(57)【要約】【課題】リテーナ及びコロ体の循環機構がなくても、スライド体が常に確実に移動し、しかも製造を低コストで行えるガイド機構を得ることにある。【解決手段】レール（１１，１１１）及びレールの長手方向に沿って直線移動するスライド体（２１，１２１）を有している。レールはその長手方向に案内溝（１２，１１２）を備え、スライド体は案内溝に嵌るコロ（３２，１３２）をもつコロ体（３１，１３１）を介してレールに接触している。コロ体は回転体中心軸と同軸に配置された軸部を（３３，１３３）スライド体に保持されている。【選択図】図３
2005180602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール及び該レールの長手方向に沿って直線移動するスライド体を有するガイド機構において、
前記レールがその長手方向に案内溝を備え、前記スライド体が前記案内溝に嵌るコロ体を介在して前記レールに摺動し、前記コロ体が前記スライド体に軸支されていること
を特徴とするガイド機構。
【請求項２】
前記案内溝及び前記コロ体の少なくとも一方に、潤滑剤保持溝が形成されていること
を特徴とする請求項１に記載のガイド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械をはじめ産業用ロボット、精密計測器などの各分野において、直線摺動部分の機械要素として利用されるガイド機構に関している。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械をはじめ産業用ロボット、精密計測器などの各分野において、直線摺動部分の機械要素として、ガイド機構が利用されている。
【０００３】
このガイド機構としては、一対のレールとレールの長手方向に沿って直線移動可能なスライド体とを有し、コロ体がレールとスライド体との間に配置されたものが提供されている。この種のガイド機構は、コロ体の側面形状に係合する溝をもつリテーナがレールの間に配置され、複数のコロ体がそれぞれリテーナの溝に挟持されるように配置され、これらのコロ体が、スライド体及びレールに形成された溝に嵌合するとともに、それぞれの回転軸が平行状態を保つように、リテーナによって浮動支持される構造を有しており、コロ体がリテーナ内で自転しつつ、レール及びスライドの溝内を摺動している。
【０００４】
他のガイド機構として、一対のレールとレールの長手方向に沿って直線移動可能なスライド体とを有し、スライド体がレールと対向する一対の溝付きレールを備えており、レールの溝とスライド体の溝付きレールの溝との間にコロ体を循環可能に配置したものも提供されている。このガイド機構では、コロ体はレールの溝及び溝付きレールの溝に嵌っており、スライド体が外力を受けると、コロ体がスライド体に沿って溝付きレール上を自転しつつ循環する。そして、両隣のコロ体のコロに嵌るコロ嵌合溝を備えたリテーナが、隣接するコロ体との間に配置され、コロ体の相互摩擦を防いでいる（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前者のガイド機構は、コロ体に与圧を与えてコロ体とレール及びコロ体とスライド体との間の接触状態を均一に保っているが、与圧が不均一であったり、何らかの原因によりコロ体に偏荷重が掛かると、コロ体とスライド体との間、あるいはコロ体とレールとの間に滑りが発生し、コロ体を保持しているリテーナが、スライド体を制止するエンドストッパに当たって破損するおそれがある。このため、製造に際してコロ体の組み付け及び調整にかなりの手間を要し、装置への組み込みに際してもかなりの注意が必要とされる。また、後者のガイド機構は、これらの面倒をなくすことができるが、構造がかなり複雑化するため、信頼性の低下や、製造コスト上昇が懸念されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、リテーナ及びコロ体の循環機構を要することなく、スライド体が常に円滑に摺動し、しかも、製造を低コストで行えるガイド機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載されたガイド機構は、レール及びレールの長手方向に沿って直線移動するスライド体を有し、レールがその長手方向に案内溝を備え、スライド体が案内溝に嵌るコロ体を介在してレールに摺動し、コロ体がスライド体に軸支された構成とすることにより、上記の課題を解決するものである。
【０００８】
また、請求項２に記載されたガイド機構の構成に加えて、レールの案内溝及びコロ体の少なくとも一方に、潤滑剤保持溝を形成することにより、上記の課題の更なる解決を図るものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載された発明のガイド機構によれば、レール及びレールの長手方向に沿って直線移動するスライド体を有し、レールがその長手方向に案内溝を備え、スライド体が案内溝に嵌るコロをもつコロ体を介在してレールに接触し、コロ体が回転中心軸と同軸に配置された軸部をスライド体に保持されているので、コロ体がスライド体上を軸ブレなく自転し、スライド体を低摩擦でレールに沿って移動させる。さらに、コロ体が常にスライド体と共に動き、位置ずれすることがないので、与圧の不均一や偏荷重の発生に起因するリテーナ等の破損事故を回避することができる。しかも、コロ体の循環機構を必要としないため、製造コストの低減が図られると共に、装置の信頼性・耐久性が向上する。
