(57)【要約】【課題】長ストロークにも対応可能な、可動子本体と上面カバーが直接接触することによる異音や、損傷が発生する虞の無いコンパクトかつ低コストの可動子を設けた直動案内軸受装置を提供する。【解決手段】上面カバーを備えた基台となりうる固定子と、負荷物を搭載可能な可動子と、前記固定子に対し前記可動子を直線上に所定のストローク分移動可能なように案内する直動案内軸受と、前記固定子に対し前記可動子を直線移動させることが可能な駆動機構からなる直動案内軸受装置において、前記可動子の前記上面カバーと対向する面に、前記上面カバー長尺方向に回転自在なガイドローラーを少なくともひとつ備え、前記可動子の移動に伴い前記ガイドローラーが前記上面カバーと接触した際には、前記ガイドローラーが回転するようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面カバーを備えた基台となりうる固定子と、負荷物を搭載可能な可動子と、前記固定子に対し前記可動子を直線上に所定のストローク分移動可能なように案内する直動案内軸受と、前記固定子に対し前記可動子を直線移動させることが可能な駆動機構からなる直動案内軸受装置において、前記可動子の前記上面カバーと対向する面に、前記上面カバー長尺方向に回転自在なガイドローラーを少なくともひとつ備え、前記可動子の移動に伴い前記ガイドローラーが前記上面カバーと接触した際には、前記ガイドローラーが回転するようになっていることを特徴とする直動案内軸受装置。
【請求項２】
前記ガイドローラーは、少なくとも内輪、外輪、および転動体で構成される転がり軸受であることを特徴とする、請求項１に記載の直動案内軸受装置。
【請求項３】
前記ガイドローラーは、少なくとも内輪、外輪で構成されるすべり軸受であることを特徴とする、請求項１に記載の直動案内軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば産業用ロボット、各種工作機械等に用いられる、直動案内軸受装置に関し、特に、長ストローク（行程）の直動案内軸受装置の固定子と可動子（スライド部）と、それらの隙間を覆うために設けるカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボールねじやベルト、もしくはリニアモータ等で駆動される直動案内軸受装置が、多くの産業機械の重要な機械要素として使用されている。これら直動案内軸受装置には、固定子に対する可動子の滑らかで安定した作動性、低騒音や長寿命などの特性が共通して求められている。しかしながらこうした直動案内軸受装置において、可動子は固定子側に設定した可動子のストローク分だけ移動するようになっており、可動子と対面していない固定子部分は外部に露出しているために、例えば点検時等において固定子上面から直動案内軸受装置の内部に工具等を落下させて直接的に固定子部分を損傷させてしまったり、落下・侵入した小異物に気づかず装置を作動し損傷させてしまったり、長期間使用するにつれて固定子側の溝や隙間に塵埃が入りこみむなどして可動子の円滑な作動が阻害され、位置決め精度が悪くなってしまうというような問題があった。
【０００３】
この部分の改善の先行技術としては、特許文献１（特開２００１−１１６０４２号公報）があり、これには図８（ａ）斜視図に示すように、スライド部（可動子）１１が移動するストロークに亘る上面カバー３９を端板４１、４１に取り付け、スライド部（可動子）１１を駆動モータ１７で駆動する直動案内軸受装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この先行技術では、図８（ｂ）に示されるように、前述した駆動モータ１７にて、ボール螺子軸２５を回転させることによって、ガイドレール（固定子）２１の内側面２１ｃと移動体（可動子）２３の側面２３ｃのそれぞれに設けられた溝２１ｄ、２３ｄ、及びボール５１とで構成される直動案内軸受機構によって、スライド部（可動子）１１が移動するようになっている。