JP6786639B2 - 静圧リニアレール - Google Patents

Description

本発明は、リニアレール、特に加工しやすい静圧リニアレールに関するものである。

静圧リニアレールとは圧力を一定にしたうえでレールとスライド部との間に填充した潤滑油によって油膜を形成し、無摩擦状態下の直線運動の変位をスムーズに行うものである。

特許文献１により掲示された静圧リニアレールでは、ホルダー部材はスライド部とレールとの間に配置され、レールに向かう側面にオイルチャンバーを有する。潤滑油はオイルチャンバーによってスライド部とレールとの間に油膜を形成する。
しかしながら、スライド部とホルダー部材を組み合わせるにはスライド部を予め加工することが必要であるため、該案は構造上の原因によってスライド部の加工が難しいという問題がある。

米国特許４，９７８，２３３号公報

本発明は加工を簡単化し、製造工程の難度を大幅に下げることができる静圧リニアレールを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するための静圧リニアレールは、レール、スライド部および二つの負荷部材を備える。レールは外周面に二つの相対する外側溝を有する。スライド部はスライド溝を有する。スライド部はスライド溝によってスライドできるようにレールに配置される。スライド溝は壁面に二つの相対する内側溝を有する。スライド部の内側溝とレールの外側溝は一つずつ相互に対応する。二つの負荷部材はそれぞれレールの外側溝およびスライド部の内側溝との間に配置され、負荷部および当接部を有する。負荷部材の負荷部はレールの外側溝の壁面と一定距離を保ち、オイルチャンバーを有する。オイルチャンバーはレールの外側溝の壁面に対応して潤滑油に負荷部材とレールとの間の油膜を形成させる。二つの負荷部材は当接部がスライド部の内側溝の壁面に当接するため、スライド部とともに作動できる。

上述した構造特徴により、本発明による静圧リニアレールはオイルチャンバーが負荷部材に配置されるため、スライド部を予め加工する必要がなく、製造工程の難度を大幅に下げることができる。

比較的好ましい場合、レールのそれぞれの外側溝は壁面に二つの第一負荷面を有する。それぞれの負荷部材の負荷部は二つの第二負荷面を有する。レールの第一負荷面は負荷部材の第二負荷面に相対する。それぞれの負荷部材は第二負荷面にオイルチャンバーを有するため、良好な負荷効果を果たすことができる。

比較的好ましい場合、スライド部のそれぞれの内側溝は壁面に二つの第一当接面を有する。それぞれの負荷部材の当接部は二つの第二当接面を有する。スライド部の第一当接面は負荷部材の第二当接面に当接する。第一当接面および第二当接面は相互に対応できる斜面または円弧面を呈する。

比較的好ましい場合、スライド部材は二つの相対する端面にオイル注入用サイドキャップおよびオイル排出用サイドキャップを別々に有する。オイル注入用サイドキャップは注入孔および注入孔に繋がる第一オイル注入経路を有する。オイル排出用サイドキャップは排出孔および排出孔に繋がる第一オイル排出経路を有する。それぞれの負荷部材はオイルチャンバーに繋がる給油孔およびオイルチャンバーに隣接するオイル誘導孔を有する。それぞれの負荷部材は内部に第二オイル注入経路および第二オイル排出経路を有する。第二オイル注入経路は一端が第一オイル注入経路に繋がり、一端が給油孔に繋がる。第二オイル排出経路は一端が第一オイル排出経路に繋がり、一端がオイル誘導孔に繋がる。
上述した構造特徴により、潤滑油は注入孔から第一オイル注入経路に流れ込み、第一オイル注入経路に沿って第二オイル注入経路へ流動し、続いて第二オイル注入経路からオイルチャンバーに流れ込むことができる。オイルチャンバーに溢れた潤滑油はオイル誘導孔から第二オイル排出経路に流れ込み、第二オイル排出経路に沿って第一オイル排出経路へ流動し、続いて排出孔から外部に流出することができる。

