JPH0618727U

JPH0618727U - ラック一体型リニアガイド装置

Info

Publication number: JPH0618727U
Application number: JP056507U
Authority: JP
Inventors: 徹塚田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1994-03-11
Anticipated expiration: 2007-08-11
Also published as: JP2567928Y2; DE4326194A1; US5390557A

Abstract

(57)【要約】【目的】案内レール固定でもスライダ固定でも任意に使
用でき、かつレール自重によるたわみ方向とラックの動
きの振動方向とが重なることがない両側転動溝式のラッ
ク一体型リニアガイド装置を提供する。【構成】転動体転動溝３が形成された案内レール１の両
側面１ｂ，１ｂのうちの一方の側面に一体にラック歯４
を形成し、そのラック歯４の歯すじ方向は案内レールの
転動体転動溝３の方向と直交させてある。ラックの振動
がレールの撓みに重ならず、ラック寿命の延長、騒音の
防止、位置決め精度の向上に大きな効果がある。また、
レール固定でもスライダ固定でも使用可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直線駆動機構であるラック＆ピニオン機構を形成するラックと、直線案内機構であるリニアガイド装置とを一体化させたラック一体型リニアガイド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の一体型リニアガイド装置としては、駆動機構を構成するラックと案内機構であるリニアガイド装置とを別々に製作して、一体に組み付けたものがロボットその他の機械類に使用されていた。しかしながら、両機構を別々に取付けるため組付け精度が出にくく、ラックが異常に噛み込んだり或いはラックすき間が大きくなるという現象が起きて、ラックの寿命が短縮されたり異音が発生するなどのトラブルが生じていた。これを解決するため、本出願人は、図４に示すように案内レール１の転動体転動溝３が設けてない面にラック歯４を一体的に形成したラックリニアガイド装置を実開平２−４３５１９号公報において提案した。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来例にあっては、案内レールの長手方向の全長に所定間隔で取付用ボルト孔を設けることができないため、案内レール１を機械ベース等にボルトで固定する必要がある用途には使用できない。案内レール１に移動自在に組付けたスライダ２の方を固定し、案内レール１をこのスライダ２に対して直線駆動させる用途、すなわち案内レール１を機械ベースに固定する必要がない用途においても、その可動案内レールにワークを固定するための取付け用ボルト孔Ｂ₁が必要で、そのための取付け孔加工面４Ａをラック歯４の端に設けざるを得ないからレール長さが長くなり、製造も難しくなって価格が高くなってしまう。ラック歯４に噛み合わせるピニオン１２とその回転駆動機構関係の設計の容易さから、ラック歯４が上又は下方向に向いた状態で使用する。すると、ラック歯４とピニオン１２の噛み合わせを上下方向で合わせなければならず、左右方向で合わせるのに比べて難しい作業になる。また、上下方向はレール自重によるたわみ方向と、ラックが動くとき発生する噛み合いによる振動方向とが重なり、ラック寿命の短縮や騒音の発生、位置決めの困難性など問題点が生じていた。

【０００４】なお、案内レールの一側面に転動体転動溝を設けるとともに、これと反対側の側面にラックを一体に形成したものが実開昭５９−１０３９２５号公報に提示されているが、このものは案内レールを二本一対で用いることを前提としており、その用途が極めて限定されたものであって、案内レールにスライダが相対移動自在に跨架されている本考案のリニアガイド装置とは異なるものである。

【０００５】そこで本考案は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、案内レールの長手方向の全長の任意の箇所に取付用ボルト孔を設けることが可能なラック一体型リニアガイド装置を提供して上記従来の問題点を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成する本考案は、両側面に軸方向に延長された転動体転動溝を有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を内側面に、この負荷転動体転動溝に平行する転動体戻り通路を肉厚内に有するスライダ本体及び該スライダ本体の端部に接合され前記転動体戻り通路と負荷転動体転動溝とを連通して無限循環路を形成する半円弧状の湾曲路を有するエンドキャップよりなり案内レール上に移動可能に跨架されたスライダと、前記転動体転動溝と負荷転動体転動溝とに嵌合すると共にスライダの前記無限循環路内を循環する多数の転動体とを備えたリニアガイド装置に係るものであって、前記案内レールは転動体転動溝が形成された側面と平行な側面に軸方向に形成されたラック歯を有し、該ラック歯の歯すじ方向が前記案内レールの転動体転動溝の方向と直交する方向とされていることを特徴とする。

