JP2017155876A - 直動案内ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】この直動案内ユニットは，ユニット自体の全高さを低減すると共に，スライダを構成するケーシングの負荷に対する剛性をアップする。【解決手段】ケーシング３は，軌道レール１の上方に位置するケーシング３の上部５とその幅方向両側から垂下して延びる袖部６から構成されている。上部５と袖部６との内側の境界領域の肩部１３を傾斜面８に形成して肉盛り部１４に構成する。軌道レール１は，上面２３とその幅方向両側の側面２１との角部１９がケーシング３の肉盛り部１４の傾斜面８に対応して平行に長手方向に延びる傾斜面９に形成されている。ケーシング３の傾斜面２１の傾斜角θは，ケーシング３に相手部材を取り付けるための取付けねじ穴２４の先端面２５の傾斜角αと実質的に同一に形成されている。【選択図】図２

Description

この発明は，長尺な軌道レール上を複数の転動体のローラを介して相対移動するスライダから成る直動案内ユニットに関する。

近年，直動案内ユニットは，半導体製造装置，工作機械，各種の組立装置等の各種機械装置の摺動部に組み込んで使用することによって拡大している。このような直動案内ユニットでは，ユニット自体の断面高さを低減し，その上でスライダの剛性が低下しないことが要望されている。

従来，直動案内軸受装置として，装置の剛性を高めるローラタイプが知られている。該直動案内軸受装置は，転動体としてころを用いており，案内レールの上面の幅方向の両側角部に対向するスライダ本体の内側両隅部に増肉部を設けると共に，案内レールの上面の幅方向の両側角部に増肉部の増肉量に対応して減肉された傾斜面を軸方向に沿って延設したものである（例えば，特許文献１参照）。

また，直動案内ユニットとして，長尺状の軌道レールに跨架して軌道レールの長手方向に転動体であるローラを介して摺動自在なスライダから構成されたものが知られている。該直動案内ユニットにおけるスライダは，軌道レールの軌道面に対向してそれぞれ形成された一対の軌道面とそれに平行に伸びるリターン路とを備えたケーシング，ケーシングの摺動方向両端面に配設されて上下の軌道路と上下のリターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及びエンドキャップの摺動方向外側の端面に配置されたエンドシールを有する。ローラ及びセパレータは，軌道路においてケーシングとエンドキャップとに取り付けられた保持板によってローラの端面が保持されて円筒外周面の転動面でそれぞれ転動するように組み込まれている。保持板は，エンドキャップに両端が固定された保持バンドによってスライダに装着されている（例えば，特許文献２参照）。

また，ローラリテーナを用いた案内装置としては，多数のローラを連結するローラリテーナと，該ローラリテーナを保持するローラリテーナ保持部材を設けた案内装置が知られている。該案内装置は，スライダの内側両隅部が肉厚に傾斜している（例えば，特許文献３参照）。

特開２００６−１３８３８６号公報 特開２０１５−６４０５７号公報 特開２０１２−２３６１号公報

上記特許文献１に開示された直動案内軸受装置では，スライダ本体に対して外部からの引張荷重や圧縮荷重の負荷がかかると，スライダ本体の剛性が低下し，スライダ本体の袖部が開く状態になって，好ましくないことが記載されている。その対策として，スライダの内側両隅部を増肉するため傾斜させて増肉部を形成し，また，増肉部に対向する案内レール角部を減肉部に形成したことが開示されている。しかしながら，スライダの内側両隅部の傾斜面は４５°に傾斜しているので，装置自体の総高さが高くなってしまうという課題がある。また，特許文献３に開示されたローラリテーナとそれを保持するローラリテーナ保持部材を設けた案内装置が開示されており，スライダの内側両隅部が肉厚に傾斜しているが，その傾斜角は，同様に４５°に傾斜しているので，装置自体の総高さが高くなってしまうという課題がある。

