JPH064427U - ボール循環式リニアガイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型でスライダの慣性がより小さく、したが
って動作精度の高いボール循環式リニアガイドの提供。 【構成】 ベアリングボール４がレールとスライダ３の
対向面間に形成されるボール転動路１５とスライダ側に
形成されたボール戻り孔１３による循環路４４を通って
循環される、ボール循環式のリニアガイドに関する。ス
ライダ３の左側に位置するボール転動路１５ａを含む循
環路４４ａと、右側に位置するボール転動路１５ｂを含
む循環路４４ｂが個別に形成される。前記個別の循環路
４４（ａ，ｂ）は、レール２の長手方向から透視してス
ライダ３の横断面形状の対角線にほぼ沿って交差する配
置とされる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、簡易ロボットの直線移動部分や工作機械の直線移動部分に使用さ れるボール循環式リニアガイドに関する。

【０００２】

【従来技術】

ボール循環式リニアガイドは、レールとスライダおよび両部材の対向面間に位 置するベアリングボールを備え、かつ、ベアリングボールがレールあるいはスラ イダ側に形成された戻り孔を介して前記の対向面間を通り循環するようにされて いる。スライダは、ベアリングボールによってレールに支持され、また、小さな 力でレールに沿って移動することができる。

【０００３】 ボール循環式リニアガイドは、動摩擦力、静摩擦力さらに両摩擦力の差が小さ く、高速応答性に優れる、あるいは、外力に対する剛性が高い等の特性を有し、 さまざまの工作機械やロボットに用いられているが、技術の高度化によって従来 の特性を損なうことなく、より小型、かつ、動作上の精度を向上させるためにス ライダの慣性がより小さなものが求められている。

【０００４】 実開昭６２ー２２３２５号公報に開示されるリニアガイド装置（従来例という ）は、レール３０と摺動体４０（スライダ）の対向面間にボール５５（ベアリン グボール）を配置し、これを摺動体４０の側に形成した循環溝５６を介して循環 させる構造であって、ボール循環式のリニアガイドである。

【０００５】 この従来例は、それ以前のリニアガイドにおいて、摺動体がレール上に跨がる 構造（第１２図）を、レール３０に摺動体４０の一部が嵌合して摺動するように することで、全体を小型にし、さらに、摺動体４０とレール３０の左右対向面間 にボールを循環させるためのボール循環溝５４，５６を、レール３０の前後方向 から透視して上下に重ねることで（特に第７図の構造）、摺動体４０の左右幅を 小さくして重量を軽減している。これにより小型化が達成されると共に、摺動体 ４０の慣性が小さくなって動作上の精度が改善されるとしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

この考案は、小型で動作上の慣性がより小さなボール循環式リニアガイドの提 供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

レール、スライダおよび多数のベアリングボールを備える。 レールは、横断面においてその両側に立ち上がるガイド壁を有する。 スライダは、レールに一部が嵌まりあってレールの長手方向に前後移動可能と される。

【０００８】 多数のベアリングボールは、レールとスライダ間にあってレールに対するスラ イダの支持と移動を可能とする。 ベアリングボールは、レールとスライダの対向面間に形成されるボール転動路 とスライダ側に形成されたボール戻り孔による循環路を通って循環される。 ス ライダの左側に位置するボール転動路を含む左循環路と右側に位置するボール転 動路を含む右循環路が個別に形成される。 前記個別の循環路は、レールの長手方向から透視してスライダの横断面形状の 対角線にほぼ沿って交差する配置とされる。

【０００９】

【作用】

ベアリングボールに関する個別の循環路が、レールの長手方向から透視してス ライダの横断面形状の対角線にほぼ沿って交差する配置とされた構成は、スライ ダの断面における上下寸法および幅寸法を小さくすることを可能とする。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案によるボール循環式リニアガイド１であり、レール２とこれに 下方の一部が嵌合したスライダ３および多数のベアリングボール４（図２）を備 える。

