JPH1037954A - ガイド機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ころ軸受をアクチュエータ等の直線運動を行う
部材に適用することにより、摺動抵抗が減少して摩擦を
軽減させ、且つ簡単な構造により製造コストの低廉化を
図ることが可能なガイド機構を提供すること。 【解決手段】ガイド機構２４は、摺動プレート４０、４
２、４４の摺動面に形成された長溝３８ａ〜３８ｅ内に
転動自在に保持されるころ部材４６ａ〜４６ｅを有し、
前記ころ部材４６ａ〜４６ｅが装着される長溝３８ａ〜
３８ｅと摺動面４７との境界部位であるエッジ部６０を
断面曲線状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械部品の摺動部
位にころ部材を用いて摺動抵抗を減少させ、円滑な変位
動作を行うことを可能としたガイド機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワークの搬送等にアクチュエ
ータが用いられている。このアクチュエータは、外枠を
構成するフレームの長手方向に沿って変位する移動テー
ブルが設けられ、ガイド機構を介して前記移動テーブル
を摺動変位させることにより、該移動テーブルに載置さ
れたワークを搬送している。

【０００３】ところで、前記アクチュエータに適用され
るガイド機構は、摺動面の接触状態から、一般に、すべ
り軸受ガイドところがり軸受ガイドとに大別され、例え
ば、すべり軸受ガイドとしては、断面略正方形または長
方形に形成された長尺なレール部材に沿って摺動変位
し、前記レール部材を囲繞する断面略コの字状のガイド
ブロックが用いられる。

【０００４】また、ころがり軸受ガイドとしては、複数
個の部品を連結して循環通路を形成し、前記循環通路に
沿って複数のボールを転動させることにより移動テーブ
ルを変位させるものがある。

【０００５】さらに、従来から、モータ軸等の回転軸を
支持する部位に、転動体として、ころ部材を用いた円筒
ころ軸受、円錐ころ軸受等のころ軸受が用いられてい
る。このころ軸受は、回転運動を行う軸体のラジアル方
向およびスラスト方向（ラジアル方向またはスラスト方
向）の荷重を支持する場合に好適に用いられるものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係るすべり軸受ガイドでは、レール部材およ
びガイドブロックの摺動部位が面接触していることから
摺動抵抗が大きくなり、前記摺動部位が摩耗してガタが
生じやすいという不都合がある。

【０００７】一方、ころがり軸受ガイドでは、ボールが
転動する循環通路を複数個の部品によって形成しなけれ
ばならず、製造コストが高騰するとともに、形成される
循環通路に段差等がないように複数個の部品を連結しな
ければならないという不都合がある。

【０００８】本発明は、前記の不都合を克服するために
なされたものであり、ころ軸受をアクチュエータ等の直
線運動を行う部材に適用することにより、摺動抵抗が減
少して摩擦を軽減させ、且つ簡単な構造により製造コス
トの低廉化を図ることが可能なガイド機構を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、直線状に延在するガイドレールと、前
記ガイドレールに沿って摺動変位するガイドブロック
と、前記ガイドレールとガイドブロックとの間に介装さ
れる摺動プレートと、前記摺動プレートの摺動面に形成
された溝または孔部内に転動自在に保持されるころ部材
と、を備え、前記ころ部材が装着される溝または孔部と
摺動プレートの摺動面との境界部位を断面曲線状に形成
することを特徴とする。

【００１０】上記のガイド機構では、ガイドブロックと
ガイドレールとの間に、ころ部材が回動自在に装着され
た摺動プレートが介装されている。前記ころ部材は、ガ
イドレールの摺動面に線接触して転動することにより、
ガイドブロックが円滑にガイドレールに沿って変位す
る。

【００１１】従って、前記ガイドレールところ部材との
摺動部位における摺動抵抗が減少し、摩擦抵抗が軽減さ
れる。しかも、前記ころ部材が装着される溝または孔部
と摺動プレートの摺動面との境界部位を断面曲線状に形
成することにより、ころ部材の外周面に形成される油膜
に損傷を与えることを防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るガイド機構について
好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の形態に係るガイド
機構の分解斜視図であり、図２は、前記ガイド機構をア
クチュエータに適用した分解斜視図である。

【００１４】このアクチュエータ１０は、長手方向に沿
って貫通する複数の流体通路１２ａ〜１２ｄ並びに溝部
１４ａ、１４ｂを有するフレーム１６と、前記フレーム
１６の対向する側面部に前記溝部１４ａ、１４ｂを介し
て着脱自在に設けられた一対のサイドカバー１８ａ、１
８ｂと、前記フレーム１６の長手方向の両端部に夫々装
着されるエンドカバー２０ａ、２０ｂとを含む。

