JP2015055313A - Linear guide device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直動案内装置に関する。 The present invention relates to a linear motion guide device.
従来より、工作機械等で使用されている直動案内装置としては、図10に示すようなものがある。
図10は、従来の直動案内装置の構成を示す斜視図である。図10に示すように、直動案内装置100は、案内レール110と、案内レール110を跨いで組み付けられたスライダ120とを備えている。案内レール110の両側面には、案内レール110の軸方向に延びる2条のレール側転動体転動溝111,111が形成されている。スライダ120は、案内レール110に相対移動可能に跨架されるスライダ本体120Aと、スライダ本体120Aの移動方向両端面にそれぞれ接合されているエンドキャップ140,140とを有する。
Conventionally, as a linear motion guide device used in a machine tool or the like, there is one as shown in FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a conventional linear motion guide device. As shown in FIG. 10, the linear
図11は、図10の11−11線に沿う断面図である。図11に示すように、スライダ本体120Aは、両袖部の内側面にレール側転動体転動溝111に対向するスライダ側転動体転動溝121,121を有しており、レール側転動体転動溝111及びスライダ側転動体転動溝121から、転動路150が形成されている。また、スライダ本体120Aは、両袖部の肉厚部分を軸方向に貫通する転動体戻し路122を有している。なお、図中では、説明のために、左右2条の転動路150のうち右側2条の転動路150内にのみ、後述する転動体130が装填されている状態を示している。
11 is a cross-sectional view taken along line 11-11 of FIG. As shown in FIG. 11, the
図12は、図11の12−12線に沿う断面図である。図12に示すように、エンドキャップ140には、転動路150と転動体戻し路122とを連通させる方向転換路141が形成されている。
そして、転動路150、転動体戻し路122及び方向転換路141によって、転動体転動路151が形成されている。転動体転動路151内には、例えば鋼球からなる複数の転動体130が装填されており、これら複数の転動体130は、スライダ120の相対移動に伴って転動体転動路151内を転動しながら無限循環する。
12 is a cross-sectional view taken along line 12-12 of FIG. As shown in FIG. 12, the
A rolling element
このような構成の直動案内装置100では、剥離片や摩耗粉の異物等が転動体転動路151内に混入することにより、転動体130の循環が阻害されるだけでなく、負荷がかかったエンドキャップ140が破損に至ることがある。このような事故を未然に防ぐために、エンドキャップ140に発生した異常を検知する直動案内装置が提案されている(特許文献1,2参照)。
In the linear
特許文献1に開示された技術は、エンドキャップ内に形成されている方向転換路に沿った位置には各方向転換路に対応してひずみゲージが破損検出手段として貼り付けられている。
また、特許文献2に開示された技術は、ボールの継続的な循環に伴って蓋体の変形が予想される位置に変形検出センサが取付けられている。具体的にその位置は、蓋体に具備された各方向転換路と重なる位置に設定されている。
In the technique disclosed in Patent Document 1, a strain gauge is attached as a breakage detection means at a position along the direction change path formed in the end cap corresponding to each direction change path.
In the technique disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されたエンドキャップにおいては、ひずみゲージを方向転換路に貼る位置が具体的に記載されておらず、特許文献2に開示されたエンドキャップにおいては、変形検出センサが具体的なものとして記載されていない。すなわち、特許文献1,2に開示されたエンドキャップでは、その構成が転がり案内装置に発生する異常な力を精度よく検出することができるか否か不明な点がある。
However, in the end cap disclosed in Patent Document 1, the position at which the strain gauge is attached to the direction change path is not specifically described. In the end cap disclosed in
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、工作物の加工精度等に悪影響を与える直動案内装置に発生する異常な力を精度よく検出することができる直動案内装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to accurately detect an abnormal force generated in the linear motion guide device that adversely affects the machining accuracy of the workpiece. An object of the present invention is to provide a linear motion guide device that can be used.
