JPH0671034U - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械等の直動案内装置において、横方向
荷重のモーメントに対する案内レールの剛性を増大し、
また、案内レール上面のボルト孔を廃止して、レール上
面の沈みをなくし、かつベアリングブロック内部への切
粉の侵入を防止する。 【構成】 直線状の案内レール２０と、この案内レール
２０上を往復動するベアリングブロック４０とからなる
直動案内装置であって、ベアリングブロック４０は案内
レール２０の転がり案内面２２上を転動する多数の転動
体４４，４６とこれらの転動体の循環路４３，４５とを
備え、また、案内レール２０はレール両側部にボルト孔
２４を備えて、ボルト５０で固定されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、工作機械、産業用ロボット等の直線往復運動機構に使用される直 動案内装置に関し、特に工作機械のテーブル送り装置に適した直動案内装置の改 良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

直動案内装置は、直線状の案内レールと、この案内レール上を往復動するベア リングブロックとを備え、ベアリングブロックに設けた循環路に多数の転動体を 挿入して循環させる構成である。案内レールを工作機械のベッド等に固定する手 段は、例えば特開昭６０−１３９９１２号公報に示されるように、案内レールの 中心線に沿って適宜ボルト孔を設け、ボルトでベッドに固定する方式が一般的で ある。

【０００３】 このような案内レールの固定方式の場合、固定ボルトが一列に配置されている ため、案内レールに対する横方向荷重のモーメントに比較的弱いという問題があ った。また、案内レールを固定ボルトで締め付けた際に、レール上面が沈んで取 り付け精度が低下するという問題があった。さらにまた、ベアリングブロックの 両端面には案内レール上の切粉が入らないようにワイパーが取り付けられている が、案内レール上面に位置するボルト孔に切粉が堆積してワイパーの効果が妨げ られ、あるいはワイパーの下部がボルト孔により損傷して切粉がベアリングブロ ック内部に侵入しやすくなり、このため切粉が転動体と転がり案内面の間に侵入 してベアリンクブロックの摩擦抵抗が増大して破損するという問題があった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、ベアリングブロックを支持する案内レールの固定方式を改良して、 横方向荷重のモーメントに対する案内レールの剛性を増大した直動案内装置の提 供を目的とする。 また本考案は、レールの取り付け方式を改良して、レール上面の沈みによる取 り付け精度の低下を防止した直動案内装置の提供を目的とする。 また本考案は、ワイパーの効果が充分に発揮され、ベアリングブロック内部に 切粉が侵入するのを防止した直動案内装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、直線状の案内レール（２０）と、この案内レール（２０）上を往 復動するベアリングブロック（４０）とからなる直動案内装置であって、前記ベ アリングブロック（４０）が前記案内レール（２０）の転がり案内面（２２）上 を転動する多数の転動体（４４，４４’，４６，４６’）と当該転動体の循環路 （４３，４３’，４５，４５’）とを備え、前記案内レール（２０）がレール両 側部にボルト孔（２４）を備え、ボルト（５０）で固定されている本考案の直動 案内装置によって解決できる。

【０００６】

【実施例】

以下、図面に基づいて、本考案の実施例を説明する。 図１は、工作機械において、本考案の直動案内装置を用いたテーブルの案内機 構を示す。工作機械のベッド１０上には、多角形の断面形状を有する案内レール ２０が２本取り付けられている。２本の案内レール２０は、工作機械のテーブル ３０に取り付けられたベアリングブロック４０をそれぞれ載置して、紙面に垂直 な方向に案内する。

【０００７】 図２は、案内レール２０の断面とエンドプレートを外したベアリングブロック ４０の端面とを含む第１実施例の正面図を示す。 ベアリングブロック４０は、ブロック本体４２の内部両側面にそれぞれ転がり 案内機構を有する。これらの案内機構は、ブロック本体４２の中心線に対して左 右対称であるから図示右側のみを説明する。転がり案内機構は、ブロック本体４ ２およびその前後端面に取り付けられるエンドプレート（図示せず）により形成 した循環路４３および４５と、これらの循環路に封入された多数のローラ４４お よび４６を有している。循環路４３および４５の一部は、ブロック本体４２の内 側に向けて開口し、開口部においてはローラ４４、４６はリテーナ４８により保 持されている。第１実施例の循環路４３と４５の両軌道面は、ブロック本体４２ の内部で立体的に交差している。ブロック本体４２は、一部破断して示すように 、上部にボルト孔４９が設けられ、ボルト３２によって工作機械のテーブル３０ に取り付けられている。

