JPH0155937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、NCマシン等の工作機械
や工業用ロボツト等のスライド部において、摺動
させるべき可動体を直線的に案内する直線案内装
置に関するものである。

［従来の技術］ この種の直線案内装置は、マシニングセンタ
ー、NCマシン等の工作機械におけるＸ・Ｙ・Ｚ
軸、自動工具交換装置、自動溶接機、射出成形
機、工業用ロボツト等、各種の一般産業機械のス
ライド部において多用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のこの種の直線案内装置に
おいては、その摺動台と軌道台との間にあつて摺
動台を転がり案内する手段としてボールを使用し
たものがほとんどであり、また、摺動台や軌道台
はその断面形状が左右対称形に形成され、そし
て、摺動台についてはその両袖部が軌道台の両肩
部を抱え込むような形状になつている。このよう
に構成される従来の直線案内装置においては、高
さ調整を行うために可動体と摺動台との間にシム
を介装していた。しかし、従来の直線案内装置で
は、可動体を摺動台に固定した状態でシムの介装
作業を行うことができず、その作業に当たつては
可動体を一旦摺動台から取外した後、シムを介装
して更に組立てるといつた作業手順が必要となる
ため、高さ調整作業が大変面倒なものとなつてい
た。一方、摺動台と軌道台との間はボールを介し
ての接触になり、重荷重を負荷させるにはボール
無限軌道の負荷領域を長くしてこの負荷領域にあ
るボールの数を増やす必要が生じ、摺動台が必要
以上に大型化するという問題があつた。また、各
軌道台の両肩部にそれぞれ一対の転走溝を形成
し、これら各転走溝に摺動台の負荷ボール列を転
走させ、一対の負荷ボール列で軌道台の各肩部を
挾み込むようにし、これによつて上下左右方向の
荷重を負荷するようにしているので、軌道台につ
いてはその１本につき４本の溝加工が必要にな
り、また、摺動台については４つのボール無限軌
道を形成する必要が生じ、これら軌道台や摺動台
の加工、特にその溝研削仕上げに多くの工数を必
要とするほか、部品点数も多いため、組付けや予
圧調整が面倒となり、製造コストが高くなるとい
う問題があつた。さらには、ボールによる点接触
であるため、重荷重に対して強度的に弱いなどの
欠点もあつた。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、
上記技術的課題を解決するための手段として、水
平部とその基端から垂下する垂下部とを有し、こ
れら水平部の先端及び垂下部の下端には夫々ロー
ラー無限軌道の負荷域と無負荷域とを構成する負
荷溝及び無負荷溝を有する摺動台と、上記摺動台
の水平部先端及び垂下部下端に夫々取付けられ、
これら水平部先端及び垂下部下端に形成された負
荷溝及び無負荷溝と相俟つてローラー無限軌道を
形成する一対のローラーガイドと、固定ボルトに
よりベツド等の固定部に固定され、上記摺動台の
水平部先端及び垂下部下端に形成された各負荷溝
に相対面する上部及び側部転走面を有する軌道台
と、上記摺動台の水平部先端及び垂下部下端に上
記ローラーガイドと相俟つて形成された各ローラ
ー無限軌道内を循環し、摺動台側の各負荷溝と軌
道台側の各転走面との間で荷重を負荷する多数の
ローラーと、上記摺動台に取付けられ軌道台に沿
つて案内される可動体とからなる直線案内装置に
おいて、上記摺動台には、その水平部の基端から
この水平部とは反対側に向けて突出し、その上面
が水平部上面と同一平面を形成する取付部を設け
る一方、可動体には、摺動台の上部を上記取付部
側から水平部側へと押圧する調整ボルトを設け、
且つ、上記水平部先端側に形成した負荷溝とこの
負荷溝に相対面する軌道台の上部転走面との間に
おける荷重作用線を上記水平部上面に対して直交
させると共に、上記垂下部下端側に形成した負荷
溝とこの負荷溝に相対面する軌道台の側部転走面
との間における荷重作用線を上記水平部上面に直
交する垂線に対して傾斜させる一方、上記ベツド
等の固定部取付基準面と上記軌道台の取付面との
間に傾斜角度の差を設け、上記取付部が可動体に
固定された摺動台を固定部に固定された軌道台に
組込んで摺動台の水平部上面と可動体との間に楔
状の隙間を形成し、この隙間内に任意の厚さのシ
ムを介装して可動体の高さ調整及びローラーへの
予圧の付与を行うことを特徴とする直線案内装置
を提供しようとするものである。

