JP5720412B2 - リニアガイド装置 - Google Patents

Description

本発明はリニアガイド装置に関する。

従来のリニアガイド装置の例を、図６，７を参照しながら説明する。図６は、リニアガイド装置を軸方向から見た図であるが、右側半分は正面図であり、左側半分は軸方向に直交する平面で切断した場合の断面図である。また、図７は、管状部材１２２及びねじ穴１３０の周辺部分を示すスライダ１０２の部分断面図である。
軸方向に延びる断面形状略角形の案内レール１０１の上に、断面形状略コ字状のスライダ１０２が軸方向に移動可能に組み付けられている。この案内レール１０１の左右両側面１０１ａ，１０１ａには、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状に形成されていて、左右合計４つの傾斜面はそれぞれ転動体軌道面１１０をなしている。

また、スライダ１０２は、スライダ本体１０２Ａと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ１０２Ｂと、で構成されており、スライダ本体１０２Ａの左右両腕部１０６，１０６の内側面には、案内レール１０１の転動体軌道面１１０，１１０，１１０，１１０に対向する傾斜面状の転動体軌道面１１１，１１１，１１１，１１１が形成されている。

そして、案内レール１０１の転動体軌道面１１０，１１０，１１０，１１０とスライダ１０２の転動体軌道面１１１，１１１，１１１，１１１との間に、断面形状略矩形の転動体転動路１１３，１１３，１１３，１１３が形成されていて、これらの転動体転動路１１３，１１３，１１３，１１３は軸方向に延びている。転動体転動路１１３，１１３，１１３，１１３内には、転動体である複数の円筒ころ１０３が転動自在に装填されていて、これらの円筒ころ１０３の転動を介してスライダ１０２が案内レール１０１に沿って軸方向に移動するようになっている。

さらに、スライダ１０２は、スライダ本体１０２Ａの左右両腕部１０６，１０６の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路１１３，１１３，１１３，１１３と平行をなして軸方向に貫通する断面略矩形の直線孔からなる直線状路１１４，１１４，１１４，１１４を備えている。すなわち、両腕部１０６に形成された軸方向に延びる孔１２０内に、円筒ころ１０３の形状に沿う断面形状の内面を有する管状部材１２２が挿入されており、この管状部材１２２の内面で形成される直線孔により直線状路１１４が構成されている。

一方、エンドキャップ１０２Ｂは、例えば樹脂材料の射出成形品からなり、断面形状が略コ字状に形成されている。また、エンドキャップ１０２Ｂの裏面の左右両側には、断面形状略矩形の半ドーナツ状の湾曲路（図示せず）が上下二段に形成されている。このエンドキャップ１０２Ｂをスライダ本体１０２Ａに取り付けると、前記湾曲路によって転動体転動路１１３と直線状路１１４とが連通される。これら直線状路１１４と両端の湾曲路とで、円筒ころ１０３を転動体転動路１１３の終点から始点へ送る転動体戻し路が構成され、転動体転動路１１３と前記転動体戻し路とで、略環状の転動体循環路が案内レール１０１を挟んで左右両側に形成される。

案内レール１０１に組みつけられたスライダ１０２が案内レール１０１に沿って軸方向に移動すると、転動体転動路１１３内に装填されている円筒ころ１０３は、転動体転動路１１３内を転動しつつ案内レール１０１に対してスライダ１０２と同方向に移動する。そして、円筒ころ１０３が転動体転動路１１３の終点に達すると、転動体転動路１１３からすくい上げられ湾曲路へ送られる。湾曲路に入った円筒ころ１０３はＵターンして直線状路１１４に導入され、直線状路１１４を通って反対側の湾曲路に至る。ここで再びＵターンして転動体転動路１１３の始点に戻り、このような転動体循環路内の循環を無限に繰り返す。