ところで，直動案内ユニットについて，スライダを形成するケーシングの断面高さを低減することが望まれている。そこで，従来のケーシングについて，ケーシングの上部の板厚を薄く形成したところ，ケーシングの上部と袖部との境界領域の肩部の剛性が低下し，ケーシングが負荷を受けた時に，袖部が変形する現象が発生した。そこで，ケーシングの上部の板厚を薄くしても，上部と袖部との境界領域の肩部の剛性をアップし，応力集中等の問題が発生しないように構成し，上部に対する袖部の曲がり変形を如何に低減するかの課題が生じた。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，ケーシングの上部と袖部との境界領域の両肩部即ち両隅部の剛性低下を防止するため，ケーシングの内側の両隅部を従来ケーシングに形成されていた円弧面に変えて僅かな傾斜面に形成して内側肩部に肉盛り部の厚肉部に形成し，更に，軌道レールの上面と側面との角部をケーシングの上記傾斜面に対応した傾斜面に形成し，ユニット自体の全高を可及的に低減し，更に，スライダと軌道レールとの隙間を可及的に小さく形成して，転動体のローラの端面を支持するケーシングに形成される案内面の接触面を大きく形成し，ローラのスキューが発生し難くい構造に構成したことを特徴とする直動案内ユニットを提供することである。

この発明は，長手方向両側面に沿って第１軌道面が形成された軌道レール及び前記軌道レールに複数の転動体を介して長手方向に摺動自在なスライダを有し，前記スライダは，前記第１軌道面に対向する第２軌道面がそれぞれ形成され且つ前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に形成された軌道路に沿って長手方向に延びるリターン路が形成されたケーシング，前記ケーシングの両端面にそれぞれ取り付けられ且つ前記軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及び前記軌道路と前記リターン路と一対の前記方向転換路で構成される循環路を転走する前記転動体であるローラを有することから成る直動案内ユニットにおいて，
前記ケーシングが前記軌道レールの上方に位置する上部及び該上部の幅方向両側から垂下して前記軌道レールの前記側面に沿って延びる袖部から構成されており，前記ケーシングの前記上部と前記袖部との内側の境界領域の肩部が前記ケーシングの剛性をアップし且つ応力集中を避けるため第１傾斜面になって肉盛り部に形成されており，前記軌道レールの上面と該上面の幅方向両側の前記側面との角部が前記ケーシングの前記肉盛り部の前記第１傾斜面に対応して平行に長手方向に延びる第２傾斜面に形成されていることを特徴とする直動案内ユニットに関する。

また，前記ケーシングの前記第１傾斜面の傾斜角は，前記ケーシングに相手部材を取り付けるため形成された取付けねじ穴の先端面の傾斜角と実質的に同一に形成されているものである。具体的には，前記ケーシングの前記第１傾斜面の前記傾斜角は，実質的に３０°に設定されている。

この直動案内ユニットにおいて，前記ローラが前記循環路を転走する転動面と該転動面の両側の端面から構成され，前記ローラを前記ケーシングに保持する保持板が前記ケーシングの一対の前記第２軌道面間に形成された係止凹溝に係止し，前記保持板が前記ローラの一方の前記端面をガイドし且つ前記係止凹溝と反対側の前記第２軌道面の端部から立設する長手方向に延びる案内面が前記ローラの他方の前記端面をガイドし，前記案内面が前記ローラの半径以上の領域まで延びて前記案内面と前記ローラの前記端面との接触面を形成する。即ち，前記ローラが前記案内面に接触する時には大きな接触面になり，前記ローラのスキューの発生防止の機能を果たしている。

この直動案内ユニットは，前記ケーシングの前記上部の下面には，内面シールを配設するための凹溝が形成されている。また，前記保持板は，固定金具によって前記ケーシングに固定されているか，又は保持バンドによって前記エンドキャップに保持されているものである。

