(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの側壁と底板とを備えた案内レールの内側にスライダを収納し、外面にボールねじ溝を有するねじ軸を前記スライダに挿通して、その軸方向が前記案内レールの長手方向と平行になるように当該案内レールの内側に配設し、前記ねじ軸のボールねじ溝と、それに対向する前記スライダのボールねじ溝との間に、転動する多数のボールを介装し、前記案内レールの各側壁の内側面に形成された軸方向のボール転動溝と、それに対向するスライダのボール転動溝との間に、転動する多数のボールを介装し、前記ねじ軸を回転すると当該ねじ軸のボールねじ溝とスライダのボールねじ軸との間で前記多数のボールが転動し且つ前記案内レールのボール転動溝とスライダのボール転動溝との間でも前記多数のボールが転動することによって、当該スライダが案内レールの内側で、当該案内レールの長手方向に移動されるようにしたフィードユニット装置において、前記スライダから案内レールの各側壁の前記底板と反対側の端面上に張り出し且つ当該案内レールの長手方向に長手なシール部を設け、そのシール部の長手方向両端部には、前記端面の内側から外側に向けて、外に凸の湾曲部を設け且つ当該湾曲部の案内レール長手方向先端部を案内レールの各側壁の前記底板と反対側の端面の内側端面より内側に位置したことを特徴とするフィードユニット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばロボットの作動アームやＸＹテーブル等に組み込んで好適に使用できるフィードユニット装置に係り、特にスライダを収納する案内レール内側への異物の侵入を防止するシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフィードユニット装置としては、例えば実公平７−２８４４４号公報に記載されるものがある。このフィードユニット装置は、所謂ボールねじと直動案内装置とを組合せたものであり、二つの側壁と底板とを備えた、つまり断面コ字状の案内レールの内側にスライダを収納し、外面にボールねじ溝を有するねじ軸を前記スライダに挿通して、その軸方向が前記案内レールの長手方向と平行になるように当該案内レールの内側に配設し、前記ねじ軸のボールねじ溝と、それに対向する前記スライダのボールねじ溝との間に、転動する多数のボールを介装し、前記案内レールの各側壁の内側面に形成された軸方向のボール転動溝と、それに対向するスライダのボール転動溝との間に、転動する多数のボールを介装し、前記ねじ軸を回転すると当該ねじ軸のボールねじ溝とスライダのボールねじ軸との間で前記多数のボールが転動し且つ前記案内レールのボール転動溝とスライダのボール転動溝との間でも前記多数のボールが転動することによって、当該スライダが案内レールの内側で、当該案内レールの長手方向に移動されるようにしてある。そして、前記スライダからは、前記二つの側壁の上方に張り出す張出し部を設け、その張出し部の内側上面に可撓性の薄板シール部材を被せ、この薄板シール部材で案内レールの内部、つまりスライダが収納されている二つの側壁の間を長手方向に全域覆うようにしている。また、この薄板シール部材の下方には、前記各側壁から内側に張り出すラバーマグネットを突出させ、前記薄板シール部材と両側壁との間から案内レールの内部に侵入しようとする金属製異物を吸着するようにしている。ちなみに、このラバーマグネットは、案内レールの長手方向に長手な薄板状であり、前記案内レールの側壁に形成したスリットにこれを差し込んで固定してある。そして、以上の構成により、高いシール性能を得られるものである。
【０００３】
一方、他のフィードユニット装置の例として、シール構造を簡略化し、前記スライダの側面から、前記各側壁の上端面に張り出す薄板状のシール部を設けるようにしたものも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載されるフィードユニットのシール構造は、構成が複雑で部品点数も多く、コスト高であるという問題がある。また、前記薄板状のラバーマグネットを差し込む案内レール側壁のスリットは、少なくとも現段階で機械加工しなければならず、その分だけコスト高になるという問題がある。
【０００５】
また、前述のようにスライダの側面から、案内レールの各側面の状端面に薄板状のシール部を張り出すものでは、シール効果が低く、実質的に案内レール内部への異物の侵入を防止することができない。
