JP4539807B2

JP4539807B2 - Cross roller guide

Info

Publication number: JP4539807B2
Application number: JP2001202564A
Authority: JP
Inventors: 大塚　　博; 茂生吉田; 策己河野
Original assignee: 大塚精工株式会社
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: JP2003013950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、劣悪な環境下で使用される精密測定器や精密加工機の直線移動部分に用いられるクロスローラガイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的に使用されている鋼製のクロスローラガイドの構造を図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。クロスローラガイド７０は、９０度のＶ字溝を有するガイドロッド７１，７２と、２本のガイドロッド７１，７２のＶ字溝内を転動する多数のローラ７３，７４と、ローラ７３，７４を転動可能に保持する板状の保持器７５を有している。
【０００３】
ローラ７３，７４は、それぞれの軸方向を９０度ずらして交互に配置されている。保持器７５には、４５度に傾斜したローラ７３，７４の外周形状に合わせた楕円形の孔部７６が形成され、孔部７６の長軸方向の両端部には、ローラ７３，７４の円形の両側面（平面部）に当接可能な抜け止め部７７が形成されている。
【０００４】
抜け止め部７７は、孔部７６の内側に突出した状態でプレス加工により打ち抜かれ、その後、保持器７５の水平面に対して４５度の角度でそれぞれ両側に屈曲して形成されている。隣接する孔部７６の抜け止め部７７は、交互に逆側に屈曲して形成され、隣接するローラ７３，７４をそれぞれ交互に傾斜させて抜け落ちないように保持している。
【０００５】
Ｖ字溝に配置されたローラ７３，７４は、一方のクロスローラガイド７０の長手方向の移動に伴ってＶ字溝内を転動するが、保持器７５に対しては摺動することになる。各部材の精度が低い場合には、ローラ７３，７４が滑らかに転動することができないので、これを解消するため、種々の工夫がされている。
【０００６】
例えば、特開２０００−１１０８３１号公報に開示されたローラガイドベアリングは、ローラを保持する連結体に樹脂又は金属を使用し、連結体を曲面状に形成している。
【０００７】
また、特開平６−７６４９６号公報においては、リニアアクチュエータの直線案内路として耐摩耗性のセラミックシートを結合し、相手側の転がり式ベアリングの接触面を平坦とすることにより常に高い精度の往復運動を得ることが得られるとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１１０８３１号公報に開示されたローラガイドベアリングでは、連結体の形状が複雑になり、精度が出にくかった。また、セラミックシートは接触面の表面粗さによる小さい突起は修正できても装置全体のゆがみ等は矯正できなかった。
【０００９】
また、本体部であるレールが鋼製なので、例えば、２００度以上の高温雰囲気中や、塩酸等の薬品の影響がある場所では使用できず、また、絶縁の要求がある場所でも使用が困難である。さらに、自重による撓み等も発生しやすく、大型化が困難である。
【００１０】
そこで本発明が解決しようとする課題は、劣悪環境下でも使用でき、軽量で精度がよいクロスローラガイドを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のガイドロッドは、セラミック製の角棒材の長手方向にＶ字状溝が形成されている。ここで、セラミック製とは、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）,窒化けい素、ジルコニアを有する焼結物をいい、特に摺動性がよいものが好ましい。ガイドロッドがセラミック製なので、軽量で精度良く形成することができる。
【００１２】
