JPH0738737Y2 - ラックリニアガイド装置 - Google Patents

ラックリニアガイド装置

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JPH0738737Y2
JPH0738737Y2 JP1988122579U JP12257988U JPH0738737Y2 JP H0738737 Y2 JPH0738737 Y2 JP H0738737Y2 JP 1988122579 U JP1988122579 U JP 1988122579U JP 12257988 U JP12257988 U JP 12257988U JP H0738737 Y2 JPH0738737 Y2 JP H0738737Y2
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guide rail
slider
rolling
rolling element
rack
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宣夫 浅野
勝 服部
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ラック&ピニオン機構を形成するラックとリ
ニアガイド装置とを複合させたラックリニアガイド装置
に関する。
〔従来の技術〕
ラック&ピニオン機構は、モータの回転運動をピニオン
を介してラックの直線運動に変換する直線駆動機構であ
る。一方、リニアガイド装置は、両側面に軸方向の転動
体転動溝を有して延長された案内レールと、その案内レ
ール上に移動可能に遊嵌されると共に案内レールの転動
体転動溝に対向する転動体転動溝を内側面に有するスラ
イダと、前記対向する両転動体転動溝内に転動自在に挿
入された多数の転動体とを備え、スライダが転動体の転
動を介して案内レール上を軸方向に相対移動する直線案
内機構である。いずれも、ロボットその他の機械類に多
用されている。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかしながら、直線駆動機構であるラック&ピニオン機
構と、直線案内機構であるリニアガイド装置とは本来別
機能を有する。前者は駆動系であり、後者は被駆動体や
外力による負荷を支持する支持案内系である。この両機
構を、同時に一つの機構(例えばガントリータイプロボ
ット)に併用したい場合、従来は両機構を別々に取付け
ていた。そのため、部品点数が多くなり、組付けの手
間、心出し,平行出し等の調整の手間が掛かるという問
題点があった。
そこで本考案は、このような従来の問題点に着目してな
されたもので、両機能を一体化し、部品点数が少なく、
組付け・調整の手間が掛からないラックリニアガイド装
置を提供するこを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本考案は、互いに平行且つ反対方向を向く両側
面に軸方向の転動体転動溝を有して延長された横断面四
角形状の案内レールと、該案内レールの前記両側面と直
交する外面側に跨がって軸方向に移動可能に遊嵌される
横断面コ字状のスライダと、該スライダと前記案内レー
ルとの間に配された多数の転動体とを備える。前記スラ
イダはスライダ本体とエンドキャップとを備える。スラ
イダ本体は前記案内レールの両側面に夫々対向する内側
面に前記案内レールの転動体転動溝に夫々対向する転動
体転動溝を有し且つ該転動体転動溝に平行に形成された
転動体戻り通路を夫々肉厚内に有し、前記エンドキャッ
プは前記スライダ本体の端部に接合され前記スライダ本
体の転動体戻り通路と転動体転動溝とを連通せしめる半
円弧状に湾曲した湾曲路を有する。前記転動体は前記案
内レールの転動体転動溝とこれに対向する前記スライダ
の転動体転動溝に転動自在に嵌合され、前記案内レール
は、その横断面において前記スライダが遊嵌する側と反
対側の外面に軸方向と直交する歯すじを有するラック歯
が軸方向に形成されている。かくしてラックリニアガイ
ド装置が構成されている。
〔作用〕
スライダと案内レールとは、両者の対向する両転動溝
と、両転動溝間に介在する転動体とによって、案内レー
ルの軸方向と交差する方向には相対的に位置決めされ、
且つ案内レールの軸方向には相対的に移動自在に支持さ
れて、リニアガイド装置となっている。このため、スラ
イダと案内レールとは、これらの姿勢が上下逆になった
り、左右に傾斜しても、一方に対し他方が常時支持され
ることになる。
本考案においては、かかるリニアガイド装置の案内レー
ルに直線駆動機構の従動部品であるラック歯を直接加工
した。そのため、直線駆動機構の従動部品の締結のため
の部品が不要になるから、その分の部品点数が少なくな
