JP5807385B2

JP5807385B2 - 直動案内装置

Info

Publication number: JP5807385B2
Application number: JP2011116267A
Authority: JP
Inventors: 芳樹北嶋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: JP2012241889A

Description

本発明は、例えば製造装置や加工機械、測定機器等の各種機械に用いられる直動案内装置に関する。

従来より、製造装置や加工機械、測定機器等の各種機械の一例として、ワークテーブルや各種搬送装置においては、テーブル部材を取り付けた移動部材が案内レールに沿って移動する直動案内装置が用いられている。この種の直動案内装置のうち、並行して配置された複数の案内レールに沿って移動する複数の移動部材にテーブル部材が架設された態様の直動案内装置においては、ボルト等の締結手段により前記移動部材に締結されているため、前記各移動部材を円滑に移動させるために、複数の案内レールの高さ位置及び傾きを精度良く管理する必要があった。

しかし、このような直動案内装置においては、前記締結手段が前記テーブル部材に対して斜めに締結された状態において、前記締結手段の前記テーブル部材との締め付け座面における前記締結手段の締結軸力の応用分布に傾きが生じ、締結軸力の向上を図ることが難しくなるという問題が生じることがあった。
そこで、前記締結手段に弾性変形を生じさせることなく、前記移動部材と前記テーブル部材との取付精度を向上させる直動案内装置が特許文献１に開示されている。

図４に示すように、特許文献１に開示された直動案内装置１００は、１対の案内レール１１０，１１０と、各案内レール１１０，１１０に沿って移動する１対の移動部材１２０，１２０と、移動部材１２０，１２０に締結手段１３０により取り付けられたテーブル１４０とを備える。そして、テーブル１４０と移動部材１２０との間に第１の球面係合手段１５０を備え、テーブル１４０と締結手段１３０との間に第２の球面係合手段１６０を備える。特許文献１に開示された直動案内装置は、このような構成を有することによって、取付誤差による締結手段の片当り、及び締結手段の弾性変形を防ぐという効果を奏するとしている。

特開２０１０−５２０５８号公報

しかしながら、移動部材１２０を円滑に移動させるためには、案内レール１１０と、該案内レール１１０が設置される機台（図示せず）との固定についても対策を講じる必要があり、特許文献１に開示された直動案内装置においては、何ら示唆されていない。ここで、案内レール１１０を機台に固定する態様としては、機台に案内レール１１０を取り付けるためのボルト（図示せず）の本体部を挿通するボルト孔（図示せず）が、案内レール１１０に上面と底面とを貫通して設けられる構成が挙げられる。このボルト孔は、通常、案内レール１１０の軸方向に複数列設され、ボルトの頭部はボルト孔内に形成された座ぐり部によって係止される。一方、機台には、これらボルト孔のピッチにあわせて取付穴が複数列設される。このように、機台に案内レール１１０を固定するために、複数のボルト孔を案内レール１１０に列設する場合、案内レール１１０の軸方向の長さが所定以上長くなると、案内レール１１０のボルト孔の位置と機台の取付穴との長手方向の累積誤差も大きくなる。これは、機台に案内レール１１０を取付けた際、機台に設けられた取付穴のピッチの間隔とずれが生じ、取付誤差となり得る。そして、このようにして生じる取付誤差は、ボルトの片当りによる締着力の低下を及ぼし、移動部材１２０の円滑な移動を阻害する。

そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、案内レールのボルト孔のピッチと、機台の取付穴のピッチとの間に誤差があった場合でも、前記ボルトの片当りを防ぎ、前記ボルトによる締着力の低下を防ぐ直動案内装置を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、軸方向に延びる案内レールと、前記軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備え、前記案内レールがボルトにより機台に固定された直動案内装置であって、
前記案内レールには、前記ボルトが挿通される、前記案内レールの上面から底面に貫通するボルト孔であって、上部には前記ボルトの頭部を係止する座ぐり部が形成され、下部は前記ボルトの本体部が挿通される挿通孔を形成するボルト孔が前記軸方向に沿って複数形成され、
表面が平坦形状で裏面が球面凸形状をなす円環状の第１の座金と、表面が球面凹形状で裏面が平坦形状をなす円環状の第２の座金とを、第１の座金の裏面と第２の座金の表面とを当接させて前記座ぐり部と、前記ボルト孔に挿通された前記ボルトの頭部との間に挟持させ、第１の座金の内周径の寸法は、前記ボルトの頭部の径より大であることを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、曲率を有する当接面を摺動面として重畳させた第１の座金と第２の座金とを、座ぐり部とボルトの頭部との間に挟持させたので、案内レールのボルト孔のピッチと、機台の取付穴のピッチとの間に誤差があった場合でも、ボルトの片当りを防ぎ、ボルトの締着力の低下を防ぐ直動案内装置を提供することができる。

