JP4259857B2 - 案内装置及びその組み付け方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の工作機械や工業用ロボット、あるいは部品搬送システム等のスライド部に利用され、軌道レールに沿ってスライダが自在に走行可能な案内装置に係り、特に、軌道レールが一定曲率で円弧状に形成された曲線領域を含む案内装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開昭63−186028号公報
【特許文献2】
特開2000−346065号公報
【0003】
特開昭63−186028号公報には、円弧状に形成された軌道レールに沿ってスライダが自在に移動可能な曲線案内装置が開示されている。この曲線案内装置は、一定の曲率で円弧状に形成されると共に、外周側面及び内周側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された曲線案内レールと、この曲線案内レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記曲線案内レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記曲線案内レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとから構成されており、ボールの転動に応じて上記スライダが曲線案内レールに沿って自在に移動し得るように構成されている。スライダの負荷転走溝は曲線案内レールの曲率に応じた円弧状に形成されており、かかる負荷転走溝と曲線案内レールの転走溝との間に介在する総てのボールが該スライダに作用する荷重を負荷しながら転走し、それによってスライダが曲線案内レールに沿った曲線運動を成し得るようになっている
【0004】
一方、特開2000−346065号公報には、直線領域と曲線領域とが混在した軌道レールに沿ってスライダが自在に移動可能な自在案内装置が開示されている。この自在案内装置において、軌道レールは一直線状に形成された直線案内レールと一定の曲率で円弧状に形成された曲線案内レールとを継ぎ合わせて構成することが可能であり、各直線案内レール及び曲線案内レールの両側面には長手方向に沿ってボールの転走溝が形成されている。また、軌道レールに沿って移動するスライダには、前記転走溝に対向する負荷転走溝が形成されると共に、この負荷転走溝を含むボールの無限循環路を備え、この無限循環路を転動するボールが前記軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷するように構成されている。また、スライダが直線領域から曲線領域へ、曲線領域から直線領域へ自在に往来できるようにするため、スライダの各負荷転走溝は直線状に形成されると共に、曲線案内レールの幅寸法が直線案内レールのそれよりも小さく設定されている。
【0005】
図4は前記自在案内装置におけるスライダと直線案内レールとの係合状態を示す断面図である。スライダ2は直線案内レール1Aを左右両側から抱え込むため、かかる直線案内レール1Aの両側面に対応したボール3の無限循環路を備えており、ボール3は無限循環路を巡りながら、前述の如く直線案内レール1Aの転走溝10aとスライダ2の負荷転走溝43aとの間でスライダ2に作用する荷重を負荷する。直線案内レール1Aの長手方向に沿って形成されたボール3の転走溝10aは当然の如く直線状であり、スライダ2の負荷転走溝43aも直線案内レール1Aの転走溝10aに正対するように直線状に形成されていることから、直線案内レール1Aの転走溝10aとスライダ2の負荷転走溝43aとの間に位置している総てのボール3はスライダ2に作用する荷重を負荷している。
【0006】
一方、図6は前記自在案内装置におけるスライダ2と曲線案内レールとの係合状態を示す断面図である。曲線案内レール1Bの転走溝12aが一定の曲率で円弧状に形成されているにも拘らず、スライダ2の負荷転走溝43aは直線状に形成されていることから、曲線案内レール1Bの外周側面に位置する転走溝12aにおいては、スライダ2の負荷転走溝43aの長手方向の中央に位置する少数のボール3のみが荷重を負荷し、内周面側に位置する転走溝12aにおいては、スライダ2の負荷転走溝43aの長手方向の両端に位置する少数のボール3のみが荷重を負荷している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