本発明による静圧リニアレールの詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。なお、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の一実施形態による静圧リニアレールを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による静圧リニアレールを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による静圧リニアレール中の負荷部材を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による静圧リニアレール中のオイル注入用サイドキャップが省略された状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態による静圧リニアレール中の第一当接面および第二当接面が円弧面に形成された状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態による静圧リニアレール中のレールおよびスライド部が省略された状態を示す斜視図である。 図６中のオイル注入用サイドキャップおよび負荷部材との間のオイル経路が配置された状態を示す断面図である。 図６中のオイル排出用サイドキャップおよび負荷部材との間のオイル経路が配置された状態を示す断面図である。

以下、本発明による静圧リニアレールを図面に基づいて説明する。なお、明細書において、方向性用語は図面に示した方向に基づいて表現される。図中の同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。

（一実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態による静圧リニアレール１０はレール２０、スライド部３０および二つの負荷部材６０を備える。

レール２０は外周面の上方および下方に二つの外側溝２１を有する。それぞれの外側溝２１はレール２０の長さ方向に沿って伸びる。
図４に示すように、外側溝２１は壁面に二つの第一負荷面２２と、二つの第一負荷面２２を連結する第一連結面２３とを有する。二つの第一負荷面２２は第一連結面２３に対して鏡面対称となる斜面である。

スライド部３０はスライド溝３１を有する。スライド部３０はスライド溝３１がレール２０に嵌合されることによってレール２０に沿って移動することができる。
図２および図４に示すように、スライド溝３１は壁面に二つの相対する内側溝３２を有する。スライド部３０の内側溝３２とレール２０の外側溝２２は一つずつ相互に対応する。スライド部３０の内側溝３２は壁面に二つの第一当接面３３と、二つの当接面３３を連結する第二連結面３４とを有する。二つの第一当接面３３は第二連結面３４に対して鏡面対称となる斜面である。

図２、図６および図７に示すように、スライド部３０の二つの相対する端面はねじなどの締付部材によってオイル注入用サイドキャップ４０およびオイル排出用サイドキャップ５０に別々に固定される。オイル注入用サイドキャップ４０は注入孔４１と、注入孔４１に繋がる第一オイル注入経路４２とを有する。オイル排出用サイドキャップ５０は排出孔５１と、排出孔５１に繋がる第一オイル排出経路５２とを有する。

図３に示すように、二つの負荷部材６０は柱状を呈し、それぞれ負荷部６１および当接部６４を有する。負荷部材６０の負荷部６１は二つの第二負荷面６２と、二つの第二負荷面６２を連結する第三連結面６３とを有する。二つの第二負荷面６２は第三連結面６３に対して鏡面対称となる斜面である。負荷部材６０の当接部６４は二つの第二当接面６５と、二つの第二当接面６５を連結する第四連結面６６とを有する。二つの第二当接面６５は第四連結面６６に対して鏡面対称となる斜面である。それぞれの負荷部材６０の負荷部６１は第二負荷面６２にオイルチャンバー６７と、オイルチャンバー６７に繋がる給油孔６８とを有する。負荷部材６０の負荷部６１の第三連結面６３は両端にオイルチャンバー６７に隣接するオイル誘導孔６９を別々に有する。
図３、図７および図８に示すように、負荷部材６０は内部に第二オイル注入経路７０および第二オイル排出経路７１を有する。第二オイル注入経路７０は一端が二つの給油孔６８に繋がる。第二オイル排出経路７１は四つのオイル誘導孔６９に繋がる。