［作用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

ボールにかえてローラーを使用することにより
荷重負荷面積の増大が図れるため、特に上下方向
について大きな荷重を負荷することができ、しか
も、ローラーは摺動台の水平部先端及び垂下部下
端側の２つの負荷溝と、軌道台の上部及び側部転
走面との間に介在されるため、負荷溝及び転走面
の数の削減が図れると共に、組付け作業の軽減が
図れる。

又、予め可動体に仮固定した摺動台を軌道台に
組込むことにより、摺動台の水平部と可動体との
間に隙間が形成されるので、この隙間内に任意の
厚さのシムを介装可能であり、シム介装時に摺動
台と可動体とを取外し、更に、結合する手間が必
要なくなる。加えて、シム介装後に摺動台と可動
体とを本固定することにより、シムの厚さに応じ
た高さ調整及び予圧の付与が行われ、更に、調整
ボルトで摺動台上部を取付部側から水平部側へ押
圧することにより、用途に応じた予圧調整が簡易
に行われる。

更に、軌道台と摺動台との接触作用点を低くす
ることができ、水平荷重に対しても接触作用点に
作用する荷重を可及的に小さくして、安定性の向
上を図ることができる。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を添附図面に基づいて
詳細に説明する。

この発明の直線案内装置は、第１図ないし第６
図に示すように、水平部２ａとその一端から垂下
する垂下部２ｂとを有して断面ほぼ倒Ｌ字状に形
成される摺動台１と、この摺動台１の水平部２ａ
先端及び垂下部２ｂ下端に取付けられた一対のロ
ーラーガイド４と、上記水平部２ａの下面側に位
置する軌道台５と、上記水平部２ａ及び垂下部２
ｂにそれぞれ形成されたローラー無限軌道内を循
環して摺動台１と軌道台５との間の荷重を負荷す
る多数のローラー６と、固定ボルト８によつて上
記軌道台５を固定する取付基準面を備えたベツド
等の固定部２１及び上記摺動台１の取付部２ｃに
穿設された取付孔２ｄに遊嵌される取付ボルト７
により架設固定される可動体２０とで構成されて
いる。

上記摺動台１は、第８図ないし第１０図に示す
ように、その水平部２ａの先端下面側と垂下部２
ｂの下端部内面側とにそれぞれの軸方向に沿つて
ローラー無限軌道の負荷域を構成し、かつ、円弧
面状の走行面９ａを備えた負荷溝９が形成されて
おり、また、上記水平部２ａの先端部上面側と垂
下部２ｂの下端部外面側とにはそれぞれその軸方
向に沿つて上記負荷溝９に対応し、かつ、ローラ
ー無限軌道の無負荷域を構成する溝状の無負荷部
１０が形成されている。この場合、摺動台１の基
部から水平部２ａと反対側に向けて取付部２ｃが
突設され、この取付部２ｃには取付ボルト７が遊
嵌する取付孔２ｄが穿設されている。なおこの場
合、摺動台１の水平部２ａの下面は摺動台基部か
ら先端に向かつて下り傾斜面１１となつている。
このように構成される摺動台１は、取付ボルト７
をもつて上記可動体２０に固定されるのである
が、この際、可動体２０側から締め込れる調整ボ
ルト２６を摺動台上部に対して取付部２ｃ側から
水平部２ａ側に向けて押圧することにより、予圧
調整を行うことができる。上記摺動台１の長手方
向の各端部には、第１３図ないし第１８図に示す
ような合成樹脂製の蓋体１２が、この蓋体１２に
穿設された貫通孔１３を貫通する固定ボルト１４
をもつて固定されている。

また、上記ローラーガイド４は、第１１図及び
第１２図に示すように、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形成され、その両
端部にはほぼ半円形状のローラー方向転換案内部
１５を有すると共に、これらのローラー方向転換
案内部１５の間には断面ほぼＬ字状に形成された
保持部１６を有し、この保持部１６が摺動台１の
水平部２ａ先端部と垂下部２ｂ下端部にそれぞれ
形成した負荷溝９及び溝状の無負荷部１０と相俟
つてローラー無限軌道の負荷域及び無負荷域を形
成すると共に、上記各ローラー方向転換案内部１
５がローラー無限軌道の負荷域と無負荷域との間
において各ローラーすなわち球面コロを案内する
ようになつている。なお、図中符号１７はこのロ
ーラーガイド４の保持部１６に穿設された貫通孔
であり、この貫通孔１７を貫通して摺動台１の各
取付孔（図示せず）にねじ結合するビス１８によ
つてローラーガイド４が摺動台１に取付けられて
いる。なおこの場合、ローラーガイド４のローラ
ー方向転換案内部１５は蓋体１２に設けたほぼ半
円形状の取付溝１９に嵌合固定され、また、保持
部１６は摺動台１に設けられた直線状取付溝１ａ
内に嵌合固定されている（第２図参照）。