【００１０】
また、請求項２に記載されたガイド機構によれば、レールの案内溝及びコロ体の少なくとも一方に、潤滑剤保持溝が形成されているので、案内溝及びコロ体が、潤滑剤保持溝に保持されている潤滑剤により形成された潤滑膜を介して接触するため、請求項１に記載のガイド機構が奏する効果に加えて、コロ体のより円滑な摺動及び摺接面における摩耗低減が達成できるとともに、潤滑剤の補給間隔の長期化、メンテナンス作業の軽減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のある実施の形態において、レールは平行配置された一対のレールからなり、スライド体がこれらのレールの間に長手方向に沿って直線移動可能に配置されている。案内溝は各々のレールの相対する面に形成され、コロ体はコロをレールの案内溝に嵌めてスライド体とレールとの間に配置されていると共に、軸部をスライド体に回転可能に保持されている。
【００１２】
本発明の他の実施の形態において、レールは単一のレールからなり、スライド体がこのモノレールを跨って、長手方向に沿って直線移動可能に配置されている。案内溝は、モノレールの両側面に形成され、コロ体はコロをレールの案内溝に嵌めてスライド体とモノレールとの間に配置されていると共に、軸部をスライド体に回転可能に保持されている。
【００１３】
以下、図面を参照して本発明のガイド機構の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
このガイド機構は、図１に示すように、一対のレール１１及びスライド体２１を有している。
【００１５】
レール１１は、互いに平行に配置され、長手方向の端部が交差部材１３によって結合されている。レール１１の対面にはレール１１の長手方向に沿って延びる案内溝１２が設けられている。案内溝１２は、図３に示すように、レール１１の短手方向の断面がＶ字状をなす凹凸を交互にかつ連続して形成したものからなっている
【００１６】
スライド体２１は、図２に示すように、両側面にコロ体収容凹部２３を備えている。レール１１に対する装着は、図１及び図３に示すように、コロ体収容凹部２３をレール１１をはめ込んで、レール１１の間に配置されている。コロ体収容凹部２３には、図２及び図３に示すように、コロ体３１が配置されている。スライド体２１は、コロ体３１を介在してレール１１に接触している。
【００１７】
コロ体３１はスライド体２１の長手方向に沿って複数個配置されている。各コロ体３１はコロ３２及び軸部３３からなっている。コロ３２はレール１１の案内溝１２に対応する数ある。各コロ３２の周面は案内溝１２に嵌るように断面Ｖ字状に形成されている。コロ体３１はこのようなコロ３２を複数垂直方向に積み重ねた形状となっている。軸部３３はコロ３２の積層体の上下端に、中心軸を一致させて配置されていると共に、一体に形成されている。
【００１８】
コロ体３１は、コロ３２の周面をレール１１の案内溝１２に嵌合させ、スライド体２１の両側面にある開口部２４の内部に配置されていると共に、軸部３３をスライド体２１にある軸受に保持されている。
【００１９】
このガイド機構は、例えば、工作機械の直線送り機構に使用される。工作機械の直線移動部は、スライド体２１に結合される。駆動は、例えばボールねじ４１によってなされている。ボールねじ４１は、図１に示すように、レール１１の間にこれらと平行に配置されていると共に、両端を交差部材１３にある軸受に保持されている。電動機４３が交差部材１３に固定され、その回転軸がボールねじ４１に連結されている。ナット４２は、図３に示すように、スライド体２１の貫通孔２４の内部に配置されていると共に、スライド体２１に結合されている。
【００２０】
電動機４３が作動すると、ボールねじ４１が回転し、ナット４２がスライド体２１と一緒にレール１１に沿って直線移動する。コロ体３１がスライド体２１の上で自転しながらこれと一緒に移動して、スライド体２１を低摩擦で円滑に直線移動させる。このときに、コロ体３１は、軸部３３をスライド体２１に保持されているため、軸ブレすることなく自転する。このため、スライド体２１は、がたつきなしに、スムーズに直線移動する。
【００２１】
そして、コロ体３１がスライド体上で自転し、リテーナを必要としないので、リテーナの位置ずれに基づく破損や動作不良がないばかりか、循環機構も必要としないので、製造を低コストで行える。
【００２２】
