(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側面に軌道溝を備えた長尺状のトラックレール，該トラックレールに跨架され且つ前記軌道溝に対向する軌道溝を備えたスライダ，及び前記各軌道溝間を転走する多数の第１転動体を有する転がり案内ユニットにおいて，前記スライダは，前記スライダの前記軌道溝が形成され且つ周側面に円形軌道面が形成された軸部を上面から突出して一体構造に設けたケーシング，該ケーシングの摺動方向の両端面に固定したエンドキャップ及び該エンドキャップの端面に固定した側面シールを有し，更に，前記軸部に回転可能に嵌合し且つ前記円形軌道面の下部に対向する下部円形軌道面を備えた下部回転体，該下部回転体に固定すると共に前記軸部に回転可能に嵌合し且つ前記円形軌道面の上部に対向する上部円形軌道面を備えた上部回転体，並びに前記円形軌道面と前記下部円形軌道面及び前記上部円形軌道面との間で転動する多数の第２転動体を有することを特徴とする転がり案内ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，工作機械，各種精密加工装置，試験装置等の摺動部及び回転部に適用される転がり案内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，直動転がり案内ユニットは，比較的大重量の装置を載置し，比較的長い距離にわたって高精度の前後進を案内するものであり，既に，図６に示される直動転がり案内ユニットが提案されている。
【０００３】
図６は従来の直動転がり案内ユニットの一例を示す斜視図である。図６に示すように，直動転がり案内ユニットは，ベッド２０に２列に平行にトラックレール２を固定し，各トラックレール２に複数のスライダ１を跨架し，スライダ１にスライドテーブル４を固定し，スライドテーブル４に載置した諸装置を矢印Ｇ方向に前後進させるものである。従来の直動転がり案内ユニットでは，トラックレール２の長手方向両側壁面２１に軌道溝５を形成し，トラックレール２上をスライダ１が跨がって摺動可能に取り付けられている。スライダ１は，トラックレール２に対して相対摺動可能であり且つ各軌道溝５に対向する位置に軌道溝を形成したケーシング３，対向する軌道溝間に嵌合して相対移動可能な多数のボール等の転動体，及びケーシング３の摺動方向即ち長手方向両端にそれぞれ取り付けられたエンドキャップ６を有している。
【０００４】
スライダ１は，トラックレール２に跨がった状態に載置され，トラックレール２の軌道溝５に沿って循環する複数のボールから成る転動体の介在で自在に摺動する。即ち，転動体は，トラックレール２の軌道溝５とケーシング３の軌道溝間の負荷域の軌道を転動し，エンドキャップ６内に形成された後述の方向転換路に導かれ，更にケーシング３の上方で軌道溝と平行に形成されたリターン通路孔に移動し，負荷域の軌道，方向転換路及びリターン通路孔から成る無限循環路内を無限循環する。このように，スライダ１に形成された軌道溝とトラックレール２の軌道溝５との間に位置する負荷された転動体の転動により，トラックレール２とスライダ１とが摺動自在に相対運動することができる。該直動転がり案内ユニットは，各軌道と転動体とは，スライダ１を介して作用する上下，左右の各方向におけるラジアル荷重やモーメント荷重を支持する必要から，内部すきまが零，或いは予圧が与えられた状態で係合させられている。
【０００５】
また，図７に示すような軸受を組み込んだ回動転がり案内ユニットが開示されている。該回動転がり案内ユニットは，相対運動を行うＶ形状の軌道面を備えた内輪２７と外輪１６，１７との間に円筒ころ３２を介在させた軸受２８を組み込んだものであり，ベース２３に対して回転体２４を回転自在に取り付けたものである。上記回動転がり案内ユニットにおいて，ベース２３の円筒状軸部１９の外周面２２に内輪２７をボルト，クランプ等の固着手段で固定している。また，回転体２４は，ベース２３に対して相対回転し，回転体２４の筒部１８の内周面２５に上部外輪１６と下部外輪１７をボルト，クランプ等の固着手段で固定している。該転がり案内ユニットは，内輪２７と外輪１６，１７との間に多数の円筒ころ３２を交互に交差して配列することによって構成されている。