WO2015107886A1 - 直動案内軸受装置、搬送装置及び工作機械 - Google Patents

直動案内軸受装置、搬送装置及び工作機械 Download PDF

Info

Publication number
WO2015107886A1
WO2015107886A1 PCT/JP2015/000126 JP2015000126W WO2015107886A1 WO 2015107886 A1 WO2015107886 A1 WO 2015107886A1 JP 2015000126 W JP2015000126 W JP 2015000126W WO 2015107886 A1 WO2015107886 A1 WO 2015107886A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
linear motion
guide bearing
motion guide
bearing device
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/000126
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 俊徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to DE212015000048.6U priority Critical patent/DE212015000048U1/de
Priority to JP2016600068U priority patent/JP3208694U/ja
Publication of WO2015107886A1 publication Critical patent/WO2015107886A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16C29/08Arrangements for covering or protecting the ways
    • F16C29/084Arrangements for covering or protecting the ways fixed to the carriage or bearing body movable along the guide rail or track
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a linear motion guide bearing device used in, for example, industrial robots and various machine tools, and a transport device and a machine tool including the linear motion guide bearing device, and in particular, movable in conjunction with a stator of a long stroke linear motion guide bearing device.
  • the present invention relates to a cover provided to cover a gap with a child.
  • linear guide bearing device driven by a ball screw, a belt, a linear motor or the like has been used as an important machine element of many industrial machines.
  • These linear motion guide bearing devices are commonly required to have characteristics such as smooth and stable operability of the mover relative to the stator, low noise and long life.
  • the mover moves by the stroke of the mover set on the stator side, and the stator portion not facing the mover is exposed to the outside.
  • the tool may be dropped from the top surface of the stator into the linear motion guide bearing device to damage the stator part directly, or the device may be operated without being aware of small foreign objects that have fallen or entered.
  • the ball screw shaft 25 is rotated by the drive motor 17 described above, whereby the inner surface 21c of the guide rail (stator) 21 and the movable body (movable)
  • the slide portion (movable element) 11 is moved by a linear motion guide bearing mechanism composed of grooves 21d and 23d and balls 51 provided on the side surfaces 23c of the element 23).
  • the upper surface cover 39 disclosed in this prior art has a flat plate shape, which is formed on the guide rail (stator) 21.
  • the present invention has been made paying attention to the problems of the prior art described above, and the cross-sectional shape of the upper surface cover that is supported in the vicinity of both ends of the mover stroke on the stator side is changed to a shape other than a flat plate. Even if the cover material plate thickness is not changed, the secondary moment of inertia of the cover can be greatly increased, and even when applied to long-stroke products, a cover that does not come into contact with the mover should be provided at low cost. It is an object of the present invention to provide a linear motion guide bearing device that can perform the above, a transport device including the same, and a machine tool.
  • a linear guide bearing device includes a stator that can serve as a base, a mover on which a load can be mounted, and the mover linearly connected to the stator.
  • a linear motion guide bearing that is guided so as to be movable upward by a predetermined stroke, and a drive mechanism that can linearly move the mover relative to the stator. It is a non-plate shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the dynamic guide bearing device.
  • the upper surface cover has a V shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the linear motion guide bearing device, and a V-shaped valley is formed in the movable direction. There is a cover on the top.
  • the upper surface cover has a U-shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the linear motion guide bearing device.