この直動案内ユニットは，上記のように構成したので，前記ケーシングの上部を薄肉に形成してユニット自体の全高を可及的に低減し，それに伴って，前記ケーシングの前記上部と前記袖部との内周側の境界領域の前記肩部が前記第１傾斜面によって肉盛りされた厚肉部に形成され，前記ケーシングの前記肩部の剛性がアップされ，前記ケーシングにかかる負荷に対する変形が抑制される。また，前記第１傾斜面は，前記ケーシングに形成されている相手部材を取り付けるための取付けねじ穴の先端面の傾斜角と実質的に同一に形成して前記ケーシングの局部的な強度低下を抑制し，ケーシング強度を確保する。また，前記肩部の前記軌道レールとの間の隙間が従来の半円弧面に形成されたものより小さくなって，ユニット自体の断面高さを低減することができ，ユニット自体を小形化に構成することができると共に，負荷時のケーシングの上部と袖部との境界部即ち肩部への応力集中等を抑制し，ケーシングの強度を確保する。更に，前記転動体の前記ローラは，前記ローラの前記端面の半径以上が前記ケーシングの前記案内面で支持されてガイドされるので，ローラのスキューが発生し難く，前記ローラがスムーズに転動し，前記スライダが前記軌道レール上をスムーズの相対移動することができる。

この発明による直動案内ユニットの一実施例を示す一部破断の外観斜視図である。 図１の直動案内ユニットを構成するケーシングを示す端面図である。 図１の直動案内ユニットを構成するケーシングを示す平面図である。 図１の直動案内ユニットを構成するケーシングの一実施例の左半分を示し，内面シールを配設する凹溝を形成したケーシングを示す端面図である。 図４の符号Ａの領域を示す拡大断面図である。 図１の直動案内ユニットを構成するケーシングの別の実施例の左半分を示し，凹溝を形成していないケーシングを示す端面図である。 図１の直動案内ユニットを構成するケーシングの更に別の実施例の左半分を示し，ケーシングと軌道レールとの間の隙間を可及的に小さく形成して，総高さを低減したローラタイプを示す端面図である。 ケーシングのＦＥＭ解析を行うＦＥＭ解析のため使用した治具を示す斜視図である。 図８のＦＥＭ解析を行うための治具を４分割した部分を示し，その条件を説明するための説明図である。 図８のＦＥＭ解析を行うための治具に，本発明による直動案内ユニットを構成するケーシングを取り付けて，ＦＥＭ解析を行った結果を示す説明図である。 図８のＦＥＭ解析を行うための治具に，従来の直動案内ユニットを構成するケーシングを取り付けて，ＦＥＭ解析を行った結果を示す説明図である。

以下，図面を参照して，この発明による直動案内ユニットの第１実施例を説明する。この発明による直動案内ユニットは，図１〜図５に示すように，概して，長手方向の両側面２１に沿って延びる逃げ溝４７に軌道面１１（第１軌道面）がそれぞれ形成された軌道レール１，及び軌道レール１に跨架して軌道面１１に対向して形成された軌道面１２（第２軌道面）が形成され且つ複数の転動体であるローラ１０を介して長手方向に相対的に摺動自在なスライダ２を有している。軌道レール１には，ベース等に取り付けるための上面２３から下面へ貫通する取付け用孔３７が長手方向に複数個形成されている。また，軌道レール１には，軌道レール１をベッドや他の機器のベースに取り付けるため，上面２３から底面に向って貫通する取付け用孔３７が形成されている。スライダ２は，軌道面１２がそれぞれ形成されると共に軌道面１１と軌道面１２との間に形成された一対の軌道路１５（図２）に沿って延びる一対のリターン路１６が形成されたケーシング３，ケーシング３の両端面２２にそれぞれ取り付けられ且つ軌道路１５とリターン路１６とを連通する円弧形状の方向転換路が形成された一対のエンドキャップ４，エンドキャップ４の端面４２にそれぞれ取り付けられ且つ軌道レール１の対向面にリップ部４１を備えたエンドシール７，並びに軌道路１５，リターン路１６及び一対の方向転換路で構成される循環路１８を転走する転動体であるローラ１０を有している。スライダ２は，エンドシール７及びエンドキャップ４にそれぞれ形成された取付け用孔（図示せず）に通した固定ボルト３６を，ケーシング３に形成された取付けねじ穴（図示せず）に螺入することによって，ケーシング３にエンドキャップ４とエンドシール７とが一体に組み立てられて構成されている。また，エンドシール７には，軌道レール１の上面２３との間の隙間を密封するためリップ部４１を備えている。

