JPH0742734A - ボール・ころ併用リニアガイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】上方荷重の負荷容量が大きく、かつコンパクト
で、更に負荷ボールの予圧調整を容易に行うことができ
るボール．ころ併用リニアガイド装置を提供する。 【構成】ころ２６を案内レール１１の上方に配置して上
方荷重の負荷容量を向上させるとともに、スライダ１２
の内側面に設けた負荷ボール転動溝１６の溝底部からス
ライダ本体１２Ａの袖部２０の幅方向に切り込んだスリ
ット２１を形成してスライダ本体袖部２０にばね性を付
与し、そのばね性で負荷ボール転動溝１６内に装填され
たボール３３に定圧予圧を付与する。スリット２１の大
きさで負荷ボールの予圧調整を容易に行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、案内レールとその上を
走行するスライダとの間に介挿される転動体として、ボ
ールところとを併用したボール・ころ併用リニアガイド
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のリニアガイド装置として
は、例えば特開平２−２９２５１５号公報に示されるも
のがある。このものは、図７に示すように、案内レール
１上にスライダ２が跨架され、両者の間には、転動体と
して多数のボール３ところ４とがそれぞれ介挿されてい
る。ボール３は、案内レール１の側面に設けられた負荷
ボール転動溝５とこれに対向してスライダ２の内面に設
けられた負荷ボール転動溝６内をスライダ２の移動に伴
って転動しつつ循環路７を経て無限循環する。ころ４
は、案内レール１の上面１ａと側面１ｂとが交叉する稜
部に設けられた負荷ころ軌道面８とこれに対向してスラ
イダ内面２ａのコーナ部に設けられた負荷ころ転動溝９
内をスライダ２の移動に伴って転動しつつ循環路１０を
経て無限循環する。

【０００３】このように、リニアガイド装置の転動体と
してボール３のみでなく、剛性の高いころ４を併用する
ことにより、荷重負荷能力が高いリニアガイド装置とす
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のボール・こ
ろ併用リニアガイド装置にあっては、ころ４が案内レー
ル１の稜部に傾斜して設けた負荷ころ軌道面８を転動す
る。そのため、スライダ２の上方向と横方向との二方向
からの荷重を負荷能力が高いころ４で受けることができ
る利点があるが、しかしながら他方で次のような問題点
があった。

【０００５】 負荷ころ軌道面８が傾斜している分、
スライダ２に対して負荷される上方からの垂直荷重の負
荷容量が小さい。 スライダ２の内部に設けられるころ４の循環路１０
の位置が内面コーナ部の斜め上方になるため、スライダ
２のテーブル等の被駆動体を取り付けるためのボルト孔
Ｂ１は更にその循環路１０より外側に設けるほかなく、
スライダの幅寸法が必然的に大きくなってしまう。

【０００６】 案内レール１における外側面の負荷ボ
ール転動溝５と稜部の負荷ころ軌道面８との同時仕上げ
加工、及びスライダ２における内側面の負荷ボール転動
溝６とコーナ部の負荷ころ転動溝９との同時仕上げ加工
を行うことは困難で、それぞれ別々に加工しなければな
らない。そのため、負荷ボールの転動経路と負荷ころの
転動経路との相対位置精度が確保しにくくて、負荷ボー
ル転動溝５とこれに対向したスライダ２の負荷ボール転
動溝６とのすき間がばらつくため予圧が過大になった
り、過少になったりする。換言すれば負荷ボールの予圧
を適正な値に調整することが難しい。

