JP2012172711A

JP2012172711A - 直動案内装置

Info

Publication number: JP2012172711A
Application number: JP2011033134A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Nishiyama; 和人西山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: US8894283B2; CN102792038A; CN102792038B; WO2012111052A1; KR20130111624A; KR101526091B1; JP5786356B2; US20130343680A1

Abstract

【課題】サイドシール部材と案内レールとの間の隙間量の管理が容易であると共に、微少粒子がサイドシール部材の外部へ抜け出る量を低減できる、クリーン環境に用いられるのに好適な直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置は、スライダの軸方向端部に案内レール２に対して所定の隙間量Δを設けて取り付けられたサイドシール部材１０を備える。サイドシール部材１０は、一体に構成されると共に、軸方向に沿う厚さＴが隙間量Δに対して２５倍〜１４０倍である。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、クリーン環境に用いるのに好適な直動案内装置に関する。

従来の一般的な直動案内装置としては、例えば図５に示すものが知られている。
図５に示す直動案内軸受装置は、軸方向に延びる案内レール１０１と、案内レール１０１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ１０２とを備えている。
案内レール１０１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝１０３が形成されており、スライダ１０２のスライダ本体１０２Ａには、その両袖部１０４の内側面に、それぞれ転動体転動溝１０３に対向する転動体転動溝１０７が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体転動溝１０３，１０７の間には転動体の一例としての多数のボールＢが転動自在に装填され、これらのボールＢの転動を介してスライダ１０２が案内レール１０１上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。

スライダ１０２の移動につれて、案内レール１０１とスライダ１０２との間に介在するボールＢは転動してスライダ１０２の端部に移動するが、スライダ１０２を軸方向に継続して移動させていくためには、これらのボールＢを無限に循環させる必要がある。
このため、スライダ本体１０２Ａの袖部１０４内に軸方向に貫通する転動体通路１０８を形成すると共に、スライダ本体１０２Ａの両端にそれぞれ略コ字状のエンドキャップ１０５を、例えば、ねじ１１２等の固定手段を介して固定し、このエンドキャップ１０５に両転動体転動溝１０３，１０７間と転動体通路１０８とを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路１０６を形成することにより、転動体無限循環軌道を形成している。

また、スライダ１０２の軸方向両端には、エンドキャップ１０５と共にねじ１１２を介して固定された１対のサイドシール部材１１１が固定されている。各サイドシール部材１１１は、直動案内装置からの発塵を抑制するために設けられている。サイドシール部材１１１はエンドキャップ１０５と同様に略コ字状とされて内周部が案内レール１０１に摺接するシール面とされており、例えば、鋼板にゴムを焼付接着して形成されている。
なお、図５において、符号１１０はスライダ本体１０２Ａの端面に形成されたねじ１１２のタップ穴、１１３は給脂用ニップル、１１４は案内レール１０１の固定用のボルト挿通穴である。

一方、真空環境用直動案内装置に用いられるサイドシール部材として、例えば、図６に示すものが知られている（特許文献１参照）。
図６に示すサイドシール部材２１１は、エンドキャップ（図示せず）と共にスライダ本体（図示せず）の端面にねじ２１５を介して固定されるものである。このサイドシール部材２１１は、交互に積層された薄板状の複数枚の第１及び第２プレート２１２，２１３と、これら第１及び第２プレート２１２，２１３が取り付けられる押えプレート２１４とで構成されている。サイドシール部材２１１の各第１及び第２プレート２１２，２１３には案内レール２０１（図７参照）の外形形状に合わせた開口２１２ａ，２１３ａが形成され、押えプレート２１４にも案内レール２０１の外形形状に合わせた開口２１４ａが形成されている。