これらの曲線案内装置、自在案内装置を実際に使用するに当たっては、被取付面となるベース平面上で複数本の曲線案内レールを繋ぎ、環状経路の軌道レールを構築したり、曲線案内レールと直線案内レールとを取り混ぜて繋ぎ、任意の経路の軌道レールを構築することが必要となる。
【0008】
しかし、実際にベース平面上に曲線案内レールを固定して軌道レールを構成し、かかる軌道レールに沿ってスライダを移動させてみると、ベース平面に対する軌道レールの組み付け精度をいくら高めたとしても、曲線案内レールと曲線案内レールとの継ぎ部においてスライダの動きが重くなる、引っ掛かるといったトラブルが発生することがあった。また、スライダを前記継ぎ部で繰り返し走行させたところ、曲線案内レールの端部において、ボールの転走溝が金属疲労によってうろこ状にはがれ落ちる所謂フレーキング現象の発生が早期に認められた。このトラブルは前記曲線案内装置よりも前記自在案内装置の場合に顕著であった。
【0009】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、曲線案内レールと曲線案内レールの継ぎ部において、スライダが摺動抵抗の変動なく滑らかに移動することが可能であると共に、ボールの転走溝が早期に疲労してフレーキング現象を発生するのを防止し、もって製品寿命を全うすることが可能な案内装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記問題点の原因を確認するため、曲線案内レールを複数継いで円環状の軌道レールを構成し、スライダをこの軌道レールに沿って繰り返し周回させながら、曲線案内レールの継ぎ部における転走溝の状況を観察したところ、図9に示すように、スライダの移動方向に関して上流側に位置している曲線案内レール1B−1では、外周面側の転走溝12aの終端位置Xにボール3によると思われる打痕が発生していた。また、下流側に位置している曲線案内レール1B−2では、外周面側の転走溝12a上にボール3による打痕は認められないものの、先端から所定の領域Yに限って早期にフレーキング現象が発生した。このことから、曲線案内レール1B−1,1B−2の継ぎ部においては、外周面側の転走溝12aを転走するボール3に対して過度の負荷が作用していることが伺われた。
【0011】
通常、曲線案内レールは直線案内レールに比べてベース平面に対する組み付けが難しいことから、曲線案内レールの継ぎ部においては10〜100μm程度の段差が発生し易いが、このような組み付け精度に依存した段差は、実際にスライダを走行させながらベース平面に対する曲線案内レールの組み付け状態を調整することにより、略排除することが可能である。しかし、前述の現象は、ベース平面に対する曲線案内レールの組み付け精度を高めても発生するものであった。
【0012】
そこで、試験に使用した曲線案内レールの曲率半径を実際に測定したみたところ、かかる曲線案内レールの長手方向の中央部の曲率半径R0 と両端部の曲率半径R1 とは僅かに異なっており(10〜20μm程度)、両端部の曲率半径R1 が僅かに大きくなっていた(R0 <R1 )。実際に所定の曲率に曲げられた数本の曲線案内レールに関し、曲率半径の測定を同様に行ったところ、同じように長手方向の両端部の曲率半径が中央部にそれよりも僅かに大きくなっている傾向が確認された。
【0013】
このように長手方向の両端部の曲率半径が中央部よりも大きな曲線案内レールをベース平面上で継いで軌道レールを構成した場合、図9に示すように、曲線案内レール同士の継ぎ部においては、外周面側に位置する転走溝の形状が本来予定していた理想形状(図中に破線で表示)よりも外側に膨出してしまうことになる。このことから、曲線案内レールの継ぎ部においては、外周面側の転走溝を転動するボールに対して過度の負荷が作用してしまうものと考えられる。また、ボールに対して最大の負荷が作用するのは、曲線案内レールの端面同士が接触した継ぎ目においてであることから、スライダの無限循環路内において無負荷状態にあったボールが前記継ぎ目においていきなり負荷を受けた場合に、前述の過負荷によって上流側の曲線案内レールの後端に打痕が発生し、更に、かかるボールが下流側の曲線案内レールのボール転走溝を転走することにより、下流側の曲線案内レールの先端部領域に金属疲労が蓄積され、早期のフレーキング現象に繋がっているものと考えられる。
【0014】