【０００７】そこで本発明は、負荷ころ軌道面を案内レ
ールの上面に設けて上方向荷重の負荷容量を増大させる
とともに、スライダの全幅を縮小してコンパクト化し、
かつスライダの袖部にバネ性を付与して負荷ボールの予
圧調整を容易に行うことができるボール．ころ併用リニ
アガイド装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、外面に軸方向に延びる負荷ころ軌道面と該ころ
軌道面に平行な軸方向の負荷ボール転動溝とを有して延
長された案内レールと、該案内レール上に跨架されると
ともに前記負荷ころ軌道面及び前記負荷ボール転動溝を
それぞれ転動する転動体の転動を介して案内レールに沿
い移動可能なスライダとを備えたボール・ころ併用リニ
アガイド装置に係り、前記案内レールの平坦な上面に前
記負荷ころ軌道面を形成するとともに、前記案内レール
の側面に前記負荷ボール転動溝を形成し、前記スライダ
の内面に前記負荷ころ軌道面に対向させた負荷ころ転動
溝及び前記負荷ボール転動溝に対向させた負荷ボール転
動溝を形成するとともに、スライダ肉厚部に該負荷ボー
ル転動溝に平行なボール循環路及び前記負荷ころ転動溝
に平行なころ循環路を形成し、前記負荷ボール転動溝と
ボール循環路とを連通させる第１の湾曲路及び前記負荷
ころ転動溝ところ循環路とを連通させる第２の湾曲路を
それぞれ形成したエンドキャップを前記スライダ本体の
端部に接合して前記ころと前記ボールとの無限循環経路
をそれぞれに形成し、且つスライダ本体内面の前記負荷
ボール転動溝の溝底部からスライダ本体の袖部の幅方向
に切り込んだスリットをスライダ本体の全長にわたって
形成してスライダ本体袖部にばね性を付与し、当該ばね
性で案内レールとスライダとの対向した負荷ボール転動
溝内に装填されたボール列に定圧予圧を与える構成とし
た。

【０００９】

【作用】負荷ころ軌道面を案内レールの上面に形成した
ため、スライダに対して負荷される上方からの荷重を全
部負荷ころで受けることができて、大きな上方荷重の負
荷容量が得易い。また、負荷ころ軌道面の真上の位置に
ころ循環路を配置することができ、そのためころ循環路
との干渉を避けてその外側に設けられるスライダ取付け
用ボルト孔の幅方向ピッチが縮められて、スライダの幅
寸法の小さいコンパクトな装置になる。

【００１０】また、ボール・ころ併用リニアガイド装置
の場合、ボールの転動経路ところの転動経路との相対位
置精度が確保しにくいことから、案内レールの負荷ボー
ル転動溝とこれに対向してスライダに設けられる負荷ボ
ール転動溝との位置誤差が大きくなる傾向があり、両溝
間のボール転動スペースの間隔を調整して負荷ボールに
適切な予圧荷重を負荷することが困難であったが、本発
明の場合は、スライダの袖部に形成したスリットでスラ
イダにばね性を付与し、当該ばね性で負荷ボール転動溝
内に装填されたボール列に定圧予圧を与える構成とした
ため、スリットの大きさ如何で負荷ボールの予圧調整を
容易に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１図ないし図６は、本発明の一実施例を示すもの
である。ほぼ角柱形の案内レール１１上に、横断面形状
がほぼコ字形をなすスライダ１２が軸方向に相対移動可
能に跨架されている。スライダ１２は、スライダ本体１
２Ａとその軸方向の両端部に着脱可能に固着したエンド
キャップ１２Ｂを備えている。

【００１２】案内レール１１の平坦な上面１１１には、
軸方向に延びる平行な二条の負荷ころ軌道面１３が間隔
をおいてほぼレール幅一杯に設けられている。また、案
内レールの左右の外側面１１２には、後述するボール保
持器４０が収納される横断面ほぼ台形状の凹溝１５が軸
方向にレール全長にわたって形成されるとともに、その
凹溝１５の台形斜面の一辺にはほぼ１／４円弧状の浅い
負荷ボール転動溝１６が軸方向に延設されている。

【００１３】一方、スライダ本体１２Ａには、図１に示
すように、案内レールの負荷ころ軌道面１３に対向する
断面角形の負荷ころ転動溝１８が案内レール１１が遊嵌
する凹部の内平面１２１に形成されるとともに、案内レ
ールの負荷ボール転動溝１６に対向する横断面ほぼ半円
形の負荷ボール転動溝１９が袖部２０の内側面１２２に
形成されている。

【００１４】更に、スライダ本体１２Ａの袖部２０の内
外の両側面に、前記左右の負荷ボール転動溝１９の溝中
心を通る仮想水平面に沿わせて、内スリット２１と外ス
リット２２とが形成されている。内スリット２１は、内
側面１２２の負荷ボール転動溝１９の溝底部から袖部肉
厚内に向けて所定の深さで、例えばメタルソーを用いて
切削加工されている。外スリット２２の方は、切削加工
でもよいが、スライダ本体１２Ａの外形を引抜き成形加
工する際に同時に加工することができる。これらのスリ
ット２１，２２を設けたことにより、スライダ本体の袖
部２０は弾性変形可能になり、そのバネ剛性は特に内ス
リット２１の切り込み深さを変えることで任意に設定す
ることができる。