また、上記目的を達成するための請求項２に係る発明は、軸方向に延びる案内レールと、前記軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備え、前記案内レールがボルトにより機台に固定された直動案内装置であって、
前記案内レールには、前記ボルトが挿通される、前記案内レールの上面から底面に貫通するボルト孔であって、上部には前記ボルトの頭部を係止する座ぐり部が形成され、下部は前記ボルトの本体部が挿通される挿通孔を形成するボルト孔が前記軸方向に沿って複数形成され、
前記座ぐり部が球面凹形状をなし、表面が平坦形状で裏面が球面凸形状をなす円環状の第１の座金を、該第１の座金の裏面が前記座ぐり部に当接させて該座ぐり部と、前記ボルト孔に挿通された前記ボルトの頭部との間に挟持させ、第１の座金の内周径の寸法は、前記ボルトの頭部の径より大であることを特徴としている。

請求項２に係る発明によれば、球面凹形状をなす座ぐり部に対して第１の座金を摺動可能に前記座ぐり部と前記ボルトの頭部との間に挟持させたので、案内レールのボルト孔のピッチと、機台の取付穴のピッチとの間に誤差があった場合でも、ボルトの片当りを防ぎ、ボルトの締着力の低下を防ぐ直動案内装置を提供することができる。

本発明によれば、案内レールのボルト孔のピッチと、機台の取付穴のピッチとの間に誤差があった場合でも、ボルトの片当りを防ぎ、ボルトによる締着力の低下を防ぐ直動案内装置を提供することができる。

本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す斜視図である。本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は、ボルトによる締着時の断面図、（ｂ）は第１の座金の構成を示す平面図及び側面図、（ｃ）は第２の座金の構成を示す平面図及び側面図である。本発明に係る直動案内装置の他の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はボルトによる締着時の断面図、（ｂ）は凹部の断面図、（ｃ）は第１の座金の平面図及び側面図である。従来の直動案内装置の構成を示す正面図である。

以下、本発明に係る直動案内装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は、ボルトによる締着時の断面図、（ｂ）は第１の座金の構成を示す平面図及び側面図、（ｃ）は第２の座金の構成を示す平面図及び側面図である。
図１に示すように、直動案内装置１は、軸方向に延びる案内レール１０と、該案内レール１０上に前記軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ２０とを備える。

また、図１に示すように、案内レール１０には、その上面１０ａから底面１０ｂに貫通するボルト孔１２が前記軸方向に所定間隔で複数形成されている。
ボルト孔１２は、図２（ａ）に示すように、内面１２ａに段差が座ぐり部１３として形成されて、底面１０ｂ側の開口径よりも上面１０ａ側の開口径が大となるように形成されている。具体的には、ボルト孔１２の上部（案内レール１０の上面１０ａ側）には、ボルト６０の頭部６１を係止する座ぐり部１３が形成される。一方、ボルト孔１２の下部（案内レール１０の底面１０ｂ側）は、ボルト６０の本体部６２が挿通される挿通孔１４をなしている。

一方、図１に示すように、機台５０には、ボルト孔１２とほぼ同じ間隔で複数の取付穴５１が列設されている。
ここで、本実施形態における案内レール１０の機台５０への固定は、図２（ａ）に示すように、ボルト孔１２に挿通され、締着力低下防止手段７０を介して頭部６１が座ぐり部１３の上面１３ａに係止されたボルト６０を、機台５０の取付穴５１にボルト６０の本体部６２を螺合させることによってなされる。
ここで、締着力低下防止手段７０は、図２（ｂ）に示す第１の座金７１と、図２（ｃ）に示す第２の座金７２とを有してなる。