内輪２７の外周面にはＶ形状の軌道面２９が形成され，また，上部外輪１６の内周面には軌道面３０が形成され，下部外輪１７の内周面には軌道面３１が形成され，両者の軌道面３０，３１によって１つのＶ形状の軌道面が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来，転がり案内ユニットとして，図６に示すように，比較的大重量の装置を載置し，比較的長い距離にわたって前後進の直線運動を案内する直動転がり案内ユニットは開示されており，また，図７に示すように，ベース２３と回転体２４との間に軸受２８を組み込んで，ベース２３に対して回転体２４を相対運動できるように回転自在に取り付けた回動転がり案内ユニットは開示されている。そこで，従来技術では，転がり案内ユニットにおいて直線運動と回転運動を行う必要がある場合には，上記直動転がり案内ユニットと上記回動転がり案内ユニットとを組み立てて，両方の運動を行うことができるように構成している。
【０００７】
しかしながら，直線運動と回転運動との両運動を同時に達成できるシンプルな構造を有する転がり案内ユニットは，開発されていないのが現状である。そのため，従来のように，上記直動転がり案内ユニットと上記回動転がり案内ユニットとを組み立てた構造では，装置自体が大型になったり，高さが高く成り過ぎたり，或いは，組立による累積誤差が大きくなって高精度の転がり案内ユニットが提供できないのが現状である。
【０００８】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，直線運動を行う部品と回転運動を行う部品とを共用する部品によって構成し，直線運動と回転運動との両運動を同時に達成できる構造に構成し，装置自体を小型に構成すると共に，装置自体の高さを可及的に低く構成し，しかも組立による累積誤差を低減して高精度の回転運動と直線運動を行うことができる転がり案内ユニットを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は，両側面に軌道溝を備えた長尺状のトラックレール，該トラックレールに跨架され且つ前記軌道溝に対向する軌道溝を備えたスライダ，及び前記各軌道溝間を転走する多数の第１転動体を有する転がり案内ユニットにおいて，前記スライダは，前記スライダの前記軌道溝が形成され且つ周側面に円形軌道面が形成された軸部を上面から突出して一体構造に設けたケーシング，該ケーシングの摺動方向の両端面に固定したエンドキャップ及び該エンドキャップの端面に固定した側面シールを有し，更に，前記軸部に回転可能に嵌合し且つ前記円形軌道面の下部に対向する下部円形軌道面を備えた下部回転体，該下部回転体に固定すると共に前記軸部に回転可能に嵌合し且つ前記円形軌道面の上部に対向する上部円形軌道面を備えた上部回転体，並びに前記円形軌道面と前記下部円形軌道面及び前記上部円形軌道面との間で転動する多数の第２転動体を有することを特徴とする転がり案内ユニットに関する。
【００１０】
この発明による転がり案内ユニットは，上記のように構成されているので，スライダ自体が摺動運動即ち直線運動と回動運動との両機能を持つ共用部品となり，転がり案内ユニット自体の高さを可及的に低く構成することができ，且つ部品点数を低減することによって組立による累積誤差を低減し，高精度の案内機器を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による転がり案内ユニットの実施例を説明する。まず，図１，図２及び図３を参照して，この発明による転がり案内ユニットの一実施例を説明する。図１はこの発明による転がり案内ユニットの一実施例を示す平面図，図２は図１の転がり案内ユニットの側面図，及び図３は図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【００１２】
この転がり案内ユニットは，ベッド等に固定したトラックレール１２，トラックレール１２に摺動可能に跨架されたスライドユニット即ちスライダ１１，スライダ１１に回転可能に取り付けられた下部回転体１５，及び下部回転体１５上に固定された上部回転体１４を有している。トラックレール１２には，長手方向両側面に軌道溝２６が形成されている。スライダ１１は，ケーシング７，ケーシング７の摺動方向の両端面に固定したエンドキャップ８及びエンドキャップ８の端面に固定した側面シール９を有している。また，ケーシング７には，トラックレール１２の軌道溝２６に対向する軌道溝３３が摺動方向内面に形成されている。トラックレール１２の軌道溝２６とケーシング７の軌道溝３３との間で形成される軌道には，多数のボール，円筒ころ等の転動体１３（第１転動体）が転走するように介在されている。
