リニアガイド装置
【課題】 リニアガイド装置において、ボールネジを使用しないでスライダーをスムーズに移動可能な機構を構築する。
【解決手段】 本リニアガイド装置1は、直線状のレール10と、レール10上を自在に移動するスライダー20とを備える。レール10は、直線状に延びる平坦なレール面10aが形成されている。スライダー20は、サーボモーターMの駆動によって回転するように配置した入力軸3と、入力軸3及びレール面10aに対して圧接状態に配置すると共にトラクションオイルを介在させ、入力軸3の回転駆動に従動して回転すると共にレール面10a上を転動するように構成したロール状のアイドラー5とが設けられている。
これにより、入力軸3の回転によってアイドラー5が回転しスライダー20がレール10上を自走することができ、ボールネジが不要となる。
【解決手段】 本リニアガイド装置1は、直線状のレール10と、レール10上を自在に移動するスライダー20とを備える。レール10は、直線状に延びる平坦なレール面10aが形成されている。スライダー20は、サーボモーターMの駆動によって回転するように配置した入力軸3と、入力軸3及びレール面10aに対して圧接状態に配置すると共にトラクションオイルを介在させ、入力軸3の回転駆動に従動して回転すると共にレール面10a上を転動するように構成したロール状のアイドラー5とが設けられている。
これにより、入力軸3の回転によってアイドラー5が回転しスライダー20がレール10上を自走することができ、ボールネジが不要となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直線状のレールと、レール上を自在に移動するスライダーとを備えたリニアガイド装置、特にスライダーを高精度に自走可能なリニアガイド装置に関する。
【背景技術】
【0002】
研磨機やフライス盤等の工作機械や物品の搬送装置等には、ワークを支持又は保持する可動ベッドを直動案内する機構として、リニアガイド装置が用いられる。図15に示すように、このリニアガイド装置Aは、直線状に延びるレール100と、このレール100上を自在に移動するスライダー200とを有し、ワークWを支持等する可動ベッドBはスライダー200上に取付けられている。そして、可動ベッドBにはボールネジ等の送りネジ機構300が設けられ、この送りネジ機構300をサーボモーター等(図示せず)を駆動させることでスライダー200及び可動ベッドBが移動される。
【特許文献1】特開2002−174234号公報
【特許文献2】特開平8−105439号公報(図2、図7、図8)
【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、上記送りネジ機構300のボールネジは高価なうえに、長いストロークの高速移動になるとボールネジのたるみ等により「なわとび現象」が起こりスライダー200の移動に支障を来たす。そのため、より径の太い高価なボールネジが必要となり、重量も増す。それゆえに、低価格且つ軽量で精度のよい高速移動が可能な機構が求められる。
本発明は、上記事情に鑑み、ボールネジを使用しないでスライダーを自走可能な機構を低価格に実現するリニアガイド装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
(1)請求項1に係る発明のリニアガイド装置は、直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、スライダー内にモーター出力軸と接続した入力軸を設けると共に入力軸及びレール面に対して圧接状態で軸支したアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力をアイドラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするものである。
これにより、モーターを駆動して入力軸を回転させるとトラクションオイルを介して入力軸と圧接するアイドラーが回転しレール面上を転動する。従って、ボールネジを使用しないでスライダーを自走させることができる。
【0005】
(2)請求項2に係る発明のリニアガイド装置は、直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー間にこれを圧接状態としたアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするものである。
これにより、モーターを駆動して入力軸を回転させるとトラクションオイルを介して入力軸と圧接するアイドラーが回転し夫々のローラーも回転してレール面上を転動する。従って、ボールネジを使用しないでスライダーを自走させることができる。
【0006】
(3)請求項3に係る発明のリニアガイド装置は、直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー端のギヤー間にこれと咬み合うアイドラーギヤーを設け、入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするものである。
これにより、モーターを駆動して入力軸を回転させるとアイドラーギヤーを介して夫々のローラーが回転してレール面上を転動する。従って、ボールネジを使用しないでスライダーを自走させることができる。
