JPH07208465A - 直線案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】パイプ体のスライドブロックに対する取付精度
を向上させ、以てボールを円滑に循環させることが可能
な直線案内装置を提供する。 【構成】直線案内装置は、複数のボール転走溝１１が形
成された軌道レール１と、負荷ボール溝２３を有し、ス
ライドブロック２０と、負荷ボール溝２３の両端部間で
ボール３を循環させる複数のパイプ体３０と、パイプ体
３０が嵌合する凹溝４１を有し、スライドブロック２０
に固定されるパイプカバー４０とから構成される。パイ
プ体３０はスライドブロック２０に係合する位置決め部
３３を有し、上記パイプカバー４０はその凹溝４１がス
ライドブロック２０の移動方向と直交する面内において
自由度をもってパイプ体３０と嵌合するように形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種産業機械のスライ
ド部に使用される直線案内装置に係り、詳細には、摺動
台と軌道レールとの間に挟み込まれたボールを循環させ
ながら、摺動台が軌道レールに沿って無限ストロークの
直線運動を行う直線案内装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の直線案内装置としては特
公平３−５１９３０号等に示されるものが知られてい
る。具体的には、図１７に示すように、ベッド等の固定
部（図示せず）に配設される軌道レール１００と、この
軌道レール１００に沿って運動するスライドブロック１
０１と、このスライドブロック１０１の前後両端面に固
定される一対の蓋体１０２と、上記軌道レール１００の
ボール転走溝１０３とスライドブロック１０１の負荷ボ
ール溝１０４との間に挟み込まれて荷重を負荷しながら
転動する多数のボール１０５とから構成されている。上
記スライドブロック１０１には負荷ボール溝１０４と平
行なボール戻し孔１０６が形成される一方、上記蓋体１
０２には負荷ボール溝１０４とボール戻し孔１０６とを
連絡する円弧状のボール反転路１０７が形成され、ボー
ル１０５はこれらボール反転路１０７及びボール戻し孔
１０６を介して負荷ボール溝１０４の端部間を循環する
ようになっている。

【０００３】図１８及び図１９は上記蓋体１０２に形成
されたボール反転路１０７の詳細を示すものである。上
記ボール反転路１０７はボール１０５の直径よりも僅か
に大きな内径を有して蓋本体１０２ａに形成された断面
半円状の外側ボール案内面１０７ａと、上記蓋本体１０
２ａに嵌合するリターンピース１０２ｂに形成された断
面半円状の内側ボール案内面１０７ｂとが相対向して形
成されている。すなわち、ボール反転路１０７の断面は
円形であり且つその内径はボール１０５の直径よりも大
きく形成され、これによってボール１０５はボール反転
路１０７内を無負荷状態で転動する。また、上記外側ボ
ール案内面１０７ａの負荷ボール溝１０４側の端部には
舌片１０８が突出形成され、軌道レール１００のボール
転走溝１０３を転動してきたボール１０５を上記ボール
反転路１０７に掬い上げるようになっている。

【０００４】また、特開昭６２−４６０１５号公報等に
は上記ボール反転路及びボール戻し孔を連続するチュー
ブ体によって形成し、ボールをこのチューブ体の内部で
循環させる直線案内装置が開示されている。このチュー
ブ体の負荷ボール溝側の端部にはやはり舌片が突出形成
され、軌道レールのボール転走溝を転動してきたボール
をチューブ体に掬い上げるようになっている。また、上
記チューブ体は直接スライドブロックに固定されるので
はなく、スライドブロックに対して位置決め固定される
取付カバーに嵌合している

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の直線
案内装置では軌道レールとスライドブロックとの間に複
数のボール列が挟み込まれており、前者の直線案内装置
（特公平３−５１９３０号等）では上記蓋体に複数のボ
ール反転路が形成されるため、この蓋体の成形性が悪い
場合は全てのボール反転路が対応するボール戻し孔及び
負荷ボール溝と正しく連結されず、ボールの循環が妨げ
られるという問題点があった。

【０００６】また、蓋体の成形性が悪い場合には、ボー
ル反転路の端部に形成された舌片も正しく負荷ボール溝
と対応しないので、この点においてもボールの循環が妨
げられる他、負荷ボール溝を転走してきたボールが舌片
と衝突して騒音を発生するという問題点もあった。