【００１１】 レール２は（図３）断面ほぼコ字形の細長状の冷間引抜き材で、設定ストロー クに対応した長さと設定荷重に対応した幅寸法、肉厚寸法および最適の材質を備 える。コ字形断面のレール２は、横断面においてその両側に立上るガイド壁５（ ａ，ｂ）を有する。ガイド壁５（ａ，ｂ）はレール２の長手方向（前後方向）に 平行であり、対向する内面に断面Ｖ字形のボール軌道溝６（ａ，ｂ）が形成され ている。符号７（ａ，ｂ）はストッパねじでレール２の前端部、後端部の底面８ にねじ止めされ、スライダ３の移動軌跡上に突出している（図１）。なお、説明 の都合上、矢印の方向を前方と定め、前方を向いて左右を定める。

【００１２】 スライダ３は、スライダ本体８、前方サーキュレータ９ａ、後方サーキュレー タ９ｂ（図２）およびボール保持部材１０（図３）で構成される。 スライダ本体８は鋼材で剛性高く構成され、長手方向に同じ横断面を備える。 この横断面は、上部のテーブル部１１と下部の嵌合部１２が一体に構成された凸 字を逆にした形をしており（図７）、テーブル部１１の幅寸法はレール２の幅寸 法に等しくされ、嵌合部１２の幅寸法はレール２におけるガイド壁５（ａ，ｂ） の内間隔より小さい。

【００１３】 そして、スライダ本体８の前記テーブル部１１にはボール戻り孔１３（ａ，ｂ ）が左右に間隔を取り、前後方向に貫通して形成されている（左側が１３ｂ…図 ７）。孔径はベアリングボール４の径より若干大きくされている。また、スライ ダ本体８の前記嵌合部１２において、レール２のガイド壁５（ａ，ｂ）の内面と 対向する面にはボール転動溝１４（ａ，ｂ）が長手方向に貫通して形成されてい る（左側が１４ａ）。ボール転動溝１４（ａ，ｂ）に対し、ボール戻り孔１３（ ａ，ｂ）は図のように断面に関する対角上の上部内側に形成されている。

【００１４】 なお、実際上、スライダ本体８はテーブル部１１側部分と嵌合部１２側の部分 に分離して加工されたものを上下にピン結合で位置合わせした後、テーブル部１ １側からねじ２２を螺入して一体に結合する。また、レール２における前記のボ ール軌道溝（ａ，ｂ）とスライダ本体８におけるボール転動溝１４（ａ，ｂ）は スライダ３が装着されたときにスライダ本体８の個所においてそれぞれ対向し、 左側のボール転動路１５ａと右側のボール転動路１５ｂを構成する。この転動路 １５（ａ，ｂ）はベアリングボール４の径に関し、ガタのないように構成される 。図７における破線については後述する。

【００１５】 前後のサーキュレータ９（ａ，ｂ）を構成する各部材の構成は、前方側と後方 側で対称に配置されるがまったく同じ構造なので、前方のサーキュレータ９ａに 付いてのみ説明する。ただし、説明の都合上で前方の部材について後面の説明を 必要とするとき、後面が見えている後方の部材を利用することがある。符号に関 し、前方の部材と後方の部材を区別する必要のある時は後方の部材にＢを付して 区別することとする。

【００１６】 サーキュレータ９ａは、スライダ本体８側から順に支持部材１６、案内部材１ ７、受け部材１８およびワイパ１９で構成される。これらの部材はワイパ１９を 除いて硬質の合成樹脂の成形品である。一方、ワイパ１９は軟質の合成樹脂で成 形される。符号２０は長ねじであり、前記の部材１６〜１８およびワイパ１９を 貫通してこれらを一挙にスライダ本体８の前面に固定する。符号２１はグリース 注入用のニップルである。（図３）

