(57)【要約】【課題】レールカバーの製作を容易とすると共にスライダの剛性を高く維持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】両側の側面に軌道面を形成した軌道凹部を有するレールと、レールの上面を覆うレールカバーと、レールを直線的に移動する鞍状のスライダと、スライダに設けた連結路を循環すると共にレールの軌道面を転動する転動体とを備えたリニアガイド装置において、レールの上部側面の下部に、上部側面から下方に向かってレールの幅方向に縮小する斜面である係合面を設けると共に、レールカバーの円弧状の側縁部の端部に係合端を設け、この係合端を係合面に係合させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側の側面に軌道面を形成した軌道凹部を有するレールと、該レールの上面を覆うレールカバーと、前記レールを直線的に移動する鞍状のスライダと、該スライダに設けた連結路を循環すると共に前記レールの軌道面を転動する転動体とを備えたリニアガイド装置において、
前記レールの上部側面の下部に、前記上部側面から下方に向かって前記レールの幅方向に縮小する斜面である係合面を設けると共に、前記レールカバーの側縁部の端部に係合端を設け、該係合端を前記係合面に係合させたことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記係合面が、前記レールの軌道凹部の上部軌道面であることを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記レールカバーの側縁部を、前記レールの上部側面を覆う円弧状の形状ににより形成したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記レールカバーの側縁部を、前記レールの上部側面を覆う円弧状の形状と直線の組合せにより形成したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４において、
前記レールのレール上面と上部側面との角部の面取りのレール上面に対する角度αが、
２０度＜  α  ＜４５度
であることを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記レールカバーのカバー上面と側縁部との曲げＲの開始点が、前記面取りの範囲内にあることを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５または請求項６において、
前記上部側面が、前記レールカバーの側縁部の内面に接触していないことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６または請求項７において、
前記レールの上部側面と下部側面とが、同一面上に形成されていることを特徴とするリニアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削機械や研削機械等の工作機械や木工機械、切断機および産業機械等の案内部に設けられ、テーブル等の移動台を直線的に移動させるためのリニアガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアガイド装置は、鞍状のスライダに連結路を設け、この連結路を循環するボールをレールの側面に設けた軌道凹部の軌道面に転動させてスライダがレールを直線的に移動するようにし、レールの両側の上部側面の上部に設けたアンダーカットに長手方向の側縁部を９０度より小さい角度で、アンダーカットに沿って折り曲げたレールカバーを係合させてレールの上面を覆い、スライダの移動方向の前後端に設けたシールにより、塵や製品屑等の侵入を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２７１９９８５号公報（第３頁右欄２５行−第４頁右欄４行、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、レールの上部側面の上部に設けたアンダーカットに沿うようレールカバーの側縁部を折り曲げて係合させる構成としているため、レールカバーの上面と側縁部との曲げＲの開始点がレールの上部側面と略同等の位置になっており、レールカバーの幅方向のはみ出しを抑制するためには側縁部の曲げＲを小さくして折り曲げる必要があるという問題がある。
【０００４】
また、レールの幅方向のはみ出しが大きくなると、レールを移動するスライダとの干渉を避けるためにスライダの側壁を大きくえぐる必要があり、スライダの剛性が低下してリニアガイド装置の本来の剛性を得ることができないという問題がある。
