(57)【要約】【課題】ビレ音等の異音の発生を防止してリニアガイド装置の生産効率を向上させる手段を提供する。【解決手段】レール側面にレール軌道溝を有するレールと、レール軌道溝と対向するスライダ軌道溝を有し、レールを直線的に移動するスライダと、レール軌道溝とスライダ軌道溝とにより形成される負荷路を転動する転動体とを備えたリニアガイド装置において、レール軌道溝およびスライダ軌道溝の少なくとも一方に、表面粗さより大きな振幅のうねりを形成し、このうねりの周期を転動体ピッチのｎ倍もしくは１／ｎ倍以外の周期に設定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール側面にレール転動体ガイド面を有するレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面を有し、前記レールを直線的に移動するスライダと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路を転動する転動体とを備えたリニアガイド装置において、
前記レール転動体ガイド面および前記スライダ転動体ガイド面の少なくとも一方に、表面粗さより大きな振幅のうねりを形成し、該うねりの周期を前記転動体の転動体ピッチのｎ倍（ｎは整数）もしくは１／ｎ倍以外の周期に設定したことを特徴とするリニアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や製造装置、射出成形機、測定機器等の機械装置の案内部に設けられ、テーブル等の移動台を直線的に移動させるためのリニアガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアガイド装置は、スライダに設けた戻り路と、エンドキャップに設けた方向転換路と、レールに設けたレール軌道溝とスライダに設けたスライダ軌道溝とを対向させて形成した負荷路とを連結した循環路に転動体を装填し、負荷路を転動する転動体によりスライダをレールに直線往復移動可能に支持し、レール軌道溝およびスライダ軌道溝の表面粗さを中心線平均粗さＲａ０．２０μｍ以下として摺動抵抗の変化および摩耗紛の発生を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ボールねじ装置においては、ねじ軸の外周面およびナットの内周面に形成された螺旋溝をボールを介して螺合させ、ねじ軸またはナットの螺旋溝のうねりの周期を砥石の回転数と加工物の回転数を制御してボールのピッチのｎ倍（ｎは整数）もしくは１／ｎ倍に一致しないようにしてボールねじ装置の振動や騒音を低減しているものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１３０２７１号公報（第３頁段落００１２−段落００２０、第２図）
【特許文献２】特開２００３−２０２０６４号公報（第３頁段落００１０−段落００１５、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１の技術においては、レール軌道溝およびスライダ軌道溝の表面粗さを中心線平均粗さＲａ０．２０μｍ以下としているため、表面粗さを構成する微小な山のピッチが０．２ｍｍ以下と微小なものになり、この微小な山のピッチのｎ倍がボール等の転動体ピッチと一致した場合には、複数の転動体が微細な谷に同時に落ち込んでビレ音（比較的周波数の高い金属音）といわれる異音が発生する場合があるという問題がある。
【０００５】
このビレ音の発生原因となる微小な山のピッチは、前記のように非常に小さいものであるので、転動体ピッチの１／ｎ倍に一致しないように研削砥石の粒度等を制御して加工することは極めて困難であり、異音の発生する現品に対してはレール軌道溝等にホーニング加工を追加する等の処置を実施しているのが現状であり、リニアガイド装置の生産効率を低下させるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ビレ音等の異音の発生を防止してリニアガイド装置の生産効率を向上させる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、レール側面にレール転動体ガイド面を有するレールと、前記レール転動体ガイド面と対向するスライダ転動体ガイド面を有し、前記レールを直線的に移動するスライダと、前記レール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面とにより形成される負荷路を転動する転動体とを備えたリニアガイド装置において、前記レール転動体ガイド面および前記スライダ転動体ガイド面の少なくとも一方に、表面粗さより大きな