上記目的を達成するための直動案内装置のある態様は、軸方向に延びる案内レールと、該案内レール上を前記軸方向に移動可能に設けられたスライダと、複数個の転動体とを備え、
前記案内レールが、両側面の各々に軸方向に延びる上下2列の転動体転動溝を形成し、
前記スライダが、前記案内レール上に軸方向に移動可能に設けられるとともに、前記上下2列の転動体転動溝に対向する上下2列の転動体転動溝を両袖部の各々の内側面に有し、前記両袖部の各々の内部に上下2列の転動体戻し路を形成したスライダ本体と、該スライダ本体の軸方向両端部に取り付けられた一対のエンドキャップであって、各々が前記案内レールに形成された転動体転動溝と前記スライダ本体に形成された転動体転動溝とで構成される合計4列の転動路と前記転動体戻し路とを連通させる方向転換路を有する一対のエンドキャップとを備え、
上記エンドキャップには、上記方向転換路の変曲点近傍にひずみゲージが設けられる。
An aspect of the linear motion guide device for achieving the above object includes a guide rail extending in the axial direction, a slider provided on the guide rail so as to be movable in the axial direction, and a plurality of rolling elements. ,
The guide rails form two upper and lower rolling element rolling grooves extending in the axial direction on each of both side surfaces,
The slider is provided on the guide rail so as to be movable in the axial direction, and the upper and lower rows of rolling element rolling grooves facing the upper and lower rows of rolling element rolling grooves are provided on the inner surface of each sleeve portion. And a pair of end caps attached to both end portions in the axial direction of the slider body, each of which has two upper and lower rolling element return paths formed in each of the sleeve portions. A direction change path for communicating a total of four rows of rolling elements formed by rolling element rolling grooves formed in the guide rail and rolling element rolling grooves formed in the slider body and the rolling element return path. A pair of end caps having
The end cap is provided with a strain gauge near the inflection point of the direction change path.
このような直動案内装置によれば、エンドキャップにひずみが生じた際、そのひずみが顕著である方向転換路の薄肉部(変曲点)近傍にひずみゲージを設けたので、エンドキャップに発生する異常な力を精度よく検出することができる直動案内装置を提供することができる。 According to such a linear motion guide device, when a strain occurs in the end cap, a strain gauge is provided in the vicinity of the thin portion (inflection point) of the direction change path where the strain is significant. It is possible to provide a linear motion guide device that can detect an abnormal force to be detected with high accuracy.
ここで、上記直動案内装置においては、上記ひずみゲージは、上記エンドキャップの表面に形成された凹部に埋設されてもよい。 Here, in the linear motion guide device, the strain gauge may be embedded in a recess formed on the surface of the end cap.
また、上記直動案内装置においては、上記ひずみゲージは、上記エンドキャップの上記軸方向の両端面において交差する2軸のひずみゲージでもよい。
また、上記直動案内装置においては、上記ひずみゲージは、上記エンドキャップの上記軸方向の両端面において交差する3軸のひずみゲージでもよい。
In the linear motion guide device, the strain gauge may be a biaxial strain gauge that intersects at both end surfaces of the end cap in the axial direction.
In the linear motion guide device, the strain gauge may be a triaxial strain gauge that intersects at both end surfaces of the end cap in the axial direction.
本発明によれば、工作物の加工精度等に悪影響を与える直動案内装置に発生する異常な力を精度よく検出することができる直動案内装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the linear motion guide apparatus which can detect the abnormal force which generate | occur | produces in the linear motion guide apparatus which has a bad influence on the machining precision etc. of a workpiece | work can be provided accurately.
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は、本実施形態の直動案内装置における構成を示す斜視図である。また、図2は、図1の2−2線に沿う断面図である。また、図3は、本実施形態の直動案内装置のエンドキャップの構成を示す背面図である。また、図4は、図2の4−4線に沿う断面図である。また、図5は、本実施形態の直動案内装置のエンドキャップの構成を示す正面図である。なお、従来の直動案内装置と同様の構造については、必要に応じて図10〜12を参照して説明する。
Embodiments of a linear guide apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of the linear motion guide device of the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. FIG. 3 is a rear view showing the configuration of the end cap of the linear guide apparatus of the present embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the end cap of the linear guide apparatus of the present embodiment. In addition, about the structure similar to the conventional linear motion guide apparatus, it demonstrates with reference to FIGS. 10-12 as needed.
