JPH058036U - リニアガイド装置用ブレーキユニツト及びそれを備えたリニアガイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リニアガイド装置に併設可能で、スライダに取
付たテーブルを必要に応じて所定位置に強固に保持でき
るリニアガイド装置のブレーキユニットを提供する。 【構成】リニアガイド装置の案内レール１に跨架可能に
形成したハウジング３１に、シリンダボア３０を設け
て、先端に案内レールの側面の転動体転動溝３への係合
突起４０を有するピストン３７と、そのピストンを退避
位置に付勢する復帰ばね４１と、ピストンを案内レール
の側面に向かって加圧するための加圧室４７とを装着
し、加圧流体でピストンを押圧して、強固に前記ピスト
ンで案内レールを保持するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えばリニアガイド装置を用いた旋盤等のテーブル装置が切削加 工中にその反力で移動したり、テーブルをリニアガイド装置で下向きに支持する 使用方法の場合に、リニアガイド装置のスライダが案内レールから外れてテーブ ルが落下したりすることを防止するためのリニアガイド装置用ブレーキユニット 及びそれを備えたリニアガイド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

リニアガイド装置は、両側面に軸方向の転動体転動溝を有する案内レールと、 この案内レール上に跨架されるスライダとを備えている。スライダは案内レール の転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、案内レールとの相対する両転動 体転動溝内に嵌合された多数の転動体（ボール又はローラ）の転動を介して、案 内レールの軸方向に移動可能とされている。このようなリニアガイド装置の用途 としては、従来例えば図１１に示すような直動案内テーブル装置（以下、単にテ ーブル装置という）が知られている。これは、両側面にボール転動溝３を有する 案内レール１上に２個のスライダ２がそれぞれ跨架されている２基のリニアガイ ド装置ＬＧを平行に配し、案内レール１を機械ベースに固定し、テーブルＴを４ 個のスライダ２で支持して、そのテーブルＴをボールねじ装置Ｂで移動させる構 造になっている。ボールねじ装置Ｂのボールねじ軸４に多数のボールを介して螺 合されたナット５は、テーブルＴに連結されており、図示しない枠体に支持され たボールねじ軸４をカップリングを介して連結したサーボモータで回転駆動させ ることにより、テーブルＴをリニアガイド装置ＬＧで案内しつつその軸方向に移 動させて所定位置に位置決めする。テーブルＴ上に例えば工作機械の刃物台を装 着すれば、被加工物の正確な機械加工が行える。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のテーブル装置においてテーブルＴを所定位置に保持 するための保持力は、もっぱらボールねじ装置Ｂの剛性に依存している。しかし ながら、ボールねじ装置Ｂの剛性としては、ボールねじ軸４とナット５のねじり 剛性，ボールねじ軸４とモータとの間に介在するカップリングのねじり剛性，モ ータドライバのサーボロック剛性などの多数の要因が関与しており、これらの要 因を全てつぶして例えば切削加工時に刃物台にかかる反力に抗して、テーブルＴ を所定位置に完全に保持するということは難しいという問題点があった。

【０００４】 また、天井走行装置においてリニアガイド装置ＬＧの天地を逆にして天井に取 付け、そのスライダ２にテーブルＴを下向きに取付けて吊り下げて支持するよう な使用法であって、衝突等の事故によりエンドキャップが破損した場合に、案内 レール１とスライダ２との間に介在するボールがボール転動溝３から脱落するい わゆる玉落ちが発生すると、テーブルＴが落下するおそれがあるという問題点が あった。

【０００５】 そこでこの考案は、上記従来の問題点に着目してなされたもので、リニアガイ ド装置に併設可能で、スライダに取付たテーブルを必要に応じて所定位置に強固 に保持できるリニアガイド装置のブレーキユニットを提供して上記従来の問題点 を解決することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するこの考案のブレーキユニットは、リニアガイド装置の案 内レールに跨架可能に形成した断面コ字状のハウジングの袖部に、その袖部を横 切るシリンダボアを有し、そのシリンダボア内に、先端に前記案内レールの側面 の転動体転動溝への係合突起を有して摺動自在に嵌合されたピストンと、そのピ ストンを退避位置に付勢する復帰ばねと、その復帰ばねの付勢力に抗してピスト ンを案内レールの側面に向かって加圧する加圧流体が供給される加圧室とを備え るとともに、前記ハウジング内に前記加圧室への流体経路を備えたことを特徴と する。

【０００７】 前記ブレーキユニットは、両側面に軸方向の転動体転動溝を有して延長された 案内レールと、案内レール上に軸方向に移動可能に遊嵌されるとともに案内レー ルの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を備えてそれら相対する両転動体転動 溝内の多数のボールの転動を介して軸方向に移動可能とされたスライダとを備え たリニアガイド装置の案内レール上に軸方向に移動可能に跨架して搭載すること ができる。