  • the cross-sectional shape of the upper surface cover that is supported in the vicinity of both ends of the mover stroke on the stator side, the width dimension before bending of the cover material with respect to the flat plate, the V-shape is only 1 to 2%,
  • the cover moment of inertia can be increased by about 14 to 17 times without changing the cover material plate thickness. It is possible to provide a cover that does not come in contact with the mover at a low cost.
  • FIG. 2 is a YY cross-sectional view of FIG. 1 which is an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the result of having calculated about three types of cross-sectional shapes using the cross-section secondary moment calculation function of CAD (computer design support tool). It is a figure which shows the upper surface cover of the linear guide bearing apparatus of a prior art, (a) is the perspective view, (b) is II sectional drawing of (a).
  • the linear motion guide bearing device 1 allows the mover 4 to move smoothly over the stator 3 and the entire stroke predetermined by the settings of the limit scale 7 and the limit sensor 8.
  • Linear motion guide bearings 2 and 2 using rollers as rolling elements are provided on both sides of the mover 4.
  • the upper surface cover 5 of the present invention is fixed to the end plates 6 and 6 that are adapted to the shape of the upper surface cover 5 in the state where the upper surface cover 5 is surrounded by the movable element 4, and covers the entire stroke of the movable element 4. Cover.
  • the upper surface cover 5 has a shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the linear motion guide bearing device 1, and the center portion in the axial direction of the flat plate is bent into a V-shape (non-flat plate), but as will be described later.
  • V-shape non-flat plate
  • a linear motor is arranged in the center as the drive mechanism 9 for linearly moving the mover 4 with respect to the stator 3, and the stator 3 is connected to the stator side drive mechanism 9 a, and the mover 4 shows an example in which a mover side drive mechanism 9b is connected and the mover 4 is moved with respect to the stator 3 by a desired operation using a linear motor.
  • the linear motor is not limited to a linear motor, and a linear motion guide bearing device that is driven by a ball screw or a belt shown in FIG.
  • the roller for the rolling element of the linear guide bearing 2 was illustrated in embodiment, it is not restricted to this, You may use a ball
  • FIG. 3 shows the results of calculation for three types of cover cross-sectional shapes using the cross-sectional secondary moment calculation function of CAD (Computer Design Support Tool).
  • CAD Computer Design Support Tool
  • the required width of the cover material before bending is only 1-2% for the V shape and 17% for the U shape. It has been found that the secondary moment of the cross section can be increased by about 14 times (calculation result) only by increasing.
  • the non-flat plate shape is very effective in suppressing the deflection due to the weight of the cover as the cover shape of the linear motion guide bearing device in which the cover thickness is limited. It can be said. Furthermore, by using a V-shape with an open top surface and using the top cover as the top surface, foreign matter (dust, bolts, tools, etc.) that has fallen on the cover is prevented from entering the linear motion guide bearing device. In addition to the effect of reducing the number of failures of the apparatus, it is possible to easily collect them on the upper surface of the cover and to facilitate the collection.
  • top cover when the top cover is V-shaped, it is easy for foreign matter, particularly dust, etc., to collect on the top surface of the cover as described above. In some cases, an extra load is applied to the cover and the cover is bent. Since it can also be a cause, it is desirable to use it selectively with the U-shaped cover shown in (b) in consideration of the environment used as a linear motion guide bearing device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