また、曲線案内装置では軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間に位置する総てのボールが荷重を負荷していることから、個々のボールに対する負荷は軽減され、その結果として前述の問題点は発生し難くなっているものと考えられる。しかし、前記自在案内装置では、図6を用いて説明したように、スライダが曲線案内レールに沿って移動している場合、かかる曲線案内レールの外周面側の転走溝では円弧の頂点に位置する少数のボールのみが荷重を負荷しており、かかるボールに対して荷重が集中する傾向にある。このため、曲線案内装置よりも自在案内装置において前記問題点は顕著に発生しているものと考えられる。
【0015】
そこで、本発明においては、曲線案内レールと曲線案内レールとの継ぎ部において、曲線案内レールの外周面側に位置する転走溝を極僅かに削り取り、それによって継ぎ部を転動するボールに対して過度の負荷が作用するのを軽減するように構成した。
【0016】
また、実際に曲率半径を測定した曲線案内レールでは、長手方向の中央部の曲率半径R0 よりも両端部の曲率半径R1 が僅かに大きくなっていたが、実際にはこの逆の場合、すなわちR0 >R1 の場合も存在するものと考えられる。その場合には、曲線案内レールの内周面側に位置する転走溝を極僅かに削り取り、それによって継ぎ部を転動するボールに対して過度の負荷が作用するのを軽減することができる。
【0017】
すなわち、本発明は、ベース平面上に固定されると共に両側面には長手方向に沿って複数条のボール転走溝が形成された軌道レールと、前記ボール転走溝を転動する多数のボールを備えると共にこれらボールの無限循環路を具備し、前記軌道レールに沿って移動自在なスライダとから構成される案内装置であって、前記軌道レールが、少なくとも一定曲率の円弧状に形成された複数本の曲線案内レールを含み、これら曲線案内レールを前記ベース平面上で直列に継いで構成されており、前記曲線案内レールの長手方向の両端部のうち、他の曲線案内レールと接続される端部では、前記ボール転走溝に対し、これを長手方向に沿って削り取ったクラウニング部を形成し、かかるクラウニング部によってボールの負荷を軽減するようにしたものである。
【0018】
このようなクラウニング部は曲線案内レールの総てのボール転走溝に対して行っても良いし、曲線案内レールの外周面又は内周面のいずれか一方に存在するボール転走溝に対してのみ行っても良い。但し、
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の案内装置を詳細に説明する。
図1は本発明を適用した自在案内装置の一例を示すものである。同図において、符号1はベッド等の固定部に配設される軌道レール、符号2は上記軌道レール1に沿って自在に移動可能なスライダである。そして、かかる軌道レール1は、直線状に形成された直線案内レール1Aと、所定の曲率で円弧状に形成された複数の曲線案内レール1B(1B−1,1B−2,1B−3)と、これら直線案内レール1Aと曲線案内レール1B−1とを連結する中間レール1Cとを含み、これら直線案内レール1A、曲線案内レール1B及び中間レール1Cを直列に繋いで構成されている。そして、前記スライダ2がこれらレール上を制限なく自在に移動し得るようになっている。
【0020】
図2は直線案内レール1Aとこれに組み付けられたスライダ2を示す斜視図、図3はこれを直線案内レール1Aの軸方向から見た正面断面図である。上記直線案内レール1Aは断面略矩形状に形成されており、ボール3が転走するボール転走溝10a,10bが長手方向に沿って計4条形成されている。これらボール転走溝10a,10bは直線案内レール1の両側面に夫々形成されており、上側に位置するボール転走溝10aは図3の紙面左右方向から45°上向きに形成される一方、下側のボール転走溝10bは45°下向きに形成されている。また、直線案内レール1Aにはその長手方向に適宜間隔をおいてボルト取付孔11が形成されており、直線案内レール1Aはこのボルト取付孔11に挿入される図示外の固定ボルトによって被取付面であるベース平面上に固定される。
【0021】
一方、上記スライダ2は、テーブル等の可動体の取付面41及び当該可動体の固定ボルトが螺合するタップ孔42を有する移動ブロック4と、この移動ブロック4の前後両端面に対して固定される一対の蓋体5,5とから構成されており、かかる蓋体5を移動ブロック4に固定することで当該スライダ内にボール3の無限循環路が具備されるようになっている。また、上記蓋体5には軌道レール1に摺接するシール部材6が取り付けられており、軌道レール1に付着している塵芥等がスライダ2の移動に伴って当該スライダ2内に侵入するのを防止している。
【0022】