一方、上記軌道台５は、第１９図及び第２０図
に示すように、底面２２ａ及びこの底面２２ａの
一端から直角状に起立する側面２２ｂ下部とから
成る取付面２２を有する断面ほぼ矩形状に形成さ
れ、その一方の肩部には摺動台１の水平部２ａ先
端部の下面側に形成した転走面９ａに相対面する
斜め上向きの上部転走面２３を有し、また、その
他方の肩部側面はＶ字状に切欠かれ、その切欠部
の下向き傾斜面には摺動台１の垂下部２ｂ下端部
の内面側に形成した転走面９ａに相対面する側部
転走面２４を有している。この第一実施例におい
て、これら転走面２３，２４は上部及び側部転走
面９ａと同じ曲率半径の円弧面状に形成されてい
る。また、軌道台５の中央部には上記摺動台１の
水平部上面３に対してほぼ垂直な固定手段用取付
孔２５が穿設されており、この取付孔２５を貫通
する固定ボルト８が上記固定部２１に係合すなわ
ちねじ結合することにより固定部２１に固定され
るようになつている。この場合、上記上部転走面
２３及び取付孔２５はそれぞれ取付面２２の底面
２２ａに対する垂線Ａに対して例えば約10゜の角
度をもつて形成され、また、側部転走面２４は取
付孔２５の中心線Ｂに対して約45゜〜60゜の角度に
形成されている（第２０図参照）。

一方、上記固定部２１の取付基準面は、上記摺
動台１の取付面３に対して例えば約11゜の角度を
もつて傾斜する傾斜面２１ａと、この傾斜面２１
ａの下方側端部からこの傾斜面２１ａに対してほ
ぼ直角状に起立する係止面２１ｂとで構成されて
いる。この固定部２１に上記軌道台５を固定する
に当つて、上記軌道台５の取付面２２が固定部２
１の傾斜面２１ａ及び係止面２１ｂに当接係合さ
れた後、固定ボルト８によつて固定部２１に固定
されるのであるが、この場合、上記軌道台５の取
付面２２と固定部２１の傾斜面２１ａとの間の傾
斜角度の差1゜により、上記摺動台１の水平部上面
３との間に僅かな隙間２８が形成され、この隙間
２８内には予圧調整及び高さ調整用のシム２９が
介装されるようになつている。なお、軌道台５の
上部転走面２３は摺動台１の水平部上面３とほぼ
平行となり、また、摺動台１の水平部２ａ先端部
側に形成される負荷溝９とこの負荷溝９に相対面
する軌道台５の上部転走面２３の間におけるロー
ラー６の荷重作用線Ｗは水平部上面３に対してほ
ぼ直交状に接触可能となり、更に、垂下部下端側
に形成される負荷溝９とこの負荷溝９に相対面す
る軌道台５の側部転走面２４の間におけるローラ
ー６の荷重作用線W′は水平部上面３に直交する
垂線に対して傾斜状に接触可能となる。

上記可動体２０側から締め込れて摺動台１の予
圧調整を司る上記調整ボルト２６は、可動体２０
の側端垂下部２０ａに穿設された水平ねじ孔２７
に貫通状にねじ結合されており、そして、この調
整ボルト２６の先端が摺動台１の取付部２ｃの側
面に当接するようになつている。従つて、可動体
側から摺動台１上部に対して作用する押圧作用線
Ｐが軌道台５の転走面２３，２４より上方に位置
し、この調整ボルト２６の押圧作用により、第１
図に示す回転力Ｍが働いて予圧が付与されると共
に、その調整が行われる。なおこの場合、調整ボ
ルト２６は必ずしも水平状に取付ける必要はな
く、少なくとも調整ボルト２６の押圧作用線Ｐが
上部転走面２３より上方に位置していればよい。

また、摺動台１の水平部先端側に形成した負荷
溝９とこの負荷溝９に相対面する軌道台５の上部
転走面２３とにおける荷重作用線Ｗが固定部２１
の傾斜面２１ａと係止面２１ｂの交線より僅かな
寸法（α）だけ固定ボルト８側に位置しており、
このため、荷重作用線Ｗに沿つて荷重が作用した
際に固定ボルト８を引張る方向の分力が発生せ
ず、安定している。