しかしながら、この先行技術で開示されている上面カバー３９は、図８（ｂ）の断面図にて明らかなように、カバー部材が平板形状をしており、それをガイドレール（固定子）２１の軸方向両端近くの端板４１、４１で２点支持する上面カバー３９の設定方法では、直動案内軸受装置が長ストローク品となった場合には、その自重によるたわみで平面度が維持できず、カバーを取り囲んでいるスライド部（可動子）１１が移動する際に、スライド部１１の内面側と上面カバー３９が接触し、そのために異音を生じると同時に、それら接触対向面の両方かまたはいずれか片方の表面が削れて傷んでしまう、更にはその発塵により外部へ悪影響を及ぼす虞があり、可動子の円滑な作動を妨げるとともに、使用寿命を縮めてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、直動案内軸受装置において、固定子側の可動子ストローク両端近傍で支持する上面カバーの下面（重力方向）側と対向する可動子の上面（反重力方向）側に、上面カバー長尺方向に回転自在なガイドローラーを備えることで、可動子が直動案内軸受装置の所定ストロークを移動する際に上面カバーと接触しそうな至近距離まで接近しても該ガイドローラーで案内されることで、可動子が上面カバーと直接的に接触することを防ぐことができ、これにより長ストローク品に適用した場合でも、可動子と上面カバーが接触して異音を発生したり、それらが損傷したりする虞の無い直動案内軸受装置を低コストで設けることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明の請求項１に係る直動案内軸受装置は、上面カバーを備えた基台となりうる固定子と、負荷物を搭載可能な可動子と、前記固定子に対し前記可動子を直線上に所定のストローク分移動可能なように案内する直動案内軸受と、前記固定子に対し前記可動子を直線移動させることが可能な駆動機構からなる直動案内軸受装置において、前記可動子の前記上面カバーと対向する面に、前記上面カバー長尺方向に回転自在なガイドローラーを少なくともひとつ備え、前記可動子の移動に伴い前記ガイドローラーが前記上面カバーと接触した際には、前記ガイドローラーが回転するようになっていることを特徴としている。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項２に係る直動案内軸受装置は、請求項１に示す構成において、前記ガイドローラーが、少なくとも内輪、外輪、および転動体で構成される転がり軸受であることを特徴としている。
【０００９】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の請求項３に係る直動案内軸受装置は、請求項１に示す構成において、前記ガイドローラーが、少なくとも内輪、外輪で構成されるすべり軸受であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固定子側の可動子ストローク両端近傍の上面カバー固定部で支持する上面カバーに近接して所定のストロークを移動する可動子の上面カバー対向面側に、上面カバー長尺方向に回転自在なガイドローラーを備えたことにより、可動子の移動に際して上面カバーと直接接触することなく、ガイドローラーにより上面カバーが通過案内されるため、可動子と上面カバーが接触してそれらの相互作用で損傷したり、異音を発生したりすることのない直動案内軸受装置をコンパクトかつ低コストで設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガイドローラー付き可動子を適用した、上面カバーを有する直動案内軸受装置の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態である図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図３】本発明のガイドローラーの一例を示す図２  Ａ部の拡大図である。
【図４】本発明のガイドローラー付き可動子を適用した、上面カバーを有する直動案内軸受装置の第二実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態である図４のＹ−Ｙ断面図である。
【図６】本発明のガイドローラー付き可動子を適用した、上面カバーを有する直動案内軸受装置の第三実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態である図６のＹ−Ｙ断面図である。