先ず、上記移動ブロック4は取付面41が形成された水平部4a及びこの水平部4aから垂れ下がる一対のスカート部4b,4bを備えて断面略サドル状に形成されており、これら水平部4aの下面側及び各スカート部4bの内面側には直線案内レール1Aのボール転走溝10a,10bに対向する4条の負荷転走溝43a,43bが直線状に形成されている。また、上記水平部4a及び各スカート部4bには各負荷転走溝43a,43bに夫々対応したボール戻し孔44a,44bが形成されており、蓋体5に形成されたU字状の方向転換路によって各負荷転走溝43a,43bとこれに対応するボール戻し孔44a,44bとが連結され、ボールの無限循環路が形成されるようになっている。
【0023】
これにより、直線案内レール1Aのボール転走溝10a,10bと移動ブロック4の負荷転走溝43a,43bとの間で荷重を負荷していたボール3は、スライダ2の移動に伴って上記負荷転走溝43a,43bを転走し終えると上記荷重から開放されて一方の蓋体5の方向転換路に入り込み、そのままの無負荷状態で負荷転走溝43a,43bにおける転走方向とは逆方向へ向かって移動ブロック4のボール戻し孔44a,44bを転走する。また、ボール戻し孔44a,44bを転走し終えたボール3は他方の蓋体5の方向転換路51を介して再度直線案内レール1Aと移動ブロック4との間に入り込み、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝43a,43bを転走する。
【0024】
また、上記移動ブロック4の各袖部4bの下端並びに水平部4aの下面には夫々ボール保持プレート45,46が取り付けられている。このボール保持プレート45,46は金属板のプレス成形や硬質合成樹脂の射出成形等により成形され、軌道レール1からスライダ3を取り外した際に各負荷転走溝43a,43bを転走するボール3がスライダ2から脱落するのを防止している。
【0025】
図4は、上記スライダ2が直線案内レール1Aに沿って移動している際の、ボール3の転走状態及び循環状態を示すものであり、直線案内レール1Aの両側面に形成された転走溝10aを転走するボール3について描かれている。
【0026】
前述の通り、移動ブロック4の前後両端面に固定される一対の蓋体5には上記負荷転走溝43a,43bに対応した方向転換路51が夫々形成されており、かかる蓋体5を移動ブロック4に固定することにより、図示の如くスライダ2がボール3の無限循環路を具備するようになっている。ここで、転走溝10a,10bは直線案内レール1Aの長手方向に沿って一直線状に形成されており、また、かかる転走溝10a,10bに対向するスライダ2の負荷転走溝43a,43bも直線状に形成されていることから、図4に示すように、負荷転走溝43a,43bを同時に転走する全てのボール3は直線案内レール1Aの転走溝10a,10bにも接している。すなわち、スライダ2が直線案内レール1Aに沿って移動している最中は、軌道レール1側の転走溝10a,10bとスライダ4側の負荷転走溝43a,43bとの間で荷重を負荷せずに遊んでしまうボール3がなく、スライダ2に対して大きな荷重が作用した場合であっても、かかる荷重を確実に受け止めてスライダ2を円滑に移動させることができるものである。
【0027】
一方、前記曲線案内レール1Bは上記直線案内レールと略同じ断面形状に形成されると共に長手方向には一定の曲率Rを有する円弧状に形成されており、その外周側面及び内周側面には直線案内レール1Aの両側面に形成された転走溝10a,10bと連続する転走溝12a、12bが形成されている。
【0028】
但し、図5に示すように、曲線案内レール1Bの幅寸法(実線)は一点鎖線で示した直線案内レール1Aの幅寸法よりも小さく設定されている。これは、曲線案内レール1Bが所定の曲率で形成されていることから、かかる曲線案内レール1Bの幅寸法を直線案内レール1Aの幅寸法と同一に設定した場合には、曲線案内レール1Bの内周側の側面がスライダ2のスカート部4bや蓋体5と干渉してしまうからである。
【0029】
図6は、上記スライダ2が曲線案内レール1Bに沿って移動している際の、ボール3の転走状態及び循環状態を示すものであり、曲線案内レール1Bの両側面に形成された転走溝12a(又は12b)を転走するボール3について描かれている。転走溝12aは曲線案内レール1Bの長手方向に沿って円弧状に形成される一方、かかる転走溝12aに対向するスライダ2の負荷転走溝43aは直線状に形成されていることから、図6に示すように、曲線案内レール1Bの内径側においては、負荷転走溝43aの両端近傍を転走するボール3のみが転走溝12aに当接する一方、かかる曲線案内レール1Bの外径側においては負荷転走溝43aの略中央を転走するボールのみが転走溝12aに当接している。すなわち、スライダ2が曲線案内レール1Bに沿って移動している最中は、スライダ2の負荷転走溝43aを転走するボール3はその一部のみが荷重を負荷しており、その他のボール3は荷重を負荷することなく遊んでいる。曲線案内レール1Bの曲率によっては、負荷転走溝43aを転走する全てのボール3が曲線案内レール1Bの転走溝12aに当接している場合も想定されるが、かかる場合であっても、一部のボール3は荷重を殆ど負荷することなく遊んでいる。