上記のように構成されるこの発明の直線案内装
置は、第１図に示すように、軌道台５を機械装置
等に取付けられるベツド等の固定部２１に形成さ
れた取付基準面としての傾斜面２１ａ及び係止面
２１ｂに固定ボルト８で固定し、また、軌道台５
に沿つて摺動するベアリングを構成する両摺動台
１の取付部２ｃ上に可動体２０を架設して取付ボ
ルト７により取付け、種々の機械器具の直線往復
運動を案内する直線摺動用テーブルに組込まれて
使用される。この場合の組立作業に当たつて、ま
ず、軌道台５の取付面２２をベツド等の固定部２
１の傾斜面２１ａ及び係止面２１ｂに当接係合さ
せた後、軌道台５に穿設された取付孔２５を貫通
して固定部２１に固定ボルト８をねじ結合させる
と、固定ボルト８の固定操作に伴う締付の際に、
固定手段の締付力は傾斜面２１ａ及び係止面２１
ｂにそれぞれ垂直分力として作用し、この結果、
軌道台５が係止面２１ｂに密着して、軌道台５の
真直度が維持される。一方、摺動台１を予め取付
ボルト７によつて可動体２０に仮固定しておく。
このようにして軌道台５の取付けを行つた後、軌
道台５の上部及び側部転走面２３，２４に摺動台
側のローラー６を係合すると、摺動台１の水平部
上面３と可動体２０の下面の間に隙間２８が生じ
るので、こ隙間２８内にシム２９を介装する。そ
して、可動体２０側から締め込れる調整ボルト２
６の押圧作用線Ｐを軌道台５の上部転走面２３よ
り上方に位置するように押圧することによつて、
摺動台１が回転して予圧がかかる。次に、取付ボ
ルト７を締付けると、シム２９によつて摺動台１
が回転し、より大きな予圧が付与されると共に、
シム２９の厚さに応じた高さ調整がなされる。

なお、上記実施例は球面コロの場合について説
明したが、第７図に示すように、球面コロにかえ
て円筒コロ６ａを使用しても同様の効果が得られ
る。また、上記実施例では固定部２１の取付基準
面に摺動台１の水平部上面３に対して約11゜の傾
斜面２１ａを形成し、軌道台５の取付面２２には
水平部上面３に対して約10゜の傾斜角を有する取
付面を形成した場合について説明したが、必ずし
も上記角度の差である必要はなく、例えば、第２
１図に示すように、固定部２１の取付基準面に水
平部上面３に対して約1゜の傾斜角を設けて軌道台
５の取付面２２と固定部２１の取付基準面との間
に傾斜角度の差を設けて、摺動台１の水平部上面
３と可動体２０の下面との間に隙間２８を形成し
ても同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の直線案内装置
によれば、ボールにかえてローラーを使用するこ
とにより、荷重負荷面積の増大が図れるため、特
に上下方向について大きな荷重を負荷することが
でき、しかも、ローラーは摺動台の水平部先端側
及び垂下部下端側の２つの負荷溝と、軌道台の上
部及び側部転走面との間に介在されるため転走面
の数の削減が図れると共に、組付け作業の軽減化
が図れる。

また、摺動台の水平部上面と可動体下面との間
に隙間を形成し、この隙間内にシムを介装するこ
とにより、摺動台と可動体とを結合した状態でシ
ムの介装作業を行うことができ、その分シム交換
の際の手間が省かれるので、高さ調整作業を容易
に行うことが可能である。

更に、シム厚さに応じた予圧を付与できること
に加え、調整ボルトの摺動台上部に対する押圧量
を変化させることで容易に予圧調整を行うことが
でき、各種用途に対し簡易に適合可能である。

