(57)【要約】【課題】ボルト締結によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができるリニアガイド装置を提供する。【解決手段】レール軌道面１５，１６を有する案内レール１１と、レール軌道面１５，１６に対向配置されたスライダ軌道面１９を有しレール軌道面１５，１６に沿って移動するスライダ１２と、レール軌道面１５，１６とスライダ軌道面１９との間に転動自在に配された転動体１３と、を備えたリニアガイド装置１０であって、スライダ軌道面１５，１６の端部寄りに傾斜状のクラウニング部が形成されるとともに、クラウニング部の端部に面取り部が形成され、スライダ軌道面１９の全長と、クラウニング部の長さと、面取り部の長さと、の関係で定まる有効長さＬｅと、レール軌道面に生じる波打ち波長Ｐとの関係を、Ｌｅ／Ｐ≧１．７となるように  設定した。【選択図】  図１
2004156701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール軌道面を有する案内レールと、前記レール軌道面に対向配置されたスライダ軌道面を有し該レール軌道面に沿って移動するスライダと、前記レール軌道面と前記スライダ軌道面との間に転動自在に配された転動体と、を備えたリニアガイド装置であって、
前記レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、前記スライダ軌道面の有効長さをＬｅとし、該スライダ軌道面有効長さＬｅと前記レール軌道面波打ち波長Ｐが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７
に設定されていることを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項２】
前記レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、ｍを１以上の整数として、前記スライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３で且つ、ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１
であることを特徴とする請求項１に記載のリニアガイド装置。
【請求項３】
前記レール軌道面に生じる波打ち波長Ｐとして、前記案内レールに設けられたボルト孔のボルトピッチを選んだことを特徴とする請求項１または２に記載のリニアガイド装置。
【請求項４】
前記レール軌道面に生じる波打ち波長Ｐとして、前記案内レールの側部に配される横押し板の取付間隔を選んだことを特徴とする請求項１または２に記載のリニアガイド装置。
【請求項５】
前記スライダ軌道面の端部に面取り部が形成され、前記スライダ軌道面の全長をＬ１とし、前記面取り部の長さをＣとし、前記スライダ軌道面有効長さＬｅとして、
Ｌｅ＝Ｌ１−２Ｃ
を用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のリニアガイド装置。
【請求項６】
前記スライダ軌道面の端部寄りにクラウニング部が形成されるとともに、前記クラウニング部の端部に面取り部が形成され、前記スライダ軌道面の全長をＬ１とし、前記クラウニング部の長さをＬｃとし、前記面取り部の長さをＣとし、前記スライダ軌道面有効長さＬｅとして、
Ｌｅ＝Ｌ１−（Ｌｃ＋Ｃ）
を用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のリニアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や精密加工機械、精密測定器等の各種機械に用いられるリニアガイド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被案内物を直線的に案内するのに用いられるリニアガイド装置としては、軸方向に延びる案内レールと、案内レール上に配されて案内レールの軸方向に移動可能に組み付けられたスライダと、ボールである転動体とを備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
案内レールの両側面には、転動体を摺動させるためのレール軌道面が形成され、スライダには、転動体を循環させながら保持する転動体循環路に、転動体を摺動させるスライダ軌道面が形成されている。
【０００４】
案内レールのレール面には、上下に貫通した複数個のボルト孔が軸方向に沿って形成されている。案内レールは、ボルト孔を介して複数個のボルトが加工台にねじ込まれることによって、加工台に固定される。
【０００５】
スライダは、下面に設けたスライド面が案内レールのレール面上に配され、半導体製造装置や精密加工機械、精密測定器等の各種機械の移動体がボルト締結によって固定されるため、移動体が移動する際に、転動体が、案内レールのレール軌道面とスライダのスライダ軌道面との間で転動しながらスライダの転動体循環路内を循環することにより、案内レールの軸方向への移動を円滑に支持する。
