JPH074332Y2 - 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、案内レール側のボール転動溝とこれに対向さ
せたスライダ側のボール転動溝とで形成されるボール転
動路内に多数のボールが挿入され、そのボールの転動を
介して、スライダが案内レール沿いに直線移動できるよ
うにしたリニアガイド装置、特にそのスライダ側におけ
るボール転動溝内のボールの保持構造の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来のリニアガイド装置のスライダ側におけるボール転
動溝内のボールの保持構造としては、例えば特開昭61−
79021号公報（第７図）、特開昭58−160623号公報（第
８図）、特開昭60−196428号公報（第９図）にそれぞれ
記載されているものがある。

これらは、いずれも、基台２に案内レール１がボルト3A
で固定され、そのレール側面に軸方向のボール転動溝４
を有して軸方向に延長されている。そして、２個で一対
をなす分離型スライダ10が、案内レールのボール転動溝
４に対向するボール転動溝11及びそのボール転動溝内を
転動する多数のボール15を循環移動させるボール戻り通
路12を有して、案内レール１に沿い軸方向に可動に、ボ
ルト８でテーブル７に取付けられている。しかして、ス
ライダ10には平面部にボールを突出させる窓を形成した
鋼板製のボール保持器Ｈが取付けられており、これによ
り案内レール１からスライダ10を取り外したときのボー
ル転動溝11内のボール15の脱落を防止している。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら上記の各実施例にあっては、ボール保持器
Ｈは、案内レール１との干渉を避けるため、案内レール
のボール転動溝４とスライダのボール転動溝11との間の
幅Ｗの狭い空間（第10図）に収納されるようになってい
る。そして保持器Ｈは上下のボール列のボールを保持す
る二つの窓を有する一体構造となっている。したがって
上下のボール位置の誤差及び保持器の寸法誤差のため保
持器の窓の開口幅を大きくしなければならず、ボール15
を保持するボールのかかり代＝（ボール径）−（保持器
の窓の開口幅）が小さくなってしまうので、あまり小さ
いボールにこのような保持器を採用することは困難であ
る。すなわちリニアガイド装置の小型化が保持器に制約
されてしまうという問題点がある。

また、スライダ10が案内レール１に沿って移動する際に
ボール15を循環移動させるべく、スライダ10の軸方向の
両端部に半円形の湾曲路13が設けられている（第11
図）。スライダ10を円滑に作動させるためには、その湾
曲路13の曲率半径Ｒとボール径Ｄとの比R/Dを大きくと
ることが望ましいが、上記のように保持器Ｈに制約され
ボール15の小型化は困難であり、コンパクトな構造とす
るとボール循環ひいてはスライダ10の円滑な作動が損な
われるという問題点がある。

そこで本考案は、ボールの小型化を可能とするボール保
持構造とすることにより、上記従来の問題点を解決する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

その目的を達成する本考案は、側面に軸方向のボール転
動溝を有して延長された案内レールと、該案内レールの
ボール転動溝に対向するボール転動溝を側面に有すると
共に、これに平行する直線状のボール戻り通路及び該ボ
ール戻り通路と前記ボール転動溝とを端部で連結する半
ドーナツ状の湾曲路を有するスライダと、前記対向する
両ボール転動溝、ボール戻り通路及び湾曲路内に転動自
在に挿入された多数のボールとを備えたリニアガイド装
置において、 前記案内レールには、レール側面を切り欠いた凹所を軸
方向に設けると共に、該凹所の両縁に、横断形状が略４
分円状のフランク面を有するボール転動溝を形成し、一
方、前記スライダは上部材と中部材と下部材とからな
り、前記スライダの中部材は、前記案内レールのボール
転動溝と夫々対向する半円形状のボール転動溝及びボー
ル戻り溝を有し、該ボール転動溝間にくびれ部を有して
外方に広がった略台形状の凸部を形成すると共に、前記
スライダの上部材及び下部材は、前記中部材の凸部との
間の外縁相互の間隔が前記ボール径寸法より小さくされ
て前記ボール転動溝と合体してボール転動路を形成する
溝と、前記中部材のボール戻り溝と合体してボール戻り
通路を形成する半円形状の溝とを有していることを特徴
とするものである。

〔作用〕

スライダを案内レールから取り外した状態では、スライ
ダの中部材に設けた凸部がボール保持器として機能す
る。したがって、従来のような別体の保持器は不要であ
る。しかもその凸部は、スライダを案内レールに取付け
たときは、案内レールに形成した凹所に収まるから、案
内レールとスライダとの間にわざわざ間隔を開けて保持
器の収納スペースを確保する必要はない。そのため、小
さいボールにすることができ、リニアガイド装置の小型
化が容易である。