【0030】
このように本実施例の自在案内装置では、曲線案内レール1Bの幅寸法を直線案内レール1Aのそれよりも小さく設定することにより、スライダ2は従来の直線案内装置の構造のまま、かかるスライダ2を直線案内レール1A及び曲線案内レール1Bの間で自由に往来させることができるようになっている。
【0031】
もっとも、前記曲線案内レール1Bの幅寸法は直線案内レール1Aの幅寸法よりも小さく設定されており、しかも曲線案内レール1Bの転走溝12bは直線案内レール1Aの転走溝10bよりも幅広く形成されていることから、本実施例では直線案内レール1Aと曲線案内レール1B−1との間に中間レール1Cを介在させ、スライダ2が直線案内レール1Aと曲線案内レール1B−1との間で円滑に受け渡しされるように構成している(図1参照)。すなわち、かかる中間レール1Cは直線案内レール1Aと略同じ断面形状で直線状に形成され、直線案内レール1Aの転走溝10a,10b、曲線案内レール1B−1の転走溝12a,12bと夫々連続するボール転走溝を有しているが、直線案内レール1A側から曲線案内レール1B−1側にかけて幅寸法が徐々に小さくなるように構成されている。これにより、直線案内レール1Aの側面に形成された転走溝10a,10bが曲線案内レール1B−1の側面に形成された転走溝12a,12bに段差なく連続し、ボール3が直線案内レール1Aと曲線案内レール1B−1との間で円滑に転走することができるようになっている。
【0032】
図7は本実施例における曲線案内レール1B−1,1B−2の継ぎ部を示す拡大図であり、転走溝12aに沿って曲線案内レールを切断した断面図を示している。通常、この種の案内装置の曲線案内レールの製作は、先ず、材料となる鋼材に対して引き抜き加工等によって所定の断面形状を与えた後、これを一定の曲率の円弧となるように曲げ加工を施し、このように粗加工のなされたレールに対して転走溝の研削加工を行っている。転走溝の研削加工では治具を用いてレールをワークテーブル上に固定し、転走溝がレールの長手方向に沿って一定の曲率の円弧状となるように研削加工を行っている。しかし、研削加工時に治具を用いてレールをワークテーブルに押さえている都合上、研削加工後に治具を取り外すと、極めて僅かではあるが、曲線案内レールの曲率半径に誤差が生じてしまう。この誤差は、長手方向中央部における曲率半径に対して両端部における曲率半径が僅かに大きくなる傾向を有しており、例えば、長手方向の中央部における曲率半径が150mmの場合に、両端部における曲率半径が150.1〜150.2mmとなる程度である。
【0033】
従って、このように誤差を含んだ曲線案内レール1Bをベース平面上で繋ぐと、譬えベース平面に対する組み付け精度を高精度化したとしても、図9に示したように、継ぎ部において曲線案内レール1Bの外周側面が本来の理想とする外周側面(図9内の破線)よりも外側に膨出してしまう。これにより、曲線案内レール1Bの継ぎ部をスライダ2が通過すると、外周面側の転走溝12a,12bを転動するボール3に対して過負荷が作用し、かかる継ぎ部においてスライダ2の動きが急激に重くなる他、曲線案内レール1Bの転走溝12aの金属疲労が促進され、早期にフレーキング現象が発生する原因となってしまう。
【0034】
このため、本実施例の自在案内装置では、曲線案内レール1B−1,1B−2の端部において、外周面側に位置するボール転走溝12a,12bを余分に削り取り、かかる曲線案内レールの長手方向に沿って直線状をなすクラウニング部13を形成している。すなわち、このクラウニング部では、曲線案内レールの端部へ近接するにつれ、外周面側のボール転走溝がより深く形成されたものとなっている。このクラウニング部13は互いに接続される一対の曲線案内レール1B−1,1B−2の両端部に対して設けられており、これら曲線案内レール1B−1,1B−2を繋いだ際に、夫々の曲線案内レールの端部におけるクラウニング部13が連続する一つのクラウニング部をなし、図7に示したように外周側面の転走溝12a,12bを長手方向に沿って、しかもボールの接触角方向に沿って切り欠いた断面を観察すると、かかる転走溝が弦状に切り欠かれたようになっている。
【0035】