【０００６】
図１５に示す参考図のように、リニアガイド装置７０において、案内レール７１には、軸方向に複数個のボルト孔７２が形成されており、ボルト孔７２を介して図示しない加工台にボルト７３がねじ込まれることによって案内レール７１が固定される。
【０００７】
スライダ７４には、半導体製造装置や精密加工機械、精密測定器等の各種機械の移動体が固定される。スライダ７４は、案内レール７１のレール軌道面とスライダ７４のスライダ軌道面との間に転動自在に配された転動体を介して案内レール７１の軸方向に移動する。
【０００８】
このようなリニアガイド装置７０において、図１６（ａ），（ｂ）に示す参考図のように、案内レール７１が加工台にボルト締結されるに際し、ボルト締結位置ａ１，ａ２において、ボルト７３の座面と案内レール７１の底面との間がボルト７３の軸力によって圧縮される。これにより、案内レール７１がボルト締結位置ａ１，ａ２を主として弾性変形し、案内レール７１のレール軌道面７５も周囲の弾性変形により沈み込み、レール軌道面７５に、ボルトピッチに対応した波打ち現象が現れる。このようなレール軌道面７５の波打ち現象は、案内レール７１上を走行するスライダ７４の運動精度に直接的な影響を及ぼす。
【０００９】
図１６（ｃ）に示すように、例えば、案内レール７１のレール軌道面７５が上下方向に波打っている場合において、精密な用途に用いられるリニアガイド装置では、スライダ７４のがた防止のため転動体に予圧荷重がかけられていることから、スライダ７４に外力が作用しない状態では、スライダ内部での予圧荷重が釣り合っている必要がある。このため、スライダ７４が位置Ａにあるときに、スライダ７４は反時計回転方向に傾く。続いて、スライダ７４が位置Ｂまで移動すると、スライダ７４は時計回転方向に傾く。
このように、レール軌道面７５に波打ち現象があると、スライダ７４は、その移動に伴って姿勢変化する。スライダ７４は、このようなピッチング方向の姿勢変動と同様にして、上下方向に対しても姿勢変動を生じる。また、スライダ７４は、レール軌道面７５が左右方向に波打っている場合には、ヨーイング方向とともに左右方向にも姿勢変動を生じる。
【００１０】
案内レールにおけるレール軌道面の波打ち現象の防止方法として、レール軌道面を加工する際に、案内レールを規定の締結トルクで加工台にボルト締結する方法が知られている。そして、リニアガイド装置の使用時にも、加工時と同一の締結トルクで案内レールをボルト締結する。このように、加工時と使用時の案内レールの弾性変形の率を同じ程度にすれば、使用時のレール軌道面の波打ちを低減することができる。
しかし、実際には、ボルト締結時における軸力のばらつきや、加工時と使用時での取付ベースの寸法・材質の違いがある。そのため、加工時と使用時でレール軌道面の変化量を完全に一致させることは困難である。従って、レール軌道面の波打ちを完全に防ぐことは困難である。
【００１１】
これらの問題に対して、出願人らは、下記特許文献１において、レール面の波打ちを低減できるように、案内レールに設けるボルト孔のざぐり深さを規定した。これにより、ボルト締結時の軸力に多少のばらつきがあっても、レール軌道面の変形を小さくすることが可能になった。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−３０３４５９号公報（第３頁、第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近では、機械の軽量化のために、取付スペースの薄肉化やアルミニウム合金等を用いた軽金属化が進められており、加工時と使用時とでの取付スペースの寸法・材質を常に同一にすることが困難になってきている。
従って、加工時と使用時とでのレール軌道面の変形量に差が出やすくなっている。上記特許文献１においても、レール軌道面の波打ち現象の低減が不十分になる場合があり得る。
【００１４】
また、加工時にボルト締結を行うことは、相当の時間と労力を要する。生産性の観点からは、マグネットチャックなどの迅速な固定方法が望まれている。
図１７に示すように、案内レール７６の下面に配された底面７７に設けられたねじ孔７８に、ボルトがねじ込まれることによって加工台に固定されるリニアガイド装置においては、加工時の固定を迅速に行うため、マグネットチャックが有効である。
しかし、マグネットチャックによる固定方法では、使用状態、すなわち、ボルト締結後の状態でのレール軌道面の波打ちを防ぐことが困難である。
【００１５】
また、案内レールを加工台に固定せずに、レール軌道面を加工する場合がある。これは、転造による加工を行う場合等である。この場合も、ボルト締結後の状態で、レール軌道面の波打ち現象を防ぐことが困難である。
【００１６】
また、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、横押し板８１とボルト８２とを用いて、横方向基準面８３に押し当てることによって案内レール８４を機台８５に固定する場合がある。この場合も、横押し板８１によって、横押し板８１の取付周期でレール軌道面が左右方向に波打ち現象を生じ、この波打ちを防ぐことが困難である。
