部15aとが構成されている。この樹脂部16bと金属ブロック部16aとは一体的に接合されている(図4参照)。
また、ブロック本体部16の水平部4上面には、テーブル取付用のボルト穴16cが幅方向中央部と幅方向両端部付近の3カ所に設けられている。また、軌道レール3の上面には、2条のローラ転走面3aの間にボルト締結用の固定穴3bが開口している。
【0020】
上記した軌道レール3の左右側面の凹部2は、軌道レール3の中心を通る垂直線Vに対して左右対称に設けられ、各凹部2,2に配置される左右2列ずつの樽形ローラ列9,10も左右対称に配置されている。上下2列の樽形ローラ列9,10は、左右の凹部2の内周円弧面2aの曲率中心を結ぶ水平線Hを隔てて上下に配置されている。上下の各樽形ローラ列9,10の樽形ローラ8の中心軸と直交する線を接触角線Lとし、この接触角線Lと水平線Hとのなす角を接触角α,βとすると、上側の樽形ローラ列9の接触角αと下側の樽形ローラ列10の接触角βは同一角度に設定されている。この実施の形態では、上下の樽形ローラ列9,10の接触角α,βは共に水平線に対して上下にそれぞれ45度の角度に設定されている。
【0021】
もっとも、この接触角α,βについては、45度に限定されるものではなく、荷重条件に応じて適切な接触角が選択される。たとえば、上方からの荷重が大きい場合には上側の樽形ローラ列9の接触角αを大きくとればよいし、下方からの荷重が大きい場合には、下側の樽形ローラ列10の接触角βを大きくとればよいし、横方向からの荷重が大きい場合には上下の樽形ローラ列9,10の接触角α,βを大きくとればよい。要するに、荷重条件に応じて適切な接触角が選択される。この接触角α,βの範囲としては、40度〜50度の範囲に設定することが好ましい。
一方、軌道レール3上面側に配置された2列の樽形ローラ列11,11については、それぞれの接触角線Mと水平線Hとのなす角度を接触角とすると、接触角は90度に設定されている。
【0022】
なお、ローラ連結体20は、図8に示すように、樽形ローラ8が保持される略樽形状の収納穴21がスペーサ部22を介して所定ピッチで設けられた帯状のベルト本体23と、このベルト本体23の各収納穴21の幅方向端縁に設けられる端面保持板24と、から構成されている。この端面保持板24は各樽形ローラ8のローラ端面に接触して各ローラの軸を移動ブロック7の移動方向に対して直交する方向に安定して保持するもので、その中央には樽形ローラ8の端面に設けられたセンタ穴8aに回転摺動自在に係合する係合凸部25が設けられている。この端面保持板27はローラ軌道溝6の内側壁に案内される。センタ穴8aは断面三角形状の円錐穴によって構成される。
【0023】
本実施の形態1に係るローラ案内装置1によれば、上方からの荷重は、軌道レール3上面側に位置する2列の上面樽形ローラ列11,11と、軌道レール2側面側に位置する下側の側面樽形ローラ列9,9によって支持されるので、上方からの荷重に対する負荷能力が大きい。
一方、下方からの浮き上がり荷重は軌道レール3側面側に位置する上側の樽形ローラ列10によって効果的に支持することができる。
そして、左右に配置する軌道レール間の上下左右の平行度の狂い等の取付誤差やモーメント荷重等の外力の作用によって不可避的に移動ブロック7の垂下部6,6が変形しても、変形に応じて垂下部6,6に設けられた凸部5が樽形ローラ列9,10を介して軌道レール3左右側面に形成された凹部2の内周円弧面2aに沿ってすべり、取り付け誤差等に起因する変形を吸収し、凹部2の内周円弧面2aに対して各樽形ローラ8は片当たりせず、均一な線接触状態を保つことができる。したがって、荷重を効果的に支持することができるばかりか、耐久性向上を図ることができる。
特に、この実施の形態1は、移動ブロック7の水平部4を厚肉構成として高剛性化を図り、特に、水平部4の上面中央部には、テーブル等の被取付部材に固定するためのボルト締結用タップ穴としてのボルト16cが設けられている。曲げ変形不能とは、後述する実施の形態2,3の曲げ変形可能とすることとの対比であり、同一材質であれば実施の形態2,3の水平部204,304の薄肉構成に対して厚肉の構成として曲げ剛性を高めたものである。この実施の形態では水平部4の肉厚は軌道レール2上面側の樽形ローラ列11の方向転換路15の上下スパン(戻し通路14と負荷ローラ転走路13間のスパン)よりも大きく設定し、戻し通路14は水平部4の中実部に配置されている。このようにすれば、取付誤差等の誤差吸収能力は低下するものの、移動ブロック7の剛性が高いので、テーブルなどの被取付部材の高精度に案内することができる。
また、水平部4中央部をボルト締結することによって、水平部4の変形が規制される。この水平部4の変形は、垂下部6,6の変位に影響する。たとえば、水平部4の中央部が下方に窪むように凹形状に撓むと、左右の垂下部6,6はその下端の間隔が開くように変位するし、水平部4の中央部が上方に突出するように凸形状に撓むと、左右の垂下部6,6はその下端の間隔が狭まるように変位する。水平部4の中央部をテーブル等の相手取付面にぼると締結しておけば、水平部4の上下方向の曲げ変形が規制されるので、垂下部6,6の変位を極力小さくすることができる。