【００１７】 支持部材１６は、板状の基体２３とその前面に円盤状突出板２４を一体に有す る（図４ハ，ニ）。基体２３は、スライダ本体８の横断面形状に一致した逆凸字 形状であり、上部のテーブル部１１に相当する部分の左右にボール戻り孔１３（ ａ，ｂ）に相当する孔２５（ａ，ｂ）を備えると共に、下部の嵌合部１２に相当 する部分の両側にボール転動溝１４（ａ，ｂ）に相当する凹部２６（ａ，ｂ）を 有する。前記の円盤状突出板２４の外周面は断面が半円の凹溝とされ、孔２５ａ と凹部２６ａを対角線に沿って結合する凸側連絡溝２７とされている（図４ハ ）。

【００１８】 案内部材１７（図４ロ，図５ロ）はブロック状で、全体としての横断面形状が スライダ本体８に同一とされ、下部の嵌合部１２に相当する部分の両側にボール 転動溝１４（ａ，ｂ）に相当する溝２８（ａ，ｂ）を備えている。また、このブ ロック状の案内部材１７には後面側に円盤状凹入腔２９が、また前面側に後方側 で上方位置と下方位置の二股に分かれた貫通孔３０，３１になるＵ字形盤状貫通 孔３２とが形成されている。Ｕ字形盤状貫通孔３２は、後方側で上部位置と下方 位置の二股に分かれた貫通孔３０，３１になる。Ｕ字形盤状貫通孔３２と円盤状 凹入腔２９とは互いに干渉しないように、かつ、前後方向から見て円盤状凹入腔 ２９の盤面とＵ字形盤状貫通孔３２の盤面が、このブロックの横断面形状の対角 線にほぼ沿って交差するように形成されている（図４イ，図５イ）。すなわち、 円盤状凹入腔２９の上端はスライダ本体８のボール戻り孔１３ａと対応する個所 に位置し、下端はボール転動路１５ａへとつながる溝２８ａと対応する個所に位 置し、一方、Ｕ字形盤状貫通孔３２の上端はスライダ本体８のボール戻り孔１３ ｂと対応する個所に位置し、下端は溝２８ｂと対応する個所に位置している。

【００１９】 そして、円盤状凹入腔２９の外周面は半円状凹溝の凹側連絡溝３３とされ、ま た、Ｕ字形盤状貫通孔３２の屈曲部における内周側面は半円状凹溝の凸側連絡溝 ３４となり、前記の上貫通孔３０と下貫通孔３１につながっている。なお、実際 上、下貫通孔３１は図５（イ）に見るように孔というより下方が開放された通路 という構造になる。

【００２０】 受け部材１８は、板状の基体３５とその後面にＵ字形状突出盤３６を一体に有 する（図５ハ，ニ）。基体３５は基本的にスライダ本体８の断面形状と同じ形状 をしている。Ｕ字形状突出盤３６は内周側面が半円状溝の凹側連絡溝３７とされ 、上端は上案内部３８、下端は下案内部３９とされている。上案内部３８は、ス ライダ本体８におけるボール戻り孔１３ｂに相当する個所に位置し、下案内部３ ９は、スライダ本体８におけるボール転動路１５ｂに相当する個所に位置する。 すなわち、Ｕ字形状突出盤３６は基体３５の形状に関して、その対角線に沿って 配置され、ボール戻り孔１３ｂとボール転動路１５ｂを結合する位置にある。

【００２１】 基体３５の下部でスライダ本体８の嵌合部１２に相当する部分の両側には側方 に張出す三角形状のワイパ支持部４０が形成されている。なお、図５（ハ）にお いて符号４１はニップル２１の取り付け孔である。

【００２２】 したがって、案内部材１７の前後に受け部材１８と支持部材１６を嵌合して取 り付けると、支持部材１６の凸側連絡溝２７と案内部材１７における円盤状凹入 腔２９の凹側連絡溝３３とで左側前方連絡路４２（図４イ）が形成され、受け部 材１８におけるＵ字形突出盤３６の凹側連絡溝３７と案内部材１７における凸側 連絡溝３４とで右側前方連絡路４３が形成される。これらの連絡路４２，４３の 径は、ベアリングボール４の外径より若干大きい。