 固定子側(9a)の可動子ストローク両端近傍で支持する上面カバー(5)の断面形状を、平板に対してカバー材料の曲げ加工前の幅寸法を、Vの字形は僅か1~2%、コの字形は17%増えるだけの形状とすることで、カバー材料の板厚tは変えずとも、カバーの断面二次モーメントを約14~17倍とすることができ、限られたスペース内でも、可動子と接触する虞の無いカバーを低コストで設けることができる。

Description

直動案内軸受装置、搬送装置及び工作機械
 本発明は、例えば産業用ロボット、各種工作機械等に用いられる直動案内軸受装置、これを備えた搬送装置及び工作機械に関し、特に、長ストロークの直動案内軸受装置の固定子と連動する可動子との隙間を覆うために設けるカバーに関する。
 従来から、ボールねじやベルト、もしくはリニアモータ等で駆動される直動案内軸受装置が、多くの産業機械の重要な機械要素として使用されていた。これら直動案内軸受装置には、固定子に対する可動子の滑らかで安定した作動性、低騒音や長寿命などの特性が共通して求められている。しかしこうした直動案内軸受装置において、可動子は固定子側に設定した可動子のストローク分だけ移動するようになっており、可動子と対面していない固定子部分は外部に露出しているために、例えば点検時等において固定子上面から直動案内軸受装置の内部に工具等を落下させて直接的に固定子部分を損傷させてしまったり、落下・侵入した小異物に気づかず装置を作動し損傷させてしまったり、長期間使用するにつれて固定子側の溝や隙間に塵埃が入りこみむなどして可動子の円滑な作動が阻害され、位置決め精度が悪くなってしまうというような問題があった。
 この部分の改善の先行技術としては、特許文献1があり、これには図4(a)斜視図に示すように、スライド部(可動子)11が移動するストロークに亘る上面カバー39を端板41、41に取り付け、スライド部(可動子)11を駆動モータ17で駆動する直動案内軸受装置が開示されている。
特開2001-11604号公報
 この先行技術では、図4(b)に示されるように、前述した駆動モータ17にて、ボール螺子軸25を回転させることによって、ガイドレール(固定子)21の内側面21cと移動体(可動子)23の側面23cのそれぞれに設けられた溝21d、23d、及びボール51とで構成される直動案内軸受機構によって、スライド部(可動子)11が移動するようになっている。しかしながら、この先行技術で開示されている上面カバー39は、図4(b)の断面図にて明らかなように、カバー部材が平板形状をしており、それをガイドレール(固定子)21の軸方向両端近くの端板41、41で2点支持する上面カバー39の設定方法では、直動案内軸受装置が長ストローク品となった場合には、その自重によるたわみで平面度が維持できず、カバーを取り囲んでいるスライド部(可動子)11が移動する際に、スライド部11の内面側に上面カバー39が接触してしまう虞があり、可動子の円滑な作動が阻害されるという問題があった。
 そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたものであり、固定子側の可動子ストローク両端近傍で支持する上面カバーを、その断面形状を平板以外の形状とすることで、カバー材料の板厚は変えずとも、カバーの断面二次モーメントを大幅に増加させることができ、長ストローク品に適用した場合でも、可動子と接触する虞の無いカバーを低コストで設けることができる直動案内軸受装置、これを備えた搬送装置及び工作機械を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る直動案内軸受装置は、基台となりうる固定子と、負荷物を搭載可能な可動子と、上記固定子に対し上記可動子を直線上に所定のストローク分移動可能なように案内する直動案内軸受と、上記固定子に対し上記可動子を直線移動させることが可能な駆動機構からなり、固定子に備える上面カバーが、上記直動案内軸受装置の軸方向と垂直な断面にて非平板形状である。
 また、本発明の一態様に係る直動案内軸受装置は、上記上面カバーが、上記直動案内軸受装置の軸方向と垂直な断面において、Vの字形状であり可動方向にV字の谷がありカバーが最上面にある。
 また、本発明の一態様に係る直動案内軸受装置は、上記上面カバーが、上記直動案内軸受装置の軸方向と垂直な断面において、コの字形状である。
 また、本発明の一態様に係る搬送装置は、上記直動案内軸受装置を備えている。
 さらに、本発明の一態様に係る工作機械は、上記直動案内軸受装置を備えている。
 本発明によれば、固定子側の可動子ストローク両端近傍で支持する上面カバーの断面形状を、平板に対してカバー材料の曲げ加工前の幅寸法を、Vの字形は僅か1~2%、コの字形は17%増えるだけの形状とすることで、カバー材料の板厚は変えずとも、カバーの断面二次モーメントを約14~17倍とすることができ、限られたスペース内でも、可動子と接触する虞の無いカバーを低コストで設けることが可能となる。
