(57)【要約】【課題】簡単かつ安価な構成としながら、高精度な案内精度を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。【解決手段】ガイドレール２の転動溝４の長手方向中心軸が、転動体の移動平面に平行な平面内において、ガイドレール２の長手方向における中央部が取付面３に対して凹となるように、転動溝４を形成する。これにより、ガイドレール２をベッドに取り付けたときの案内精度を高く維持することができ、かつ加工時間及び加工コストのかかるベッドのガイドレール取付面の凹形状加工を省くことができるため、従来に比べて大幅に加工時間及び加工コストを低減することができ延いては製品コストを削減できる。【選択図】図１
2007309372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体と、ガイドレールと、転動体を介してガイドレールに移動自在に配設されるベアリングブロックと、を含んで構成されるリニアガイド装置のガイドレールであって、
ガイドレールがガイドレール取付面に取り付けられたときに、ガイドレールの転動体を転動自在に収容する転動溝が、その長手方向中心軸が所望の曲線形状となるように形成されることを特徴とするリニアガイド装置用ガイドレール。
【請求項２】
前記所望の形状が、転動体の移動平面に平行な平面内において、転動溝の長手方向中心軸の長手方向における中央部が、ガイドレール取付面に対して凹となるような凹形状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用ガイドレール。
【請求項３】
前記所望の形状が、転動体の移動平面に平行な平面内において、転動溝の長手方向中心軸の長手方向における中央部が、ガイドレール取付面に対して凸となるような凸形状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用ガイドレール。
【請求項４】
転動体と、ガイドレールと、転動体を介してガイドレールに移動自在に配設されるベアリングブロックと、を含んで構成されるリニアガイド装置であって、
請求項１〜請求項３のいずれか１に記載のリニアガイド装置用ガイドレールを含んで構成され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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアガイド装置及び該リニアガイド装置に用いられるガイドレールに関する。特に、工作機械などに用いられる重量の大きいテーブルやコラムを高精度に運動させる場合に適したリニアガイド装置及び該装置に用いられるガイドレールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアガイド（直動案内）装置１０は、図６に示すように、ガイドレール２０、ベアリングブロック３０、及びガイドレール２０の転動溝２１とベアリングブロック３０の転動溝（図示せず）との間に転動自在に介装される転動体と、を含んで構成され、ガイドレール２０の下面２２がベッドの表面（図３のベッド１９のガイドレール取付面１９ａ等参照）などに取り付けられ、ベアリングブロック３０の上面３１にテーブル（図３の符号２５等参照）やコラム（図５の符号５１参照）などが取り付けられる。
【０００３】
ここで、例えば、工作機械に用いられるリニアガイド装置においては、被加工物やテーブル或いはコラムなどの移動体（ベアリングブロック３０に支持される）の重量が大きいため、図３に示すように、長手方向（横軸方向、直動方向、移動体若しくは転動体の移動方向）におけるストローク両端に近づくに連れて沈み込みが大きくなる（テーブル２５の移動軌跡を図３中の矢印２６で示す）。このため、高精度な重量移動体の移動精度（リニアガイド装置の案内精度）延いては加工精度が要求される工作機械においては、前記沈み込みをキャンセル（相殺）すべく、図４に示すように、リニアガイド装置のガイドレールを取り付けるベッド２９の表面２９ａを、意図的に、ガイドレールの長手方向（直動方向、移動体若しくは転動体の移動方向）における中央部に近づくに連れて凹が大きくなるような形状（以下、中凹形状とも言う）に仕上げるようにしていた。この構成により、テーブル３５は、水平方向に移動する。図４中において、テーブル３５の移動軌跡を、矢印３６で示す。
【０００４】