【００２３】 後方のサーキュレータ９ｂにおいては、支持部材１６、案内部材１７および受 け部材１８の前後位置および向きが、前記した前方のサーキュレータ９ａの場合 と逆であるために前記の連絡路４２と連絡路４３はそれぞれ右側後方連絡路４２ Ｂと左側後方連絡路４３Ｂとなる。

【００２４】 左側前方連絡路４２と同後方連絡路４３Ｂは、それぞれ支持部材１６の孔２５ ａおよび凹部２６ａを介してスライダ本体８の右側のボール戻り孔１３ａと左側 のボール転動路１５ａに連通し、全体として一巡する左側循環路４４ａを構成す る（図８）。同様にして、右側前方連絡路４３と同後方連絡路４３Ｂは、それぞ れ支持部材１６の孔２５ｂおよび凹部２６ｂを介してスライダ本体８の左側のボ ール戻り孔１３ｂと左側のボール転動路１５ｂに連通し、全体として一巡する右 側循環路４４ｂを構成する。

【００２５】 これらの２条の循環路４４ａと４４ｂは、結果的に図８のように前後方向に少 なくともベアリングボール４の外径分だけシフトして配置され、個別に独立した 循環路となっており、両方の循環路４４（ａ，ｂ）が相互に干渉することはない 。また、図７における前記の破線は、左右の循環路４４（ａ，ｂ）がその前端お よび後端で方向を変える個所、すなわち、前記の左側前方連絡路４２と右側前方 連絡路４３の透視位置を示している。

【００２６】 ワイパ１９（図６）は、受け部材１８の前面に取り付けられ、上部両側に前記 のニップル２１を取り付けるための凹部４５が形成されると共に下部の両側に、 前方に突出し左右両側に張り出すように付勢されたリップ４６を有する。リップ ４６の断面はレール２におけるボール軌道溝６（ａ，ｂ）の断面形状に一致した Ｖ字形となっている。リップ４６はこの溝６（ａ，ｂ）に密着して摺動する。

【００２７】 ボール保持部材１０は、両側に上面が平らなボール受け部４７が形成された板 体で、スライダ本体８の底面とほぼ同じ長さおよび幅を有する。ボール保持部材 １０は、ビス４８でスライダ本体８の底面に固定され、スライダ本体８の前記左 右の循環路４４（ａ，ｂ）に、ベアリングボール４を充填する。これにより多数 のベアリングボール４が循環路４４（ａ，ｂ）に充填されて保持される。 前方サーキュレータ９ａ、後方サーキュレータ９ｂの左右循環路４４（ａ，ｂ ）に、それぞれベアリングボール４を充填した後、これら前方サーキャレータ９ ａ、スライダ本体８、および後方サーキュレータ９ｂを連結して、ベアリングボ ール４が充填されたスラテダ３となる。ただし、ベアリングボール４は複数がス ライダ本体８の嵌合部１２における左右側面のボール転動路１５（ａ，ｂ）の個 所でレール２のガイド壁５側に露出する（図２、図９）。

【００２８】 したがって、スライダ３をレール２の端部から両側の前記ベアリングボール４ をレール２の両側におけるボール軌道溝６（ａ，ｂ）に嵌めることによって、レ ール２に対しスライダ３をボール転動路１５（ａ，ｂ）に位置する複数のベアリ ングボール４で支持させ、かつ、これらのベアリングボール４を介して前後方向 に軽く移動することができる。スライダ３が移動されるとワイパ１９のリップ４ ６がレール２のボール軌道溝６を清掃しながら、循環路４４（ａ，ｂ）内のベア リングボール４がボール転動路１５（ａ，ｂ）を転動する。ベアリングボール４ は転動しながら相対的に後方へ移動し、左右循環路４４（ａ，ｂ）の前方および 後方の連絡路４２（４２Ｂ）、４３（４３Ｂ）に入り、さらに、スライダ本体８ のボール戻り孔１３（ａ，ｂ）を経て循環する。