(第1実施形態)
<直動案内装置の構成>
図1に示すように、本実施形態の直動案内装置1は、案内レール10と、案内レール10を跨いで組み付けられたスライダ20とを備えている。案内レール10の両側面には、案内レール10の軸方向に延びる2条のレール側転動体転動溝11,11が形成されている。スライダ20は、案内レール10に相対移動可能に跨架されるスライダ本体20Aと、スライダ本体20Aの移動方向両端面にそれぞれ接合されているエンドキャップ40,40とを有する。
(First embodiment)
<Configuration of linear motion guide device>
As shown in FIG. 1, the linear motion guide device 1 according to the present embodiment includes a
また、図2に示すように、スライダ本体20Aは、両袖部の内側面にレール側転動体転動溝11に対向するスライダ側転動体転動溝21,21を有しており、レール側転動体転動溝11及びスライダ側転動体転動溝21から、転動路50が形成されている。また、スライダ本体20Aは、両袖部の肉厚部分を軸方向に貫通する転動体戻し路22を有している。なお、図中では、説明のために、左右2条の転動路50のうち右側2条の転動路50内にのみ、後述する転動体30が装填されている状態を示している。
As shown in FIG. 2, the
ここで、エンドキャップ40(特に背面)について図3を参照して説明する。図3に示すように、スライダ本体20Aに当接するエンドキャップ40の背面には、斜めに傾斜した半円状の方向転換路(上側)41Aと方向転換路(下側)41Bとが、スライダ20の左右袖部に設けられた転動路50,50に対応して形成される。そして、エンドキャップ40の背面には、半円状の両方向転換路41A,41Bの中心部を横断して半円柱状の凹溝42が設けられている。
そして、その半円柱状の凹溝42には、例えば樹脂材料を射出成形して得た半円筒状のリターンガイド(図示せず)が嵌合される。この樹脂材料としては、ポリカーボネートや、ポリアセタールが挙げられる。これは、転動路50から転換路41へ移るとき、転動体30が慣性によって、エンドキャップ40に衝突するため、耐衝撃性を有する樹脂材料が求められるからである。なお、後述するひずみゲージ60をエンドキャップ40に貼る場合には、ヘキサン、メチルアルコール等の有機溶剤を使用し、エンドキャップ40の表面を洗浄する。そのため、このようにひずみゲージ60をエンドキャップ40に設置する場合には、耐溶剤性に優れているポリアセタールが好ましい。また、リターンガイドは、ひずみゲージ60から発生する電圧に対して耐えうることも求められる。そのため、耐電圧性に優れたポリカーボネートも好ましい。
Here, the end cap 40 (especially the back surface) will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a semicircular direction change path (upper side) 41A and direction change path (lower side) 41B that are inclined obliquely are provided on the back surface of the
The semi-cylindrical
そして、リターンガイドを半円柱状の凹溝42に組み込むことにより、エンドキャップ40の背面の左右両側に、断面形状円形で半円状の方向転換路41が上下二段に形成される(図4を参照)。このエンドキャップ40をスライダ本体20Aに取り付けると、方向転換路41,41によって、転動体戻し路22,22と転動路50,50とが連通されることとなる。
Then, by incorporating the return guide into the semi-cylindrical
また、図4に示すように、エンドキャップ40には、転動路50と転動体戻し路22とを連通させる方向転換路41が形成されている。
そして、転動路50、転動体戻し路22及び方向転換路41によって、転動体転動路51が形成されている。転動体転動路51内には、例えば鋼球からなる複数の転動体30が装填されており、これら複数の転動体30は、スライダ20の相対移動に伴って転動体転動路51内を転動しながら無限循環する。
Further, as shown in FIG. 4, the
A rolling
[ひずみゲージ]
ここで、図3〜5に示すように、本実施形態の直動案内装置1は、エンドキャップ40の上記軸方向の端面(スライダ本体20Aに対向する面と反対側の面)にひずみゲージ60が取りつけられている。
ひずみゲージ60は、エンドキャップ40における方向転換路の変曲点の軸方向直下に取り付けられている。この取り付け場所は、転動体の転走方向に沿って方向転換路の薄肉部である。ひずみゲージ60は、接着剤などでエンドキャップ40に取り付けられる(接着される)。また、ひずみゲージ60のリード線61は細く断線しやすいため、ひずみゲージ60だけではなく、リード線61及び被覆部62もエンドキャップ40に接着することが好ましい。
[Strain gauge]
Here, as shown in FIGS. 3 to 5, the linear guide device 1 of the present embodiment has a
The
