JP4284938B2 - リニアガイド装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線方向に作動する可動体の案内手段として、例えば半導体関連機器や光ファイバ製造装置などで用いられるリニアガイド装置に関し、特に、案内レールの両側面にローラ軌道面を有するリニアガイド装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のリニアガイド装置は、スライダと、このスライダを案内する案内レールとからなり、スライダには複数個のローラがそれぞれローラ支持軸を介して取り付けられている。これらのローラはスライダを案内レールに対して移動可能に支持するためのものであり、スライダが案内レールの長手方向に相対移動すると案内レールの両側面に形成されたローラ軌道面を転動するようになっている。
【0003】
このようなリニアガイド装置では、ローラの外周面とローラ軌道面との隙間または予圧量、すなわちローラのローラ軌道面との接離方向の位置の微調整に、偏心ボルトや偏心軸を使用する方法が採用されており、特開平2−113114号公報や実開昭63−152919号公報などに開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平2−113114号公報や実開昭63−152919号公報に開示されたリニアガイド装置では、ローラ軌道面に対するローラの接触位置を偏心ボルトや偏心軸を使用して調整するように構成されているため、リニアガイド装置の負荷能力を高めるためにローラの取付け個数を増やした場合には、ローラの接触位置を調整するのに時間がかかり、その結果、リニアガイド装置を簡単かつ短時間で組立てることが困難になることがあった。
【0005】
また、上記公報に開示されたリニアガイド装置では、スライダに対してローラ支持軸を回動させてローラの接触位置を調整するため、ローラ支持軸はスライダに対してすき間嵌めとなる。このため、組立時は最適な接触位置に調整しておいても使用中に接触位置がずれることがあり、その結果、スライダの走行精度の低下や剛性の低下を招くことがあった。
【0006】
そこで本発明の目的は、上述した問題点を解決し、組立作業の簡略化と組立時間の短縮化及びローラの位置ずれを防止することで長期間に亘って良好な性能を維持することのできるリニアガイド装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、両側面にローラ軌道面を有する案内レールと、この案内レールの両側に配置される複数のローラユニットを有するスライダとからなり、前記ローラユニットを前記ローラ軌道面に接触する円筒状のローラ本体と、このローラ本体を回転自在に支持するローラ軸とから構成したリニアガイド装置において、前記スライダの両側部に、前記ローラ軸の一部と係合して前記ローラ軌道面に対する前記ローラ本体の接触位置を位置決めする位置決め肩部を設けたことを特徴とする。
この場合、位置決め肩部と係合するローラ軸の一部は、スペーサとすることができる。
また、位置決め肩部がスペーサとローラ軌道面の反対側で係合する構成を採用することで、ローラの位置ずれが防止され、長期間に亘って良好な性能を維持することができる。
【0008】
このような構成によると、各部品の寸法管理を行い、所定の隙間となるような組合せで構成させることで組立時の調整作業を省くことができ、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。
また、請求項2記載の発明のように、ローラ本体が転動体及び内輪を介してローラ軸に支持される構成のローラユニットを用いることができる。また、請求項3記載の発明のように、内輪がローラ軸の一部として一体に形成されているローラユニットを用いることができる。さらに、請求項4記載の発明のように、位置決め肩部とスライダに形成されたローラ取付座面とを同時に加工された構成を採用することで、加工時間が短縮され、また高い精度で加工することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1乃至図3は本発明の第1の実施形態を示す図で、図1は本発明の第1の実施形態に係るリニアガイド装置の横断面図、図2は同実施形態に係るリニアガイド装置の側面図、図3は図2のIII−III線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、本発明の第1の実施形態に係るリニアガイド装置10は、両側面にローラ軌道面12a,12aを有する案内レール12と、この案内レール12の両側に袖部11a,11aを有するスライダ11とを備えており、スライダ11の袖部内側面にはローラ取付け座面11b,11bが形成されている。これらのローラ取付け座面11bは案内レール12のローラ軌道面12aとほぼ直角に交わるように袖部11aの内側面に形成されており、各ローラ取付け座面11bには複数のローラユニット13がそれぞれローラ取付けナット19により取り付けられている。
【0010】