【０００７】

【作用】

リニアガイド装置の案内レールの側面に、直線駆動機構の従動部品であるラック歯を、歯すじ方向が案内レールの転動体転動溝の方向と直交する方向になるように直接加工したため、一体加工でラック歯を形成したことで高い精度が得られる。作動時にガタがなくラック寿命が延長でき、且つ異音の発生等が少ない。

【０００８】転動体転動溝とラックとが同一面にあるから、他の面にレール固定用の取付け孔を設けることが可能であり、レールが機台にしっかり固定できて、ラックと歯車の噛み合いでレールがふらついたりせずに高速でも安定した作動性が得られる。ラックを形成した面を延長して固定用の取付け孔を設ける必要がなく、同一長さのラック歯に対してレール長を短くすることができるから、取付けスペースが縮小され、またレール剛性が高くなる。

【０００９】レールが自重で撓む方向とラックと歯車が噛み合う方向とを異ならせることが容易にできるから、ラックと歯車の噛み合いを全ストロークにわたり均一にできて、寿命が延長されるとともに騒音発生も低減され、かつ又、位置決め精度も良好になる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。図１，図２は、本考案のラック一体型リニアガイド装置の一実施例の斜視図である。逆Ｔ字状断面を有する案内レール１の両側面１ｂ，１ｂに、軸方向に長い横断面円弧形の転動体転動溝３が左右対称に設けられている。その一方の側面１ｂの下部（すなわち逆Ｔ字に側方に張り出しているレール基部１Ｂの側端面）には、転動体転動溝３と並んでラック歯４がレールの略全長にわたって一体的に形成されている。このラック歯４の歯すじ方向は、転動体転動溝３の延びる方向と直交する上下方向に形成されている。そして、案内レール１の上面１ａには下面１ｃに貫通するワーク取付け用（又はレール取付け用）ボルト孔Ｂ₁が所定の間隔をおいて形成されている。

【００１１】その案内レール１上に、横断面形状がほぼコ字形をなす二台のスライダ２が近接して遊嵌されている。スライダ２は、スライダ本体２Ａとその前後両端にそれぞれ接合されるエンドキャップ２Ｂを備えている。そして、案内レール１を跨いだ両袖部の内側面には、図２に示すように案内レールの転動体転動溝３に対向する負荷転動体転動溝５を有するとともに、スライダ本体２Ａの両袖部の肉厚内には、前記負荷転動体転動溝５に平行して軸方向に貫通させた転動体戻り通路６が形成され、それらの負荷転動体転動溝５と転動体戻り通路６とを各エンドキャップ２Ｂに形成された半ドーナツ状の湾曲路７で連通させて、転動体無限循環経路が構成され、この無限循環経路内に転動体である多数のボール８が転動自在に装填されている。

【００１２】上記二台のスライダ２の上面には一枚のプレート９（例えばロボットアームの基台）が取付けてあり、このプレート９にスライダ２が固定されている。プレート９には、側方に張り出したモータ取付けプレート１０が併設され、これに設置された駆動モータ１１の出力軸１１ａにピニオン１２を取付け、案内レール１の側面のラック歯４に噛み合わせてある。案内レール１の反対側の端部には、取付け用ボルト孔Ｂ₁を利用して、図示しないが、例えばガントリータイプロボットの機構部を取付けることができる。

【００１３】次に作用を説明する。例えば図１の案内レール１をガントリータイプロボットのロボットアームとして使用した場合、駆動モータ１１を正逆回転させることで、ピニオン１２及びラック歯４を介して、案内レール１を自在に前後進させる、すなわちロボットアームを自由に伸縮させることができる。この場合、案内レール１はボールを介してスライダ２により転がり案内されているから、極めて軽く滑らかにかつ正確に直線作動する。