サイドシール部材２１１を構成する第１及び第２プレート２１２，２１３の開口２１２ａ，２１３ａの大きさは、案内レール１０１の外形形状よりも大きく、サイドシール部材２１１と案内レール２０１との間には隙間が開く。このため、サイドシール部材２１１は、案内レール２０１に接触することなく、僅かな隙間を保ちながら案内レール２０１に沿って移動する。この隙間について述べると、第２プレート２１３の開口２１３ａの形状は第１プレート２１２の開口２１２ａよりも僅かに大きく、図７に示すように、第２プレート２１３と案内レール２０１との隙間βは第１プレート２１２と案内レール２０１との隙間αよりも大きく凹凸形状をなしている。このように、サイドシール部材２１１と案内レール２０１との隙間を凹凸形状にすることにより、サイドシール部材２１１と案内レール２０１との間を潤滑油が蒸発した気体が流れるとき、平面形状に形成する場合に比べてより大きな抵抗が生じることになり、直動案内装置内部の潤滑剤が気化し、外部に漏れ出るのをより抑制することができる。

国際公開第２００６／０５４４３９号パンフレット

ところで、クリーン環境に用いられる直動案内装置においては、直動案内装置内部の微少粒子がサイドシール部材と案内レールとの間を通り抜けて発塵すると、製品不良の原因となるため、直動案内装置からの発塵の抑制が通常の直動案内装置よりもより求められている。
従来の図６に示した真空環境用直動案内装置に用いられるサイドシール部材２１１の場合には、サイドシール部材２１１と案内レール２０１との間に隙間が設けられているため、サイドシール部材を案内レールに接触させる場合に比べて発塵量が少ない。また、サイドシール部材２１１を交互に積層された薄板状の複数枚の第１及び第２プレート２１２，２１３で構成しているため、サイドシール部材２１１が厚く、微少粒子がサイドシール部材２１１の隙間内側に付着しやすくなり、外に抜ける微少粒子の量を少なくすることができる。このため、図６に示したサイドシール部材２１１を、クリーン環境に用いられる直動案内装置に用いることも考えられる。

しかしながら、図６に示した真空環境用直動案内装置に用いられるサイドシール部材２１１の場合、複数枚の第１及び第２プレート２１２，２１３と案内レール２０１との隙間を管理する必要があり、その隙間量の管理が困難である。つまり、複数枚の第１及び第２プレート２１２，２１３を重ねる場合、それぞれのプレートを位置決めする必要があるが、実際には最外のプレートと案内レールとの隙間量のみ目視やすきまゲージを用いることで隙間を確認できるが、内側のプレートと案内レールとの隙間量を確認することができない。
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイドシール部材と案内レールとの間の隙間量の管理が容易であると共に、微少粒子がサイドシール部材の外部へ抜け出る量を低減できる、クリーン環境に用いられるのに好適な直動案内装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のうち請求項１に係る直動案内装置は、軸方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダと、前記スライダの軸方向端部に前記案内レールに対して所定の隙間量を設けて取り付けられたサイドシール部材とを備えた直動案内装置であって、前記サイドシール部材は、一体に構成されると共に、前記軸方向に沿う厚さが前記隙間量に対して２５倍〜１４０倍であることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項２に係る直動案内装置は、請求項１記載の直動案内装置において、前記サイドシール部材は、前記案内レールに対する対向面が平坦面で形成され、前記隙間量が前記軸方向に沿って一定であることを特徴としている。

本発明のうち請求項１に係る直動案内装置によれば、サイドシール部材は、一体に構成されるので、サイドシール部材全体を同じ隙間量に管理することができ、サイドシール部材と案内レールとの間の隙間量の管理を容易に行うことができる。そして、サイドシール部材は、軸方向に沿う厚さが隙間量に対して２５倍〜１４０倍であるので、サイドシール部材の軸方向厚みが厚く、微少粒子が隙間内側に付着しやすくなり、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子の量を低減でき、全体の発塵量を少なくすることができる。このため、クリーン環境に好適な直動案内装置とすることができる。サイドシール部材の軸方向に沿う厚さが隙間量に対して２５倍よりも小さいと、サイドシール部材の軸方向厚みが薄く、微少粒子が隙間内側に付着し難くなり、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子の量を低減できない。一方、サイドシール部材の軸方向に沿う厚さが隙間量に対して１４０倍よりも大きいと、サイドシール部材の軸方向厚みが厚すぎ、スライダのストローク量（可動範囲）が大きく減少してしまうという不都合がある。

