JPH0710096Y2 - ローラリニアガイド装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、工作機械や各種産業機械等における直線案内
部に好適に使用されるローラリニアガイド装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来のローラリニアガイド装置としては、例えば特開昭
61−116120号公報に示されたものがある。このものは、
断面略Ｉ形の案内レールの上部の幅方向の張り出し部の
コーナに、接触角45°のローラ軌道面を左右対称に４列
配設してある。この案内レール上に跨架されているスラ
イダは断面略コ字形で、その内面に前記案内レールのロ
ーラ軌道面に対面させて４列の負荷ローラ軌道溝が形成
されている。そして、案内レールのローラ軌道面とスラ
イダの負荷ローラ軌道溝との間に４列のローラ列を介在
させ、且つスライダに形成される無負荷ローラ転走路
を、前記負荷ローラ軌道溝を転動するローラの接触角方
向線上に配置している。負荷ローラ軌道溝内の４列のロ
ーラ列の各ローラは、スライダが案内レール上を軸方向
に相対移動する際にローラ軌道面を転動しつつ移動し、
スライダの端部に達すると前記無負荷ローラ転走路を経
てスライダの反対端に至り、再び負荷ローラ軌道溝に戻
ってローラ軌道面を転動する循環を繰り返す。

このようにローラ軌道面を接触角45°で左右対称に４列
配設したものは、上下左右の各方向からの荷重を等しく
支承する四方向等荷重型であり、剛性計算などの場合も
荷重方向に関わらず一定のばね剛性として処理できるか
ら、計算による予測が正確に行えるなどの利点がある。

また、スライダの無負荷ローラ転走路をローラの接触角
上に配置したため、ローラが負荷軌道面から無負荷ロー
ラ転走路へ、あるいはその逆方向へ移動する際に横滑り
等を生じることなくスムーズに方向転換ができて、ロー
ラに無理な荷重が加わることを防止できる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の四方向等荷重型のリニアガイ
ド装置が実際に取付けられた工作機械や産業機械の作動
を観察すると、機械作動中こそリニアガイド装置は四方
からの荷重を平等に受け止めているが、機械停止時に重
量物をその機械の上に移載する際は（例えば立型マシニ
ングセンタのXYテーブルに被加工物を載せる場合）、ゆ
っくり降ろさずに衝撃的に降ろすことが多く、この不規
則に上方から加えられる大荷重によりリニアガイド装置
の損傷を招き易いという問題点があった。

そこで本考案は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、上方からの大荷
重が負荷されても十分に支えることができるローラリニ
アガイド装置を提供して上記従来の問題点を解決するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本考案は、上部の幅方向両端
に形成した張り出し部の側面の上下両コーナに夫々ロー
ラ接触角が45°である２列の軌道面と、上面の各張り出
し部側に夫々１列の軌道面とを左右対称に有して軸方向
に延長された横断面路Ｉ型の案内レールと、該案内レー
ル上に軸方向に移動可能に跨架され、案内レールの各軌
道面と対向する軌道溝及びローラ戻し通路を夫々左右対
称に有して一方の側と他方の側における軌道溝及びこれ
に対応するローラ戻し通路の中心をこれに夫々対向する
案内レールの軌道面の中心側に延長して結ぶ荷重支持線
が、何れも案内レールの軌道面よりも内側の一点で対称
位置に収斂する横断面略コ字型のスライダ本体と、該ス
ライダ本体の軌道溝とローラ戻し通路とを連通させる湾
曲路を有してスライダ本体の軸方向両端面に接合される
エンドキャプと、前記対向する軌道面と軌道溝、ローラ
戻し通路及び湾曲路内に転動自在に装填された多数のロ
ーラとを備えたものである。

〔作用〕

案内レールは、四方向等荷重型とした四列の軌道面の他
に、更にレール上面に２列対称に配した軌道面を有す
る。スライダは、この各軌道面上を転動するローラ列の
転動を介して軸方向に相対移動する。スライダに負荷さ
れる各方向からの荷重は各列のローラを介して案内レー
ルに支承されるが、特に上方からの荷重はレール肩部の
軌道面の他にレール上面の軌道面でも受けるから、ロー
ラに圧痕がついたり、短時間で疲労破壊されることが少
なくなる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図とともに説明する。

第１図、第２図は、本考案の一実施例を示すものであ
る。このローラリニアガイド装置は、軸方向に延長され
た横断面略Ｉ型の案内レール１を備え、この案内レール
１上に、断面形状が略コ字形で中央に凹部２を有するス
ライダ３が、ローラＲを介しすきまＣを隔てて軸方向に
相対移動可能に跨架されている。