【0024】
また、上記各樽形ローラ列9,10,11の各樽形ローラ8はローラ連結体20によって一連に連鎖されているので、樽形ローラ8の中心軸が移動ブロック7の移動方向に対して直交する方向に正確に案内することができる。
【0025】
次に本発明の他の実施の形態2,3について説明する。
以下の説明では、実施の形態1との差異についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態2
図9には、本発明の実施の形態2が示されている。
この実施の形態2は、実施の形態1の軌道レール3上面との間の樽形ローラ列11,11を省略して、軌道レール2左右側面の2列ずつ計4列の樽形ローラ列9,10のみが設けられた構成である。
また、水平部204は曲げ変形可能となっている。曲げ変形可能とはたとえば水平部204を薄肉にして上下の曲げ変形を容易化したものである。実施の形態1では水平部204は厚肉としているが、本実施の形態2では水平部204の肉厚を可及的に薄肉化し、実施の形態1の上面側の樽形ローラ列11,11の方向転換路15の上下スパンよりも狭くし、水平部204の上面の左右のボルト穴16c,16cの穴先端を左右の樽形ローラ列10,10の戻し通路14まで近接させている。
このようにすれば、取付誤差等により左右の垂下部6,6が左右に曲げ変形すると同時に水平部204も上下に変形し、この水平部204の変形によっても取付誤差等を吸収することができ、取り付け誤差等の吸収能力が高くなる。また、水平部204が上下に曲げ変形すると垂下部6,6の左右の変位量が大きくなるが、垂下部6,6の凸部5,5に保持される樽形ローラ列9,10は軌道レール2の凹部2の内周円弧面2aに沿ってすべるだけなので、各樽形ローラ8は片当たりすることなく均一な線接触状態が維持される。
【0026】
さらに、水平部204の上面中央部には、テーブルなどの被取付部材の相手取付面との間に水平部204の弾性変形を許容する隙間を形成する浅い凹部304aが設けられている。水平部204の曲げ変形は上下に撓むように変形し、下方へ窪むような凹形状の変形は自由であるが、上方へ突出するような凸形状の変形は相手取付面と干渉する。そこで、水平部204の上面中央部に凹部304を設けて相手取付面との間に隙間を形成しておけば、この隙間によって水平部204の上方への曲げ変形が吸収される。
【0027】
実施の形態3
図10には、本発明の実施の形態3が示されている。
この実施の形態3は、実施の形態1の高剛性タイプと実施の形態2の柔軟タイプの中間タイプで、実施の形態1と同様の上方荷重に対する高剛性を有し、実施の形態2のような柔軟性も兼ね備えた中間的な性能を有する。
すなわち、具体的には実施の形態1と同様に上面樽形ローラ列11,11を有するが、水平部304の肉厚が実施の形態1よりも薄肉で、実施の形態2よりも厚肉である。この実施の形態3では、水平部304の肉厚は軌道レール11上面側の樽形ローラ列11の方向転換路15の上下スパンとほぼ同一とし、戻し通路14の位置を水平部304の上面に近接されている。そして、水平部304の中央には、実施の形態1のような締結ボルト用タップ穴は設けられておらず、水平部304上面中央には、実施の形態2と同様の水平部304の曲げ変形を許容する凹部304aが設けられている。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、軌道レール左右側面の凹部と移動ブロック左右垂下部の凸部との対向面間に、それぞれ軌道レールの長手方向に転動自在に介装される多数の樽形ローラから構成される上下2列の樽形ローラ列を設け、この上下2列の樽形ローラ列を軌道レールの凹部の内周円弧面に沿ってすべり移動可能としたことにより、上方からの荷重は下側の樽形ローラ列によって支持され、下方からの浮き上がり荷重は上側に位置する樽形ローラ列によって効果的に支持することができる。
また、左右軌道レール間の上下,左右の平行度の狂い等の取付誤差やモーメント荷重等の外力によって移動ブロックの垂下部が左右に曲げ変形しても、変形に応じて垂下部に設けられた凸部が樽形ローラ列を介して軌道レール左右側面の凹部内周の円弧に沿ってすべって取り付け誤差等に起因する変形を吸収し、凹部内周面に対して各樽形ローラは片当たりせず、均一な接触状態を保つことができ、荷重を効果的に支持することができる。
【0029】
請求項2に係る発明によれば、軌道レールの上面と移動ブロックの水平部との対向面間に、多数の樽形ローラから構成される樽形ローラ列を介装したことにより、上方からの荷重に対する負荷能力を大きくできる。
【0030】
請求項3に係る発明によれば、水平部を曲げ変形可能としたことにより、取付誤差等により左右の垂下部が左右に曲げ変形すると同時に水平部が上下に変形し、この水平部の変形によっても取付誤差等を吸収することができ、取り付け誤差等の吸収能力が高くなる。また、水平部が上下に曲げ変形すると垂下部の左右の変位量が大きくなるが、垂下部の凸部に保持される樽形ローラ列は軌道レールの凹部の内周円弧面に沿ってすべるだけなので、樽形ローラは片当たりすることなく均一な線接触状態が維持される。