【0007】
(4)上記入力軸は、中空軸で構成されていてもよい(請求項4)。中空軸の弾性変形により各部品の加工誤差を吸収することができる。
【0008】
(5)上記スライダーの入力軸を他のスライダーの入力軸と連結して少なくとも2列に構成してもよい(請求項5)。これにより、例えば、1つのモーターで平行に並んだ2つのスライダーを同期して互いのレール上を走行させることができる。
【発明の効果】
【0009】
以上のように、本発明によれば、スライダーをレールに自走させることができ、従来のようなボールネジ等の部品が不要となる。従って、スライダーをスムーズに移動させることができ、また、低コストで軽量なものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
(実施の形態1)
図1に示すように、本実施の形態1によるリニアガイド装置1は、直線状に延びるレール10と、このレール10上を自在に移動するスライダー20とを有する。レール10は、その上面には平坦なレール面10aが左右に平行に形成され、また、両側面にはそれぞれ転動体のボールbが対接するボール循環溝10bが形成されている。レール面10aとボール循環溝10bは、レール10の長手方向に沿って直線状に形成されている。スライダー20は、断面門型に形成され、レール10の上面に対向配置されるスライダー上部21と、レール10の側面に対向配置されるスライダー側部22とを有する。
【0011】
図2、図3に示すように、スライダー上部21には、サーボモーターMの出力軸Jによって回転する入力軸3と、トラクションオイルを介在させて入力軸3及びレール面10aと圧接状態に配置したロール状ベアリングのアイドラー5とが設けられている。この入力軸3とアイドラー5は、トラクションオイルを介して入力軸3の回転駆動に従動してアイドラー5が回転するトラクションドライブ機構を構成している。
【0012】
入力軸3は、図3、図4に示すように、スライダー上部21の側面に貫通形成する貫通孔30に挿通され、その中央と両側の3箇所で軸受部材31によって保持されている。この入力軸3は、スライダー側部22に取付けられたサーボモーターMに連結されて回転駆動される。すなわち、入力軸3の一方端部が継手部32となってサーボモーターMの出力軸Jが締結されている。なお、入力軸3と出力軸Jとの間にバックラッシュは存在しない。
【0013】
アイドラー5は、図2、図3に示すように、左右のレール面10a上に対応して前後に2個ずつ配置して合計4個設けられ(図3参照)、前後の各アイドラー5は、上記入力軸3を両側から挟んで圧接状態となるように軸支されている。すなわち、図5に示すように、アイドラー5は、スライダー上部21に上下に貫通する左右の長孔部24に配置され、スライダー上部21の側面に貫通する軸孔40に取付けた保持軸4によって軸支されている。そして、前後の各アイドラー5は、その中心点(保持軸4の中心点)が入力軸3の中心点と直線上に並んで配置されている(図2参照)。これにより、入力軸3は前後のアイドラー5によって両側から挟むように圧接されるので、入力軸3の片側だけにアイドラー5が圧接される場合に比べて入力軸3の回転駆動力をより円滑に各アイドラー5へ伝達することができる。
【0014】
また、アイドラー5は、ニードルベアリング(特開2002−310167号公報)によって構成されている。すなわち、図6、図7に示すように、アイドラー5は、保持軸4を挿通する円筒状の外輪51と、この外輪51と保持軸4との間に配設された複数のニードルローラ52と、各ニードルローラ52の端部を回転自在に保持し外輪51の開口端に取付けられた一対のリテーナ53とで構成される。リテーナ53には、各ニードルローラ52を保持する切欠54と、隣接する切欠54の間にグリース溜りを構成する空所55とを有し、各ニードルローラ52が常時グリースと接触し円滑に回転されるように構成する。従って、アイドラー5に大きな荷重が加わっても各ニードルローラ52が円滑に回転することで、外輪51が円滑に回転される。
【0015】
また、左右の長孔部24には、トラクションオイル(例えば、出光興産社製の品番「TDF−32」)を含浸させた含油フエルトFの一部がアイドラー5と接するように上部位置に配設され、上面部がフタ23で塞がれている(図2参照)。これにより、アイドラー5が回転することで、アイドラー5と入力軸3との接触部及びアイドラー5とレール面10aとの接触部に含油フエルトFからトラクションオイルが供給される。このトラクションオイルは、接触部に供給されると平均ヘルツ圧の影響で急激に粘度が上昇し、接触部から離れると速やかに元の流体に戻る特性を持った潤滑油の一種である。従って、このトラクションオイルをアイドラー5と入力軸3との接触部及びアイドラー5とレール面10aとの接触部に介在させることで、入力軸3が空回りすることなくその回転をアイドラー5に正確に伝達することができ、また、アイドラー5がスリップすることなくその回転をレール面10aに正確に伝達することができる。
【0016】
左右のスライダー側部22には、図4に示すように、上下にボール循環路70が形成され、このボール循環路70内に転動体となる多数のボール7が装填されている。そして、これらボール7は、レール10の両側面のボール循環溝10bに対接するように設けられている。なお、上記ボール循環路70は上側又は下側だけでもよい。