更に詳細には、案内レール１の上半部は、左右の幅方向
に張り出した張出し部４が形成されている。そして、第
１図で右側の張出し部４の上下のコーナには、ローラＲ
の接触角が45°となる軌道面1b,1cが設けられている。
また、左側の張出し部４の上下のコーナには、ローラＲ
の接触角が45°となる軌道面1e,1fが設けられている。
更に、案内レール１の上面にも、軸方向に延長された２
列の軌道面1a,1dを設けている。このレール上面の２列
の軌道面1a,1bは、レール上面に開口しているレール取
付けボルト孔５を避けてその両側に形成されている。こ
れらの軌道面1aないし1fは、例えば高周波焼き入れ等の
手段で表面が硬化処理されている。

一方、スライダ３の本体3Aの凹部２は、案内レール１の
上面と、張出し部４の外面を囲み、相似形状に形成され
ている。この場合、案内レール１とスライダ３との間の
初期すきま（ローラＲが介在しない状態でのすきま）
は、ローラＲを介在させた状態でのすきまＣより僅かに
小さく形成され、これにより負荷ローラＲに予圧を負荷
している。

このスライダの本体3Aの凹部２の内面には、上記案内レ
ール１の各軌道面1a,1b,1c,1d,1e,1fに対向する面にそ
れぞれ対応させて、軌道溝6a,6b,6c,6d,6e,6fが左右対
称的に設けられている。各軌道溝6aないし6fはいずれも
角溝で、隅部に逃げ７を有すると共に、ローラＲの端面
と周面とが接しつつ転動し得る大きさに形成されてい
る。

また、スライダ本体3Aの肉厚部分には、各軌道溝6a,6b,
6c,6d,6e,6f毎に対応させて、ローラ戻し通路8a,8b,8c,
8d,8e,8fが同じく左右対称に設けられている。各ローラ
戻し通路8a,8b,8c,8d,8e,8fは、ローラＲと断面形状が
同じで大きさがやや大きい角孔とされ、スライダ本体3A
を軸方向に貫通する貫通孔として形成されている。第１
図において右半分側の各対応する軌道溝とローラ戻し通
路とを結ぶ中心線la,lb,lcは、ローラＲの接触線（荷重
支持線）であり案内レール１内の一点P1に収斂してい
る。また左半分側では、同じく各対応する軌道溝とロー
ラ戻し通路とを結ぶ中心線ld,le,lfは点P1と対称の位置
にある点P2に収斂する。このように配置することによ
り、各軌道溝6aないし6f内のローラＲに負荷される予圧
力は点P1またはP2に集中せしめられて、内部応力がモー
メント成分を持たないからコンパクトな構成でも大きな
剛性が得易くなる。

なおこの実施例では、ローラ戻し通路8cと8fとが、スラ
イダ本体3Aの袖部９の下部の内側に傾斜させた部分に設
けられる関係で、袖部９の外面の傾斜面9Aに開口する角
溝として形成され、その溝開口を傾斜面9Aに着脱可能に
固着した板部材10で蓋して構成されている。傾斜面9Aを
設けたのは、スライダ本体3Aの袖部９の下部の外側の角
部分を傾斜形状に削除することでその分、軽量コンパク
ト化が図れるためであり、この削除をしない場合は、ロ
ーラ戻し通路8cと8fも他と同様の角貫通孔としてよい。

スライダ本体3Aの前後両端面には、スライダ本体3Aと同
様の横断面形状を有するエンドキャップ3Bがそれぞれ接
合されている。この実施例のエンドキャップ3Bは、合成
樹脂の射出成形品であるが、例えばアルミダイカストの
ような金属の鋳造品でもよい。このエンドキャップ3Bの
スライダ本体3Aとの接合端面には、前記軌道溝6aとロー
ラ戻し通路8aとを連通させる半円弧状の湾曲路12a、軌
道溝6bとローラ戻し通路8bとを連通させる湾曲路12b、
軌道溝6cとローラ戻し通路8cとを連通させる湾曲路12
c、軌道溝6dとローラ戻し通路8dとを連通させる湾曲路1
2d、軌道溝6eとローラ戻し通路8eとを連通させる湾曲路
12e、軌道溝6fとローラ戻し通路8fとを連通させる湾曲
路12fとが左右対称に設けられている。

そして、これらの組をなす軌道溝6a（ないし6f）とロー
ラ戻し通路8a（ないし8f）と前後の湾曲路12a（ないし1
2f）とでそれぞれに形成されるローラ無限循環経路に、
第２図に示すように多数の縦断面正方形の円筒ローラＲ
が装填されている。