【００１４】そのラック歯４を案内レール１に直接加工したため、別体のラックを案内レールにボルト締結で取り付けたものより部品点数が少なく、またラックの組付けや調整の手間も不要で工数が削減される。案内レール１にロボットの機構部を固定するのに、ラック歯４をレール下面に設けた図４に示す従来例のように、ラック歯４の先にワーク取付け面４Ａを更に延長して設ける必要はないから、レール長さがその分短縮され設置スペースが一層節約できるとともに、製造が容易で価格もより低くおさえることができる。

【００１５】ラック歯４とピニオン１２との噛み合わせが案内レール１の側面で行われるから、従来の上下方向で噛み合わせるものに比べて組付けが容易にできるとともに、案内レール１の自重によるたわみ方向とラック歯４が動くとき発生する噛み合いによる振動方向とが異なるから、ラック歯４の損傷が少なくなってラック寿命が延び、騒音の発生も抑制され、更には位置決めが精度が向上する。

【００１６】なお、上記実施例では、案内レール１の基部１Ｂを両側に突出させて断面をＴ字状とし、その一方の突出基部の側端面にラック歯４を設けたが、図３に示すように、案内レール１の基部１Ｂを片側にのみ突出させて断面をＬ字状とし、その基部の側端面にラック歯４を設けるようにしてもよい。また、上記実施例のラック歯４は平歯の例を述べたが、はす歯でもよい。

【００１７】また、転動体転動溝３を二列溝としたが、それ以上の複列としてもよく、或いは単列溝とすることもできる。また、転動体はボールとは限らず、ローラでもよい。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、ラック＆ピニオン機構を形成するラック歯をリニアガイド装置の案内レールの側面に一体に形成し、ラック歯の歯すじ方向が案内レールの転動体転動溝の方向と直交する構成とした。そのため、別体のラックをボルト締結で取付けた従来のものに比べて高い精度が得られ、ラックの寿命も延長され、かつ異音の発生等が抑制されるという効果がある。

【００１９】また、転動体転動溝とラック歯とを案内レールの同一側面に設けたことで、案内レールの取付け用ボルト孔をラック歯のない面にレール全長にわたり形成することができ、その結果、案内レールの固定が強固になってラック歯とピニオン歯車とが噛み合ってもふらつくことがなくなり、高速で安定した作動性能が得られるという効果がある。

【００２０】また、案内レールにワークを固定する使用法の場合も、その固定面をラック歯の先にわざわざ延長して設ける必要がないからレール長を短縮でき、その結果、レール剛性が高くなり且つ設置スペースを節約できるという効果がある。更に、ラック歯とピニオン歯車との噛み合い方向とレールの自重による撓み方向とが異なるから、その噛み合いを全ストローク長にわたって均一にでき、その結果、この点からも長寿命で低騒音で且つ位置決め精度の高いものができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るラック一体型リニアガ
イド装置の斜視図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】本考案の他の実施例の斜視図である。

【図４】従来のラック一体型リニアガイド装置の斜視図
である。

【符号の説明】

１案内レール２スライダ３転動体転動溝（案内レールの）４ラック歯５負荷転動体転動溝６転動体戻り通路７湾曲路８転動体（ボール）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】両側面に軸方向に延長された転動体転動
溝を有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝
に対向する負荷転動体転動溝を内側面に、この負荷転動
体転動溝に平行する転動体戻り通路を肉厚内に有するス
ライダ本体及び該スライダ本体の端部に接合され前記転
動体戻り通路と負荷転動体転動溝とを連通して無限循環
路を形成する半円弧状の湾曲路を有するエンドキャップ
よりなり案内レール上に移動可能に跨架されたスライダ
と、前記転動体転動溝と負荷転動体転動溝とに嵌合する
と共にスライダの前記無限循環路内を循環する多数の転
動体とを備えたリニアガイド装置において、前記案内レールは転動体転動溝が形成された側面と平行
な側面に軸方向に形成されたラック歯を有し、該ラック
歯の歯すじ方向が前記案内レールの転動体転動溝の方向
と直交する方向とされていることを特徴としたラック一
体型リニアガイド装置。