【0017】
また、このリニアガイド装置1は、図4に示すように、サーボモーターMの取付け部材6に光学式あるいは磁気式等の位置センサSが取付けられており、この位置センサSによってレール10を取付けた基台においてレール10の長手方向に沿って形成したリニアスケールLを読み取るように構成し、スライダー20の位置を認識可能にしている。これにより、スライダー20の移動距離の精度を向上することができる。
【0018】
以上の構成のリニアガイド装置1によれば、サーボモーターMを駆動して入力軸3を回転させると、トラクションオイルを介して入力軸3と圧接する前後の4個のアイドラー5が回転しレール面上を転動する。従って、従来のようなボールネジを使用しないで、4個のアイドラー5によって十分な回転力を発揮してスライダー20がレール10上をスムーズに自走することができる。しかも、ボールネジ等の部品が不要となるので、低コストで軽量なものが得られる。また、ネジ機構を使用しないので、バックラッシュによる移動誤差もほとんどない。
【0019】
また、上記入力軸3は前後のアイドラー5によって両側から挟むように圧接されるので、入力軸3の回転力を効率よく各アイドラー5へ伝達することができる。しかも、入力軸3の両側に配置された各アイドラー5がレール面10aに圧接されるので、レール面10a上でのスライダー20の支持が安定する。従って、レール10上でのスライダー20の移動が安定し、スライダー20をよりスムーズに移動させることができる。
【0020】
また、入力軸3及び保持軸4が中空軸によって構成されるので、各部品の加工誤差を吸収することができ、スライダー20の移動距離精度に支障を来たすこともない。
さらに、アイドラー5は、ニードルベアリングによって構成されるので、比較的大きな負荷が加わってもアイドラー5をスムーズに回転させることができ、大きな荷重を受けてもスライダー20をスムーズに移動させることができる。
【0021】
なお、上記リニアガイド装置において、例えば、入力軸3の中心点と両側の各アイドラー5の中心点とが三角形の頂点に配置されるようにしてもよい。これにより、例えば、入力軸3の中心位置を高く配置して前後の保持軸4及びアイドラー5を接近させることで、スライダー20の前後長さを短くしてスライダー20を小型化し易くなる。
【0022】
(実施の形態2)
図8〜図10に示すように、実施の形態2のリニアガイド装置1Xでは、スライダー20内に3本のローラー3Xをレール面10aに対して圧接状態で軸支し(図8参照)、真ん中のローラー端にモーター出力軸Jを接続しこれを入力軸3とする(図9、図10参照)。また、これら3本のローラー3X間にはアイドラー5を圧接状態に設け(図8、図9参照)、入力軸3の回転力を前後のローラー3Xに夫々伝達するように構成する。アイドラー5は、ニードルベアリングによって構成されている(図6、図7参照)。上記各ローラー3Xは両端部の小径軸部がニードルベアリング(図6、図7に示すものと同様の構造)からなる軸受部材31で軸支されており、また、各アイドラー5は保持軸4に挿通させて保持されている。また、左右のスライダー側部22には転動体としてのローラー7Xが装填されている(図10参照)。なお、このスライダー20は、上面にスライダープレートPが取り付けられて隣の他のスライダーと連結され、また、入力軸3が継手Cによって他のスライダーの入力軸と接続されている(図10参照)。そして、上記各アイドラー5にはスライダープレートPに収容する含油フエルトFからトラクションオイルが給油されるようになっており、このスライダープレートPの側壁には含油フエルトFに至る注油口hが設けられている(図10参照)。なお、図8〜図10において、図1〜図7に示す符号と同一のものは、実施の形態1で説明したのものと同一又は相当するものである。
【0023】
実施の形態2のリニアガイド装置1Xによれば、モーターMを駆動して入力軸3を回転させるとトラクションオイルを介して入力軸3と圧接するアイドラー5が回転し前後のローラー3Xも夫々回転するので、3本のローラー3Xがレール面10a上を転動する。従って、ボールネジを使用しないで、3本のローラー3Xによって十分な回転力を発揮してスライダー20がレール10上をスムーズに自走することができる。また、ネジ機構を使用しないので、バックラッシュによる移動誤差もほとんどない。
【0024】
(実施の形態3)
図11〜図13に示すように、実施の形態3のリニアガイド装置1Yでは、スライダー内に3本のローラー3Xをレール面10aに対して圧接状態で軸支し(図11参照)、真ん中のローラー端にモーター出力軸Jを接続しこれを入力軸3とする(図12、図13参照)。また、これら3本のローラー端にはバックラッシュレスギヤー3Gが装着されており、夫々のバックラッシュレスギヤー3G間にこれと咬み合うアイドラーギヤー5Gを設け(図11、図12参照)、入力軸3の回転力を前後のローラー3Xに夫々伝達するように構成する。上記各ローラー3Xは両端部の小径軸部がニードルベアリング(図6、図7に示すものと同様の構造)からなる軸受部材31で軸支されており、また、各アイドラーギヤー5Gはローラー端のバックラッシュレスギヤー3Gを設けた側部において保持軸4に挿通させて保持されている。なお、左右のスライダー側部22には転動体としてのローラー7Xが装填されている(図13参照)。なお、このスライダー20は、上面にスライダープレートPが取り付けられて隣の他のスライダーと連結され、また、入力軸3が継手Cによって他のスライダーの入力軸と接続されている(図13参照)。また、図11〜図13において、図1〜図7に示す符号と同一のものは、実施の形態1で説明したのものと同一又は相当するものである。