このリニアガイド装置には、軸方向に延びる断面略三角形状の柱状部材である保持器１１５が備えられている。この保持器１１５には、円筒ころ１０３の一端面に接して円筒ころ１０３を軸方向に案内する案内面１１５ａ，１１５ａが軸方向に沿って形成されている。一方、スライダ本体１０２Ａには、軸方向に沿って延びる案内面１１９が形成されており、案内面１１９によって円筒ころ１０３の他端面が軸方向に沿って案内されるようになっている。したがって、転動体転動路１１３内の円筒ころ１０３は、両案内面１１５ａ，１１９の間に介在されていて、両案内面１１５ａ，１１９によって軸方向に沿って案内される。

また、このリニアガイド装置においては、保持器１１５の湾曲を防止するために、保持器１１５の軸方向中央近傍部がスライダ本体１０２Ａにねじ留めされている（図７を参照）。すなわち、スライダ本体１０２Ａの腕部１０６に、その内側面と外側面とを連通する（すなわち、軸方向に直交する方向（図６，７では左右方向）に貫通する）ねじ穴１３０が設けられているとともに、保持器１１５の軸方向中央近傍部にも、軸方向に直交する方向（図６，７では左右方向）に貫通するねじ穴１３２が設けられていて、これら両ねじ穴１３０，１３２に挿通されたボルト１３４の先端にナット１３６が取り付けられている。これにより、保持器１１５の軸方向中央近傍部がスライダ本体１０２Ａの腕部１０６の内側面に密着するので、保持器１１５の湾曲が防止される。

スライダ本体１０２Ａのねじ穴１３０は、通常は腕部１０６の肉厚部分に形成されている上下２つの直線状路１１４の間に形成される。通常のサイズのリニアガイド装置であれば、特に問題は生じないが、小型のリニアガイド装置でスライダ１０２のサイズが非常に小さい場合（例えば、スライダ１０２の高さが２５ｍｍ以下）は、上下２つの直線状路１１４の間隔が非常に小さいので、ねじ穴１３０と管状部材１２２が挿入される孔１２０とが一部分で重複してしまい、その結果、ボルト１３４と管状部材１２２とが干渉してしまうおそれがあった（図７を参照）。
このような問題点を解決する方法としては、上下２つの直線状路１１４の間隔を大きくする方法と、ねじ穴１３０の直径を小さくする方法とが考えられる。

特開２００１−２４８６３７号公報

しかしながら、スライダ１０２のサイズが非常に小さい場合に、直線状路１１４の間隔を大きくすると、スライダ本体１０２Ａの腕部１０６の肉厚部分に、肉厚の薄い部分が発生してしまうおそれがあった。そのため、直線状路１１４の間隔を大きくする方法の採用は困難であった。
また、スライダ１０２のサイズが非常に小さい場合には、ねじ穴１３０の直径を非常に小さくする必要があるが、そのような小さいねじ穴に適合するボルトを安定的に入手することは容易ではないことに加えて、コストアップの要因となるという問題があった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、スライダのサイズが小さく、且つ、保持器の湾曲を抑制するためのねじ部材と転動体戻し路を構成する管状部材との干渉がないリニアガイド装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の態様は、次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係るリニアガイド装置は、軸方向に延びる転動体軌道面を有する案内レールと、前記案内レールの転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体軌道面及び前記スライダの転動体軌道面の間に形成される転動体転動路内に転動自在に配された複数のころと、前記ころを前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、を備えるとともに、以下の１０コの条件を満たすことを特徴とする。

条件Ａ：前記案内レールは断面形状略角形をなしており、軸方向に延びる４つの外面のうち平行な２つの外面のそれぞれに、複数の前記転動体軌道面が平行をなして形成されている。
条件Ｂ：前記スライダは、軸方向に延びる平板部と該平板部の両側部からそれぞれ同一方向に延びる腕部とからなって断面形状略コ字状をなしており、前記両腕部の間に前記案内レールを挟むように前記案内レールに取り付けられている。

条件Ｃ：前記スライダの前記両腕部の内側面に、前記案内レールの転動体軌道面と同数の前記転動体軌道面が平行をなして形成されている。
条件Ｄ：前記転動体戻し路は、軸方向に延びる第一戻し路と、前記第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、前記転動体転動路と同数設けられており、前記第一戻し路は前記腕部の内部に形成されている。