更に、レールカバーの側縁部の曲げＲを小さいＲとすると、側縁部の製作が困難になり、製作コストを増加させるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、レールカバーの製作を容易とすると共にスライダの剛性を高く維持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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、両側の側面に軌道面を形成した軌道凹部を有するレールと、該レールの上面を覆うレールカバーと、前記レールを直線的に移動する鞍状のスライダと、該スライダに設けた連結路を循環すると共に前記レールの軌道面を転動する転動体とを備えたリニアガイド装置において、前記レールの上部側面の下部に、前記上部側面から下方に向かって前記レールの幅方向に縮小する斜面である係合面を設けると共に、前記レールカバーの側縁部の端部に係合端を設け、該係合端を前記係合面に係合させたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記レールカバーの側縁部を、前記レールの上部側面を覆う円弧状の形状ににより形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、本発明は、レールカバーの側縁部を容易に加工することができると共に、レールカバーのスライダの側壁方向への飛び出しが小さくなり、スライダの側壁の肉厚を厚くすることができ、スライダの剛性を高く維持してリニアガイド装置の剛性を高めることができるいう効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して本発明によるリニアガイド装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は実施例１のレールとレールカバーを示す断面図、図２は実施例１のリニアガイド装置を示す斜視図、図３は図２のＢ−Ｂ断面線の右側半断面図、図４は図１のＡ部拡大図である。
図において、１はリニアガイド装置である。
２はリニアガイド装置１のレールであり、合金鋼等の鋼材で製作された略Ｉ字状の断面形状を有する長尺の棒状部材であって、そのレール上面２ａには工作機械の基台等にレール２を固定するための段付ボルト穴３が所定のピッチで複数設けられている。
【００１１】
レール２の側面４には、その上部側面４ａの下部に上部側面４ａから下方に向かってレール２の幅方向に縮小する斜面である上部軌道面５ａが、下部側面４ｂの上部に下部側面４ｂから上方に向かってレール２の幅方向に縮小する斜面である下部軌道面５ｂが設けられており、この上部軌道面５ａおよび下部軌道面５ｂによりレール２の側面４の略中央部にその長手方向に沿った略Ｖ字状の溝である軌道凹部５が形成される。
【００１２】
軌道凹部５の上部軌道面５ａと下部軌道面５ｂには、それぞれ転動体としてのころ６が転動する。
また、上部軌道面５ａの上部側面４ａとの角部の近傍は、後述するレールカバー１３の係合端１４ａが係合する係合面として機能する。
更に、レール２の上部側面４ａと下部側面４ｂとは同一平面、つまり上部側面４ａ間の幅と下部側面４ｂ間の幅が同一となるように形成されている。
【００１３】
７はスライダであり、合金鋼等の鋼材で製作された略コの字状の断面形状を有する鞍状部材であって、その上面にはねじ穴７ａが設けられており、このねじ穴７ａを用いて工作機械の移動台等がボルト等により締結される。
また、スライダ７の両方の側壁７ｂには図３に示すころ６を循環させるための所定のＰ角度に傾斜した長方形断面の連結路８ａ、８ｂが設けられ、その内側の側面にはレール２の軌道凹部５の上部軌道面５ａ、下部軌道面５ｂにそれぞれころ６を介して対向する転動面９ａ、９ｂ等からなる転動部９が形成されている。
【００１４】
この連結路８ａはレール２の軌道凹部５の上部軌道面５ａとスライダ７の転動部９の転動面９ａで形成される転動路を、連結路８ｂはレール２の軌道凹部５の下部軌道面５ｂとスライダ７の転動部９の転動面９ｂで形成される転動路をそれぞれ連結しており、これにより形成されるそれぞれの循環転動路には複数のころ６と所定の量の潤滑剤、例えばグリースが封入され、ころ６が循環しながら転動する。反対側の側壁７ｂにおいても同様である。これによりスライダ７がレール２に直線往復運動可能に支持される。
【００１５】
なお、上記の連結路８ａ、８ｂや転動部９をスライダ７に設ける場合は、製作上の都合により適宜に分割して製作し、これをボルト等の締結手段により組立ててスライダ７を形成するようにしてもよい。この場合にスライダ７の本体は鋼材で製作するようにしてもよく、比較的軟質の金属材料や樹脂材料等で製作するようにしてもよい。
１０は保持体であり、金属材料や樹脂材料等で製作され、スライダ７の転動部９のＶ字溝９ｃに嵌め込まれ、ころ６を保持してその脱落を防止する。
【００１６】
１１はサイドシールであり、合金鋼等の板材で製作された芯金に天然ゴムや合成ゴム等の弾性材料のシール部１１ａを形成し、そのシール部１１ａがレール２や後述するレールカバー１３の外形表面に当接してスライダ７の往復動に伴って摺動する。
１２はエンドキャップであり、金属材料や樹脂材料等で製作され、その外側に配置されたサイドシール１１と共にスライダ７の移動方向の前後端にボルト等により締結される。