【００１５】スライダ本体１２Ａの上面１２３の中央部
には、案内レール１１とほぼ同幅のあり溝２３が軸方向
の全長にわたって形成されるとともに、そのあり溝２３
の底面２３１には前記負荷ころ転動溝１８に対応させた
二条の平行なころ循環溝２４が形成されている。このよ
うにころ循環溝２４は、スライダ本体１２Ａの上面に開
口する開放溝として形成されるため、スライダ本体１２
Ａの外側から容易に加工可能である。この開放溝は、あ
り溝２３に蓋２５を差し込んで閉じることにより軸方向
の貫通孔とされ、転動体であるころ２６の戻り通路にな
る。ころ２６は一方の稜部が他方の稜部より大きく面取
りされ、その面取斜面２６１を内側にして負荷ころ転動
溝１８及びころ循環溝２４内に装填されている。

【００１６】そして、負荷ころ転動溝１８に装填された
ころ２６が、スライダ１２を案内レール１１から外した
際に脱落しないように、ころ保持板２８がスライダ本体
１２Ａの内平面１２１に取り付けられている。ころ保持
板２８は長方形の板の左右両側面が面取りされて斜面２
８１になっており、この斜面２８１がころ２６の面取斜
面２６１に係合してころ２６の脱落を防止するものであ
る。そのころ保持板２８の取付けには、セミチューブリ
ベット２９を用いている。すなわち、スライダ本体１２
Ａの上面１２３から内平面１２１に貫通する二本のリベ
ット通し孔３０を軸方向に間隔を置いて設け、内平面１
２１に当てがったころ保持板２８の座ぐり孔２８２にそ
れぞれ挿通した二本のセミチューブリベット２９を各リ
ベット通し孔３０に通して、そのリベット上端をスライ
ダの上面に取り付けた蓋２５のリベットかしめ用座ぐり
孔２５１でかしめて取り付けられている。上記セミチュ
ーブリベット２９とリベット通し孔３０との間には若干
のすき間が設けられていて、ころ２６ところ保持板２８
との間の位置ずれの微調整ができるようにしている。

【００１７】また、スライダ本体１２Ａの袖部２０の下
部肉厚内には、前記内スリット２１と干渉しない位置
に、他の転動体であるボール３３の径よりやや大きい内
径をもつ軸方向の貫通孔がボール循環路３４として負荷
ボール転動溝１９と平行に設けられている。エンドキャ
ップ１２Ｂは、合成樹脂材の射出成形品で、ほぼコ字状
に形成されている。そのエンドキャップ１２Ｂのスライ
ダ本体１２Ａとの接合端面には、スライダ本体１２Ａに
形成されている負荷ころ転動溝１８とこれに平行なころ
循環溝２４とを連通させる第２の彎曲路としてのころリ
ターン用湾曲路３５（図５参照）が形成されている。こ
の湾曲路３５は接合端面に設けた半円状の凹部の中心部
に半円筒状のリターンガイド３５１を嵌合することによ
り形成されている。また、エンドキャップ１２Ｂのスラ
イダ本体１２Ａの袖部２０との接合端面に、負荷ボール
転動溝１９とこれに平行な貫通孔のボール循環路３４と
を連通させる第１の彎曲路としてのボールリターン用湾
曲路３６（図６参照）が形成されている。この湾曲路３
６も、接合端面に設けた半円状の凹部の中心部に半円筒
状のリターンガイド３６１を嵌合して形成されている。

【００１８】なお、リターンガイド３５１，３６１の内
径側の凹部３５１ａ，３６１ａは潤滑剤通路とされ、そ
の各凹部３５１ａ，３６１ａから外径側に開口する給油
孔３５２，３６２が設けてある。上記エンドキャップ１
２Ｂをスライダ本体１２Ａの両端面に取り付けることに
より、負荷ころ転動溝１８ところ循環溝２４ところリタ
ーン用の第２の湾曲路３５とで構成されるころ無限循環
経路及び負荷ボール転動溝１９とボール循環路３４とボ
ールリターン用の第１の湾曲路３６とで構成されるボー
ル無限循環経路が形成される。

【００１９】図１に示すボール保持器４０は、スライダ
１２を案内レール１１から外した際に負荷ボール転動溝
１９内のボール３３が脱落しないように、スライダ本体
１２Ａの袖部２０の下面に固定リベット４１を用いて片
持ち式に取り付けられていて、自由端側でボール３３を
保持するようになっている。このボール保持器４０は、
スライダ１２を案内レール１１に組み付けた状態では、
案内レール側面の台形状の凹溝１５に収納されるため、
案内レール１１と干渉することはない。なお、この実施
例のボール保持器４０には、ゴム製のアンダーシール４
２が一体的に固着して取り付けてあり、そのシールリッ
プを凹溝１５の斜面に摺接させてスライダ１２の下部を
シールしている。