また、本発明のクロスローラガイドは、セラミック製の角棒材の長手方向にＶ字状溝が形成されているガイドロッドと、所定間隔おきに保持器に保持され、交互に直交して配置されて前記Ｖ字状溝内を転動するセラミック製の多数のローラとを有している。ガイドロッドとローラがセラミック製なので、接触部分の抵抗が小さくなり、滑らかに移動することができる。また、高温、高湿等の劣悪環境下でも影響が小さくなる。
【００１３】
さらに、前記保持器に、前記Ｖ字状溝の両側に沿って配置されたセラミック製の棒状支持部材と、隣接する前記ローラの周面をそれぞれガイドする楕円弧部を備えて前記棒状支持部に固定されるセラミック製のスペーサ板とを設け、しかも前記棒状支持部に、前記ローラの側面に当接して支持する傾斜支持部を形成することも可能である。
【００１４】
セラミックは硬度が高いため複雑な形状を形成することが困難であるが、保持器を、棒状支持部材とスペーサ板に分割して形成することによって、加工を容易にして効率よく製造することができる。
また、ガイドロッド、ローラ及び保持器を全てセラミック製にするので、高温、高湿等の劣悪環境の影響を受けずにガイドロッドを滑らかに進退させることができる。
【００１５】
また、前記棒状支持部に前記スペーサ板を挟んで固定し、前記傾斜支持部を前記スペーサ板の両側に長手方向に沿って設け、対となる前記傾斜支持部を前記ローラの側面と周面にそれぞれ当接させて支持することも可能である。かかる構成によって、傾斜支持部及び周面支持部を長手方向に連続的に形成できるので、棒状支持部を簡単に製造できる。
【００１６】
さらに、前記保持器に、前記ローラの周面をガイドすると共にこのローラの軸方向の一側及び他側に交互に開口して形成された実質的にＣ形の切欠き部と、それぞれの切欠き部の開口側とは逆側の縁部に形成され、前記ローラの側面に当接して支持する傾斜支持部とを備える２枚の保持板を設け、一方の保持板の開口部に他方の保持板の傾斜支持部が重合するように配置して固定し、対向する２カ所に配置された前記傾斜支持部で、前記ローラの両側面をそれぞれ支持することも可能である。ここで、Ｃ形とは、一側に開口部を有する形状であればよい。かかる構成によって、保持器を２種類の部材で形成することができ、また、加工も単純化することができる。
【００１７】
また、前記保持器に、複数の前記ローラを交互に保持する板状の第１、第２のブロック部を、その法線方向の位置を変えて一体的に設け、前記第１、第２のブロック部に、前記ローラの周面をガイドする第１、第２の楕円状孔部をそれぞれ形成し、前記第１、第２の楕円状孔部の長手方向両端部に、前記ローラの側面及び周面に当接してガイドする第１、第２の傾斜ガイド部をそれぞれ設け、前記第１、第２の傾斜ガイド部のそれぞれの傾斜面を逆側のガイドロッドに向けて各々設けることも可能である。かかる構成によって、保持器を一部材で構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１実施の形態に係るクロスローラガイドの使用状態を示す斜視図、図２（Ａ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図、図２（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す平面図、図２（Ｃ）は同クロスローラガイドの保持器の棒状支持部材の断面図である。
【００１９】
ガイドロッド１は、アルミナ、窒化けい素、ジルコニア等のセラミック材料からなる角棒材を用途に応じて選択して形成する。例えば、コストを重視するためにはアルミナが良いが、表面の平滑性や摺動特性を重視する場合にはジルコニアを選択する。また、耐摩耗性や耐熱衝撃性を重視するのであれば、窒化けい素を選択する。
【００２０】
図１に示すように、ガイドロッド１は、長手方向に沿った一面にＶ字状溝２を形成している。Ｖ字状溝２は、互いに直交する二つの平面部３，４を有しており、ガイドロッド１の表面には、仕上げ加工が精度よく施されている。
【００２１】
ガイドロッド１のＶ字状溝２が設けられた面の両側の２面には、ガイドロッド１の設置用の固定穴５がそれぞれ２個以上形成されている。固定穴５には雌ねじ部を形成することもできる。また、ガイドロッド１の長手方向両側の２面には、ストッパ６を取り付けるための雌ねじ部７がそれぞれ形成されている。
【００２２】
固定穴５を利用して複数のガイドロッド１を長手方向に接続し、長尺のレールを構成することができる。なお、各ガイドロッド１の長さを例えば２０〜３００ｍｍ程度に制限して加工精度を向上させることができる。
