JPH0649963Y2 - ボールねじとリニアガイドと取付ベース一体型テーブルユニット - Google Patents

ボールねじとリニアガイドと取付ベース一体型テーブルユニット

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JPH0649963Y2
JPH0649963Y2 JP1988090583U JP9058388U JPH0649963Y2 JP H0649963 Y2 JPH0649963 Y2 JP H0649963Y2 JP 1988090583 U JP1988090583 U JP 1988090583U JP 9058388 U JP9058388 U JP 9058388U JP H0649963 Y2 JPH0649963 Y2 JP H0649963Y2
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ball
ball screw
groove
guide rail
screw shaft
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和仁 天日
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NSK Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ボールねじとリニアガイドと取付ベースとを
一体に形成したテーブルユニットに関する。
〔従来の技術〕
ボールねじとリニアガイド装置とを組み合わせた従来の
装置としては、例えば実開昭61-61362号公報に示される
ものがる。
このものは、外面に螺旋溝を有する送りねじのねじ軸
と、該ねじ軸に平行に配された直線案内レールと、該直
線案内レールに軸方向移動可能に遊嵌されると共に前記
ねじ軸に螺合するナット部を内蔵した直線案内手段(ス
ライダ)からなるものである。
このようにリニアガイド装置とボールねじとを組み合わ
せれば、例えば工作機械のテーブルなどを、単に直線的
に案内するだけではなく、駆動装置で、積極的に任意に
駆動・停止したり位置制御したりするコンパクトなフィ
ードユニットが形成される。また、ボールねじのナット
とリニアガイド装置のスライダとが同じ基準面により加
工できるので精度が良く、組立調整に多大な工数を必要
とすることもないので、ロボット・搬送装置・その他様
々の用途にリニアガイド装置の適用範囲を拡大できる利
点がある。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のコンパクトなフィードユニット
は、ボールねじのねじ軸とリニアガイド装置とを組み合
わせた場合の、ねじ軸中心とリニアガイド装置のボール
転動溝内のボール列の中心線との間にレベル差がある。
そのため、ねじ軸の回転でスライダが軸方向に推進力を
得て進行するとき、ボール転動溝内を逆方向に移動する
ボール列の抵抗力が偶力となって作用し、スライダがこ
じられるという問題点があった。
本考案は、ねじ軸とリニアガイド装置のボール転動溝内
のボール列との配置を特定することにより、上記従来の
問題点を解決することを目的としている。
〔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、取付手段を有するベー
ス部と該ベース部の両側端に側壁部を有して横断面コ字
状とされ、前記両側壁部の対向する側面に夫々軸方向の
ボール転動溝が各2条左右対称に形成された一部材から
なる案内レールと、外周面にボールねじ溝を有し前記案
内レールの両側壁部間に形成された凹部内に配され前記
ボール転動溝を上下左右対称に見込む中心点位置であっ
て軸線が前記ボール転動溝と平行に配されたボールねじ
軸と、前記案内レールの端部に取付けられ、前記ボール
ねじ軸を回転自在かつ軸方向に移動不能に支持するサポ
ートベアリングユニットと、前記案内レールのボール転
動溝に対向するボール転動溝を全長に亘って形成した側
面を両側に有しかつこのボール転動溝に対応させた直線
状のボール通路となる貫通孔を肉厚内に有しさらに前記
ボールねじ軸を挿通する孔を有しこの孔の内面に前記ボ
ールねじ軸のボールねじ軸と対向するボールねじ軸を形
成した一部材からなるスライダ本体と、該スライダ本体
の軸方向両端面に夫々固定され前記スライダ本体のボー