条件Ｅ：前記ころの形状に沿う断面形状の内面を有する管状部材が、前記腕部に形成された軸方向に延びる孔内に挿入されており、前記内面で形成される直線孔により前記第一戻し路が構成されている。
条件Ｆ：前記転動体転動路内の前記ころの一端面を軸方向に沿って案内する保持器が、前記腕部の内側面に沿うように前記スライダに取り付けられている。

条件Ｇ：前記保持器の軸方向中央部又は軸方向中央近傍部は、前記保持器の湾曲を抑制するように、前記腕部にねじ留めされている。
条件Ｈ：前記腕部の内側面と外側面とを貫通するねじ穴が形成されており、前記ねじ留めのためのねじ部材が前記ねじ穴に挿通されている。
条件Ｉ：前記ねじ穴は、隣接する前記第一戻し路同士の間を通るとともに、前記管状部材が挿入される前記孔と一部分が重複している。
条件Ｊ：前記管状部材の外周面の前記重複部分に対応する位置には、前記ねじ部材との干渉を避けるための凹み部が形成されている。
このような本発明の一態様に係るリニアガイド装置においては、前記凹み部は、前記管状部材の外周面の周方向に延びる溝であり、該溝は前記管状部材の外周面の周方向全体又は一部分に形成されていることが好ましい。

本発明のリニアガイド装置は、転動体戻し路の第一戻し路を構成する管状部材の外周面に、凹み部が形成されているので、スライダのサイズが小さい場合であっても、保持器の湾曲を抑制するためのねじ部材と管状部材との干渉が生じない。

本発明に係るリニアガイド装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。 図１のリニアガイド装置を軸方向から見た図である。 図１のリニアガイド装置の転動体循環路を示す部分断面図である。 図１のリニアガイド装置の要部を説明するスライダの部分断面図である。 管状部材の外周面に形成された凹み部を説明する図である。 従来のリニアガイド装置を軸方向から見た図である。 従来のリニアガイド装置の要部を説明するスライダの部分断面図である。

本発明に係るリニアガイド装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るリニアガイド装置の一実施形態の構造を示す斜視図である。また、図２は、図１のリニアガイド装置を軸方向から見た図であるが、右側半分は正面図であり、左側半分は軸方向に直交する平面で切断した場合の断面図である。さらに、図３は、図１のリニアガイド装置の転動体循環路を示す部分断面図（軸方向に沿う水平面で切断した場合の断面図）である。さらに、図４は、管状部材２２及びねじ穴３０の周辺部分を示すスライダ２の部分断面図である。さらに、図５は、管状部材２２の外周面に形成された凹み部２２ａを説明する図である。

なお、これらの各図においては、同一又は相当する部分には、同一の符号を付してある。また、これ以降の説明において「断面」と記した場合は、特に断りがない限り、軸方向に直交する平面で切断した場合の断面を意味する。さらに、これ以降の説明における上，下，左，右等の方向を示す用語は、特に断りがない限り、説明の便宜上、図２におけるそれぞれの方向を意味するものである。

軸方向に延びる断面形状略角形の案内レール１の上に、断面形状略コ字状のスライダ２が軸方向に移動可能に組み付けられている。この案内レール１は、軸方向両端面の他に、軸方向に延びる４つの外面を有するが、前記４つの外面のうち平行をなす左右両側面１ａ，１ａのそれぞれには、軸方向に延びる凹部がそれぞれ形成されている。そして、それら凹部内には、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状にそれぞれ形成されていて、左右合計４つの傾斜面はそれぞれ転動体軌道面１０をなしている。

また、スライダ２は、案内レール１が有する前記４つの外面のうち上面１ｂに沿う平板部７と、平板部７の左右両側部からそれぞれ下方に延び側面１ａに沿う２つの腕部６，６と、からなり、平板部７と腕部６，６とのなす角度は直角であるため、スライダ２の断面形状は略コ字状をなしている。そして、スライダ２は、両腕部６，６の間に案内レール１を挟むようにして、案内レール１に移動可能に取り付けられている。