【0025】
実施の形態3のリニアガイド装置1Yによれば、モーターを駆動して入力軸3を回転させるとアイドラーギヤー5Gを介して前後のローラー3Xも夫々回転するので、3本のローラー3Xがレール面10a上を転動する。従って、ボールネジを使用しないで、3本のローラー3Xによって十分な回転力を発揮してスライダー20がレール10上をスムーズに自走することができる。
【0026】
(その他)
(1)図14に示すように、スライダー20の入力軸3を他のスライダー20xの入力軸3と継手Cによって連結して少なくとも2列に構成してもよい。これにより、例えば1つのスライダー20(20x)に4個のアイドラー5を配置して同軸上の入力軸3に対して8個のアイドラー5を圧接させることで、大きな駆動源を装着し2列のレール10に大きなトルク伝達を行うことができる。また、1つのモーター(駆動源)で平行に並んだ2つのスライダー20,20xを同期して互いのレール10上を走行させることができる。
(2)レール10上面のレール面10aは、1条のものや3条以上のものでもよく、この場合、実施の形態1のものでは、アイドラー5もレール面10aの数に応じて配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の実施の形態1によるリニアガイド装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す一部切欠の側面図である。
【図3】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す平面図である。
【図4】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造として入力軸の配置部分を示す断面図である。
【図5】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造としてアイドラーの配置部分を示す断面図である。
【図6】アイドラーを構成するニードルベアリングの断面図である。
【図7】図6におけるX−X断面図である。
【図8】本発明の実施の形態2によるリニアガイド装置のスライダー内の構造を示す一部切欠の側面図である。
【図9】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す平面図である。
【図10】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造として入力軸の配置部分を示す断面図である。
【図11】本発明の実施の形態3によるリニアガイド装置のスライダー内の構造を示す一部切欠の側面図である。
【図12】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す平面図である。
【図13】上記リニアガイド装置のスライダーの構造として入力軸の配置部分を示す断面図である。
【図14】その他の例として、スライダーの入力軸を他のスライダーの入力軸と連結して2列に構成したものを示す平面図である。
【図15】従来のリニアガイド装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【0028】
1 リニアガイド装置
3 入力軸
4 保持軸
5 アイドラー
10 レール
10a レール面
20 スライダー
J 出力軸
M サーボモーター
【技術分野】
【0001】
本発明は、直線状のレールと、レール上を自在に移動するスライダーとを備えたリニアガイド装置、特にスライダーを高精度に自走可能なリニアガイド装置に関する。
【背景技術】
【0002】
研磨機やフライス盤等の工作機械や物品の搬送装置等には、ワークを支持又は保持する可動ベッドを直動案内する機構として、リニアガイド装置が用いられる。図15に示すように、このリニアガイド装置Aは、直線状に延びるレール100と、このレール100上を自在に移動するスライダー200とを有し、ワークWを支持等する可動ベッドBはスライダー200上に取付けられている。そして、可動ベッドBにはボールネジ等の送りネジ機構300が設けられ、この送りネジ機構300をサーボモーター等(図示せず)を駆動させることでスライダー200及び可動ベッドBが移動される。
【特許文献1】特開2002−174234号公報
【特許文献2】特開平8−105439号公報(図2、図7、図8)
【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、上記送りネジ機構300のボールネジは高価なうえに、長いストロークの高速移動になるとボールネジのたるみ等により「なわとび現象」が起こりスライダー200の移動に支障を来たす。そのため、より径の太い高価なボールネジが必要となり、重量も増す。それゆえに、低価格且つ軽量で精度のよい高速移動が可能な機構が求められる。
本発明は、上記事情に鑑み、ボールネジを使用しないでスライダーを自走可能な機構を低価格に実現するリニアガイド装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