なお、13はスライダ３を機械テーブル等に取付ける取付
けボルト用のボルト穴である。

次に作用を説明する。

案内レール１は、四方向等荷重型とした四列の軌道面6
b,6c,6e,6fの他に、更にレール上面に２列対称に配した
軌道面6a,6dを有する。スライダ３は、この各軌道面6a
ないし6f上を転動するローラＲを介して案内レール１に
支承されている。したがってこのスライダ３に負荷され
る上下左右方向からの荷重は、各列のローラＲを介して
案内レール１に支承されるが、特に上方からの荷重はレ
ール両肩部にある軌道面6b,6eの他に、レール上面の軌
道面6a,6dでも受けるから、軌道面6b及び6eに圧痕がつ
いたり、短時間で疲労破壊されることが少なくなる。

なお、６列のローラ無限循環経路におけるローラＲの作
動は同じであるから、以下の説明はそのうちの一列につ
いてのみとし、他は省略する。

案内レール１のレール取付けボルト孔５を用いて、案内
レール１を例えば工作機械のベッド等の所定の箇所にボ
ルトで固定する。固定した案内レール１上に跨架したス
ライダ３を、例えば工作機械のテーブルに取付ける。機
械の作動でスライダ３が軸方向に移動すると、ローラＲ
はスライダ３の移動に伴ってレール上面の軌道面1a上を
転動しつつ軌道溝6a内を移動する。そしてスライダ本体
3Aの一端部に至ると、エンドキャップ3Bの湾曲路12aに
導かれて方向を変換され湾曲路12aに沿ってＵターンす
る。続いてスライダ本体3Aのローラ戻し通路8aを通って
反対側のエンドキャップ3Bに至り、湾曲路12aに導かれ
て再度Ｕターンし、軌道溝6aに戻り転動を続行しつつ移
動する循環を繰り返す。

なお、上記実施例では、スライダの各軌道溝6aないし6f
内の負荷ローラＲには、全て等しい大きさの予圧を与え
るようにしたが、これに限らず、案内レール上面の軌道
面に対面する軌道溝6a,6d内のローラ列に関しては、予
圧を負荷しない構成としてもよい。具体的には、軌道溝
6a,6dをやや深く形成し、スライダ３に上方からの大荷
重が負荷されない通常の状態では軌道溝6a,6d内のロー
ラＲに上下方向の遊びを与えるか、或いは他の軌道溝6
b,6c,6e,6f内のローラＲより小さい予圧を与えるように
してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、上部の幅方向の
張り出し部のコーナに接触角が45°となる軌道面を有し
て軸方向に延長された案内レールの上面に、更に上方か
らの大荷重を支える２列の軌道面を設けると共に、スラ
イダには前記案内レールの各軌道面に対応させてローラ
の軌道溝とローラ戻し通路とを設け、左右両側における
軌道溝とこれに対応するローラ戻し通路との中心をこれ
に夫々に対向する軌道面の中心側に延長して結ぶ荷重支
持線が何れも案内レールの内側の一点で対称位置に収斂
する構成とした。そのため、スライダに負荷される上下
左右方向からの荷重は、各列のローラを介して案内レー
ルに支承されるが、特に上方からの荷重はレール肩部の
軌道面の他にレール上面の軌道面でも支承され、ローラ
軌道面に圧痕がついたり、短時間で疲労破壊されること
が少なくなるという効果が得られる。

また、左右各列ローラに負荷される予圧力が夫々案内レ
ールの内側の一点に集中するため、内部応力がモーメン
ト成分をもたず、コンパクトな構成でも大きな剛性が得
られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の横断面図、第２図は第１図
のII−II線断面図である。 図中、１は案内レール、1aないし1fは軌道面、３はスラ
イダ、3Aはスライダ本体、3Bはエンドキャップ、6aない
し6fは軌道溝、8aないし8fはローラ戻し通路、12aない
し12fは湾曲路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部の幅方向両端に形成した張り出し部の
   側面の上下両コーナに夫々ローラ接触角が45°である２
   列の軌道面と、上面の各張り出し部側に夫々１列の軌道
   面とを左右対称に有して軸方向に延長された横断面路Ｉ
   型の案内レールと、該案内レール上に軸方向に移動可能
   に跨架され、案内レールの各軌道面と対向する軌道溝及
   びローラ戻し通路を夫々左右対称に有して一方の側と他
   方の側における軌道溝及びこれに対応するローラ戻し通
   路の中心をこれに夫々対向する案内レールの軌道面の中
   心側に延長して結ぶ荷重支持線が、何れも案内レールの
   軌道面よりも内側の一点で対称位置に収斂する横断面略
   コ字型のスライダ本体と、該スライダ本体の軌道溝とロ
   ーラ戻し通路とを連通させる湾曲路を有してスライダ本
   体の軸方向両端面に接合されるエンドキャプと、前記対
   向する軌道面と軌道溝、ローラ戻し通路及び湾曲路内に
   転動自在に装填された多数のローラとを備えたことを特
   徴とするローラリニアガイド装置。