このようなスライダ２は、スライダ本体２Ａと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ２Ｂ，２Ｂと、で構成されている。さらに、スライダ２の両端部（各エンドキャップ２Ｂの端面）には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口をシールするサイドシール５，５が装着されており、スライダ２の下部には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口をシールするアンダーシール（図示せず）が装着されている。

さらに、スライダ本体２Ａの左右両腕部６，６の内側面には、軸方向に延びる凸部が、案内レール１に向かって突出するように形成されている。そして、それら凸部上には、軸方向に延びる上下２つの傾斜面が略ハ字状にそれぞれ形成されていて、左右合計４つの傾斜面は、それぞれ案内レール１の転動体軌道面１０，１０，１０，１０に対向する転動体軌道面１１，１１，１１，１１をなしている。すなわち、案内レール１の転動体軌道面１０とスライダ２の転動体軌道面１１との数は同数である。

そして、案内レール１の転動体軌道面１０，１０，１０，１０とスライダ２の転動体軌道面１１，１１，１１，１１との間に、断面形状略矩形の転動体転動路１３，１３，１３，１３がそれぞれ形成されていて、これらの転動体転動路１３，１３，１３，１３は軸方向に延びている。なお、案内レール１及びスライダ２が備える転動体軌道面１０，１１の数はそれぞれ複数であればよく、片側二列に限らず片側三列などであってもよい。
この転動体転動路１３内には、転動体である多数の円筒ころ３が転動自在に装填されていて、これらの円筒ころ３の転動を介してスライダ２が案内レール１に沿って軸方向に移動するようになっている。なお、ころの種類は円筒ころに限定されるものではなく、円すいころ，針状ころ等の他種のころも使用可能である。

さらに、スライダ２は、スライダ本体２Ａの左右両腕部６，６の肉厚部分の上部及び下部に、転動体転動路１３，１３，１３，１３と平行をなして軸方向に貫通する断面形状略矩形の直線孔からなる直線状路１４，１４，１４，１４を備えている。すなわち、両腕部６に形成された軸方向に延びる孔２０内に、円筒ころ３の形状に沿う断面形状の内面を有する管状部材２２が挿入されており、この管状部材２２の内面で形成される直線孔により直線状路１４が構成されている。

一方、エンドキャップ２Ｂは、例えば樹脂材料の射出成形品からなり、断面形状が略コ字状に形成されている。また、エンドキャップ２Ｂの裏面（スライダ本体２Ａとの当接面）の左右両側には、断面形状略矩形の湾曲路１６（半ドーナツ形状）が上下二段に形成されている。このエンドキャップ２Ｂをスライダ本体２Ａに取り付けると、湾曲路１６によって転動体転動路１３と直線状路１４とが連通される。

これら直線状路１４と両端の湾曲路１６，１６とで、円筒ころ３を転動体転動路１３の終点から始点へ送る転動体戻し路１７が構成され（転動体戻し路１７は、転動体転動路１３と同数設けられている）、転動体転動路１３と転動体戻し路１７とで、略環状の転動体循環路が構成される。そして、この略環状の転動体循環路は、案内レール１を挟んで左右両側に形成される。なお、直線状路１４が本発明の構成要件である第一戻し路に相当し、湾曲路１６が本発明の構成要件である第二戻し路に相当する。

案内レール１に組みつけられたスライダ２が案内レール１に沿って軸方向に移動すると、転動体転動路１３内に装填されている円筒ころ３は、転動体転動路１３内を転動しつつ案内レール１に対してスライダ２と同方向に移動する。そして、円筒ころ３が転動体転動路１３の終点に達すると、転動体転動路１３からすくい上げられ湾曲路１６へ送られる。湾曲路１６に入った円筒ころ３はＵターンして直線状路１４に導入され、直線状路１４を通って反対側の湾曲路１６に至る。ここで再びＵターンして転動体転動路１３の始点に戻り、このような転動体循環路１３内の循環を無限に繰り返す。

