WO2010038349A1 - スライドレールユニット及びこれを用いたリニアモータアクチュエータ - Google Patents

スライドレールユニット及びこれを用いたリニアモータアクチュエータ Download PDF

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outer rail
linear motor
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山中修平
安藤良寛
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Thk株式会社
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    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352—Unipolar motors
    • H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0356—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47B88/40—Sliding drawers; Slides or guides therefor
    • A47B88/453—Actuated drawers
    • A47B88/457—Actuated drawers operated by electrically-powered actuation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings

Definitions

  • the present invention relates to a slide rail unit and a linear motor actuator using the slide rail unit.
  • the slide rail unit includes an outer rail and an inner rail having a rolling surface of a rolling element and a substantially U-shaped cross section, and the inner rail is fitted inside the outer rail via the rolling element.
  • the outer rail and the inner rail are formed in a substantially U shape by bending, and at the same time, a rolling surface of the rolling element is formed.
  • a linear motor as a driving means for relatively driving the inner rail and the outer rail is incorporated between the inner rail and the outer rail to constitute a linear motor actuator. With this configuration, the entire drive unit is reduced in size and the production cost of the outer rail and the inner rail is reduced.
  • a method of applying a preload to the rolling element for example, the diameter is slightly larger than the distance of the gap where the rolling surface of the outer rail and the rolling surface of the inner rail face each other.
  • a preload is applied to the rolling element using a rolling element, that is, an oversized ball, and a gap between the rolling surface of the outer rail and the inner rail and the rolling element is eliminated.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to eliminate the gap between the outer rail and the inner rail and the rolling element while easily producing the outer rail and the outer rail.
  • An object of the present invention is to provide a slide rail unit capable of preventing rattling of the inner rail.
  • Another object of the present invention is that it is possible to reduce fluctuations in sliding resistance due to poor surface accuracy of the rolling surface while being easily produced, and is optimal for use of a linear motor actuator. It is to provide a slide rail unit.
  • a slide rail unit of the present invention has an outer rail having a pair of side wall portions, a pair of side wall portions facing the side wall portions of the outer rail, and between the side wall portions of the outer rail.
  • the inner rail is disposed between the outer rail side wall portion and the inner rail side wall portion facing each other, and the inner rail is movably supported with respect to the outer rail. It consists of moving objects.
  • One of the inner rail and the outer rail is a preload applying rail, and in a state in which the inner rail and the outer rail are assembled, the side wall of the preload applying rail faces the side wall of the other rail. Are configured to be energized.
  • the preload applying rail can be configured to exert a biasing force based on its own elastic deformation.
  • the outer rail and the inner rail can be formed in a channel shape by providing the pair of side wall portions on both sides of the mounting portion.
  • the preload applying rail has the side wall portion with respect to the mounting portion. It is provided so as to be elastically deformable, and in a state where the inner rail and the outer rail are assembled, the side wall portion of the preload applying rail is configured to urge the rolling element toward the side wall portion of the other rail. Can do.
  • the preload imparting rail may be configured such that a through hole is intermittently provided along a longitudinal direction at a boundary portion between the attachment portion and the side wall portion.
  • a field magnet is arranged together with the yoke on either the outer rail or the inner rail of the slide rail unit of the present invention, and a coil member constituting a linear motor is arranged on the remaining rail together with the field magnet.
  • the yoke is disposed with the center member fixed to either the outer rail or the inner rail, and sandwiching the center member, and forms a hollow portion together with the center member. It can comprise from a pair of side member.
  • the field magnet faces the hollow part and is fixed to each side member, while the coil member is disposed so as to surround the center member through the hollow part.
  • the coil member is fixed to the inner rail, and the field magnet is fixed to the outer rail.
  • the yoke can be provided with a pair of shoulder portions to prevent the inner rail from separating in a direction perpendicular to the rolling direction of the rolling elements.
  • the inner rail biases the rolling element toward the outer rail. Then, the rolling element is sandwiched between the inner rail and the outer rail. For this reason, it is possible to eliminate gaps between the outer rail and inner rail and the rolling elements, and it is possible to prevent rattling of the outer rail and inner rail.
  • the slide rail unit of the present invention is optimal for use of a linear motor actuator.
  • the slide rail unit of the present invention can facilitate preload adjustment work in the production process and is suitable for mass production.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a linear motor actuator to which the present invention is applied.
