JP6494692B2 - 運動案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、テーブル等の移動体が直線又は曲線運動するのを案内するリニアガイド等の運動案内装置の改良に関するものである。

テーブル等の移動体の直線運動や曲線運動を案内するための機械要素として、案内部分にボール、ローラ等の転動体を介在させた運動案内装置は、軽快な動きが得られるので、ロボット、工作機械、半導体・液晶製造装置、医療機器等、様々な分野で利用されている。

運動案内装置の一種であるリニアガイドは、ベースに取り付けられる軌道レールと、軌道レールに相対運動可能に組み付けられるとともに移動体が取り付けられる移動ブロックとを備える。軌道レールには、長手方向に沿って延びる転動体転走面が形成される。移動ブロックには、転動体転走面に対向する負荷転動体転走面が形成されるとともに、転動体を循環させる転動体循環経路が設けられる。軌道レールの転動体転走面と移動ブロックの負荷転動体転走面との間には、転動体が転走自在に配列される。軌道レールに対して移動ブロックが相対的に直線運動すると、軌道レールと移動ブロックとの間に配列された転動体が転がり運動し、また転動体循環経路内を循環する。

このような転がり型の運動案内装置を使用する際には、良好な潤滑、すなわち、転動体と転走面の間に油脂の膜を作り、金属と金属が直接接触するのを防ぐ必要がある。無給脂のままで使用すると、転動体および転走面の摩耗が増加し、早期寿命の原因となるからである。

運動案内装置の潤滑剤給脂方法には種々の方式が存在するが、運動案内装置の移動ブロックに取り付けられた給脂ニップルを経由して給脂が行われるものがある。一般的には、移動ブロックの前後両端面に取り付けられる蓋部材に対して給脂ニップルが取り付けられるとともに、この給脂ニップルと転動体循環経路とを繋げる潤滑剤供給経路が移動ブロックの内部および移動ブロックの端面と接触する側に形成されており、給脂ニップルに対してオイルやグリース等の潤滑剤を給脂すると、潤滑剤供給経路を介して潤滑剤が転動体に塗布される。

蓋部材に対して形成される潤滑剤供給経路については、複数存在する転動体循環経路に対して均等に潤滑剤を分け流すことが求められており、例えば下記特許文献１には、給脂ニップルと各転動体循環経路とをそれぞれ繋げる複数の潤滑剤供給経路が、形状、形成位置、および経路長さ等において略均一となるように形成された形態が開示されている。下記特許文献１によれば、複数の潤滑剤供給経路が略均一な形態を有することで、潤滑剤を各転動体循環経路に対して平均的に分け流すことができ、適正な潤滑が実現するとされている。

ところで、蓋部材に対して取り付けられる給脂ニップルの取付位置は、運動案内装置の使用条件や周辺環境などに応じて任意に変更が必要であり、具体的には、軌道レールに対する移動ブロックの移動方向の前後端や、左右側面などに設置できるようにしておく必要がある。そこで、下記特許文献１等に代表される従来技術においても、蓋部材の正面や左右側面に対して潤滑剤供給経路を形成しておき、これら任意の位置の潤滑剤供給経路に対して給脂ニップルを設置できるような構成が採用されていた。

特開２００５−２０７４６９号公報

ここで、蓋部材の左右側面に形成された潤滑剤供給経路から潤滑剤を供給する場合において適正な潤滑を実現させるためには、いったん蓋部材の左右側面から中央部に向けてトンネル状の潤滑剤供給経路を形成して潤滑剤を供給し、当該中央部の位置から潤滑剤を各転動体循環経路に対して平均的に分け流すための略均一な形態を有する複数の潤滑剤供給経路を形成することが必要であった。