【００１５】前記フレーム１６の上面部には、長手方向
に沿って該フレーム１６と一体的に設けられた一対のガ
イドレール２２ａ、２２ｂを含むガイド機構２４が設け
られる。前記一対のガイドレール２２ａ、２２ｂ間には
モータ２６が固設され、図示しない駆動力伝達機構が配
設されたブロック体２８を介して前記モータ２６の動力
をボールねじ３０に伝達している。前記ボールねじ３０
は、支持ブロック３２によってその一端部を回動自在に
支持されている。

【００１６】前記ブロック体２８と支持ブロック３２と
の間には、ボールねじ３０に螺合し、該ボールねじ３０
の回動作用下に矢印ＸまたはＹ方向に変位する移動テー
ブル３４が設けられ、前記移動テーブル３４の底面部に
はガイド機構２４を構成するガイドブロック３６が固着
されている。

【００１７】ガイド機構２４は、図１に示されるよう
に、前記フレーム１６の上面部に膨出形成される略平行
な一対のガイドレール２２ａ（２２ｂ）と、前記ガイド
レール２２ａ（２２ｂ）を囲繞する開口部３７が形成さ
れたガイドブロック３６と、前記ガイドレール２２ａ
（２２ｂ）とガイドブロック３６との間に介装され、断
面略円弧状の複数の長溝３８ａ〜３８ｅが所定間隔離間
して形成された第１〜第３摺動プレート４０、４２、４
４とを有する。

【００１８】前記長溝３８ａ〜３８ｅ内には、略円柱状
のころ部材４６ａ〜４６ｅがそれぞれ回動自在に装着さ
れ、さらに、前記ガイドブロック３６の長手方向に沿っ
た両端面には、一対のエンドプレート５２ａ、５２ｂが
ねじ孔４８に螺入されたねじ５０を介して夫々装着され
る。なお、図７に示されるように、第１〜第３摺動プレ
ート４０ａ、４２ａ、４４ａに複数の長孔５３ａ〜５３
ｅを並設し、前記長孔５３ａ〜５３ｅにころ部材５５ａ
〜５５ｅを転動自在に挿入するように形成してもよい。

【００１９】前記ガイドレール２２ａ（２２ｂ）の側面
は、相互に略直交して形成される第１摺動面５４および
第２摺動面５６と、前記第２摺動面５６から所定角度傾
斜して形成される第３摺動面５８とから構成される。前
記ガイドレール２２ａ（２２ｂ）の第１〜第３摺動面５
４、５６、５８とガイドブロック３６の開口部３７の内
壁面との間には、所定間隔離間する間隙が形成されてい
る。なお、前記ガイドブロック３６の開口部３７内に
は、第１〜第３摺動プレート４０、４２、４４を保持す
る凹部が形成されている。

【００２０】第１〜第３摺動プレート４０、４２、４４
の複数の長溝３８ａ〜３８ｅには、夫々略円柱状のころ
部材４６ａ〜４６ｅが回動自在に装着され、前記ころ部
材４６ａ〜４６ｅの外周部の一部は、第１〜第３摺動プ
レート４０、４２、４４の摺動面４７から距離Ａだけ外
部に突出するように形成されている（図３参照）。

【００２１】また、第１〜第３摺動プレート４０、４
２、４４の摺動面と長溝３８ａ〜３８ｅとの境界部位に
は、図３に示されるように、所定の曲率半径によって構
成される曲線状のエッジ部６０が相互に対向して形成さ
れる。この場合、前記エッジ部６０を構成する曲線を、
例えば、曲率半径Ｒ₁ ＜曲率半径Ｒ₂ ＜曲率半径Ｒ₃ に
設定すると好適である。

【００２２】相互に対向する一方または両方のエッジ部
６０には、一端部がころ部材４６ａ〜４６ｅの外周面に
摺接するリップ（潤滑油供給手段）６２が固着され（図
３に一方のエッジ部６０にリップ６２を設けた状態を示
す）、前記リップ６２は、フェルトまたはポリエチレン
の多孔質体の材料によって形成される。前記リップ６２
に潤滑油を含浸させ、転動するころ部材４６ａ〜４６ｅ
の外周面にリップの一端部を摺接させることにより、前
記ころ部材４６ａ〜４６ｅに付着する塵埃を除去すると
ともに、該ころ部材４６ａ〜４６ｅに潤滑油を円滑に供
給することができる。なお、図４に示されるように、こ
ろ部材４６ａ〜４６ｅの上方に対向する長溝３８ａ〜３
８ｅの内壁面に潤滑油を貯留する凹部（潤滑油貯留手
段）６４を該長溝３８ａ〜３８ｅの長手方向に沿って形
成してもよい。