  • the front view of the linear motor actuator of this invention is shown. It is a perspective view which shows the linear motor of the linear motor actuator of this invention.
  • the linear motor actuator includes an outer rail 1, an inner rail 2 housed in the outer rail 1, a large number of balls 3 that roll between the outer rail 1 and the inner rail 2, and the balls 3
  • the retainer 4 is arranged at predetermined intervals, and a linear motor 5 as a drive mechanism.
  • the outer rail 1 is formed by bending a plate material, and a pair of side wall portions 12 and 12 are bent and formed in a channel shape along the longitudinal direction of the attachment portion 11.
  • a ball rolling surface 13 having a curvature approximate to the spherical surface of the ball 3 is formed on the inner side surface of the side wall portion 12.
  • the inner rail 2 is similarly formed from a plate material, and a pair of side wall portions 22 and 22 are bent and formed in a channel shape along the longitudinal direction of the mounting portion 21.
  • the inner rail 2 is accommodated between the side wall portions 12 and 12 of the outer rail 1, and the balls 3 are arranged between the inner rail 2 and the outer rail 1. That is, the inner rail 2 is accommodated in the outer rail 1 and a ball rolling surface 23 is formed on the outer surface of the side wall portion 22.
  • the attachment portion 21 of the inner rail 2 has a pair of locking portions 24 for fixing a coil member 51 of the linear motor 5 described later, and a single guide hole 25 along the rolling direction of the ball 3. Is formed.
  • the guide hole 25 is provided to limit the movement stroke of the inner rail 2 with respect to the outer rail 1.
  • a through hole 27 for preventing distortion of the mounting portion 21 is formed intermittently along the longitudinal direction at the boundary between the mounting portion 21 and the side wall portion 22.
  • the inner rail 2 is a non-magnetic material and is formed from a beryllium copper plate having a thickness of 0.1 mm.
  • the outer rail 1 is formed from a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 0.5 mm, and the ball 3 is formed from carbon steel. Therefore, the longitudinal elastic modulus of the inner rail 2 is set to be smaller than the longitudinal elastic modulus of the balls 3 and the outer rail 1. Therefore, when the external rail is applied to the slide rail unit, the inner rail 2 has a characteristic that the side wall portion 22 is more easily elastically deformed with respect to the mounting portion 21 than the ball 3 and the outer rail 1. is there.
  • the ease of elastic deformation when an external force is applied is indicated by the secondary moment of inertia in addition to the longitudinal elastic modulus, but the ball 3 is solid and the inner rail 2 is more plate-shaped than the outer rail 1. Since the thickness is small and the thickness is smaller than the diameter of the ball 3, the cross-sectional second moments of the ball 3, the outer rail 1 and the inner rail 2 are compared. The next moment is the smallest.
  • the retainer 4 is formed by pressing a steel plate, or is formed by injecting a synthetic resin into a mold. As shown in FIG. 2, the retainer 4 is formed between the outer rail 1 and the inner rail 2. A large number of balls 3 inserted between the rails 1 and 2 and rolling between the rails 1 and 2 are aligned at equal intervals to prevent the adjacent balls from contacting each other.
  • FIG. 3 shows the linear motor 5.
  • the linear motor 5 is a movable coil linear DC motor including a coil member 51 and a field magnet 52 disposed at a position facing the coil member 51.
  • the linear motor 5 is disposed between the outer rail 1 and the inner rail 2.
  • a yoke 53 that holds the field magnet 52 is a center member 53a that is fixed to the outer rail 1 and a pair of sides that are fixed to the center member 53a and form a hollow portion between the center member 53a. It consists of members 53b and 53c.
  • the center member 53a is provided with a protrusion 54 at one end in the direction in which the inner rail 2 is pulled out from the outer rail 1, and the protrusion 54 is inserted into the guide hole 25 of the inner rail 2 so that the inner rail 2 is pulled out.
  • the travel stroke of the rail 2 is limited.
  • the coil member 51 is disposed so as to pass through the hollow portion and surround the center member 53a.
  • the field magnet 52 is held in each horizontal portion of the side members 53b and 53c facing the coil member 51.
  • each side member 53b, 53c is formed in the shape substantially the same as the shape of the inner rail 2 assembled
  • a retracting groove 56 is provided corresponding to the ball rolling surface 23, and a shoulder portion 55 is provided adjacent to the retracting groove 56.