しかしながら、蓋部材の左右側面から蓋部材の中央部に向けてトンネル状の潤滑剤供給経路を形成する場合、その形成経路上にはボルト取付孔などといった形状が不可避的に存在することから、蓋部材に対して上述した形態の潤滑剤供給経路を形成することには、設計上の制約が存在していた。特に、リニアガイドは様々な用途で使用されることから、蓋部材の形状も種々存在することになり、多様な仕様が必要である。しかし、上記特許文献１に代表される従来技術では、仕様ごとに潤滑剤供給経路を含む蓋部材の設計を変更しなければならず、コストアップの要因となっていた。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、蓋部材の左右側面から蓋部材の中央部に向けてトンネル状の潤滑剤供給経路を形成する側面給脂設計を行う場合に、多様な仕様に対して共通して適用可能な蓋部材の新形態を提供することにある。

本発明に係る運動案内装置は、転動体転走面が形成される軌道部材と、前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面が形成されるとともに、前記負荷転動体転走面と略平行に延びる転動体戻し通路を有する移動部材と、前記移動部材の移動方向の前後両端に設けられ、前記負荷転動体転走面と前記転動体戻し通路を接続する方向転換路を有する一対の蓋部材と、前記負荷転動体転走面、前記転動体戻し通路、および前記方向転換路で構成される無限循環路内に転走自在に配列される複数の転動体と、前記一対の蓋部材の少なくとも一方に設けられて前記無限循環路に潤滑剤を供給する潤滑剤供給経路と、を備える運動案内装置であって、前記潤滑剤供給経路は、前記蓋部材の左右側面の少なくとも一方の表面から前記軌道部材の長手方向と直交する方向に延びて形成される第１潤滑剤供給経路と、前記第１潤滑剤供給経路に接続する第２潤滑剤供給経路と、前記第２潤滑剤供給経路と前記無限循環路に接続し、前記第２潤滑剤供給経路から前記無限循環路に対して潤滑剤を流す第３の潤滑剤供給経路と、を少なくとも備え、前記第３の潤滑剤供給経路は、前記蓋部材とは別体のリターンプレートに形成されており、前記第２潤滑剤供給経路は、前記蓋部材の中央部に形成され、また、当該第２潤滑剤供給経路は、前記蓋部材の外方側の端部表面から前記軌道部材の長手方向に向けて延びて形成される円筒空洞部と、前記円筒空洞部の経路径よりも拡径した経路径を有する拡径空洞部と、を有して構成され、前記拡径空洞部は、当該拡径空洞部を構成する経路形状の少なくとも一部に円弧形状を有して構成され、また、当該拡径空洞部は、前記第１潤滑剤供給経路と接続する箇所となっており、前記蓋部材の中央部に形成される前記第２潤滑剤供給経路に対して、前記軌道部材の長手方向と直交する方向の左右両隣りにはボルト取付孔が形成されており、前記第１潤滑剤供給経路は、前記蓋部材の左右側面の横方向での中心位置から前記移動部材との接続面側にずれた位置に配置され、かつ、前記蓋部材の左右側面から蓋部材の中心に向かって直線的なトンネル状の経路として形成されており、前記第１潤滑剤供給経路は、前記第２潤滑剤供給経路の経路中心からずれた位置に接続することで前記ボルト取付孔を避けて形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、蓋部材の左右側面から蓋部材の中央部に向けてトンネル状の潤滑剤供給経路を形成する側面給脂設計を行う場合に、多様な仕様に対して共通して適用可能な蓋部材の新形態を提供することができる。

本実施形態に係るリニアガイド装置の一形態を例示する外観斜視図である。 図１で示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。 本実施形態に係る蓋部材における移動ブロックとの接続面側を示す図である。 本実施形態に係る蓋部材における移動ブロックとの反接続面側を示す図である。 本実施形態に係る蓋部材の右側面を示す図である。 本実施形態に係る蓋部材を移動ブロックとの接続面側の上方から見た場合の斜視図である。 本実施形態に係る蓋部材を移動ブロックとの反接続面側の上方から見た場合の斜視図である。 図３中の符号VIII−VIII線断面を示す断面図である。 図３中の符号IX−IX線断面を示す断面図である。 本実施形態に係る蓋部材と従来技術に係る蓋部材との対比説明を行うための図である。 本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路を構成する拡径空洞部が発揮し得る更なる効果を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、図１および図２を用いて、本実施形態に係る運動案内装置としてのリニアガイド装置１０の全体構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るリニアガイド装置の一形態を例示する外観斜視図である。また、図２は、図１で示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。