【００１７】
以上のように、レール軌道面の波打ちを防ぐことは大変難しく、レール軌道面の波打ちによるスライダの運動精度の悪化が問題になることが多い。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができるリニアガイド装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る上記課題は、下記（１）〜（６）によって解決することができる。
（１）レール軌道面を有する案内レールと、前記レール軌道面に対向配置されたスライダ軌道面を有し該レール軌道面に沿って移動するスライダと、前記レール軌道面と前記スライダ軌道面との間に転動自在に配された転動体と、を備えたリニアガイド装置であって、前記レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、前記スライダ軌道面の有効長さをＬｅとし、該スライダ軌道面有効長さＬｅと前記レール軌道面波打ち波長Ｐが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７
に設定されていることを特徴とするリニアガイド装置。
【００２０】
（２）前記レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、ｍを１以上の整数として、前記スライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３で且つ、ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１
であることを特徴とする前記（１）に記載のリニアガイド装置。
【００２１】
（３）前記レール軌道面に生じる波打ち波長Ｐとして、前記案内レールに設けられたボルト孔のボルトピッチを選んだことを特徴とする前記（１）または（２）に記載のリニアガイド装置。
【００２２】
（４）前記レール軌道面に生じる波打ち波長Ｐとして、前記案内レールの側部に配される横押し板の取付間隔を選んだことを特徴とする前記（１）または（２）に記載のリニアガイド装置。
【００２３】
（５）前記スライダ軌道面の端部に面取り部が形成され、前記スライダ軌道面の全長をＬ１とし、前記面取り部の長さをＣとし、前記スライダ軌道面有効長さＬｅとして、
Ｌｅ＝Ｌ１−２Ｃ
を用いたことを特徴とする請求項（１）〜（４）のいずれかに記載のリニアガイド装置。
【００２４】
（６）前記スライダ軌道面の端部寄りにクラウニング部が形成されるとともに、前記クラウニング部の端部に面取り部が形成され、前記スライダ軌道面の全長をＬ１とし、前記クラウニング部の長さをＬｃとし、前記面取り部の長さをＣとし、前記スライダ軌道面有効長さＬｅとして、
Ｌｅ＝Ｌ１−（Ｌｃ＋Ｃ）
を用いたことを特徴とする請求項（１）〜（４）のいずれかに記載のリニアガイド装置。
【００２５】
上記構成のリニアガイド装置によれば、レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、スライダ軌道面の有効長さをＬｅとし、該スライダ軌道面有効長さＬｅとレール軌道面波打ち波長Ｐが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７
に設定されている。これによって、スライダがどの位置に移動した場合においても、スライダの姿勢変化がごく小さくなる。よって、レール軌道面に波打ちが生じていても、スライダの姿勢変化を小さく保つことができ、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
また、レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、ｍを１以上の整数として、スライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３で且つ、ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１
により設定されれば、スライダの姿勢変化がごく小さくなるように、スライダ軌道面の有効長さと波打ち波長との関係が定められる。これによって、レール軌道面に波打ちが生じていても、スライダの姿勢変化を小さく保つことができ、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
そして、レール軌道面に生じる波打ち波長として、案内レールに設けられたボルト孔のボルトピッチを選べば、ボルト締結によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