  • the shoulder portion 55 is provided so as to be inserted with respect to a corner formed by the attachment portion 21 and the side wall portion 22 of the inner rail 2. As will be described later, the shoulder portion 55 serves to prevent the inner rail 2 from coming off from the outer rail 1. Demonstrate the function.
  • thrust is generated between the coil member 51 and the field magnet 52 by supplying a predetermined current to the coil member 51.
  • energization of the coil member 51 is controlled by a controller (not shown).
  • the outer rail 1 and the inner rail 2 can be driven relatively by the thrust of the linear motor and the rolling of the ball 3.
  • the inner rail 2 corresponds to the preload applying rail. While the linear motor 5 is fixed to the inner rail 2 via the coil member 51, the inner rail 2 is elastically deformed inward toward the linear motor 5 while the inner rail 2 is elastically deformed toward the outer rail 1. Installing. In this case, the through hole 27 is formed in the boundary portion between the mounting portion 21 and the side wall portion 22 of the inner rail 2. For this reason, the inner rail 2 is elastically deformed at the boundary portion, and it is possible to prevent the attachment portion 21 of the inner rail 2 from being distorted.
  • a bent piece 26 is bent and raised at the attachment portion 21 of the inner rail 2, and a gap between the bent piece 26 and the side members 53 b and 53 c of the yoke 53 is formed between the coil member 51 and the yoke 53. It is set smaller than the gap. According to this configuration, even if an external force is applied from the direction in which the inner rail 2 is pressed against the outer rail 1 (downward on the paper surface), the tip of the bent piece 26 comes into contact with the yoke 53, and the inner rail 2 The displacement of is controlled. For this reason, it is possible to prevent the contact between the coil member 51 fixed to the inner rail 2 and the center member 53a of the yoke 53 (see FIG. 2).
  • the inner rail 2 is easily elastically deformed in the slide rail unit of the present invention, when an external force acts in a direction separating the inner rail 2 from the outer rail 1 (upward in the drawing), the ball 3 is moved to the inner rail 2. And the outer rail 1 are separated from each other, and each rail is easily separated. Therefore, in the slide rail unit of the present invention, as shown in FIG. 2, the distance d from the shoulder portion 55 of the side members 53b and 53c to the side wall portion 12 of the outer rail 1 is equal to the diameter of the ball 3 and the inner rail 2.
  • the distance D is set to be smaller than the total distance D.
  • the field magnet 52 is provided in a hollow portion of the yoke 53 formed in a frame shape, so that the magnetic flux generated by the coil member 51 and the field magnet 52 is generated in the yoke 53.
  • This magnetic flux does not leak outside the yoke 53. Accordingly, the magnetization of the outer rail 1 and the ball 3 is prevented, and the sliding resistance of the inner rail 2 with respect to the outer rail 1 can be reduced.
  • the slide rail unit of the present invention when assembling, for example, when the inner rail 2 is a preloading rail, the side wall portion 22 of the inner rail 2 is connected to the linear motor 5.
  • the outer rail 1 is mounted while being elastically deformed inward. Therefore, in a state where the inner rail 2 and the outer rail 1 are assembled, the inner rail 2 urges the ball 3 toward the outer rail 1, and the ball 3 is sandwiched between the inner rail 2 and the outer rail 1. It will be. For this reason, it is possible to eliminate a gap between the outer rail 1 and the inner rail 2 and the ball 3, and to prevent the outer rail 1 and the inner rail 2 from rattling.
  • the longitudinal elastic modulus of the inner rail 2 is set to be smaller than the longitudinal elastic modulus of the ball 3 and the outer rail 1, so that the rolling surfaces of the rails 1 and 2 are the same.
  • the side wall portion of the preload application rail is elastically deformed. Due to the elastic deformation of the preload-applying rail, the preload on each of the balls 3 is reduced, so that the variation in the sliding resistance of the inner rail 2 with respect to the outer rail 1 can be suppressed. For this reason, it is not necessary to control the thrust of the linear motor 5 in accordance with the fluctuation of the sliding resistance of the slide rail unit. Therefore, the slide rail unit of the present invention is optimal for use of a linear motor actuator.
  • the slide rail unit of the present invention since the preload is uniformly applied to all the rolling elements by using the biasing force of the preload applying rail, for each slide rail unit, There is no need to adjust the preload. Therefore, the slide rail unit of the present invention can facilitate preload adjustment work in the production process, and is suitable for mass production.

