(57)【要約】【課題】転動体通過振動を安定して抑制することができる適正な負荷転動体転動溝の長さのリニアガイド装置を提供する。【解決手段】両側部に転動体転動溝３を有して軸方向に延長された案内レール１と、該転動体転動溝３に対向する負荷転動体転動溝３１を有すると共に軸方向に貫通する転動体通路８を有するスライダ本体２Ａ、及び両転動体転動溝３，３１間と転動体通路８とを連通する転動体循環路６を有してスライダ本体２Ａの両端部に固定されたエンドキャップ５を具備して前記案内レール１に跨架されたスライダ２と、両転動体転動溝３，３１間、転動体循環路６及び転動体通路８を転動しつつ循環可能に配設された多数の転動体Ｂとを備えたリニアガイド装置において、スライダ本体２Ａの負荷転動体転動溝３１の長さを転動体Ｂの直径の２３〜３２倍とする。【選択図】      図１
2004301168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側部に転動体転動溝を有して軸方向に延長された案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有すると共に軸方向に貫通する転動体通路を有するスライダ本体、及び前記両転動体転動溝間と前記転動体通路とを連通する転動体循環路を有して前記スライダ本体の両端部に固定されたエンドキャップを具備して前記案内レールに跨架されたスライダと、前記両転動体転動溝間、前記転動体循環路及び前記転動体通路を転動しつつ循環可能に配設された多数の転動体とを備えたリニアガイド装置において、
前記スライダ本体の負荷転動体転動溝の長さを前記転動体の直径の２３〜３２倍と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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば金型加工機や半導体製造装置等のように高い加工精度や測定精度が要求される機械装置に好適に用いられるリニアガイド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボール等の転動体を内部で無限循環させながら、被案内物を直線的に案内するリニアガイド装置は、半導体製造装置や超精密加工機械、超精密測定機器等の運動精度に大きな影響を与える重要な機械要素の一つである。そして、リニアガイド装置における案内レールやこれ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。
【０００３】
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案内レールの転動体転動溝とスライダの負荷転動体転動溝との間を転動している転動体が、無負荷域であるエンドキャップの転動体循環路に出ることで負荷が開放され、また、反対に無負荷域から負荷域に進入する際に再び負荷が加わることにより発生する。
このような転動体通過振動の抑制するものとして、スライダ本体を非分割の一体構造として、その負荷転動体転動溝の全長を転動体の直径の２０〜５０倍としたリニアガイド装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−４６０５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載のリニアガイド装置においては、スライダ本体の負荷転動体転動溝の全長を転動体直径の２０〜５０倍としているため、例えば転動体の直径を４．７６２ｍｍとすると、スライダ本体の負荷転動体転動溝の全長は、２０倍長で、９５．２４ｍｍ、５０倍長で２３８．１ｍｍとなる。このため、転動体通過振動の抑制に効果のある負荷転動体転動溝の全長の選定範囲が、約１４３ｍ（２３８．１−９５．２４ｍｍ）存在することになり、転動体通過振動を安定して抑制するための負荷転動体転動溝の適正な長さの選定が困難、且つ非効率なものとなっている。
【０００６】
即ち、必要以上に長すぎる負荷転動体転動溝の長さは、装置全体の大型化となり、一方、下限（９５．２４ｍｍ）となる負荷転動体転動溝長さの設定では転動体通過振動を安定して抑制するには場合によっては不十分な場合がある。
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、転動体通過振動を安定して抑制することができる適正な負荷転動体転動溝の長さのリニアガイド装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、両側部に転動体転動溝を有して軸方向に延長された案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝を有すると共に軸方向に貫通する転動体通路を有するスライダ本体、及び前記両転動体転動溝間と前記転動体通路とを連通する転動体循環路を有して前記スライダ本体の両端部に固定されたエンドキャップを具備して前記案内レールに跨架されたスライダと、前記両転動体転動溝間、前記転動体循環路及び前記転動体通路を転動しつつ循環可能に配設された多数の転動体とを備えたリニアガイド装置において、
前記スライダ本体の負荷転動体転動溝の長さを前記転動体の直径の２３〜３２倍としたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるリニアガイド装置を説明するための一部を切り欠いた斜視図、図２は図１の要部断面図である、図３はボール直径が４．７６２ｍｍの場合の有効転動体数と転動体通過振動変位成分との関係を予圧別に示すグラフ図、図４はボール直径が５．５５６ｍｍの場合の有効転動体数と転動体通過振動変位成分との関係を予圧別に示すグラフ図である。