【0031】
請求項4に係る発明によれば、水平部の上面中央部には、テーブルなどの被取付部材の相手取付面との間に水平部の弾性変形を許容する隙間を形成する凹部が設けられていることにより、水平部の上方への変形が吸収される。
【0032】
請求項5に係る発明によれば、水平部を曲げ変形不能としたことにより、請求項3と異なり、取付誤差等の誤差吸収能力は低下するものの、移動ブロックの剛性が高いので、テーブルなどの被取付部材の高精度に案内することができる。
【0033】
請求項6に係る発明によれば、水平部の上面中央部には、テーブル等の被取付部材に固定するためのボルト締結用タップ穴が設けられていることにより、水平部中央部をボルト締結することによって、水平部の上下の曲げ変形をより確実に規制することができる。
【0034】
請求項7に係る発明によれば、樽形ローラ列の各樽形ローラはローラ連結体によって一連に連鎖されていることにより、樽形ローラの中心軸が移動ブロックの移動方向に対して直交する方向に正確に案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の実施の形態1に係るローラ案内装置の正面断面図である。
【図2】 図2(A)は図1の装置の概略斜視図、同図(B)は図1の装置の一部破断側面図である。
【図3】 図3(A)は図1のA−A線断面図、同図(B)は図1のB−B線断面、同図(C)は図1のC−C線断面図である。
【図4】 図4(A)は図1の装置の移動ブロックのブロック本体部の上面図、図4(B)は同図(A)の半分を樹脂成形部を省略した断面にして示す半断面側面図である。
【図5】 図5は図4のブロック本体部の樹脂成形部を半分省略して示す正面図である。
【図6】 図6は図2の移動ブロックの側蓋の正面図である。
【図7】 図7は図6の側蓋の裏面側に形成される方向転換路の構成を示すもので、同図(A)は部分図、同図(B)は同図(A)のB−B線断面図、同図(C)は同図(A)のC−C線断面図、同図(D)乃至同図(H)は同図(A)の方向転換ピースを示すもので、同図(D)は正面図、同図(E)は側面図、同図(F)は下面図、同図(G)は同図(D)のG−G線断面図、同図(H)は同図(D)のH−H線断面図である。
【図8】 図8は図3の無限循環路に充填される樽形ローラのローラ連結体を示すもので、同図(A)は一部省略正面図、同図(B)は同図(A)の樽形ローラ部分を示す図である。
【図9】 図9は本発明の実施の形態2に係るローラ案内装置の正面断面図である。
【図10】 図10は本発明の実施の形態3に係るローラ案内装置の正面断面図である。
【符号の説明】
1 ローラ案内装置
2 凹部
2a 内周円弧面
3 軌道レール
3a ローラ転走面
3b 固定穴
4,204,304 水平部
204a,304 凹部
5 凸部
6 垂下部
7 移動ブロック
71 ブロック本体部
8 樽形ローラ
8a センタ穴
9,10 樽形ローラ列(側面側
11 樽形ローラ列(上面側)
12 無限循環路
13 負荷ローラ転走路
13a ローラ転走面
13b 案内壁
14 戻し通路
15 方向転換路
16 ブロック本体部
16a 金属ブロック部
16b 樹脂部
16c ボルト穴
17 側蓋
18 案内ピース
20 ローラ連結体
21 収納穴
22 スペーサ部
23 ベルト本体
24 端面保持板
25 係合凸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roller guide device used for a guide part of a machine tool or a seismic isolation device for a building.
[0002]
[Prior art]
As a rolling element of a rolling guide device, a roller is more advantageous than a ball in order to support a heavy load because the roller is smaller in distortion than a ball in shape and has a higher pressure resistance than a ball. is there.