ル転動溝と前記貫通孔とを連通させる湾曲ボール通路を
有しかつ前記ボールねじ軸を挿通させる孔を有するエン
ドキャップと、前記スライダ本体のボール転動溝とこれ
に対向する前記案内レールのボール転動溝との間に転動
自在に夫々嵌合された第1のボール群と、前記スライダ
本体のボールねじ溝とこれに対向する前記ボールねじ軸
のボールねじ溝との間に転動自在に嵌合された第2のボ
ール群とを備えたものである。
〔作用〕
ボールねじ軸を回転させると、これにナットが応動し
て、スライダが案内レールに案内されつつ軸方向に移動
する。このときのスライダの推進力とボール転動溝内を
スライダ進行方向の反対方向に移動するボール列の抵抗
力とは、偶力にはならない。したがって、スライダがこ
じられることはない。
そして、案内レール、スライダとも一部材からなるユニ
ットであるから、ユーザが組立とか作動の精度調整をす
る必要がなく、取扱いが容易化される。
〔実施例〕
以下、本考案の実施例を図とともに説明する。
なお、各図中、同一又は相当部分に同一符号を付してあ
る。第1図ないし第4図は、本考案の第1の実施例を示
すものであり、案内レール1は横断面略コ字状で、底面
のベース部1cから立ち上げた両側壁部1a,1bの対向する
側面に、それぞれ軸方向の延びる平行な上下2条のボー
ル転動溝2を左右対称に有して延長された一部材よりな
る部材である。この案内レール1はフィードユニット装
置の取付ベースとなる。そしてこの案内レール1の長さ
方向の両端には、軸受け板3,4がねじ止めして取付けら
れている。5はそのねじ止め用にレール端面に設けられ
たねじ穴である。その軸受け板3にはボールベアリング
6が取りつけられ、軸受け板4にはサポートベアリング
ユニット7を介しボールベアリング8がダブルに取りつ
けられている。これらのベアリング6,8に支持され、外
周面にボールねじ溝を有するボールねじのボールねじ軸
9が案内レール1の両側壁部間に形成された凹部の幅の
中心部においてボール転動溝2と平行に配設され、サポ
ートベアリングユニット7によりボールねじ軸9は回転
自在かつ軸方向に移動不能に支持されている。
この実施例のボールねじはいわゆるチューブ式であり、
多数の鋼球B(第2のボール群)を介してナット部10が
ボールねじ軸9に螺合され、鋼球Bはナット部10に設け
られたボールチューブ10Aに沿ってボールねじ軸9のラ
ンド部を斜めに乗り越えて移動する構造である。なお、
ボールチューブ10Aは次に述べるスライダ11の上面に穴
を開けて差し込んだ後、樹脂をその穴に流し込んで固定
されている。ボールチューブ10Aを外す必要があれば、
その穴の樹脂に穴をあけ、ボールチューブの下側に工具
をかませて引き抜く。
11は、上記のナット部10を一部材で形成してボールねじ
軸9に挿通されているスライダであり、その左右の両側
縁は下方に延ばされて袖部12が形成されている。スライ
ダ11はその袖部12間の内法が案内レール1の横幅より僅
かに大きく形成され、丁度コ字状のレールの上向きの開
口を蓋するように案内レール1上に跨架されている。そ
して、スライダ11のスライダ本体11Aには、左右両袖部1
2の内側面の全長に、案内レールのボール転動溝2にそ
れぞれ対向させて、ボール転動溝14がその全長に亘って
形成されると共に、これに平行する直線状の貫通孔から
なるボール通路15が袖部12の肉厚内に形成されている。
さらに、スライダ本体11Aの前後の端面に取付けられボ
ールねじ軸9を挿通する孔を設けたエンドキャップ16
に、ボール通路15とボール転動溝14とを連通させる半ド
ーナツ状の湾曲ボール通路17が形成されている。これに
より、対向するボール転動溝2、14およびボール通路15
と湾曲ボール通路17とからなるボール無限循環路が構成
されており、このボール無限循環路内に多数のボール18
(第1のボール群)が転動自在に装着され、脱落防止用
のワイヤ式保持器19により保持されている(第4図参
照)。
しかして、ボールねじ軸9の中心軸線Oは、案内レール
1とスライダ本体11Aの対向するボール転動溝2,14内を
転動するボール15からなる上下二列のボール列間の中心
を水平に結ぶ中心線Xを含む水平面とされている。した
がってボールねじ軸9の中心は4条のボール転動溝2,14
を上下左右対称に見込む位置である。
また、スライダ本体11Aの袖部12は上方へもいくらか伸
