(57)【要約】【課題】加工限界が発生せず、製造コストの低減化を図りながら転動体通過振動を低減させることができるテーブル装置を提供する。【解決手段】ベースＧに設置した直動案内装置２０と、この直動案内装置２０上に配置したテーブル２２とで構成され、直動案内装置２０は、軸方向に沿う側面に転動体転動溝を設けた案内レール１と、転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有し、これら転動体転動溝及び負荷転動体転動溝の間に形成した転動体転動路内に配設した複数台の転動体の転動を介して軸方向に移動可能となるように案内レール１に支持されている複数のスライダ２とを備えたテーブル装置である。そして、テーブル２２の軸方向の長さＬｔと、転動体３の直径Ｄａと、１台のスライダ２で、且つ１列の転動体転動路１４で負荷を受けている転動体３の総数Ｚと、１つの案内レール１上のスライダ２の数ｎとの関係を、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７とした。【選択図】      図４
2008057695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに設置した直動案内装置と、この直動案内装置上に配置したテーブルとで構成され、前記直動案内装置は、軸方向に沿う側面に転動体転動溝を設けた案内レールと、前記転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有し、これら転動体転動溝及び負荷転動体転動溝の間に形成した転動体転動路内に配設した複数の転動体の転動を介して軸方向に移動可能となるように前記案内レールに支持されている複数のスライダとを備えているテーブル装置において、
前記テーブルの軸方向の長さＬｔと、前記転動体の直径Ｄａと、前記スライダ１個当たりで、且つ１列の前記転動体転動路で負荷を受けている前記転動体の総数Ｚと、１つの前記案内レール上の前記スライダの数ｎとの関係式を、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７とすることを特徴とするテーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造機器、測定機器、事務用機器などの各種機械に用いられる直動案内装置とテーブルとを備えたテーブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テーブル装置の直動案内装置は、通常、ころやボール等の転動体を内部で無限循環させながら、テーブルを直線的にスライドさせるため、軸方向に沿う側面に転動体転動溝を設けた案内レールと、転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有し、これら転動体転動溝及び負荷転動体転動溝の間に形成した転動体転動路内に配設した複数の転動体の転動を介して軸方向に移動可能となるように案内レールに支持されたスライダと、転動体転動路と略平行となるようにスライダ本体内に設けた転動体戻し路と、転動体転動路及び転動体戻し路の両端を連通連結して前記転動体の無限循環路を形成する転動体循環手段とを備えている。
【０００３】
ここで、直動案内装置の案内レールや、この案内レースを取付けるベース面の真直度、転動体の無限循環に伴い発生する周期的な微小振動（以下、転動体通過振動という）が、これらの機器類の運動精度を左右する。
この転動体通過振動は、予圧や外部荷重によって負荷を受けながらスライダの負荷転動体転動溝を転動している転動体が、負荷域から無負荷域に出る際に負荷が開放されたり、また反対に、無負荷域から負荷域に進入する際に新たに負荷を負うことにより現れる。
【０００４】
この振動体通過振動を抑制するために、従来、負荷転動体転動溝の全長が転動体直径の２０〜５０倍となるような軸長が長い一体構造のスライダを備えた装置（例えば、特許文献１）、複数の分割ブロックを軸方向に直列に密着接合してスライダを形成する装置（例えば、特許文献２）がある。
【特許文献１】特開２０００-４６０５２号公報
【特許文献２】特公平０６-４６０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、転動体を無限循環させる直動案内装置には、コスト、剛性面からエアスライドに匹敵する程度の走行真直性が要求されているが、特許文献１の装置は、前述した要求を満足するものではない。走行真直性を向上させるためにスライダの軸長をさらに長くすることが考えられるが、大型のスライドを形成するために加工限界がある。
