(57)【要約】【課題】接触角や転動体の直径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる直動案内装置を提供する。【解決手段】直動案内装置１は、軸方向に延びるレール側転動体転動面１１〜１４を有する案内レール１０と、レール側転動体転動面１１〜１４に対向するスライダ側転動体転動面２２〜２５を有するスライダ２１と、レール側転動体転動面１１〜１４とスライダ側転動体転動面２２〜２５との間に転動自在に配設された転動体３０とを備える。レール側転動体転動面１１〜１４は、軸方向に直交する方向に対して所定の角度をなして対向する上下２対の面からなる。転動体３０は、レール側転動体転動面１１〜１４の幅以下の複数の長さの転動体３１，３２からなる。転動体３１，３２は、上下又は左右のレール側転動体転動面１１〜１４において長さが異なる転動体３０同士となるように設置される。【選択図】図１
2010014261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるレール側転動体転動面を複数有する案内レールと、
前記レール側転動体転動面に対向するスライダ側転動体転動面を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するスライダと、
前記レール側転動体転動面と前記スライダ側転動体転動面との間に転動自在に配設された転動体とを備えてなる直動案内装置であって、
前記転動体が、前記転動体転動面の幅以下の複数の長さの転動体からなり、前記転動体転動面に設置される転動体の長さが上下、又は左右の前記転動体転動面で異なることを特徴とする直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復直線運動する物体をその移動方向に案内する直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の直動案内装置（ローラリニアガイド装置）として、例えば、図５及び図６に示すものが知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
図５は、特許文献１に記載されたローラリニアガイド装置を示す部分的な横断面図である。
図５に示すローラリニアガイド装置１００は、案内レール１１１と、この案内レール１１１に多数の棒状ころ１１７及び転動体（ころ）１２１を介して移動自在に設けられるスライダ１１４とを備えている。
【０００３】
案内レール１１１は、軸方向に延びる第１の転動体転動面１１１ａを上面に有し、かつ断面Ｖ字状をなす第２の転動体転動面１１２を両側面１１１ｂ，１１１ｂに有する。また、案内レール１１１は、側面１１１ｂに開口し、ボルト１２５の頭部１２５ａが収容される凹部１２６と側面１１１ｂに開口し、凹部１２６から底面１１１ｃに及んでボルト１２５の胴部１２５ｂが挿通される切欠部１２７とを有する。
スライダ１１４は、案内レール１１１に遊嵌され、案内レール１１１の第１の転動体転動面１１１ａに対向する平坦な上側転動体転動面１１６と案内レール１１１の第２の転動体転動面１１２に対向する下側転動体転動面１１９とを備えている。
【０００４】
棒状ころ１１７は、スライダ１１４の上側転動体転動面１１６と案内レール１１１の第１の転動体転動面１１１ａとに転動自在に嵌合し、案内レール１１１の第１の転動体転動面１１１ａの幅寸法に近い長さを有する。
転動体１２１は、スライダ１１４の下側転動体転動面１１９と案内レール１１１の第２の転動体転動面１１２とに転動自在に嵌合する。
【０００５】
上記構成のように、ローラリニアガイド装置１００は、案内レール１１１の側部にボルト１２５が収納される凹部１２６及び切欠部１２７を設けたため、案内レール１１１の上面に、ベッド１２８に取り付けるためのボルト穴を設ける必要がない。そして、案内レール１１１の上面の平坦な面の全面を長さの長い棒状ころ１１７の転動面とした。したがって、コンパクトな構造で負荷容量（定格荷重）の大きなローラリニアガイド装置１００を得ることができる。
【０００６】
また、図６は、特許文献２に記載されたローラリニアガイド装置２００を示す部分的な横断面図である。
図６に示すローラリニアガイド装置２００も、案内レール２０１と、この案内レール２０１に多数の転動体（ローラ）Ｒを介して移動自在に設けられるスライダ２０３とを備えている。
【０００７】
案内レール２０１は、上部の幅方向の張り出し部のコーナーに接触角が４５°となる軌道面２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｅ，２０１ｆを有して軸方向に延長されている。
案内レール２０１の上面には、更に上面からの大荷重を支える２列の軌道面２０１ａ，２０１ｄが設けられている。この軌道面２０１ａ，２０１ｄにローラＲを配してスライダ２０３の上方荷重を支持している。
【０００８】
スライダ２０３は、軌道面２０１ａ〜２０１ｆを転動面とするローラＲの転動を介して軸方向に移動可能に案内レール２０１上に跨架されている。
上記構成により、ローラリニアガイド装置２００では、スライダ２０３に負荷される荷重のうち、特に上方からの荷重は案内レール２０１の肩部の軌道面の他に案内レール２０１の上面の軌道面でも支承される。したがって、ローラＲの軌道面に圧痕がついたり、短時間で疲労破壊されることが少なくなるという効果が得られる。
