JP2567928Y2 - ラック一体型リニアガイド装置 - Google Patents

ラック一体型リニアガイド装置

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JP2567928Y2 JP1992056507U JP5650792U JP2567928Y2 JP 2567928 Y2 JP2567928 Y2 JP 2567928Y2 JP 1992056507 U JP1992056507 U JP 1992056507U JP 5650792 U JP5650792 U JP 5650792U JP 2567928 Y2 JP2567928 Y2 JP 2567928Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、直線駆動機構であるラ
ック＆ピニオン機構を形成するラックと、直線案内機構
であるリニアガイド装置とを一体化させたラック一体型
リニアガイド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の一体型リニアガイド装置
としては、駆動機構を構成するラックと案内機構である
リニアガイド装置とを別々に製作して、一体に組み付け
たものがロボットその他の機械類に使用されていた。し
かしながら、両機構を別々に取付けるため組付け精度が
出にくく、ラックが異常に噛み込んだり或いはラックす
き間が大きくなるという現象が起きて、ラックの寿命が
短縮されたり異音が発生するなどのトラブルが生じてい
た。これを解決するため、本出願人は、図４に示すよう
に案内レール１の転動体転動溝３が設けられてない面に
ラック歯４を一体的に形成したラックリニアガイド装置
を実開平２−４３５１９号公報において提案した。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、案内レールの長手方向の全長に所定間
隔で取付用ボルト孔を設けることができないため、案
内レール１を機械ベース等にボルトで強固に固定する必
要がある用途には使用できない。案内レール１に移動
自在に組付けたスライダ２の方を固定し、案内レール１
をこのスライダ２に対して直線駆動させる用途、すなわ
ち案内レール１を機械ベースに固定する必要がない用途
においても、その可動案内レールにワークを固定するた
めの取付け用ボルト孔Ｂ1 が必要で、そのための取付け
孔加工面４Ａをラック歯４の端に設けざるを得ないから
レール長さが長くなり、製造も難しくなって価格が高く
なってしまう。ラック歯４に噛み合わせるピニオン１
２とその回転駆動機構関係の設計の容易さから、ラック
歯４が上又は下方向に向いた状態で使用する。すると、
ラック歯４とピニオン１２の噛み合わせを上下方向で合
わせなければならず、左右方向で合わせるのに比べて難
しい作業になる。また、上下方向はレール自重によるた
わみ方向と、ラックが動くとき発生する噛み合いによる
振動方向とが同じ方向となり歯面の衝突によりラック寿
命の短縮や騒音の発生、位置決めの困難性など問題点が
生じていた。
【０００４】なお、案内レールの一側面に転動体転動溝
を設けるとともに、これと反対側の側面にラックを一体
に形成したものが実開昭５９−１０３９２５号公報に提
示されているが、このものは案内レールを二本一対で用
いることを前提としているから案内レールは必ず二本必
要になり、これに伴ってスライダも各レールに必要に な
っており、その用途が極めて限定されたものであって、
案内レールにスライダが相対移動自在に跨架されている
本考案のリニアガイド装置とは異なるものである。
【０００５】そこで本考案は、上記従来の問題点に着目
してなされたものであり、案内レールの長手方向の全長
の任意の箇所に取付用ボルト孔を設けることが可能なラ
ック一体型リニアガイド装置を提供して上記従来の問題
点を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
考案は、両側面に軸方向に延長された転動体転動溝を有
する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝に対向
する負荷転動体転動溝を内側面に、この負荷転動体転動
溝に平行な転動体戻り通路を肉厚内に有するスライダ本
体及び該スライダ本体の端部に接合され前記転動体戻り
通路と負荷転動体転動溝とを連通して無限循環路を形成
する半円弧状の湾曲路を有するエンドキャップよりなり
案内レール上に移動可能に跨架されたスライダと、前記
転動体転動溝と負荷転動体転動溝とに嵌合すると共にス
ライダの前記無限循環路内を循環する多数の転動体とを
備えたリニアガイド装置に係るものであって、前記案内
レールは転動体転動溝が形成された側面と平行な側面に
直接加工して軸方向に形成されたラック歯を有すること
を特徴とする。また、前記ラック歯の歯すじ方向を前記
案内レールの転動体転動溝の方向と直交させた平歯とす
ることもできるし、またこれに代えて前記ラック歯をは
す歯とすることも可能である。
【０００７】
【作用】リニアガイド装置の、スライダが跨架される案
内レールの側面に、直線駆動機構の従動部品であるラッ
ク歯を直接加工して形成したため、転動体転動溝とラックとが相互に平行をなす側面にあ
るから、これらと交差する他の面にレール固定用の取付
け孔を設けることが可能であり、レールが機台 にしっか
り固定できて、ラックと歯車の噛み合いでレールがふら
ついたりせずに高速でも安定した作動性が得られる。
【０００８】ラックを形成した面を延長して固定用の取付け孔を設
ける必要がなく、同一長さのラック歯に対してレール長
を短くすることができるから、取付けスペースが縮小さ
れ、またレール剛性が高くなる。 レールが自重で撓む方向とラックと歯車が噛み合う方
向とが異なるから、ラックと歯車の噛み合いを全ストロ
ークにわたり均一にできて、寿命が延長されるとともに
騒音発生も低減され、かつ又、位置決め精度も良好にな
る。特に、ラック歯の歯すじ方向を案内レールの転動体
転動溝の方向と直交させると、この作用はさらに顕著に
なり、また加工が容易である。
【０００９】また、前記ラック歯を、前記案内レールの
側面に直接加工して形成することにより、案内レールと
ラック歯とを一体に形成してあるので、 高い精度が得られる。作動時にガタがなくラック寿命
を延長でき、且つ異音の発生等が少ない。 また前記ラッ
ク歯をはす歯とすることにより歯の強度を減少させる
ことなく同時にかみ合う歯数を増しかみ合いのガタツキ