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Abstract

　簡易に生産しつつも、前記アウターレール(1)及びインナーレール(2)と前記転動体(3)との隙間を無くし、前記アウターレール(1)及びインナーレール(2)のがたつきを防止することが可能なスライドレールユニットであり、一対の側壁部(12)を有するアウターレール(1)と、このアウターレール(1)の側壁部(12)に対向する一対の側壁部(22)を有すると共に当該アウターレール(1)の側壁部(12)の間に配置されるインナーレール(2)と、互いに対向する前記アウターレール(1)の側壁部(12)と前記インナーレール(2)の側壁部(22)の間に配置された多数の転動体(3)とから構成され、前記インナーレール(2)又はアウターレール(1)のうちいずれか一方は予圧付与レールであり、前記インナーレール(2)と前記アウターレール(1)を組み付けた状態では、当該予圧付与レールはその側壁部が他方のレールの側壁部に向けて付勢されている。

Description

スライドレールユニット及びこれを用いたリニアモータアクチュエータ
　本発明は、スライドレールユニット及びこれを用いたリニアモータアクチュエータに関するものである。
　従来、この種のスライドレールユニットとしては、特開平７－８３２２８号公報に開示されているものが知られている。このスライドレールユニットは、転動体の転走面を有すると共に、断面略Ｕ字状に形成されたアウターレール及びインナーレールとから構成され、前記インナーレールは転動体を介してアウターレールの内側に嵌合されている。かかるアウターレール及びインナーレールは、曲げ加工により略Ｕ字状に形成され、同時に前記転動体の転走面が形成されている。また、前記インナーレールとアウターレールを相対的に駆動させる駆動手段としてのリニアモータが前記インナーレールとアウターレールとの間に組み込まれ、リニアモータアクチュエータを構成している。この構成により、駆動ユニット全体の小型化、アウターレール及びインナーレールの生産コストの低減を図っている。
特開平７－８３２２８号公報
　特開平７－８３２２８号公報に開示されるスライドレールユニットではアウターレール及びインナーレールの成形に曲げ加工を用いているため、簡便に且つ安価なアウターレール及びインナーレールを製造することが可能である。しかし、曲げ加工により前記アウターレール及びインナーレールを成形した場合、前記アウターレール及びインナーレールの転走面の加工精度が低くなってしまう。このため、前記アウターレール及びインナーレールの転走面と前記転動体との間に隙間が生じてしまい、前記アウターレール及びインナーレールの走行精度が低下してしまうおそれがあった。
　前記アウターレール及びインナーレールの走行精度の低下を防止する方法としては、前記アウターレール及びインナーレールの転走面の成形に研削加工を用いて、当該転走面の加工精度を高くする方法がある。しかし、この場合では、加工工程における砥石や冷却液の消費量の増加等の点で、生産するのに手間がかかり、大量生産には適さず、自ずと加工コストが嵩んでしまうという問題点があった。
　他の方法としては、前記転動体に対して予圧を付与する方法、例えば、前記アウターレールの転走面とインナーレールの転走面とが互いに対向する隙間の距離よりも極僅かに径が大きな転動体、すなわちオーバーサイズボールを使用して当該転動体に予圧を付与し、前記アウターレール及びインナーレールの転走面と前記転動体との隙間を無くす方法もある。しかし、前記アウターレールに対するインナーレールの摺動抵抗を小さく設定しようとすると、前記転動体に対する予圧も小さく設定する必要がある。そのため、転動体の径をμｍ単位で選択して、個々のスライドレールユニット毎に予圧調整を行う作業が要求され、大量生産に適さないといった問題もあった。
　また、転動体に予圧を付与したとしても、転走面の加工精度の不良に起因した摺動抵抗の変動を軽減することはできない。従って、特開平７－８３２２８号公報に開示されるリニアモータアクチュエータにおいては、スライドレールユニットの摺動抵抗の変動に合わせてリニアモータの推力を細かく制御しなければ、可動体に対して目的とする速度及び加速度を与えることができないといった問題があった。
　本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡易に生産しつつも、前記アウターレール及びインナーレールと前記転動体との隙間を無くし、前記アウターレール及びインナーレールのがたつきを防止することが可能なスライドレールユニットを提供することにある。