更に、湾曲路の曲率半径Ｒとボール径Ｄとの比R/Dを大
きくとることができ、ボール循環ひいてはスライダの円
滑な作動が得られる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図とともに説明する。

第１図ないし第３図は、本考案の第１実施例を示すもの
である。第１図は本考案のリニアガイド装置が２組用い
られ移動台装置を構成したものである。

角柱状の案内レール１は２本で一対とされ、基台２上に
所定の間隔をおいて平行に並べられ、ボルト挿通孔３に
挿通したボルト3Aで固定されている。各案内レール１の
対向する側の側面には、軸方向に平行する上下２本のボ
ール転動溝4A,4Bが設けられている。さらに詳説する
と、第２図に示されるように案内レール１の一方の側面
を切り欠いた、比較的浅い方形溝の凹所５が軸方向に設
けられており、その凹所５の上下両方の縁をそれぞれ横
断面略４分円状に削り、上ボール転動溝4A及び下ボール
転動溝4Bが形成されている。

上記一対の各案内レール１の対向側面には、軸方向に直
線移動するスライダ10が２個一対に配置され、共通のテ
ーブル７の下面側にボルト８で固定されている。

各スライダ10は、片側の側面に、案内レールの上下のボ
ール転動溝4A,4Bに対向する上下のボール転動路11A,11B
を有している。また、これに平行に、横断面が円形で直
線状の上下のボール戻り通路12A,12Bを肉厚部内に有し
ている。更に、上ボール戻り通路12Aと上ボール転動路1
1Aとを前後の各端部で連絡する半ドーナツ状の上湾曲路
13Aと、下ボール戻り通路12Bと下ボール転動路11Bとを
前後の各端部で連絡する半ドーナツ状の下湾曲路13Bと
を前後の両端部に有している。

上記の対向する両ボール転動溝4A（4B），ボール転動路
11A（11B）、ボール戻り通路12A（12B）及び湾曲路13A
（13B）内には、多数のボール15が転動自在に挿入され
いる。

スライダ10についてさらに詳説すると、上部材17、中部
材18、下部材19の３段に分割された各部材、及び中部材
18の軸方向の前後両端面にそれぞれ接合される湾曲路部
材20を、ボルト21,24の締めつけで一体にまとめて形成
されている。

上部材17は鋼，ステンレス等の鋼性材の長方形の板から
なり、下面側の１側面の稜線部がその両端を残して横断
面４分円弧状に切り取られて、上ボール転動路11Aの上
側のフランク面16aが形成されている。そしてこれに平
行する断面円形の上ボール戻り通路12Aの上半分と、上
湾曲路13Aの上半分とが、それぞれ横断面半円弧状の連
続した溝として上部材17の下面に形成されている。ま
た、上部材17の中央付近にボルト21の挿通孔22が穿設さ
れ、その軸方向に両側にテーブル７への取付けボルト８
の挿通孔23が２個穿設され、４隅には組みつけボルト24
の挿通孔25が穿設されている。

中部材18は同じく鋼，ステンレス等の剛性材の長方形の
板からなっているが、その長さは上部材17より短く、フ
ランク面16a並びに上ボール戻り通路12Aの直線部の長さ
分である。しかしその幅W₁は、上部材17の幅W₀より大き
く形成され、両幅の差が案内レール１の側面の凹所５の
深さに対応させてある。これにより、スライダ10の側面
に突出する凸部26が形成される。

この中部材18の上面には、上ボール戻り通路12Aの下半
分が横断面半円状に形成されると共に、凸部26の個所に
略半円形状の断面を有する溝27が形成されている。この
溝27は変則ゴシックアーチ溝であり、第２図に示すよう
に、ボール転動溝である半径R₁の円弧状フランク面28
と、これとは中心の異なる半径R₂の円弧状フランク面29
とで構成されている。しかして、スライダ10を組立てる
ことにより、上部材17に設けられたフランク面16aと中
部材18に設けられた溝27とで上ボール転動路11Aが構成
される。

中部材18の下面には下ボール戻り通路12Bの上半分と、
上記溝27と同様に中心の異なるフランク面31,32で構成
された変則ゴシックアーチ溝である溝30とが、上面側と
は対称に形成されている。これにより、中部材18の側面
には、溝27と溝30との間にくびれ部を有して外方に広が
った略台形状の凸部26が形成されることになる。

また、中部材18の中央付近には、上部材17のボルト挿通
孔22に対応するボルト21の挿通孔33と、ボルト挿通孔23
に対応するボルト８の挿通孔34とが穿設されている。