【０００７】一方、後者の直線案内装置（特開昭６２−
４６０１５号公報等）はボール反転路及びボール戻し孔
を連続するチューブ体で形成しているので、蓋体を用い
る前者の直線案内装置に比較してボールの循環は多少良
好なものとなる。しかし、取付カバーを介してチューブ
体をスライダに固定しているため、取付カバーの成形性
が悪いとチューブ体と負荷ボール溝とが正しく連結され
ず、やはりボールの循環が妨げられるという問題点を抱
えていた。このような問題点を解消するためには、個々
のチューブ体をスライドブロックに対して正しく位置決
めしてやればよいのだか、最終的にチューブ体を覆う取
付カバーの成形性が悪いと、取付カバーが位置決めされ
たチューブ体を変位させてしまうので、せっかくのチュ
ーブ体の位置決めが台無しになり、やはり前記問題点を
解消することはできなかった。

【０００８】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、チューブ体のス
ライドブロックに対する取付精度を向上させ、以てボー
ルを円滑に循環させることが可能な直線案内装置を提供
することにある。

【０００９】

【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、長手方向に沿って複数の
ボール転走溝が形成された軌道レールと、上記ボール転
走溝と相俟ってボールを挟み込む負荷ボール溝を有し、
軌道レールに沿って運動するスライドブロックと、上記
負荷ボール溝の両端部間で上記ボールを循環させる複数
のパイプ体と、これらパイプ体が嵌合する凹溝を有し、
パイプ体を覆うようにして上記スライドブロックに固定
されるパイプカバーとから構成される直線案内装置にお
いて、上記パイプ体はスライドブロックに係合する位置
決め部を有する一方、上記パイプカバーはその凹溝がス
ライドブロックの移動方向と直交する面内において自由
度をもってパイプ体と嵌合するように形成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】このような技術的手段において、上記パイ
プカバーの凹溝がスライドブロックの移動方向と直交す
る面内において自由度をもってパイプ体と嵌合すると
は、スライドブロックに対して位置決めされたパイプ体
の取付位置とパイプカバーの凹溝の形成位置との間に若
干の誤差が生じた場合であっても、パイプ体をスライド
ブロックの移動方向と直交する面内において変位させる
ことなく、パイプカバーの凹溝が上記誤差を吸収してパ
イプ体と嵌合する意である。これにより、スライドブロ
ックに対するパイプ体の位置決め状態はパイプカバーを
取り付けた後であっても維持される。

【００１１】上記パイプカバーの凹溝とパイプ体とを自
由度をもって嵌合させる具体的な構成としては、請求項
２に示すようにパイプカバーを変形し易い軟質ゴム材料
で形成し、パイプカバーの変形によってパイプ体の取付
位置とパイプカバーの凹溝の形成位置との誤差を吸収す
る構成が考えられる。また、このようにパイプカバーを
軟質ゴム材料で形成するのであれば、請求項３に示すよ
うに、軌道レールとスライドブロックとの隙間を密封す
るシールをパイプカバーと一体に成形するのが好まし
い。従来、この種のシールは別部品として製造され、蓋
体あるいはチューブ体の取付カバーと一緒にスライドブ
ロックに固定されていたので、製造、管理及び組立てが
面倒であったが、この請求項３に係る提案によれば、こ
れら問題点を排除することができる。

【００１２】また、上記パイプカバーの凹溝とパイプ体
とを自由度をもって嵌合させるその他の構成としては、
請求項４に示すようにパイプカバーの凹溝を若干大きめ
に形成し、上記凹溝と上記パイプ体とを遊嵌させるよう
にしても良い。但し、この場合はパイプ体が上記凹溝内
で変位するのを防止するため、上記凹溝とパイプ体との
間に形成される空隙には流動体を注入し凝固させること
が必要である。

【００１３】

【作用】本発明によれば、既にスライドブロックに対し
て位置決めされているパイプ体の取付位置とパイプカバ
ーの凹溝の形成位置との間に若干の誤差が生じている場
合であっても、上記パイプカバーの凹溝がスライドブロ
ックの移動方向と直交する面内において自由度をもって
パイプ体と嵌合するので、パイプカバーの固定によって
スライドブロックに対するパイプ体の位置決め状態が壊
されることがなく、スライドブロックの負荷ボール溝と
パイプ体のボール反転路とが正確に連通連結される。