このリニアガイド装置には、軸方向に延びる断面略三角形状の柱状部材である保持器１５が備えられている。この保持器１５は、例えばエンドキャップ２Ｂに直接固定されることにより、腕部６の内側面に沿うようにスライダ２に取り付けられている。例えば、エンドキャップ２Ｂに設けた凸部（図示せず）と保持器１５の両端部に設けた凹部（図示せず）とを嵌め合わせることにより、保持器１５をエンドキャップ２Ｂに固定するとよい。反対に、エンドキャップ２Ｂに設けた凹部と保持器１５の両端部に設けた凸部とを嵌め合わせてもよい。

この保持器１５には、円筒ころ３の一端面に接して円筒ころ３を軸方向に案内する案内面１５ａ，１５ａが軸方向に沿って形成されている。一方、スライダ本体２Ａには、軸方向に沿って延びる案内面１９が形成されており、案内面１９によって円筒ころ３の他端面が軸方向に沿って案内されるようになっている。したがって、転動体転動路１３内の円筒ころ３は、両案内面１５ａ，１９の間に介在されていて、両案内面１５ａ，１９によって軸方向に沿って案内される。

また、このリニアガイド装置においては、保持器１５の湾曲を抑制するために、保持器１５の軸方向中央部又は軸方向中央近傍部がスライダ本体２Ａの腕部６にねじ留めされている（図４を参照）。すなわち、スライダ本体２Ａの腕部６の軸方向中央部又は軸方向中央近傍部に、その内側面と外側面とを連通する（すなわち、軸方向に直交する方向（図２，４では左右方向）に貫通する）ねじ穴３０が設けられているとともに、保持器１５の軸方向中央部又は軸方向中央近傍部にも、軸方向に直交する方向（図２，４では左右方向）に貫通するねじ穴３２が設けられていて、これら両ねじ穴３０，３２に挿通されたボルト３４（本発明の構成要件であるねじ部材に相当する）の先端にナット３６を取り付けることにより、保持器１５が腕部６にねじ留めされている。これにより、保持器１５の軸方向中央部又は軸方向中央近傍部がスライダ本体２Ａの腕部６の内側面に密着するので、保持器１５の湾曲が防止される。

スライダ本体２Ａのねじ穴３０は、腕部６の肉厚部分に形成されている上下２つの直線状路１４の間を通るように形成されている。このとき、小型のリニアガイド装置でスライダ２のサイズが非常に小さい場合（例えば、スライダ２の高さが２５ｍｍ以下）は、上下２つの直線状路１４の間隔が非常に小さいので、ねじ穴３０と管状部材２２が挿入される孔２０とが一部分で重複している。したがって、このような孔２０との重複部分を有するねじ穴３０にボルト３４を挿入すると、ボルト３４と管状部材２２とが干渉してしまうおそれがあった。

しかしながら、本実施形態のリニアガイド装置においては、上下２つの管状部材２２，２２の外周面の前記重複部分に対応する位置（すなわち、軸方向位置及び周方向位置が前記重複部分と同一）に、凹み部２２ａが形成されているので、ねじ穴３０に挿通されたボルト３４は、前記重複部分において凹み部２２ａ内を通る。したがって、スライダ２のサイズが非常に小さい場合であっても、ボルト３４と管状部材２２との干渉が避けられる（図５を参照）。

また、凹み部２２ａが形成されているので、ボルト３４と管状部材２２との干渉を避けるために、上下２つの直線状路１４の間隔を大きくする必要がない。よって、スライダ２のサイズ，形状等の制限から直線状路１４の間隔を大きくすることができない場合であっても、ボルト３４と管状部材２２との干渉が避けられる。
さらに、凹み部２２ａが形成されているので、ねじ穴３０の直径を小さくし、そのような小さいねじ穴に適合するボルトを用いる必要がない。よって、一般的なサイズのボルトを用いることができるから、ボルトを安定的に入手することが容易であるとともに、リニアガイド装置の製造コストを抑えることができる。
凹み部２２ａが形成されることにより管状部材２２の肉厚は薄くなるが、凹み部２２ａが形成されているのは管状部材２２の外周面のうち一部であるため、凹み部２２ａの形成により管状部材２２の機能に支障が出るおそれはほとんどない。