For example, the moving block includes a horizontal portion that faces the upper surface of the track rail, and a pair of left and right hanging portions that protrude downward from both ends in the width direction of the horizontal portion and face the left and right side surfaces of the track rail. A roller array composed of a large number of cylindrical rollers is interposed between the opposing surfaces of the left and right side surfaces and the left and right hanging parts of the moving block so as to freely roll.
However, in the case of a roller, the roller is deformed due to mounting error of the moving block and the track rail or deformation of the moving block due to external force (for example, deformation in which the left and right hanging parts of the moving block bend left and right or the horizontal part bend up and down). When the pair of roller rolling surfaces that are in rolling contact with each other are inclined, a so-called edge load is generated in which the axial end of the roller hits the roller rolling surface and the contact surface pressure increases.
[0003]
Here, a mounting error of this type of rolling guide device will be briefly described.
For example, the rolling guide apparatus is assembled as follows.
First, the track rail is fastened to the fixed bed. In general, a pair of track rails are fixed in parallel on a fixed bed, and a table as a guided member is mounted on a moving block that is assembled on each track rail. .
The track rail is hardened and ground with steel, but it is difficult to make it straight on production. Therefore, an attachment reference surface is formed at a portion where the track rail on the fixed bed is fastened. The mounting reference surface is composed of a horizontal reference surface that is abutted and contacted with the bottom surface of the track rail, and a vertical reference surface that is perpendicular to the horizontal reference surface and is abutted and contacted with the side surface of the track rail. These reference surfaces need to be fastened in parallel with the track rail and are therefore precisely machined by simultaneous machining. The upper and side surfaces of the track rail are fastened to the reference surface by bolts, and the straightness of the track rail is obtained. First, the straightness of the track rail on the spindle side is adjusted, and then the track rail on the dependent side is adjusted following the track rail on the spindle side.