更に、このガイド装置では、レール１１の案内溝１２に潤滑剤保持溝を、コロ体３１のコロ３２とコロ３２との間に潤滑剤保持溝を備えている。図４において、レール１１の潤滑剤保持溝は参照符号１５によって、コロ体３１のそれは参照符号３５によって示されている。潤滑剤保持溝１５は、案内溝１２を加工するときに、案内溝１２のの溝底を矩形に加工することで形成されている。潤滑剤保持溝３５は、コロ体３２を製作するときに、コロ３２の周面突起とコロ３１の周面突起との間に形成される溝底を矩形に成形することで形成されている。各々の潤滑剤保持溝１５，３５にはグリスのような固体潤滑剤が充填されている。
【００２３】
コロ体３１のコロ３２がレール１１の案内溝１２に嵌ると、コロ体３１のコロ３２の外周にある凸部がレール１１の潤滑剤保持溝１５に、レール１１の案内溝１２の間にある凸部がコロ体３１の潤滑剤保持溝３５に嵌り、コロ体３１とレール１１とは常に潤滑膜を介して接触する。このため、スライド体３１がよりスムーズに直線移動するばかりか、レール１１及びコロ体３１の磨耗も最小となって、給脂等のメンテナンス期間を長くすることができる。
【実施例２】
【００２４】
このガイド機構は、モノレール構造のもので、図５に示すように、レール１１１及びスライド体１２１を有している。スライド体１２１は、例えば、ベルトやチェーン機構によってレール１１１の上を直線移動される。
【００２５】
レール１１１は、矩形断面をもつもので、両側面長手方向に沿って多数の案内溝１１２を設けられている。各案内溝１１２は断面Ｖ字形に形成されている。
【００２６】
スライド体１２１は、図６に示すように、チャネル断面形状を有するもので、レール１１１をチャネル溝内に位置させて、いいかえれば、レール１１１を跨って配置されている。コロ体１３１は、レール１１１の両側に位置しかつレール１１１の長手方向に沿って配置されている。コロ体１３１は、案内溝１１２に対応する数のコロ１３２を有している。各コロ１３２の周面は、案内溝１１２に嵌る断面Ｖ状に形成されている。軸部１３３が上下端に位置するコロ１３２に設けられている。軸部１３３は、中心軸を一致させてコロ１３２と一体に形成されている。スライド体１２１に対する装着は、コロ体１３１のコロ１３２をレール１１１の案内溝１１２に嵌合させてスライド体１２１に配置すると共に、軸部１３３をスライド体１２１にある軸受に保持させることで行われている。
【００２７】
このガイド機構も、例えば搬送機械の直線送り機構に使用され、この送り機構の直線移動部は、スライド体１２１に結合される。スライド体１２１の駆動は、例えばベルト機構によってなされている。ベルト１４１は、直線部分をレール１１１と平行に配置されている。直線部分はスライド体１２１に結合されている。ベルト１４１はベルト車１４４，１４５に巻き掛けられ、片方のベルト車１４３は軸が電動機１４３の回転軸に連結されている。電動機１４３が作動すると、スライド体１２１がレール１１１に沿って直線移動する。このときに、コロ体１３１は、両端にある軸部１３３をスライド体１２１に回転可能に保持され、コロ体１３１の軸ブレを発生しないので、スライド体１２１及びこれに結合された直線移動部を円滑に直線移動させる。そして、リテーナなしに、これを達成することができるため、リテーナの位置ずれに基づく破損もなく、コロ体１３１の循環機構も不要であるため、製造コストが低い。
【００２８】
このガイド装置においても、レール１１１の案内溝１１２の溝底及びコロ体１３１のコロ１３２の間に形成される溝底には、実施例１と同じ構成をもつ潤滑剤保持溝が設けてあり、潤滑剤保持溝にはグリス等の固体潤滑剤が充填され、コロ体１３１のコロ１３２が案内溝１１２に嵌ると、コロ体１３１のコロ１３２の外周となる凸部がレール１１１の潤滑剤保持溝にあるグリスに、レール１１１の案内溝１１２の間にある凸部がレール１１１の潤滑剤保持溝にあるグリスに浸され、コロ体１３１のコロ１３２が常に潤滑膜を介してレール１１１の案内溝１１２に接触するようにしてある。
【００２９】
なお、以上説明した実施例は、いずれも、潤滑剤保持部をレールの案内溝とコロ体のコロとの双方に設けているが、設置環境や負荷に応じて、レールの案内溝又はコロ体のコロのいずれか一方に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のガイド機構の一実施例を示す斜視図。
【図２】図１に示すガイド機構のスライド体の拡大斜視図。
【図３】図１の３−３線に沿う拡大断面図。
【図４】図３の一部を拡大した断面図。
【図５】本発明のガイド機構の他の実施例を示す斜視図。
【図６】図５の６−６線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１１，１１１・・・レール
１２，１１２・・・案内溝
２１，１２１・・・スライド体
３１，１３１・・・コロ体
３２，１３２・・・コロ
３３，１３３・・・軸部
３５，１３５・・・潤滑剤保持溝
【図１】
2005180602.tif 000003
【図２】
2005180602.tif 000004
【図３】
2005180602.tif 000005
【図４】
2005180602.tif 000006
【図５】
2005180602.tif 000007
【図６】
2005180602.tif 000008