JP3248610B2 - 直線案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣマシン等の工
作機械や工業用ロボット等のスライド部において、摺動
させるべき可動体をベッド等の固定部上で案内する直線
案内装置に係り、詳細には、可動体の固定部に対する摺
動抵抗を適宜調節するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の直線案内装置としては、
可動体の移動方向に沿ってベッド又はコラムなどの固定
部上に配設される軌道レールと、ボールを介してこの軌
道レールに組み付けられると共にテーブル等の可動体を
担持し、軌道レールの軸方向と直交する方向へ作用する
あらゆる荷重を負荷しながら上記軌道レール上を自在に
移動可能なスライダとから構成されるものが知られてい
る。

【０００３】また、このように構成される直線案内装置
は通常ボールねじ装置との組合せで使用され、上記スラ
イダによって担持された可動体を固定部上で直線運動自
在に支承すると共に、当該可動体に対しては上記ボール
ねじ装置を連結し、モータの回転量に応じた所定の送り
量を上記可動体に対して与えて使用される。

【０００４】このような従来の直線案内装置では、上記
可動体に対してその移動方向と直交する方向の荷重が作
用する場合であっても、上記スライダが当該荷重を負荷
しながら軌道レール上を移動することから、上記可動体
の固定部に対する剛性は十分に確保されており、かかる
荷重に抗して固定部上における可動体の位置精度を保証
することが可能である。

【０００５】しかし、上記可動体に対してその移動方向
に沿った荷重が作用する場合には、上記スライダが当該
荷重を何ら負荷できないことから、上記可動体の固定部
に対する剛性の確保は専ら上記ボールねじ装置に頼らな
ければならず、かかる荷重に抗して固定部上における可
動体の位置精度を保証するためには、ボールねじ装置に
対して過大な軸方向の剛性を与える必要があり、ボール
ねじ装置のサイズアップやモータの発生する回転トルク
の増強といった対策を施さなければならなかった。

【０００６】そこで、このような可動体の移動方向に関
する剛性不足を解消すべく、軌道レール上におけるスラ
イダの摺動抵抗を適宜調整することが可能なブレーキ機
構付き直線案内装置が従来より提案されている（特公平
６−１０５０９０号公報）。この公報に開示される直線
案内装置では、作用する油圧に応じて適宜上下動する制
動プレートが軌道レールと対向するスライダの内面に設
けられており、スライダは上記制動プレートを軌道レー
ルの上面と適宜離接させながら当該軌道レール上を移動
するように構成されている。従って、上記制動プレート
に作用する油圧の大きさを適宜調整することで、軌道レ
ールに対するスライダの摺動抵抗の大きさを任意に調整
することができ、究極的にはスライダを軌道レール上の
一か所で固定することも可能である。

【０００７】つまり、この直線案内装置を用いれば、上
記可動体はその移動方向に関してブレーキを備えている
ことになるので、かかるブレーキの利きを適宜調整する
ことで、可動体の移動方向に関しても当該可動体の剛性
を確保することができ、ボールねじ装置やモータに対し
て特別な配慮を払わずとも、固定部に対する可動体の位
置精度を保証することができた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、同公報所載の
直線案内装置では、上記制動プレートを軌道レールに向
けて上下動させる必要があることから、当該制動プレー
トを皿バネあるいは板バネを介してスライダに取り付け
なければならず、その取付作業が大変面倒であった。

【０００９】また、上記制動プレートに対して油圧を作
用させるための油圧室は当該制動プレートをスライダに
取りつけることによって形成されるため、制動プレート
とスライダとの間をＯリング等のシール部材によって密
封する必要があるが、かかる制動プレートは上下動する
ことからシール部材が十分に機能せず、油漏れを生じる
といった問題点もあった。

