(57)【要約】【課題】断面がＵ字状に形成された案内レールと、この案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダとを有する直動装置において、重量増加とコスト上昇を抑えながら、案内レールの袖部が幅方向に開く変形を防止する。【解決手段】案内レール１の雌ねじ（ボルトの取付穴）１５を、両袖部１２の転動面１２ａより幅方向外側に形成する。案内レール１の底面は、雌ねじ穴１５とその両側部分（底面１２ｂ）を平坦化する。【選択図】図１
2010106936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面がＵ字状に形成された案内レールと、
前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、
複数個の転動体と、
を有し、
前記案内レールは、前記スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、前記転動体の転動通路を構成する転動面を有し、
前記スライダは、案内レールの前記転動面に対向配置されて前記転動通路を構成する転動面を有し、
被取付面に案内レールをボルトで取り付けるための取付穴が、案内レールの前記両袖部の前記転動面より幅方向外側に形成され、案内レールの底面は幅方向で前記取付穴とその両側部分が平坦化され、
転動体が前記転動通路を転動することで案内レールに対してスライダが相対的に直線運動する直動装置。
【請求項２】
断面がＵ字状に形成された案内レールと、
前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、
複数個の転動体と、
を有し、
前記案内レールは、前記スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、前記転動体の転動通路を構成する転動面を有するとともに、幅方向で前記両袖部より外側に延設された延設部を有し、
前記スライダは、案内レールの前記転動面に対向配置されて前記転動通路を構成する転動面を有し、
被取付面に案内レールをボルトで取り付けるための取付穴が前記延設部に形成され、案内レールの底面は幅方向で前記取付穴とその両側部分が平坦化され、
転動体が前記転動通路を転動することで案内レールに対してスライダが相対的に直線運動する直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノキャリア（ボールねじ一体型直動案内ユニット）等の案内レールの断面がＵ字状に形成された直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
案内レールの断面がＵ字状に形成された直動装置の従来例としては、例えば特許文献１に記載されたものが挙げられる。
特許文献１の直動装置は、ねじ軸とナットを有するボールねじと、案内レールとスライダを有するリニアガイドとが一体化され、スライダにナットが形成され、案内レールの長手方向に垂直な断面は凹状（Ｕ字状）で、スライダをこの凹部に収納した状態でねじ軸の軸方向に沿って案内するものである。案内レールは、スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、転動体の転動通路を構成する転動面を有し、スライダは、案内レールの転動面に対向配置されて前記転動通路を構成する転動面を有する。
【０００３】
特許文献１に記載された直動装置は、案内レールの両袖部で挟まれた底部の各袖部との境界位置に、被取付面に案内レールを取り付けるボルトを挿入する貫通穴（案内レールをボルトで取り付けるための取付穴）を有する。そして、前記底部の底面の前記両貫通穴の間となる部分にのみ、肉盗み部（凹み）が形成されていて、前記両貫通穴の間となる部分以外の底面は同一平面内にある。
【０００４】
案内レールの断面がＵ字状に形成された直動装置では、スライダに上向きの力が加わった場合、前記貫通穴を利用したボルトによる締結位置が荷重支持点となって、案内レールの袖部（スライダの各側面と対向配置される側部）が幅方向に開くように変形し易く、剛性が不充分であるという問題がある。また、剛性を上げるために案内レールの断面寸法を大きくすると、重量が増加するという問題がある。
【０００５】
特許文献１に記載された直動装置では、案内レールの底面が、幅方向で前記両貫通穴の間となる部分以外で同一平面内にあるため、幅方向で前記各貫通穴とその両側部分だけが平坦化されている従来品（図８）と比較して、袖部が幅方向に開くような変形が生じにくい。しかし、案内レールの底面を広範囲に平坦化する必要があるため、研削加工に手間がかかり、従来品より製造コストが上昇する。
【０００６】
下記の特許文献２には、案内レールの袖部が幅方向に開くように変形することを防止するために、案内レールの上側半分の幅を下側半分より大きくし（上側半分に、水平に延出する延出部を設け）、案内レールを固定するテーブルに凹部を設けて、この凹部内に案内レールの下側半分を配置し、上側半分の両延出部をテーブル面に置いて固定することが記載されている。この場合でも、案内レールの断面寸法が大きくなるため重量が増加し、凹部を設けることがコスト上昇の要因になる。