(1)請求項1に係る発明のリニアガイド装置は、直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、スライダー内にモーター出力軸と接続した入力軸を設けると共に入力軸及びレール面に対して圧接状態で軸支したアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力をアイドラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするものである。
これにより、モーターを駆動して入力軸を回転させるとトラクションオイルを介して入力軸と圧接するアイドラーが回転しレール面上を転動する。従って、ボールネジを使用しないでスライダーを自走させることができる。
【0005】
(2)請求項2に係る発明のリニアガイド装置は、直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー間にこれを圧接状態としたアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするものである。
これにより、モーターを駆動して入力軸を回転させるとトラクションオイルを介して入力軸と圧接するアイドラーが回転し夫々のローラーも回転してレール面上を転動する。従って、ボールネジを使用しないでスライダーを自走させることができる。
【0006】
(3)請求項3に係る発明のリニアガイド装置は、直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー端のギヤー間にこれと咬み合うアイドラーギヤーを設け、入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするものである。
これにより、モーターを駆動して入力軸を回転させるとアイドラーギヤーを介して夫々のローラーが回転してレール面上を転動する。従って、ボールネジを使用しないでスライダーを自走させることができる。
【0007】
(4)上記入力軸は、中空軸で構成されていてもよい(請求項4)。中空軸の弾性変形により各部品の加工誤差を吸収することができる。
【0008】
(5)上記スライダーの入力軸を他のスライダーの入力軸と連結して少なくとも2列に構成してもよい(請求項5)。これにより、例えば、1つのモーターで平行に並んだ2つのスライダーを同期して互いのレール上を走行させることができる。
【発明の効果】
【0009】
以上のように、本発明によれば、スライダーをレールに自走させることができ、従来のようなボールネジ等の部品が不要となる。従って、スライダーをスムーズに移動させることができ、また、低コストで軽量なものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
(実施の形態1)
図1に示すように、本実施の形態1によるリニアガイド装置1は、直線状に延びるレール10と、このレール10上を自在に移動するスライダー20とを有する。レール10は、その上面には平坦なレール面10aが左右に平行に形成され、また、両側面にはそれぞれ転動体のボールbが対接するボール循環溝10bが形成されている。レール面10aとボール循環溝10bは、レール10の長手方向に沿って直線状に形成されている。スライダー20は、断面門型に形成され、レール10の上面に対向配置されるスライダー上部21と、レール10の側面に対向配置されるスライダー側部22とを有する。
【0011】
図2、図3に示すように、スライダー上部21には、サーボモーターMの出力軸Jによって回転する入力軸3と、トラクションオイルを介在させて入力軸3及びレール面10aと圧接状態に配置したロール状ベアリングのアイドラー5とが設けられている。この入力軸3とアイドラー5は、トラクションオイルを介して入力軸3の回転駆動に従動してアイドラー5が回転するトラクションドライブ機構を構成している。
【0012】
入力軸3は、図3、図4に示すように、スライダー上部21の側面に貫通形成する貫通孔30に挿通され、その中央と両側の3箇所で軸受部材31によって保持されている。この入力軸3は、スライダー側部22に取付けられたサーボモーターMに連結されて回転駆動される。すなわち、入力軸3の一方端部が継手部32となってサーボモーターMの出力軸Jが締結されている。なお、入力軸3と出力軸Jとの間にバックラッシュは存在しない。
【0013】
アイドラー5は、図2、図3に示すように、左右のレール面10a上に対応して前後に2個ずつ配置して合計4個設けられ(図3参照)、前後の各アイドラー5は、上記入力軸3を両側から挟んで圧接状態となるように軸支されている。すなわち、図5に示すように、アイドラー5は、スライダー上部21に上下に貫通する左右の長孔部24に配置され、スライダー上部21の側面に貫通する軸孔40に取付けた保持軸4によって軸支されている。そして、前後の各アイドラー5は、その中心点(保持軸4の中心点)が入力軸3の中心点と直線上に並んで配置されている(図2参照)。これにより、入力軸3は前後のアイドラー5によって両側から挟むように圧接されるので、入力軸3の片側だけにアイドラー5が圧接される場合に比べて入力軸3の回転駆動力をより円滑に各アイドラー5へ伝達することができる。