【０００８】

【作用】

ブレーキユニットは、そのピストン先端の係合突起を案内レールの転動体転動 溝に係合させて、案内レール上に、軸方向に移動可能で且つ案内レールから脱落 不能に搭載される。 ブレーキ時には、加圧室に流体経路を経て加圧流体を外部から供給することに より、前記係合突起が案内レールの転動体転動溝の溝面に押しつけられて、ブレ ーキユニットと案内レールとが高剛性に一体化される。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。なお、従来と同一または 相当部分には同一の符号を付してある。図１ないし図１０は、この考案の一実施 例で、図１はブレーキユニットの左半分を断面して示す正面図、図２はブレーキ ユニットの側面図、図３はブレーキユニットのハウジング本体の端面図、図４は ピストンの正面図、図５はエンドキャップの正面図、図６はサイドシールの正面 図、図７はブレーキユニットを案内レールに装着した斜視図、図８はリニアガイ ド装置の要部を切り欠いて示す平面図、図９はリニアガイド装置の斜視図、図１ ０はブレーキユニット付のリニアガイド装置の使用例を模式的に示すテーブル装 置の要部斜視図である。

【００１０】 図１，図２において、３０はブレーキユニットで、案内レール１を跨ぐ断面コ 字状に形成されたハウジング本体３１の長手方向の両端面３１ａに、同じくコ字 状のエンドキャップ３２が、その更に外側に同じくコ字状のサイドシール３３を 重ねて、共通のボルトｂ１で取付けられている。またハウジング本体３１の上面 ３１ｂには、テーブル取付けボルト用の４個のねじ穴３１ｃが形成されている。

【００１１】 そのコ字状のハウジング本体３１の両袖部３４に、袖部３４の側面３４ａに開 口するとともに、袖部３４を横切って貫通し、中央の凹所の内壁面３４ｂに開口 するシリンダボア３５が、片袖に２個づつ平行に並べて形成されている。このシ リンダボア３５は、中間が直径の異なる段部３６になっていて、この段部３６を 境に袖部３４の側面３４ａ側が大径の案内面３５ａ、凹所の壁面３４ｂ側がより 小径の案内面３５ｂとされている。

【００１２】 このシリンダボア３５内に、ピストン３７が摺動自在に嵌めこまれている。こ のピストン３７は、シリンダボアの大径の案内面３５ａに嵌合する円板状のピス トン本体部３７ａとこのピストン本体３７ａから延長されてシリンダボアの小径 の案内面３５ｂに嵌合するピストンロッド部３７ｂとを備えており、ピストン本 体部３７ａの側面にはＯリング溝３７ｃを形成してＯリング３８が取付けられて いる。また、ピストンロッド部３７ｂの先端には上下２段の係合突起４０を有し 、各係合突起４０がそれぞれ案内レール１の側面の上下２段の転動体転動溝３に 係合可能な形状に形成されている。

【００１３】 シリンダボア３５の段部３６には、前記ピストン３７を案内レール１から引き 離す方向に付勢するための復帰ばね４１として、例えば皿ばねが装着されピスト ン本体３７ａを弾圧している。また、シリンダボア３５の内壁面に止め輪用の溝 ４２が形成されており、シリンダボア３５に前記復帰ばね４１とピストン３７と を挿入した後に、この溝４２に止め輪４３を装着することにより、ピストン３７ の後退限を規制している。ピストン３７が後退して退避位置にあるときは、その ピストンロッド部３７ｂの先端の係合突起４０が、案内レール１の転動体転動溝 ３の溝面から離れていればよく、係合突起４０が転動体転動溝３から完全に離脱 してしまわないように止め輪４３の取付け位置が設定されている。

【００１４】 シリンダボア３５の袖部の側面３４ａ側の開口は蓋体４４で蓋されている。こ の蓋体４４は、袖部の側面３４ａを部分的に切削した凹部にシール部材４６を介 して嵌めこまれて、ねじｂ２で袖部の側面３４ａに固定されている。かくして、 シリンダボア３５内には、止め輪４３と蓋体４４との間に空室が形成され、この 空室は復帰ばね４１の付勢力に抗してピストン３７を案内レール１の側面に向か って加圧する加圧流体が供給される加圧室４７とされている。そして、この加圧 室４７に供給される加圧流体の経路４８として、ハウジング本体３１の両端面３ １ａ，３１ａに、端面形状に沿ってコ字状の溝４８ａがそれぞれ形成され、その 一方の溝端は一方の袖部３４のシリンダボア３５の加圧室４７に連通し、他方の 溝端は反対側の袖部３４のシリンダボア３５の加圧室４７に連通している。コ字 状の溝４８ａの中間部には分配用の凹所４８ｂが形成されている。このようなコ 字状の溝４８ａを有するハウジング本体３１の端面にエンドキャップ３２がボル ト止めされ、そのエンドキャップ３２は前記凹所４８ｂに対応する位置にねじ孔 ５０を有しており、これにオイルニップル４９が螺着されて、図外の加圧源から の流体の経路４８が形成されている。この実施例にあっては、両袖部３４に複数 個（４個）設けられているシリンダボア３５の各加圧室４７は流体の経路４８に より連通されており、したがって加圧源につながるオイルニップル４９は１ヵ所 のみで足りる。