【００１０】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、油圧の作用によ
って軌道レールと離接する制動プレートを簡易な構成で
スライダに具備させて、軌道レール上におけるスライダ
の摺動抵抗を適宜調整することが可能であり、しかも制
動板の動作油が漏れ出す懸念のない直線案内装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の直線案内装置は、転動体の転走面を有する
軌道レールと、該転動体を介して上記軌道レールの転走
面と対向する負荷転走面を有すると共に、該転動体の無
限循環路を備えたスライダとから構成される直線案内装
置において、上記軌道レールと対向するスライダの一面
には加圧流体の作用によって該軌道レールと適宜摺接す
る薄板状のプレートを合成樹脂の射出成形を用いて形成
し、且つ、上記スライダには該プレートに対して加圧流
体を導入する圧力供給孔を形成したことを特徴とするも
のである。

【００１２】このような技術的手段によれば、薄板状の
制動プレートは合成樹脂の射出成形によってスライダと
一体化されてはいるものの、制動プレート及びスライダ
はその対向面が互いに融着している訳ではないので、上
記スライダに具備された圧力供給孔を介して該制動プレ
ートに加圧流体を作用させると、該制動プレートは上記
圧力供給孔の周囲から軌道レール側に向かって膨出し、
軌道レールと摺接するようになる。このため、加圧流体
の圧力に応じた圧接力で上記制動プレートを軌道レール
に押しつけることができ、上記スライダの運動に関して
任意の摺動抵抗を与えることが可能となる。

【００１３】このとき、上記制動プレートはその全体が
スライダに対して上下動して軌道レールに摺接する訳で
はなく、部分的に変形を生じた結果として軌道レールに
摺接するので、射出成形で該制動プレートをスライダと
一体化しさえすれば、かかる制動プレートを上下動させ
るための特別な構成は必要なく、従来よりもブレーキ機
構付きの直線案内装置を簡易な構成で実現することがで
きるものである。

【００１４】また、上記制動プレートは加圧流体が作用
し易い圧力供給孔の周囲から軌道レール側へ膨出してい
くので、射出成形によってスライダと一体に成形された
制動プレートの周辺部は常にスライダと緊密に当接した
状態にあり、加圧流体を密封するためのＯリング等をス
ライダと制動プレートとの間に挟まずとも、該スライダ
と制動プレートとの間から加圧両体が漏れだす懸念は低
い。従って、この点においても、従来より簡易な構成で
ブレーキ機構付きの直線案内装置を実現することができ
る。

【００１５】一方、スライダと制動プレートとの間から
加圧流体が漏れ出すのを完全に防止するという観点から
すれば、該制動プレートによって覆われるスライダの一
面に上記圧力供給孔を取り巻くようにして環状溝を形成
し、かかる溝を形成した後に制動プレートを射出成形す
るのが好ましい。このように構成すれば、上記制動プレ
ートを射出成形する際に上記環状溝内にも合成樹脂の溶
湯が流れ込み、該環状溝に嵌合し且つ上記圧力供給孔を
取り巻くシール部が制動プレートと一体に成形されるの
で、制動プレートに対して加圧流体を作用させても、こ
の加圧流体が上記シール部よりも外側に拡がるのを防止
することができる。

【００１６】また、本発明が適用される直線案内装置の
スライダは、前述の特公平６−１０５０９０号公報に示
される如く、負荷転走面を有する金属製のブロック本体
に機械加工で転動体の戻し孔を形成すると共に、このブ
ロック本体の両端面に転動体の反転路を備えた蓋体を締
結して転動体の無限循環路を構成するものであっても差
し支えない。

【００１７】但し、かかるスライダをより簡易に製作す
るためには、特開平７−３１７７６２号に開示される如
く、合成樹脂の射出成形を利用して上記ブロック本体に
転動体の戻し孔や反転路を肉付けして該無限循環路を形
成するのが好ましい。このように構成すれば、転動体の
戻し孔等を射出成形で形成する際に上記制動プレートを
も共に形成することができ、本発明のスライダを製作す
る手間を著しく軽減することができる。