【０００８】 ベアリングブロック４０は、これらの転がり案内機構を介して案内レール２０ に遊挿されている。案内レール２０は、図２の断面図に示すように、ほぼ逆Ｔ字 形の断面を有し、中心線に対して左右対称に転がり案内面２２が形成されている 。ベアリングブロック４０のローラ４４および４６は、案内レール２０の転がり 案内面２２に沿って円滑に転動する。案内レール２０は、両側部にボルト孔２４ が設けられ、ボルト５０によって工作機械のベッド１０に設けられたねじ孔１２ に固定されている。案内レール２０に形成されたボルト孔２４は、ボルト５０の 径に対して調整代を有している。このため案内レール２０は、ベッド１０に取り 付けられた位置決めねじ５２で、ベッド１０の反対側に形成された位置決め面１ ４に当接されることにより、正確な位置決めが可能になっている。

【０００９】 図４および図５は、案内レール２０の断面詳細および変形例を示す。案内レー ル２０の上面の両側縁部５４は、油受け溝２６の外側の線に対して適当な距離ｄ だけ外側に張り出している。案内レール２０の上面は傾斜をつけて切削水および 切粉の側方への排出をよくすることもできる。また図４左側半分に示すように案 内レール２０の上面に別体のライナー２５をレール両端でピン２５ａにより取り 付けることも可能である。同様にライナー２５の上面も図示のように傾斜をつけ てもよい。 さらに図５に示すように、案内レール２０の両側縁部５４の断面は、下面側に 切欠き５４ａを形成して切削水の落下の際の水切れをよくすることも可能である 。油受け溝２６は、案内レール２０に直接設けてもよく、また図４の左側に示す ように長手方向に沿ってプレート２７を取り付けた構造の案内溝２６としてもよ い。油排出溝２９の断面両側には帯状ゴムなどのシール２９ａを設けてある。

【００１０】 上記のように構成された本発明の直動案内装置の作用を説明する。本発明の案 内レール２０は、上面の両側縁部５４が転がり案内面２２及びその下部の油受け 溝２６より外方に張り出しているから、加工領域における切削水および切粉は案 内レール２０上面から両側縁部５４に流れ、油受け溝２６の外側に落下する。こ の切削水は案内レール２０の端部に設けられた回収タンク（図示せず）に回収さ れ、案内面２２の潤滑油が混合することはない。この場合、図４のライナー２５ のように上面に傾斜を設けると、さらに案内レール２０上面の切削水および切粉 の外方への排出が良好に行われる。 また図５の側縁部５４のように、下面に水切り用の切欠き２４ａが設けられた 場合は、切削水が側縁部５４の下面に回り込んで転がり案内面２２へ伝わるのが 防止され、切削水と潤滑油の分離が一層効果的に行われる。

【００１１】 一方案内レール２０の転がり案内面２２に対して施された潤滑油は、案内面に 沿って案内レール２０の下部の油受け溝２６に落下し、適所に設けられた油排出 孔２８から案内レール下面の油排出溝２９に集められ、案内レール２０の端部に 設けられた潤滑油回収タンク（図示せず）に回収される。この回収された潤滑油 には切削水は混合していないので、従来のように切削水によって潤滑油回収タン クがすぐにオーバーフローするようなことは防止される。また、案内レールの転 がり案内面の潤滑油は油受け溝に沿って流れ、油排出孔、油排出溝を通って潤滑 油回収タンクに集められる。したがって案内レール上面の切粉が転がり案内面に 侵入してローラとの間に噛み込むのが防止され、また切削水による潤滑油被膜の 乳化による潤滑能力の低下が防止される効果がある。さらに、切削水と潤滑油の 混合が防止され、したがってバクテリアによる腐敗のため切削水が酸性になるの が防止され、直動案内装置の防錆に効果がある。

【００１２】 本考案の直動案内装置は上記のように構成されているから、案内レール２０を 例えば工作機械のベッド１０に取り付けるときは、案内レール２０の両側のボル ト孔２４とベッドのねじ孔１２を一致させ、ボルト５０によって取り付けること ができる。この場合、位置決め面１４と位置決めねじ５２によって精度の高い位 置決めが可能である。また、油排出溝２９を設けたため、締付け面２１の精度管 理が容易であるから、ボルト５０による案内レール２０の取付け精度が向上する 。 次に、工作機械のテーブル３０の下面に取り付けられた各ベアリングブロック ４０の転がり案内機構を案内レール２０の転がり案内面２２にはめ込み、ベアリ ングブロック４０の両端面のエンドプレート（図示せず）を取り付けることによ って、ローラ４４および４６が循環路４３および４５内にそれぞれ安定して保持 される。