　また、本発明の他の目的は、簡易に生産しつつも、転走面の面精度の不良に起因した摺動抵抗の変動を軽減することが可能であり、リニアモータアクチュエータの利用に最適なスライドレールユニットを提供することにある。
　更に、本発明の他の目的として、予圧調整作業の画一化を図ることで、当該作業の容易化が可能であり、大量生産に最適なスライドレールユニットを提供することにある。
　前記目的を達成するために、本発明のスライドレールユニットは、一対の側壁部を有するアウターレールと、このアウターレールの側壁部に対向する一対の側壁部を有すると共に当該アウターレールの側壁部の間に配置されるインナーレールと、互いに対向する前記アウターレールの側壁部と前記インナーレールの側壁部の間に配置されると共に、前記アウターレールに対して前記インナーレールを移動自在に支承する多数の転動体とから構成されている。そして、前記インナーレール又はアウターレールのうちいずれか一方は予圧付与レールであり、前記インナーレールと前記アウターレールを組み付けた状態では、当該予圧付与レールはその側壁部が他方のレールの側壁部に向けて付勢するように構成されている。
　また、本発明のスライドレールユニットにおいて、前記予圧付与レールは自らの弾性変形に基づいて付勢力を発揮するように構成することができる。
　更に、前記アウターレール及びインナーレールは取付け部の両側に前記一対の側壁部が設けられてチャネル状に形成することができ、その場合に、前記予圧付与レールは前記側壁部が取付け部に対して弾性変形可能に設けられると共に、前記インナーレールと前記アウターレールを組み付けた状態では、前記予圧付与レールの側壁部が他方のレールの側壁部に向けて前記転動体を付勢するように構成することができる。
　また、前記予圧付与レールは前記取付け部と側壁部の境界部に長手方向に沿って断続的に透孔を設けるように構成しても良い。
　更に、本発明のスライドレールユニットのアウターレール又はインナーレールのいずれか一方に対してヨークと共に界磁マグネットを配置し、残余のレールには前記界磁マグネットと相まってリニアモータを構成するコイル部材を配置することで、本発明のスライドレールユニットの特質を利用したリニアモータアクチュエータを構成することができる。
　このリニアモータアクチュエータを構成するにあたり、前記ヨークは、前記アウターレール又はインナーレールのいずれかに固定されるセンター部材と、このセンター部材を挟んで配置されると共に当該センター部材と相まって中空部を形成する一対のサイド部材とから構成することができる。この場合、前記界磁マグネットは前記中空部に面して各サイド部材に固定される一方、前記コイル部材は前記中空部を通過して前記センター部材を囲むように配置される。
　また、前記インナーレールを前記予圧付与レールとする場合、当該インナーレールには前記コイル部材が固定される一方、前記アウターレールには前記界磁マグネットが固定される。前記ヨークには、前記インナーレールが転動体の転走方向に対して直交する方向に離脱するのを防止するため、一対の肩部を設けることができる。
　以上のように構成された本発明によれば、前記アウターレールとインナーレールとを組み付けると、例えばインナーレールを予圧付与レールとした場合、前記インナーレールが前記転動体をアウターレールに向けて付勢し、前記転動体が前記インナーレールとアウターレールに挟み込まれることになる。このため、前記アウターレール及びインナーレールと前記転動体との隙間を排除することが可能であり、前記アウターレール及びインナーレールのがたつきを防止することが可能となる。
　また、各レールの転走面の加工精度に起因して各転動体に対して過度の予圧が作用しそうになると、前記予圧付与レールの側壁部が付勢力に抗して微動して各転動体の予圧を軽減することから、アウターレールに対するインナーレールの摺動抵抗の変動を小さく抑えることが可能となる。従って、本発明のスライドレールユニットはリニアモータアクチュエータの利用に最適である。
　更に、前記予圧付与レールの付勢力を利用して総ての転動体に対して画一的に予圧を付与しているため、個々のスライドレールユニット毎に予圧の調整作業を行う必要がない。従って、本発明のスライドレールユニットは生産工程において、予圧調整作業の容易化が可能であり、大量生産に適している。
本発明を適用したリニアモータアクチュエータの第１の実施形態を示すものである。 本発明のリニアモータアクチュエータの正面図を示すものである。 本発明のリニアモータアクチュエータのリニアモータを示す斜視図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の直線案内装置を詳細に説明する。