る。また締結部位の加工が不要であり、更に駆動機構の
組付けの手間や直線案内機構との調節の手間も不要とな
る。
特に本考案においては、横断面四角形状の案内レールに
対して、横断面コ字状のスライダが、案内レールの前記
両側面と直交する外面側に跨がって遊嵌されるに対し
て、スライダが遊嵌する側と反対側の案内レールの外面
に軸方向のラック歯が形成され、このラック歯は軸方向
と直交する歯すじを有しているため、ピニオンとラック
歯との接触角の影響を受けてラック歯にピニオンから離
れる方向の力が入力されても、その力は案内レール両側
面の転動体を均等に介してスライダに支持されるから、
前記ラック歯からの案内レールへの入力は案内レールの
両側面においてスライダによりバランスよく支持され、
よってラック歯にコジレや傾きを発生させるおそれがな
い。
〔実施例〕
以下、本考案の実施例を図とともに説明する。
第1図ないし第4図は、本考案の一実施例を示すもので
ある。案内レール1は、その両側面1bに、軸方向に長い
横断面円弧形のボール転動溝2が左右対称に設けられて
いる。
この案内レール1の下面1c側には、ラック歯3がレール
の両端を除く略全長に及んで形成されている。ラック歯
3は平歯車からなる図外のピニオンと噛み合うものであ
る。案内レール1の両端には取付けボルトの挿通孔4が
設けてある。
一方、案内レール1の上面1a(ボール転動溝2を有しな
い面)側には、横断面形状がほぼコ字形をなすスライダ
5が遊嵌されている。スライダ5は、スライダ本体5Aと
その前後両端にそれぞれ接合されるエンドキャップ5Bを
備えている。スライダ本体5Aの両袖部6の内面側には、
上記案内レール1のボール転動溝2に対向させたボール
転動溝7が形成され、これらの両対向溝によりボール転
動路8が構成されている。スライダ本体5Aの両袖部6の
肉厚内には、そのボール転動路8に平行して軸方向に貫
通させた断面円形のボール戻り通路としての貫通孔9が
形成されている。
これに対して、エンドキャップ5Bは、合成樹脂材の射出
成形品であって、スライダ本体5Aと同様に横断面がほぼ
コ字状をなし、その両袖部には、スライダ本体5Aの端面
と当接する端面側に、それぞれ半ドーナツ状の湾曲路10
が形成されている。湾曲路10は、上記ボール転動路8と
ボール戻り通路9とを連通させる。かくして、ボール転
動路8,湾曲路10,ボール戻り通路9からなる無限循環経
路が構成される。この無限循環経路内に転動体である多
数のボールBが挿入されている。
なお、11は湾曲部10の内周案内面を形成する半円柱凸状
のリターンガイドで、エンドキャップ5Bの端面に係合さ
れ固定されている。WはボールBの脱落を防ぐワイヤ状
保持器である。
また、12はエンドキャップ5Bをスライダ本体5Aへ取付け
るための取付けねじ、13はスライダ5を機械テーブル等
の被駆動体に取付けるボルト用のねじ穴、14は案内レー
ル1のボール転動溝2を払拭して異物の侵入を阻止する
べくエンドキャップ5Bに取付けられた合成ゴムのリップ
を有するワイパーシールである。
第5図は上記ラックリニアガイド装置の使用例を示して
いる。
これは、ラックリニアガイド装置を、ガントリータイプ
ロボットの機械部に適用した例である。
図中、20はロボットアームの基台で、ラックリニアガイ
ド装置の2台のスライダ5が固着されている。更に、案
内レール1に形成されたラック歯3に噛み合うピニオン
21を支持する軸受22と、ピニオン21の駆動モータ23とが
基台20に取付けられている。24はピニオン21の軸と駆動
モータ23とを連結するカップリグである。案内レール1
の一端(ロボットアームの先端)には、空圧シリンダか
らなるアクチュエータ25が取付けられ、そのシリンダロ
ッド26に1対の吸盤27が取付けてある。
駆動モータ23を正回転又は逆回転させることで、ピニオ
ン21及びラック歯3を介して、案内レール1を自在に前
進又は後進させる、すなわちロボットアームを自由に伸
縮させることができる。この場合、案内レール1はボー
ルBを介してスライダ5により転がり案内されているか
ら、極めて軽く滑らかにかつ正確に直線作動する。な
お、ロボットアームの先端の吸盤27は、アクチュエータ
25のシリンダロッド26を進退させることで、微小距離の
調整が行える。
このようなロボットの機構部に、直線駆動機構であるラ
ック&ピニオン機構と、直線案内機構であるリニアガイ
ド装置とを別々に取付けた場合は、ラックを基台20に締
結するためのボルトが別に必要である。また、そのボル
トを挿通するための穴加工も必要になる。更に、リニア
ガイド装置とラックとを別々に取付ける工数が必要であ
る。そのため、部品点数が多くなり、組付けの手間が余
分に掛かる。又、リニアガイド装置とラック&ピニオン
機構との心出し,平行出し等の調整の手間が掛かる。