【特許文献１】実開平３−７５２５号公報
【特許文献２】実開平３−５１２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されたローラリニアガイド装置は、異なる幅寸法の転動体を複数種類組み込み、各転動体の幅寸法に合わせて転動溝を設けているため、任意の荷重方向に応じた負荷容量を適宜設定できない。そのため、作用する負荷荷重の大きさや方向に応じた、転動溝の配置や転動体の寸法を、別途設計製作する必要があり、効率が悪く、生産コストが増大するという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載されたローラリニアガイド装置は、圧縮方向からの負荷容量を大きくするために荷重を受ける方向に転動溝を新たに設けているため、生産コストが増大するという問題がある。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、接触角や転動体直径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、接触角や転動体の径に応じた転動面の形状を変化させなくても、転動体の長さを変えることで任意の荷重方向に対して必要な負荷容量を適宜設定することができることを知見した。
本発明は、本発明者による前記知見に基づくものであり、上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る直動案内装置は、軸方向に延びるレール側転動体転動面を複数有する案内レールと、
前記レール側転動体転動面に対向するスライダ側転動体転動面を有し、前記案内レールに対して軸方向に相対移動するスライダと、
前記レール側転動体転動面と前記スライダ側転動体転動面との間に転動自在に配設された転動体とを備えてなる直動案内装置であって、
前記転動体が、前記転動体転動面の幅以下の複数の長さの転動体からなり、前記転動体転動面に設置される転動体の長さが上下、又は左右の前記転動体転動面で異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に係る直動案内装置では、本発明のスライダを２ケ連結して使用し、圧縮荷重を受ける側のスライダでは、下側の転動体転動面に設置される転動体の長さを、上側の転動体転動面に設置される転動体の長さよりも大きくすることで圧縮方向の負荷容量を大きくし、引張荷重を受ける側のスライダでは、上側の転動体転動面に設置される転動体の長さを、下側の転動体転動面に設置される転動体の長さより大きくすることで、引張方向の負荷容量を大きくし、両スライダ間の取付スパンを大きくすることなく、ピッチングモーメントに対する負荷を有利に受けることができる。また、本発明の請求項１に係る直動案内装置では、本発明のスライダを２ケ連結して使用し、左側からの荷重を受けるスライダでは、左側の転動体転動面に設置される転動体の長さを、右側の転動体転動面に設置される転動体の長さよりも大きくすることで左側方向への負荷容量を大きくし、右側からの荷重を受けるスライダでは、右側の転動体転動面に設置される転動体の長さを、左側の転動体転動面に設置される転動体の長さより大きくすることで、右側方向への負荷容量を大きくし、両スライダ間の取付スパンを大きくすることなく、ヨーイングモーメントに対する負荷を有利に受けることができる。すなわち、所定の方向における負荷容量を増大させることができる。
したがって、接触角や転動体直径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる直動案内装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る直動案内装置の第１の実施形態における構成を示す断面図である。
図１に示すように、直動案内装置１は、案内レール１０と、案内レール１０に対して長手方向（軸方向）に相対移動するスライダ２０と、案内レール１０とスライダ２０との間で転動自在に配設された複数の転動体３０とを備える。なお、図示はしないが、直動案内装置１には、各円筒ころ３０相互の間隔を確保する複数のセパレータ、及び各セパレータ及び各円筒ころ３０をスライダ２０に保持する保持器を備えている。
【００１４】
案内レール１０は、合金鋼などの金属材料からなり、長手方向に直線状に延びるように形成されている。案内レール１０は、幅方向（図１における左右方向）に沿う断面が、上面が開口したＣ字形状をなしている。案内レール１０の左右内側面には、長手方向に沿って延びるレール側転動体転動面１１〜１４が形成されている。レール側転動体転動面１１〜１４は、軸方向に直交する方向に所定の角度で上下２列ずつ対をなして形成されている。例えば、案内レール１０の左側面上方には、案内レール１０の右側面下方に対向するレール側転動体転動面１１が、軸方向に直交する方向に４５°をなして設けられる。また、案内レール１０の左側面下方には、案内レール１０の右側面上方に対向するレール側転動体転動面１２が、軸方向に直交する方向に４５°をなして設けられる。