【００２９】 以上の構成において、スライダ３は、ベアリングボール４が循環する左右の循 環路４４（ａ，ｂ）が前後方向の透視において、連絡路４２，４３がスライダ３ の横断面形状の対角線にほぼ沿って交差する配置とされているので、左右２条の 循環路４４（ａ，ｂ）が横並びに水平に配置される場合に比べ、スライダ３の幅 方向寸法を半分以下とすることができ、また、左右２条の循環路４４（ａ，ｂ） がその循環面を立てて左右両側に平行に配置される場合に比べ、スライダ３の高 さを前記の循環面が傾斜する分だけ低くすることができる。しかも、左右循環路 ４４（ａ，ｂ）の前方および後方の連絡路４２（４２Ｂ）、４３（４３Ｂ）は前 記のように対角線に沿って傾斜していることによって十分な半径の曲率で形成す ることができ、ベアリングボール４をボール転動路１５（ａ，ｂ）から無理なく 、ボール戻り孔１３（ａ，ｂ）に誘導することができる。

【００３０】 以上は、本考案の一実施例であり、本考案は図示された具体的な構成に限定さ れるものではない。又、前後、左右との位置もしくは方向の規定は説明の都合上 であって実際上は相対的なものである。

【００３１】

【考案の効果】

スライダの横断面における高さおよび副寸法ともに小さくできるから、同じ規 格寸法（例えば、左右のボール転動路間の寸法）のボール循環式リニアガイドに おいて、スライダの重量を小さくできる。この結果、動作上の慣性が小さくなり 、作動精度が向上する。 スライダの幅寸法、高さ寸法が小さくなり、これにともないボール循環式リニ アガイド全体を小型にすることができ、小型化の要求に答えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の斜視図。

【図２】スライダの斜視図。

【図３】分解して示す全体の斜視図。

【図４】（イ）は、同図（ロ）の切断線ＢーＢに沿った
断面図。（ロ）は、案内部材の斜視図（前面側）。
（ハ）は、同図（ニ）の切断線ＣーＣに沿った断面図。
（ニ）は、支持部材の斜視図。

【図５】（イ）は、同図（ロ）の切断線ＤーＤに沿った
断面図。（ロ）は、案内部材の斜視図（後面側）。
（ハ）は、同図（ニ）の切断線ＥーＥに沿った断面図。
（ニ）は、受け部材の斜視図。

【図６】側面図。

【図７】図９におけるＡーＡ線に沿った断面図。

【図８】平面図。

【図９】正面図（一部断面）。

【符号の説明】

１ ボール循環式リニアガイド ２ レール ３ スライダ ４ ベアリングボール ５ ガイド壁 ６ ボール軌道溝 １４ ボール転動溝 １５ ボール転動路 １６ 支持部材 １７ 案内部材 １８ 受け部材 １９ ワイパ ４４ 循環路

フロントページの続き (72)考案者 ピノ サケリ イタリア ミラノ セスト エス ジョバ ンニ 20099 ビア ジー デイー ビッ トリオ 307／23 ロロン エス ピー エー内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 横断面においてその両側に立上るガイド
   壁を有するレールとこれに一部が嵌まりあってレールの
   長手方向に前後移動可能とされたスライダ、およびレー
   ルとスライダ間にあってレールに対するスライダの支持
   と移動を可能とする多数のベアリングボールを備え、ベ
   アリングボールがレールとスライダの対向面間に形成さ
   れるボール転動路とスライダ側に形成されたボール戻り
   孔による循環路を通って循環されるリニアガイドであっ
   て、スライダの左側に位置するボール転動路を含む左循
   環路と、右側に位置するボール転動路を含む右循環路が
   個別に形成されると共に、レールの長手方向から透視し
   てスライダの横断面形状の対角線にほぼ沿って交差する
   配置とされていることを特徴としたボール循環式リニア
   ガイド。