さらに、レール軌道面に生じる波打ち波長として、案内レールの側部に配される横押し板の取付間隔を選べば、横押し板の取付けによって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る第１実施形態のリニアガイド装置の外観斜視図、図２（ａ）は図１に示すリニアガイド装置における断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１に示すリニアガイド装置におけるスライダの拡大断面図、図４は図１に示すリニアガイド装置におけるスライダの拡大断面図、図５は図１に示すリニアガイド装置におけるレール軌道面の波打ち量の説明図、図６はスライダの上下方向変位の片振幅の特性図、図７はスライダのピッチング方向変位の片振幅の特性図、図８は本発明に係る第２実施形態のリニアガイド装置の外観斜視図、図９は本発明に係る第３実施形態のリニアガイド装置の断面図、図１０は本発明に係る第４実施形態のリニアガイド装置の断面図、図１１はスライダの移動に伴う上下方向の変位を調べたグラフ、図１２はスライダの移動に伴うピッチング方向の変位を調べたグラフ、図１３はスライダの移動に伴う上下方向の変位を調べたグラフ、図１４はスライダの移動に伴うピッチング方向の変位を調べたグラフである。なお、第２実施形態以下の実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
【００２７】
図１に示すように、本発明の第１実施形態のリニアガイド装置１０は、案内レール１１と、案内レール１１上に配されて案内レール１１の軸方向に移動可能に組み付けられたスライダ１２と、ボールである複数の転動体１３と、を備えている。
【００２８】
案内レール１１の上面には、レール面１４が形成され、案内レール１１の両側面には、転動体１３を摺動させるためのレール軌道面１５，１６が上下に２条に形成されている。レール面１４には、上下に貫通した複数個のボルト孔１７が軸方向に沿って形成されている。案内レール１１は、ボルト孔１７を介してボルトが加工台にねじ込まれることによって、加工台に固定される。
【００２９】
スライダ１２には、転動体１３を循環させながら保持する転動体循環路１８に、転動体１３を摺動させるためのスライダ軌道面１９が形成されている。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、案内レール１１のレール軌道面１５，１６は、レール面１４を介して両側部に一対に配されており、転動体１３は４列に配されている。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、スライダ１２のスライダ軌道面１９の両端部寄りには、緩やかな傾斜面状であって円弧形状や直線状のクラウニング部２０，２０が形成されており、クラウニング部２０，２０の端部には、面取り部２１，２１が形成されている。クラウニング部２０では、スライダ軌道面１９の端部近傍において、転動体１３が荷重を受けなくなる。
【００３２】
図３に示すように、クラウニング部２０が、円弧形状である場合、クラウニング部２０の全長Ｌｃのうち、転動体１３が荷重を受ける部分の長さをクラウニング部有効長Ｌｃｅと呼ぶ。そして、転動体１３のオーバーサイズ量をδ０とし、接触角方向の断面内で見たクラウニング部の半径をＲｃとすると、クラウニング部有効長Ｌｃｅは、
【数１】
2004156701.tif 000003
で計算される。
【００３３】
図４に示すように、クラウニング部２０が、直線状である場合、上記と同様にして、接触角方向の断面内で見たクラウニング部の傾きをθｃとすると、クラウニング部有効長Ｌｃｅは、
【数２】
2004156701.tif 000004
で計算される。
【００３４】
ここで、スライダ軌道面１９の全長Ｌ１のうち、転動体１３が予圧を受ける部分の長さをスライダ軌道面有効長と呼ぶ。そして、スライダ軌道面有効長Ｌｅｓは、
【数３】
2004156701.tif 000005
で計算される。
【００３５】
ただし、上記［数３］で計算されるスライダ軌道面有効長Ｌｅｓが、Ｌｅｓ＞Ｌ１−２Ｃとなる場合、または、クラウニング部が無い場合には、
【数４】
2004156701.tif 000006
で計算される。ここで、Ｃはスライダ端部の面取り部２１の長さである。
【００３６】
スライダ軌道面有効長Ｌｅｓは、転動体１３のオーバーサイズ量をδ０によって変化するため、上記［数３］のＬｅｓもδ０によって変化する。通常のリニアガイド装置では、用途毎に転動体１３のオーバーサイズ量を変更して用いている。例えば、工作機械等では、剛性を必要とするため、オーバーサイズ量は大きくなる。
また、高速な駆動が必要な測定器等で、摺動抵抗を小さくしたい場合には、オーバーサイズ量を小さくする。オーバーサイズ量が特定できる場合には、スライダ軌道面１９の有効長として、上記［数３］のＬｅｓを用いても良い。しかし、通常の場合は、スライダ軌道面の有効長として、上記Ｌｅｓの代わりに、オーバーサイズ量に因らずに定められる次式のＬｅを用いるのが良い。
【数５】
2004156701.tif 000007
このＬｅは、オーバーサイズを変化させた場合の、最大のＬｅｓ（＝Ｌ１−２Ｃ）と、最小のＬｅｓ（＝Ｌ１−２Ｌｃ）との平均値である。Ｌｅは、広い範囲のオーバーサイズに対する平均的なスライダ軌道面有効長を表す。上記式５は、クラウニング部２０，２０が同一形状である場合に用いる。