　図１及び図２は、本発明のスライドレールユニットを適用したリニアモータアクチュエータを示すものである。このリニアモータアクチュエータは、アウターレール１と、このアウターレール１内に収納されるインナーレール２と、前記アウターレール１とインナーレール２との間を転走する多数のボール３と、これらボール３を所定間隔で配列させるリテーナ４と、駆動機構としてのリニアモータ５とから構成されている。
　前記アウターレール１は板材を曲げ加工により成形したものであり、取付け部１１の長手方向に沿って一対の側壁部１２，１２が曲げ起こされてチャネル状に形成されている。かかる側壁部１２の内側面には、前記ボール３の球面に近似した曲率のボール転走面１３が形成されている。
　一方、前記インナーレール２も同様にして板材から成形され、取付け部２１の長手方向に沿って一対の側壁部２２，２２が曲げ起こされてチャネル状に形成されている。但し、インナーレール２はアウターレール１の側壁部１２，１２の間に収納され、該アウターレール１との間にはボール３が配列されている。すなわち、前記インナーレール２はアウターレール１に収容されると共に、前記側壁部２２の外側面にボール転走面２３が形成されている。
　前記アウターレール１及びインナーレール２の製作に当たっては、先ず、金属板材に対してプレス加工を行い、前記側壁部１２，２２に対応する部位にボール転走面１３，２３を形成する。この際、プレス加工に用いる金型の表面を鏡面に仕上げておくことで、かかる鏡面の面祖度が金属板材に対して転写され、ボール転走面１３，２３の面祖度をＲａ＝０．１μm以下に収めることが可能となる。また、プレス加工の際に金属板材の厚さが減じられ、ボール転走面１３，２３の硬さを増加させることも可能となる。そして、このプレス加工の後に、前記側壁部１２，２２を取付け部１１，２１に対して曲げ起こすことで、前記アウターレール１及びインナーレール２が製作される。
　前記インナーレール２の取付け部２１には、後述するリニアモータ５のコイル部材５１を固定するための一対の係止部２４と、前記ボール３の転走方向に沿って一条の案内孔２５とが形成されている。この案内孔２５は、前記アウターレール１に対するインナーレール２の移動ストロークを制限するために設けられている。また、前記取付け部２１と側壁部２２の境界部には、前記取付け部２１の歪みを防止するための透孔２７が長手方向に沿って断続的に形成されている。
　更に、前記インナーレール２は、非磁性体であり且つ厚さ０．１mmのベリリウム銅板から成形されている。一方、前記アウターレール１は厚さ０．５mmのステンレス板（ＳＵＳ３０４）から成形され、前記ボール３は炭素鋼から成形されている。そのため、前記インナーレール２の縦弾性係数は、前記ボール３及びアウターレール１の縦弾性係数よりも小さく設定されている。従って、前記インナーレール２にはこのスライドレールユニットに外力が加えられた際に、前記ボール３及びアウターレール１に比べて、その側壁部２２が取り付け部２１に対して弾性変形し易いといった特質がある。尚、外力が作用した場合の弾性変形の容易性は、縦弾性係数の他に断面二次モーメントが指標となるが、ボール３は中実であり、前記インナーレール２はアウターレール１よりも板厚が小さく、また、その厚さがボール３の径よりも薄く成形されているので、前記ボール３、アウターレール１及びインナーレール２の断面二次モーメントを比較した場合、インナーレール２の断面二次モーメントが最も小さくなる。
　また、前記リテーナ４は鋼板をプレス加工して成形され、あるいは合成樹脂を型内に射出して成形されたものであり、図２に示すように、前記アウターレール１とインナーレール２との間に挿入されてこれらレール１，２の間を転走する多数のボール３を等間隔で整列させ、互いに隣接するボール同士の接触を防止している。
　次に、図３はリニアモータ５を示すものである。本実施形態において、前記リニアモータ５は、コイル部材５１と、このコイル部材５１と対向する位置に配置された界磁マグネット５２とから構成される可動コイル型リニア直流モータである。このリニアモータ５は、前記アウターレール１とインナーレール２の間に配置されている。
　前記界磁マグネット５２を保持するヨーク５３は、前記アウターレール１に固定されるセンター部材５３aと、このセンター部材５３ａに固定されて、当該センター部材５３aとの間に中空部を形成する一対のサイド部材５３ｂ、５３ｃとから構成されている。
　前記センター部材５３ａには前記インナーレール２がアウターレール１から引き出される方向の一端に突起部５４が設けられ、かかる突起部５４が前記インナーレール２の案内孔２５に挿入されることで、前記インナーレール２の移動ストロークが制限されている。また、前記コイル部材５１は前記中空部を通過し、前記センター部材５３ａを囲むように配置されている。また、前記コイル部材５１と対面するサイド部材５３ｂ、５３ｃの各水平部には前記界磁マグネット５２が保持されている。