【００１８】更に、本発明においては、上記制動プレー
トをして負荷転走面を転動する転動体の保持器を兼用さ
せることも可能である。

【００１９】尚、本発明における転動体とはボール、ロ
ーラを含み、いずれを用いた直線案内装置であっても、
本発明は前述の作用を有効に発揮するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の直線案内装置を詳細に説明する。図１乃至図３は本発
明の直線案内装置の第１実施例を示すものである。これ
らの図において、符号１は工作機械のベッド等の固定部
に対して配設される軌道レール、符号２はテーブル等の
可動体を上記軌道レール１に沿って案内するスライダ、
符号３はこれら軌道レール１とスライダ２との間で荷重
を負荷しながら転動すると共に上記スライダ２内で無限
循環するローラである。

【００２１】先ず、上記軌道レール１は断面略矩形状に
形成されており、上記ローラ３が転走するローラ転走面
１１ａ，１１ｂが長手方向（図１の紙面垂直方向）に沿
って計４条形成されている。これらローラ転走面１１
ａ，１１ｂは軌道レール１の両側面及び上面の両縁部に
形成されており、両側面のローラ転走面１１ａは紙面左
右方向から４５°下向きに形成される一方、上面のロー
ラ転走面１１ｂは紙面左右方向から４５°上向きに形成
されている。また、軌道レール１にはその長手方向に適
宜間隔をおいてボルト取付孔１２が形成されており、軌
道レール１はこのボルト取付孔１２に挿入される図示外
の固定ボルトによって固定部に固定される。

【００２２】一方、上記スライダ２は、水平部２ａ及び
この水平部２ａから垂れ下がる一対のスカート部２ｂ，
２ｂを備えて断面略サドル状に形成されており、上記軌
道レール１を跨ぐようにしてこれと係合している。そし
て、上記水平部２ａの下面側及び各スカート部２ｂの内
面側には軌道レール１のローラ転走面１１ａ，１１ｂに
対向する４条の負荷転走面２３ａ，２３ｂが形成されて
おり、上記ローラ３はこれら負荷転走面２３ａ，２３ｂ
と軌道レール１のローラ転走面１１ａ，１１ｂとの間に
挟まれた状態で転動する。尚、上記スライダの水平部２
ａの上面には上記可動体の取付面２１及び当該可動体の
固定ボルトが螺合するタップ孔２２が形成されている。

【００２３】また、図１及び図２に示されるように、上
記スライダ２の水平部２ａ及びスカート部２ｂには各負
荷転走面２３ａ，２３ｂに夫々対応したローラ戻し孔２
４ａ，２４ｂが形成される一方、スライダ２の前後両端
部には各負荷転走面２３ａ，２３ｂの両端とこれに対応
するローラ戻し孔２４ａ，２４ｂの両端とを互いに連通
連結する略Ｕ字状の方向転換路２５が形成されており、
ローラ３はこれらローラ戻し孔２４ａ，２４ｂ及び方向
転換路２５を介して上記負荷転走面２３ａ，２３ｂの一
端から他端へと無限循環し得るようになっている。

【００２４】ここで、上記方向転換路２５は、図４に示
すように、スライダ２の前後両端面に対してデフレクタ
４ａ，４ｂを嵌め込むことで形成されている。かかるデ
フレクタ４ａ，４ｂには上記方向転換路２５の外周面を
なす略円弧状のローラ案内面４１が形成されており、該
ローラ案内面４１の一端には軌道レール１のローラ転走
面１１ａから上記方向転換路２５内へローラ３を掬い上
げるための突片４２が形成されている。また、このデフ
レクタ４ａ，４ｂは上記ローラ案内面４１へと開口する
潤滑油の供給孔４３が開設されており、グリース等の潤
滑油はこの供給孔４３を介して方向転換路２５に注油さ
れ、かかる方向転換路２５内を転走するローラ３を潤滑
するようになっている。