本発明はこれらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、構成が容易で部品点数も少なく、コストを低廉化することができ、且つ十分なシール性能を確保することができるフィードユニット装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するために、本発明のうちフィードユニット装置は、二つの側壁と底板とを備えた案内レールの内側にスライダを収納し、外面にボールねじ溝を有するねじ軸を前記スライダに挿通して、その軸方向が前記案内レールの長手方向と平行になるように当該案内レールの内側に配設し、前記ねじ軸のボールねじ溝と、それに対向する前記スライダのボールねじ溝との間に、転動する多数のボールを介装し、前記案内レールの各側壁の内側面に形成された軸方向のボール転動溝と、それに対向するスライダのボール転動溝との間に、転動する多数のボールを介装し、前記ねじ軸を回転すると当該ねじ軸のボールねじ溝とスライダのボールねじ軸との間で前記多数のボールが転動し且つ前記案内レールのボール転動溝とスライダのボール転動溝との間でも前記多数のボールが転動することによって、当該スライダが案内レールの内側で、当該案内レールの長手方向に移動されるようにしたフィードユニット装置において、前記スライダから案内レールの各側壁の前記底板と反対側の端面上に張り出し且つ当該案内レールの長手方向に長手なシール部を設け、そのシール部の長手方向両端部には、前記端面の内側から外側に向けて、外に凸の湾曲部を設け且つ当該湾曲部の案内レール長手方向先端部を案内レールの各側壁の前記底板と反対側の端面の内側端面より内側に位置したことを特徴とするものである。
【０００７】
なお、スライダがスライダ本体とその長手方向両端部に取付けられるエンドキャップとの組合せで構成される場合には、前記シール部をスライダと別体として当該シール部に係止爪を形成し、前記エンドキャップに係合溝を形成し、前記シール部をスライダ本体の側面にあてがい、当該スライダ本体の長手方向両端面にエンドキャップを取付けると、前記シール部の係止爪がエンドキャップの係合溝に係合して、当該シール部がスライダに固定されるようにしてもよい。
【０００８】
また、少なくとも前記シール部の張出し先端部を柔軟な素材で構成するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフィードユニット装置の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のフィードユニット装置の全体構成図であり、図１ａは平面図、図１ｂは縦断面図、図１ｃは図１ａのＺ−Ｚ断面図である。案内レール１は横断面略コ字状で、底板１ｃから立ち上げた両側壁１ａの内面に、それぞれ長手方向に延びる１本のボール転動溝２を対向位置に有して延長されている。この案内レール１の長手方向の両端には、軸受け板３，４がねじ止めして取付けられている。軸受け板３にはボールベアリング３１が取りつけられ、軸受け板４にはボールベアリング３２がダブルに取りつけられている。これらのベアリング３１，３２に支持されて、ボールねじのねじ軸７が案内レール１の幅の中心部においてボール転動溝２と平行、つまり案内レール１の長手方向と平行に配設されている。そして、ねじ軸７の一方の軸端部７ａは軸受板４から外方に突出して図外の駆動モータの出力軸と連結可能とされている。なお、図中の符号３３は前記ベアリング３２の外輪押え、符号３４は当該ベアリング３２の内輪固定ナットである。また、図１ではボールねじ溝７ｂ及び１２は簡略化した形で示してある。
【００１０】
前記ねじ軸７に、図示しない鋼製のボールを介して、チューブ循環式ボールねじのスライダ（ナット）８が螺合され、前記横断面略コ字状の案内レール１の内部に収納されている。スライダ８は、角形のスライダ本体９と、その前後、つまり前記案内レール１の長手方向の両端にそれぞれボルトで固定したエンドキャップ１０とを備えている。また、図２に明示するように、スライダ本体９の中心部に形成されたねじ孔１１の内周面に、前記ねじ軸７のボールねじ溝７ｂに対応するボールねじ溝１２が形成されている。ボールは両ボールねじ溝７ｂ，１２で構成されるボール転動路内に挿入されている。また、スライダ本体９の下部には、Ｕ字状のボール循環チューブ１３が、両端に設けられた掬い上げ部がボール転動路内に臨むようにチューブ取付け穴９ａ（図２）に挿入されて取付けられており、ボールは、前記ボール転動路からチューブ取付け穴９ａ（図２）を通ってボール循環チューブ１３に掬い上げられ、再びボール循環チューブ１３からボール転動路に戻って内部循環する周知のチューブ循環構造になっている。
【００１１】
スライダ本体９の横幅は案内レール１の両側壁１ａ間の内のり寸法より僅かに小さく形成されていて、その左右両側面の下部には前記案内レール１のボール転動溝２にそれぞれ対向させたボール転動溝１４が形成されている。更に、スライダ肉厚内には、ボール転動溝１４に平行する直線状のボール戻り通路１５が形成されている。なお、このスライダ本体９の長手方向端面には、後述するエンドキャップ１０の位置を決め、それを取付けるためのガイド穴付きねじ穴３０が形成されている。
【００１２】