また、本発明のうち請求項２に係る直動案内装置によれば、請求項１記載の直動案内装置において、前記サイドシール部材は、前記案内レールに対する対向面が軸方向に沿って平坦面で形成され、前記隙間量が前記軸方向に沿って一定であるので、サイドシール部材と案内レールとの間の隙間量の管理を容易に行うことができるばかりでなく、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子の量をより低減することができる。特許文献１のように、サイドシール部材と案内レールとの間の隙間を凹凸形状にしている場合、微少粒子を凹部（溝部）の奥まで入り込ませて付着させる必要があるが、付着しない微少粒子がサイドシール部材外へ出てしまう可能性がある。サイドシール部材の案内レールに対する対向面が平坦面で形成されることで、サイドシール部材と案内レールとの隙間全体で微少粒子を付着させることができ、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子の量をより低減することができる。

本発明に係る直動案内装置の実施形態を示す斜視図である。図１に示す直動案内装置において、サイドシール部材の作用を説明するための断面模式図である。図１に示す直動案内装置において、サイドシール部材の軸方向厚さを薄くした場合の作用を説明するための断面図である。本発明例と比較例のサイドシール部材の軸方向厚さの違いによる発塵量を比較したグラフである。従来の直動案内装置の一例を示す斜視図である。従来の真空環境用直動案内装置に用いられるサイドシール部材の分解斜視図である。図６に示すサイドシール部材と案内レールとの関係を示す図である。

以下、本発明に係る直動案内装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示す直動案内装置１は、例えば、半導体製造装置や液晶製造装置の搬送部の案内などのクリーン環境に用いるのに好適な直動案内装置に係るものであり、軸方向に延びる案内レール２と、案内レール２上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ３とを備えている。

案内レール２の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる２条の転動体転動溝２ａが形成されており、スライダ３のスライダ本体４には、その両袖部４ａの内側面に、それぞれ転動体転動溝２ａに対向する転動体転動溝（図示せず）が形成されている。そして、これらの向き合った案内レール２に形成された転動体転動溝２ａとスライダ本体４に形成された転動体転動溝との間には転動体の一例としての多数のボール（図示せず）が転動自在に装填されている。これらのボールの転動を介してスライダ３が案内レール２上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
このスライダ３の移動につれて、案内レール２とスライダ３との間に介在するボールは転動してスライダ３の端部に移動するが、スライダ３を軸方向に継続して移動させていくためには、これらのボールを無限に循環させる必要がある。

このため、スライダ本体４の袖部４ａ内に軸方向に貫通する転動体通路（図示せず）を形成すると共に、スライダ本体４の軸方向両端にそれぞれ略コ字状のエンドキャップ５を固定している。そして、各エンドキャップ５には、案内レール２に形成された転動体転動溝２ａとスライダ本体４に形成された転動体転動溝との間と転動体通路とを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）を形成することにより、転動体無限循環軌道を形成している。なお、図１において、符号２ｂは、案内レール２を他の部材に固定するためのボルト挿通孔である。

また、スライダ３のエンドキャップ５の軸方向両端部には、１対のサイド部材１０（図１では、一方のサイドシール部材１０のみを図示）を取り付けている。１対のサイドシール１０は対称形状をなすため、一方のサイドシール部材１０のみについて説明する。
サイドシール部材１０は、図１に示すように、案内レール２を跨ぐように断面略コ字形に形成され、案内レール２を横断する方向に延びる基板部１０ａと、基板部１０ａのレール横断方向両端から案内レール２の両側面に沿うように下方に延びる１対の側板部１０ｂとを備えている。サイドシール部材１０は、例えば、ポリエステル系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリアセタールなどの合成樹脂又はニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴムを射出成形することによって一体に形成される。サイドシール部材１０は、図示しない取付ねじによりねじ孔１０ｃを介してスライダ３のエンドキャップ５の軸方向端部に取り付けられる。