ばされて、搬送物取付け台20が設けられ、これに搬送物
取付けねじ用のねじ穴21が穿設されている。すなわち、
不図示の搬送物によりスライダ本体11Aに加えられる上
下方向の負荷は、搬送物取付け台20の直下に位置する袖
部12に直接加えられるようにされている。
なお、22はエンドキャップ16に止めねじ23で固着された
トラベルストッパであり、スライダ11が軸受け板3や4
に当接したときの衝撃を吸収するゴム材を有して構成さ
れ、クッションとして機能する。24は止めねじ23のねじ
穴、25はグリスニップルである。軸受け板3にはスライ
ダ11が当接した時のグリスニップル25の逃げ孔30が設け
られている。
また、26は案内レール1に設けた取付手段であり、案内
レール1を基台等に固着するためのボルト取付け孔であ
る。27はラビリンスシールで、ボールねじ軸9のねじ溝
をシールしている。
次に作用を説明する。
図示されないサーボモータの駆動でボールねじ軸9を回
転させると、その軸回転にナット部10が応動し、スライ
ダ11が案内レール1に案内されつつ軸方向に移動する。
そのスライダ11の移動は、ナット部10とボールねじ軸9
との間に介挿された剛球Bの転動、及び案内レール1と
スライダ11とのボール転動溝2,14との間に介挿されたボ
ール18の転動を介して、極めて円滑に行われる。
この場合、ボールねじ軸9の中心軸線Oと、案内レール
1及びスライダ11のノズル2,14内のボール列の中心線X
とが同一にしてあり、両者の間には、従来のようなレベ
ル差がない。そのため、ボールねじ軸9の回転でスライ
ダ11が軸方向に進行するときの推進力と、案内レール1
とスライダ11とのボール転動溝2,14内を移動するボール
列の抵抗力とが偶力となって作用することはなく、した
がってスライダ11がこじられるという不都合は生じ得な
い。
また、案内レール1に跨架されたスライダ11に取付けた
搬送物により加わる荷重Fは、スライダの両袖部12の直
上に配した搬送物取付け台20に下向きに負荷されるか
ら、荷重Fによるスライダ11の曲げ変形はほとんど生じ
ない。ちなみに、従来の場合は、案内レールに跨架され
た横断面コ字状のスライダの中央部に加わる荷重Fが、
スライダ袖部に対して真下に作用せず、その結果スライ
ダ袖部が外側に開いてボールとボール転動溝との間の嵌
合が緩んでしまし、スライダのローリングやヨーイング
やピッチング等が生じ易くなっていた。
また、この実施例の案内レール1は従来の角型断面では
なくコ字状断面の一部材からなるものであり、溝幅が大
きい凹溝状となっているから、剛性が大であり、対向す
るボール転動溝2,14の研磨が容易で且つ軽量であり取り
扱い易い。更に、ボールねじ軸9はその凹溝内に収納さ
れ、凹溝を覆うようにスライダ11が取付けられる構造と
したため、両端の軸受け板3,4とスライダ11との間にジ
ャバラ式等の防塵カバーを取付けることも容易であり、
塵埃によるトラブルの防止に極めて効果的で、粉塵の多
い環境や、反対に無塵を要求されるクリーンルーム用に
好適である。
また、スライダ11も断面H状とされており、強度を損な
わずに、軽量化が達成されている。
第5図,第6図に示す第2の実施例は、コ字状断面を有
する案内レール1の内側面1bにボール転動溝2を形成す
ると共に、スライダ11は角型断面とし、案内レール1の
凹溝内に遊嵌したものである。なお、第6図は剛球Bの
内部循環方式を模式的に表している。この場合も、ボー
ルねじ軸9の中心軸線Oと、案内レール1及びスライダ
11の上下のボール転動溝2,14内のボール列の中心線Xと
が同一にしてある。この第2の実施例の案内レール1
は、左右のボール転動溝2の溝間寸法が大きくなるの
で、大径の研削砥石が使用可能であり、製造が容易とな
る利点がある。
なお、本考案はチューブ式ボールねじに限定されず、ナ
ット部に設けたこまの溝に沿って剛球を内部循環させる
ように構成した、いわゆるこま式ボールねじでもよい。
〔考案の効果〕 以上説明したように、本考案によれば、取付手段を有す
るベース部と、このベース部の両側端に側壁部を有して
横断面コ字状とされ、両側壁部の対向する側面に夫々軸
方向のボール転動溝が各2条左右対称に形成された一部
材からなる案内レールを用い、このボール転動溝を上下
左右対称に見込む中心点位置にボールねじ軸の軸線が前
記ボール転動溝と平行に配されており、一部材からなる
スライダが案内レールにボールの転動を介して支持され