【００２０】また、エンドキャップ１２Ｂの外側端面に
はサイドシール４３が取り付けられていて、案内レール
１１の上面１１１及び側面１１２に摺接してスライダ１
２の前後のシールがなされている。なお、４５はスライ
ダ取付け用ボルト孔であり、スライダ本体上部のころ循
環路２４との干渉を避けて、スライダ本体１２Ａの上面
の四隅部に設けられている。また、４６はグリスニップ
ルで、エンドキャップ１２Ｂに螺着してある。ここから
注入された潤滑剤は、エンドキャップ１２Ｂの接合側端
面に形成されている給油溝４７から各リターンガイド３
５１，３６１の内径側凹部３５１ａ，３６１ａを経て、
給油孔３５２，３６２を抜け、ころリターン用湾曲路３
５及びボールリターン用湾曲路３６にそれぞれ送り込ま
れてころ２６とボール３３とに給油される。

【００２１】４８はエンドキャップ１２Ｂをスライダ本
体１２Ａへ取付けるための取付けねじで、そのねじ穴４
９がスライダ本体１２Ａの端面に設けてある。また、５
０はリニアガイド装置の使用にあたって案内レール１１
を図外の基台等に固定するためのボルトの挿通孔であ
る。次に、上記実施例の作用を説明する。

【００２２】このボール・ころ併用リニアガイド装置の
場合、ころ２６の負荷ころ軌道面１３を案内レール１１
の水平な上面１１１に設けたため、その加工が容易であ
るばかりでなく、ころ循環路２４を負荷ころ軌道面１３
の真上に配設することができることから従来例より負荷
ころ軌道面１３の間隔が狭くなり、その結果スライダ１
２の幅寸法が縮小できて装置のコンパクト化が達成され
る。

【００２３】さらに、スライダ１２の上方から負荷され
る荷重は、二列の負荷ころ列で垂直方向に受け止めるこ
とから、上方負荷に対する負荷容量が従来例に比べてよ
り大きくなる。また、このボール・ころ併用リニアガイ
ド装置の場合、スライダ本体１２Ａの負荷ボール転動溝
１９の溝断面の大きさは、その溝底部の内スリット２１
の作用で弾性的に拡開できる。いま、案内レール１１の
負荷ボール転動溝１６とこれに対向したスライダ本体１
２Ａの負荷ボール転動溝１９との間のすき間（負荷ボー
ル転動スペース）に、その対向するすき間間隔（スペー
ス径）より僅かに大きい径のボール３３を装填すると、
前記の内スリット２１の作用で負荷ボール転動溝１９が
弾性的に拡開して、装填したボール３３には適当な大き
さの定圧予圧荷重が付与される。この定圧予圧荷重の大
きさは、前記内スリット２１の大きさにより調整でき
る。したがって、この内スリット２１による「ばね性」
で、案内レールの負荷ボール転動溝１６とスライダ本体
の負荷ボール転動溝１９との間の相対的な位置精度の誤
差を吸収して、常に適切な定圧予圧荷重を負荷ボールに
与えることが容易である。

【００２４】案内レール１１に組みつけられたスライダ
１２を軸方向に移動させると、負荷ころ転動溝１８に装
填されているころ２６は、案内レール１１の上面の負荷
ころ軌道面１３上を転動しつつ案内レール１１に対して
スライダ１２と同方向にスライダ１２の移動速度より遅
い速度で移動する。このときスライダ１２に負荷された
外部からの上方荷重は、ころ２６，負荷ころ軌道面１３
を介して案内レール１１に伝達される。したがって、側
方に配設されたボール３３には負荷されない。ころ２６
はスライダ１２の移動にともなって移動し、負荷ころ転
動溝１８の一端に達するところリターン用湾曲路３５で
Ｕターンする。続いて、ころ循環溝２４を通って反対側
のころリターン用湾曲路３５に到り、ここで再びＵター
ンして負荷ころ転動溝１８に戻り、負荷ころ軌道面１３
を転動しつつ移動する循環を繰り返す。