　更に、各サイド部材５３ｂ，５３ｃの外側面はアウターレール１に組付けられたインナーレール２の形状と略同一の形状に形成されており、かかる外側面には前記インナーレール２にプレス加工されたボール転走面２３に対応して退避溝５６が設けられると共に、この退避溝５６に隣接して肩部５５が設けられている。この肩部５５はインナーレール２の取付け部２１と側壁部２２とがなす隅角に対して挿入されるように設けられており、後述するように、アウターレール１に対するインナーレール２の抜け止めとしての機能を発揮する。
　かかる構成のリニアモータ５では前記コイル部材５１に所定の電流を供給することによって、前記コイル部材５１と前記界磁マグネット５２との間に推力が生じる。この際、前記コイル部材５１への通電は、図示外のコントローラによって制御されている。
　本発明のリニアモータアクチュエータでは、前記リニアモータの推力と、前記ボール３の転動により、前記アウターレール１とインナーレール２を相対的に駆動させることができる。
　本発明のリニアモータアクチュエータにおいて、前記インナーレール２は前記予圧付与レールに相当する。当該インナーレール２に前記コイル部材５１を介してリニアモータ５を固定させた状態で、このインナーレール２の側壁部２２を前記リニアモータ５に向けて内側へ弾性変形させながら、前記アウターレール１に装着する。この場合、前記インナーレール２の取付け部２１と側壁部２２の境界部には、前記透孔２７が形成されている。このため、前記インナーレール２は前記境界部において弾性変形し、当該インナーレール２の取付け部２１に歪みが発生するのを防止することが可能である。
　また、前記インナーレール２の取付け部２１には曲折片２６が曲げ起こされており、この曲折片２６と前記ヨーク５３のサイド部材５３ｂ、５３ｃとの隙間が前記コイル部材５１と前記ヨーク５３との隙間よりも小さく設定されている。この構成によれば、前記インナーレール２を前記アウターレール１に押し付ける方向（紙面下向き）から外力が作用したとしても、前記曲折片２６の先端がヨーク５３に当接することになり、前記インナーレール２の変位が制御される。このため、前記インナーレール２に固定されたコイル部材５１と前記ヨーク５３のセンター部材５３ａとの接触を防止することが可能である（図２参照）。
　更に、本発明のスライドレールユニットでは前記インナーレール２が弾性変形しやすいことから、インナーレール２をアウターレール１と分離させる方向（紙面上方向）へ外力が作用すると、前記ボール３がインナーレール２とアウターレール１の間から脱け出し、各レールが分離し易い。そこで、本発明のスライドレールユニットでは図２に示すように、前記サイド部材５３ｂ、５３ｃの肩部５５から前記アウターレール１の側壁部１２までの距離ｄが前記ボール３の径と前記インナーレール２の厚さを合わせた距離Ｄよりも小さく設定されている。このため、前記インナーレール２を前記アウターレール１と分離させる方向（紙面上向き）へ外力が作用したとしても、前記ボール３がインナーレール２とアウターレール１の間から脱け出す以前に、前記インナーレール２の側壁部２２の背面が前記肩部５５に接触することになる。この構成により、前記インナーレール２が長手方向に対して直交する方向に離脱するのを防止することが可能となる。
　また更に、前記リニアモータ５において、前記界磁マグネット５２は枠状に形成された前記ヨーク５３の中空部内に設けられているので、前記コイル部材５１と界磁マグネット５２による磁束が前記ヨーク５３内を通り、この磁束が前記ヨーク５３よりも外部に漏れ出すことがない。従って、前記アウターレール１及びボール３の磁化が防止され、前記アウターレール１に対するインナーレール２の摺動抵抗を軽減することが可能となる。
　そして、以上のように構成された本発明のスライドレールユニットによれば、組み立ての際に、例えばインナーレール２を予圧付与レールとした場合、前記インナーレール２の側壁部２２を前記リニアモータ５に向けて内側へ弾性変形させながら、前記アウターレール１に装着する。そのため、前記インナーレール２とアウターレール１が組み付けられた状態では前記インナーレール２が前記ボール３をアウターレール１に向けて付勢し、前記ボール３が前記インナーレール２とアウターレール１に挟み込まれることになる。このため、前記アウターレール１及びインナーレール２と前記ボール３との隙間を排除することが可能であり、前記アウターレール１及びインナーレール２のがたつきを防止することが可能となる。