また、リニアガイド装置を縦軸方向（鉛直方向、移動体若しくは転動体の移動方向）に移動させるものにおいては、工作機械のヘッド部の重量による変形をキャンセルさせるために、図５に示すように、ガイドレールを取り付けるコラム（ベッド）５１の表面５１ａを、意図的に、ヘッド部４９とは反対側に反らせた形状（凸形状）に仕上げるようにしていた。この構成により、ヘッド部４９は、縦軸方向５２（鉛直方向）に移動する。なお、図５中の破線５３は、縦軸方向と平行に延在する（凸形状としていない）表面を有するコラムを用いた場合のヘッド部４９の移動軌跡を示す。
【０００５】
しかし、ガイドレールを取り付けるベッドの表面を、前述のような形状に仕上げるには、該形状とは逆方向にベッドの表面を変形させ、かかる状態を維持しつつベッドの表面をフラットに加工し、その後、前記変形を解放するという加工法が必要であるため、加工時間や加工コストが嵩むといった問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成としながら、工作機械などの重量物を取り扱う場合において高精度な案内精度を達成することができ、延いては、例えば工作機械の加工精度を高精度に維持することができるリニアガイド装置及び該装置に用いられるガイドレール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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、転動体と、ガイドレールと、転動体を介してガイドレールに移動自在に配設されるベアリングブロックと、を含んで構成されるリニアガイド装置のガイドレールであって、
【０００８】
ガイドレールがガイドレール取付面に取り付けられたときに、ガイドレールの転動体を転動自在に収容する転動溝が、その長手方向中心軸が所望の曲線形状となるように形成される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記所望の形状が、転動体の移動平面に平行な平面内において、転動溝の長手方向中心軸の長手方向における中央部が、ガイドレール取付面に対して凹となるような凹形状であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記所望の形状が、転動体の移動平面に平行な平面内において、転動溝の長手方向中心軸の長手方向における中央部が、ガイドレール取付面に対して凸となるような凸形状であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、転動体と、ガイドレールと、転動体を介してガイドレールに移動自在に配設されるベアリングブロックと、を含んで構成されるリニアガイド装置であって、請求項１〜請求項３のいずれか１に記載のリニアガイド装置用ガイドレールを含んで構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のように、ガイドレールがガイドレール取付面に取り付けられたときに、ガイドレールの転動体を転動自在に収容する転動溝が、その長手方向中心軸が所望の曲線形状となるように形成するようにすれば、ガイドレールをベッドに取り付けたときの案内精度を高く維持することができると共に、ベッド側のガイドレール取付面をフラットに加工すれば良く、加工時間及び加工コストのかかるベッド或いはコラム側のガイドレール取付面の曲線形状加工を省くことができるため、従来に比べて大幅に加工時間及び加工コストを低減することができ延いては製品コストの削減が可能となる。
【００１３】
従って、本発明によれば、簡単かつ安価な構成としながら、工作機械などの重量物を取り扱う場合において高精度な案内精度を達成することができ、延いては、例えば工作機械の加工精度を高精度に維持することができるリニアガイド装置及び該装置に用いられるガイドレールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
本発明の一実施の形態に係るリニアガイド装置は、図６で示したものとほぼ同様の構成であり、用いられるガイドレール２及び該ガイドレール２を取り付けるベッドの表面の形状が、図６或いは図４、図５で説明したものと異なっている。
【００１５】
本実施形態に係るガイドレール２は、図１に示すように、ベッドに取り付けられる取付面３と、転動体（図示せず）を転動自在に収容する転動溝４と、を含んで構成される。
ここで、従来においては、ガイドレール２０の転動溝２１（図６参照）は、図１において破線５で示すように、取付面３に対してできるだけ平行となるように製作していた。
【００１６】