の傾向をなくすことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照して説明
する。図１，図２は、本考案のラック一体型リニアガイ
ド装置の一実施例の斜視図である。逆Ｔ字状断面を有す
る案内レール１の両側面１ｂ，１ｂに、軸方向に長い横
断面略円弧形の転動体転動溝３が左右対称に設けられて
いる。その一方の側面１ｂの下部（すなわち逆Ｔ字に側
方に張り出しているレール基部１Ｂの側端面）には、転
動体転動溝３と並んでラック歯４がレールの略全長にわ
たって一体的に形成されている。このラック歯４の歯す
じ方向は、転動体転動溝３の延びる方向と直交する上下
方向に形成されている。すなわちラック歯４は平歯とさ
れている。そして、案内レール１の上面１ａには下面１
ｃに貫通するワーク取付け用（又はレール取付け用）ボ
ルト孔Ｂ1 が所定の間隔をおいて形成されている。
【００１１】その案内レール１上に、横断面形状がほぼ
コ字形をなす二台のスライダ２が近接して遊嵌されてい
る。スライダ２は、スライダ本体２Ａとその前後両端に
それぞれ接合されるエンドキャップ２Ｂを備えている。
そして、案内レール１を跨いだ両袖部の内側面には、図
２に示すように案内レールの転動体転動溝３に対向する
負荷転動体転動溝５を有するとともに、スライダ本体２
Ａの両袖部の肉厚内には、前記負荷転動体転動溝５に平
行して軸方向に貫通させた転動体戻り通路６が形成さ
れ、それらの負荷転動体転動溝５と転動体戻り通路６と
を各エンドキャップ２Ｂに形成された半ドーナツ状の湾
曲路７で連通させて、転動体無限循環経路が構成され、
この無限循環経路内に転動体である多数のボール８が転
動自在に装填されている。
【００１２】上記二台のスライダ２の上面には一枚のプ
レート９（例えばロボットアームの基台）が取付けてあ
り、このプレート９にスライダ２が固定されている。プ
レート９には、側方に張り出したモータ取付けプレート
１０が併設され、これに設置された駆動モータ１１の出
力軸１１ａにピニオン１２を取付け、案内レール１の側
面のラック歯４に噛み合わせてある。案内レール１の反
対側の端部には、取付け用ボルト孔Ｂ1 を利用して、図
示しないが、例えばガントリータイプロボットの機構部
を取付けることができる。
【００１３】次に作用を説明する。例えば図１の案内レ
ール１をガントリータイプロボットのロボットアームと
して使用した場合、駆動モータ１１を正逆回転させるこ
とで、ピニオン１２及びラック歯４を介して、案内レー
ル１を自在に前後進させる、すなわちロボットアームを
自由に伸縮させることができる。この場合、案内レール
１はボールを介してスライダ２により転がり案内されて
いるから、極めて軽く滑らかにかつ正確に直線作動す
る。
【００１４】そのラック歯４を案内レール１に直接加工
したため、別体のラックを案内レールにボルト締結で取
り付けたものより部品点数が少なく、またラックの組付
けや調整の手間も不要で工数が削減される。案内レール
１にロボットの機構部を固定するのに、ラック歯４をレ
ール下面に設けた図４に示す従来例のように、ラック歯
４の先にワーク取付け面４Ａを更に延長して設ける必要
はないから、レール長さがその分短縮され設置スペース
が一層節約できるとともに、製造が容易で価格もより低
くおさえることができる。
【００１５】ラック歯４とピニオン１２との噛み合わせ
が案内レール１の側方で行われるから、従来の上下方向
で噛み合わせるものに比べて組付けが容易にできるとと
もに、案内レール１の自重によるたわみ方向とラック歯
４が動くとき発生する噛み合いによる振動方向とが異な
るから、ラック歯４の損傷が少なくなってラック寿命が
延び、騒音の発生も抑制され、更には位置決めが精度が
向上する。
【００１６】なお、上記実施例では、案内レール１の基
部１Ｂを両側に突出させて断面をＴ字状とし、その一方
の突出基部の側端面にラック歯４を設けたが、図３に示
すように、案内レール１の基部１Ｂを片側にのみ突出さ
せて断面をＬ字状とし、その基部の側端面にラック歯４
を設けるようにしてもよい。また、上記実施例のラック
歯４は平歯の例を述べたが、はす歯でもよい。
【００１７】また、転動体転動溝３を二列溝としたが、
それ以上の複列としてもよく、或いは単列溝とすること
もできる。また、転動体はボールとは限らず、ローラで
もよい。
【００１８】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
案内レールの転動体転動溝が形成された側面と平行な側
面にラック歯を直接加工して設けたことで、案内レール
の取付け用ボルト孔をラック歯のない面にレール全長に
わたり形成することができ、その結果、案内レールの固
定が強固になってラック歯とピニオン歯車とが噛み合っ
てもふらつくことがなくなり、高速で安定した作動性能
が得られるという効果がある。
【００１９】また、案内レールにワークを固定する使用
法の場合も、その固定面をラック歯の先にわざわざ延長
して設ける必要がないからレール長を短縮でき、その結
果、レール剛性が高くなり且つ設置スペースを節約でき
るという効果がある。 更に、ラック歯とピニオン歯車と
の噛み合い方向とレールの自重による撓み方向とが異な
るから、その噛み合いを全ストローク長にわたって均一
にでき、その結果、この点からも長寿命で低騒音で且つ
位置決め精度の高いものができるという効果がある。特
に、ラック歯の歯すじ方向を案内レールの転動体転動溝
の方向と直交させると、レールが撓んでもラック歯はピ
ニオンの歯すじ方向に移動するだけであるから、前記噛
み合いの均一性を向上させることができる。
【００２０】また、ラック歯を案内レールの側面に直接
加工して一体に形成したので、別体のラックをボルト等
によって案内レールに取り付けた従来のものに比べて高
い精度が得られ、ラックの寿命も延長され、かつ異音の
発生等が抑制される効果もある。 また前記ラック歯をは
す歯とした場合には、歯の強度を減少させることなく同
時にかみ合う歯数を増しかみ合いのガタツキの傾向をな
くすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施例に係るラック一体型リニアガ
イド装置の斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本考案の他の実施例の斜視図である。
【図４】従来のラック一体型リニアガイド装置の斜視図
である。
【符号の説明】
１ 案内レール ２ スライダ ３ 転動体転動溝（案内レールの） ４ ラック歯 ５ 負荷転動体転動溝 ６ 転動体戻り通路 ７ 湾曲路 ８ 転動体（ボール）