【００２５】一方、上記スライダ２の両端面には上記方
向転換路２５によって連結されるべき負荷転走面２３ａ
（２３ｂ）とローラ戻し孔２４ａ（２４ｂ）とを繋ぐ凹
溝２６ａ，２６ｂが形成されており、かかる凹溝２６
ａ，２６ｂ内には上記負荷転走面２３ａ（２３ｂ）から
ローラ戻し孔２４ａ（２４ｂ）へと連続する円弧状のロ
ーラ案内面２７が夫々形成されている。従って、かかる
デフレクタ４ａ，４ｂを上記凹溝２６ａ，２６ｂに嵌合
させると、デフレクタ４ａ，４ｂ側のローラ案内面４１
とスライダ２側のローラ案内面２７とが対向し、略円弧
状の方向転換路２５がスライダ２内に完成する。

【００２６】また、このようにしてスライダ２に嵌合さ
れたデフレクタ４ａ，４ｂは、該スライダ２の両端面を
シール部材５で覆うことによって上記凹溝２６ａ，２６
ｂ内に固定されている。図５に示すように、かかるシー
ル部材５は芯材となる金属板５１の裏面側、すなわちス
ライダ２との当接面にゴム成形部５２を加硫成形で肉付
けしたものであり、全体的には上記スライダ２の断面形
状と略同一の外形を有する板状に形成されている。ま
た、該シール部材５の軌道レール１との対向辺には該軌
道レール１と摺接するリップ部５３が上記ゴム成形部５
２と一体に形成されており、軌道レール１に付着した塵
芥や潤滑油等がスライダ２の移動に伴ってその内部に入
り込むのを防止している。尚、同図中において、符号５
４は該シール部材５をスライダ２へ固定するためのねじ
孔である。

【００２７】更に、このシール部材５が固定されるスラ
イダ２の端面にはグリース溜まりとなる凹所２８が形成
されており（図４参照）、グリースニップル６が上記シ
ール部材５に形成された貫通孔５５を介して該凹所２８
にねじ込まれるようになっている。また、スライダ２の
端面と当接する上記シール部材５のゴム成形部５２には
上記凹所２８と各デフレクタ４ａ，４ｂの潤滑油供給孔
４３とを連通連結する潤滑油の供給溝５６が形成されて
おり、かかるシール部材５をスライダ２の端面に固定す
ることによって上記凹所２８からデフレクタ４ａ，４ｂ
のローラ案内面に至る潤滑油の供給経路が完成するよう
に構成されている。

【００２８】また、図６に示すように、スライダ２に具
備された各負荷転走面２３ａ，２３ｂの両側にはローラ
保持部２９，３０，３１が当該負荷転走面２３ａ，２３
ｂに覆いかぶさるように形成されており、スライダ２を
軌道レール１から取り外した際にも各負荷転走面２３
ａ，２３ｂの上を転走するローラ３がスライダ２から脱
落するのを防止している。

【００２９】この実施例において、上記スライダ２は機
械加工によって形成された金属製のブロック本体７に対
して合成樹脂を射出成形で肉付けして形成され、前述の
可動体取付面２１やローラ３の負荷転走面２３ａ，２３
ｂ等は機械加工によって上記ブロック本体７に形成され
る一方、ローラ戻し孔２４ａ，２４ｂやローラ保持部２
９，３０，３１等は該射出成形によってブロック本体７
へ肉付けされるようになっている。

【００３０】すなわち、図７に示す如く上記負荷転走面
２３ａ，２３ｂやタップ孔２２、あるいはローラ戻し孔
の下孔３２が形成されたブロック本体７を金型（図示せ
ず）内にインサートした後、かかる金型内に合成樹脂を
射出すると、上記ブロック本体７の所定の位置に合成樹
脂が肉付けされ、図８に示す如くローラ戻し孔２４ａ，
２４ｂやローラ保持部２９，３０，３１を具備したスラ
イダ２が完成する。

【００３１】また、図２に示すように、ブロック本体７
の前後両端面には上記デフレクタ４ａ，４ｂが嵌合する
端面樹脂部３３，３３も肉付けされており、かかる端面
樹脂部３２，３２に前述の凹溝２６ａ，２６ｂや円弧状
のローラ案内面２７が形成されている。そして、これら
端面樹脂部３２，３２は上記ローラ戻し孔２４ａ，２４
ｂやローラ保持部２９，３０，３１によって相互に連結
され、上記ブロック本体７と一体化されている。