【００１３】
また，トラックレール１２とケーシング７との間のシールを達成する下面シール部材（図示せず），及びケーシング７から転動体１３が脱落するのを防止するため，保持バンド（図示せず）が多数の転動体１３を囲むようにケーシング７に取り付けられている。エンドキャップ８は，トラックレール１２とスライダ１との間のシールを達成する側面シール９が取り付けられると共に，トラックレール１２とスライダ１間の摺動面に潤滑材を供給するためグリースニップル（図示せず）が取り付けられている。エンドキャップ８は，ケーシング７の両端面に複数の取付孔にねじ等を貫通させて取り付けられている。また，エンドキャップ８には，その下面にトラックレール１２が跨いで挿通するレール挿通凹部が形成され，転動体１３の循環のため転動体１３を方向転換させる方向転換路（図示せず）が両側に形成されている。
【００１４】
スライダ１１のケーシング７には，ケーシング７の上面３６から突出する一体構造の円形の突出部である軸部１０が設けられている。軸部１０の周側面には，Ｖ型の円形軌道面３７が形成されている。また，スライダ１１上に配置された回転体４０は，上部回転体１４と下部回転体１５とから成り回転体４０の中央には貫通孔３４が形成されている。回転体４０に形成した貫通孔３４には軸部１０が回転可能に嵌合している。上部回転体１４には，貫通孔３４の周方向に位置する複数個の孔部４６が形成され，孔部４６を通じてねじ４１が下部回転体１５に螺入され，上部回転体１４と下部回転体１５が互いに固定されている。
【００１５】
また，上部回転体１４に形成された貫通孔３４の周面には，円形軌道面３７の上部に対向した上部円形軌道面３９が形成されている。また，下部回転体１５に形成された貫通孔３４の周面には，円形軌道面３７の下部に対向する下部円形軌道面３８が形成されている。更に，軸部１０の円形軌道面３７と下部回転体１５の下部円形軌道面３８及び上部回転体１４の上部円形軌道面３９との間に形成される円形軌道には，交互に直交して配列した多数の円筒ころ，ボール等の転動体３５（第２転動体）が配置されている。また，軸部１０の外周面と上部回転体１４の貫通孔３４の周面との間に形成される隙間には，図示していないが，外周面隙間から水，塵等の異物が侵入するのを防止するため，シール材を配置することができる。
【００１６】
この転がり案内ユニットでは，上記のように，回転体４０を上部回転体１４と下部回転体１５とで分割して構成しているので，ケーシング７の軸部１０に下部回転体１５の貫通孔３４を貫通させて嵌合した後，転動体３５を軸部１０の円形軌道面３７と下部回転体１５の下部円形軌道面３８との間に配置することができる。次いで，上部回転体１４の貫通孔３４を軸部１０に嵌合し，ねじ４１で上部回転体１４と下部回転体１５とを固定すれば，ケーシング７に対して回転体４０を組み込むことができる。
【００１７】
トラックレール１２の軌道溝２６を走行する負荷域の転動体１３は，ケーシング７の軌道溝３３を転走してエンドキャップ８内に形成された方向転換路に導かれ，次いで，ケーシング７の軌道溝３３と平行に形成されたリターン通路孔（図示せず）に移動し，多数の転動体１３は無限循環路内を無限循環する。従って，スライダ１１は，トラックレール１２を跨がった状態で載置され，トラックレール１２の軌道溝２６に沿って転走循環する複数の転動体１３の介在でトラックレール１２上を直線運動で自在に往復摺動することができる。
【００１８】
また，ケーシング７の中央には上方へ突出する円形の軸部１０が一体構造に構成されており，軸部１０の周側面には無限軌道の円形軌道面３７が形成されている。言い換えれば，軸部１０は従来の軸受の内輪を構成するものである。また，軸部１０には，上部回転体１４と下部回転体１５とから成る回転体が回転可能に取り付けられている。しかも，上部回転体１４には上部円形軌道面３９が形成され，下部回転体１５には下部円形軌道面３８が形成されており，上部円形軌道面３９と下部円形軌道面３８とで，円形軌道面３７に対向する円形軌道面を構成している。言い換えれば，上部回転体１４と下部回転体１５とは，従来の軸受の外輪を構成するものである。該円形軌道面と円形軌道面３７とで構成される円形軌道には，円筒ころ，ボール等から成る転動体３５が介在されている。従って，上部回転体１４と下部回転体１５とから成る回転体４０は，ケーシング７に対して自在に相対回転運動を行うことができる。