上記スライダ本体９に接合されるエンドキャップ１０の接合端面には、図３，図４に示すように、前記ボール転動溝１４とボール戻り通路１５とを連通させる半ドーナツ状の湾曲路２０が形成されている。この湾曲路２０の半ドーナツ形状の構成について説明すると、エンドキャップ１０の接合端面に大径の半円状凹部２０ａを形成するとともに、この半円状凹部２０ａの開口の中心位置に、開口に直交する小径の半円柱状凹部２０ｂを形成して、その半円柱状凹部２０ｂに半円柱状リターンガイド１９を嵌着してなる周知の構成である。
【００１３】
このようにして、スライダ８の下部には、案内レール１のボール転動溝２及びこれに対向するボール転動溝１４と、ボール戻り通路１５と、両端の湾曲路２０，２０とからなる直線案内系のボール無限循環路が構成され、このボール無限循環路内に多数の図示しないボールが転動自在に装着されている。湾曲路２０の一端は、案内レールのボール転動溝２からボール２１を掬い上げて湾曲路２０に滑らかに導くための掬い上げ突部２２として形成されている。
【００１４】
なお、このエンドキャップ１０の中央部には、前記ねじ軸７を挿通するための貫通穴２１が形成されている。また、前記湾曲路２０が形成されている端面には、前記スライダ本体９のガイド穴付きねじ穴３０のガイド穴に挿入されるガイド突起２３が突設され、その中央部には、当該ねじ穴３０に螺合するボルトの挿通穴２４が穿設されている。
【００１５】
また、前記エンドキャップ１０のスライダ本体９への接合面上部の幅方向両端部には、後述するシール部材３５の係止爪３７が係合する係合溝２５が形成されている。この係合溝２５は、図５に示すように、凡そ幅の狭い方形のスリットであるが、その内側端部から係合凸部２５ａが突設されており、全体に鉤状になっている。
【００１６】
前記シール部材３５は、図６に示すように長手な薄板で構成される。具体的には、「ハイトレル」（登録商標、東レ・デュポン株式会社）に代表されるポリエステル・エラストマー等の柔軟な素材で形成されている。このシール部材３５の幅方向一端部の長手方向両端部には、前記エンドキャップ１０の係合溝２５に嵌入する鉤状の係止爪３７が突設されている。この係止爪３７の中央部には僅かに突出する係合凸部３８が形成されており、係止爪３７の高さを高くしている。これにより、係止爪３７全体の厚さは、前記係合溝２５の幅と同等か若しくは僅かに厚く、係止爪３７が係合溝２５に緊密に嵌入されるようになっている。従って、シール部材３５の係止爪３７間の端面をスライダ本体９の側面にあてがい、当該係止爪３７をエンドキャップ１０の係合溝２５に緊密に嵌入するようにして、エンドキャップ１０をスライダ本体９に取付けると、個別の締結部材なしに、シール部材３５をスライダ８に固定することができる。そして、このシール部材３５は、スライダ８から、案内レール１の側壁１ａの上面上に張り出す。
【００１７】
シール部材２５の縦断面は、図７の各断面図に示すように、前記係止爪３７が形成されている側と反対側の端部の下方が広がる台形断面としてあるが、その下面には円弧状の溝３９が形成されていて、下先端部は尖鋭化されている。この下先端部は、後述するように案内レール１の側壁１ａの上面に接触してシールをなすため、この下先端部をリップとも記す。そして、シール部材３５の長手方向両端部は、次第に幅が狭くなるように湾曲され、ここに湾曲部３６が形成されている。この湾曲部３６の先端部、つまりシール部材３５が最も幅狭になっている部分は、このシール部材３５をスライダ８に取付けたとき、図１に示すように、前記案内レール１の側壁１ａの上面の内側端面より僅かに内側に位置するようになっている。つまり、シール部材３５の長手方向両端部に設けられた湾曲部３６は、案内レール１の側壁１ａの上面の内側から外側、厳密には中央部付近にかけて、外に凸となっている。
【００１８】
次に作用を説明する。
図示されない駆動モータの作動でねじ軸７を正（逆）回転させると、その軸回転がねじ軸のボールねじ溝７ｂとスライダのボールねじ溝１２との間に介装されたボールねじ系のボールを介してスライダ８に伝達され、スライダ８は応動して軸方向に前進（後退）移動する。スライダ８自体の回転は、スライダのボール転動溝１４と案内レールのボール転動溝２との間に介装された直線案内系のボール２１により阻止される。両系統の各ボール２１は、いずれもスライダ８の移動に伴い転動しつつ移動して各系統の無限循環経路を循環する。
【００１９】
このスライダ８の移動に伴って、前記シール部材３５、特に前記リップは、案内レール１の側壁１ａの上面に沿って移動するが、その長手方向両端部に設けられた湾曲部３６が、当該側壁１ａの上面の内側から外側に向けて外に凸となっているため、例えば当該側壁１ａの上面に異物があれば、その湾曲部３６に沿って外側に払い出される。このような異物は、特にスライダ８に近い、側壁１ａの上面の内側部分に多いという現実から、それらの異物を効果的に除去できる。また、前記湾曲部３６は、案内レール１の側壁１ａの上面の内側に位置しているので、当該側壁１ａの上面上の異物が案内レール１の内側に侵入することはない。また、シール部材３５のリップは柔軟なポリエステル・エラストマーで形成されているため、案内レール１の側壁１ａの上面が擦れて摩耗したり傷ついたりすることもない。また、特にエンドキャップ１０でシール部材３５を挟んで、スライダ８に固定する構造としたため、極めて構成が容易であり、コストの低廉化を図ることができる。また、特にスライダ８を支持する構造を変更する必要がなく、支持剛性を確保することができる。