【００１５】 エンドキャップ３２の上に重ねて取付られるサイドシール３３には、オイルニ ップル４９の挿通孔３３ａ、取付ボルトｂ１用の座ぐり孔３３ｂとは別に、袖部 の内側にシール突部５２が、案内レール１の転動体転動溝３に摺接可能に突設さ れている。 以上のように形成されているブレーキユニット３０は、図７に示すように、リ ニアガイド装置の案内レール１に跨架して搭載される。その場合、ピストンロッ ド部３７ｂの先端の係合突起４０が、案内レール１の転動体転動溝３の溝に嵌合 する。しかしブレーキ解放時は、係合突起４０の先端と転動体転動溝３の溝面と の間に僅かのすき間をおいて離された状態にある。

【００１６】 リニアガイド装置ＬＧのスライダ２は公知の構造のものでよく、この実施例に 用いたものを図８及び図９に示す。 図に示すように、案内レール１上に、横断面形状がほぼコ字状のスライダ２が 相対移動可能に遊嵌されている。そのスライダ２はスライダ本体２Ａの長手方向 の両端面にエンドキャップ８及びサイドシール９を取付けて構成されている。ス ライダ本体２Ａの両袖部の内面側に、案内レール１の側面の転動体転動溝３に対 向させた転動体転動溝５が形成され、これら対向した両転動体転動溝３，５の両 溝により転動体転動路（負荷路）６が構成されている。スライダ本体２Ａの両袖 部の肉厚内には、更にそのボール転動路６に平行して軸方向に貫通させた断面円 形の転動体戻り通路７が形成されている。

【００１７】 スライダ本体２Ａの軸方向の前後両端に接合されているエンドキャップ８は合 成樹脂材の射出成形品で全体の断面がほぼコ字状をなしている。その両袖部には 、スライダ本体２Ａの端面と当接する接合端面８ａ側に、それぞれ半円弧状の湾 曲路１０が形成されている。湾曲路１０は、上記転動体転動路６と転動体戻り通 路７とからなる負荷路６を連通させるものであり、湾曲中心部に位置する半円柱 状のリターンガイド１５を備えて半ドーナツ状に形成されている。そして、上記 の負荷路６と前後の両湾曲路１０と転動体戻り通路７とで形成される無限循環経 路に、転動体であるボールＢが多数装填されている。

【００１８】 なお、エンドキャップ８の湾曲路１０の案内レール側の端部は、図８に示すよ うにほぼ半円状に内方に突出してボール掬いあげ突部１０ｄが形成されており、 その鋭角をなす先端が案内レール１のボール転動溝３に遊嵌可能とされている。 図中、２６はエンドキャップ８をスライダ本体２Ａに固定して取り付けるねじ、 ２７はリニアガイド装置の使用にあたって案内レール１を図外の基台等に固定す るためのボルトの挿通孔、２８はスライダ２にテーブルＴを固定するボルト用の ねじ穴である。

【００１９】 図１０に、リニアガイド装置ＬＧの案内レール１にブレーキユニット３０を搭 載してなるブレーキユニット付リニアガイド装置を用いたテーブル装置の概略を 示す。ブレーキユニット付リニアガイド装置ＬＧを２基平行に配置し、案内レー ル１を機械ベースに固定し、４個のスライダ２と２個のブレーキユニット３０と をテーブルＴに固定して支持し、そのテーブルＴをボールねじ装置Ｂで移動させ る構造になっている。ボールねじ装置Ｂのボールねじ軸４に螺合されたナット５ はテーブルＴの下面に連結されている。図示を省略しているが、枠体に支持され たボールねじ軸４はカップリングを介して連結したサーボモータで回転駆動させ るようにされている。テーブルＴには工作機械の刃物台を装着することができる 。なお、５５はブレーキユニット３０のオイルニップル４９に接続されたフレキ シブルな油圧配管であり、図外の方向切換弁を経て油圧供給装置に連結されてい る。