【００１７】
１３はレールカバーであり、弾力性のある合金鋼等の薄板によりレール２の長手方向の長さと略同等の長さに製作され、図４に示すようにその長手方向に沿った側縁部１４は、プレス加工等によりレール２の上部側面４ａおよびレール上面２ａと上部側面４ａの角部の面取り１５を覆うように大きな曲げＲで略円弧状の形状に形成され、両方の側縁部１４の間のレールカバー１３のカバー上面１３ａはレール上面２ａに沿う平面として成形され、図１に示すようにレールカバー１３の弾性を利用して側縁部１４の端部に設けた係合端１４ａをレール２の係合面としての上部軌道面５ａに係合して装着される。
【００１８】
レール上面２ａと上部側面４ａの角部に設ける面取り１５は、図４に示すレール上面２ａに対する角度αを４５度として形成するのが一般的であるが、この４５度の面取り１５の場合は、面取り量を大きくすると上部側面４ａの幅が小さくなってしまい、高周波焼入れ等により軌道凹部１５の上部軌道面５ａや下部軌道面５ｂの奥まった部位を確実に焼入れしようとすると上部側面４ａの小さくなった幅の部分がオーバーヒートしてしまう可能性がある。また上部側面４ａや下部側面４ｂはレール２の曲り直しを行う際の当り面として用いるため、平面部はできるかぎり広くすることが望ましい。
【００１９】
面取り１５の加工は、面取り加工を別に行うと加工効率が低下することから側面４の軌道凹部５等と共に研削加工等により加工することが一般的である。
この場合に面取り１５の角度αを２０度以下とすると、研削加工に用いる砥石の上部側面４ａの切り込み量１に対してレール上面２ａの切り込み量が約３となるため、砥石が欠落しやすくなり、これを避けるためには加工速度を遅くしなければならず、レール２の加工効率が低下する。
【００２０】
従って、面取り１５の角度αは、２０度＜α＜４５度の範囲とすることがよく、好適には３０度程度とすることが望ましい。これによりレール２の焼入れ工程や曲り直し工程、研削加工工程の効率化を図ることができる。
本実施例のレールカバー１３は、防錆やバネ性を考慮して板厚０．３ｍｍ程度のステンレス板、例えばＳＵＳ３０１ＣＰＳ、ＳＵＳ３０４ＣＳＰまたはその相当材を用い、側縁部１４をロールフォーミングにより成形する。この場合に側縁部１４の長さは一般的に板厚の３倍以上の長さが必要である。
【００２１】
本実施例のレールカバー１３は、図４に示すように側縁部１４の形状を円弧状としてその最外部を上部側面よりも外側に位置するようにし、側縁部１４の内面が上部側面４ａに触れないように成形する。
この場合に、図４に示すレールカバー１３のカバー上面１３ａと側縁部１４との曲げＲの開始点Ｄは、レール上面２ａと面取り１５との角部Ｅより幅方向の外側で、面取り１５の範囲内に設けられている。
【００２２】
本実施例では、レールカバー１２の曲げＲの開始点Ｄは、好適な位置であるレール２の角部Ｅの極近傍（一致は含まない。）に設けられている。
なお、円弧状に側縁部１４を折り曲げた後の側縁部１４の係合端１４ａとカバー上面１３ａの内側との距離は、係合面としての上部軌道面５ａに係合端１４ａが係合したときにレール上面２ａと上部軌道面５ａをレールカバー１３の弾性を利用してカバー上面１３ａと係合端１４ａとにより挟み付けることができるような距離に成形されている。
【００２３】
また、レールカバー１３の装着性を良好なものとするためには、密着性を損なわない範囲でできる限り係合端１４ａが上部軌道面５ａの内側に入り込まないように設定すると共に、係合端１４ａが上部軌道面５ａのころ６の転動面に干渉しないように考慮する。
更に、レールカバー１３の側縁部１４の係合端１４ａの形状は、図４に板厚直角方向に切断した形状として示したが、係合端１４ａに丸みを持たせるように成形すれば係合面としての上部軌道面５ａに傷等が生ずるのを防止することができる。
【００２４】
上記のレールカバー１３をレール上面２ａを覆うように装着する場合は、軌道凹部５の係合面としての上部軌道面５ａの一方にレールカバー１３を傾けて係合端１４ａを係合させ、その状態で他方の側縁部１４をその弾性により押し広げて他方の上部軌道面５ａにその係合端１４ａを係合させてレールカバー１３をレール２に装着する。
これにより、レールカバー１３がレール上面２ａの全面を平坦に覆い、下部側面４ｂ、軌道凹部５およびレールカバー１３を摺動するサイドシール１１のシール部１１ａにより段付ボルト穴３や軌道凹部５への塵や鉄やアルミニウム、木屑等の製作屑等の侵入を防止することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施例では、リニアガイド装置のレールの上部側面の下部に設けた下方に向かって縮小する斜面である係合面としての上部軌道面にレールの上部側面を覆うように円弧状に形成したレールカバーの側縁部の係合端をその弾性により係合するようにしたことによって、レールカバーの側縁部を容易に加工することができると共に、レールカバーのスライダの側壁方向への飛び出しが小さくなり、スライダの側壁の肉厚を厚くすることができ、スライダの剛性を高く維持してリニアガイド装置の剛性を高めることができる。