又、リニアガイド装置とラック&ピニオン機構とを基台
20に併置するための余分のスペースが必要である。
しかるにこの例にあっては、リニアガイド装置の案内レ
ールに直線駆動機構の従動部品であるラックの歯を直接
加工したラックリニアガイド装置を用いた。そのため、
上記ラック締結用のボルトが不要で、その分の部品点数
が少なくてよい。またそのボルト穴の加工が不要であ
り、更にラックの組付けや調整の手間も不要で工数が削
減される。しかも、設置スペースが少なく、システムの
コンパクト化とコストダウンが実現される。
なお、上記実施例ではボール転動溝2,7を単列溝とした
が、2列以上の複列とすることもできる。さらに転動体
はボールとは限らずローラでもよい。
〔考案の効果〕
以上説明したように、本考案によれば、スライダと案内
レールとは、両者の対向する両転動溝と、両転動溝間に
介在する転動体とによって、案内レールの軸方向と交差
する方向には相対的に位置決めされ、且つ案内レールの
軸方向には相対的に移動自在に支持されているため、ス
ライダと案内レールとは、これらの姿勢が上下逆になっ
たり、左右に傾斜しても、他の部品を用いることなく、
一方に対し他方が常時支持されることになる。しかも本
考案においては、前記案内レールにラック歯を直接加工
したため、案内レールにラック軸を重ねて締結するため
の部品が不要になるから、その分の部品点数が少なくな
るし、締結部位の加工も不要であり、案内レールに対す
るラック軸の組付けや調整の手間を省くことができると
いう効果がある。
特に本考案においては、横断面四角形状の案内レールに
対して、横断面コ字状のスライダが、案内レールの前記
両側面と直交する外面側に跨がって遊嵌されるに対し
て、スライダが遊嵌する側と反対側の案内レールの外面
に軸方向のラック歯が形成され、このラック歯は軸方向
と直交する歯すじを有しているため、ピニオンの歯とラ
ック歯とには通常接触角が設けられているのでこの影響
を受けて、力の伝達の際にラック歯にピニオンから離れ
る方向の力が加わるが、その力は案内レール両側面の転
動体を均等に介してスライダに支持されるから、前記ラ
ック歯からの案内レールへの入力は案内レールの両側面
においてスライダによりバランスよく支持され、よって
ラック歯にコジレや傾きを発生させるおそれがなくなる
という効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例の側面図、第2図は同下面
図、第3図は同正面図、第4図は第3図のIV−IV線断面
図、第5図は第1図に示すラックリニアガイド装置の一
使用例の平面図である。 1は案内レール、2,7は転動体転動溝、3はラック歯、
5はスライダ、5Aはスライダ本体、9は転動体戻り通
路、10は湾曲路、21はピニオン。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに平行且つ反対方向を向く両側面に軸
    方向の転動体転動溝を有して延長された横断面四角形状
    の案内レールと、該案内レールの前記両側面と直交する
    外面側に跨がって軸方向に移動可能に遊嵌される横断面
    コ字状のスライダと、該スライダと前記案内レールとの
    間に配された多数の転動体とを備え、前記スライダはス
    ライダ本体とエンドキャップとを備え、スライダ本体は
    前記案内レールの両側面に夫々対向する内側面に前記案
    内レールの転動体転動溝に夫々対向する転動体転動溝を
    有し且つ該転動体転動溝に平行に形成された転動体戻り
    通路を夫々肉厚内に有し、前記エンドキャップは前記ス
    ライダ本体の端部に接合され前記スライダ本体の転動体
    戻り通路と転動体転動溝とを連通せしめる半円弧状に湾
    曲した湾曲路を有し、前記転動体は前記案内レールの転
    動体転動溝とこれに対向する前記スライダの転動体転動
    溝に転動自在に嵌合され、前記案内レールは、その横断
    面において前記スライダが遊嵌する側と反対側の外面に
    軸方向と直交する歯すじを有するラック歯が軸方向に形
    成されていることを特徴とするラックリニアガイド装
    置。
JP1988122579U 1988-09-19 1988-09-19 ラックリニアガイド装置 Expired - Lifetime JPH0738737Y2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPH0243519U JPH0243519U (ja) 1990-03-26
JPH0738737Y2 true JPH0738737Y2 (ja) 1995-09-06

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