【００１４】

【実施例】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２は本発明の第一実
施例を示すものである。これら図において符号１は軌道
レールであり、その両側面及び上面には長手方向に沿っ
て計４条のボール転走溝１１が形成されると共に、適宜
間隔をおいて固定ボルトの取付孔１２が設けられてい
る。また、符号２はチャネル状に形成されて上記軌道レ
ール１に跨設された摺動台であり、その上面には可動体
（図示せず）の取付面２１が形成されると共に、可動体
取付ボルト（図示せず）の螺合するボルト孔２２が設け
られている。

【００１５】図３乃至図５に断面図を示すように、上記
摺動台２は、負荷ボール溝２３及びボール戻し孔２４が
形成されたスライドブロック２０と、このスライドブロ
ックの移動方向両端において円弧状のボール反転路を形
成するパイプ体３０と、このパイプ体３０を覆うように
して上記スライドブロック２０に固定されるパイプカバ
ー４０とから構成されている。

【００１６】上記スライドブロック２０に形成された負
荷ボール溝２３は軌道レール１に形成された各ボール転
走溝１１に対向して形成されており、これら負荷ボール
溝２３とボール転走溝１１との間には多数のボール３が
挟み込まれている。この実施例において各ボール転走溝
１１を転走するボール３の接触角は、軌道レール１の両
側面を転走するボール３の接触角がスラスト方向に対し
て３０°をなしており、軌道レール１の上面を転走する
ボール３の接触角はラジアル方向と合致している。

【００１７】また、上記ボール戻し孔２４は各負荷ボー
ル溝２３に対応してこれらと平行に穿設され、スライド
ブロック２０の移動方向両端面に開口している。そし
て、このボール戻し孔２４の両端開口は一対のパイプ体
３０を介して負荷ボール溝２３の両端と連通連結されて
おり、図３に示すようなボール３の無限循環路が形成さ
れている。

【００１８】上記パイプ体３０は図６に示す半割パイプ
３１及びこれと鏡像関係にある半割パイプ３１を組み合
わせて形成されており、各半割パイプ３１には断面略半
円形状のボール反転路３２が円弧状に形成されている。
また、この半割パイプ３１には位置決め用のボス（位置
決め部）３３が突設されており、上記ボール戻し孔２４
の開口部の周囲に形成されたボス孔２５にこの位置決め
用ボス３３が嵌合するように構成されている（図３参
照）。

【００１９】更に、図７に示すように、上記パイプカバ
ー４０は概ねスライドブロック２０の移動方向の断面形
状と合致しており、スライドブロック２０の端面と接す
る内面側には上記パイプ体３０が嵌まり込む凹部４１が
スライドブロック２０側の各の負荷ボール溝２３に対応
して形成されている。尚、同図において符号４４はスラ
イドブロック２０に螺合する結合ボルト４３の貫通孔で
ある。

【００２０】このパイプカバー４０は硬質ゴムあるいは
エンジニアリングプラスチック等の材質で形成されてお
り、スライドブロック２０の端面に取り付けられて四つ
のパイプ体３０を同時に覆った際に、一のパイプ体３０
のスライドブロック２０に対する取付誤差が他のパイプ
体３０に伝播してその位置決めに悪影響を及ぼすのを防
止している。また、図１乃至図３あるいは図１０に示す
ように、このパイプカバー４０の外面側には軌道レール
１と密着するシール部４２が突出形成されており、摺動
台２の内部に塵芥が進入するのを防止している。

【００２１】そして、以上のように構成された上記摺動
台２は、図８に示すように、互いに対向する一対の半割
パイプ３１，３１を組み合わせてパイプ体３０を構成し
た後に、その位置決め用ボス３３をスライドブロック２
０のボス孔２５に嵌合させてパイプ体３０をスライドブ
ロック２０に取付け、最後にパイプカバー４０を上記パ
イプ体３０の上から結合ボルト４３によってスライドブ
ロック２０に固定して組み立てられる。これにより、ス
ライドブロック２０の負荷ボール溝２３とボール戻し孔
２４との端部間がボール反転路３２で連結され、摺動台
２にボール３の無限循環路が形成される。