第１実施例では，軌道レール１に形成された軌道面１１とスライダ２に形成された軌道面１２とは左右に二条列にそれぞれ形成されており，軌道面１１と軌道面１２とで負荷路である軌道路１５が形成されている。軌道路１５で負荷を受けて転動するローラ１０は，スライダ２に保持板２０で保持されている，保持板２０は，ケーシング３に幅方向に形成された取付け用孔３８に通した固定ねじ４４（図１）を固定金具３３に形成したねじ孔（図示せず）にねじ込んで固定されている。また，ケーシング３には，各種の機器，ワーク，取付体等の相手部材（図示せず）を取り付けるための取付け用ねじ穴２４が上面３５に複数個（図３では６個）形成されている。ケーシング３に形成されたリターン路１６は，ケーシング３に長手方向に形成された嵌挿孔４５にスリーブ４６を嵌挿し，スリーブ４６の通し孔で形成されている。エンドキャップ４には，方向転換路が形成された位置にケーシング３側の端面４３から突出した接続凸部（図示せず）が設けられている。該接続凸部は，ケーシング３に形成された嵌挿孔４５に嵌合している。ケーシング３に形成された嵌挿孔４５に挿通されたスリーブ４６は，その端面が接続凸部に当接して方向転換路とリターン路１６とがスムーズに連通するように形成されている。この直動案内ユニットでは，ローラ１０がスムーズに転走ができるように，ローラ１０間にはセパレータを介在してもよいものである。なお，図２は，リターン路１６を構成するスリーブ４６及びローラ１０は省略した図である。

この直動案内ユニットでは，スライダ２は，軌道レール１の側面２１とスライダ２の下面との間のすきまを密封するための下面シール３９，及びケーシング３の上部５の下面３０に形成された凹溝３１に配設された内面シール３２を備えている。内面シール３２は，その両端部がエンドキャップ４に形成された係止凹部（図示せず）にそれぞれ挿通して係止されている。また，この直動案内ユニットでは，スライダ２に潤滑剤を給油するためのグリースニップルを取り付けるためのグリースニップル取付け用ねじ孔４０がエンドキャップ４又はエンドシール７に設けられている。例えば，この直動案内ユニットにおいて，グリースニップルを取り付ける場合には，エンドシール７に形成されたグリースニップル取付け用孔４０に取り付けることができ，又はグリースニップルは，図１に示すように，エンドキャップ４の側部４９に形成された給油孔に設けられたグリースニップル取付け用ねじ孔４８に取り付けることもできる。この直動案内ユニットでは，ケーシング３の上部５の下面３０には，凹溝３１が形成されている。凹溝３１に配設されて内面シール３２は，軌道レール１の上面２３とケーシング３の上部５の下面３０との間の隙間を密封することができる。更に，スライダ２の下面には，軌道レール１の側面２１との隙間を密封するため，下面シール３９がケーシング３に固定されている。

この直動案内ユニットは，ケーシング３が軌道レール１の上方に位置する上部５及び該上部５の幅方向両側から垂下して軌道レール１の側面２１に沿って延びる袖部６から構成されており，特に，図４及び図５に示すように，ケーシング３の上部５と袖部６との内側の境界領域の肩部１３が傾斜面８（第１傾斜面）になって肉盛り部１４に形成されており，軌道レール１の上面２３と該上面２３の幅方向両側の側面２１との角部１９がケーシング３の肉盛り部１４の傾斜面８に対応して平行に長手方向に延びる傾斜面９（第２傾斜面）に形成されていることを特徴としている。また，図４，図５及び図１１において，点線で示した形状は，従来のケーシング３Ｐと軌道レール１Ｐとを示し，ケーシング３の肩部１３が半円形面８Ｃに，軌道レール１Ｐの角部１９が半円形面９Ｃに形成されているタイプを示している。言い換えれば，本発明でいう肉盛り部１４は，ケーシング３の傾斜面８とケーシング３Ｐの半円形面８Ｃで囲まれた部分を指している。また，軌道レール１Ｐは，軌道レール１の傾斜面９と点線の半円形面９Ｃとで囲まれる部分が削り取られた形状になっているが，側面２１と傾斜面９との境界は円形面Ｒに形成されている。また，図５に示すように，ケーシング３傾斜面８の傾斜角θは，ケーシング３に相手部材（図示せず）を取り付けるため形成された取付けねじ穴２４の先端面２５の傾斜角αと実質的に同一に形成されていることである。軌道レール１の傾斜面９の傾斜度βは，ケーシング３の傾斜面８の傾斜度θと実質的に同一に形成されていることが，スライダ２が軌道レール１上を相対摺動する点からも好ましいものである。具体的には，ケーシング３の傾斜面８の傾斜角θは，実質的に３０°に設定されており，低い傾斜角であるので，ユニット自体の全高を可及的に低減することができる。