Next, the moving block is fastened to the table. After forming the reference surface on the table as well as the fixed bed, temporarily assemble the reference side moving block and the dependent side moving block together, then fasten the reference side moving block and watch the movement to move the dependent side The block is to be fastened.
[0004]
In such assembling, the following factors cause mounting errors.
First, there is an error in the parallelism of the reference surfaces formed on the table and the fixed bed. For example, in the case of a machine tool that requires a high feed accuracy, the reference surface is precisely machined on both the table side and the fixed bed side. There is a case where one of the tables is precisely processed by simultaneous processing, and the other is a welded structure. In such a case, the parallelism of the reference surface is not.
Second, the parallelism may be partially out of order due to insufficient fastening with respect to the reference surface of the track rail.
Third, the parallelism may be lost due to insufficient fastening of the moving block with respect to the reference plane. For example, if four moving blocks are provided on each track rail, a total of four moving blocks, even if three moving blocks are correctly attached, one moving block cannot be accurately attached to the reference plane. As a result, the parallelism is distorted as a whole.
Also, even if the parallelism of the reference surface of the track rail and the moving block and accurate mounting to this reference surface are made, external force (for example, moment load around the track rail axis, lateral load, lift load, etc.) ), The hanging part of the moving block bends and deforms left and right, and the horizontal part bends and deforms, and the track rail that sandwiches the roller and the roller rolling surface on the moving block side tilt (no longer parallel). In addition, it is inevitable that an edge load occurs due to the axial end of the roller hitting the roller rolling surface.
[0005]
In order to alleviate such an edge load, conventionally, a barrel roller having an arcuate outer periphery is known (for example, see Japanese Examined Patent Publication No. 62-23168). If such a barrel-shaped roller is used, even if the roller rolling surface is inclined, it is possible to alleviate the contact of the end portion in the axial direction of the roller.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when the above barrel roller is used, the hanging part of the moving block bends to the left or right due to external forces such as mounting errors such as up / down and left / right parallelism between the left and right track rails and moment load. If it is deformed or the horizontal part is bent up and down, there is no change in the inclination between the roller rolling surfaces sandwiching the barrel roller, so an increase in the load at the axial end of the barrel roller is unavoidable. In other words, it causes premature wear of the rollers and roller rolling surfaces.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to maintain the line contact state of the barrel roller even when the moving block is deformed due to an attachment error or an external force. It is to provide a roller guide device to obtain.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
A horizontal portion facing the upper surface of the track rail, and a pair of left and right hanging portions that protrude downward from both ends in the width direction of the horizontal portion and have protrusions that are inserted into the recesses on the left and right side surfaces of the track rail. Moving block,
Upper and lower rows composed of a plurality of barrel-shaped rollers interposed between the concave portions on the left and right side surfaces of the track rail and the convex portions on the left and right hanging portions of the moving block so as to roll in the longitudinal direction of the track rail. A barrel-shaped roller train,
The two upper and lower barrel roller rows are slidable along the inner circumferential arc surface of the recess of the track rail.
In this way, the load from above can be supported by the lower barrel roller array, and the lifting load from below can be effectively supported by the upper barrel roller array.
In addition, even when the hanging part of the moving block is bent left and right due to external forces such as mounting errors such as up / down and left / right parallelism between the right and left track rails and moment load, it was provided at the hanging part according to the deformation The protrusion slides along the inner circumferential arc surface of the recess on the left and right side surfaces of the track rail via the barrel roller array, and the bending deformation of the hanging portion is absorbed, and each barrel roller is separated from the inner circumferential arc surface of the recess. It does not hit, can maintain a uniform line contact state, and can support the load effectively.
[0009]
The invention according to
Thereby, the load capability with respect to the load from upper direction can be enlarged.