【００１３】 このように構成された本考案の案内レールの横方向荷重に対する剛性を、従来 の中心線上で固定した案内レールの場合と比較する。図３において、図示左側は 従来の直動案内装置の案内レール、図示右側はこの考案による直動案内装置の案 内レールの各断面図である。各案内レールの主要な寸法および荷重をそれぞれ図 示のように想定すると、横荷重Ｆが上下の転動体の中間の高さＢで案内レールに 作用するものとして、従来および本考案の案内レールの固定ボルトにかかる力は 次のようになる。 従来の案内レールの固定ボルトに加わる力： Ｑ１＝Ｆ・Ｂ／（Ａ／２） 本考案の案内レールの固定ボルトに加わる力： Ｑ２＝Ｆ・Ｂ／Ｃ したがって、 Ｑ２／Ｑ１＝Ａ／２Ｃ 例えば、Ｃ＝１．５Ａとすると、 Ｑ２／Ｑ１＝１／３ すなわち本考案のように、案内レールの両側部に固定ボルトを設けた場合、固 定ボルトに加わる力は、従来の中心線上一列の固定ボルトに加わる力の約１／３ となる。したがって、従来および本考案の各直動案内装置に同一の横荷重が作用 した場合、本考案の案内装置は約３倍の剛性を有することになる。

【００１４】 なお第１実施例のローラの配置の場合、横荷重の作用線のベッド面からの高さ が従来のボールの場合に比べて低くなり、したがって横荷重モーメントＦ・Ｂも 従来より小さくなるので、同一横荷重に対する案内レールの剛性は、この点から も従来より有利となる。

【００１５】 図６は図２と同様に、この考案の第２実施例を示す。この直動案内装置は、ベ アリングブロック４０におけるローラの循環路および案内レールにおける転がり 案内面の各配列が、第１実施例の場合と異なる。案内レール２０の転がり案内面 ２２’は、図示のように案内レール２０の両側に対称に設けられている。ローラ 循環路４３’および４５’は、ブロック本体４２の内部において、その両軌道面 が第１実施例のように交差しない配置となっている。リテーナ４８’は、ローラ ４４’および４６’に対して設けられている。第２実施例においてローラ循環路 ４３’および４５’の両軌道面を交差しない配置としたことにより、ブロック本 体４２における循環路の構造が簡単になり、第１実施例の場合よりコスト面で有 利となる。その他の効果は第１実施例と同様である。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の直動案内装置は、案内レールの両側部に取付用ボ ルト孔を設け、２列の固定ボルトで工作機械のベッド等に固定したことにより、 横方向荷重のモーメントに対する案内レールの剛性が大幅に増し、したがって、 工作機械の加工精度が向上する。また、案内レール上面のボルト孔をなくしたこ とにより、レールをボルトで締め付けた際のレール上面の沈みがなくなるので、 案内レールの取り付け精度が向上する。さらにまた、案内レール上面のボルト孔 がなくなったので、ワイパーの効果が充分に発揮され、ベアリングブロック内部 への切粉の侵入が防止される。

【提出日】平成５年１２月１４日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、工作機械、産業用ロボット等の直線往復運動機構に使用される直 動案内装置に関し、特に工作機械のテーブル送り装置に適した直動案内装置の改 良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

直動案内装置は、直線状の案内レールと、この案内レール上を往復動するベア リングブロックとを備え、ベアリングブロックに設けた循環路に多数の転動体を 挿入して循環させるものである。案内レールを工作機械のベッド等に固定する手 段は、例えば特開昭６０−１３９９１２号公報に示されるように、案内レールの 中心線に沿って適宜ボルト孔を設け、ボルトでベッドに固定する方式が一般的で ある。