【００２３】このように、前記エッジ部６０を鋭利に突
出させることなく丸みを帯びた曲線状に形成することに
より、ころ部材４６ａ〜４６ｅの転動作用下に形成され
る潤滑油の油膜に損傷を与えることがなく、該ころ部材
４６ａ〜４６ｅを円滑に転動させることができる。

【００２４】この場合、前記第１〜第３摺動プレート４
０、４２、４４を、例えば、ポリアセタール、ポリイミ
ド樹脂、ポリエチレンまたはポリブチレンテレフタレー
ト等の樹脂製材料によって形成し、ころ部材４６ａ〜４
６ｅを、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属製材料
で形成すると好適である。金属製材料からなるころ部材
４６ａ〜４６ｅおよびガイドレール２２ａ（２２ｂ）の
摺動部位における摩擦係数よりも、金属製材料からなる
ころ部材４６ａ〜４６ｅと樹脂製材料からなる第１〜第
３摺動プレート４０、４２、４４との摺動部位における
摩擦係数が小さくなり、この結果、前記第１〜第３摺動
プレート４０、４２、４４の長溝３８ａ〜３８ｅ内にお
いてころ部材４６ａ〜４６ｅを円滑に転動させることが
できる。

【００２５】さらに、図５並びに図６に示されるよう
に、第１〜第３摺動プレート４０、４２、４４の上面部
に、通路６６を介して長溝３８ａ〜３８ｆにそれぞれ連
通する第１潤滑油貯留用孔部６７ａおよび第２潤滑油貯
留用孔部６７ｂを形成し、前記第１潤滑油貯留用孔部６
７ａおよび第２潤滑油貯留用孔部６７ｂに一組のフィル
タ６８ａ、６８ｂおよびチェック弁６９ａ、６９ｂが接
続された流体圧回路を構成してもよい。前記長溝３８ａ
〜３８ｆ内をころ部材４６ａ〜４６ｆが転動することに
より、第１潤滑油貯留用孔部６７ａと第２潤滑油貯留用
孔部６７ｂとの間に圧力差が発生し、前記圧力差によっ
て矢印ＢまたはＣ方向に沿って潤滑油を循環させること
ができる。

【００２６】本実施の形態に係るガイド機構２４が組み
込まれたアクチュエータ１０は、基本的には以上のよう
に構成されるものであり、次にその作用効果について説
明する。

【００２７】図示しない電源を付勢してモータ２６を駆
動する。前記モータ２６の回転駆動力は、ブロック体２
８を介してボールねじ３０に伝達され、該ボールねじ３
０に螺合する移動テーブル３４が矢印ＸまたはＹ方向に
変位する。

【００２８】前記移動テーブル３４が一対のガイドレー
ル２２ａ、２２ｂに沿って変位する際、前記ガイドレー
ル２２ａ、２２ｂの第１〜第３摺動面５４、５６、５８
に夫々線接触して複数のころ部材４６ａ〜４６ｅが転動
する。従って、ガイドブロックがガイドレールに面接触
する従来技術に比較して摺動抵抗を減少させ、摩擦抵抗
を軽減することができる。

【００２９】また、前記ガイド機構２４は、第１〜第３
摺動プレート４０、４２、４４と、前記摺動プレート４
０、４２、４４の長溝３８ａ〜３８ｅ内に回動自在に装
着される複数のころ部材４６ａ〜４６ｅからなる簡単な
部材で構成されることから、容易に製造することができ
るとともに、製造コストの低減化を図ることができる。

【００３０】さらに、ガイドレール２２ａ（２２ｂ）の
第１〜第３摺動面５４、５６、５８上を夫々摺動する複
数のころ部材４６ａ〜４６ｅによる押圧力（面圧）が略
均等となり、ガイドブロック３６を円滑に変位させるこ
とが可能となる。

【００３１】さらにまた、第１〜第３摺動プレート４
０、４２、４４のエッジ部６０を丸みを帯びた曲線状に
形成することにより、ころ部材４６ａ〜４６ｅの転動作
用下に形成される潤滑油の油膜に損傷を与えることがな
く、該ころ部材４６ａ〜４６ｅを円滑に転動させること
ができる。

【００３２】なお、本実施の形態に係るガイド機構２４
は、アクチュエータ１０に限定されるものではなく、例
えば、図示しない電動サーボアクチュエータ、空気圧ア
クチュエータ、ロッドレスシリンダ等の各種機械装置に
適用することが可能である。