本実施形態に係る運動案内装置としてのリニアガイド装置１０は、軌道部材としての軌道レール１１と、軌道レール１１に多数の転動体として設置されるボール１２を介してスライド可能に取り付けられた移動部材としての移動ブロック１３とを備えている。軌道レール１１には、取付手段としてのボルトを軌道レール１１の上面から下面に通すことで、軌道レール１１をベースに取り付けるためのボルト孔１１ｂが等間隔で形成されており、このボルト孔１１ｂを利用することで、軌道レール１１が基準面に固定設置できるようになっている。また、軌道レール１１は、その長手方向と直交する断面が概略矩形状に形成された長尺の部材であり、その表面には、ボール１２が転がる際の軌道になる軌道面としての転動体転走面１１ａが軌道レール１１の全長に亘って形成されている。

軌道レール１１については、直線的に延びるように形成されることもあるし、曲線的に延びるように形成されることもある。また、図１および図２において例示する転動体転走面１１ａの本数は左右で２条ずつ合計４条設けられているが、その条数はリニアガイド装置１０の用途等に応じて任意に変更することができる。

一方、移動ブロック１３には、転動体転走面１１ａとそれぞれ対応する位置に軌道面としての負荷転動体転走面１３ａが設けられている。軌道レール１１の転動体転走面１１ａと移動ブロック１３の負荷転動体転走面１３ａとによって負荷転動体転走路２２が形成され、複数のボール１２が挟まれている。また、移動ブロック１３には、各転動体転走面１１ａと平行に延びる４条の転動体戻し通路２３がその内部に形成されている。

さらに、移動ブロックの移動方向の両端部には、一対の蓋部材１７，１７が設置されている。この一対の蓋部材１７，１７には、それぞれに方向転換路２５が設けられている。この方向転換路２５は、転動体戻し通路２３の端と負荷転動体転走路２２の端とを結ぶことができるように構成されている。したがって、１つの負荷転動体転走路２２および転動体戻し通路２３と、それらを結ぶ一対の方向転換路２５，２５との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成されている（図２参照）。

そして、複数のボール１２が、負荷転動体転走路２２と転動体戻し通路２３と一対の方向転換路２５，２５とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロック１３が軌道レール１１に対して相対的に往復運動可能となっている。

また、一対の蓋部材１７，１７のそれぞれには、一対の方向転換路２５，２５の外側において移動ブロック１３と軌道レール１１との隙間を塞ぐように、シール部材としての一対のエンドシール１５，１５が設置されている。このエンドシール１５は、軌道レール１１との接触箇所にリップ部を備えることができ、このリップ部もしくはエンドシール１５自体が軌道レール１１に対して隙間なく摺接することで、リニアガイド装置１０に対して防塵効果を付与することができるようになっている。

さらに、本実施形態では、移動ブロック１３と一対の蓋部材１７，１７との間に対して、図１および図２では図示を省略したリターンプレートが挟み込まれている。この不図示のリターンプレートは、第１の機能として、移動ブロック１３における蓋部材１７の設置面を塞ぐ機能を発揮しており、移動ブロック１３と蓋部材１７の間に存在する隙間を塞ぐことで、移動ブロック１３と蓋部材１７との密閉性を高める役割を果たしている。また、第２の機能として、不図示のリターンプレートには、方向転換路２５の内周側の路面２５ｂが形成されており、蓋部材１７に形成された外周側の路面２５ａと協働することで、方向転換路２５を形成するように構成されている。