振幅のうねりを形成し、該うねりの周期を前記転動体の転動体ピッチのｎ倍もしくは１／ｎ倍以外の周期に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、本発明は、大きな振幅のうねりにより転動体が同時に微細な谷に落ち込むことをなくすことが可能になり、ビレ音等の異音の発生を容易に防止することができ、一度組立てたリニアガイド装置の分解やホーニング加工の追加等の作業を不要にしてリニアガイド装置の生産効率を向上させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して本発明によるリニアガイド装置の実施例について説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は実施例のリニアガイド装置を示す斜視図である。
図１において、１はリニアガイド装置である。
２はリニアガイド装置１のレールであり、合金鋼等の鋼材で製作された長尺の棒状部材であって、そのレール上面２ａにはレール２の長手方向に沿って機械装置の基台等にレール２を設置するためのレール設置孔３が複数設けられている。
【００１１】
４はレール転動体ガイド面としてのレール軌道溝であり、レール２の両方のレール側面の長手方向に沿って形成された略円弧状断面の溝である。
５はスライダであり、合金鋼等の鋼材で製作された略コの字状の断面形状を有する鞍状部材であって、そのスライダ上面５ａには取付ねじ穴６が設けられており、この取付ねじ穴６を用いて機械装置の移動台等がボルト等により締結されて取付けられる。
【００１２】
スライダ５の両方の袖壁５ｂには、その内側にスライダ転動体ガイド面としてのスライダ軌道溝７がレール軌道溝４に対向して設けられ、その厚肉部にはスライダの移動方向（スライダ移動方向という。）にスライダ５を貫通する戻り路８がそれぞれのスライダ軌道溝７に対応して設けられている。
９は転動体としてのボール９であり、合金鋼等の鋼材で製作された球体である。
【００１３】
１１はエンドキャップであり、金属材料や樹脂材料等で製作され、スライダ５のスライダ移動方向の前後端部に配置され、そのスライダ５側には後述する負荷路とスライダ５の戻り路８とをそれぞれ接続する湾曲した通路である方向転換路１２が設けられている。
１３はサイドシールであり、合金鋼等の板材で製作された芯金とこの芯金のレール２側に設けられた天然ゴムや合成ゴム等の弾性材料で製作されたシール部１４とにより構成されてエンドキャップ１１の外側の端面に配置され、ボルト等の締結手段によりエンドキャップ１１と共にスライダ５に取付けられる。
【００１４】
上記の対向配置されたスライダ軌道溝７とレール軌道溝４とによりボール９が転動してレール２を移動するスライダ５の荷重を支える負荷路が形成され、その両端部はエンドキャップ１１の方向転換路１２とスライダ５の戻り路８とによりそれぞれ連結され、スライダ５の移動に伴ってボール９が循環する循環路が形成される。
循環路には、複数のボール９が所定の量の潤滑剤と共に封入され、負荷路を転動するボール９がスライダ５に加えられた負荷を往復動自在に支持し、スライダ５がレール２の長手方向に沿った直線往復移動可能に支持される。
【００１５】
図２は表面粗度計を用いて測定した本実施例のレール軌道溝４のスライダ移動方向の表面形状の測定値である。
図２における横軸はレール軌道溝４のスライダ移動方向の長さ、縦軸は表面形状の凹凸を示しており（図４、図５において同じ。）、図２に示すように本実施例のレール軌道溝４のスライダ移動方向の中心線平均粗さはＲａ０．２０μｍ以下であり、その微小な山のピッチＰｓは０．１８ｍｍ、うねりの周期Ｓは１．１５ｍｍ、その振幅は０．４μｍ程度である。
【００１６】
本実施例の負荷路を転動する隣合うボール９の中心間距離（転動体ピッチという。）は４．２３ｍｍであるので、微小な山のピッチＰｓは転動体ピッチの１／２４、つまりｎを整数とすると１／ｎ倍となっているが、うねりの周期Ｓは転動体ピッチのｎ倍または１／ｎ倍となるのを避けるために０．２７倍となるように設定した。またうねりの振幅は表面粗さの平均的な山の高さが０．２μｍ以下であるので２倍以上となるように設定した。
【００１７】
このようなうねりの周期Ｓと振幅は、図３に示すレール軌道溝４の総形砥石２０による溝の仕上加工のときに、数値制御の研削装置を用いて砥石の送り速度と切込み量をうねりの周期Ｓと振幅となるように設定して加工を行うことにより製作する。
本実施例のうねりを設けたレール軌道溝４を有するリニアガイド装置１の騒音低減の効果を確認するために以下に示す評価試験を実施した。
【００１８】