一方、特許文献２は、分割ブロック数を増大させることでスライダ本体の軸長をさらに長くすることが可能であるが、分割ブロック同士の接合面を高精度に加工する必要があるとともに、予め直列に密着接合した状態で転動体転動路の加工を行なう必要があり、製造コストが増大するという問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、加工限界が発生せず、製造コストの低減化を図りながら転動体通過振動を低減させることができるテーブル装置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】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る請求項１のテーブル装置は、ベースに設置した直動案内装置と、この直動案内装置上に配置したテーブルとで構成され、前記直動案内装置は、軸方向に沿う側面に転動体転動溝を設けた案内レールと、前記転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有し、これら転動体転動溝及び負荷転動体転動溝の間に形成した転動体転動路内に配設した複数の転動体の転動を介して軸方向に移動可能となるように前記案内レールに支持されている複数のスライダとを備えているテーブル装置において、前記テーブルの軸方向の長さＬｔと、前記転動体の直径Ｄａと、前記スライダ１個当たりで、且つ１列の転動体転動路で負荷を受けている前記転動体の総数Ｚと、１つの前記案内レール上の前記スライダの数ｎとの関係式を、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、スライダの上下方向の変位及びピッチング角の変位を大幅に減少するので、エアスライドに匹敵する走行真直性を得ながら転動体通過振動が低減したテーブル装置を提供することができる。また、軸長が長い大型のスライドを製造しなくてすむので加工限界が発生せず、高精度の加工を必要とする複数の分割ブロックも使用しないので製造コストの低減化も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係るテーブル装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１から図６は、本発明に係るテーブル装置の１実施形態を示すものである。図１は、テーブル装置を平面視で示した図である。図２は、テーブル装置を構成する直動案内装置を示した図である。図３は、図１のIII−III線矢視図である。図４は、図３のIV−IV線矢視図である。図５は、テーブル装置の構成を変化させた場合のスライダの上下方向の変位の変化を示すグラフである。図６は、テーブル装置の構成を変化させた場合のスライダのピッチング角の変位の変化を示すグラフである。
【０００９】
本実施形態のテーブル装置は、図１に示すように、互いに平行に離間してベースＧに設置されている一対の直動案内装置２０，２０と、これら一対の直動案内装置２０，２０の上部間に取付けられているテーブル２２とで構成されている。
一方の直動案内装置２０は、ベースＧに固定した案内レール１と、この案内レール１上に軸方向Ｘに間隔をあけて配置した３台のスライダ２とで構成されており、他方の直動案内装置２０も、一方の直動案内装置２０の案内レール１と平行にベースＧに固定した案内レール１と、この案内レール１上に軸方向Ｘに間隔をあけて配置した３台のスライダ２とで構成されている。
【００１０】
案内レール１は、図２に示すように、その上面と側面１ａとが交差する稜線部に、軸方向に延びる略１／４円弧形状の凹溝からなる転動体転動溝１０が形成されている。また、案内レール１の両側面１ａの中間位置にも、軸方向に延びる断面ほぼ半円形の凹溝からなる転動体転動溝１０が形成されている。
スライダ２は、門型形状とされて案内レール１上に軸方向に移動自在に組み付けられており、ベアリングブロック２Ａと、その軸方向両端部に着脱可能に取り付けられた門型形状のエンドキャップ２Ｂとで構成されている。また、スライダ２の両端部（各エンドキャップ２Ｂの端面）には、案内レール１とスライダ２との間の隙間の開口をシールするサイドシール５がそれぞれ装着されている。
【００１１】
図３に示すように、ベアリングブロック２Ａの両袖部６の内側面の角部には、案内レール１の転動体転動溝１０に対向する断面ほぼ半円形の負荷転動体転動溝１１が形成され、両袖部６の内側面の中央部にも、案内レール１の転動体転動溝１０に対向する断面ほぼ半円形の負荷転動体転動溝１１が形成されている。