【００２５】一方、負荷ボール転動溝１９に装填されて
いるボール３３は、案内レール１１の側面の負荷ボール
転動溝１６を転動しつつスライダ１２の移動方向と同方
向にスライダ１２の移動速度より遅い速度で移動する。
そしてスライダ１２の端部において、エンドキャップ１
２Ｂに設けたボールリターン用湾曲路３６でＵターン
し、続いてボール循環路３４を通って反対側のボールリ
ターン用湾曲路３６に到り、ここで再度Ｕターンして負
荷ボール転動溝１６に戻って転動しつつ移動する循環を
繰り返す。

【００２６】なお、上記実施例では二列のころ列を設け
て上方荷重を受けるものとしたが、これに限らず、スラ
イダの幅方向に長いころを用いた一列のころ列により上
方荷重を受ける構成としても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボール・ころ併用リニアガイド装置において、ころを案
内レールの上方に配置して案内レール上面に負荷ころ軌
道面を設けるとともに、スライダ内側面に設けた負荷ボ
ール転動溝の溝底部からスライダ本体の袖部の幅方向に
切り込んだスリットをスライダ本体の全長にわたって形
成してスライダ本体袖部にばね性を付与し、当該ばね性
で案内レールとスライダとの対向した負荷ボール転動溝
内に装填されたボール列に定圧予圧を与える構成とし
た。そのため、スライダに負荷される上方荷重を全部負
荷ころで受けることが可能となり、上方荷重に対する負
荷容量を向上できるという効果を奏する。

【００２８】また、負荷ころ軌道面の真上にころ循環路
を配置することが可能となり、ころ循環路との干渉を避
けてその外側に設けられるスライダ取付け用ボルト孔の
幅方向ピッチが縮められて、その結果スライダの幅寸法
を縮小したコンパクトな装置が提供できるという効果が
得られる。また、スライダの袖部に形成したスリットを
調整することにより、負荷ボール転動溝内に装填された
ボール列に所定の定圧予圧を与えることが可能になり、
負荷ボールの予圧調整を容易に行うことができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例でエンドキャップを取り除い
て示す正面図である。

【図２】図１のものにエンドキャップを取り付けたもの
の正面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２の平面図である。

【図５】図１のV-V 線断面図である。

【図６】図１のVI- VI線断面図である。

【図７】従来のボール・ころ併用リニアガイド装置のエ
ンドキャップの右半分を切除して示す正面図である。

【符号の説明】

１１ 案内レール １２ スライダ １３ 負荷ころ軌道面 １６ 負荷ボール転動溝 １８ 負荷ころ転動溝 １９ 負荷ボール転動溝 ２１ 内スリット ２２ 外スリット ２４ ころ循環路 ２６ 転動体（ころ） ３３ 転動体（ボール） ３４ ボール循環路 ３５ 湾曲路（ころリターン用） ３６ 湾曲路（ボールリターン用）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面に軸方向に延びる負荷ころ軌道面と
   該ころ軌道面に平行な軸方向の負荷ボール転動溝とを有
   して延長された案内レールと、該案内レール上に跨架さ
   れるとともに前記負荷ころ軌道面及び前記負荷ボール転
   動溝をそれぞれ転動する転動体の転動を介して案内レー
   ルに沿い移動可能なスライダとを備えたボール・ころ併
   用リニアガイド装置において、 前記案内レールの平坦な上面に前記負荷ころ軌道面を形
   成するとともに、前記案内レールの側面に前記負荷ボー
   ル転動溝を形成し、 前記スライダの内面に前記負荷ころ軌道面に対向させた
   負荷ころ転動溝及び前記負荷ボール転動溝に対向させた
   負荷ボール転動溝を形成するとともに、スライダ肉厚部
   に該負荷ボール転動溝に平行なボール循環路及び前記負
   荷ころ転動溝に平行するころ循環路を形成し、 前記負荷ボール転動溝とボール循環路とを連通させる第
   １の湾曲路及び前記負荷ころ転動溝ところ循環路とを連
   通させる第２の湾曲路をそれぞれ形成したエンドキャッ
   プを前記スライダ本体の端部に接合して前記ころと前記
   ボールとの無限循環経路をそれぞれに形成し、 且つスライダ本体内面の前記負荷ボール転動溝の溝底部
   からスライダ本体の袖部の幅方向に切り込んだスリット
   をスライダ本体の全長にわたって形成してスライダ本体
   袖部にばね性を付与し、当該ばね性で案内レールとスラ
   イダとの対向した負荷ボール転動溝内に装填されたボー
   ル列に定圧予圧を与える構成としたことを特徴とするボ
   ール・ころ併用リニアガイド装置。