第１の座金７１は、図２（ｂ）に示すように、円環形状をなし、表面７１ａが平坦形状をなし、裏面７１ｂが球面凸形状をなしている。第１の座金７１の外周径の寸法は、底面１０ｂ側の開口径を超え、上面１０ａ側の開口径以下である。また、第１の座金７１の内周径の寸法は、ボルト６０の本体部６２の径より大である。
第２の座金７２は、図２（ｃ）に示すように、円環形状をなし、表面７２ａが球面凹形状をなし、裏面が平坦形状をなしている。この表面７２ａの曲率半径は、裏面７１ｂの曲率半径とほぼ同じである。第２の座金７２の外周径の寸法も、第１の座金７１の外周径の寸法と同様に、底面１０ｂ側の開口径を超え、上面１０ａ側の開口径以下である。また、第２の座金７２の内周径の寸法も、第１の座金７１の内周径の寸法と同様に、ボルト６０の本体部６２の径より大である。

このように形成された第１の座金７１及び第２の座金は、締着力低下防止手段７０として、第１の座金の裏面７１ｂと、第２の座金７２の表面７２ａとを当接させて、締着力低下防止手段７０として座ぐり部１３とボルト６０の頭部６１との間に挟持される。そして、複数のボルト孔１２にそれぞれ挿通されたボルト６０を締結して、座ぐり部１３の底面１３ａを、締着力低下防止手段７０を介してボルト６０の頭部６１の下面６１ａで強く押圧することにより、案内レール１０は基台５０に固定される。

ここで、図２（ａ）に示すように、機台５０の上面５０ａの法線方向Ｎに対して、ボルト６０の締着方向が角度θで傾いた状態では、第１の座金７１が、その裏面７１ｂに当接する第２の座金７２の表面７２ａを摺動面として弧状に摺動してボルト６０が締結される。また、案内レール１０のボルト孔１２や、機台５０の取付穴５１が、それらの形成される面の法線方向から傾いて形成されていても第１の座金７１が、その裏面７１ｂに当接する第２の座金７２の表面７２ａを摺動面として弧状に摺動してボルト６０が締結される。従って、ボルト６０の片当りを防ぎ、ボルト６０の締着軸力を損なうことがないので、機台５０に対して案内レール１０を確実に固定することができる。また、ボルト６０の締着軸力を損なうことがないので、ボルト６０の弾性変形を防ぐ効果をも奏する。特に、本実施形態で用いられるボルト６０としては、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＢ１１８０）における「Ｍ８」や「Ｍ１０」等の標準ボルトが用いられ、これに合わせた第１の座金７１及び第２の座金７２が安価で入手できるため、コストを低減させる効果も奏する。

このように、本実施形態では、締着力低下防止手段７０として、曲率を有する当接面を摺動面として重畳させた第１の座金７１と第２の座金７２とを締着力低下防止手段７０として座ぐり部１３とボルト６０の頭部６１との間に挟持する構成を採用している。従って、案内レール１０のボルト孔１２のピッチと、機台５０の取付穴５１のピッチとの間に誤差があった場合でも、ボルト６０の片当りを防ぎ、ボルト６０の締着力の低下を防ぐ直動案内装置１を提供することができる。

（他の実施形態）
図３は、本発明に係る直動案内装置の他の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はボルトによる締着時の断面図、（ｂ）は凹部の断面図、（ｃ）は第１の座金の平面図及び側面図である。本実施形態は、締着力低下防止手段７０の構成を異ならせた以外は、上述の実施形態と同様の構成であるので、上述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態は、締着力低下防止手段７０として、第１の座金７１と、座ぐり部１３に形成された凹部７３とを有してなる。
凹部７３は、座ぐり部１３の上面１３ａを、案内レール１０の上面１０ａに向かって球面凹形状をなすように形成してなる。

