(57)【要約】【課題】組立作業の簡略化と組立時間の短縮化及びローラの位置ずれを防止することで長期間に亘って良好な性能を維持することのできるリニアガイド装置を提供する。【解決手段】スライダ１１の両側部に、ローラ軸１３ａの一部と係合してローラユニット３３を案内レール１２のローラ軌道面１２ａに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部１７を設けたことを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側面にローラ軌道面を有する案内レールと、この案内レールの両側に配置される複数のローラユニットを有するスライダとからなり、前記ローラユニットを前記ローラ軌道面に接触する円筒状のローラ本体と、このローラ本体を回転自在に支持するローラ軸とから構成したリニアガイド装置において、
前記スライダの両側部に、前記ローラ軸の一部と係合して前記ローラ軌道面に対する前記ローラ本体の接触位置を位置決めする位置決め肩部を設けたことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項２】
前記ローラ軸の一部はスペーサであることを特徴とする請求項１記載のリニアガイド装置。
【請求項３】
前記ローラ軸の一部はローラ軸の段部であることを特徴とする請求項１記載のリニアガイド装置。
【請求項４】
前記ローラ本体は転動体及び内輪を介して前記ローラ軸に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリニアガイド装置。
【請求項５】
前記内輪は前記ローラ軸の一部として一体に形成されていることを特徴とする請求項４記載のリニアガイド装置。
【請求項６】
前記位置決め肩部は、前記スライダに形成されたローラ取付座面と同時に加工されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリニアガイド装置。
【請求項７】
前記位置決め肩部は、前記スペーサと前記ローラ軌道面の反対側で係合することを特徴とする請求項２記載のリニアガイド装置。
【請求項８】
前記位置決め肩部は、前記段部と前記ローラ軌道面の反対側で係合することを特徴とする請求項３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、直線方向に作動する可動体の案内手段として、例えば半導体関連機器や光ファイバ製造装置などで用いられるリニアガイド装置に関し、特に、案内レールの両側面にローラ軌道面を有するリニアガイド装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリニアガイド装置は、スライダと、このスライダを案内する案内レールとからなり、スライダには複数個のローラがそれぞれローラ支持軸を介して取り付けられている。これらのローラはスライダを案内レールに対して移動可能に支持するためのものであり、スライダが案内レールの長手方向に相対移動すると案内レールの両側面に形成されたローラ軌道面を転動するようになっている。
【０００３】
このようなリニアガイド装置では、ローラの外周面とローラ軌道面との隙間または予圧量、すなわちローラのローラ軌道面との接離方向の位置の微調整に、偏心ボルトや偏心軸を使用する方法が採用されており、特開平２−１１３１１４号公報や実開昭６３−１５２９１９号公報などに開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平２−１１３１１４号公報や実開昭６３−１５２９１９号公報に開示されたリニアガイド装置では、ローラ軌道面に対するローラの接触位置を偏心ボルトや偏心軸を使用して調整するように構成されているため、リニアガイド装置の負荷能力を高めるためにローラの取付け個数を増やした場合には、ローラの接触位置を調整するのに時間がかかり、その結果、リニアガイド装置を簡単かつ短時間で組立てることが困難になることがあった。
【０００５】
また、上記公報に開示されたリニアガイド装置では、スライダに対してローラ支持軸を回動させてローラの接触位置を調整するため、ローラ支持軸はスライダに対してすき間嵌めとなる。このため、組立時は最適な接触位置に調整しておいても使用中に接触位置がずれることがあり、その結果、スライダの走行精度の低下や剛性の低下を招くことがあった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上述した問題点を解決し、組立作業の簡略化と組立時間の短縮化及びローラの位置ずれを防止することで長期間に亘って良好な性能を維持することのできるリニアガイド装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、両側面にローラ軌道面を有する案内レールと、この案内レールの両側に配置される複数のローラユニットを有するスライダとからなり、前記ローラユニットを前記ローラ軌道面に接触する円筒状のローラ本体と、このローラ本体を回転自在に支持するローラ軸とから構成したリニアガイド装置において、前記スライダの両側部に、前記ローラ軸の一部と係合して前記ローラ軌道面に対する前記ローラ本体の接触位置を位置決めする位置決め肩部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成によると、各部品の寸法管理を行い、所定の隙間となるような組合せで構成させることで組立時の調整作業を省くことができ、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。