【００２３】
図２に示すように、ローラ８，９は、ガイドロッド１と同じ材質のセラミック製で、例えば直径２〜２４ｍｍで、高さを直径より２０μｍ〜１００μｍ程度小さくしている。すなわち、ローラ８，９は正面視してほぼ正方形となるように形成されているが、Ｖ字状溝２に交互に直交して配置し、Ｖ字状溝２の長手方向に見たときにはローラ８，９の周面は、ローラ８，９の側面より少し突出している。
【００２４】
Ｖ字状溝２上の複数のローラ８，９は平面部３，４にそれぞれ当接して転動するので、各ローラ８，９が均一に荷重を負担できるように外形を精度良く仕上げる。なお、ローラ径は使用する荷重条件に応じて定められる。
【００２５】
保持器１０は、ガイドロッド１及びローラ８，９と同じ材質または異なる材質のセラミック、アルミニウム、ステンレス等の金属、又は摺動性の良い合成樹脂製で、Ｖ字状溝２の両側に沿って配置されている棒状支持部材１１，１２と、棒状支持部材１１，１２に固定されている多数のスペーサ板１３で構成されている。
棒状支持部材１１，１２は、それぞれの対向する内側面にコ字状の固定用溝１４を形成している。また、固定用溝１４の両側（図２では上下）の壁部１７，１８には、壁部の外側と固定用溝１４を連通する固定用の貫通孔１５，１６が所定間隔おきに形成されている。
【００２６】
棒状支持部材１１，１２の壁部１７，１８には、ローラ８，９の取付け位置に合わせて、ローラ８，９の側面に当接して支持する傾斜支持部１９，２０が、長手方向に沿って所定間隔おきに交互に形成されている。
傾斜支持部１９，２０は、壁部１７，１８の固定用溝１４の開口側に突出して設けられ、傾斜支持部１９，２０の内側（固定用溝１４側）には、固定用溝１４の開口方向に対して外拡がりになるように４５度傾斜した傾斜面２１，２２が連続的に形成されている。また、各傾斜支持部１９，２０の外側面は、壁部１７，１８の外側面と同一面になっている。
【００２７】
例えば、図２（Ａ）に示すように、ローラ８を支持する場合には、棒状支持部材１１の傾斜支持部１９の傾斜面２１と、棒状支持部材１２の傾斜支持部２０の傾斜面２２とをローラ８の平面状の側面２３，２４に当接させて支持することができる。また、図２（Ｂ）に示すように、ローラ９を支持する場合には、棒状支持部材１１の傾斜支持部２０の傾斜面２２と、棒状支持部材１２の傾斜支持部１９の傾斜面２１とをローラ９の平面状の側面２３，２４に当接させて支持することができる。
【００２８】
スペーサ板１３は、棒状支持部材１１，１２の固定用溝１４内に嵌入可能な厚みに形成され、固定用溝１４に嵌入する両側部には、棒状支持部材１１，１２の貫通孔１５，１６の位置に符合する位置に取付孔が例えば２箇所ずつ形成されている。スペーサ板１３は、図示しないピン部材によって、棒状支持部材１１，１２に固定される。ピン部材はセラミック製部材や合成樹脂等により形成することができ、圧入、接着等により固定することができる。また、雄ねじ及び雌ねじによる締結構造により固定してもよい。
【００２９】
スペーサ板１３の両側部以外の２カ所の端部には、隣接するローラ８，９の周面をそれぞれガイドする楕円弧部２５、２６が形成されている。楕円弧部２５，２６は、支持されたローラ８，９の水平切断面より少し大きな楕円を長軸方向に切断して２分割した形状に形成されている。すなわち、ローラ８，９は、楕円弧部２５，２６に周面を支持され、傾斜支持部１９，２０に両側面をそれぞれ支持された状態で軸方向を一定にして回転することができる。ローラ８，９及びスペーサ板１３がセラミック製なので、各部材を精度良く形成して隙間を小さくすることができ、ローラ８，９の転動時のスペーサ板との摺動抵抗を小さくして、精密に動作させることができる。また、保持器１０を複数の部材に分割して製造するので、各部材の形状を単純化させて硬度が高くて削りにくいセラミック製の部材の割れ等を防止して、効率よく製造することができる。
【００３０】
図１に示すように、２本のガイドロッド１と、その間に配置したローラ８，９及び保持器１０によって、クロスローラガイド２７が構成される。２台のクロスローラガイド２７を平行に配置し、両クロスローラガイド２７のうちの一方（例えば内側）のガイドロッド１をそれぞれ設置位置に固定し、他方（外側）のガイドロッド２を図示しない搭載物に固定することによって、搭載物を滑らかに進退させることができる。このとき、各ガイドロッド１の端部に設けられたストッパ６によって、保持器１０又はローラ８，９の移動を停止させることができる。