本実施形態の直動案内装置(リニアガイド)は、例えば、工作機械等にて積載重量の工作物を載置する加工テーブルに設けられるものである。そして、このような用途の直動案内装置においては、転動路50、転動体戻し路22及び方向転換路41に圧痕、フレッチングが発生するおそれがある。具体的には、直動案内装置が駆動(案内レール10に対してスライダ20が走行)時に、圧痕から発生した剥離片、フレッチングが転動体に付着して転動体戻し路22に到達して、エンドキャップ40にひずみを与える力(異常な力)が加わる。本実施形態では、そのひずみをひずみゲージ60が検知するため、転動路50、転動体戻し路22及び方向転換路41に剥離、フレッチングが発生しても最小限にとどめることができる。したがって、工作物の加工精度に悪影響を与えない。特に、方向転換路41の薄肉部では、その変形(変位)が顕著である。なお、剥離片や摩耗粉だけではなく、その他の異物(クーラントや切削粉等)により、転がり抵抗が上昇した場合でも同様である。
The linear motion guide device (linear guide) of the present embodiment is provided on a processing table on which a workpiece having a loaded weight is placed by a machine tool or the like, for example. And in the linear motion guide device of such a use, there exists a possibility that an indentation and fretting may generate | occur | produce in the rolling
このように、ひずみゲージ60を方向転換路の薄肉部に貼り付けることにより、エンドキャップ40に発生する異常な力を高精度で検出することができ、エンドキャップ40が破損する前に異常を検知することができる。また、ひずみゲージ60はコンパクトな形状であることから、設置スペースがほとんど必要ない。
In this way, by attaching the
(第2実施形態)
次に、図6を参照して直動案内装置の第2実施形態について説明する。本実施形態の説明では、ひずみゲージの設置態様が第1実施形態と異なるだけであるので、第1実施形態と重複する構成については、説明を省略する。図6に示すように、本実施形態では、ひずみゲージ60を、エンドキャップ40における方向転換路41の変曲点近傍に埋設する。具体的には、エンドキャップ40における方向転換路41の変曲点近傍に凹部(切り欠き部)45を形成し、この凹部45に対し、ひずみゲージ60が埋設される。
また、エンドキャップ40が樹脂製である場合、エンドキャップ40とひずみゲージ60とを一体成形してもよい。一体成形することで、ひずみゲージ60を接合するための加工やそれに要する時間を低減することができる。このような構成を採用することにより、感度よくひずみを検出することができる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the linear guide device will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, the installation mode of the strain gauge is only different from that of the first embodiment, and thus the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
When the
(第3実施形態)
次に、図7を参照して直動案内装置の第3実施形態について説明する。本実施形態の説明でも、ひずみゲージの設置態様が第1実施形態と異なるだけであるので、第1実施形態と重複する構成については、説明を省略する。図7に示すように、本実施形態では、ひずみゲージ60を、エンドキャップ40の軸方向の端面40aにおいて交差する2軸のひずみゲージ60A,60Bとして設置する。ひずみゲージ60A,60Bの設置態様は、互いに直交するように設置することが好ましいが、互いに交差し、方向転換路41の薄肉部41aの近傍に設置されれば、設置態様、貼り方は特に制限はない。このような構成を採用することにより、ひずみゲージ60A,60Bのそれぞれのひずみを測定することができ、エンドキャップ40のねじれが検出しやすくなる。その結果、異物等を介して転動体30が方向転換路41に与える力が第2実施形態よりも正確に把握できる。よって、エンドキャップ40のより正確な異常検出が可能となる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the linear motion guide device will be described with reference to FIG. Also in the description of the present embodiment, the installation mode of the strain gauge is only different from that of the first embodiment, and therefore, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the
(第4実施形態)
次に、図8を参照して直動案内装置の第4実施形態について説明する。本実施形態の説明でも、ひずみゲージの設置態様が第1実施形態と異なるだけであるので、第1実施形態と重複する構成については、説明を省略する。図8に示すように、本実施形態では、ひずみゲージ60を、エンドキャップ40の軸方向の端面40aにおいて交差する3軸のひずみゲージ60A,60B,60Cとして設置する、いわゆるロゼットゲージとしてもよい。このような構成とすることで、モールの応力円により、第2,3実施形態より主応力とその角度が把握できるため、エンドキャップ40のより正確な異常検出ができる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the linear motion guide device will be described with reference to FIG. Also in the description of the present embodiment, the installation mode of the strain gauge is only different from that of the first embodiment, and therefore, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the