【0014】
また、アイドラー5は、ニードルベアリング(特開2002−310167号公報)によって構成されている。すなわち、図6、図7に示すように、アイドラー5は、保持軸4を挿通する円筒状の外輪51と、この外輪51と保持軸4との間に配設された複数のニードルローラ52と、各ニードルローラ52の端部を回転自在に保持し外輪51の開口端に取付けられた一対のリテーナ53とで構成される。リテーナ53には、各ニードルローラ52を保持する切欠54と、隣接する切欠54の間にグリース溜りを構成する空所55とを有し、各ニードルローラ52が常時グリースと接触し円滑に回転されるように構成する。従って、アイドラー5に大きな荷重が加わっても各ニードルローラ52が円滑に回転することで、外輪51が円滑に回転される。
【0015】
また、左右の長孔部24には、トラクションオイル(例えば、出光興産社製の品番「TDF−32」)を含浸させた含油フエルトFの一部がアイドラー5と接するように上部位置に配設され、上面部がフタ23で塞がれている(図2参照)。これにより、アイドラー5が回転することで、アイドラー5と入力軸3との接触部及びアイドラー5とレール面10aとの接触部に含油フエルトFからトラクションオイルが供給される。このトラクションオイルは、接触部に供給されると平均ヘルツ圧の影響で急激に粘度が上昇し、接触部から離れると速やかに元の流体に戻る特性を持った潤滑油の一種である。従って、このトラクションオイルをアイドラー5と入力軸3との接触部及びアイドラー5とレール面10aとの接触部に介在させることで、入力軸3が空回りすることなくその回転をアイドラー5に正確に伝達することができ、また、アイドラー5がスリップすることなくその回転をレール面10aに正確に伝達することができる。
【0016】
左右のスライダー側部22には、図4に示すように、上下にボール循環路70が形成され、このボール循環路70内に転動体となる多数のボール7が装填されている。そして、これらボール7は、レール10の両側面のボール循環溝10bに対接するように設けられている。なお、上記ボール循環路70は上側又は下側だけでもよい。
【0017】
また、このリニアガイド装置1は、図4に示すように、サーボモーターMの取付け部材6に光学式あるいは磁気式等の位置センサSが取付けられており、この位置センサSによってレール10を取付けた基台においてレール10の長手方向に沿って形成したリニアスケールLを読み取るように構成し、スライダー20の位置を認識可能にしている。これにより、スライダー20の移動距離の精度を向上することができる。
【0018】
以上の構成のリニアガイド装置1によれば、サーボモーターMを駆動して入力軸3を回転させると、トラクションオイルを介して入力軸3と圧接する前後の4個のアイドラー5が回転しレール面上を転動する。従って、従来のようなボールネジを使用しないで、4個のアイドラー5によって十分な回転力を発揮してスライダー20がレール10上をスムーズに自走することができる。しかも、ボールネジ等の部品が不要となるので、低コストで軽量なものが得られる。また、ネジ機構を使用しないので、バックラッシュによる移動誤差もほとんどない。
【0019】
また、上記入力軸3は前後のアイドラー5によって両側から挟むように圧接されるので、入力軸3の回転力を効率よく各アイドラー5へ伝達することができる。しかも、入力軸3の両側に配置された各アイドラー5がレール面10aに圧接されるので、レール面10a上でのスライダー20の支持が安定する。従って、レール10上でのスライダー20の移動が安定し、スライダー20をよりスムーズに移動させることができる。
【0020】
また、入力軸3及び保持軸4が中空軸によって構成されるので、各部品の加工誤差を吸収することができ、スライダー20の移動距離精度に支障を来たすこともない。
さらに、アイドラー5は、ニードルベアリングによって構成されるので、比較的大きな負荷が加わってもアイドラー5をスムーズに回転させることができ、大きな荷重を受けてもスライダー20をスムーズに移動させることができる。
【0021】
なお、上記リニアガイド装置において、例えば、入力軸3の中心点と両側の各アイドラー5の中心点とが三角形の頂点に配置されるようにしてもよい。これにより、例えば、入力軸3の中心位置を高く配置して前後の保持軸4及びアイドラー5を接近させることで、スライダー20の前後長さを短くしてスライダー20を小型化し易くなる。
【0022】
(実施の形態2)
図8〜図10に示すように、実施の形態2のリニアガイド装置1Xでは、スライダー20内に3本のローラー3Xをレール面10aに対して圧接状態で軸支し(図8参照)、真ん中のローラー端にモーター出力軸Jを接続しこれを入力軸3とする(図9、図10参照)。また、これら3本のローラー3X間にはアイドラー5を圧接状態に設け(図8、図9参照)、入力軸3の回転力を前後のローラー3Xに夫々伝達するように構成する。アイドラー5は、ニードルベアリングによって構成されている(図6、図7参照)。上記各ローラー3Xは両端部の小径軸部がニードルベアリング(図6、図7に示すものと同様の構造)からなる軸受部材31で軸支されており、また、各アイドラー5は保持軸4に挿通させて保持されている。また、左右のスライダー側部22には転動体としてのローラー7Xが装填されている(図10参照)。なお、このスライダー20は、上面にスライダープレートPが取り付けられて隣の他のスライダーと連結され、また、入力軸3が継手Cによって他のスライダーの入力軸と接続されている(図10参照)。そして、上記各アイドラー5にはスライダープレートPに収容する含油フエルトFからトラクションオイルが給油されるようになっており、このスライダープレートPの側壁には含油フエルトFに至る注油口hが設けられている(図10参照)。なお、図8〜図10において、図1〜図7に示す符号と同一のものは、実施の形態1で説明したのものと同一又は相当するものである。