この直動案内ユニットでは，ローラ１０は，循環路１８を転走する転動面２６と該転動面２６の両側の端面２７から構成されている。また，ローラ１０をケーシング３に保持する保持板２０は，ケーシング３の一対の軌道面１２間に形成された係止凹溝２８に係止して，ケーシング３に固定されている。保持板２０には，軌道レール１側に長手方向に延びる凹溝３４が形成されている。この直動案内ユニットは，保持板２０の凹溝３４には，固定金具３３が配設されている。保持板２０は，ケーシング３の袖部６に形成された取付け用孔３８に通した固定ねじ４４が固定金具３３の取付け用ねじ孔に螺入することによって，ケーシング３に固定されている。第１実施例では，保持板２０は，固定金具３３によってケーシング３に固定されているが，場合によっては，保持板２０は，その凹溝３４に配設された保持バンド（図示せず）によってケーシング３に固定され，保持バンドの両端はエンドキャップ４に形成されたバンド溝（図示せず）に保持することもできる。

また，この直動案内ユニットにおいて，ケーシング３には，係止凹溝２８と反対側の軌道面１２の端部から立設する長手方向に延びる案内面２９が形成されている。また，保持板２０は，ローラ１０の一方の端面２７をガイドし，また，案内面２９は，ローラ１０の他方の端面２７をガイドするように配設されている。案内面２９は，ローラ１０の半径以上の領域まで延びており，案内面２９とローラ１０の端面２７との接触面積は，大きく形成されている。

この直動案内ユニットは，上記のように構成されているので，ケーシング３の上部５を薄肉に形成してユニット自体の全高を可及的に低減することができ，それに伴って，ケーシング３の強度と剛性を確保するため，ケーシング３の上部５と袖部６との内周側の境界領域の肩部１３が傾斜面８によって肉盛りされた厚肉部に形成され，ケーシング３にかかる負荷に対する変形が抑制される。また，傾斜面８の傾斜角θは，ケーシング３に形成されているワークや機器等の相手部材を取り付けルための取付けねじ穴２４の先端面２５の傾斜角αと実質的に同一に形成しているので，ケーシング３の局部的な強度低下を抑制することができ，ケーシング３が局部的に弱い点ができず，ケーシング強度を確保することができる。従って，本発明品は，従来の半円弧面８Ｃ，９Ｃに形成されたものより小さくなって，ユニット自体の断面高さを低減することができ，ユニット自体を小形化に構成することができると共に，負荷時のケーシング３の上部５と袖部６との境界部即ち肩部１３への応力集中等を抑制し，ケーシング３の強度を確保する。更に，転動体のローラ１０は，ローラ１０の端面２７の半径以上が，ケーシング３の案内面２９で支持されてガイドされるので，ローラ１０のスキューが発生し難く，ローラ１０がスムーズに転動し，スライダ２が軌道レール１上をスムーズの相対移動することができる。

次に，図６を参照して，この発明による直動案内ユニットの別の実施例を説明する。第２実施例の直動案内ユニットは，ケーシング３の上部５の下面３０に内面シールを用いない場合が示されている。即ち，この発明では，内面シールが剛性に影響するものでなく，内面シールを用いない構成も採用できるものである。更に，図７を参照して，この発明による直動案内ユニットの更に別の実施例を説明する。第３実施例の直動案内ユニットは，ケーシング３の上部５の下面３０に内面シールを用いない場合であって，ケーシング３の下面３０と軌道レール１の上面２３との間の隙間を小さくなるように形成した場合が示されている。即ち，ケーシング３に内面シールを配設する凹溝を下面３０に形成する必要がなく，その分だけケーシング３の上部５の厚みを確保でき，ケーシング３の剛性をアップできる。