下部材19は合成樹脂等の軽量材の長方形の板からなり、
その上面には上部材17の下面におけるとまったく同様に
して、下ボール転動路11Bの下側のフランク面36a、断面
円形の下ボール戻り通路12Bの下半分、及び下湾曲路13B
の下半分とが、それぞれ横断面半円弧状の連続した溝と
して形成されている。また、下部材19の中央付近にボル
ト21のねじ孔37と、テーブル７への取付けボルト８の挿
通孔38が２個穿設され、４隅には組みつけボルト24のね
じ孔39が穿設されている。

湾曲路部材20は同じく合成樹脂等の軽量材の板からな
り、その上面には上湾曲路13Aの下半分が、横断面半円
弧状の半ドーナツ形溝として形成され、その下面には下
湾曲路13Bの上半分が、同様の半ドーナツ形溝として形
成されている。

40は、ボルト24の挿通孔である。

第３図に示された各部材、すなわち上部材17,中部材18,
下部材19,湾曲路部材20を重ねて組み、ボルト21で中央
部をボルト24で４隅部を締めつけてスライダ10を形成す
る。

これにより、スライダ側面から凸部26が突出し、その上
側基部に、横断面形状が上側のフランク面16aでなる略
４分円と下側の両フランク面28,29でなる略半円形状と
の合体形状をなし、その一部にボール転動溝28を有する
上ボール転動路11Aが構成される。また、凸部26の下側
基部に、横断面形状が下側のフランク面36aでなる略４
分円と上側の両フランク面31,32でなる略半円形状との
合体形状をなし、その一部にボール転動溝31を有する下
ボール転動路11Bが形成される。

次に、上記実施例の動作を説明する。

スライダ10を案内レール１から取り外した状態では、ス
ライダ側面に設けた凸部26がボール保持器として機能す
る。すなわち、例えスライダ10が傾いても上ボール転動
路11A内のボール15は、凸部26の上面側に形成されてい
るフランク面29とこれに対向している上側のフランク面
16aとで、挟まれ脱落は防止される。

また、下ボール転動路11B内のボール15は、凸部26の下
面側に形成されているフランク面32とこれに対向してい
る下側のフランク面36aとで、挟まれ脱落は阻止され
る。

したがって、従来のような別体の保持器は不要である。

スライダ10はテーブル７の下面にボルト８で固定して取
付け、基台２上に固定した案内レール１に組み合わせ
る。その場合、スライダ10の側面から突出している凸部
26は、案内レール１の側面に形成した凹所５に僅かの隙
間のみをのこして収まる。これはボール15の径の小さい
ミニチュアタイプの場合も同様である。

そして、上ボール転動路11Aにあっては、案内レール１
の上ボール転動溝4Aとこれに対向するスライダ10の円弧
状フランク面28が荷重の負荷面となる。下ボール転動路
11Bにあっては、案内レール１の下ボール転動溝4Bとこ
れに対向するスライダ10の円弧状フランク面31が荷重の
負荷面となる。

ボール15は、これらの負荷面に当接して荷重を支えつ
つ、上下のボール転動路11A,11B内をスライダ10の移動
に伴って転動し、スライダ10の移動方向とは逆の方向に
移動する。そしてボール転動路11A（11B）の一端に到達
すると、湾曲路13A（13B）に沿ってＵターンする。続い
てボール戻り通路12A（12B）を通り、反対側の湾曲路13
A（13B）により再度Ｕターンされてボール転動路11A（1
1B）に戻る循環を繰り返す。上記湾曲路13A（13B）にお
けるＵターンの際、案内レールとスライダとの間にわざ
わざ間隔を開けて保持器の収納スペースを確保する必要
はない。ボール15の保持は上下のボールについてそれぞ
れ単独におこなわれる。そのため、ボールを保持するか
かり代が入来のように小さくなってしまうことがないか
ら小さいボールを採用することができ、リニアガイド装
置の小型化が容易である。

更に、省スペースのためには、湾曲路の曲率半径Ｒを出
来る限り小さくしたいが、この実施例によればボール15
の径Ｄを小さくとれるから、結局ボール径Ｄとの比R/D
を大きくとることができ、ボール循環ひいてはスライダ
の円滑な作動が保証される。

第４図に、第２実施例を示す。

この実施例は、スライダ10の各構成部材を組み合わせ際
の組みつけを容易にすると共に、組みつけ精度を確保す
るため、インロー方式とした点が上記第１実施例とは異
なるものである。