【００３１】
なお、複数のガイドロッド１は、長手方向に連結して各Ｖ字状溝２を連通することができる（図１参照）。保持器を連結したＶ字状溝の長さに合わせて形成し、多数のローラ８，９を保持して転動させることによって、ガイドロッド１のストロークを長くして、進退距離を延ばすことができる。また、外形が大きな物や重量物を搭載することも可能である。
【００３２】
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。
図３は本発明の第２実施の形態に係るクロスローラガイドの使用状態を示す斜視図である。なお、前述した第１実施形態に係るクロスローラガイド２７と同一部材には同一番号を付して説明は省略する。
【００３３】
クロスローラガイド２８は、断面長方形の角棒材の両短辺側の２面にＶ字状溝２を形成したガイドロッド２９と、それぞれのＶ字状溝２に対向する位置に多数のローラ８，９を設けた保持器１０を介して、前述したガイドロッド１をそれぞれ配置したものである。ガイドロッド２９の長辺側の２面には複数の固定穴が設けられている。両側のガイドロッド１を図示しない搭載物に固定することによって、搭載物を滑らかに進退させることができる。また、固定される１本のガイドロッド２９に２本のガイドロッド１を取り付けるので、２本のガイドロッド２９を平行に固定するよりも設置時の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３４】
次に、本発明の第３実施の形態について説明する。
図４（Ａ）は本発明の第３実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図、図４（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す平面図、図４（Ｃ）は同クロスローラガイドの保持器の棒状支持部材の断面図である。
【００３５】
本発明の第３実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器は、前述した保持器１０の棒状支持部材１１，１２の形状を変更しているが、他の部分の構造は同じなので、同一部材には同一番号を付して説明は省略する。
【００３６】
保持器３５の棒状支持部材３０，３１はスペーサ板を挟んで固定する固定用溝１４の両側に傾斜支持部３２，３３を有している。傾斜支持部３２，３３は、前述した傾斜支持部１９，２０を長手方向に延ばした形状にしている。棒状支持部材３０，３１の両端部は、板状の連結部材３４で連結されている。かかる構成によって、両側の棒状支持部材３０，３１の距離を一定に保持し、間に挟まれたスペーサ板１３が脱落することを防止している。なお、各スペーサ板１３の長手方向の位置決めは、例えば接着やピン部材によって行うことができ、また、スペーサ板及び固定用溝に位置決め用突起とこれに係合する凹部をそれぞれ形成して行うことができる。
【００３７】
組み込まれたローラ８，９は、対となる傾斜支持部３２，３３に側面２３と周面、及び側面２４と周面をそれぞれ支持されている。かかる構成によって、棒状支持部材３０，３１の形状を単純化して製造を簡単に行うことができる。
【００３８】
次に、本発明の第４実施の形態について説明する。
図５（Ａ）は本発明の第４実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器の平面図、図５（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器を２枚重ねた状態を示す平面図、図５（Ｃ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図である。
【００３９】
セラミック製の保持器３６は、同一形状の２枚の保持板３７を有し、一方の保持板３７を裏返して他方の保持板３７に重合させて使用する。
保持板３７は、ローラ８，９の周面により形成される楕円の外側を囲む六角形の角部を滑らかにつなげた形状のガイド部３８，３９を所定間隔おきに交互に形成し、ガイド部３８の長手方向の一側と保持板３７の一側端を連通し、また、隣接するガイド部３９の他側と保持板３７の他側端を連通している。このように、ガイド部３８，３９及び連通部分によって、保持板３７に交互に開口されて形成された実質的にＣ形の切欠き部４１，４２を形成している。