次に，図８，図９，図１０及び図１１を参照して，この発明による直動案内ユニットに組み込まれたケーシング３のＦＥＭ(Finite Element Method) 解析について説明する。
ケーシング３，３ＰのＦＥＭ解析は，図８及び図９に示す治具５０を用いて行った。図１０には，この発明による直動案内ユニットに組み込まれたケーシング３について，ＦＥＭ解析を行った後の状態が示されており，ケーシング３の上部５と袖部６との内側の境界部が傾斜面８に形成され，軌道レール１の角部１９が傾斜面９に形成されている。これに対して，図１１には，比較例の従来のケーシング３Ｐについて，ＦＥＭ解析を行った後の状態が示されており，上部５Ｐと袖部６Ｐとの内側の境界部が断面円弧面即ち半円形面８Ｃに形成され，軌道レール１Ｐの角部１９Ｐが断面円弧面即ち半円形面９Ｃに形成されている。ケーシング３，３ＰについてのＦＥＭ解析に際しては，ケーシング３の上部５の板厚が薄いので，ケーシング３の上部５が負荷により凹みが生じ，袖部６が拡がり過ぎるのを防止するため，厚さ１００ｍｍの板厚が厚い治具５０を用い，該治具５０をケーシング３の上面３５に固定し，従来のケーシング３Ｐに対しても同様に治具５０を固定した。治具５０の板厚を１００ｍｍとしてケーシング３の上部５の負荷による凹みを防止している。ケーシング３，３Ｐに治具５０を取り付けることによって，ケーシング３の上部５の板厚と従来のケーシング３Ｐの板厚の違いを無視できる状態で，ＦＥＭ試験をそれぞれ行った。まず，ケーシング３，３Ｐの上面３５に治具５０をそれぞれ設置し．治具５０に形成されている貫通孔５１に固定ボルト（図示せず）を挿通して，ケーシング３，３Ｐに形成されている取付けねじ穴２４に螺入して，ケーシング３，３Ｐに治具５０をそれぞれ固定する。

ＦＥＭ解析の条件は，ケーシング３，３Ｐに対して上保持板の荷重を負荷するため，治具５０に形成したねじ孔５２にねじ（図示せず）を螺入し，ねじを上方に引っ張って，ケーシング３，３Ｐに負荷を掛け，治具５０の上面端面中央の変位測定点５３でそれぞれ測定した。 ケーシング３，３Ｐに対する負荷荷重は，１４，５２５Ｎであった。この負荷荷重は，比較例（従来品）の基本静定格荷重の１０％に相当するものである。
本発明品の直動案内ユニットは，総高さ：７５ｍｍ，軌道レール１の高さ：５６ｍｍ，ケーシング３の上部５の板厚：１５．５ｍｍである。これに対して，比較例は，総高さ：９０ｍｍ，軌道レール１の高さ：５６ｍｍ，ケーシング３の上部５の板厚：３０．５ｍｍである。

ケーシング３，３Ｐに対するＦＥＭ解析の結果は，図１０及び図１１に示すとおりであった。図１０及び図１１から明らかなように，本発明によるケーシング３及び軌道レール１の変位は，比較例のケーシング３Ｐ及び軌道レール１Ｐの変位と比較して小さいことが判る。言い換えれば，比較例の従来品のケーシング３Ｐの袖部６Ｐは，本発明によるケーシング３の袖部６より幅方向に大きく変位しており，従来の軌道レール１Ｐの角部１９Ｐは，本発明による軌道レール１の角部１９に比較して上方向に大きく変位していることが判る。具体的には，本発明品の負荷時のケーシング３の変位は，１１．４μｍであったのに対して，比較例の従来品の負荷時のケーシング３Ｐの変位は，１２．３μｍであった。言い換えれば，比較例の従来品の変位を１００％であったとすると，本発明品の変位は，９３％であり，変位が７％も小さくできることが判る。即ち，ケーシング３，３ＰのＦＥＭ解析から解るように，本発明によるケーシング３は，境界部の肩部１３を傾斜面８に形成することによって，肩部１３が肉盛り部１４に形成され，剛性がアップしたものと考えられる。