[0010]
The invention according to
Bending deformation is, for example, a thin horizontal part that facilitates vertical bending deformation. In this way, left and right drooping parts bend and deform due to mounting errors, etc., and at the same time the horizontal part deforms up and down. However, the deformation of the horizontal portion can also absorb attachment errors and the like, and the ability to absorb attachment errors and the like is increased. In addition, when the horizontal part is bent up and down, the amount of lateral displacement of the hanging part increases, but the barrel roller row held by the projecting part of the hanging part simply slides along the inner circumferential arc surface of the recess of the track rail. Therefore, the barrel roller is maintained in a uniform line contact state without hitting one piece.
[0011]
In the invention according to
The bending deformation of the horizontal portion is deformed so as to bend up and down, and the deformation of the concave shape that is depressed downward is free, but the deformation of the convex shape that protrudes upward interferes with the mating mounting surface. Therefore, if a gap is formed between the horizontal portion and the counterpart mounting surface, the upward deformation is absorbed by the gap.
[0012]
The invention according to
Here, the inability to bend is compared with that of
[0013]
The invention according to
By bolting the central part of the horizontal part, the vertical deformation of the horizontal part can be more reliably regulated.
[0014]
The invention according to
By this roller coupling body, the central axis of the barrel roller can be accurately guided in a direction perpendicular to the moving direction of the moving block.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
1 to 7 show a linear roller guide device according to
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
Further, between the opposing surfaces of the upper surface of the
[0016]
As shown in FIGS. 3A to 3C, the
The
The loaded
[0017]
The barrel-shaped
The moving
[0018]
The
The inner
[0019]
The block
Further, on the upper surface of the
[0020]
The above-described
[0021]
However, the contact angles α and β are not limited to 45 degrees, and appropriate contact angles are selected according to the load conditions. For example, when the load from the upper side is large, the contact angle α of the upper barrel-shaped roller row 9 may be increased, and when the load from the lower side is large, the contact angle of the lower barrel-shaped
On the other hand, for the two barrel roller rows 11 and 11 arranged on the upper surface side of the
[0022]
As shown in FIG. 8, the
[0023]
According to the
On the other hand, the lifting load from below can be effectively supported by the upper
And even if the hanging
In particular, the first embodiment is intended to increase the rigidity by making the
Moreover, the deformation | transformation of the
[0024]
Further, since the
[0025]
Next,
In the following description, only differences from the first embodiment will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
In this second embodiment, the barrel-shaped roller rows 11 and 11 between the upper surface of the
Further, the
In this way, the left and right hanging
[0026]
Further, a
[0027]
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
The third embodiment is an intermediate type between the high rigidity type of the first embodiment and the flexible type of the second embodiment, and has the same high rigidity against the upward load as in the first embodiment. Intermediate performance with excellent flexibility.
Specifically, as in the first embodiment, the upper barrel barrels 11 and 11 are provided, but the
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, between the opposing surfaces of the concave portions on the left and right side surfaces of the track rail and the convex portions on the left and right hanging portions of the moving block, the rolling rails are interposed in the longitudinal direction of the track rail. Two upper and lower barrel roller rows composed of a plurality of barrel rollers to be mounted are provided, and the upper and lower barrel roller rows can slide along the inner circumferential arc surface of the recess of the track rail. As a result, the load from above is supported by the lower barrel roller row, and the lifting load from below can be effectively supported by the upper barrel roller row.
Also, even if the hanging part of the moving block bends left and right due to external forces such as mounting errors such as up / down and right / left parallelism deviation between the left and right track rails and moment load, it was provided at the hanging part according to the deformation The convex part slides along the arc of the inner circumference of the recess on the left and right side surfaces of the track rail via the barrel roller array to absorb deformation caused by mounting errors, etc. Therefore, a uniform contact state can be maintained and a load can be effectively supported.
[0029]
According to the second aspect of the present invention, the barrel-shaped roller train composed of a large number of barrel-shaped rollers is interposed between the opposed surfaces of the upper surface of the track rail and the horizontal portion of the moving block. The load capacity with respect to the load can be increased.