【００３２】次に、かかるスライダに具備されて上記軌
道レールと接離する制動プレートについて説明する。図
８に示すように、上記制動プレート８はブロック本体７
の水平部２ａの下面側を覆うようにして設けられた合成
樹脂製の薄板であり、該水平部２ａの両側に位置する一
対のローラ保持部２９，２９を射出成形する際にこれら
と一体的に形成されている。また、かかる制動プレート
８の前後両端（紙面垂直方向の両端部）はブロック本体
７の両端面に肉付けされた一対の端面樹脂部３２，３２
と一体的に形成されており、これによって上記制動プレ
ート８はブロック本体７の水平部２ａの下面に対して強
固に保持されている。

【００３３】一方、上記ブロック本体７の水平部２ａの
中央には該水平部２ａの上面と上記制動プレート８との
間を貫通する圧力供給孔９が形成されており、かかる圧
力供給孔９を介して動作油等の加圧流体が制動プレート
８と水平部との間に導入されるようになっている。

【００３４】また、図３に示すように、かかる制動プレ
ート８が肉付けされるブロック本体７の水平部２ａの下
面側には上記圧力供給孔を取り巻くようにして環状溝１
０が形成されており、制動プレート８を射出成形すると
当該環状溝１０内にも合成樹脂が充填され、ブロック本
体７の水平部２ａに食い込む環状のシール部８ａが制動
プレート８と一体に成形されるようになっている。

【００３５】そして、このように構成された本実施例の
直線案内装置は、上記軌道レール１をベッド等の固定部
上に固定すると共に、上記スライダ２にはテーブル等の
可動体を固定し、更にかかるスライダ２の圧力供給孔９
には図示外の油圧装置を接続した後、上記スライダ２を
軌道レール１に沿って運動させると共に、上記制動プレ
ート８に対しては任意の油圧を適宜作用させながら使用
される。

【００３６】このとき、図９に示すように、上記制動プ
レート８に対して油圧が作用していない状態では、上記
制動プレート８が変形することなくブロック本体７の水
平部２ａに密着しているので、該制動プレート８と軌道
レール１とは離間した状態にあり、スライダ２はローラ
３の転動にともなって軌道レール１上を非常に軽く運動
する。

【００３７】一方、図１０に示すように、上記制動プレ
ート８に対して油圧Ｆを作用させると、上記制動プレー
ト８とブロック本体７の水平部２ａとの当接面に動作油
が流れ込み、かかる制動プレート８が変形して軌道レー
ル１側へ膨出するので、油圧Ｆの大きさに応じた力で制
動プレート８と軌道レール１とが摺接し、スライダ２の
運動に対して大きな摺動抵抗が作用するようになる。

【００３８】また、上記制動プレート８にはブロック本
体７に嵌まり込む環状のシール部８ａが一体に形成され
ており、かかるシール部８ａは上記圧力供給孔９を取り
巻いているので、たとえ上記制動プレート８とブロック
本体７の水平部２ａとの当接面に動作油が流れ込んで
も、かかる動作油がシール部を越えて外部に漏れ出すこ
とはない。

【００３９】従って、本実施例の直線案内装置では上記
圧力供給孔に対して任意の大きさの油圧を適宜作用させ
ることによって、軌道レール上を運動するスライダの摺
動抵抗を任意に調整することが可能である。

【００４０】図１１は本発明を適用した直線案内装置の
第２実施例を示す断面図である。この直線案内装置も第
１実施例と同様に、軌道レール１００と、ブロック本体
１０１に対して合成樹脂を射出成形で肉付けしたスライ
ダ１０２とから構成されており、スライダ１０２の水平
部１０２ａの下面側には薄板状の制動プレート１０３が
該スライダ１０２と一体的に形成されている。但し、こ
の実施例では転動体としてローラではなくボール１０４
を使用した。また、上記制動プレート１０３に対して加
圧流体を導く圧力供給孔１０５は、スライダ１０２の側
面から水平部１０２ａの下面へ連通する略Ｌ字状に形成
した。このように構成された本実施例の直線案内装置
は、図１２に示すようにして上記軌道レール１００がベ
ッド等の固定部１０６に固定される一方、上記摺動台１
０２にはテーブル等の可動体１０７が固定され、該可動
体１０７を固定部１０６上で軌道レール１００に沿って
往復案内する目的で使用される。