この発明による直動案内ユニットは，半導体製造装置，精密機械等の各種装置における摺動部に組み込んで利用して好ましいものである。

１ 軌道レール
２ スライダ
３ ケーシング
４ エンドキャップ
５ 上部
６ 袖部
８ 傾斜面（第１傾斜面）
９ 傾斜面（第２傾斜面）
１０ ローラ（転動体）
１１ 軌道面（第１軌道面）
１２ 軌道面（第２軌道面）
１３ 肩部
１４ 肉盛り部
１５ 軌道路
１６ リターン路
１８ 循環路
１９ 角部
２０ 保持板
２１ 側面
２２，２７ 端面
２３ 上面
２４ 取付けねじ穴
２５ 先端面
２６ 転動面
２８ 係止凹溝
２９ 案内面
３０ 下面
３１ 凹溝
３２ 内面シール
３３ 固定金具

以下，図面を参照して，この発明による直動案内ユニットの第１実施例を説明する。この発明による直動案内ユニットは，図１〜図５に示すように，概して，長手方向の両側面２１に沿って延びる逃げ溝４７に軌道面１１（第１軌道面）がそれぞれ形成された軌道レール１，及び軌道レール１に跨架して軌道面１１に対向して形成された軌道面１２（第２軌道面）が形成され且つ複数の転動体であるローラ１０を介して長手方向に相対的に摺動自在なスライダ２を有している。軌道レール１には，ベース等に取り付けるための上面２３から下面へ貫通する取付け用孔３７が長手方向に複数個形成されている。スライダ２は，軌道面１２がそれぞれ形成されると共に軌道面１１と軌道面１２との間に形成された一対の軌道路１５（図２）に沿って延びる一対のリターン路１６が形成されたケーシング３，ケーシング３の両端面２２にそれぞれ取り付けられ且つ軌道路１５とリターン路１６とを連通する円弧形状の方向転換路が形成された一対のエンドキャップ４，エンドキャップ４の端面４２にそれぞれ取り付けられ且つ軌道レール１の対向面にリップ部４１を備えたエンドシール７，並びに軌道路１５，リターン路１６及び一対の方向転換路で構成される循環路１８を転走する転動体であるローラ１０を有している。スライダ２は，エンドシール７及びエンドキャップ４にそれぞれ形成された取付け用孔（図示せず）に通した固定ボルト３６を，ケーシング３に形成された取付けねじ穴（図示せず）に螺入することによって，ケーシング３にエンドキャップ４とエンドシール７とが一体に組み立てられて構成されている。また，エンドシール７には，軌道レール１の上面２３との間の隙間を密封するためリップ部４１を備えている。

この直動案内ユニットは，ケーシング３が軌道レール１の上方に位置する上部５及び該上部５の幅方向両側から垂下して軌道レール１の側面２１に沿って延びる袖部６から構成されており，特に，図４及び図５に示すように，ケーシング３の上部５と袖部６との内側の境界領域の肩部１３が傾斜面８（第１傾斜面）になって肉盛り部１４に形成されており，軌道レール１の上面２３と該上面２３の幅方向両側の側面２１との角部１９がケーシング３の肉盛り部１４の傾斜面８に対応して平行に長手方向に延びる傾斜面９（第２傾斜面）に形成されていることを特徴としている。また，図４，図５及び図１１において，点線で示した形状は，従来のケーシング３Ｐと軌道レール１Ｐとを示し，ケーシング３の肩部１３が半円形面８Ｃに，軌道レール１Ｐの角部１９が半円形面９Ｃに形成されているタイプを示している。言い換えれば，本発明でいう肉盛り部１４は，ケーシング３の傾斜面８とケーシング３Ｐの半円形面８Ｃで囲まれた部分を指している。また，軌道レール１の断面は，軌道レール１の傾斜面９と点線の半円形面９Ｃとで囲まれる部分が削り取られた形状になっているが，側面２１と傾斜面９との境界は円形面Ｒに形成されている。また，図５に示すように，ケーシング３傾斜面８の傾斜角θは，ケーシング３に相手部材（図示せず）を取り付けるため形成された取付けねじ穴２４の先端面２５の傾斜角αと実質的に同一に形成されていることである。軌道レール１の傾斜面９の傾斜度βは，ケーシング３の傾斜面８の傾斜度θと実質的に同一に形成されていることが，スライダ２が軌道レール１上を相対摺動する点からも好ましいものである。具体的には，ケーシング３の傾斜面８の傾斜角θは，実質的に３０°に設定されており，低い傾斜角であるので，ユニット自体の全高を可及的に低減することができる。