ここで、サイドシール部材１０は、図２に示すように、その側板部１０ｂと案内レール２の転動体転動溝２ａとの間の隙間量がΔとなるように取り付けられる。この隙間量Δは、例えば０．１ｍｍ程度と小さい。
そして、サイドシール部材１０の軸方向に沿う厚さＴは、前記隙間量Δに対して２５倍〜１４０倍となっている。ここで、サイドシール部材１０は、一体に構成されるので、サイドシール部材１０全体を同じ隙間量Δに管理することができ、サイドシール部材１０と案内レール２との間の隙間量Δの管理を容易に行うことができる。そして、サイドシール部材１０は、軸方向に沿う厚さＴが隙間量Δに対して２５倍〜１４０倍であるので、サイドシール部材１０の軸方向厚みＴが厚く、図２に示すように、微少粒子６がサイドシール部材１０の隙間内側に付着しやすくなり、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子の量を低減でき、全体の発塵量を少なくすることができる。このため、クリーン環境に好適な直動案内装置とすることができる。

図３に示すように、サイドシール部材１０の軸方向に沿う厚さＴが隙間量Δに対して２５倍よりも小さいと（図３に示した例では、Ｔ／Δ＝７倍程度）、サイドシール部材１０の軸方向厚みＴが薄く、微少粒子６がサイドシール部材１０の隙間内側に付着し難くなり、隙間を通って外に通り抜ける微少粒６子の量を低減できない。一方、サイドシール部材１０の軸方向に沿う厚さＴが隙間量Δに対して１４０倍よりも大きいと、サイドシール部材１０の軸方向厚みＴが厚すぎ、スライダのストローク量が大きく減少してしまうという不都合がある。

また、サイドシール部材１０は、図２に示すように、案内レール２の転動体転動溝２ａに対する対向面１０ｄが軸方向に沿って平坦面で形成され、隙間量Δが軸方向に沿って一定である。このため、サイドシール部材１０と案内レール２との間の隙間量Δの管理を容易に行うことができるばかりでなく、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子６の量をより低減することができる。特許文献１のように、サイドシール部材２１１を構成する第１及び第２プレート２，２１３と案内レール２０１との間の隙間を凹凸形状にしている場合、微少粒子を凹部（溝部）の奥まで入り込ませて付着させる必要があるが、付着しない微少粒子がサイドシール部材２１１の外へ出てしまう可能性がある。サイドシール部材１０の案内レール２に対する対向面１０ｄが軸方向に沿って平坦面で形成されることで、サイドシール部材１０と案内レール２との隙間全体で微少粒子６を付着させることができ、隙間を通って外に通り抜ける微少粒子６の量をより低減することができる。

以上、本発明の実施形態について実施してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、サイドシール部材１０の材質は、ポリエステル系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリアセタールなどの合成樹脂又はニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴムでなくてもよい。
また、サイドシール部材１０と案内レール２との間の隙間量Δは、０．１ｍｍ程度である必要はない。

本発明の効果を検証すべく、サイドシール部材と案内レールとの間の隙間量Δを一定とし（０．１ｍｍ）、サイドシール部材の軸方向厚さＴを変化させて発塵量を測定した。サイドシール部材の軸方向厚さＴは、隙間量Δ（０．１ｍｍ）に対して１０倍である１ｍｍ（比較例）、７０倍である７ｍｍ（本発明例）、１４０倍である１４ｍｍ（本発明例）とし、発塵量は、粒子径０．１μｍ以上の塵の単位体積（０．０２８ｍ^３）当たりの個数を測定した。その結果を図４に示す。
図４を参照すると、本発明例の発塵量は、比較例の発塵量に対して約１／３程度になっていることがわかる。

１直動案内装置
２案内レール
２ａ転動体転動溝
２ｂボルト挿通孔
３スライダ
４スライダ本体
４ａ袖部
５エンドキャップ
６微少粒子
１０サイドシール部材
１０ａ基板部
１０ｂ側板部
１０ｃねじ孔
Δ サイドシール部材と案内レールとの間の隙間量
Ｔサイドシール部材の軸方向に沿う厚さ

Claims

軸方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダと、前記スライダの軸方向端部に前記案内レールに対して所定の隙間量を設けて取り付けられたサイドシール部材とを備えた直動案内装置であって、
前記サイドシール部材は、一体に構成されると共に、前記軸方向に沿う厚さが前記隙間量に対して２５倍〜１４０倍であることを特徴とする直動案内装置。
前記サイドシール部材は、前記案内レールに対する対向面が平坦面で形成され、前記隙間量が前記軸方向に沿って一定であることを特徴とする請求項１記載の直動案内装置。