この場合、位置決め肩部と係合するローラ軸の一部は、請求項２及び３記載の発明のように、スペーサあるいはローラ軸の段部とすることができる。また、請求項４記載の発明のように、ローラ本体が転動体及び内輪を介してローラ軸に支持される構成のローラユニットを用いることができる。また、請求項５記載の発明のように、内輪がローラ軸の一部として一体に形成されているローラユニットを用いることができる。さらに、請求項６記載の発明のように、位置決め肩部とスライダに形成されたローラ取付座面とを同時に加工された構成を採用することで、加工時間が短縮され、また高い精度で加工することができる。また、請求項７及び８記載の発明のように、位置決め肩部がスペーサまたは段部とローラ軌道面の反対側で係合する構成を採用することで、ローラの位置ずれが防止され、長期間に亘って良好な性能を維持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は本発明の第１の実施形態を示す図で、図１は本発明の第１の実施形態に係るリニアガイド装置の横断面図、図２は同実施形態に係るリニアガイド装置の側面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、本発明の第１の実施形態に係るリニアガイド装置１０は、両側面にローラ軌道面１２ａ，１２ａを有する案内レール１２と、この案内レール１２の両側に袖部１１ａ，１１ａを有するスライダ１１とを備えており、スライダ１１の袖部内側面にはローラ取付け座面１１ｂ，１１ｂが形成されている。これらのローラ取付け座面１１ｂは案内レール１２のローラ軌道面１２ａとほぼ直角に交わるように袖部１１ａの内側面に形成されており、各ローラ取付け座面１１ｂには複数のローラユニット１３がそれぞれローラ取付けナット１９により取り付けられている。
【００１０】
ローラユニット１３は、図４に示すように、ローラ軸１３ａと、このローラ軸１３ａに内輪１３ｂ及び複数の転動体１３ｃを介して支持された円筒状のローラ本体１３ｄとを有しており、スライダ１１が案内レール１２の長手方向に相対移動するとローラ本体１３ｄが案内レール１２のローラ軌道面１２ａ上を転動するようになっている。また、ローラユニット１３は内輪１３ｂをローラ軸１３ａの端部に固定する円筒状のスペーサ１３ｅを有しており、スライダ１１の両側部には、スペーサ１３ｅと係合してローラユニット１３を案内レール１２のローラ軌道面１２ａに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部１７（図１及び図３参照）が設けられている。この位置決め肩部１７はスライダ１１のローラ取付け座面１１ｂと同時加工して形成されており、スペーサ１３ｅとローラ軌道面１２ａの反対側で係合するようになっている。
【００１１】
図５はリニアガイド装置１０の組立方法を説明するための図であり、上記のようなリニアガイド装置１０を組立てる場合には、先ず、ローラユニット１３に対して反対側面間、つまりローラ軌道面１２ａと位置決め肩部１７間の寸法Ｃ１（またはＣ２）をある寸法間隔で数種類揃えておく。このとき、ローラ外輪（ローラ本体１３ｄ）の測定する側（面）を中心軸方向に押し付け、隙間を無くした状態での寸法をとる。また、寸法の調整はローラ本体１３ｄの外径寸法をその寸法間隔で製作することで行う。そして、対角に位置する２つのローラユニット１３の取付けに使用する位置決め肩部１７，１７間の寸法Ａとローラユニット１３が転走するローラ軌道面１２ａ，１２ａ間の寸法Ｂとから、所定の隙間に設定するために必要なローラユニット１３の寸法Ｃ１，Ｃ２（ただし、Ｃ１＝Ｃ２）が導き出されるため、その寸法のローラを組み合わせることで所定の隙間に設定できる。
【００１２】
次に、寸法Ａ及びＢの測定方法について、図６を参照して説明する。同図に示すように、寸法Ａは直径がＤ１の平行ピン２３，２３を使用し、寸法Ａ１を測定する。そして、幾何学的に寸法Ａは次式で求められる。
Ａ＝Ｄ１＋（Ａ１＋Ｄ１）×ｓｉｎ４５°−（Ａ２＋Ａ３）
ここで、寸法Ａ２，Ａ３については、図７に示すように、スライダ１１のローラ取付け座面１１ｂおよび位置決め肩部１７を研削加工機２４で同時に研削加工することで、寸法Ａ２，Ａ３は砥石形状により決まるため、安定した寸法を得ることができる。また、寸法Ｂについては、図８に示すように、直径がＤ２の平行ピン２４，２４を使用して寸法Ｂ１を測定すれば、幾何学的に次式で求められる。
【００１３】
Ｂ＝（Ｂ１−Ｄ２）×ｓｉｎ４５°−Ｄ２
スライダ１１の加工については、図７に示すように、切込み以外は紙面に対して垂直方向に往復動させるだけの単純な工具経路になるので、加工誤差を小さく抑えることができる。このため、肩部同士の平行度は高く、一列目に使用するローラの寸法が決まれば、２列目以降は同じ寸法のものを使用することで同じ隙間に設定されるため、負荷能力を向上させるためにローラユニット１３の取付け個数を増やしても調整によりローラの接触位置を決める時のような調整時間の加速度的な増加は生じない。
【００１４】
上述のように、ローラユニット１３のスペーサ１３ｅと係合してローラユニット１３を案内レール１２のローラ軌道面１２ａに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部１７をスライダ１１の両側部に設けると、ローラユニット１３がローラ軌道面１１ａに対して所定の位置に位置決めされる。したがって、各部品の寸法管理を行い、所定の隙間となるような寸法の組合せで構成させることで組立時の調整作業を省くことができ、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。また、スライダの加工において、複数個を並べて加工することで同一の寸法を得ることができ、一個について使用するローラの寸法が決まれば他も決まるため、量産時により効果がある。