また、案内レール１０の右側面上方には、案内レール１０の左側面下方に形成されたレール側転動体転動面１１に対向するレール側転動体転動面１３が、軸方向に直交する方向に４５°をなして設けられる。また、案内レール１０の右側面下方には、案内レール１０の左側面上方に形成されたレール側転動体転動面１２に対向するレール側転動体転動面１４が、軸方向に直交する方向に４５°をなして設けられる。
【００１５】
スライダ２０は、スライダ本体２１と、スライダ本体２１の長手方向の各端部に装着された一対のエンドキャップ（図示せず）とを備えている。
スライダ本体２１は、合金鋼などの金属材料からなり、幅方向に沿う断面が矩形状に形成されている。スライダ本体２１の両側面の中間部分には、スライダ本体２１の長手方向に沿って、案内レール１０のレール側転動体転動面１１〜１４と各々対向する上下２列のスライダ側転動体転動面２２〜２５が形成されている。
【００１６】
また、スライダ本体２１は、長手方向に貫通する四つの貫通孔２６〜２９を有しており、各貫通孔２６〜２９には、合成樹脂製の円筒ころ戻り通路形成部材（図示せず）が挿入されている。各円筒ころ戻り通路形成部材内には、円筒ころ３０が通過することが可能な方形断面の貫通孔が形成されており、この方形断面の貫通孔によって円筒ころ戻り通路（図示せず）が形成されている。貫通孔２６〜２９は、スライダ側転動体転動面２２〜２５にそれぞれ連結される。
【００１７】
このようにして、各レール側転動体転動面１１〜１４と、各レール側転動体転動面１１〜１４に対向するスライダ側転動体転動面２２〜２５と、円筒ころ戻り通路とによって、各円筒ころ３０が転動する直線状の転動路４１〜４４が形成される。転動路４１は、レール側転動体転動面１１とスライダ側転動体転動面２２と円筒ころ戻り通路とによって形成される転動路である。転動路４２は、レール側転動体転動面１２とスライダ側転動体転動面２３と円筒ころ戻り通路とによって形成される転動路である。転動路４３は、レール側転動体転動面１３とスライダ側転動体転動面２４と円筒ころ戻り通路とによって形成される転動路である。転動路４４は、レール側転動体転動面１４とスライダ側転動体転動面２５と円筒ころ戻り通路とによって形成される転動路である。また、レール側転動体転動面１１〜１４の幅ｗは、スライダ側転動体転動面２２〜２５の幅ｗと略同じ寸法である。
【００１８】
転動体（円筒ころ）３０は、合金鋼などの金属材料からなり、円柱形状に形成されている。そして、各円筒ころ３０は、図示しないセパレータにより保持された状態で、レール側転動体転動面１１〜１４とスライダ側転動体転動面２２〜２５と円筒ころ戻り通路とから形成される転動路４１〜４４に転動自在に配設される。具体的には、スライダ側転動体転動面２２〜２５の幅方向と、各円筒ころ３０の長手方向とが一致するように転動路４１〜４４内に円筒ころ３０が配される。
【００１９】
ここで、本実施形態における円筒ころ３０は、長手方向の寸法が異なる円筒ころ３１と円筒ころ３２とからなる。円筒ころ３１の長手方向の寸法Ｌ１は、スライダ側転動体転動面２２〜２５の幅寸法ｗよりも短い。円筒ころ３２の長手方向の寸法Ｌ２は、スライダ側転動体転動面２２〜２５の幅寸法ｗと同じである。そして、円筒ころ３１は、転動路４１及び転動路４３に配設され、円筒ころ３２は、転動路４２及び転動路４４に配設される。
【００２０】
このように、下側１対の転動路４２，４４に配設される転動体３０を、上側１対の転動路４１，４３に配設される転動体３０よりも長手方向の寸法が長い円筒ころ３２としたので、下方向の負荷容量を増大させることができる。
したがって、接触角や転動体の径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる直動案内装置が得られる。
【００２１】
なお、従来では、転動体の長手方向の寸法を、全ての転動路の幅に合わせて、各荷重方向における負荷容量を最大とする直動案内装置が構成されるが、転動体の総重量も大きくなり、転動体と他部品との衝突により騒音も大きくなる。
本実施形態では、任意の荷重方向に対して必要な負荷容量を設定するために、一部の転動路に配される転動体の長さ（大きさ）を小さくしたので、総重量を低くし、騒音の発生を低減できる。
【００２２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る直動案内装置は、転動体の配置が前述の第１の実施形態と異なるだけであるので、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図２は、本発明に係る直動案内装置の第２の実施形態における構成を示す断面図である。図２に示すように、本実施形態に係る直動案内装置１は、円筒ころ３１が、転動路４２及び転動路４４に配設され、円筒ころ３２が、転動路４１及び転動路４３に配設される。
【００２３】
このように、上側１対の転動路４１，４３に配設される転動体３０を、下側１対の転動路４２，４４に配設される転動体３０よりも長手方向の寸法が長い円筒ころ３２としたので、上方向の負荷容量を増大させることができる。
したがって、接触角や転動体の直径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる直動案内装置が得られる。