【０００３】 このような案内レールの固定方式の場合、固定ボルトが一列に配置されている ため、案内レールに対する横方向荷重のモーメントに比較的弱いという問題があ った。また、案内レールを固定ボルトで締め付けた際に、レール上面が沈んで取 り付け精度が低下するという問題があった。さらにまた、ベアリングブロックの 両端面には案内レール上の切粉が入らないようにワイパーが取り付けられている が、案内レール上面に位置するボルト孔に切粉が堆積してワイパーの効果が妨げ られ、あるいはワイパーの下部がボルト孔により損傷して切粉がベアリングブロ ック内部に侵入しやすくなり、このため切粉が転動体と転がり案内面の間に侵入 し、ベアリンクブロックの摩擦抵抗が増大して破損するという問題があった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、ベアリングブロックを支持する案内レールの固定方式を改良して、 横方向荷重のモーメントに対する案内レールの剛性を増大した直動案内装置の提 供を目的とする。 また本考案は、レールの取り付け方式を改良して、レール上面の沈みによる取 り付け精度の低下を防止した直動案内装置の提供を目的とする。 また本考案は、ワイパーの効果が充分に発揮され、ベアリングブロック内部に 切粉が侵入するのを防止した直動案内装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、直線状の案内レール（２０）と、この案内レール（２０）上を往 復動するベアリングブロック（４０）とからなる直動案内装置であって、前記ベ アリングブロック（４０）が前記案内レール（２０）の転がり案内面（２２）上 を転動する多数の転動体（４４，４４’，４６，４６’）と当該転動体の循環路 （４３，４３’，４５，４５’）とを備え、前記案内レール（２０）がレール両 側部にボルト孔（２４）を備え、ボルト（５０）で固定されている本考案の直動 案内装置によって解決できる。

【０００６】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。 図１は、工作機械において、本考案の直動案内装置を用いたテーブルの案内機 構を示す。工作機械のベッド１０上には、多角形の断面形状を有する案内レール ２０が２本取り付けられている。２本の案内レール２０は、工作機械のテーブル ３０に取り付けられたベアリングブロック４０をそれぞれ載置して、紙面に垂直 な方向に案内する。

【０００７】 図２は、案内レール２０の断面とエンドブレートを外したベアリングブロック ４０の端面とを含む第１実施例の正面図を示す。 ベアリングブロック４０は、ブロック本体４２の内部両側面にそれぞれ転がり 案内機構を有する。これらの案内機構は、ブロック本体４２の中心線に対して左 右対称であるから図示右側のみを説明する。転がり案内機構は、ブロック本体４ ２およびその前後端面に取り付けられるエンドプレート（図示せず）により形成 した循環路４３および４５と、これらの循環路に封入された多数のローラ４４お よび４６を有している。循環路４３および４５の一部は、ブロック本体４２の内 側に向けて開口し、開口部においてはローラ４４、４６はリテーナ４８により保 持されている。第１実施例の循環路４３と４５の両軌道面は、ブロック本体４２ の内部で立体的に交差している。ブロック本体４２は、一部破断して示すように 、上部にボルト孔４９が設けられ、ボルト３２によって工作機械のテーブル３０ に取り付けられている。

【０００８】 ベアリングブロック４０は、これらの転がり案内機構を介して案内レール２０ に遊挿されている。案内レール２０は、図２の断面図に示すように、ほぼ逆Ｔ字 形の断面を有し、中心線に対して左右対称に転がり案内面２２が形成されている 。ベアリングブロック４０のローラ４４および４６は、案内レール２０の転がり 案内面２２に沿って円滑に転動する。案内レール２０は、両側部にボルト孔２４ が設けられ、ボルト５０によって工作機械のベッド１０に設けられたねじ孔１２ に固定されている。案内レール２０に形成されたボルト孔２４は、ボルト５０の 径に対して調整代を有している。このため案内レール２０は、ベッド１０に取り 付けられた位置決めねじ５２で、ベッド１０の反対側に形成された位置決め面１ ４に当接されることにより、正確な位置決めが可能になっている。

【０００９】 案内レール２０の下面は、ボルト５０による締付け面２６を除いて、中央部分 が長手方向の下面溝２８として肉抜きされている。このため平滑度を要求される 締付け面２６の面積を必要最小にすることができる。下面溝２８は転がり案内面 ２２の潤滑油の排出溝などに利用できる。

【００１０】 本考案の直動案内装置は上記のように構成されているから、案内レール２０を 例えば工作機械のベッド１０に取り付けるときは、案内レール２０の両側のボル ト孔２４とベッドのねじ孔１２を一致させ、ボルト５０によって取り付けること ができる。この場合、位置決め面１４と位置決めねじ５２によって精度の高い位 置決めが可能である。また、下面溝２８を設けたため、締付け面２６の精度管理 が容易であるから、ボルト５０による案内レール２０の取付け精度が向上する。 次に、工作機械のテーブル３０の下面に取り付けられた各ベアリングブロック ４０の転がり案内機構を案内レール２０の転がり案内面２２にはめ込み、ベアリ ングブロック４０の両端面のエンドプレート（図示しない）を取り付けることに よって、ローラ４４および４６が循環路４３および４５内にそれぞれ安定して保 持される。