第１の座金７１は、図３（ｃ）に示すように、円環形状をなし、表面７１ａが平坦形状をなし、裏面７１ｂが球面凸形状をなしている。この裏面７１ｂの曲率半径は、凹部７３の曲率半径とほぼ同じである。第１の座金７１の外周径の寸法は、底面１０ｂ側の開口径を超え、上面１０ａ側の開口径以下である。また、第１の座金７１の内周径の寸法は、ボルト６０の本体部６２の径より大である。

このように形成された凹部７３及び第２の座金は、締着力低下防止手段７０として、第１の座金の裏面７１ｂと、第２の座金７２の表面７２ａとを当接させて、締着力低下防止手段７０として座ぐり部１３とボルト６０の頭部６１との間に挟持される。そして、複数のボルト孔１２にそれぞれ挿通されたボルト６０を締結して、座ぐり部１３の底面１３ａ（凹部７３）及び第１の座金７１からなる締着力低下防止手段７０を介してボルト６０の頭部６１の下面６１ａで強く押圧することにより、案内レール１０は基台５０に固定される。

ここで、図３（ａ）に示すように、機台５０の上面５０ａの法線方向Ｎに対して、ボルト６０の締着方向が角度θで傾いた状態では、第１の座金７１が、その裏面７１ｂに当接する凹部７３を摺動面として弧状に摺動してボルト６０が締結される。
このように、球面凹形状をなす凹部７３が形成された座ぐり部１３に対して第１の座金７１を摺動可能に座ぐり部１３とボルト６０の頭部６１との間に挟持させたので、案内レール１０のボルト孔１２のピッチと、機台５０の取付穴５１のピッチとの間に誤差があった場合でも、ボルト６０の片当りを防ぎ、ボルト６０の締着力の低下を防ぐ直動案内装置１を提供することができる。

また、締着力低下防止手段７０の構成要素として、球面凹形状をなす凹部７３を座ぐり部１３に形成したので、締着力低下防止手段７０が占める厚みを上述の実施形態よりも小さくできる。これは、案内レール１０の高さ（上面１０ａから底面１０ｂへの向きの寸法）が低く、ボルト孔１２に座ぐり部１３を形成するスペースに余裕がない直動案内装置にも適用することができ、省スペース化を実現する直動案内装置を提供することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。

１直動案内装置
１０案内レール
１０ａ上面
１０ｂ底面
１２ボルト孔
１２ａ内周面
１３座ぐり部
１４挿通孔
２０スライダ
５０機台
５１取付穴
６０ボルト
６１頭部
６１ａ下面
７０締着力低下防止手段
７１第１の座金
７２第２の座金
７３凹部

Claims

軸方向に延びる案内レールと、前記軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備え、前記案内レールがボルトにより機台に固定された直動案内装置であって、
前記案内レールには、前記ボルトが挿通される、前記案内レールの上面から底面に貫通するボルト孔であって、上部には前記ボルトの頭部を係止する座ぐり部が形成され、下部は前記ボルトの本体部が挿通される挿通孔を形成するボルト孔が前記軸方向に沿って複数形成され、
表面が平坦形状で裏面が球面凸形状をなす円環状の第１の座金と、表面が球面凹形状で裏面が平坦形状をなす円環状の第２の座金とを、第１の座金の裏面と第２の座金の表面とを当接させて前記座ぐり部と、前記ボルト孔に挿通された前記ボルトの頭部との間に挟持させ、
第１の座金の内周径の寸法は、前記ボルトの頭部の径より大であることを特徴とする直動案内装置。
軸方向に延びる案内レールと、前記軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備え、前記案内レールがボルトにより機台に固定された直動案内装置であって、
前記案内レールには、前記ボルトが挿通される、前記案内レールの上面から底面に貫通するボルト孔であって、上部には前記ボルトの頭部を係止する座ぐり部が形成され、下部は前記ボルトの本体部が挿通される挿通孔を形成するボルト孔が前記軸方向に沿って複数形成され、
前記座ぐり部が球面凹形状をなし、表面が平坦形状で裏面が球面凸形状をなす円環状の第１の座金を、該第１の座金の裏面が前記座ぐり部に当接させて該座ぐり部と、前記ボルト孔に挿通された前記ボルトの頭部との間に挟持させ、
第１の座金の内周径の寸法は、前記ボルトの頭部の径より大であることを特徴とする直動案内装置。