[0030]
According to the invention of
[0031]
According to the invention which concerns on
[0032]
According to the invention according to
[0033]
According to the invention which concerns on
[0034]
According to the seventh aspect of the present invention, the barrel-shaped rollers in the barrel-shaped roller train are linked in series by the roller coupling body, so that the central axis of the barrel-shaped rollers is orthogonal to the moving direction of the moving block. It is possible to guide accurately in the direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a roller guide device according to
2A is a schematic perspective view of the apparatus of FIG. 1, and FIG. 2B is a partially cutaway side view of the apparatus of FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. It is.
4A is a top view of the block main body of the moving block of the apparatus of FIG. 1, and FIG. 4B is a half showing the half of FIG. It is a cross-sectional side view.
FIG. 5 is a front view showing the resin molding part of the block main body part in FIG. 4 with half omitted.
FIG. 6 is a front view of a side cover of the moving block of FIG.
7 shows the configuration of the direction change path formed on the back surface side of the side cover of FIG. 6, where FIG. 7 (A) is a partial view and FIG. 7 (B) is the same view as FIG. BB sectional view, FIG. 10C is a sectional view taken along the line C-C of FIG. 11A, and FIGS. D to H illustrate the direction change piece of FIG. (D) is a front view, (E) is a side view, (F) is a bottom view, and (G) is a cross-sectional view taken along the line GG of FIG. (D). (H) is the HH sectional view taken on the line of FIG.
8 shows a roller coupling body of barrel-shaped rollers filled in the infinite circulation path of FIG. 3. FIG. 8 (A) is a partially omitted front view, and FIG. It is a figure which shows the barrel-shaped roller part of A).
FIG. 9 is a front sectional view of a roller guide device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front sectional view of a roller guide device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Roller guide device
2 recess
2a Inner circular arc surface
3 Track rail
3a Roller rolling surface
3b fixing hole
4,204,304 Horizontal part
204a, 304 recess
5 Convex
6 hanging part
7 Moving block
71 Block body
8 barrel roller
8a Center hole
9,10 Barrel-shaped roller train (side side
11 Barrel roller train (top side)
12 Infinite circuit
13 Roller rolling path
13a Roller rolling surface
13b Guide wall
14 Return passage
15 direction change path
16 Block body
16a Metal block part
16b Resin part
16c Bolt hole
17 Side lid
18 Information piece
20 Roller linkage
21 Storage hole
22 Spacer
23 Belt body
24 End face holding plate
25 engaging projection
Claims (7)
該軌道レールの上面と対向する水平部と、該水平部の幅方向両端部から下方に突出すると共に前記軌道レール左右側面の凹部に挿入される凸部を有する左右一対の垂下部と、を備えた移動ブロックと、
前記軌道レール左右側面の凹部と移動ブロック左右垂下部の凸部との対向面間に、それぞれ軌道レールの長手方向に転動自在に介装される多数の樽形ローラから構成される上下2列の樽形ローラ列と、を備え、
該上下2列の樽形ローラ列を軌道レールの凹部の内周円弧面に沿ってすべり移動可能としたことを特徴とするローラ案内装置。A track rail provided with concave portions extending in the longitudinal direction in a circular arc shape on the left and right side surfaces;
A horizontal portion facing the upper surface of the track rail, and a pair of left and right hanging portions that protrude downward from both ends in the width direction of the horizontal portion and have protrusions that are inserted into the recesses on the left and right side surfaces of the track rail. Moving block,
Upper and lower rows composed of a plurality of barrel-shaped rollers interposed between the concave portions on the left and right side surfaces of the track rail and the convex portions on the left and right hanging portions of the moving block so as to roll in the longitudinal direction of the track rail. A barrel-shaped roller train,
A roller guide device characterized in that the upper and lower barrel-shaped roller rows can slide along the inner circumferential arc surface of the recess of the track rail.
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