各曲線案内レール1B−1,1B−2の端部に形成されたクラウング部13の長手方向の長さLは、スライダ2の有効長の1/2であり、これら曲線案内レールを直列に接続した際に、スライダ2の有効長に相当する連続したクラウニング部が形成されることになる。ここで、スライダ2の有効長とは、スライダ2においてボール3が荷重を負荷している領域の長さ、より具体的には負荷転走溝43a,43bの長さに相当する。これよりもクラウニング部の長さLが短いと、スライダが継ぎ部を通過する際に、前述した曲線案内レールの曲率半径の誤差を吸収することができず、また、これよりもクラウニング部の長さLが長いと、スライダが曲線案内レールの継ぎ部を通過す際にがたつきが発生し、スライダの走行状態が不安定なものとなってしまう。
【0036】
また、かかるクラウニング面13の曲線案内レール1B−1,1B−2の端面における深さd(本来の転走溝(図7中に一点鎖線で表示)を削り取った高さ)は、スライダの静定格荷重の負荷時におけるボールの弾性変形量に設定されている。例えば、ボール径が3mmのスライダでは、ボールと転走溝との接触角によってもことなるが、静定格荷重の負荷時におけるボールの弾性変形量が0.03mm程度であるから、前記クラウニング部において削り取る量の最大深さdは0.02〜0.04mmの範囲が好ましいことになる。尚、静定格荷重の負荷時におけるボールの弾性変形量は、かかるボールと転走溝との接触角さえ知ることができれば、容易に計算することができ、また、接触角は測定により求めることが可能である。
【0037】
尚、ここでは曲線案内レール1B−1,1B−2の継ぎ部について説明したが、曲線案内レール1B−2,1B−3の継ぎ部に対しても同じ処理が施されている。
【0038】
前記クラウニング部13は各曲線案内レール1Bを製作する際に、他の曲線案内レールと接続される端部に対してのみ予め形成しておけば良いが、曲線案内レール1Bをベース平面上に固定した後に設けても差し支えない。すなわち、一定の曲率で円弧状に形成された複数の曲線案内レール1B(クラウニング部を具備しない)をベース平面に固定し、曲線案内レール同士が接する継ぎ部に対し、外周面側の転走溝12a,12bを弦状に削り取るクラウニング処理を施すのである。これにより、互いに接する2本の曲線案内レール1B−1,1B−2の端部に対して連続したクラウニング部13を一括して形成することができる。また、このように曲線案内レール1Bをベース平面に組み付けた後にその端部に対するクラウニング処理を行えば、スライダ2を実際に曲線案内レール1B−1,1B−2の継ぎ部で走行させ、走行時の引っ掛かり具合を確認しながらクラウニング処理を行うことができ、曲線案内レールの外周側面の転走溝12a,12bを適切な量だけ削り取ることができる。
【0039】
この本発明のように曲線案内レール1Bの外周側面に位置する転走溝12aに対し、かかる曲線案内レール1Bの端部においてクラウニング部13を形成するようにすれば、スライダ2が一対の曲線案内レール1Bの継ぎ部を通過する際に、かかるスライダ2と曲線案内レール1Bとの間で荷重を負荷しているボール3に対して過負荷が作用することがなく、継ぎ部を通過するスライダ2の運動が円滑化する他、曲線案内レール1Bの外周側面に位置する転走溝12aに対してボール3の打痕が発生するのを防止することができ、更に、かかる転走溝12aが早期にフレーキング現象を生じるのをも防止することができる。これにより、曲線案内レール1Bの短命化を防止することができるものである。
【0040】
また、図7に示す例では、継ぎ部を構成する一対の曲線案内レール1B−1,1B−2の端部の夫々に対して前記クラウニング部13を形成しているが、スライダ2が該継ぎ部を往復動することがなく、一定の方向からのみ継ぎ部を通過するのであれば、図8に示すように、前記クラウニング部13はスライダ2の移動方向の下流側に位置している曲線案内レール1B−2の先端面、すなわちスライダが乗り移ってくる前端部にのみ形成しても良い。これにより、少なくとも図9に示した領域Yにおける転走溝12a,12bのフレーキング現象は回避することができ、また、上流側に位置している曲線案内レール1B−1の転走溝12a,12bの後端縁に発生する打痕についても軽減することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の案内装置によれば、曲線案内レールの長手方向の両端部のうち、他の曲線案内レールと接続される端部に対し、外周側面に位置するボール転走溝を長手方向に沿って直線状に削り取ったクラウニング部を形成し、かかるクラウニング部によってボールに作用する過負荷を軽減するようにしているので、曲線案内レールと曲線案内レールとの継ぎ部において、スライダが摺動抵抗の変動なく滑らかに移動することが可能である他、ボールの転走溝が早期に疲労してフレーキング現象を発生するのを防止することができ、もって本来の製品寿命を全うすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の案内装置の実施例を示す平面図である。