【0023】
実施の形態2のリニアガイド装置1Xによれば、モーターMを駆動して入力軸3を回転させるとトラクションオイルを介して入力軸3と圧接するアイドラー5が回転し前後のローラー3Xも夫々回転するので、3本のローラー3Xがレール面10a上を転動する。従って、ボールネジを使用しないで、3本のローラー3Xによって十分な回転力を発揮してスライダー20がレール10上をスムーズに自走することができる。また、ネジ機構を使用しないので、バックラッシュによる移動誤差もほとんどない。
【0024】
(実施の形態3)
図11〜図13に示すように、実施の形態3のリニアガイド装置1Yでは、スライダー内に3本のローラー3Xをレール面10aに対して圧接状態で軸支し(図11参照)、真ん中のローラー端にモーター出力軸Jを接続しこれを入力軸3とする(図12、図13参照)。また、これら3本のローラー端にはバックラッシュレスギヤー3Gが装着されており、夫々のバックラッシュレスギヤー3G間にこれと咬み合うアイドラーギヤー5Gを設け(図11、図12参照)、入力軸3の回転力を前後のローラー3Xに夫々伝達するように構成する。上記各ローラー3Xは両端部の小径軸部がニードルベアリング(図6、図7に示すものと同様の構造)からなる軸受部材31で軸支されており、また、各アイドラーギヤー5Gはローラー端のバックラッシュレスギヤー3Gを設けた側部において保持軸4に挿通させて保持されている。なお、左右のスライダー側部22には転動体としてのローラー7Xが装填されている(図13参照)。なお、このスライダー20は、上面にスライダープレートPが取り付けられて隣の他のスライダーと連結され、また、入力軸3が継手Cによって他のスライダーの入力軸と接続されている(図13参照)。また、図11〜図13において、図1〜図7に示す符号と同一のものは、実施の形態1で説明したのものと同一又は相当するものである。
【0025】
実施の形態3のリニアガイド装置1Yによれば、モーターを駆動して入力軸3を回転させるとアイドラーギヤー5Gを介して前後のローラー3Xも夫々回転するので、3本のローラー3Xがレール面10a上を転動する。従って、ボールネジを使用しないで、3本のローラー3Xによって十分な回転力を発揮してスライダー20がレール10上をスムーズに自走することができる。
【0026】
(その他)
(1)図14に示すように、スライダー20の入力軸3を他のスライダー20xの入力軸3と継手Cによって連結して少なくとも2列に構成してもよい。これにより、例えば1つのスライダー20(20x)に4個のアイドラー5を配置して同軸上の入力軸3に対して8個のアイドラー5を圧接させることで、大きな駆動源を装着し2列のレール10に大きなトルク伝達を行うことができる。また、1つのモーター(駆動源)で平行に並んだ2つのスライダー20,20xを同期して互いのレール10上を走行させることができる。
(2)レール10上面のレール面10aは、1条のものや3条以上のものでもよく、この場合、実施の形態1のものでは、アイドラー5もレール面10aの数に応じて配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の実施の形態1によるリニアガイド装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す一部切欠の側面図である。
【図3】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す平面図である。
【図4】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造として入力軸の配置部分を示す断面図である。
【図5】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造としてアイドラーの配置部分を示す断面図である。
【図6】アイドラーを構成するニードルベアリングの断面図である。
【図7】図6におけるX−X断面図である。
【図8】本発明の実施の形態2によるリニアガイド装置のスライダー内の構造を示す一部切欠の側面図である。
【図9】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す平面図である。
【図10】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造として入力軸の配置部分を示す断面図である。
【図11】本発明の実施の形態3によるリニアガイド装置のスライダー内の構造を示す一部切欠の側面図である。
【図12】上記リニアガイド装置のスライダー内の構造を示す平面図である。
【図13】上記リニアガイド装置のスライダーの構造として入力軸の配置部分を示す断面図である。