ると共に、ボールねじ軸にボールの転動を介して螺合さ
れている構造のユニットであるから、案内レール及びス
ライダに形成する軸方向のボール転動溝の平行度を従来
のように組立工程において調整する必要がなくなり、ま
た、本考案のユニットは、案内レール、スライダとも一
部材からなり、ユーザがこのユニットの組立とか、作動
の精度調整及びボールの組込における組立隙間とか予圧
の調整をする必要はなく、さらに、ボールねじ軸の回転
でスライダが軸方向に進行するときの推進力に対してボ
ール転動溝内を移動するボール列の抵抗力が偶力となっ
て作用せず、スライダがこじられるという不都合が防止
でき、取扱いが容易で、かつ軽量コンパクト化できると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本考案の第1の実施例を示し、第
1図は一部を切い欠いた側面図、第2図は一部を除去し
た正面図、第3図は部分平面図、第4図は第2図のIV-I
V線断面図、第5図は本考案の第2の実施例の部分斜視
図、第6図は第5図のVI-VI線断面図である。 1は案内レール、1a,1cは夫々案内レールの側壁部、ベ
ース部、2は(案内レールの)ボール転動溝、7はサポ
ートベアリングユニット、9はボールねじ軸、10はナッ
ト部、11はスライダ、11Aはスライダ本体、14は(スラ
イダの)ボール転動溝、15はボール通路、16はエンドキ
ャップ、17は湾曲ボール通路、18は第1のボール群、B
は第2のボール群、26はボルト取付け孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−142020(JP,A) 特開 昭62−37513(JP,A) 特開 昭62−233517(JP,A) 特開 昭59−137616(JP,A) 特開 昭58−214015(JP,A) 実開 昭61−68842(JP,U)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】取付手段を有するベース部と該ベース部の
    両側端に側壁部を有して横断面コ字状とされ、前記両側
    壁部の対向する側面に夫々軸方向のボール転動溝が各2
    条左右対称に形成された一部材からなる案内レールと、
    外周面にボールねじ溝を有し前記案内レールの両側壁部
    間に形成された凹部内に配され前記ボール転動溝を上下
    左右対称に見込む中心点位置であって軸線が前記ボール
    転動溝と平行に配されたボールねじ軸と、前記案内レー
    ルの端部に取付けられ前記ボールねじ軸を回転自在かつ
    軸方向に移動不能に支持するサポートベアリングユニッ
    トと、前記案内レールのボール転動溝に対向するボール
    転動溝を全長に亘って形成した側面を両側に有しかつこ
    のボール転動溝に対応させた直線状のボール通路となる
    貫通孔を肉厚内に有しさらに前記ボールねじ軸を挿通す
    る孔を有しこの孔の内面に前記ボールねじ軸のボールね
    じ溝と対向するボールねじ溝を形成した一部材からなる
    スライダ本体と、該スライダ本体の軸方向両端面に夫々
    固定され前記スライダ本体のボール転動溝と前記貫通孔
    とを連通させる湾曲ボール通路を有しかつ前記ボールね
    じ軸を挿通させる孔を有するエンドキャップと、前記ス
    ライダ本体のボール転動溝とこれに対向する前記案内レ
    ールのボール転動溝との間に転動自在に夫々嵌合された
    第1のボール群と、前記スライダ本体のボールねじ溝と
    これに対向する前記ボールねじ軸のボールねじ溝との間
    に転動自在に嵌合された第2のボール群とを備えたこと
    を特徴とするボールねじとリニアガイドと取付ベース一
    体型テーブルユニット。
JP1988090583U 1988-07-08 1988-07-08 ボールねじとリニアガイドと取付ベース一体型テーブルユニット Expired - Lifetime JPH0649963Y2 (ja)

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JPH0212554U JPH0212554U (ja) 1990-01-25
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