【０００７】
下記の特許文献３には、案内レールの断面がＵ字状に形成され、ボールねじとリニアガイドとが一体化された直動装置として、案内レール（軌道部材）の袖部が幅方向に開くように変形することを防止しながらスライダ（移動部材）の案内レールに対する円滑な移動を可能にするために、保持体と称する部品を設けることが記載されている。
この保持体は、案内レールの開口をスライダの範囲で覆いスライダの上部に固定される天面部と、案内レールの袖部の外側に配置される側面部とからなる。側面部の内面にボール転動溝が形成され、これに対応するボール転動溝が案内レールの袖部に形成されている。側面部にはボール戻し路が形成され、第２の負荷転動体転走路が形成されている。しかし、特許文献３に記載された直動装置では、新たな部品が必要となるためコストが大幅に上昇するとともに、重量も増加する。
【特許文献１】特公平８−１８２０９号公報
【特許文献２】実用新案第２４５４４２４号公報
【特許文献３】特開２００８−８９００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、断面がＵ字状に形成された案内レールと、この案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダとを有する直動装置において、重量増加とコスト上昇を抑えながら、案内レールの袖部が幅方向に開く変形を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、断面がＵ字状に形成された案内レールと、前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、複数個の転動体と、を有し、前記案内レールは、前記スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、前記転動体の転動通路を構成する転動面を有し、前記スライダは、案内レールの前記転動面に対向配置されて前記転動通路を構成する転動面を有し、被取付面に案内レールをボルトで取り付けるための取付穴が、案内レールの前記両袖部の前記転動面より幅方向外側に形成され、案内レールの底面は幅方向で前記取付穴とその両側部分が平坦化され、転動体が前記転動通路を転動することで案内レールに対してスライダが相対的に直線運動する直動装置（第１の直動装置）を提供する。
【００１０】
本発明は、また、断面がＵ字状に形成された案内レールと、前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、複数個の転動体と、を有し、前記案内レールは、前記スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、前記転動体の転動通路を構成する転動面を有するとともに、幅方向で前記両袖部より外側に延設された延設部を有し、前記スライダは、案内レールの前記転動面に対向配置されて前記転動通路を構成する転動面を有し、被取付面に案内レールをボルトで取り付けるための取付穴が前記延設部に形成され、案内レールの底面は幅方向で前記取付穴とその両側部分が平坦化され、転動体が前記転動通路を転動することで案内レールに対してスライダが相対的に直線運動する直動装置（第２の直動装置）を提供する。
【００１１】
本発明の第１の直動装置によれば、被取付面に案内レールをボルトで取り付けるための取付穴が、案内レールの両袖部の転動面より幅方向外側に形成され、案内レールの底面は幅方向で前記取付穴とその両側部分が平坦化されているため、案内レールの袖部が幅方向に開く変形が防止される。また、本発明の第１の直動装置は、特許文献１の直動装置と比較して、案内レールの底面を平坦化する範囲が小さいため、研削加工にかかる手間が少なく、製造コストが低下する。また、特許文献２、３の直動装置と比較して、重量を増加させず、コスト上昇も抑えられる。
【００１２】
本発明の第２の直動装置によれば、案内レールの幅方向で前記両袖部より外側に延設部を設け、この延設部に、被取付面に案内レールをボルトで取り付けるための取付穴が形成され、案内レールの底面は幅方向で前記取付穴とその両側部分が平坦化されているため、案内レールの袖部が幅方向に開く変形が防止される。また、本発明の第２の直動装置は、特許文献２、３の直動装置と比較して重量増加が抑えられ、コスト上昇も抑えられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の直動装置によれば、断面がＵ字状に形成された案内レールと、この案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダとを有する直動装置において、重量増加とコスト上昇を抑えながら、案内レールの袖部が幅方向に開く変形が防止され、寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の直動装置の一実施形態を示す断面図である。