なお、凹み部２２ａは、ボルト３４と管状部材２２との干渉が避けられるならば、上下２つの管状部材２２，２２のうち一方のみに形成されていてもよい。また、凹み部２２ａの形状は特に限定されるものではないが、管状部材２２の外周面の周方向に延びる溝としてもよい。そして、該溝は、管状部材２２の外周面の周方向全体に形成された環状溝でもよいし、管状部材２２の外周面の周方向の一部分に形成された円弧状溝でもよい。ただし、管状部材２２の外周面の断面形状は円形に限定されるものではなく、楕円形や多角形でもよい。
さらに、凹み部２２ａの大きさ、すなわち幅（軸方向長さ）及び深さ（管状部材２２の径方向長さ）は、前記重複部分の軸方向長さ及び上下方向長さよりも大きいことが好ましい。

１ 案内レール
１ａ 側面
１ｂ 上面
２ スライダ
２Ａ スライダ本体
２Ｂ エンドキャップ
３ 円筒ころ
６ 腕部
７ 平板部
１０ 転動体軌道面
１１ 転動体軌道面
１３ 転動体転動路
１４ 直線状路
１５ 保持器
１５ａ 案内面
１６ 湾曲路
１７ 転動体戻し路
２０ 孔
２２ 管状部材
２２ａ 凹み部
３０ ねじ穴
３４ ボルト

Claims (2)

1. 軸方向に延びる転動体軌道面を有する案内レールと、前記案内レールの転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有するとともに軸方向に相対移動可能に前記案内レールに取り付けられたスライダと、前記案内レールの転動体軌道面及び前記スライダの転動体軌道面の間に形成される転動体転動路内に転動自在に配された複数のころと、前記ころを前記転動体転動路の終点から始点へ送る転動体戻し路と、を備えるとともに、以下の１０コの条件を満たすことを特徴とするリニアガイド装置。
   条件Ａ：前記案内レールは断面形状略角形をなしており、軸方向に延びる４つの外面のうち平行な２つの外面のそれぞれに、複数の前記転動体軌道面が平行をなして形成されている。
   条件Ｂ：前記スライダは、軸方向に延びる平板部と該平板部の両側部からそれぞれ同一方向に延びる腕部とからなって断面形状略コ字状をなしており、前記両腕部の間に前記案内レールを挟むように前記案内レールに取り付けられている。
   条件Ｃ：前記スライダの前記両腕部の内側面に、前記案内レールの転動体軌道面と同数の前記転動体軌道面が平行をなして形成されている。
   条件Ｄ：前記転動体戻し路は、軸方向に延びる第一戻し路と、前記第一戻し路と前記転動体転動路とを連通する湾曲状の第二戻し路と、で構成され、前記転動体転動路と同数設けられており、前記第一戻し路は前記腕部の内部に形成されている。
   条件Ｅ：前記ころの形状に沿う断面形状の内面を有する管状部材が、前記腕部に形成された軸方向に延びる孔内に挿入されており、前記内面で形成される直線孔により前記第一戻し路が構成されている。
   条件Ｆ：前記転動体転動路内の前記ころの一端面を軸方向に沿って案内する保持器が、前記腕部の内側面に沿うように前記スライダに取り付けられている。
   条件Ｇ：前記保持器の軸方向中央部又は軸方向中央近傍部は、前記保持器の湾曲を抑制するように、前記腕部にねじ留めされている。
   条件Ｈ：前記腕部の内側面と外側面とを貫通するねじ穴が形成されており、前記ねじ留めのためのねじ部材が前記ねじ穴に挿通されている。
   条件Ｉ：前記ねじ穴は、隣接する前記第一戻し路同士の間を通るとともに、前記管状部材が挿入される前記孔と一部分が重複している。
   条件Ｊ：前記管状部材の外周面の前記重複部分に対応する位置には、前記ねじ部材との干渉を避けるための凹み部が形成されている。
2. 前記凹み部は、前記管状部材の外周面の周方向に延びる溝であり、該溝は前記管状部材の外周面の周方向全体又は一部分に形成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。

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