【００１５】
図９乃至図１２は本発明の第２の実施形態を示す図で、図９は本発明の第２の実施形態に係るリニアガイド装置の一部断面正面図である。同図に示すように、本発明の第２の実施形態に係るリニアガイド装置３０は、案内レール３２と、この案内レール３２の長手方向に相対移動するスライダ３１とを備えており、スライダ３１の下面両側部にはローラ取付け座面３１ｂ，３１ｂが形成されている。これらのローラ取付け座面３１ｂは案内レール３２のローラ軌道面３２ａとほぼ直角に交わるようにスライダ１２の下面に形成されており、各ローラ取付け座面３１ｂには複数のローラユニット３３がそれぞれローラ取付けナット３４により取り付けられている。
【００１６】
ローラユニット３３はローラ軸３３ａと、このローラ軸３３ａに内輪３３ｂ及び複数の転動体３３ｃを介して支持された円筒状のローラ本体３３ｄとを有しており、スライダ３１が案内レール３２の長手方向に相対移動するとローラ本体３３ｄが案内レール３２のローラ軌道面３２ａ上を転動するようになっている。
各ローラユニット３３のローラ軸３３ａは段部３３ｅを有しており、スライダ１１の両側部には、段部３３ｅと係合してローラユニット３３をローラ軌道面３２ａに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部３７が設けられている。この位置決め肩部３７はスライダ３１のローラ取付け座面３１ｂと同時加工して形成されており、段部３３ｅとローラ軌道面３２ａの反対側で係合するようになっている。なお、案内レール３２のローラ軌道面３２ａは、この実施形態では案内レール３２の両側面に形成された軌道溝３５に断面円形のガイドロッド３６を嵌合させて形成されている。
【００１７】
図１０乃至図１２はリニアガイド装置３０の組立方法を説明するための図であり、上述した第１の実施形態と同様に、スライダ３１に設けられた位置決め肩部３７，３７間の寸法Ｅと案内レール３２の両側面に取り付けられたガイドロッド３６，３６間の寸法Ｆ（図１１参照）とから、所定の隙間になるようにローラユニット３３を選定してスライダ３１に組み付ける。この場合、その隙間は、ガタをなくすために若干のマイナス隙間（−２〜−２０μｍ）にし、予圧をかけておく。
【００１８】
ローラユニット３３の寸法の管理は、図１２に示すように、案内レール３２のガイドロッド３６と同径のピン３８を使用して寸法Ｇの測定を行い、ガイドロッド３６の直径を引いた数値で行う。
上述のように、ローラユニット３３の段部３３ｅと係合してローラユニット３３をローラ軌道面３２ａに対して所定の位置に位置決めする位置決め肩部３７をスライダ３１の両側部に設けると、第１の実施形態と同様に、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。
【００１９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した第１の実施形態ではローラユニット１３のローラ軸１３ａとスペーサ１３ｅとを別体構造としたが、図１３に示すように、ローラユニット１３のローラ軸１３ａとスペーサ１３ｅとを一体構造としてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品の寸法管理を行い、所定の隙間になるような寸法の部品を組合せて構成するため、組立時に隙間を調整する必要がなく、リニアガイド装置の組立作業の簡略化と組立時間の短縮化を図ることができる。また、ローラの位置ずれが防止されるので、長期間に亘って良好な性能を維持することのできるリニアガイド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリニアガイド装置の横断面図である。
【図２】図１に示すリニアガイド装置の側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図４】図１のローラユニットの構成を示す断面図である。
【図５】図１に示すリニアガイド装置の組立方法を説明するための図である。
【図６】図５の寸法Ａを測定するための方法を示す図である。
【図７】図５に示すスライダの加工方法を示す図である。
【図８】図５の寸法Ｂを測定するための方法を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るリニアガイド装置の一部断面正面図である。
【図１０】図９に示すスライダの正面図である。
【図１１】図９に示す案内レールの正面図である。
【図１２】図９のローラユニットの構成を示す図である。
【図１３】ローラユニットの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１１，３１　　スライダ
１１ａ，３１ａ　　袖部
１１ｂ，３１ｂ　　ローラ取付け座面
１２，３２　　案内レール
１２ａ，３２ａ　　ローラ軌道面
１３，３３　　ローラユニット
１３ａ，３３ａ　　ローラ軸
１３ｂ，３３ｂ　　内輪
１３ｃ，３３ｃ　　転動体
１３ｄ，３３ｄ　　ローラ本体
１３ｅ　　スペーサ
３３ｅ　　段部
１４，３４　　ローラ取付けナット
１７，３７　　位置決め肩部
２４　　研削加工機
３６　　ガイドロッド
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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