【００２６】
また、レール上面と上部側面の角部に設ける面取りの角度αを、２０度＜α＜４５度としたことによって、レールの製造工程の効率化を図ることができると共に、カバー上面と側縁部の曲げＲの開始点Ｄの位置をレールの幅方向の中央部の方向に寄せることができ、曲げＲを大きくして上記の効果を更に高めることができる。
更に、レールの上部側面にレールカバーの側縁部の内面が触れないようにしたことによって、レールカバーの弾性を利用してカバー上面を側縁部の係合端の押圧のみによりレール上面に押圧することができ、カバー上面を完全に平坦とすることができる。
【００２７】
更に、レールの上部側面と下部側面とを同一面上に形成したことによって、レールの製造における検査工程において検査台に一方の上部側面と下部側面を載置して他方を水平とすることができ、検査作業を容易に行うことができる。
なお、上記の効果は図５に示すレールカバーの他の態様を用いても得ることができる。
図５に示すレールカバー１３の側縁部１４の形状は円弧状に形成されており、そのカバー上面１３ａと側縁部１４の曲げＲの開始点Ｄの位置は、レール上面２ａと面取り１５の角部Ｅより外側で、面取り１５の範囲内に設定されている。
【００２８】
これによっても円弧状の側縁部１４が、レール２の上部側面４ａに触れずに上部側面４ａを覆って側縁部１４の係合端１４ａを上部転動面５ａに係合させることができ、上記と同様の効果を奏することができる。
【実施例２】
【００２９】
図６は実施例２のレールとレールカバーを示す部分拡大図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
２１は係合面としての傾斜面であり、レール２の両側の上部側面４ａの下部に設けた上部側面４ａから下方に向かってレール２の幅方向に縮小する斜面であって、レールカバー１３の側縁部１４の係合端１４ａがその弾性により係合する。
【００３０】
本実施例の傾斜面２１は、上部側面４ａと軌道凹部５の上部軌道面５ａとの角部に設けられ、傾斜面２１と上部軌道面５ａの角部がころ６の転動面に干渉しないように成形されている。
本実施例のレールカバー１３は、上記実施例１と同様に製作され、その側縁部１４をプレス加工等によりレール２の面取り１５を覆うように比較的大きな曲げＲで略直角に曲げて直線部を設け、その端部を略円弧状の形状に折り曲げて係止端１４ａが設けられ、図４に示すようにレールカバー１３の弾性を利用して係合端１４ａをレール２の係合面としての傾斜面２１に係合して装着される。
【００３１】
レールカバー１３をレール上面２ａを覆うように装着する場合は、レール２に設けた係合面としての傾斜面２１の一方に、レールカバー１３を傾けて一方の係合端１４ａを係合させ、その状態で他方の側縁部１４をその弾性により押し広げて他方の傾斜面２１にその係合端１４ａを係合させてレールカバー１３をレール２に装着する。これによりレールカバー１３がレール上面２ａの全面を覆い、段付ボルト穴３や軌道凹部５の各軌道面への塵や製作屑等の侵入を防止することができる。
【００３２】
このように略円弧状の形状と直線の組合せにより側縁部１４を形成するようにしても、レール２の上部側面４ａに触れずに上部側面４ａを覆って側縁部１４の係合端１４ａを係合面としての傾斜面２１に係合させることができ、上記実施例１と同様の効果を奏することができる。
上記各実施例においては、転動体としてころを用いたリニアガイド装置を例に説明したが、転動体としてボールを用いたリニアガイド装置においても同様である。
【００３３】
また、レールの上面を水平方向に設置する場合を例に説明したが、上面を垂直方向または上下を逆にして、もしくは傾斜させて設置した場合も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１のレールとレールカバーを示す断面図
【図２】実施例１のリニアガイド装置を示す斜視図
【図３】図２のＢ−Ｂ断面線の右側半断面図
【図４】図１のＡ部拡大図
【図５】実施例１のレールカバーの他の態様を示す部分拡大図
【図６】実施例２のレールとレールカバーの示す部分拡大図
【符号の説明】
【００３５】
１    リニアガイド装置
２    レール
２ａ  レール上面
３    段付ボルト穴
４    側面
４ａ  上部側面
４ｂ  下部側面
５  軌道凹部
５ａ  上部軌道面
５ｂ  下部軌道面
６    ころ
７    スライダ
７ａ  ねじ穴
７ｂ  側壁
８ａ、８ｂ  連結路
９    転動部
９ａ、９ｂ  転動面
９ｃ  Ｖ字溝
１０    保持体
１１  サイドシール
１１ａ  シール部
１２  エンドキャップ
１３  レールカバー
１３ａ  カバー上面
１４  側縁部
１４ａ  係合端
２１  傾斜面
【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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