そして、案内レール１の転動体転動溝１０とベアリングブロック２Ａの両袖部６の負荷転動体転動溝１１とで４箇所の転動体転動路１４が形成されており、これらの転動体転動路１４は軸方向に延びている。また、スライダ２には、ベアリングブロック２Ａの袖部６の肉厚部分の上部及び下部に、前述した転動体転動路１４と平行に軸方向に貫通した円形の貫通孔からなる４箇所の転動体戻し路１３を備えている。
【００１２】
図４に示すように、エンドキャップ２Ｂは、転動体転動路１４及び転動体戻し路１３を連通させる湾曲路１５が形成されており、この湾曲路１５が、球体である転動体３を転動体転動路１４の終点から転動体戻し路１３の始点へ送り、或いは、転動体３を転動体戻し路１３の終点から転動体転動路１４の始点へ送る。そして、転動体転動路１４、転動体戻し路１３及び湾曲路１５に、多数の転動体３が列状に配置されている。
【００１３】
次に、本実施形態のテーブル装置の転動体通過振動の発生状況について図５及び図６を参照して説明する。
先ず、図１に示すように、テーブル２２の軸方向の長さをＬｔとし、図４に示すように、転動体３の直径をＤａとし、１台のスライダ２で、且つ１列の転動体転動路１４で負荷を受けている転動体３の総数をＺとし、１つの案内レール１上のスライダ２の数をｎとする。
そして、これらテーブル２２の軸方向の長さＬｔと、転動体３の直径Ｄａと、１台のスライダ２で、且つ１列の転動体転動路１４で負荷を受けている転動体３の総数Ｚと、１つの案内レール１上のスライダ２の数ｎとの関係式を、以下の（１）式とする。
α＝Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ      ………（１）
【００１４】
転動体通過振動の発生状況は、スライダ２が案内レール１上をスライド移動する際のスライダ２の鉛直方向の変位（上下方向の変位）と、スライダ２のピッチング方向の変位を測定することによって確認することができる。ここで、スライダ２のピッチング方向の変位は、図１に示すように、案内レール１の軸方向Ｘに沿う方向に対してスライダ２が傾く角度θの変位（ピッチング角θの変位）で表す。
【００１５】
そして、図５は、スライダ２が案内レール１上をスライド移動する際の、（１）式の関係式の結果（以下、α値と称する）の変化とスライダ２の上下方向の変位の変化との関係を示している。また、図６は、スライダ２が案内レール１上をスライド移動する際の、α値の変化とスライダのピッチング角θの変位の変化との関係を示している。
図５のα値とスライダ２の上下方向の変位との関係から、α値が０．７を下回ると上下方向の変位が増大しているが、α値が０．７以上になると上下方向の変位が大幅に減少することがわかる。
【００１６】
また、図６におけるα値とスライダ２のピッチング角θの変位との関係も、α値が０．７を下回るとピッチング角の変位が増大しているが、α値が０．７以上になるとピッチング角の変位が大幅に減少することがわかる。
このように、従来のテーブル装置のように軸長が長いスライダを使用せず、或いは、密着接合する接合面を高精度に加工した複数の分割ブロックを使用せずに、テーブル２２の軸方向の長さＬｔと、転動体３の直径Ｄａと、１台のスライダ２で、且つ１列の転動体転動路１４で負荷を受けている転動体３の総数Ｚと、１つの案内レール１上のスライダ２の数ｎとの関係を、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７とすることで、スライダ２の上下方向の変位及びピッチング角θの変位を大幅に減少させて転動体通過振動が低減したテーブル装置を提供することができる。
【００１７】
したがって、本実施形態のテーブル装置は、軸長が長い大型のスライド２を製造しなくてすむので加工限界が発生せず、高精度の加工を必要とする複数の分割ブロックも使用しないので製造コストの低減化を図りながら、エアスライドに匹敵する走行真直性を得て転動体通過振動を低減させることができる。
なお、図１の実施形態では、一対の直動案内装置２０，２０の案内レール１上にそれぞれ３台のスライダ２を配置したが、図７で示すように、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７の関係を有していれば、スライダ２の軸長を制限しながら少ない台数（例えば２台ずつ）のスライダ２を配置しても、同様の効果を奏することができる。
【００１８】