以上、本実施形態に係るリニアガイド装置１０の全体構成について説明したが、本実施形態において特徴的な構成は、蓋部材１７に対して成形された潤滑剤供給経路の形状にある。そこで、次に、蓋部材１７に対して成形される潤滑剤供給経路の形状について、図３〜図１０を用いて詳細に説明を行うこととする。

ここで、図３は、本実施形態に係る蓋部材における移動ブロック１３との接続面側を示す図であり、図４は、本実施形態に係る蓋部材における移動ブロック１３との反接続面側を示す図である。なお、図３で示された面側には、上述した不図示のリターンプレートが設置され、図４で示された面側には、エンドシール１５が設置されることとなる。また、図５は、本実施形態に係る蓋部材の右側面を示す図である。さらに、図６は、本実施形態に係る蓋部材を移動ブロック１３との接続面側の上方から見た場合の斜視図であり、図７は、本実施形態に係る蓋部材を移動ブロック１３との反接続面側の上方から見た場合の斜視図である。またさらに、図８は、図３中の符号VIII−VIII線断面を示す断面図であり、図９は、図３中の符号IX−IX線断面を示す断面図である。さらにまた、図１０は、本実施形態に係る蓋部材と従来技術に係る蓋部材との対比説明を行うための図である。

本実施形態に係る蓋部材１７は、図３に示すように、移動ブロック１３との接続面側に方向転換路２５の外周側の路面２５ａが形成された部材である。そして、図５に示すように、蓋部材１７の左右側の側面の上方位置には、蓋部材１７の左右側面から中央部に向けてトンネル状の潤滑剤供給経路（後述する図１０中の第１潤滑剤供給経路α）を形成して潤滑剤を供給するための側面注脂孔１７ａが形成されている。

また、本実施形態に係る蓋部材１７の中央部には、蓋部材１７の外方側の端部から移動ブロック１３との接続面側に向けて形成された潤滑剤供給経路（第２潤滑剤供給経路β）が形成されている。すなわち、図１０中の分図（ｂ）の（ｂ１）に示されるように、本実施形態に係る運動案内装置としてのリニアガイド装置１０が備える潤滑剤供給経路のうち、蓋部材１７における軌道レール１１の長手方向と平行な左右側面の少なくとも一方の表面から中央部に向けて水平方向に延びて形成される第１潤滑剤供給経路αと、この第１潤滑剤供給経路αに接続するとともに、蓋部材１７の中央部に形成される第２潤滑剤供給経路βとが、蓋部材１７に形成されている。

なお、第２潤滑剤供給経路βから各無限循環路に対して均等に潤滑剤を分け流すための第３の潤滑剤供給経路は、不図示のリターンプレートに形成されており、これら第１〜第３の潤滑剤供給経路を用いることで、本実施形態に係るリニアガイド装置１０では、好適な潤滑剤供給システムが実現している。

そして、本実施形態では、上述した蓋部材１７が備える２つの潤滑剤供給経路のうち、第２潤滑剤供給経路βは、第１潤滑剤供給経路と接続する箇所の経路形状が、他の箇所の経路形状よりも拡径した拡径空洞部１７ｃとして構成されることを特徴としている。つまり、図６、図８および図９にて示されるように、本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βは、蓋部材１７の中央部における外方側の端部表面から軌道レール１１の長手方向に向けて延びて形成される円筒空洞部１７ｂと、この円筒空洞部１７ｂの経路径よりも拡径した経路径を有する拡径空洞部１７ｃと、を有して構成されている。このような本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βの構成は、従来技術に比べて有利な特徴を備えている。