【００３７】
クラウニング部２０，２０の形状が異なる場合、Ｌｅは、次式で計算される。
【数６】
2004156701.tif 000008
ここで、Ｌｃ１，Ｌｃ２：左右端部のクラウニング部長さ
Ｃ１，Ｃ２：左右端部の面取り部長さ
である。
【００３８】
次に、以降の計算に際して、以下を仮定する。
レール軌道面１５，１６の波打ちは、正弦波として表す。
転動体１３と軌道面１５，１６，１９との接触は、スライダ軌道面１９に一様に、連続的に分布する線形ばねとする。
【００３９】
図５に示すように、直動方向にｘ軸をとり、レール軌道面１５，１６の位置ｘにおける上下方向の波打ち量ｙをとると、波打ち量ｙは次式によって表される。このとき、Ａは定数であり、レール軌道面１５，１６の波打ちの片振幅である。
【数７】
2004156701.tif 000009
【００４０】
そして、ｉ番目のスライダ軌道面が位置ｘにおいて受ける単位長さあたりの荷重Ｆｉは、次式で表される。
【数８】
2004156701.tif 000010
ここで、
Ｘｓ：スライダ軌道面の中心座標
Δｚ：スライダの上方向への変位量
Δφ：スライダのピッチング方向への変位量
ｋｉ：ｉ番目のスライダ軌道面の転動体・軌道面接触部の単位長さあたりの上下方向ばね係数（転動体と軌道面の仕様、接触角によって決まる。）
【００４１】
従って、スライダ１２が４列の転動体列から受ける荷重の和Ｆは、スライダ中心のｘ座標をｘｓ、スライダ軌道面有効長をＬｅとして、次式により表される。
【数９】
2004156701.tif 000011
ここで、Ｋ＝ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＋ｋ４
【００４２】
そして、スライダ１２に作用する上方向の外力をＦ０とすると、力の釣り合いにより次式が成り立つ。
【数１０】
2004156701.tif 000012
【００４３】
また、上式［数９］と［数１０］とにより、スライダ１２の上下方向の変位は、
【数１１】
2004156701.tif 000013
により表される。
【００４４】
また、波打ちに起因するスライダ１２の上下方向変位の片振幅Δｖは、波打ちの片振幅Ａに対する比として、次式で表される。
【数１２】
2004156701.tif 000014
ここで、ξ＝Ｌｅ／Ｐである。
【００４５】
図６は、ξとΔｖ／Ａの大きさ関係を表している。Δｖ／Ａは、ξの増加に伴って、はじめは急激に減少する。しかし、ξ≧１．７では、Δｖ／Ａの変化は小さい。従って、上下変位を小さくするには、次式を満たすようにすることが必要である。
【数１３】
2004156701.tif 000015
また、ξが次式の範囲にある場合、Δｖ／Ａは０．１以下になり、上下変位を極めて小さくできる。
【数１４】
2004156701.tif 000016
ここで、ｍは１以上の整数である。
【００４６】
一方、スライダ１２が４列の転動体列から受けるピッチング方向のモーメントの和Ｍは、次式により表される。
【数１５】
2004156701.tif 000017
【００４７】
また、スライダ１２に作用するピッチング方向の外部モーメントをＭ０とすると、力の釣り合いから、次式が成り立つ。
【数１６】
2004156701.tif 000018
【００４８】
そして、上式［数１５］及び［数１６］より、スライダ１２のピッチング方向の変位は次式にて表される。
【数１７】
2004156701.tif 000019
【００４９】
波打ちに起因するスライダ１２のピッチング方向の変位における片振幅Δｐは、波打ちの最大傾斜Θに対する比として、次式にて表される。ここで、Θ＝２πＡ／Ｌである。
【数１８】
2004156701.tif 000020
ここで、ξ＝Ｌｅ／Ｐである。
【００５０】
続いて、図７は、ξとΔｐ／Θの大きさ関係を表している。Δｐ／Θは、ξの増加に伴って、はじめ急激に増加する。しかし、ξ≧１．３では、Δｐ／Θの変化は小さい。従って、ピッチング変位を小さくするには、次式を満たすようにすることが必要である。
【数１９】
2004156701.tif 000021
なお、図６と図７とを比べることによって、上下変位とピッチング変位とを比較すると、ピッチング変位の方が、ξの増加による変位の低減効果が大きいことがわかる。
【００５１】
上記式［数１３］及び［数１９］から、ξ≧１．７の範囲にすることにより、上下変位とピッチング変位の両方を効果的に低減することができる。この場合、特に、ピッチング方向の変位を低減することができる。
また、［数１４］及び［数１９］を満たすようにすることで、ピッチング方向の変位を低減するとともに、上下変位を著しく低減することができる。
【００５２】
第１実施形態のリニアガイド装置１０によれば、スライダ軌道面１９の全長Ｌ１と、クラウニング部２０の長さＬｃと、面取り部２１の長さＣと、の関係において、
Ｌｅ＝Ｌ１−（Ｌｃ＋Ｃ）
で定まるスライダ軌道面１９の有効長さＬｅとレール軌道面波打ち波長Ｐとの関係が、Ｌｅ／Ｐ≧１．７に設定されている。