【００２４】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る直動案内装置も、転動体の配置が前述の第１の実施形態と異なるだけであるので、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図３は、本発明に係る直動案内装置の第３の実施形態における構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る直動案内装置１は、円筒ころ３１が、転動路４３及び転動路４４に配設され、円筒ころ３２が、転動路４１及び転動路４２に配設される。
【００２５】
このように、左側１対の転動路４１，４２に配設される転動体３０を、右側１対の転動路４３，４４に配設される転動体３０よりも長手方向の寸法が長い円筒ころ３１としたので、左方向の負荷容量を増大させることができる。
したがって、接触角や転動体の直径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる直動案内装置が得られる。
【００２６】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る直動案内装置は、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせたものであり、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図４は、本発明に係る直動案内装置の第４の実施形態における構成を示す右側面図である。図４に示すように、本実施形態に係る直動案内装置１は、レール１０と、第１の実施形態において用いられたスライダ本体２１と、第２の実施形態において用いられたスライダ本体２１とを有する。スライダ本体２１，２１は、レール１０上における間隔Ｐを有して、スライダ本体２１，２１のそれぞれの上面にテーブルが設置されている。
【００２７】
前述したように、第１の実施形態において用いられたスライダ本体２１に組み込まれた転動体３０は、下方向の負荷容量を増大させるように配設され、圧縮荷重（矢印方向）に対して負荷容量が強化されている。また、第２の実施形態において用いられたスライダ本体２１に組み込まれた転動体３０は、上方向の負荷容量を増大させるように配設され、引張り荷重（矢印方向）に対して負荷容量が強化されている。
【００２８】
このように、スライダ本体２１，２１をレール１０に組み付けた直動案内装置１では、ピッチングモーメントがスライダ本体２１，２１に作用したとき、負荷容量を強化した方向に荷重が作用する。したがって、接触角や転動体の径を変化させなくても、必要な負荷容量を設定することができる。また、異なる負荷容量を持つスライダ本体であっても、レールを共通で使用することができ、直動案内装置のコンパクト化を図ることができる。また、レールの転動溝を共通で使用でき、別に転動溝を設ける必要がないため、コストアップの要因もない。さらに、所定の転動路に配設される転動体の長さを変えたため、転動体の総重量が低下し、騒音の上昇を可及的に抑えることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。例えば、第１の実施形態におけるスライダ本体のみを組み合わせて、圧縮方向の負荷に対して有利となるようにした直動案内装置を構成してもよい。また、左右方向の転動体の長さを異ならせたスライダ本体を組み合わせて、ヨーイングモーメントに対して有利に負荷を受けることができる直動案内装置を構成してもよい。また、ボールねじ等の送り案内手段をスライダの中央部に一体的に形成したモノキャリアの形態でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る直動案内装置の第１の実施形態における軸方向に直交する面に沿う断面図である。
【図２】本発明に係る直動案内装置の第２の実施形態における軸方向に直交する面に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る直動案内装置の第３の実施形態における軸方向に直交する面に沿う断面図である。
【図４】本発明に係る直動案内装置の実施形態における右側面図である。
【図５】従来の直動案内装置の構成を示す横断面図である。
【図６】従来の直動案内装置の構成を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  直動案内装置
１０  案内レール
１１〜１４  レール側転動体転動面
２０  スライダ
２１  スライダ本体
２２〜２５  スライダ側転動体転動面
２６〜２９  貫通孔
３０  転動体（円筒ころ）
３１  転動体（円筒ころ）
３２  転動体（円筒ころ）
４１〜４４  転動路
５０  テーブル
【図１】
2010014261.tif 000003
【図２】
2010014261.tif 000004
【図３】
2010014261.tif 000005
【図４】
2010014261.tif 000006
【図５】
2010014261.tif 000007
【図６】
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