　また、本発明のスライドレールユニットによれば、前記インナーレール２の縦弾性係数が前記ボール３及びアウターレール１の縦弾性係数よりも小さく設定されているため、各レール１、２の転走面の加工精度に起因して各ボール３に対して過度の予圧が作用しそうになると、前記予圧付与レールの側壁部が弾性変形する。この予圧付与レールの弾性変形により、前記ボール３個々に対する予圧が軽減されることから、アウターレール１に対するインナーレール２の摺動抵抗の変動を小さく抑えることが可能となる。このため、スライドレールユニットの摺動抵抗の変動に合わせてリニアモータ５の推力を制御する必要がなくなる。従って、本発明のスライドレールユニットは、リニアモータアクチュエータの利用に最適である。
　更に、本発明のスライドレールユニットによれば、前記予圧付与レールの付勢力を利用して総ての転動体に対して画一的に予圧を付与しているため、個々のスライドレールユニット毎に予圧の調整作業を行う必要がない。従って、本発明のスライドレールユニットは、生産工程において、予圧調整作業の容易化が可能であり、大量生産に適している。

Claims (7)

  1. 　一対の側壁部(12)を有するアウターレール(1)と、このアウターレール(1)の側壁部(12)に対向する一対の側壁部(22)を有すると共に当該アウターレール(1)の側壁部(12)の間に配置されるインナーレール(2)と、互いに対向する前記アウターレール(1)の側壁部(12)と前記インナーレール(2)の側壁部(22)の間に配置されると共に、前記アウターレール(1)に対して前記インナーレール(2)を移動自在に支承する多数の転動体(3)と、から構成されるスライドレールユニットにおいて、
    　前記インナーレール(2)又はアウターレール(1)のうちいずれか一方は予圧付与レールであり、前記インナーレール(2)と前記アウターレール(1)を組み付けた状態では、当該予圧付与レールはその側壁部が他方のレールの側壁部に向けて付勢されていることを特徴とするスライドレールユニット。
  2. 　前記予圧付与レールは自らの弾性変形に基づいて付勢力を発揮していることを特徴とする請求項１記載のスライドレールユニット。
  3. 　前記アウターレール(1)及びインナーレール(2)は取付け部の両側に前記一対の側壁部が設けられてチャネル状に形成され、
    　前記予圧付与レールは前記側壁部が前記取付け部に対して弾性変形可能に設けられると共に、前記インナーレール(2)と前記アウターレール(1)を組み付けた状態では、前記予圧付与レールの側壁部が他方のレールの側壁部に向けて前記転動体(3)を付勢していることを特徴とする請求項２記載のスライドレールユニット。
  4. 　前記予圧付与レールは、前記取付け部と側壁部の境界部に長手方向に沿って断続的に透孔が設けられていることを特徴とする請求項３のスライドレールユニット。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載されたスライドレールユニットにおいて、ヨーク(53)と共に前記アウターレール(1)又はインナーレール(2)のいずれか一方に固定される界磁マグネット(52)と、他方のレールに固定され、この界磁マグネット(52)と相まってリニアモータ(5)を構成し、通電に伴って長手方向に沿った推力又はブレーキ力を及ぼすコイル部材(51)とを備えたことを特徴とするリニアモータアクチュエータ。
  6. 　前記ヨーク(53)は、前記アウターレール(1)又はインナーレール(2)のいずれかに固定されるセンター部材(53a)と、このセンター部材(53a)を挟んで配置されると共に当該センター部材(53a)と相まって中空部を形成する一対のサイド部材(53b,53c)とから構成され、
    　前記界磁マグネット(52)は前記中空部に面して各サイド部材(53b,53c)に固定される一方、前記コイル部材(51)は前記中空部を通過して前記センター部材(53a)を囲むように配置されていることを特徴とする請求項５記載のリニアモータアクチュエータ。
  7. 　前記インナーレール(2)が前記予圧付与レールであると共に、当該インナーレール(2)に前記コイル部材(51)が固定される一方、前記アウターレール(1)に前記界磁マグネット(52)が固定され、
    　前記ヨーク(53)には、前記インナーレール(2)が転動体(3)の転走方向に対して直交する方向に離脱するのを防止する一対の肩部(55,55)が設けられていることを特徴とする請求項６記載されたリニアモータアクチュエータ。
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