すなわち、図１０中の分図（ａ）で示すように、本実施形態に係る拡径空洞部１７ｃに相当する形状を有していない従来技術の場合、蓋部材の側面側から中央部に向けて第１潤滑剤供給経路Ａを形成しようとすると、ボルト取付孔４１などが邪魔になるため、その都度、蓋部材の形状についての設計変更を行う必要が生じていた。しかし、拡径空洞部１７ｃを備える本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βの場合、拡径空洞部１７ｃの形状寸法分だけトンネル状をした第１潤滑剤供給経路αの形成箇所の自由度が拡大するため、ボルト取付孔４１などといった部位を避けて第１潤滑剤供給経路αを形成することができる。したがって、本実施形態によれば、蓋部材１７の左右側面から蓋部材１７の中央部に向けてトンネル状の第１潤滑剤供給経路αを形成する側面給脂設計を行う場合に、多様な仕様に対して共通して適用可能な蓋部材１７の形態を提供することが可能となっている。

なお、本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βを構成する拡径空洞部１７ｃの形状については、円筒空洞部１７ｂの相似形である円筒空洞形状として形成されているが、本発明に係る拡径空洞部の形状については、種々の形状を採用することができる。例えば、本発明に係る拡径空洞部については、当該拡径空洞部を構成する経路形状の少なくとも一部に円弧形状を有して構成されていることが可能である。具体的には、例えば、本実施形態で例示した円筒空洞形状の上方側を直線的にカットした逆かまぼこ形状などの形状を採用することができる。また、本実施形態と同様の作用効果を発揮できる範囲内において、縦断面視で四角形状や三角形状などといった、あらゆる形状を採用することができる。かかる構成の採用によって、多様な仕様に対して適用可能な運動案内装置を実現することが可能となる。

また、本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βを構成する拡径空洞部１７ｃについては、蓋部材１７の左右側面の少なくとも一方の表面から中央部に向けて水平方向に延びて形成される第１潤滑剤供給経路αだけでなく、他の方向から別の潤滑剤供給経路を接続させることも可能である。具体的には、図６〜図８で示されるように、蓋部材１７の上面側に上面注脂孔１７ｄを設けて置き、この上面注脂孔１７ｄから拡径空洞部１７ｃに対して接続する潤滑剤供給経路を形成することで、移動ブロック１３の上面側からの給脂が可能となる。かかる構成の採用によって、給脂設計の幅が広がり、あらゆる形態の運動案内装置を実現することが可能となる。

さらに、本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βを構成する拡径空洞部１７ｃの形状については、上述した効果以外にも有意な効果を発揮するものである。その効果について、図１１を参照図面に加えて説明を行う。ここで、図１１は、本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βを構成する拡径空洞部１７ｃが発揮し得る更なる効果を説明するための図である。

図１１では、本実施形態に係る第２潤滑剤供給経路βを構成する円筒空洞部１７ｂに対して埋栓５１が設置された様子が示されているが、従来技術のように第２潤滑剤供給経路に対して本実施形態に係る拡径空洞部１７ｃが存在しない形態の場合、埋栓５１を深く押し込んでしまうと第２潤滑剤供給経路βと接続する第１潤滑剤供給経路αを塞いでしまうという不具合が生じる可能性があった。しかし、本実施形態のように、円筒空洞部１７ｂの経路形状よりも拡径した拡径空洞部１７ｃを形成し、この拡径空洞部１７ｃに対して第１潤滑剤供給経路αを接続するようにしておけば、図１１に示すように円筒空洞部１７ｂに設置される埋栓５１が仮に深く押し込まれたとしても埋栓５１が第１潤滑剤供給経路αを塞いでしまうことが無く、好適に潤滑剤を供給するための経路を確保できるといった効果を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、方向転換部材として機能する蓋部材１７にエンドシール１５やリターンプレートを設置して移動部材としての移動ブロック１３を構成する形態が例示されていたが、本発明の適用範囲は本実施形態の構成には限定されず、あらゆる形態の運動案内装置に対して適用することが可能である。

また、上述した実施形態に係る運動案内装置としてのリニアガイド装置１０では、転動体としてボール１２を用いる場合が例示されていたが、本発明に係る運動案内装置に適用可能な転動体は、ボール１２に限られるものではなく、ローラやコロなどといったあらゆる転動体を用いる運動案内装置に対して適用可能である。