本発明の上面カバーを適用した直動軸受案内装置の一実施形態を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。 本発明の一実施形態である図1のY-Y断面図である。 CAD(コンピュータ設計支援ツール)の断面二次モーメント計算機能を用いて3種類の断面形状について演算を行った結果を示す図である。 従来技術の直動案内軸受装置の上面カバーを示す図であり、(a)はその斜視図、(b)は、(a)のI-I断面図である。
 図1および図2は、本発明を適用した上面カバーを有する直動案内軸受装置の一実施形態を示している。これら図に示すように、直動案内軸受装置1は、可動子4が固定子3と上を、リミットスケール7およびリミットセンサ8の設定により予め決められた全ストロークをスムーズに移動できるように、可動子4の両側に転動体としてローラーを用いた直動案内軸受2、2が設けられている。また、本発明の上面カバー5は、可動子4に取り囲まれた状態で、その軸方向両端が上面カバー5の形状に適合した端板6、6に固定され、可動子4のストローク全域に亘ってのカバーとなっている。
 この上面カバー5は、直動案内軸受装置1の軸方向に垂直な断面における形状が、平板の軸方向中央部をV字(非平板)形状に、曲げ加工しているが、後述するようにこの形状とすることで、板厚がそのままでも、断面の二次モーメントを大幅に増加させることができ、上面カバー5に補強材を付加しなくてもカバーのたわみを少なくできるため、直動案内軸受装置の高さを大きく変えずに、長ストローク対応が可能となる。
 なお、この実施形態では、固定子3に対し可動子4を直線移動させる駆動機構9として、リニアモータを中央に配置し、固定子3には、固定子側駆動機構9aが連結され、可動子4には、可動子側駆動機構9bが連結され、固定子3に対して可動子4を所望する動作で移動させるのをリニアモータを使用して行う一例を示しているが、駆動機構は、リニアモータに限るものではなく、従来技術として図4に示したボールねじや、ベルト等で駆動する直動案内軸受装置とすることができる。また実施形態では、直動案内軸受2の転動体にローラーを使用したものを例示したが、これに限るものではなく、玉(ボール)を用いても良い。
 次に、前述した非平板の断面形状による上面カバーの断面二次モーメント数値の算出について説明する。図3は、CAD(コンピュータ設計支援ツール)の断面二次モーメント計算機能を用いて、3種類のカバー断面形状について、演算を行わせた結果である。(a)に示すように、板厚tの平板の二次モーメントを1とすると、(b)に示すように、板厚tでコの字形とした断面の二次モーメントは、(a)に対して約14倍、また(c)に示すように、板厚tで、加工後の厚さが(b)と同じhとなるようにVの字形とした断面の二次モーメントは、(a)に対して約17倍、また(b)に対しても約1.2倍という結果が得られた。このように(b)及び(c)形状と(a)形状との比較において、必要となるカバー材料の曲げ加工前の幅寸法をVの字形は僅か1~2%、コの字形は17%増加するだけで、断面の二次モーメントを約14倍以上(計算結果)にできることが分った。
 よって、前述した断面二次モーメントの比較結果から、カバーの厚さの制限がある直動案内軸受装置のカバー形状として、非平板形状は、カバーの自重によるたわみを抑えるのに非常に有効であるといえる。さらに、V字形状とし、上面が開いている形状でしかも上面カバーを最上面使用することにより、カバー上に落下した異物(ごみ、ボルト、工具等)の直動案内軸受装置内部への侵入を軽減でき、装置の故障を少なくできるという効果に加えて、それらをカバーの上面に集まり易くし、回収が容易になるという効果も得られる。
 しかしながら、上面カバーをV字形とした場合に、上述したように外部からの異物、特にごみ等がカバー上面に集まり易くなることは、場合によってはカバーに余計な荷重を掛け、カバーをたわませる原因ともなりうるので、直動案内軸受装置として使用する環境を勘案し、(b)に示すコの字形のカバーと選択的に使用することが望ましい。
 以上のように、本発明に係る直動案内軸受装置は、長ストロークの直動案内軸受装置に適用した場合でも、可動子と接触する虞の無いカバーと可動子とを低コストで設けるのに有用である。
1 直動案内軸受装置
2 直動案内軸受
3 固定子
4 可動子
4a 可動子内周下面
4b 可動子内周上面
5 上面カバー
6 端板
7 リミットスケール
8 リミットセンサ
9 駆動機構
9a 駆動機構(固定子側)
9b 駆動機構(可動子側)
10 永久磁石
10a 磁石ホルダ
10b 固定ボルト
11 スライド部(可動子)
17 駆動モータ
21 ガイドレール(固定子)
21c ガイドレール内周面
21d ガイドレール側ボール溝
23 移動体(可動子)
23c 移動体側面
23d 移動体側ボール溝
25 ボール螺子軸
39 上面カバー
41 端板
51 ボール