【００１９】
この転がり案内ユニットは，ケーシング７に軸部１０を一体構造に設けることによってケーシング７自体が摺動運動を行う一方の部品を構成すると共に，軸部１０を軸受の内輪に構成することによってケーシング７自体が回転運動を行う一方の部品を構成している。従って，ケーシング７が直線運動を行う部品と回転運動を行う部品とを共用する部品を構成することになり，この転がり案内ユニットは，直線運動と回転運動との両運動を同時に達成でき，装置自体を小型に構成すると共に，装置自体の高さを可及的に低く構成し，しかも組立による累積誤差を低減して高精度の回転運動と直線運動を行うことができる。
【００２０】
次に，図４及び図５を参照して，この発明による転がり案内ユニットの別の実施例を説明する。図４はこの発明による転がり案内ユニットの別の実施例を示す平面図，及び図５は図４の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。この実施例は，上記実施例に比較して，上部回転体の構成が相違する以外は，同一の構成及び同一の機能を有するので，同一の部品には同一の符号を付し，重複する説明は省略する。この実施例において，回転体４２を構成する上部回転体４４は，ケーシング７に設けた軸部１０が嵌入する円形穴部４３が形成されている。上部回転体４４には軸部１０の外側の周方向に位置する複数個の孔部４６が形成され，該孔部４６を通じてねじ４１が下部回転体１５に螺入され，上部回転体４４と下部回転体１５が固定されている。従って，上部回転体４４の上面４５は，平らな面に形成することができ，上部回転体４４の上面４５には上記実施例のような貫通孔３４が形成されていないので，上部回転体４４の上面に載置する部品の自由度が大きくなり，有効に利用できる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明による転がり案内ユニットは，上記のように構成されているので，スライダが直線運動を行う一方の部品を構成すると共に，回転運動を行う一方の部品を構成することができる。従って，この転がり案内ユニットを用いると，従来のように，直動転がり案内ユニットと回動転がり案内ユニットとを組み合わせる必要がなく，部品点数を低減できると共に，組立部品が少なくなるので，組み立てによる累積誤差を小さくでき，高精度の転がり案内ユニットを提供できる。また，前記スライダが直線運動の機能と回転運動の機能とを共用して有するので，装置自体の高さを可及的に低く構成することができ，装置自体をコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による転がり案内ユニットの一実施例を示す平面図である。
【図２】図１の転がり案内ユニットの側面図である。
【図３】図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図４】この発明による転がり案内ユニットの別の実施例を示す平面図である。
【図５】図４の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図６】従来の直動転がり案内ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】従来の軸受を組み込んだ回動転がり案内ユニットの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
７    ケーシング
８    エンドキャップ
９    側面シール
１０  軸部
１１  スライダ
１２  トラックレール
１３  転動体（第１転動体）
１４，４４  上部回転体
１５  下部回転体
２６，３３  軌道溝
３４  貫通孔
３５  転動体（第２転動体）
３６  上面
３７  円形軌道面
３８  下部円形軌道面
３９  上部円形軌道面
４０，４２  回転体
４５  上面
【図１】
0003572621.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003572621.tif 000007
【図７】
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