ローラユニット13は、図4に示すように、ローラ軸13aと、このローラ軸13aに内輪13b及び複数の転動体13cを介して支持された円筒状のローラ本体13dとを有しており、スライダ11が案内レール12の長手方向に相対移動するとローラ本体13dが案内レール12のローラ軌道面12a上を転動するようになっている。また、ローラユニット13は内輪13bをローラ軸13aの端部に固定する円筒状のスペーサ13eを有しており、スライダ11の両側部には、スペーサ13eと係合してローラユニット13を案内レール12のローラ軌道面12aに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部17(図1及び図3参照)が設けられている。この位置決め肩部17はスライダ11のローラ取付け座面11bと同時加工して形成されており、スペーサ13eとローラ軌道面12aの反対側で係合するようになっている。
【0011】
図5はリニアガイド装置10の組立方法を説明するための図であり、上記のようなリニアガイド装置10を組立てる場合には、先ず、ローラユニット13に対して反対側面間、つまりローラ軌道面12aと位置決め肩部17間の寸法C1(またはC2)をある寸法間隔で数種類揃えておく。このとき、ローラ外輪(ローラ本体13d)の測定する側(面)を中心軸方向に押し付け、隙間を無くした状態での寸法をとる。また、寸法の調整はローラ本体13dの外径寸法をその寸法間隔で製作することで行う。そして、対角に位置する2つのローラユニット13の取付けに使用する位置決め肩部17,17間の寸法Aとローラユニット13が転走するローラ軌道面12a,12a間の寸法Bとから、所定の隙間に設定するために必要なローラユニット13の寸法C1,C2(ただし、C1=C2)が導き出されるため、その寸法のローラを組み合わせることで所定の隙間に設定できる。
【0012】
次に、寸法A及びBの測定方法について、図6を参照して説明する。同図に示すように、寸法Aは直径がD1の平行ピン23,23を使用し、寸法A1を測定する。そして、幾何学的に寸法Aは次式で求められる。
A=D1+(A1+D1)×sin45°−(A2+A3)
ここで、寸法A2,A3については、図7に示すように、スライダ11のローラ取付け座面11bおよび位置決め肩部17を研削加工機24で同時に研削加工することで、寸法A2,A3は砥石形状により決まるため、安定した寸法を得ることができる。また、寸法Bについては、図8に示すように、直径がD2の平行ピン24,24を使用して寸法B1を測定すれば、幾何学的に次式で求められる。
【0013】
B=(B1−D2)×sin45°−D2
スライダ11の加工については、図7に示すように、切込み以外は紙面に対して垂直方向に往復動させるだけの単純な工具経路になるので、加工誤差を小さく抑えることができる。このため、肩部同士の平行度は高く、一列目に使用するローラの寸法が決まれば、2列目以降は同じ寸法のものを使用することで同じ隙間に設定されるため、負荷能力を向上させるためにローラユニット13の取付け個数を増やしても調整によりローラの接触位置を決める時のような調整時間の加速度的な増加は生じない。
【0014】
上述のように、ローラユニット13のスペーサ13eと係合してローラユニット13を案内レール12のローラ軌道面12aに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部17をスライダ11の両側部に設けると、ローラユニット13がローラ軌道面11aに対して所定の位置に位置決めされる。したがって、各部品の寸法管理を行い、所定の隙間となるような寸法の組合せで構成させることで組立時の調整作業を省くことができ、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。また、スライダの加工において、複数個を並べて加工することで同一の寸法を得ることができ、一個について使用するローラの寸法が決まれば他も決まるため、量産時により効果がある。
【0015】
図9乃至図12は本発明の第2の実施形態を示す図で、図9は本発明の第2の実施形態に係るリニアガイド装置の一部断面正面図である。同図に示すように、本発明の第2の実施形態に係るリニアガイド装置30は、案内レール32と、この案内レール32の長手方向に相対移動するスライダ31とを備えており、スライダ31の下面両側部にはローラ取付け座面31b,31bが形成されている。これらのローラ取付け座面31bは案内レール32のローラ軌道面32aとほぼ直角に交わるようにスライダ12の下面に形成されており、各ローラ取付け座面31bには複数のローラユニット33がそれぞれローラ取付けナット34により取り付けられている。
【0016】
ローラユニット33はローラ軸33aと、このローラ軸33aに内輪33b及び複数の転動体33cを介して支持された円筒状のローラ本体33dとを有しており、スライダ31が案内レール32の長手方向に相対移動するとローラ本体33dが案内レール32のローラ軌道面32a上を転動するようになっている。