この直動装置は、ねじ軸とナットを有するボールねじと、案内レールとスライダを有するリニアガイドとが一体化され、スライダにナットが形成されたモノキャリア（ボールねじ一体型直動案内ユニット）である。
【００１５】
このモノキャリアは、案内レール１と、スライダ２と、ねじ軸３と、ボール４と、ころ５とを備えている。
案内レール１の長手方向に垂直な断面は、開口側を上にしたコの字状（Ｕ字状）で、その凹部１１にスライダ２が収納されている。案内レール１は、スライダ２の各側面と対向配置される各袖部１２と、スライダ２の下側に配置されて両袖部１２の間を連結する底部１３とを有する。案内レール１の各袖部１２の内側面に、ころ（転動体）５の転動通路を構成する転動面１２ａが形成されている。
【００１６】
案内レール１は、両袖部１２の底面１２ｂが、テーブル（被取付面）６と接触する平坦面に形成され、底部１３の底面は、全体が肉盗み部１６となっている。両袖部１２の底面１２ｂは、転動面１２ａより幅方向外側に形成されている。両袖部１２には、底面１２ｂから所定深さの（底部１３の厚さより少し深い）雌ねじ穴（取付穴）１５が形成されている。
【００１７】
スライダ２には、各側面の案内レール１の転動面１２ａと対向する位置に、転動面２２ａが形成されている。案内レール１の転動面１２ａとスライダ２の転動面２２ａが、ころ５の転動通路を構成する。スライダ２には、ころ５の方向転換路と戻し通路５１が形成されている。
スライダ２には、また、直動方向に貫通するナット２１が形成されている。ナット２１内にねじ軸３が配置されている。ナット２１内のねじ軸３との間にボール４が配置されている。ねじ軸３の長さ方向両端が、案内レール１の長手方向両端に回転自在に支持されている。ねじ軸３の長さ方向一端をモータに取り付けて使用される。
【００１８】
この実施形態のモノキャリアは、ころ５の転動通路を二対四列有し、各袖部１２の二列の転動通路を転動するころ列の荷重作用線Ｌ１，Ｌ２の交点Ｃが、幅方向で転動通路の内側に存在している。交点Ｃを通る水平線ＬＣは、ねじ軸３の中心の高さ（ラインＬ３）より寸法Ｋだけ下方に配置されている。ねじ軸３の中心の高さ（ラインＬ３）は、モノキャリア全体の高さＨの約１／２の高さである。水平線ＬＣと荷重作用線Ｌ１，Ｌ２との角度（接触角）は４５°である。
【００１９】
この実施形態のモノキャリアは、テーブル６側から挿入されたボルトの先端部を雌ねじ穴１５に螺合することで、案内レール１がテーブル６に固定される。そして、モータを作動してねじ軸３を回転させることにより、ボールねじ機構（ナット２１、ねじ軸３、ボール４）とリニアガイド機構（転動面１２ａ，２２ａからなる転動通路、方向転換路、戻し路５１、ころ５）を介して、スライダ２が案内レール１に対して軸方向に沿って移動する。
【００２０】
この実施形態のモノキャリアによれば、案内レール１の雌ねじ穴（ボルトの取付穴）１５が両袖部１２の転動面１２ａより幅方向外側に形成され、この雌ねじ穴１５とその両側部分（底面１２ｂ）が平坦化されているため、案内レール１の袖部１２が幅方向に開く変形が防止される。また、特許文献１の直動装置と比較して、案内レールの底面を平坦化する範囲が小さいため、研削加工にかかる手間が少なく、製造コストが低下する。また、特許文献２、３の直動装置と比較して重量を増加させず、コスト上昇も抑えられる。
【００２１】
また、二列の転動通路の接触角を４５°としたため、上下方向および水平方向の荷重をバランスよく受けることができる。
また、二列の転動通路の中心の高さ（ラインＬＣ）が、ねじ軸３の中心の高さ（ラインＬ）より下方に配置されていることによっても、袖部１２が幅方向に開く変形が防止される。
【００２２】
また、この実施形態では、転動体としてころ５を用いることでボールを用いた場合よりも直動装置の負荷容量を大きくでき、袖部１２が幅方向に開く変形が防止されることでエッジロードの発生が防止されて、寿命が長くなるという効果が得られる。
図１のモノキャリアでは、ボルトの取付穴として、案内レール１の袖部１２に底面１２ｂ側を開口とした雌ねじ穴１５を形成しているが、図２に示すように、案内レール１の幅方向で同じ位置（底面１２ｂの中央部）に、袖部１２を貫通する貫通穴１５Ａを形成してもよい。この貫通穴１５Ａは、上部にボルト頭部を収める大径部１５ａを有する。この場合には、案内レール１の上側からボルトを挿入して、その先端をテーブル６に螺合し、ボルト頭部を大径部１５ａに収めることで、案内レール１をテーブル６に取り付ける。
【００２３】
また、図３に示すように、底部１３の幅方向二カ所（ねじ軸３の外側となる位置）にテーブル６に接触させる底面１３ｂを設けて、ここにも貫通穴１５Ｂを形成し、各底面１３ｂとその両側の底面１２ｂとの間、および両底面１３ｂの間に、それぞれ肉盗み部１６を形成してもよい。この場合、袖部１２の貫通穴１５Ａと底部１３の貫通穴１５Ｂは、案内レール１の長手方向で、全てが同じ位置に配置されていてもよいし、袖部１２の貫通穴１５Ａと底部１３の貫通穴１５Ｂとが交互に配置されていてもよい。
【００２４】