【図14】その他の例として、スライダーの入力軸を他のスライダーの入力軸と連結して2列に構成したものを示す平面図である。
【図15】従来のリニアガイド装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【0028】
1 リニアガイド装置
3 入力軸
4 保持軸
5 アイドラー
10 レール
10a レール面
20 スライダー
J 出力軸
M サーボモーター
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、
スライダー内にモーター出力軸と接続した入力軸を設けると共に入力軸及びレール面に対して圧接状態で軸支したアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力をアイドラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項2】
直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、
スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー間にこれを圧接状態としたアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項3】
直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、
スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー端のギヤー間にこれと咬み合うアイドラーギヤーを設け、入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構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乃至3のいずれかに記載のリニアガイド装置において、
上記入力軸は、中空軸で構成されているリニアガイド装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載のリニアガイド装置において、
上記スライダーの入力軸を他のスライダーの入力軸と連結して少なくとも2列に構成したリニアガイド装置。
【請求項1】
直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、
スライダー内にモーター出力軸と接続した入力軸を設けると共に入力軸及びレール面に対して圧接状態で軸支したアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力をアイドラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項2】
直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、
スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー間にこれを圧接状態としたアイドラーを設け、トラクションオイルを介して入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構成したことを特徴とするリニアガイド装置。
【請求項3】
直線状のレールに転動体を介して、自在にレール上を移動するスライダーを備えたリニアガイド装置において、
スライダー内に1本から数本のローラーをレール面に対し圧接状態で軸支し、1本のローラー端にモーター出力軸を接続した入力軸とすると共に夫々のローラー端のギヤー間にこれと咬み合うアイドラーギヤーを設け、入力軸の回転力を夫々のローラーに伝達しスライダーがレール上を走行するように構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乃至3のいずれかに記載のリニアガイド装置において、
上記入力軸は、中空軸で構成されているリニアガイド装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載のリニアガイド装置において、
上記スライダーの入力軸を他のスライダーの入力軸と連結して少なくとも2列に構成したリニアガイド装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2007−64313(P2007−64313A)
【公開日】平成19年3月15日(2007.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−249770(P2005−249770)
【出願日】平成17年8月30日(2005.8.30)
【出願人】(000100838)アイセル株式会社 (62)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年3月15日(2007.3.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年8月30日(2005.8.30)
【出願人】(000100838)アイセル株式会社 (62)
【Fターム(参考)】
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