【００２２】図９は半割パイプ３１，３１を組み合わせ
て構成した上記パイプ体３０の内部におけるボール３の
転動状態を示すものである。ボール３が転動するボール
反転路３２は、ボール３が描く円弧の外側に位置する外
側ボール案内面３２ａと、内側に位置する内側ボール案
内面３２ｂとから形成されている。図１０に示すよう
に、ボール３は外側ボール案内面３２ａに対して二点で
接触する一方、内側ボール案内面３２ｂに対しては一点
で接触しており、互いに異なる３方向から支持されるこ
とによって、ふらつくことなく上記ボール反転路３２内
に位置決めされている。従って、ボール３は図９に一点
鎖線で示すような一定の円弧状軌跡を描いてボール反転
路３２を転動する。尚、この実施例では外側ボール案内
面３２ａに対するボール３の接触角を３０°に設定し
た。

【００２３】また、パイプ体３０の外側ボール案内面３
２ａは負荷ボール溝２３側の入口において上記軌道レー
ル１のボール転走溝１１と平行に切り欠かれており、図
１１に示すような半楕円形状のボール掬い部３４が形成
されている。これにより、負荷ボール溝２３を転動して
きたボール３は、その球面の両側を下方から徐々に掬い
上げられるようにしてからボール反転路３２へ進入す
る。このとき、上記外側ボール案内面３２ａに対するボ
ールの接触軌跡が１８０°の円弧状に形成されたボール
反転路３２の全域において連続するようにボール掬い部
３４を形成すれば、ボール３は上記ボール掬い部３４の
有無に拘わらず図９に一点鎖線で示す円弧状軌跡を描く
ので、負荷ボール溝２３を転動するボール３の軌跡とボ
ール反転路３２を転動するボール３の軌跡とが滑らかに
連続する。

【００２４】従って、負荷ボール溝２３を転動してきた
ボール３がパイプ体３０に形成されたボール掬い部３４
に衝突することがなく、またボール反転路３２から負荷
ボール溝２３に進入するボール３が軌道レール１のボー
ル転走溝１１と衝突することがない。

【００２５】尚、この第一実施例では互いに対称な形状
を有する一対の半割パイプ３１，３１を組み合わせてパ
イプ体３０を形成したが、図１２及び図１３に示すよう
に、外側ボール案内面３２ａが形成された外側ピース３
５と、内側ボール案内面３２ｂが形成された内側ピース
３６とを組み合わせてパイプ体３０を形成するようにし
ても良い。このようにパイプ体３０を円周方向に沿って
分割すると、外側ボール案内面３２ａの端部に位置する
ボール掬い部３４を精度良く形成することができる。

【００２６】次に、本発明の第二実施例について説明す
る。図１４は第二実施例に係る直線案内装置の特徴を示
す断面図であり、図３に示す第一実施例の断面図と対応
している。同図において、符号５は軌道レール、符号６
は摺動台であり、この摺動台６は、負荷ボール溝６１が
形成されたスライドブロック６０と、ボール反転路７２
及びボール戻し孔７３が一体に形成されたパイプ体７０
と、このパイプ体７０をスライドブロック６０に固定す
るパイプカバー８０とから構成されている。上記軌道レ
ール５及びパイプカバー４０は第一実施例で説明した軌
道レール１及びパイプカバー４０と同一なので、ここで
はその説明を省略する。尚、この第二実施例に係る直線
案内装置の外観は図１及び図２に示す第一実施例のもの
と同一である。

【００２７】上記パイプ体７０は直線状のボール戻し孔
７３の両端に円弧状のボール反転路７２を備えたもので
あり、略Ｊ字状に形成された四つの半割パイプから組み
立てられている。図１５に示すように、上記半割パイプ
には直線部の長さが互いに異なる大小二種類の半割パイ
プ７１ａ，７１ｂがあり、パイプ体７０はこれら半割パ
イプ７１ａ，７１ｂをスライドブロック６０に貫通形成
されたパイプ体取付孔６２の両端から挿入して組み立て
られる。

【００２８】摺動台６の組立てに当たっては、図１６に
示すように、直線部の長さの互いに異なる半割パイプ７
１ａ，７１ｂが組み合わされてスライドブロック６０の
パイプ体取付孔６２の両端に嵌合され、パイプ体７０を
覆うパイプカバー８０が結合ボルト８１によってスライ
ドブロック６０の端面に取付られる。

【００２９】このように直線部の長さが互いに異なる半
割パイプを組み合わせてパイプ体を構成することによ
り、ボール戻し孔の長手方向に関する半割パイプの継ぎ
目はボール転動方向の左右に関して異なる位置に生じる
ので、ボールが半割パイプの継ぎ目を乗り越える際の衝
撃が小さくなり、結果としてボールの循環を円滑に行う
ことができる。