【００２０】 次に、上記実施例の作用を説明する。 図１０のテーブル装置において、ボールねじ装置Ｂのボールねじ軸４を図示し ないカップリングを介して連結したサーボモータで正または逆方向に回転駆動さ せると、その回転方向に応じてナトット５が前進または後退して、テーブルＴは リニアガイド装置ＬＧで案内されつつ軸方向に移動する。テーブルＴが所定位置 に達したとき、サーボモータを停止させると共に、図外の油圧供給装置の方向切 換弁を作動させてブレーキユニット３０の加圧室４７に油圧を供給する。この油 圧力でピストン３７を復帰ばね４１の付勢力に抗して押圧し、先端の係合突起４ ０を案内レール１の転動体転動溝３の溝面に当接せしめて強く押しつけ、ブレー キをきかせる。これにより、案内レール１を両サイドから強力に挟みつけてブレ ーキユニット３０と案内レール１とテーブルＴとを一体に高剛性に固定すること ができる。ブレーキを解除する際は、油圧供給装置の方向切換弁を切換えて加圧 室４７を大気解放すれば、復帰ばね４１の弾性力でピストン３７が止め輪４３で 規制された退避位置に後退し、先端の係合突起４０が案内レール１の転動体転動 溝３の溝面から離れる。

【００２１】 ブレーキユニット３０の保持力はボールねじ装置Ｂやモータ等の駆動系とは独 立しており、切削加工時のテーブルＴの移動や、天井走行装置におけるテーブル の落下等を完全に防止できる。また、ＮＣ工作機械に使用した場合の、ＮＣプロ グラムの異常による暴走の安全装置としても機能することが可能である。 なお、上記実施例では、ピストン３７をブレーキユニット３０の両袖部に対置 したものを説明したが、片側の袖部にのみ配設することもできる。

【００２２】 また、案内レール１の転動体転動溝３は何条であっても良く、その溝数に合わ せてピストンロッド３７ｂの先端の係合突起４０を形成すればよい。 また、加圧流体は必ずしも油圧に限定されるものでもない。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したようにこの考案のリニアガイド装置用ブレーキユニットによれば 、リニアガイド装置の案内レールに跨架可能に形成した断面コ字状のハウジング の袖部に、先端に案内レールの側面の転動体転動溝への係合突起を有して摺動自 在に嵌合されたピストンを配設して、ブレーキ時にはこのピストンを加圧して、 係合突起を案内レールの転動体転動溝の溝面を押圧するようにした。そのため、 このブレーキユニットをリニアガイド装置に備えると、非ブレーキ時であっても 、係合突起が案内レールの溝に係合するから、たとえスライダの玉落ちが起きて もリニアガイド装置に取付けたテーブルが脱落することがなく、またブレーキ時 には極めて高い剛性でテーブルを保持できるリニアガイド装置を提供することが できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブレーキユニットの左半分を断面して示す正面
図である。

【図２】ブレーキユニットの側面図である。

【図３】ブレーキユニットのハウジング本体の端面図で
ある。

【図４】ピストンの正面図である。

【図５】エンドキャップの正面図である。

【図６】サイドシールの正面図である。

【図７】ブレーキユニットを案内レールに装着した斜視
図である。

【図８】リニアガイド装置の要部を切り欠いて示す平面
図である。

【図９】リニアガイド装置の斜視図である。

【図１０】ブレーキユニット付のリニアガイド装置の使
用例を模式的に示すテーブル装置の要部斜視図である。

【図１１】従来のテーブル装置の要部斜視図である。

【符号の説明】

１ 案内レール ２ スライダ ３ （案内レールの）転動体転動溝 ３０ ブレーキユニット ３１ ハウジング本体 ３５ シリンダボア ３７ ピストン ４０ 係合突起 ４１ 復帰ばね ４７ 加圧室 ４８ 流体経路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニアガイド装置の案内レールに跨架可
   能に形成した断面コ字状のハウジングの袖部に、該袖部
   を横切るシリンダボアを有し、該シリンダボア内に、先
   端に前記案内レールの側面の転動体転動溝への係合突起
   を有して摺動自在に嵌合されたピストンと、該ピストン
   を退避位置に付勢する復帰ばねと、該復帰ばねの付勢力
   に抗してピストンを案内レールの側面に向かって加圧す
   る加圧流体が供給される加圧室とを備えるとともに、前
   記ハウジング内に前記加圧室への流体経路を備えたこと
   を特徴とするリニアガイド装置用ブレーキユニット。
2. 【請求項２】 両側面に軸方向の転動体転動溝を有して
   延長された案内レールと、該案内レール上に軸方向に移
   動可能に遊嵌されるとともに案内レールの転動体転動溝
   に対向する転動体転動溝を備えてそれら相対する両転動
   体転動溝内の多数のボールの転動を介して軸方向に移動
   可能とされたスライダと、前記案内レール上に軸方向に
   移動可能に跨架された前記請求項（１）記載のブレーキ
   ユニットとを備えたことを特徴とするリニアガイド装
   置。