しかし、図８に示すように、一対の直動案内装置２０，２０の案内レール１上に多くの（図８では５台の）スライダ２を配置すると、転動体３が負荷を受ける領域が短くなり、１台のスライダ２の１箇所の転動体転動路１４で負荷を受けている転動体３の総数Ｚも少なくなるので、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７を得ることが難しくなり、スライダ２の上下方向の変位及びピッチング角の変位が低減しにくくなる。
【００１９】
なお、直動案内装置２０は、図２及び図３に示す構造に限るものではなく、図９に示す構造であってもよい。すなわち、図９の直動案内装置２０は、案内レール１が、その上面と側面１ａとが交差する稜線部と、両側面１ａの中間位置と、及び両側面１ａの下部とに６箇所の転動体転動溝１０が形成されており、スライダ２のベアリングブロック２Ａが、両袖部６の内側面の角部と、両袖部６の内側面の中央部と、両袖部６の下部とに６箇所の負荷転動体転動溝１１が形成され、これら転動体転動溝１０とベアリングブロック２Ａの両袖部６の負荷転動体転動溝１１とで６箇所の転動体転動路１４が形成されている。そして、ベアリングブロック２Ａの袖部６の肉厚部分の上部、中央部及び下部に、６箇所の負荷転動体転動溝１１と平行に軸方向に貫通した円形の貫通孔からなる６箇所の転動体戻し路１３が形成されている。また、図示しないが、エンドキャップ２Ｂは、６箇所の転動体転動路１４及び転動体戻し路１３を連通させる湾曲路が形成され、転動体転動路１４、転動体戻し路１３及び湾曲路に、多数の転動体３が列状に配置された構造としている。
【００２０】
図９の直動案内装置２０も、テーブル２２の軸方向の長さＬｔと、転動体３の直径Ｄａと、１台のスライダ２で、且つ１列の転動体転動路１４で負荷を受けている転動体３の総数Ｚと、１つの案内レール１上のスライダ２の数ｎとの関係を、Ｄａ×Ｚ×ｎ／Ｌｔ≧０．７とすることで、スライダ２の上下方向の変位及びピッチング角θの変位を大幅に減少させて転動体通過振動が低減したテーブル装置を提供することができる。
【００２１】
なお、本発明に係る直動案内装置は、上述したように転動体を内部で無限循環させるものに限るものではなく、通常の転がり案内であればよく、転動体も、球体に限らず、ローラや球面ローラ等であってもよい。
また、図２及び図９では、案内レール１の上面と側面１ａとが交差する稜線部及び案内レール１の両側面１ａの中間位置に転動体転動溝１０を設けたが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、案内レール１の他の位置に転動体転動溝１０を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る第１実施形態のテーブル装置を平面視で示した図である。
【図２】テーブル装置を構成する直動案内装置を示した図である。
【図３】図１のIII−III線矢視図である。
【図４】図３のIV−IV線矢視図である。
【図５】テーブル装置の構成を変化させた場合のスライダの上下方向の変位の変化を示すグラフである。
【図６】テーブル装置の構成を変化させた場合のスライダのピッチング角の変位の変化を示すグラフである。
【図７】本発明に係る第１実施形態のテーブル装置を平面視で示した図である。
【図８】転動体通過振動が低減しにくいテーブル装置を示す図である。
【図９】第１実施形態の直動案内装置と異なる構成の直動案内装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…案内レール、２…スライダ、２ａ…案内レールの側面、２Ａ…ベアリングブロック、２Ｂ…エンドキャップ、５…サイドシール、１０…転動体転動溝、１１…負荷転動体転動溝、１３…転動体戻し路、１４…転動体転動路、１５…湾曲路、２０…直動案内装置、２２…テーブル、Ｄａ…転動体の直径、ｎ…１つの案内レール上のスライダの数、Ｇ…ベースＧ、Ｌｔ…テーブルの軸方向の長さ、Ｚ…転動体の総数、θ…ピッチング角
【図１】
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【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】
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【図７】
2008057695.tif 000009
【図８】
2008057695.tif 000010
【図９】
2008057695.tif 000011