【００３０】また、この実施例において、パイプ体７０
に形成されたボール反転路７２及びボール戻し孔７３の
内径形状は第一実施例に示したボール反転路３２の内径
形状、すなわち図１０に示したものと同一である。更
に、ボール反転路７２の負荷ボール溝６１側の入口に形
成されるボール掬い部７４の形状も第一実施例に示した
ボール掬い部３４の形状、すなわち図１１に示したもの
と同一である。

【００３１】このため、本実施例ではボール３の転動状
態がボール反転路６２とボール戻し孔６３とで同一とな
り、これら通路におけるボール３の軌跡が滑らかに連続
したものとなる他、既に第一実施例で説明したように負
荷ボール溝６１を転動するボール３の軌跡とボール反転
路３２を転動するボール３の軌跡とが滑らかに連続する
ようになる。

【００３２】その結果、本実施例ではボールの円滑な循
環を達成できると共に、摺動台の走行中における騒音の
低減化を図ることができるものである。

【００３３】

【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、上記パイプ体がスライドブロックに
対して位置決めされる一方、上記パイプカバーの凹溝が
スライドブロックの移動方向と直交する面内において自
由度をもってパイプ体と嵌合するので、パイプカバーの
固定によってスライドブロックに対するパイプ体の位置
決め状態が壊されることがなく、パイプ体のスライドブ
ロックに対する取付精度が向上してボールを円滑に循環
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の直線案内装置の第一実施例を示す斜
視図である。

【図２】 第一実施例に係る直線案内装置の正面図であ
る。

【図３】 第一実施例に係る直線案内装置の側面図であ
り、摺動台については図２のＩＩＩ−ＩＩＩ戦断面図で
ある。

【図４】 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】 図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】 第一実施例に係る半割パイプを示す正面図、
側面図及び断面図である。

【図７】 第一実施例に係るパイプカバーを示す斜視図
である。

【図８】 第一実施例に係る摺動台の分解斜視図であ
る。

【図９】 第一実施例に係る摺動台におけるボールの循
環状態を示す要部断面図である。

【図１０】 図９のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】 第一実施例に係るパイプ体のボール掬い部
を示す図である。

【図１２】 第一実施例に係るパイプ体の変形例を示す
分解斜視図である。

【図１３】 第一実施例に係るパイプ体の変形例を示す
斜視図である。

【図１４】 本発明の直線案内装置の第二実施例を示す
側面図であり、摺動台は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応
した断面図である。

【図１５】 第二実施例に係る半割パイプを示す側面図
である。

【図１６】 第二実施例に係る摺動台の分解斜視図であ
る。

【図１７】 従来の直線案内装置を示す斜視図である
（一部切り欠き図）。

【図１８】 従来の直線案内装置の蓋体を示す断面図で
ある。

【図１９】 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。

【符号の説明】

１…軌道レール、３…ボール、１１…ボール転走溝、２
０…スライドブロック、２３…負荷ボール溝、２５…ボ
ス孔、３０…パイプ体、３２…ボール反転路、３３…位
置決め用ボス（位置決め部）、４０…パイプカバー、４
２…シール部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に沿って複数のボール転走溝が
   形成された軌道レールと、上記ボール転走溝と相俟って
   ボールを挟み込む負荷ボール溝を有し、軌道レールに沿
   って運動するスライドブロックと、上記負荷ボール溝の
   両端部間で上記ボールを循環させる複数のパイプ体と、
   これらパイプ体が嵌合する凹溝を有し、パイプ体を覆う
   ようにして上記スライドブロックに固定されるパイプカ
   バーとから構成される直線案内装置において、 上記パイプ体はスライドブロックに係合する位置決め部
   を有する一方、上記パイプカバーはその凹溝がスライド
   ブロックの移動方向と直交する面内において自由度をも
   ってパイプ体と嵌合するように形成されていることを特
   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、
   上記パイプカバーが軟質ゴム材料で形成されていること
   を特徴とする直線案内装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の直線案内装置において、
   上記パイプカバーには軌道レールとスライドブロックと
   の隙間を密封するシール部が一体に形成されていること
   を特徴とする直線案内装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の直線案内装置において、
   上記パイプカバーの凹溝は上記パイプ体が遊嵌するよう
   に若干大きめに形成され、上記凹溝とパイプ体との間に
   形成される空隙には流動体を注入し凝固させることを特
   徴とする直線案内装置。