【０００９】
本発明の実施の形態の一例であるリニアガイド装置は、図１及び図２に示すように、軸方向に延びる案内レール１と、該案内レール１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ２とを備える。
案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝３が形成されており、スライダ２のスライダ本体２Ａには、その両袖部４の内側面にそれぞれ転動体転動溝３に対向する負荷転動体転動溝３１が形成されると共に、袖部４内に軸方向に貫通する転動体通路８が形成されている。
【００１０】
また、スライダ本体２Ａの前後両端にはそれぞれ前記両転動体転動溝３，３１間と前記転動体通路８とを連通する半円弧状に湾曲した転動体循環路６を有するエンドキャップ５がねじ１２等を介して固定されており、前記両転動体転動溝３，３１間、前記転動体循環路６及び前記転動体通路８によって転動体無限循環軌道を構成している。
【００１１】
そして、この転動体無限循環軌道には転動体としての多数のボールＢが循環可能に装填されており、これらのボールＢの転動を介してスライダ２が案内レール１上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。なお、図において符号１０はスライダ本体２Ａの端面にエンドキャップ５をねじ止め固定するためのタップ穴、１１はサイドシール、１３はエンドキャップの側面や端面等に設けられる給脂用ニップルである。
【００１２】
ここで、この実施の形態では、スライダ本体２Ａを非分割一体構造とし，且つその負荷転動体転動溝３１の長さをボールＢの直径で除した値である有効転動体数（負荷転動体転動溝の長さ／転動体直径＝有効転動体数）を２３〜３２としている。なお、この実施の形態では、負荷転動体転動溝３１に対して超精密研削加工を施して溝面粗さを０  ．２  μｍＲａ以下としており、また、ボールＢにはＪＩＳ等級Ｇ３のものを用いているが、必ずしもこれに限定されず、ボールＢに通常の鋼球を用いてもよい。
【００１３】
図３はボール直径を４．７６２ｍｍとした場合の転動体通過振動の変位成分量（μｍ）と有効転動体数との関係を転動体通過振動影響が大きいとされている予圧別にプロットしたものである。
図３から、各予圧共に、特開２０００−４０６５２号公報で示されるように有効転動体数が２０あたりから転動体通過振動は低減されるが、予圧によりばらつきを見ることができ、有効転動体数が２３で転動体通過振動の変位成分量の減少率がゆるやかになっており、転動体通過振動の抑制として安定した領域であることが判る。また、有効転動体数が３２を超えてからの玉数増加による変位成分は緩やかな勾配で推移し、数値として小さいものである。
【００１４】
このように、負荷転動体転動溝３１の全長をボール直径の２３〜３２倍とすることで、転動体通過振動の抑制に効果が見られることが確認できた。図４に示すように、ボール直径を５．５５６ｍｍとした場合は、予圧量によって差が有るが有効転動体数が２３からやはり、転動体通過振動の変位成分量の減少率がゆるやかになっており転動体通過振動抑制の安定した領域となっている。
【００１５】
従って、リニアガイド装置に用いるボールの直径の違いによる転動体通過振動と有効転動体数との関係では、転動体通過振動の安定した抑制効果のある領域は有効転動体数が２３〜３２の間に存在することから、負荷転動体転動溝３１の全長をボール直径の２３〜３２倍とすることで転動体通過振動を安定して抑制することができるリニアガイド装置を提供することができる。
【００１６】
このようにこの実施の形態では、転動体通過振動を安定して抑制することができる適正な負荷転動体転動溝３１（スライダ本体２Ａ）の長さを選定することができるので、効率の良い装置設計ができると共に、リニアガイド装置の生産において、転動体通過振動の安定した抑制に効果のあるスライダ２の長さの標準化が可能となる。
【００１７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、転動体としてボールを例に採ったが、これに限定されず、円筒ころ、円錐ころ、球面ころ等の転動体を用いるリニアガイド装置に本発明を適用できるのは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、転動体通過振動を安定して抑制することができる適正な負荷転動体転動溝（スライダ本体）の長さを選定することができるので、効率の良い装置設計ができると共に、リニアガイド装置の生産において、転動体通過振動の安定した抑制に効果のあるスライダの長さの標準化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるリニアガイド装置を説明するための一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】ボール直径が４．７６２ｍｍの場合の有効転動体数と転動体通過振動変位成分との関係を予圧別に示すグラフ図である。
【図４】ボール直径が５．５５６ｍｍの場合の有効転動体数と転動体通過振動変位成分との関係を予圧別に示すグラフ図である。
【符号の説明】
１…案内レール
２…スライダ
２Ａ…スライダ本体
３…転動体転動溝
５…エンドキャップ
６…転動体循環路
８…転動体通路
３１…負荷転動体転動溝
Ｂ…ボール（転動体）
【図１】
2004301168.tif 000003
【図２】
2004301168.tif 000004
【図３】
2004301168.tif 000005
【図４】
2004301168.tif 000006