各ローラユニット33のローラ軸33aは段部33eを有しており、スライダ11の両側部には、段部33eと係合してローラユニット33をローラ軌道面32aに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部37が設けられている。この位置決め肩部37はスライダ31のローラ取付け座面31bと同時加工して形成されており、段部33eとローラ軌道面32aの反対側で係合するようになっている。なお、案内レール32のローラ軌道面32aは、この実施形態では案内レール32の両側面に形成された軌道溝35に断面円形のガイドロッド36を嵌合させて形成されている。
【0017】
図10乃至図12はリニアガイド装置30の組立方法を説明するための図であり、上述した第1の実施形態と同様に、スライダ31に設けられた位置決め肩部37,37間の寸法Eと案内レール32の両側面に取り付けられたガイドロッド36,36間の寸法F(図11参照)とから、所定の隙間になるようにローラユニット33を選定してスライダ31に組み付ける。この場合、その隙間は、ガタをなくすために若干のマイナス隙間(−2〜−20μm)にし、予圧をかけておく。
【0018】
ローラユニット33の寸法の管理は、図12に示すように、案内レール32のガイドロッド36と同径のピン38を使用して寸法Gの測定を行い、ガイドロッド36の直径を引いた数値で行う。
上述のように、ローラユニット33の段部33eと係合してローラユニット33をローラ軌道面32aに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部37をスライダ31の両側部に設けると、第1の実施形態と同様に、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。
【0019】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した第1の実施形態ではローラユニット13のローラ軸13aとスペーサ13eとを別体構造としたが、図13に示すように、ローラユニット13のローラ軸13aとスペーサ13eとを一体構造としてもよい。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品の寸法管理を行い、所定の隙間になるような寸法の部品を組合せて構成するため、組立時に隙間を調整する必要がなく、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。また、ローラの位置ずれが防止されるので、長期間に亘って良好な性能を維持することのできるリニアガイド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るリニアガイド装置の横断面図である。
【図2】図1に示すリニアガイド装置の側面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿う矢視断面図である。
【図4】図1のローラユニットの構成を示す断面図である。
【図5】図1に示すリニアガイド装置の組立方法を説明するための図である。
【図6】図5の寸法Aを測定するための方法を示す図である。
【図7】図5に示すスライダの加工方法を示す図である。
【図8】図5の寸法Bを測定するための方法を示す図である。
【図9】本発明の第2の実施形態に係るリニアガイド装置の一部断面正面図である。
【図10】図9に示すスライダの正面図である。
【図11】図9に示す案内レールの正面図である。
【図12】図9のローラユニットの構成を示す図である。
【図13】ローラユニットの変形例を示す図である。
【符号の説明】
11,31 スライダ
11a,31a 袖部
11b,31b ローラ取付け座面
12,32 案内レール
12a,32a ローラ軌道面
13,33 ローラユニット
13a,33a ローラ軸
13b,33b 内輪
13c,33c 転動体
13d,33d ローラ本体
13e スペーサ
33e 段部
14,34 ローラ取付けナット
17,37 位置決め肩部
24 研削加工機
36 ガイドロッド

Claims (4)

  1. 両側面にローラ軌道面を有する案内レールと、この案内レールの両側に配置される複数のローラユニットを有するスライダとからなり、前記ローラユニットを前記ローラ軌道面に接触する円筒状のローラ本体と、このローラ本体を回転自在に支持するローラ軸とから構成したリニアガイド装置において、
    前記スライダの両側部に、前記ローラ軌道面の反対側で前記ローラ軸に設けられたスペーサと係合して前記ローラ軌道面に対する前記ローラ本体の接触位置を位置決めする位置決め肩部を設けたことを特徴とするリニアガイド装置。
  2. 前記ローラ本体は転動体及び内輪を介して前記ローラ軸に支持されていることを特徴とする請求項1に記載のリニアガイド装置。
  3. 前記内輪は前記ローラ軸の一部として一体に形成されていることを特徴とする請求項2記載のリニアガイド装置。
  4. 前記位置決め肩部は、前記スライダに形成されたローラ取付座面と同時に加工されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のリニアガイド装置。
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