更に、軌道台と摺動台の接触作用点を低くする
ことができるため、水平荷重に対する接触作用点
に作用する荷重を可及的に小さくして、安定性の
向上を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の直線案内装置の第一実施例
の使用状態を示す断面図、第２図はこの発明にお
ける直線摺動用ローラーベアリングを示す断面
図、第３図は第２図の−断面図、第４図は第
２図の−断面図、第５図は第２図の平面図、
第６図は第５図の一部を断面で示す側面図、第７
図はこの発明の直線案内装置の第二実施例の断面
図、第８図はこの発明における摺動台の正面図、
第９図及び第１０図はそれぞれ第８図の底面図及
び側面図、第１１図はこの発明におけるローラー
ガイドの正面図、第１２図は第１１図の−断
面図、第１３図はこの発明における蓋体の正面
図、第１４図及び第１５図はそれぞれ第１３図の
平面図及び背面図、第１６図ないし第１８図はそ
れぞれ第１３図のＸ矢視図、Ｙ矢視図及び−
断面図、第１９図はこの発明における軌道台の側
面図、第２０図は第１９図の−断面図、第２
１図はこの発明の直線案内装置の第三実施例を示
す断面図である。 符号説明、１……摺動台、２ａ……水平部、２
ｂ……垂下部、２ｃ……取付部、２ｄ……取付
孔、３……水平部上面、４……ローラーガイド、
５……軌道台、６……ローラー（球面コロ）、６
ａ……ローラー（円筒コロ）、７……取付ボルト、
８……固定ボルト、９……負荷溝、１０……無負
荷部、２０……可動体、２１……固定部、２１ａ
……傾斜面、２１ｂ……係止面、２２……取付
面、２２ａ……底面、２２ｂ……側面、２３……
上部転走面、２４……側部転走面、２５……取付
孔、２６……調節ボルト、２７……水平ねじ孔、
２８……隙間、２９……シム、Ｐ……押圧作用
線、Ｗ……荷重作用線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平部とその基端から垂下する垂下部とを有
   し、これら水平部の先端及び垂下部の下端には
   夫々ローラー無限軌道の負荷域と無負荷域とを構
   成する負荷溝及び無負荷溝を有する摺動台と、上
   記摺動台の水平部先端及び垂下部下端に夫々取付
   けられ、これら水平部先端及び垂下部下端に形成
   された負荷溝及び無負荷溝と相俟つてローラー無
   限軌道を形成する一対のローラーガイドと、固定
   ボルトによりベツド等の固定部に固定され、上記
   摺動台の水平部先端及び垂下部下端に形成された
   各負荷溝に相対面する上部及び側部転走面を有す
   る軌道台と、上記摺動台の水平部先端及び垂下部
   下端に上記ローラーガイドと相俟つて形成された
   各ローラー無限軌道内を循環し、摺動台側の各負
   荷溝と軌道台側の各転走面との間で荷重を負荷す
   る多数のローラーと、上記摺動台に取付けられ軌
   道台に沿つて案内される可動体とからなる直線案
   内装置において、 上記摺動台には、その水平部の基端からこの水
   平部とは反対側に向けて突出し、その上面が水平
   部上面と同一平面を形成する取付部を設ける一
   方、可動体には、摺動台の上部を上記取付部側か
   ら水平部側へと押圧する調整ボルトを設け、且
   つ、上記水平部先端側に形成した負荷溝とこの負
   荷溝に相対面する軌道台の上部転走面との間にお
   ける荷重作用線を上記水平部上面に対して直交さ
   せると共に、上記垂下部下端側に形成した負荷溝
   とこの負荷溝に相対面する軌道台の側部転走面と
   の間における荷重作用線を上記水平部上面に直交
   する垂線に対して傾斜させる一方、上記ベツド等
   の固定部取付基準面と上記軌道台の取付面との間
   に傾斜角度の差を設け、上記取付部が可動体に固
   定された摺動台を固定部に固定された軌道台に組
   込んで摺動台の水平部上面と可動体との間に楔状
   の隙間を形成し、この隙間内に任意の厚さのシム
   を介装して可動体の高さ調整及びローラーへの予
   圧の付与を行うことを特徴とする直線案内装置。 ２ 固定部の取付基準面が、摺動台の水平部上面
   に対して傾斜する傾斜面と、この傾斜面に対して
   直角状に起立する係止面とで構成される特許請求
   の範囲第１項記載の直線案内装置。 ３ 垂下部下端側に形成した負荷溝とこの負荷溝
   に相対面する軌道台の転走面の間における荷重作
   用線が水平部上面に直交する垂線に対して45゜〜
   60゜の角度に傾斜する特許請求の範囲第１項記載
   の直線案内装置。 ４ 可動体側から摺動台上部に対して作用する押
   圧力作用線が軌道台の転走面より上方に位置する
   特許請求の範囲第２項又は第３項記載の直線案内
   装置。 ５ 摺動台の水平部先端側に形成した負荷溝と、
   この負荷溝に相対面する軌道台の転走面との間に
   おける荷重作用線が固定部の傾斜面と係止面の交
   線より固定ボルト側に位置する特許請求の範囲第
   ２項乃至第４項のいずれかに記載の直線案内装
   置。