図において、41,42は組付け用突起、41A,42Aはそれぞれ
の嵌合孔である。

第５図に、第３実施例を示す。

この実施例は、インロー方式にすると共に、更にスライ
ダ10の剛性を高めるために、テーブル７への取付けボル
ト８の挿通個所を一体化したものであり、中部材18の上
下面の中央部に角形突起45を形成すると共に、上部材17
及び下部材19にはその嵌合用の角形抜き穴46を形成した
ものである。こうすることにより、上部材17合成樹脂と
することができる。

第６図に、第４実施例を示す。

この実施例は、上部材17と下部材19とを鋼板のプレス成
形品とした点が上記実施例とは異なる。これらの構成部
材には負荷荷重が加わらないから、強度，精度の点でも
問題はなく、小型化，軽量化が容易で且つ低価格にでき
る利点がある。

なお、上記の各実施例では、ボール15とボール転動溝4
A,4B,ボール転動路11A,11Bとの接触線Ｓの交点Ｑが案内
レール１中心線から遠い位置にある高剛性タイプの場合
を述べたが、反対に交点Ｑが案内レール１中心線に近い
位置になる自動調心タイプの場合にも適用可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、案内レール側面
を切り欠いた凹所を軸方向に設けると共に、スライダは
上部材と中部材と下部材とからなり、前記スライダの中
部材は、前記案内レールのボール転動溝と夫々対向する
半円形状のボール転動溝及びボール戻り溝を有し、該ボ
ール転動溝間にくびれ部を有して外方に広がった略台形
状の凸部を形成すると共に、前記スライダの上部材及び
下部材は、前記中部材の凸部との間の外縁相互の間隔が
前記ボール径寸法より小さくされて前記ボール転動溝と
合体してボール転動路を形成する溝と、前記中部材のボ
ール戻り溝と合体してボール戻り通路を形成する半円形
状の溝とを有している構成とした。そのため、従来のよ
うな専用の収納スペースが要求される別体形の保持器は
不要で、小さいボールを使用でき、ひてはリニアガイド
装置全体の小型化が容易に実現できるという効果が得ら
れる。

更に、湾曲路の曲率半径Ｒに対してボール径Ｄを小さく
できて、その比R/Dを大きくとることが可能となり、ボ
ール循環ひいてはスライダの円滑な作動が得られるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のリニアガイド装置の組みつけ正面図、
第２図は本考案の第１実施例の要部横断面図、第３図は
そのスライダの分解斜視図、第４図は本考案の第２実施
例のスライダの分解斜視図、第５図は本考案に第３実施
例のスライダの分解斜視図、第６図は本考案の第４実施
例のスライダの分解斜視図、第７図、第８図、第９図は
それぞれ従来のリニアガイド装置の要部横断面図、第10
図は従来のリニアガイド装置に必要な保持器取付けスペ
ースの説明図、第11図はリニアガイド装置におけるボー
ル循環用湾曲路の曲率半径Ｒとボール径Ｄとの関係を説
明する部分模式図である。 １は案内レール、4A,4Bは案内レールのボール転動溝、
５は凹所、10はスライダ、11A,11Bはスライダのボール
転動路、12A,12Bはボール戻り通路、13A,13Bは湾曲路、
15はボール、26は凸部、29,32は（ボール保持面とな
る）フランク面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】側面に軸方向のボール転動溝を上下に有し
   て延長された案内レールのレールと、該案内レールのボ
   ール転動溝に対向するボール転動溝を側面に有すると共
   に、これに平行する直線状のボール戻り通路及び該ボー
   ル戻り通路と前記ボール転動溝とを端部で連絡する半ド
   ーナツ状の湾曲路を有するスライダと、前記対向する両
   ボール転動溝、ボール戻り通路及び湾曲部内周に転動自
   在に挿入された多数のボールとを備えたリニアガイド装
   置において、 前記案内レールには、レール側面を切り欠いた凹所を軸
   方向に設けると共に、該凹所の両縁に、横断面形状が略
   ４分円状のフランク面を有するボール転動溝を形成し、
   一方、前記スライダは上部材と中部材と下部材とからな
   り、前記スライダの中部材は、前記案内レールのボール
   転動溝と夫々対向する半円形状のボール転動溝及びボー
   ル戻り溝を有し、該ボール転動溝間にくびれ部を有して
   外方に広がった略台形状の凸部を形成すると共に、前記
   スライダの上部材及び下部材は、前記中部材の凸部との
   間の外縁相互の間隔が前記ボール径寸法より小さくされ
   て前記ボール転動溝と合体してボール転動路を形成する
   溝と、前記中部材のボール戻り溝と合体してボール戻り
   通路を形成する半円形状の溝とを有していることを特徴
   とするリニアガイド装置。