【００２０】
なお、前記シール部材３５は、射出成形で作る場合は、成形後の反りの問題があることがある。この反りを金型全体の形状の補正により対処するのは、反りによる変形の仕方を正確に予測することが必要であり、この方法により成型後の反りをなくすのは困難である。また、リブ等の補強は、逆に反りを不均一にしてしまい、リップ全域を案内レール１の側壁１ａの上面に接触させることができなくなってしまう。反りの大きさは予測困難であるが、反りそのものは、シール部材３５の表裏の残留応力差によるものであって、単純な円弧状に近い形状にしかならない。そこで、反りは図６ｂで全体として下に凸の傾向となるので、例えば前記係止爪３７全体を夫々、両端部に傾くように斜めにするとか、前記エンドキャップ１０の係合溝２５に接触する一辺を斜めにすることにより、当該係止爪３７、つまりシール部材３５の取付け部から当該シール部材３５の長手方向全域にわたって均一な変形力を及ぼし、これにより反りが修正されるようにするのが望ましい。この方法によれば、金型の調整は係止爪３７の角度のみで済むので、微妙な調整が容易に実現できる。
【００２１】
また、ポリエステル・エラストマーは、元来同じ素材でありながら、種々の硬さのグレードがある。従って、例えばシール機能を要求するリップ先端部近傍にはゴムに近い柔らかい素材を使用し、支持剛性を要求する係止爪近傍にはプラスチックに近い硬い素材を使用することも可能である。これを射出成形によって達成するためには、例えば硬さの異なる素材ごとにゲートを複数形成するとか、或いは先に硬い素材を射出し、その後に柔らかい素材を射出する（または、逆に柔らかい素材を成形後、硬い素材を成形してもよい）と行った手法が挙げられる。ポリエステル・エラストマーの硬さは、単に素材の結晶相と非結晶相の割合の違いだけであるから、硬い素材と柔らかい素材との境界部の結合は極めて強固であり、分離する恐れはない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフィードユニット装置によれば、スライダから案内レールの各側壁の底板と反対側の端面上に張り出し且つ当該案内レールの長手方向に長手なシール部を設け、そのシール部の長手方向両端部に、前記端面の内側から外側に向けて、外に凸の湾曲部を設け且つ当該湾曲部の案内レール長手方向先端部を案内レールの各側壁の前記底板と反対側の端面の内側端面より内側に位置したため、スライダが案内レールの長手方向に移動すると、前記シール部の湾曲部が、前記案内レールの側壁の端面上の異物を当該端面の内側から外側に払い出すため、特に当該案内レールの側壁の端面で、案内レールの内側に近い異物を効果的に排除し、それが当該案内レールの内側に侵入するのを防止することができ、構成が容易でコストの低廉化を図ることができる。しかも、スライダの形状も単純で、スライダの支持剛性が低下することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明のフィードユニット装置の一実施形態を示す全体構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）はＺ−Ｚ断面図である。
【図２】    図１のスライダ本体を示す側面図である。
【図３】    図１のエンドキャップの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】    図３のエンドキャップのＥ−Ｅ断面図である。
【図５】図３のエンドキャップの係合溝の説明図であり、（ａ）は詳細図、（ｂ）はＧーＧ断面図、（ｃ）はＦ−Ｆ断面図である。
【図６】    図１のシール部材の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図７】    図６のシール部材の詳細説明図であり、（ａ）は左側面詳細図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１は案内レール
１ａは側壁
１ｃは底板
２はボール転動溝（案内レールの）
７はねじ軸
７ｂはボールねじ溝（ねじ軸の）
８はスライダ
９はスライダ本体
１０はエンドキャップ
１２はボールねじ溝（スライダの）
１４はボール転動溝（スライダの）
１５はボール戻り通路（直線案内系の）
２１はボール（ボールねじ系の）
２５は係合溝
３５はシール部材
３６は湾曲部
３７は係止爪
【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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