【図８】従来技術の直動案内軸受装置の上面カバーを示す図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第一実施形態］
図１および図２は、本発明を適用したガイドローラー付き可動子を有する直動案内軸受装置の第一実施形態を示している。この第一実施形態では、駆動モータ１７を動力源としてねじ軸（駆動機構（固定子側）９ａ）を回転させてナット（駆動機構（可動子側）９ｂ）移動により可動子４を動作させるボールねじ機構（駆動機構９）を有した１軸位置決めユニットとしての直動案内軸受装置１を示す。これら図に示すように、直動案内軸受装置１は、可動子４が固定子３上を、予め設定した全ストロークをスムーズに移動できるように、可動子４の両側に転動体として玉（図示せず）を用いた直動案内軸受２、２が設けられている。また、異物混入、付着を防止するための上面カバー５が、可動子４の上面側に位置する形で、その軸方向両端の上面カバー固定部６、６で固定されている。
【００１３】
また、可動子４の上面側、つまり上面カバー５に対向する面には、ガイドローラー１０を軸方向に２個、さらに幅方向に２個の、計４個を備えている。このガイドローラー１０は、図３に示すように、ローラー外輪部１０ａ、ローラー機構１０ｂ、及びローラー内輪１０ｃで構成され、ローラ内輪１０ｃはローラー軸７に締り嵌めで結合されており、ローラー機構１０ｂを介して、ローラー外輪１０ａとローラー軸７は相対的に回転するようになっている。ガイドローラー１０は、直動案内軸受装置１の軸方向に対してローラー外輪部１０ａが回転自在となるような方向で可動子上面４ａから固定子側に向けて設けた掘り込み凹部４ｂに、ローラー軸７を納め、そのローラー軸７が回転しない締め代で可動子上面４ａ側からローラー軸保持プレート８で覆い、さらにそれを保持プレート固定用ボルト８ａによって可動子４に固定している。可動子４の前記掘り込み凹部４ｂは、ローラー外輪１０ａに干渉することなく、またローラー外輪１０ａが可動子上面４ａから突出した状態で直動案内軸受装置１の軸方向に回転自在となるように、その諸寸法を設定している。
【００１４】
図３では、このガイドローラー１０を一般の玉軸受をそのまま使用した構成を例示しており、ローラー外輪１０ａ、ローラー機構１０ｂ、およびローラー内輪１０ｃは、玉軸受においてそれぞれ、外輪、玉、および内輪に相当するものである。またこの例示では玉軸受としているが、ガイドローラー１０としては、ローラー機構１０ｂをころとしたころ軸受を使用しても良いのは言うまでもないが、ローラー機構１０ｂを省いてローラー外輪、およびローラー内輪だけの、すべり軸受としたガイドローラーであっても良い。更に、ローラー外輪１０ａの外周部に、樹脂またはゴム材を設けるようにしても良く、ガイドローラー１０として使用する軸受構成部品の材質も、必ずしも金属でなくとも良い。更にまた、ローラー内輪１０ｃとローラー軸７とは別部材ではなく一体であっても良いし、ローラ軸７の可動子４への固定方法も、この例示に限定されず、どのような従来技術を用いても良い。
【００１５】
ところで、上面カバー５を備えた直動案内軸受装置１では、特に長ストローク品になればなる程、上面カバー５が、その自重により上面カバー固定部６長手方向の中間部付近において重力方向にたわみ量を増すことは避けるのが難しいものとなるため、上面カバー下面５ａの最大たわみ部と、上面カバー５の下側を移動・通過する可動子４の可動子上面４ａとの間に、十分なクリアランスを設けることが望ましい。しかしながら、その様な十分なクリアランスを設けることは、直動案内軸受装置１の高さを高くすることになり、直動案内軸受装置１のコンパクト化を妨げる要素となってしまう。逆に、可動子４の移動の際に上面カバー下面５ａと可動子上面４ａとが頻繁に接触する程度の少ないクリアランスの設定では、本願の課題として前述したように、それらの接触作用で異音が発生したり、損傷したりする虞が大きくなってしまう。
【００１６】
そこで本願発明では、上面カバー５の下側を、前述したようなガイドローラー１０を備えた可動子４が移動するようにしたことで、上面カバー下面５ａに、可動子４（ガイドローラー１０）が接触しても、ガイドローラー１０が回転することで、接触による衝撃を大幅に緩和でき、それによって異音が発生したり、損傷したりすることを防止できる。
【００１７】