【００３３】次に、本実施の形態に係るガイド機構２４
を他のアクチュエータ７０に適用した状態を図８に示
す。

【００３４】図８に示すアクチュエータ７０では、フレ
ーム７２と一体的に形成された一対のガイドレール７４
ａ、７４ｂの断面形状を略正方形状に形成している点
で、図２に示すアクチュエータ１０と異なるが、その他
の構成および動作は前記アクチュエータ１０と略同一で
あるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、
その詳細な説明を省略する。

【００３５】この場合、図９並びに図１０に示すよう
に、ガイドレール２２ａ（２２ｂ）とガイドブロック８
０との間に、前記ガイドレール２２ａ（２２ｂ）の第１
〜第３摺動面５４、５６、５８を囲繞するブロック体８
２を介装し、前記ブロック体８２の凹部に第１〜第３の
弾性体８４ａ〜８４ｃを装着することにより、振動を吸
収するように構成することも可能である。なお、図１０
中、参照符号８６は、ころ部材４６ａ〜４６ｅに供給さ
れる潤滑油中の塵埃を除去するためのフィルタである。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００３７】すなわち、ガイドレールところ部材との摺
動部位における摺動抵抗を減少させ、摩擦抵抗を軽減さ
せることができる。

【００３８】また、摺動プレートにころ部材を回動自在
に装着するだけでよく、容易に製造することができ、製
造コストの低減化を図ることが可能となる。

【００３９】さらに、前記ころ部材が装着される溝また
は孔部と摺動プレートの摺動面との境界部位を断面曲線
状に形成することにより、ころ部材の外周面に形成され
る油膜に損傷を与えることがなく、該ころ部材を円滑に
転動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るガイド機構の分解斜
視図である。

【図２】図１に示すガイド機構が組み込まれたアクチュ
エータの分解斜視図である。

【図３】図１に示すガイド機構を構成する摺動プレート
ところ部材との関係を示す説明図である。

【図４】図１に示すガイド機構を構成する摺動プレート
ところ部材との関係を示す説明図である。

【図５】摺動プレートとフィルタとチェック弁とによっ
て構成される流体圧回路図である。

【図６】摺動プレートの変形例を示す斜視図である。

【図７】図１に示すガイド機構の変形例である。

【図８】図１に示すガイド機構が組み込まれた他のアク
チュエータの分解斜視図である。

【図９】ガイドレールとガイドブロックとの間に、弾性
体を有するブロック体を介装した状態を示す分解斜視図
である。

【図１０】ガイドレールとガイドブロックとの間に、弾
性体を有するブロック体を介装した状態を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１０、７０…アクチュエータ １６、７２…フ
レーム ２２ａ、２２ｂ、７４ａ、７４ｂ…ガイドレール ２４…ガイド機構 ３６、８０…ガ
イドブロック ３７…開口部 ３８ａ〜３８ｆ
…長溝 ４０、４０ａ、４２、４２ａ、４４、４４ａ…摺動プレ
ート ４６ａ〜４６ｆ…ころ部材 ５２ａ、５２ｂ
…エンドプレート ５４、５６、５８…摺動面 ６０…エッジ部 ６２…リップ ６４…凹部 ６６…通路 ６７ａ、６７ｂ
…潤滑油貯留用孔部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線状に延在するガイドレールと、 前記ガイドレールに沿って摺動変位するガイドブロック
   と、 前記ガイドレールとガイドブロックとの間に介装される
   摺動プレートと、 前記摺動プレートの摺動面に形成された溝または孔部内
   に転動自在に保持されるころ部材と、 を備え、前記ころ部材が装着される溝または孔部と摺動
   プレートの摺動面との境界部位を断面曲線状に形成する
   ことを特徴とするガイド機構。
2. 【請求項２】請求項１記載の機構において、ガイドレー
   ルの側面は長手方向に延在する複数の摺動面によって形
   成され、摺動プレートは、前記複数の摺動面に対応して
   設けられることを特徴とするガイド機構。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の機構において、摺
   動プレートを樹脂製材料で形成し、ころ部材を金属製材
   料で形成することを特徴とするガイド機構。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の機
   構において、ガイド機構は、さらに、ころ部材の外周面
   に潤滑油を供給する潤滑油供給手段を有することを特徴
   とするガイド機構。
5. 【請求項５】請求項４記載の機構において、ガイド機構
   は、さらに、ころ部材に供給された潤滑油を貯留する潤
   滑油貯留手段を有することを特徴とするガイド機構。