図４は、本発明の第２の直動装置の一実施形態を示す断面図である。この直動装置は、図１のモノキャリアとほぼ同一の構造であるが、案内レール１の形状が異なる。
図４のモノキャリアを構成する案内レール１には、幅方向で両袖部１２より外側となる位置に延設部１７が形成されている。この延設部１７の上端は、下側の転動面１２ａの下端位置である。この延設部１７は、図５（ａ）に示すように、案内レール１の長手方向全体に形成されている。図５（ａ）は、図４のモノキャリアの案内レール１の長手方向端部を示す平面図である。この延設部１７の長手方向に所定間隔で、上下方向に貫通する雌ねじ穴（取付穴）１５が形成されている。延設部１７の底面１７ｂと袖部１２の底面１２ｂが連続的に平坦化され、底部１３の底面は全体が肉盗み部１６となっている。
【００２５】
また、各袖部１２の上外側部分１２ｃが、図１のモノキャリアよりも大きく面取りされている。そして、テーブル６側からボルトを挿入して、その雄ねじ部を雌ねじ穴１５に螺合することで、案内レール１をテーブル６に取り付ける。
図４のモノキャリアは、延設部１７に雌ねじ穴（ボルトの取付穴）１５が形成され、案内レール１の底面は、延設部１７の底面１７ｂと袖部１２の底面１２ｂで連続的に平坦化されているため、袖部１２が幅方向に開く変形が防止される。また、図１のモノキャリアと比較してテーブル６との接触面積が大きいため、案内レール１の袖部１２が幅方向に開く変形が防止される効果が大きい。
【００２６】
なお、延設部１７は案内レール１の長手方向全体ではなく、図５（ｂ）に示すように、雌ねじ穴（取付穴）１５を設ける位置にだけ形成されていてもよい。
図４のモノキャリアでは、ボルトの取付穴として雌ねじ穴１５を形成しているが、図６に示すように、ボルトを挿入する貫通穴１５Ａを形成してもよい。この貫通穴１５Ａは、上部にボルト頭部を収める大径部１５ａを有する。この場合には、案内レール１の上側からボルトを挿入して、その先端をテーブル６に螺合し、ボルトの頭部を大径部１５ａに収めることで、案内レール１をテーブル６に取り付ける。
【００２７】
また、図７に示すように、底部１３の幅方向中心にテーブル６に接触させる底面１３ｂを設けて、ここにも雌ねじ穴１５を形成し、底面１３ｂとその両側の底面１２ｂとの間にそれぞれ肉盗み部１６を形成してもよい。
なお、前記各実施形態では、ボールねじ機構を有するモノキャリアについて説明しているが、ボールねじ機構を有さず、Ｕ字状断面の案内レールにスライダを配置したリニアガイド機構のみで構成された直動装置に対しても、本発明は適用できる。
【００２８】
図１のモノキャリアと、図８に示す従来のモノキャリア（ボルト取付用の貫通穴１５Ａが案内レール１の底部１３の各袖部１２との境界位置に形成され、貫通穴１５Ａとその両側部分の底面１３ｂのみが平坦化されている点以外は、図１と同じモノキャリア）とについて、スライダ２に引張荷重を付与した場合の案内レール１の変形状態について解析を行った。その結果、図１のモノキャリアの最大変形量が図８のモノキャリアの最大変形量の０．７１倍となり、案内レール１に対するボルト取付穴の位置を幅方向外側に移動することで、変形量が小さくなることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の直動装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の変形例の直動装置を示す断面図である。
【図３】図１の変形例の直動装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の直動装置の一実施形態を示す断面図である。
【図５】図４の直動装置の案内レールの長手方向端部を示す平面図である。
【図６】図４の変形例の直動装置を示す断面図である。
【図７】図４の変形例の直動装置を示す断面図である。
【図８】モノキャリアの従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  案内レール
１１  凹部
１２  袖部
１２ａ  案内レールの転動面
１２ｂ  袖部のテーブルとの接触面（平坦化されている面）
１２ｃ  袖部の上外側部分
１３  底部
１３ｂ  底部のテーブルとの接触面（平坦化されている面）
１５  雌ねじ穴（取付穴）
１５Ａ  貫通穴（取付穴）
１５ａ  貫通穴の大径部
１５Ｂ  貫通穴（取付穴）
１６  肉盗み部
１７  延設部
１７ｂ  延設部のテーブルとの接触面（平坦化されている面）
２  スライダ
２１  ナット
２２ａ  スライダの転動面
３  ねじ軸
４  ボール
５  ころ（転動体）
５１  戻し通路
６  テーブル（被取付面）
【図１】
2010106936.tif 000003
【図２】
2010106936.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010106936.tif 000007
【図６】
2010106936.tif 000008
【図７】
2010106936.tif 000009
【図８】
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