図４に示すように、負荷部材６０はレール２０の外側溝２１およびスライド部３０の内側溝３２との間に配置される。詳しく言えば、負荷部材６０の第二負荷面６２はレール２０の第一負荷面２２に接触しない。負荷部材６０の第三連結面６３はレール２０の第一連結面２３に接触せず対応する。負荷部材６０の負荷部６１はレール２０と一定間隔を保つ。負荷部材６０のオイルチャンバー６７とレール２０の第一負荷面２２は一つずつ相互に対応する。負荷部材６０の第二当接面６５はスライド部３０の第一当接面３３に当接する。負荷部材６０の第四連結面６６はスライド部３０の第二連結面３４に接触せず対応する。負荷部材６０はスライド部３０とともに同調作動できる。
スライド部３０の第一当接面３３および負荷部材６０の第二当接面６５は斜面（図４参照）に限定されず、円弧面（図５参照）であってもよい。つまり、スライド部３０の第一当接面３３および負荷部材６０の第二当接面６５が相互に対応できればよい。スライド部３０の第一当接面３３および負荷部材６０の第二当接面６５が斜面であれば、構造上の剛性および位置決め精度を高めることができる。スライド部３０の第一当接面３３および負荷部材６０の第二当接面６５が円弧面であれば、微調整によって加工時の誤差を吸収することができる。

図６から図８に示すように、二つの負荷部材６０の両端はねじなどの締付ユニットによってオイル注入用サイドキャップ４０およびオイル排出用サイドキャップ５０に別々に固定されるため、二つの負荷部材６０の第二オイル注入経路７０は一端がオイル注入用サイドキャップ４０の第一オイル注入経路４２に繋がる。
上述した構造特徴により、潤滑油は注入孔４１に装着されたオイル注入用接続部７２から第一オイル注入経路４２に流れ込み、第一オイル注入経路４２に沿って負荷部材６０の第二オイル注入経路７０へ流動し、続いて給油孔６８からオイルチャンバー６７に流れ込んで負荷部材６０の第二負荷面６２とレール２０の第一負荷面２２との間に一層の油膜（図中未表示）を形成することができる。
二つの負荷部材６０の第二オイル排出経路７１は一端がオイル排出用サイドキャップ５０の第一オイル排出経路５２に繋がるため、オイルチャンバー６７に溢れた潤滑油はオイル誘導孔６９から第二オイル排出経路７１に流れ込み、第二オイル排出経路７１に沿って第一オイル排出経路５２へ流動し、続いて排出孔５１に装着されたオイル排出用接続部７３から外部に流出することができる。

オイルチャンバー６７に溢れた潤滑油の流動方向を制御するために、図２および図４に示すように、負荷部材６０とスライド部３０との間に少なくとも一つのスペーサー７４を増設することができる。スペーサー７４はゴムから製作され、数がオイルチャンバー６７に応じて調整される。本実施形態において、スペーサー７４は一対ずつ配置され、数が四つである。スペーサー７４はオイルチャンバー６７に隣接し、かつオイル誘導孔６９と一緒にオイルチャンバー６７の相対する両側に位置する。
上述した構造特徴により、オイルチャンバー６７に溢れた潤滑油はスペーサー７４によって妨害され、オイル誘導孔６９の方向へ流動するため、オイル排出作業の便をはかることができる。一方、スペーサー７４は防塵効果を果たし、粉塵がオイルチャンバー６７に侵入することを抑制することができる。

上述したとおり、本発明による静圧リニアレール１０はオイルチャンバー６７、第二オイル注入経路７０および第二オイル排出経路７１が負荷部材６０に配置されるため、スライド部３０を予め加工する必要がなく、製造工程の難度を大幅に下げることができる。

１０ 静圧リニアレール
２０ レール
２１ 外側溝
２２ 第一負荷面
２３ 第一連結面
３０ スライド部
３１ スライド溝
３２ 内側溝
３３ 第一当接面
３４ 第二連結面
４０ オイル注入用サイドキャップ
４１ 注入孔
４２ 第一オイル注入経路
５０ オイル排出用サイドキャップ
５１ 排出孔
５２ 第一オイル排出経路
６０ 負荷部材
６１ 負荷部
６２ 第二負荷面
６３ 第三連結面
６４ 当接部
６５ 第二当接面
６６ 第四連結面
６７ オイルチャンバー
６８ 給油孔
６９ オイル誘導孔
７０ 第二オイル注入経路
７１ 第二オイル排出経路
７２ オイル注入用接続部
７３ オイル排出用接続部
７４ スペーサー

Claims (9)