評価試験には、本実施例のレール軌道溝形状との比較のために図４に示すレール軌道溝形状を有する通常のレール２（うねりなし品という。）と、図４に示すうねりなし品の騒音測定後にそのレール軌道溝４にホーニング加工を施した図５に示すレール軌道溝形状を有するレール２（ホーニング加工品という。）を用いた。
うねりなし品は、図４に示すようにレール軌道溝４のスライダ移動方向の中心線平均粗さはＲａ０．２０μｍ以下、その微小な山のピッチＰｓは０．１８ｍｍ（転動体ピッチの１／２４倍）であり、本実施例の図２に示すレール軌道溝形状と同等であるが、うねりの周期Ｓを設けていないサンプルである。
【００１９】
また、ホーニング加工品は図５に示すように非常に滑らかな表面形状に仕上がっており、表面粗さの微小な山のピッチＰｓおよびうねりの周期Ｓが明確に存在しないサンプルである。
上記の３つのサンプルによるスライダ移動速度毎のＡスケールによる騒音レベルの測定結果を図６に示す。
【００２０】
図６に△で示す本実施例のレール軌道溝形状を用いた場合の騒音レベルは、ビレ音が発生したために騒音レベルが高くなった図６に□で示すうねりなし品に較べ、全てのスライダ移動速度において約５ｄｂ（Ａ）低減しており、その騒音レベルは図６に○で示すホーニング加工品の騒音レベルと同等になることが判る。
このように、表面粗さの微小な山のピッチＰｓが転動体ピッチのｎ倍もしくは１／ｎ倍に一致（本実施例では１／２４倍）していても、表面粗さよりも大きな振幅を有するうねりの周期を転動体ピッチのｎ倍もしくは１／ｎ倍を避けてそれ以外（本実施例では０．２３倍）の周期に設定すればビレ音の発生を防止することができる。このことはリニアガイド装置１の騒音は、より振幅の大きなうねりによる振動の影響の方を強く受けるためにボールが同時に微細な谷に落ち込むことがなくなってビレ音の発生が抑制された結果と考えられる。
【００２１】
つまり、レール軌道溝４の仕上加工において表面粗さよりも大きな振幅を有するうねりを転動体ピッチのｎ倍もしくは１／ｎ倍を避ける周期で形成すれば、一度組立てたリニアガイド装置１の分解やホーニング加工の追加等の作業を不要になって、安価かつ容易にビレ音の発生を防止することができる。
なお、本実施例で形成するうねりの振幅は、大きくなりすぎると騒音特性の悪化や耐久性への悪影響が懸念されるので、うねりの振幅は１μｍ以下にすることが望ましい。
【００２２】
以上説明したように、本実施例では、レール軌道溝に表面粗さよりも大きな振幅を有するうねりを転動体ピッチのｎ倍もしくは１／ｎ倍以外の周期で形成するようにしたことによって、大きな振幅のうねりによりボールが同時に微細な谷に落ち込むことをなくすことが可能になり、ビレ音等の異音の発生を容易に防止することができ、一度組立てたリニアガイド装置の分解やホーニング加工の追加等の作業が不要になるので、リニアガイド装置の生産効率を向上させることができる。
【００２３】
上記実施例においては、レール軌道溝にのみうねりを形成した場合を例に説明したが、スライダ軌道溝にのみ設けても、両方の軌道溝に設けるようにしても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例においては、転動体としてボールを用いたリニアガイド装置を例に説明したが、転動体としてころを用いたリニアガイド装置においても同様である。この場合に負荷路を形成するレール転動体ガイド面とスライダ転動体ガイド面はころが転動するレール軌道面とスライダ軌道面とで構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例のリニアガイド装置を示す斜視図
【図２】実施例のレール軌道溝形状を示すグラフ
【図３】実施例のレールの加工状態を示す説明図
【図４】うねりなし品のレール軌道溝形状を示すグラフ
【図５】ホーニング加工品のレール軌道溝形状を示すグラフ
【図６】評価試験の騒音測定結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００２５】
１    リニアガイド装置
２    レール
２ａ  レール上面
３    レール設置孔
４    レール軌道溝
５    スライダ
５ａ  スライダ上面
５ｂ  袖壁
６    取付ねじ穴
７    スライダ軌道溝
８    戻り路
９    ボール
１１  エンドキャップ
１２  方向転換路
１３  サイドシール
１４  シール部
２０  総形砥石
【図１】
2006312975.tif 000003
【図２】
2006312975.tif 000004
【図３】
2006312975.tif 000005
【図４】
2006312975.tif 000006
【図５】
2006312975.tif 000007
【図６】
2006312975.tif 000008