これによって、選択設定されたスライダ軌道面１９の有効長さにより、スライダ１２がどの位置に移動した場合においても、スライダ１２の姿勢変化がごく小さくなるように、スライダ軌道面１９の有効長さが定められる。よって、レール軌道面１５，１６に波打ちが生じていても、スライダ１２の姿勢変化を小さく保つことができ、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダ１２の運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００５３】
また、レール軌道面１５，１６に生じる波打ち波長をＰとし、ｍを１以上の整数として、スライダ軌道面１９の有効長さＬｅが、Ｌｅ／Ｐ≧１．３で且つ、ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１により設定することにより、スライダ１２の姿勢変化がごく小さくなるように、スライダ軌道面１９の有効長さと波打ち波長との関係が定められる。これによって、レール軌道面１５，１６に波打ちが生じていても、スライダ１２の姿勢変化を小さく保つことができ、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダ１２の運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００５４】
そして、レール軌道面１５，１６に生じる波打ち波長Ｐとして、案内レール１１に設けられたボルト孔１７のボルトピッチを選べば、ボルト締結によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダ１２の運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
さらに、レール軌道面１５，１６に生じる波打ち波長Ｐとして、案内レール１１の側部に配される横押し板（図１８参照）の取付間隔を選べば、横押し板の取付けによって生じる軌道面の周期的な変形がスライダ１２の運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００５５】
次に、図８を用いて本発明に係る第２実施形態を説明する。
第２実施形態のリニアガイド装置３０は、案内レール１１の両側面に、ボールである転動体１３を摺動させるための一対のレール軌道面３１が形成されており、２列の転動体１３を配している。
そして、第２実施形態のリニアガイド装置３０は、第１実施形態と同様にして、上記［数１］〜［数１９］を用いることによって、転動体１３が予圧を受けるスライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７
または、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３  かつ  ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１（ｍ：１以上の整数）により設定されている。
【００５６】
次に、図９を用いて本発明に係る第３実施形態を説明する。
第３実施形態のリニアガイド装置４０は、案内レール１１の両側面に、ボールである転動体１３を摺動させるための三対のレール軌道面４１，４２，４３が形成されており、３列の転動体１３を配している。
そして、第３実施形態のリニアガイド装置４０は、第１実施形態と同様にして、上記［数１］〜［数１９］を用いることによって、転動体１３が予圧を受けるスライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７
または、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３  かつ  ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１（ｍ：１以上の整数）により設定されている。
【００５７】
続いて、図１０を用いて本発明に係る第４実施形態を説明する。
第４実施形態のリニアガイド装置５０は、案内レール１１の両側面に、円すいころである転動体１３を摺動させるための二対のレール軌道面５１，５２が形成されており、２列の転動体１３を配している。
そして、第４実施形態のリニアガイド装置５０は、第１実施形態と同様にして、上記［数１］〜［数１９］を用いることによって、転動体１３が予圧を受けるスライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７
または、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３  かつ  ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１（ｍ：１以上の整数）により設定されている。
【００５８】
【実施例】
上述した第１実施形態、第３実施形態に関して、実施例及び比較例を以下のように行った。
【００５９】
＜実施例１＞
第１実施形態のリニアガイド装置１０において、
レール軌道面数：４個