1. レール、スライド部および二つの負荷部材を備え、
   前記レールは外周面に二つの相対する外側溝を有し、
   前記スライド部はスライド溝を有し、前記スライド溝によってスライドできるように前記レールに配置され、前記スライド溝は壁面に二つの相対する内側溝を有し、前記内側溝は前記レールの前記外側溝に対応し、
   二つの前記負荷部材はそれぞれ前記レールの前記外側溝および前記スライド部の前記内側溝との間に配置され、負荷部および当接部を有し、
   前記負荷部は前記レールの前記外側溝の壁面と一定距離を保ち、オイルチャンバーを有し、
   前記オイルチャンバーは前記レールの前記外側溝の壁面に相対し、
   前記当接部は前記スライド部の前記内側溝の壁面に当接し、
   前記スライド部材は二つの相対する端面にオイル注入用サイドキャップおよびオイル排出用サイドキャップを別々に有し、
   前記オイル注入用サイドキャップは注入孔および前記注入孔に繋がる第一オイル注入経路を有し、
   前記オイル排出用サイドキャップは排出孔および前記排出孔に繋がる第一オイル排出経路を有し、
   それぞれの前記負荷部材は第二オイル注入経路、前記オイルチャンバーに繋がる給油孔と、第二オイル排出経路と、前記オイルチャンバーに隣接するオイル誘導孔とを有し、
   前記第二オイル注入経路は一端が前記第一オイル注入経路に繋がり、一端が前記給油孔に繋がり、
   前記第二オイル排出経路は一端が前記第一オイル排出経路に繋がり、一端が前記オイル誘導孔に繋がることを特徴とする、
   静圧リニアレール。
2. 前記レールのそれぞれの前記外側溝は壁面に二つの第一負荷面を有し、それぞれの前記負荷部材の前記負荷部は二つの第二負荷面を有し、前記負荷部材の前記負荷部の前記第二負荷面は前記レールの前記外側溝の前記第一負荷面に相対し、前記オイルチャンバーを有することを特徴とする請求項１に記載の静圧リニアレール。
3. 前記レールのそれぞれの前記外側溝は壁面にさらに二つの前記第一負荷面を連結する第一連結面を有し、前記負荷部材の前記負荷部はさらに二つの前記第二負荷面を連結する第三連結面を有し、前記第三連結面は前記レールの前記外側溝の前記第一連結面に相対することを特徴とする請求項２に記載の静圧リニアレール。
4. 二つの前記第一負荷面は前記第一連結面に対して鏡面対称となる斜面であり、二つの前記第二負荷面は前記第三連結面に対して鏡面対称となる斜面であることを特徴とする請求項３に記載の静圧リニアレール。
5. 前記スライド部のそれぞれの前記内側溝は壁面に二つの第一当接面を有し、それぞれの前記負荷部材の前記当接部は二つの第二当接面を有し、前記第二当接面は前記スライド部の前記内側溝の前記第一当接面に当接することを特徴とする請求項１に記載の静圧リニアレール。
6. 前記スライド部のそれぞれの前記内側溝は壁面にさらに二つの前記第一当接面を連結する第二連結面を有し、それぞれの前記負荷部材の前記当接部はさらに二つの前記第二当接面を連結する第四連結面を有し、前記第四連結面は前記スライド部の前記内側溝の前記第二連結面に相対することを特徴とする請求項５に記載の静圧リニアレール。
7. 二つの前記第一当接面は前記第二連結面に対して鏡面対称となる斜面であり、二つの前記第二当接面は前記第四連結面に対して鏡面対称となる斜面であることを特徴とする請求項６に記載の静圧リニアレール。
8. 二つの前記第一当接面は前記第二連結面に対して鏡面対称となる円弧面であり、二つの前記第二当接面は前記第四連結面に対して鏡面対称となる円弧面であることを特徴とする請求項６に記載の静圧リニアレール。
9. 前記負荷部材と前記スライド部との間にはスペーサーが配置され、前記スペーサーは前記オイルチャンバーに隣接し、かつオイルチャンバーの相対する両側に位置することを特徴とする請求項１に記載の静圧リニアレール。

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