【００４１】そして、この実施例においても、上記圧力
供給孔１０５に対して任意の大きさの油圧を作用させる
と、上記制動プレート１０３が油圧の大きさに応じて変
形し、軌道レール１００と摺接するようになるので、軌
道レール１００上を運動するスライダ１０２の摺動抵抗
を任意に調整することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の直線
案内装置によれば、合成樹脂の射出成形によってスライ
ダと一体化された薄板状の制動プレートが加圧流体の作
用圧力によって変形を生じ、かかる変形の結果として該
制動プレートと軌道レールとが加圧流体の作用圧力に応
じた圧接力で摺接するので、上記制動プレートを上下動
させるための特別な構成を設けることなく、より簡易な
構成でスライダに対して作用する摺動抵抗を任意に調整
することが可能となる。

【００４３】また、上記制動プレートはスライダと一体
化されており、変形を生じて軌道レールと当接するもの
の、上下動して軌道レールに当接する訳ではないので、
制動プレートに対して作用した加圧流体がスライダと制
動プレートとの間から漏れ出す懸念がなく、該スライダ
と制動プレートとの間にＯリング等を挟み込まずとも、
加圧流体によって制動プレートを軌道レールに適宜摺接
させる構成を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した直線案内装置の第１実施例
を示す正面図及びその断面図である。

【図２】 第１実施例に係る直線案内装置の側面図及び
その断面図である。

【図３】 第１実施例に係る直線案内装置の平面図であ
る。

【図４】 第１実施例に係るスライダの端面からデフレ
クタを取り外した状態を示す分解図である。

【図５】 第１実施例に係るシール部材を示す正面図、
側面図および背面図である。

【図６】 第１実施例に係るスライダのローラ保持部を
示す拡大図である。

【図７】 第１実施例に係るスライダを構成するブロッ
ク本体を示す正面図である。

【図８】 第１実施例に係るスライダを示す断面図であ
る。

【図９】 圧力供給孔に対して油圧が作用していないと
きの制動プレートの状態を示す拡大断面図である。

【図１０】 圧力供給孔に対して油圧が作用していると
きの制動プレートの状態を示す拡大断面図である。

【図１１】 本発明を適用した直線案内装置の第２実施
例を示す断面図である。

【図１２】 第２実施例に係る直線案内装置の使用状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１…軌道レール、２…スライダ、３…ローラ（転動
体）、８…制動プレート、８ａ…シール部、９…圧力供
給孔、１１ａ，１１ｂ…ローラ転走面、２３ａ，２３ｂ
…負荷転走面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 29/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転動体の転走面を有する軌道レールと、
   該転動体を介して上記軌道レールの転走面と対向する負
   荷転走面を有すると共に、該転動体の無限循環路を備え
   たスライダとから構成される直線案内装置において、 上記軌道レールと対向するスライダの一面には合成樹脂
   の射出成形を用いて薄板状の制動プレートを形成してこ
   れを該スライダと一体化する一方、かかるスライダには
   上記制動プレートとの隙間へ加圧流体を導入する圧力供
   給孔を形成し、 この圧力供給孔へ加圧流体を作用させた際に、上記制動
   プレートが変形して軌道レールと適宜摺接し、加圧流体
   を作用させていない状態では、上記制動プレートが変形
   することなく上記スライダと接触するように構成した こ
   とを特徴とする直線案内装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の直線案内装置において、
   上記プレートに覆われたスライダの一面には上記圧力供
   給孔を取り巻くようにして環状溝が形成され、上記射出
   成形時には該環状溝内に嵌合するシール部が上記プレー
   トと一体に成形されることを特徴とする直線案内装置。