ボール接触角：α＝５０°
レール軌道面の半径：Ｄａ＝４．７６２５ｍｍ
ボールオーバーサイズ量：ｒ＝２．４７６５ｍｍ（ボール直径の５２％）
クラウニング部：形状＝円弧、長さＬｃ＝６．４５ｍｍ、半径Ｒｃ＝１７１０ｍｍ、なお、クラウニング部は、加工時は溝底方向に半径Ｒｃ´＝１１００ｍｍで加工、接触方向に換算した半径Ｒｃは、Ｒｃ＝Ｒｃ´／ｃｏｓα＝１７１０ｍｍとなる。
面取り量：Ｃ＝０．２ｍｍ
案内レールのボルトピッチ：Ｐ＝８０ｍｍ
【００６０】
本発明によると、上記［数１３］及び［数１９］より、スライダ軌道面有効長Ｌｅとして、以下の範囲が望ましい。
Ｌｅ≧１３６ｍｍ
また、上記［数１４］及び［数１９］を満たすようにする場合に、Ｌｅは以下の範囲になる。
Ｌｅ≧１０４ｍｍ  かつ、
７２ｍｍ≦Ｌｅ≦８８ｍｍ（ｍ＝１）
１５２ｍｍ≦Ｌｅ≦１６８ｍｍ（ｍ＝２）
２３２ｍｍ≦Ｌｅ≦２４８ｍｍ（ｍ＝３）
そして、スライダ軌道面の全長Ｌ１とスライダ軌道面有効長Ｌｅとの関係式［数５］より、スライダ軌道面の全長Ｌ１の範囲は、以下のようになる。
2004156701.tif 000022
【００６１】
本発明による実施例と、本発明によらない比較例として、以下を選ぶ。
＜実施例１ａ＞  Ｌ１＝１４５ｍｍ・・・［数１３］と［数１９］を満たす。
＜実施例１ｂ＞  Ｌ１＝１６５ｍｍ・・・［数１４］と［数１９］を満たす。
＜比較例１ｃ＞  Ｌ１＝７０ｍｍ・・・本発明によらない。
実施例と比較例について、レール軌道面にボルトピッチの波打ちがある場合でのスライダの運動精度を調べた。ここで、レール軌道面の波打ちの片振幅は、Ａ＝０．０００５ｍｍである。
【００６２】
図１１に示すように、実施例１ａ，１ｂと、比較例１ｃについて、スライダの移動に伴う上下方向の変位を調べた結果、実施例１ａ，１ｂともに、比較例１ｃに比べて、上下方向の変位が小さい。特に、［数１４］と［数１９］を同時に満たすようにした実施例１ｂでは、上下方向の変位が極めて小さくなっていることが明らかになった。
【００６３】
図１２に示すように、実施例１ａ，１ｂと、比較例１ｃについて、スライダの移動に伴うピッチング方向の変位を調べた結果、実施例１ａ，１ｂともに、比較例１ｃに比べて、ピッチング方向の変位が小さくなっていることが明らかになった。
【００６４】
＜実施例１の変形例＞
第３実施形態のリニアガイド装置４０において、
2004156701.tif 000023
クラウニング部：形状＝円弧、長さＬｃ＝１１ｍｍ、半径Ｒｃ＝４５３０ｍｍ、なお、クラウニング部は、加工時は溝底方向に半径Ｒｃ´＝３２００ｍｍで加工、接触方向に換算した半径Ｒｃは、Ｒｃ＝Ｒｃ´／ｃｏｓα＝４５３０ｍｍとなる。
面取り量：Ｃ＝０．２ｍｍ
案内レールのボルトピッチ：Ｐ＝４０ｍｍ  この場合、実施例１に比べて小さいので、スライダ長さを短くできる。
【００６５】
実施例１と同様にして、本発明によると、スライダ軌道面の全長は、以下の範囲が望ましい。
2004156701.tif 000024
【００６６】
本発明による実施例と、本発明によらない比較例として、以下を選ぶ。
＜実施例１ｄ＞  Ｌ１＝１４９ｍｍ・・・式１３と式１９を満たす。
＜実施例１ｅ＞  Ｌ１＝１２８ｍｍ・・・式１４と式１９を満たす。
＜比較例１ｆ＞  Ｌ１＝４０ｍｍ・・・本発明によらない。
実施例と比較例について、レール軌道面にボルトピッチの波打ちがある場合でのスライダの運動精度を調べた。ここで、レール軌道面の波打ちの片振幅は、Ａ＝０．０００５ｍｍである。
【００６７】
図１３に示すように、上下変位を低減する実施例１ｄ，１ｅと、比較例１ｆについて、スライダの移動に伴う上下方向の変位を調べた結果、実施例１ｄ，１ｅは、比較例１ｆに比べて、上下方向の変位が小さい。特に、［数１４］と［数１９］を同時に満たすようにした実施例１ｅでは、上下方向の変位が極めて小さくなっていることが明らかになった。
【００６８】
図１４に示すように、ピッチング変位を低減する実施例１ｄ，１ｅと、比較例１ｆについて、スライダの移動に伴うピッチング方向の変位を調べた結果、実施例１ｄ，１ｅは、比較例１ｆに比べて、ピッチング方向の変位が小さくなっていることが明らかになった。
【００６９】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、ボールや円すいころである転動体の列は２列、４列、６列に限らず、それ以上の複数対配されたリニアガイド装置に本発明を用いても良い。
また、本発明のリニアガイド装置を複数組み合わせることにより、テーブル装置として用いても良い。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スライダ軌道面の全長Ｌ１と、クラウニング部の長さＬｃと、面取り部の長さＣとから、
Ｌｅ＝Ｌ１−（Ｌｃ＋Ｃ）  によって定まるスライダ軌道面の有効長さＬｅは、レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとして、
Ｌｅ／Ｐ≧１．７  の範囲に設定されている。