Claims (5)

  1.  基台となりうる固定子と、負荷物を搭載可能な可動子と、前記固定子に対し前記可動子を直線上に所定のストローク分移動可能なように案内する直動案内軸受と、前記固定子に対し前記可動子を直線移動させることが可能な駆動機構からなり、
     固定子に備える上面カバーが、上記直動案内軸受装置の軸方向と垂直な断面にて非平板形状である直動案内軸受装置。
  2.  前記上面カバーが、前記直動案内軸受装置の軸方向と垂直な断面において、Vの字形状であり可動方向にV字の谷がありカバーが最上面にある請求項1記載の直動案内軸受装置。
  3.  前記上面カバーが、前記直動案内軸受装置の軸方向と垂直な断面において、コの字形状である請求項1記載の直動案内軸受装置。
  4.  請求項1又は2記載の直動案内軸受装置を備えた搬送装置。
  5.  請求項1又は2記載の直動案内軸受装置を備えた工作機械。
PCT/JP2015/000126 2014-01-15 2015-01-14 直動案内軸受装置、搬送装置及び工作機械 Ceased WO2015107886A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE212015000048.6U DE212015000048U1 (de) 2014-01-15 2015-01-14 Linearführungsvorrichtung, Transportvorrichtung und Werkzeugmaschine
JP2016600068U JP3208694U (ja) 2014-01-15 2015-01-14 搬送装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014005025 2014-01-15
JP2014-005025 2014-01-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015107886A1 true WO2015107886A1 (ja) 2015-07-23

Family

ID=53542783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/000126 Ceased WO2015107886A1 (ja) 2014-01-15 2015-01-14 直動案内軸受装置、搬送装置及び工作機械

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3208694U (ja)
DE (1) DE212015000048U1 (ja)
WO (1) WO2015107886A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116042A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Kuroda Precision Ind Ltd 直動案内機構
JP2012031876A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Nsk Ltd 直動案内軸受装置
JP2012041972A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Nsk Ltd 直動案内軸受装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001011604A (ja) 1998-10-16 2001-01-16 Fujitsu Ltd アルミナ膜およびその製造方法、ならびにアルミナ膜を用いた磁気ヘッド及びその製造方法、ならびに磁気記憶装置及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116042A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Kuroda Precision Ind Ltd 直動案内機構
JP2012031876A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Nsk Ltd 直動案内軸受装置
JP2012041972A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Nsk Ltd 直動案内軸受装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3208694U (ja) 2017-02-09
DE212015000048U1 (de) 2016-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6480905B2 (ja) ロボットハンド
EP1768131B1 (en) Xy guide table
KR102386019B1 (ko) 리니어 모듈 및 그 작동 방법
US9285021B2 (en) Linear module with a support device
WO2015098122A1 (ja) 直動案内軸受装置、搬送装置及び工作機械
JP5739205B2 (ja) クロスローラ有限直動案内ユニット
EP2674995A1 (en) Moving mechanism, electronic component transport device, electronic component inspection device
KR101992638B1 (ko) 개선된 방진 구조를 갖는 리니어 액추에이터
JP3208694U (ja) 搬送装置
JP2012031876A (ja) 直動案内軸受装置
JP2012067838A (ja) 直動案内装置の仮軸用アタッチメント
WO2018092260A1 (ja) コンベア駆動装置および加工材の排出装置
KR20130038714A (ko) 대형 볼스크류의 처짐 방지장치
JP2012041972A (ja) 直動案内軸受装置
JP2012077773A (ja) 直動案内軸受装置
KR20120067239A (ko) 벨트를 이용한 단축로봇
JP2006231380A (ja) フレキシブルストレッチ型およびこれを用いたストレッチ成形装置
JP6290130B2 (ja) 昇降装置
JP5942976B2 (ja) 加工装置及び曲げ加工方法
JP2009038909A (ja) アクチュエータにおける原点出し方法およびアクチュエータにおける原点出しストッパ装置
KR20090124723A (ko) 리니어 액추에이터의 실링장치
JP2012143802A (ja) プレスブレーキ
JP2009102101A (ja) パレット搬送装置
JP5931486B2 (ja) ベンディングロール
CN106573402A (zh) 可动压盘支撑设备、可动压盘、模具打开/关闭设备和成型设备

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15736997

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016600068

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 212015000048

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15736997

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1