<ひずみゲージの回路構成>
ここで、上記第1〜第4実施形態においては、ひずみゲージ60の結線は、図9(a)に示すように、ブリッジ回路の一辺にゲージを有し、他の三辺に固定抵抗を接続する1ゲージ法でよい。ただし、測定箇所近傍の温度変化が大きいことが予想されるため、図9(b)に示すように、1ゲージ2線式ではなく温度補償を備えた1ゲージ3線式が好ましい。なお、図9(a),(b)では、R:固定抵抗、Rg:ゲージ抵抗、E:ブリッジ電圧、E0:出力電圧を示している。また、ひずみゲージ60としては、最大伸び5%程度までの測定(検出)ができる一般応力測定用のひずみゲージが挙げられ、例えば、共和電業社製のKFG型ひずみゲージが挙げられる。
<Circuit configuration of strain gauge>
Here, in the said 1st-4th embodiment, as shown to Fig.9 (a), the connection of the
以上、本発明に係る直動案内装置について説明したが、本発明に係る直動案内装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。 The linear motion guide device according to the present invention has been described above. However, the linear motion guide device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.
10 案内レール
11 (レール側)転動体転動溝
20 スライダ
20A スライダ本体
21 (スライダ側)転動体転動溝
22 転動体戻し路
30 ボール(転動体)
40 エンドキャップ
50 転動路
60 ひずみゲージ
DESCRIPTION OF
40
Claims (4)
前記案内レールが、両側面の各々に軸方向に延びる上下2列の転動体転動溝を形成し、
前記スライダが、前記案内レール上に軸方向に移動可能に設けられるとともに、前記上下2列の転動体転動溝に対向する上下2列の転動体転動溝を両袖部の各々の内側面に有し、前記両袖部の各々の内部に上下2列の転動体戻し路を形成したスライダ本体と、該スライダ本体の軸方向両端部に取り付けられた一対のエンドキャップであって、各々が前記案内レールに形成された転動体転動溝と前記スライダ本体に形成された転動体転動溝とで構成される合計4列の転動路と前記転動体戻し路とを連通させる方向転換路を有する一対のエンドキャップとを備え、
前記エンドキャップには、前記方向転換路の変曲点近傍にひずみゲージが設けられたことを特徴とする直動案内装置。 A guide rail extending in the axial direction, a slider provided on the guide rail so as to be movable in the axial direction, and a plurality of rolling elements,
The guide rails form two upper and lower rolling element rolling grooves extending in the axial direction on each of both side surfaces,
The slider is provided on the guide rail so as to be movable in the axial direction, and the upper and lower rows of rolling element rolling grooves facing the upper and lower rows of rolling element rolling grooves are provided on the inner surface of each sleeve portion. And a pair of end caps attached to both end portions in the axial direction of the slider body, each of which has two upper and lower rolling element return paths formed in each of the sleeve portions. A direction change path for communicating a total of four rows of rolling elements formed by rolling element rolling grooves formed in the guide rail and rolling element rolling grooves formed in the slider body and the rolling element return path. A pair of end caps having
A linear motion guide device, wherein the end cap is provided with a strain gauge near the inflection point of the direction change path.
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