したがって、スライダがどの位置に移動した場合においても、スライダの姿勢変化がごく小さくなるように、スライダ軌道面の有効長さが定められる。これによって、レール軌道面に波打ちが生じていても、スライダの姿勢変化を小さく保つことができ、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
また、レール軌道面に生じる波打ち波長をＰとし、ｍを１以上の整数として、スライダ軌道面の有効長さＬｅが、
Ｌｅ／Ｐ≧１．３で且つ、ｍ−０．１≦Ｌｅ／Ｐ≦ｍ＋０．１
により設定されれば、スライダの姿勢変化がごく小さくなるように、スライダ軌道面の有効長さと波打ち波長との関係が定められる。これによって、レール軌道面に波打ちが生じていても、スライダの姿勢変化を小さく保つことができ、ボルト締結等によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
また、レール軌道面に生じる波打ち波長として、案内レールに設けられたボルト孔のボルトピッチを選ぶことにより、ボルト締結によって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
さらに、レール軌道面に生じる波打ち波長として、案内レールの側部に配される横押し板の取付間隔を選ぶことにより、横押し板の取付けによって生じる軌道面の周期的な変形がスライダの運動精度に及ぼす影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のリニアガイド装置の外観斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示したリニアガイド装置における断面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示したリニアガイド装置におけるスライダの拡大断面図である。
【図４】図１に示したリニアガイド装置におけるスライダの拡大断面図である。
【図５】図１に示したリニアガイド装置におけるレール軌道面の波打ち量の説明図である。
【図６】スライダの上下方向変位の片振幅の特性図である。
【図７】スライダのピッチング方向変位の片振幅の特性図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態のリニアガイド装置の外観斜視図である。
【図９】本発明に係る第３実施形態のリニアガイド装置の断面図である。
【図１０】本発明に係る第４実施形態のリニアガイド装置の断面図である。
【図１１】スライダの移動に伴う上下方向の変位を調べたグラフである。
【図１２】スライダの移動に伴うピッチング方向の変位を調べたグラフである。
【図１３】スライダの移動に伴う上下方向の変位を調べたグラフである。
【図１４】スライダの移動に伴うピッチング方向の変位を調べたグラフである。
【図１５】従来のリニアガイド装置を説明する参考図である。
【図１６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１５に示したリニアガイド装置における波打ち現象を説明する各参考図である。
【図１７】図１５とは異なる従来のリニアガイド装置を説明する参考図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は図１７とは異なる従来のリニアガイド装置を説明する参考図である。
【符号の説明】
１０，３０，４０，５０  リニアガイド装置
１１                    案内レール
１２                    スライダ
１３                    転動体
１５，１６，３１，４１，４２，４３，５１，５２  レール軌道面
１９                    スライダ軌道面
２０                    クラウニング部
２１                    面取り部
８１                    横押し板
【図１】
2004156701.tif 000025
【図２】
2004156701.tif 000026
【図３】
2004156701.tif 000027
【図４】
2004156701.tif 000028
【図５】
2004156701.tif 000029
【図６】
2004156701.tif 000030
【図７】
2004156701.tif 000031
【図８】
2004156701.tif 000032
【図９】
2004156701.tif 000033
【図１０】
2004156701.tif 000034
【図１１】
2004156701.tif 000035
【図１２】
2004156701.tif 000036
【図１３】
2004156701.tif 000037
【図１４】
2004156701.tif 000038
【図１５】
2004156701.tif 000039
【図１６】
2004156701.tif 000040
【図１７】
2004156701.tif 000041
【図１８】
2004156701.tif 000042