ＦＥＭ解析の条件は，ケーシング３，３Ｐに対して上保持板に荷重を負荷するため，治具５０に形成したねじ孔５２にねじ（図示せず）を螺入し，ねじを上方に引っ張って，ケーシング３，３Ｐに負荷を掛け，治具５０の上面端面中央の変位測定点５３でそれぞれ測定した。 ケーシング３，３Ｐに対する負荷荷重は，１４，５２５Ｎであった。この負荷荷重は，比較例（従来品）の基本静定格荷重の１０％に相当するものである。
本発明品の直動案内ユニットは，総高さ：７５ｍｍ，軌道レール１の高さ：５６ｍｍ，ケーシング３の上部５の板厚：１５．５ｍｍである。これに対して，比較例は，総高さ：９０ｍｍ，軌道レール１Ｐの高さ：５６ｍｍ，ケーシング３Ｐの上部５の板厚：３０．５ｍｍである。

Claims (6)

1. 長手方向両側面に沿って第１軌道面が形成された軌道レール及び前記軌道レールに複数の転動体を介して長手方向に摺動自在なスライダを有し，前記スライダは，前記第１軌道面に対向する第２軌道面がそれぞれ形成され且つ前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に形成された軌道路に沿って長手方向に延びるリターン路が形成されたケーシング，前記ケーシングの両端面にそれぞれ取り付けられ且つ前記軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及び前記軌道路と前記リターン路と一対の前記方向転換路で構成される循環路を転走する前記転動体であるローラを有することから成る直動案内ユニットにおいて，
   前記ケーシングが前記軌道レールの上方に位置する上部及び該上部の幅方向両側から垂下して前記軌道レールの前記側面に沿って延びる袖部から構成されており，前記ケーシングの前記上部と前記袖部との内側の境界領域の肩部が前記ケーシングの剛性をアップし且つ応力集中を避けるため第１傾斜面になって肉盛り部に形成されており，前記軌道レールの上面と該上面の幅方向両側の前記側面との角部が前記ケーシングの前記肉盛り部の前記第１傾斜面に対応して平行に長手方向に延びる第２傾斜面に形成されていることを特徴とする直動案内ユニット。
2. 前記ケーシングの前記第１傾斜面の傾斜角は，前記ケーシングに相手部材を取り付けるため形成された取付けねじ穴の先端面の傾斜角と実質的に同一に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内ユニット。
3. 前記ケーシングの前記第１傾斜面の前記傾斜角は，実質的に３０°に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の直動案内ユニット。
4. 前記ローラが前記循環路を転走する転動面と該転動面の両側の端面から構成され，前記ローラを前記ケーシングに保持する保持板が前記ケーシングの一対の前記第２軌道面間に形成された係止凹溝に係止し，前記保持板が前記ローラの一方の前記端面をガイドし且つ前記係止凹溝と反対側の前記第２軌道面の端部から立設する長手方向に延びる案内面が前記ローラの他方の前記端面をガイドし，前記案内面が前記ローラの半径以上の領域まで延びて前記案内面と前記ローラの前記端面との接触面を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
5. 前記ケーシングの前記上部の下面には，内面シールを配設するための凹溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
6. 前記保持板は，固定金具によって前記ケーシングに固定されているか，又は保持バンドによって前記エンドキャップに保持されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の直動案内ユニット。

Images