【００１１】 このように構成された本考案の案内レールの横方向荷重に対する剛性を、従来 の中心線上で固定した案内レールの場合と比較する。図３において、図示左側は 従来の直動案内装置の案内レール、図示右側はこの考案による直動案内装置の案 内レールの各断面図である。各案内レールの主要な寸法および荷重をそれぞれ図 示のように想定すると、横荷重Ｆが上下の転動体の中間の高さＢで案内レールに 作用するものとして、従来および本考案の案内レールの固定ボルトにかかる力は 次のようになる。 従来の案内レールの固定ボルトに加わる力： Ｑ１＝Ｆ・Ｂ／（Ａ／２） 本考案の案内レールの固定ボルトに加わる力： Ｑ２＝Ｆ・Ｂ／Ｃ したがって、 Ｑ２／Ｑ１＝Ａ／２Ｃ 例えば、Ｃ＝１．５Ａとすると、 Ｑ２／Ｑ１＝１／３ すなわち本考案のように、案内レールの両側部に固定ボルトを設けた場合、固定 ボルトに加わる力は、従来の中心線上一列の固定ボルトに加わる力の約１／３と なる。したがって、従来および本考案の各直動案内装置に同一の横荷重が作用し た場合、本考案の案内装置はほぼ３倍の剛性を有することになる。

【００１２】 なお第１実施例のローラの配置の場合、横荷重の作用線のベッド面からの高さ が従来のボールの場合に比べて低くなり、したがって横荷重モーメントＦＢも従 来より小さくなるので、同一横荷重に対する案内レールの剛性は、この点からも 従来より有利となる。

【００１３】 図４は図２と同様に、この考案の第２実施例を示す。この直動案内装置は、ベ アリングブロック４０におけるローラの循環路および案内レールにおける転がり 案内面の各配列が、第１実施例の場合と異なる。案内レール２０の転がり案内面 ２２’は、図示のように案内レール２０の両側に対称に設けられている。ローラ 循環路４３’および４５’は、ブロック本体４２の内部において、その両軌道面 が第１実施例のように交差しない配置となっている。リテーナ４８’は、ローラ ４４’および４６’に対して設けられている。第２実施例においてローラ循環路 ４３’および４５’の両軌道面を交差しない配置としたことにより、ブロック本 体４２における循環路の構造が簡単になり、第１実施例の場合よりコスト面で有 利となる。その他の効果は第１実施例と同様である。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の直動案内装置は、案内レールの両側部に取付用ボ ルト孔を設け、２列の固定ボルトで工作機械のベッド等に固定したことにより、 横方向荷重のモーメントに対する案内レールの剛性が大幅に増し、したがって、 工作機械の加工精度が向上する。また、案内レール上面のボルト孔をなくしたこ とにより、レールをボルトで締め付けた際のレール上面の沈みがなくなるので、 案内レールの取り付け精度が向上する。さらにまた、案内レール上面のボルト孔 がなくなったので、ワイパーの効果が充分に発揮され、ベアリングブロック内部 への切粉の侵入が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の概要を示す正面図である。

【図２】第１実施例の一部断面を含む正面図である。

【図３】本考案と従来の各直動案内装置の横荷重に対す
る図４，図５剛性の比較説明図である。

【図６】第２実施例の一部断面を含む正面図である。

【符号の説明】

１０ ベッド ２０ 案内レール ２２ 転がり案内面 ２４ ボルト孔 ３０ テーブル ４０ ベアリングブロック ４２ ブロック本体 ４３，４３’，４５，４５’ 循環路 ４４，４４’，４６，４６’ ローラ ５０ ボルト

【手続補正書】

【提出日】平成５年１２月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の概要を示す正面図である。

【図２】第１実施例の一部断面を含む正面図である。

【図３】本考案と従来の各直動案内装置の横荷重に対す
る剛性の比較説明図である。

【図４】第２実施例の一部断面を含む正面図である。

【符号の説明】 １０ ベッド ２０ 案内レール ２２ 転がり案内面 ２４ ボルト孔 ３０ テーブル ４０ ベアリングブロック ４２ ブロック本体 ４３，４３’，４５，４５’ 循環路 ４４，４４’，４６，４６’ ローラ ５０ ボルト

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図２】

【図４】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状の案内レールと、この案内レール
   上を往復動するベアリングブロックとからなる直動案内
   装置であって、前記ベアリングブロックが前記案内レー
   ルの転がり案内面上を転動する多数の転動体と当該転動
   体の循環路とを備え、前記案内レールがレール両側部に
   ボルト孔で備え、固定されえている直動案内装置。
2. 【請求項２】 前記転動体がローラからなる、請求項１
   に記載の直動案内装置。