これに対し、本実施形態に係るガイドレール２は、図１において実線で示すように、転動溝４の長手方向中心軸６が、取付面３と平行でなく曲線形状となるように転動溝４を形成する。より具体的には、本実施形態における転動溝４の長手方向中心軸６が、転動体の移動平面に平行な平面内（図１の平面内）において、ガイドレール２の長手方向（直動方向、移動体若しくは転動体の移動方向）における中央部が中凹形状となるように、転動溝４を形成する。なお、本実施形態において、ベッド９側の表面９ａ（ガイドレール取付面）はフラットに形成されることができる。
【００１７】
即ち、ガイドレール２の長手方向両端へ近づくに連れて大きくなる沈み込みをキャンセルすべく、ガイドレール２の転動溝４を、意図的にその長手方向中央部に近づくに連れて凹み量が大きくなるような中凹形状に仕上げるようにする。このように、転動溝４の長手方向中心軸６が凹形状となるように転動溝４を形成することによって、ベッド９に取り付けたときの案内精度を高く維持することができ（図２参照）、かつ加工時間及び加工コストのかかるベッドのガイドレール取付面の中凹形状加工を省くことができるため（ベッド９側のガイドレール取付面９ａをフラットに加工すれば良いため）、従来に比べて大幅に加工時間及び加工コストを低減することができ延いては製品コストの削減が可能となる。
【００１８】
なお、転動溝４の加工は、加工後に転動溝４の長手方向中心軸が中凹形状となるように、ガイドレール２の長手方向中央部を凸形状に変形させた状態で転動溝４をフラットに切削加工等することもできるし、ガイドレール４を変形させることなく切削加工等により転動溝４を中凹形状に形成することもできる。
【００１９】
また、リニアガイド装置が縦軸方向（鉛直方向）に移動されるものにおいては、工作機械のヘッド部４９の重量による変形をキャンセルさせるために、ガイドレールの転動溝の長手方向中心軸を、転動体の移動平面内（図５平面）において、ヘッド部４９側とは逆方向に反らせた形状（凸形状）に仕上げるようにすれば、コラム５１に取り付けたときの案内精度を高く維持することができると共に、コラム５１側の取付面５１ａを凸形状に加工していた従来のもの（図５参照）に比べ大幅に加工時間及び加工コストを低減することができ、延いては製品コストの削減が可能となる。
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、リニアガイド装置のガイドレールを取り付けるベッド或いはコラム側を変形させた状態でベッド或いはコラム側のガイドレール取付面を曲線状に加工することなく、ガイドレールの転動溝４を、その長手方向中心軸６が所望の曲線形状（放物線形状、円弧形状、凹形状、凸形状、ゴシック形状など種々の形状を含み、図３に示す従来のテーブルあるいはコラムのストローク両端で生じる沈み込みをキャンセルできるような近似曲線であればよい）となるように加工するようにしたので、リニアガイド装置の案内精度を高く維持したまま、従来に比べて大幅に加工時間及び加工コストを低減することができ、延いては製品コストを削減することができる。
【００２１】
なお、本発明は、ガイドレールの転動溝を、その長手方向中心軸が曲線形状（放物線形状、円弧形状、凹形状、凸形状、ゴシック形状など種々の形状を含む）となるように形成しておいて、ガイドレールをベッドのガイドレール取付面に取り付けたときに、所望の転動溝形状が得られるようにするもの全てに適用されるものであり、上記実施の形態において説明した例示の内容に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るリニアガイド装置に用いられるガイドレールの正面図であり、（Ｂ）は該ガイドレールの側面図である。
【図２】同上一実施の形態に係るガイドレールによる作用効果を説明する図である。
【図３】従来における問題（ストローク両端での沈み込みの発生）を説明する図である。
【図４】従来のリニアガイドレール装置（横型）におけるストローク両端での沈み込みの問題を解消するための手法を説明する図である。
【図５】従来のリニアガイドレール装置（縦型）におけるヘッド部の重量に起因する変形の問題を解消するための手法を説明する図である。
【図６】従来のリニアガイドレール装置の全体構成を概略的に説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
２    ガイドレール
３    取付面
４    転動溝
１０  リニアガイド装置
３０  ベアリングブロック
【図１】
2007309372.tif 000003
【図２】
2007309372.tif 000004
【図３】
2007309372.tif 000005
【図４】
2007309372.tif 000006
【図５】
2007309372.tif 000007
【図６】
2007309372.tif 000008