上面カバー下面５ａと可動子上面４ａとのクリアランスは、前述したとおり、上面カバー５の自重によるたわみによって、上面カバー固定部６と、ストローク中間部とでは異なる。そのような条件下での上面カバー下面５ａとガイドローラー１０のローラー外輪１０ａとの「すきま（クリアランス）Ｓ（図３参照）」の設定は、製品仕様によって使い分けるようにすれば良い。例えば、上面カバーが比較的軽量で、移動速度がそれほど速くない用途では、上面カバー固定部６の位置で、すきまＳを無し（ゼロ）とするようにしても良い。また上面カバー下面５ａと可動子上面４ａとの間に、ストローク中間部の最大たわみ部でも、上面カバー下面５ａとローラー外輪１０ａとを、ぎりぎり接触しない程度のすきまＳに設定するだけのクリアランスを設けることが可能な条件であれば、外力による上面カバーの振動といった、万一の接触可能性に備えての安全策としても良い。このすきまＳの設定は、上述した上面カバー固定部６での接触（ストローク長に対し１００％接触）から、最大たわみ部分（ストローク中央部付近）での非接触（同０％接触）までの間で、可動子４の移動速度、上面カバー５の材質やたわみ量の程度といった、直動案内軸受装置１の使用条件や構成部品の材質等を勘案して最適な設定値とすることが望ましい。なお、前述の通り、直動案内軸受装置１の高さを極力抑えるためには、上面カバー下面５ａと可動子上面４ａのクリアランスを極力少なくすることが前提であるため、ガイドローラー１０（ローラー外輪１０ａ）の可動子上面４ａからの突出量を最小限とすることができるように、つまり最小限の突出量でも有効に作用するように、ガイドローラー１０は、できるだけ可動子４の移動方向両端部に配置するようにすると良い。
【００１８】
［第二実施形態］
図４および図５は、本発明を適用したガイドローラー付き可動子を有する直動案内軸受装置１の第二実施形態を示している。これは上面カバー５が、第一実施形態の直動案内軸受装置のように上面を全て覆うような形状ではなく、駆動機構（固定子側）９ａ上（この例示では、ボールねじ機構のねじ軸上）のみを覆う幅の狭いもので、可動子４に設けるガイドローラー１０は、可動子４の幅方向中央部に、ひとつだけ備えた実施形態を示している。
【００１９】
［第三実施形態］
図６および図７は、本発明を適用したガイドローラー付き可動子を有する直動案内軸受装置１の第三実施形態を示している。これは、もう１軸加えてＸ−Ｙテーブルとして使用するのに適するような幅広の直動案内軸受装置１であって、可動子４の軸方向中央部で、幅方向に対して中心振分けとした位置に２個のガイドローラー１０、１０を備えた実施形態を示している。
【００２０】
なお、前述した実施形態では、３例とも、固定子３に対し可動子４を直線移動させる駆動機構９として、ボールねじ機構を使用した構成を例示したが、本発明における駆動機構としてはボールねじ機構に限るものではなく、リニアモータやベルト等で駆動する直動案内軸受装置とすることができる。またこれら実施形態では、直動案内軸受２の転動体に玉を使用したものを例示したが、これに限るものではなく、ローラ（ころ）を用いても良い。更に、可動子４に備えるガイドローラー１０の位置や数量や可動子上面４ａからの突出量は、上面カバー５のたわみ量等を勘案して、適宜選定するようにすれば良い。
【符号の説明】
【００２１】
１  直動案内軸受装置
２  直動案内軸受
３  固定子
４  可動子
４ａ  可動子上面
４ｂ  掘り込み凹部
５  上面カバー
５ａ  上面カバー下面
６  上面カバー固定部
７  ローラー軸
８  ローラー軸保持プレート
８ａ  保持プレート固定用ボルト
９  駆動機構
９ａ  駆動機構（固定子側）
９ｂ  駆動機構（可動子側）
１０  ガイドローラー
１０ａ  ローラー外輪
１０ｂ  ローラー機構
１０ｃ  ローラー内輪
１１  スライド部（可動子）
１７  駆動モータ
２１  ガイドレール（固定子）
２１ｃ  ガイドレール内周面
２１ｄ  ガイドレール側ボール溝
２３  移動体（可動子）
２３ｃ  移動体側面
２３ｄ  移動体側ボール溝
２５  ボール螺子軸
３９  上面カバー
４１  端板
５１  ボール
Ｓ  すきま
【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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