【図2】 実施例に係るスライダ及び直線案内レールを示す斜視図である。
【図3】 実施例に係るスライダが直線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図4】 実施例に係るスライダが直線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図5】 実施例に係る曲線案内レールの形状を直線案内レールの形状と比較して示した拡大断面図である。
【図6】 実施例に係るスライダが曲線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図7】 実施例に係る2本の曲線案内レールをベース平面上で接続した際の継ぎ部の詳細を示す拡大平面断面図である。
【図8】 スライダ移動方向の下流側に位置する曲線案内レールの先端部にのみクラウニング面を形成した例を示す拡大平面断面図である。
【図9】 従来の案内装置における曲線案内レールの継ぎ部を示す拡大平面断面図である。
【符号の説明】
1…軌道レール、1A…直線案内レール、1B…曲線案内レール、1C…中間レール、2…スライダ、3…ボール、10a,10b…直線案内レールの転走溝、12a,12b…曲線案内レールの転走溝、43a,43b…負荷転走溝

Claims (5)

  1. ベース平面上に固定されると共に両側面には長手方向に沿って複数条のボール転走溝が形成された軌道レールと、前記ボール転走溝を転動する多数のボールを備えると共にこれらボールの無限循環路を具備し、前記軌道レールに沿って移動自在なスライダと、から構成され、
    前記軌道レールは、少なくとも一定曲率の円弧状に形成された複数本の曲線案内レール及び直線案内レールの組み合わせから構成され、前記スライダはボールが荷重を負荷しながら転走する直線状の負荷転走溝を有する一方、前記曲線案内レールの幅寸法が直線案内レールのそれよりも小さく設定される案内装置において、
    前記曲線案内レールの長手方向の両端部のうち、他の曲線案内レールと接続される端部では、外周側面に位置するボール転走溝に対してこれを長手方向に沿って削り取ったクラウニング部が形成され、
    前記クラウニング部の周方向に沿った長さが、前記スライダの有効長さの1/2であることを特徴とする案内装置。
  2. 前記クラウニング部はボール転走溝の長手方向に沿って直線状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の案内装置。
  3. 各曲線案内レールの端面における前記クラウニング部の削り取り深さが、前記スライダの静定格荷重の負荷時におけるボールの弾性変形量に設定されていることを特徴とする請求項1記載の案内装置。
  4. 前記クラウニング部は前記スライダが他の曲線案内レールから乗り移ってくる前端部にのみ形成されていることを特徴とする請求項1記載の案内装置。
  5. ベース平面上に固定されると共に両側面には長手方向に沿って複数条のボール転走溝が形成された軌道レールと、前記ボール転走溝を転動する多数のボールを備えると共にこれらボールの無限循環路を具備し、前記軌道レールに沿って移動自在なスライダと、から構成され、
    前記軌道レールは、少なくとも一定曲率の円弧状に形成された複数本の曲線案内レール及び直線案内レールの組み合わせから構成され、前記スライダはボールが荷重を負荷しながら転走する直線状の負荷転走溝を有する一方、前記曲線案内レールの幅寸法が直線案内レールのそれよりも小さく設定された案内装置を前記ベース平面に対して組み付ける方法であって、
    前記軌道レールを構成する複数の曲線案内レールを前記ベース平面に対して固定した後、前記曲線案内レールの長手方向の両端部のうち、他の曲線案内レールと接続される端部に対し、かかる曲線案内レールの外周側面に位置するボール転走溝を長手方向に沿って直線状に削り取るクラウニング処理を施し、
    当該クラウニング処理の曲線案内レールの周方向に沿った長さが、前記スライダの有効長さの1/2であることを特徴とする案内装置の組み付け方法。
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