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両側面に軸方向に延長された転動体転動
    溝を有する案内レールと、該案内レールの転動体転動溝
    に対向する負荷転動体転動溝を内側面に、この負荷転動
    体転動溝に平行な転動体戻り通路を肉厚内に有するスラ
    イダ本体及び該スライダ本体の端部に接合され前記転動
    体戻り通路と負荷転動体転動溝とを連通して無限循環路
    を形成する半円弧状の湾曲路を有するエンドキャップよ
    りなり案内レール上に移動可能に跨架されたスライダ
    と、前記転動体転動溝と負荷転動体転動溝とに嵌合する
    と共にスライダの前記無限循環路内を循環する多数の転
    動体とを備えたリニアガイド装置において、 前記案内レールは転動体転動溝が形成された側面と平行
    な側面に直接加工して軸方向に形成されたラック歯を有
    することを特徴としたラック一体型リニアガイド装置。
  2. 【請求項２】 前記ラック歯の歯すじ方向を前記案内レ
    ールの転動体転動溝の方向と直交させたことを特徴とす
    る請求項１に記載のラック一体型リニアガイド装置。
  3. 【請求項３】 前記ラック歯を、はす歯としたことを特
    徴とする請求項１に記載のラック一体型リニアガイド装
    置。
JP1992056507U 1992-08-11 1992-08-11 ラック一体型リニアガイド装置 Expired - Lifetime JP2567928Y2 (ja)

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US08/095,012 US5390557A (en) 1992-08-11 1993-07-22 Linear guide system with integrally formed rack
DE4326194A DE4326194A1 (de) 1992-08-11 1993-08-04 Lineares Führungssystem mit einstückig ausgebildeter Zahnstange

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