また、上述した実施形態に係る運動案内装置としてのリニアガイド装置１０では、第２潤滑剤供給経路βは、蓋部材１７の外方側の端部表面におけるほぼ中央部の位置に形成されていたが、本発明に係る第２潤滑剤供給経路の形成位置については、例えば、蓋部材１７の外方側の端部表面の中央部の位置から左右どちらかに偏った箇所に形成されていても良い。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ リニアガイド装置、１１ 軌道レール、１１ａ 転動体転走面、１１ｂ ボルト孔、１２ ボール、１３ 移動ブロック、１３ａ 負荷転動体転走面、１５ エンドシール、１７ 蓋部材、１７ａ 側面注脂孔、１７ｂ 円筒空洞部、１７ｃ 拡径空洞部、１７ｄ 上面注脂孔、２２ 負荷転動体転走路、２３ 転動体戻し通路、２５ 方向転換路、２５ａ 外周側の路面、２５ｂ 内周側の路面、４１ ボルト取付孔、５１ 埋栓、α 第１潤滑剤供給経路、β 第２潤滑剤供給経路、Ａ 従来技術の第１潤滑剤供給経路。

Claims (1)

1. 転動体転走面が形成される軌道部材と、
   前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面が形成されるとともに、前記負荷転動体転走面と略平行に延びる転動体戻し通路を有する移動部材と、
   前記移動部材の移動方向の前後両端に設けられ、前記負荷転動体転走面と前記転動体戻し通路を接続する方向転換路を有する一対の蓋部材と、
   前記負荷転動体転走面、前記転動体戻し通路、および前記方向転換路で構成される無限循環路内に転走自在に配列される複数の転動体と、
   前記一対の蓋部材の少なくとも一方に設けられて前記無限循環路に潤滑剤を供給する潤滑剤供給経路と、
   を備える運動案内装置において、
   前記潤滑剤供給経路は、
   前記蓋部材の左右側面の少なくとも一方の表面から前記軌道部材の長手方向と直交する方向に延びて形成される第１潤滑剤供給経路と、
   前記第１潤滑剤供給経路に接続する第２潤滑剤供給経路と、
   前記第２潤滑剤供給経路と前記無限循環路に接続し、前記第２潤滑剤供給経路から前記無限循環路に対して潤滑剤を流す第３の潤滑剤供給経路と、
   を少なくとも備え、
   前記第３の潤滑剤供給経路は、前記蓋部材とは別体のリターンプレートに形成されており、
   前記第２潤滑剤供給経路は、前記蓋部材の中央部に形成され、また、
   当該第２潤滑剤供給経路は、
   前記蓋部材の外方側の端部表面から前記軌道部材の長手方向に向けて延びて形成される円筒空洞部と、
   前記円筒空洞部の経路径よりも拡径した経路径を有する拡径空洞部と、
   を有して構成され、
   前記拡径空洞部は、当該拡径空洞部を構成する経路形状の少なくとも一部に円弧形状を有して構成され、また、
   当該拡径空洞部は、前記第１潤滑剤供給経路と接続する箇所となっており、
   前記蓋部材の中央部に形成される前記第２潤滑剤供給経路に対して、前記軌道部材の長手方向と直交する方向の左右両隣りにはボルト取付孔が形成されており、
   前記第１潤滑剤供給経路は、前記蓋部材の左右側面の横方向での中心位置から前記移動部材との接続面側にずれた位置に配置され、かつ、前記蓋部材の左右側面から蓋部材の中心に向かって直線的なトンネル状の経路として形成されており、
   前記第１潤滑剤供給経路は、前記第２潤滑剤供給経路の経路中心からずれた位置に接続することで前記ボルト取付孔を避けて形成されていることを特徴とする運動案内装置。

Images