【００４０】
各ガイド部３８，３９の開口側とは逆側の縁部には、ローラ８又はローラ９の一側面に当接して支持する傾斜支持部４０が設けられている。隣接する傾斜支持部４０は、図５（Ａ）に示すように同じ側の面を削られて傾斜面が形成されている。また、保持板３７の長手方向両端部には、位置決め用の貫通孔４３がそれぞれ形成されている。
【００４１】
図５（Ｃ）に示すように、保持器３６は、一方の保持板３７の開口部に他方の保持板３７の傾斜支持部４０が重合するように配置し、重合する貫通孔４３に図示しないピンを嵌入して固定することにより形成される。対向する２カ所に配置された傾斜支持部４０は、ローラ８，９の両側面をそれぞれ支持する。かかる構成によって、保持器３６の形状を単純化して、また２部品で形成するので、製造を簡単に行うことができる。
【００４２】
次に、本発明の第５実施の形態について説明する。
図６（Ａ）は本発明の第５実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器の平面図、図６（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器を２枚重ねた状態を示す正面図、図６（Ｃ）、（Ｄ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図である。
保持器４４は、セラミック製の板材の両面をそれぞれ削って形成され、ローラ８，９を交互に保持する矩形の第１、第２のブロック部４５，４６を法線方向の位置を変えて交互に配置している。
【００４３】
第１、第２のブロック部４５，４６には、ローラ８，９の周面をガイドする第１、第２の楕円状孔部４７，４８がそれぞれ形成され、第１、第２の楕円状孔部４７，４８の長手方向両端部には、ローラ８，９の側面２３，２４及び周面に当接してガイドする第１、第２の傾斜ガイド部４９〜５２がそれぞれ設けられている。第１の傾斜ガイド部４９，５０の傾斜面は上側に向けて、第２の傾斜ガイド部５１，５２の傾斜面は下側に向けて各々設けられている。
【００４４】
かかる構成によって、図６（Ｃ）に示すように、第１の楕円状孔部４７の第１の傾斜ガイド部４９，５０は、ローラ８の側面２３と周面に上側から当接して、ローラ８を下側に移動可能に当接し、図６（Ｄ）に示すように、第２の楕円状孔部４８の第２の傾斜ガイド部５１，５２は、ローラ９の側面２３と周面に下側から当接して、ローラ９を上側に移動可能に当接する。かかる構成によって、保持器４４を一部品で構成することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）ガイドロッドがセラミック製なので、軽量で精度良く形成することができる。
（２）ガイドロッドとローラをセラミック製にすると、剛性が高くなり精度もよくなるので、接触部分の抵抗が小さくなって滑らかに移動することができ、高温、高湿等の劣悪環境下でも影響が小さくなる。
（３）保持器に、棒状支持部材とスペーサ板とを設けるので、加工を容易にして効率よく製造することができる。
（４）ガイドロッド、ローラ及び保持器を全てセラミック製にするので、高温、高湿等の劣悪環境でもガイドロッドを滑らかに進退させることができる。
（５）保持器の棒状支持部材の両側に傾斜支持部を連続して設けるので、棒状支持部材の形状を簡単にして製造を簡単に行うことができる。
（６）傾斜支持部を交互に有する保持板を２枚重ねて用いる構成にすると、保持器の製造を簡単にすることができる。
（７）法線方向位置の異なる第１、第２のブロック部を一体的に接続した保持器を用いることによって、保持器を一部品で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るクロスローラガイドの使用状態を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図、（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す平面図、（Ｃ）は同クロスローラガイドの保持器の棒状支持部材の断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るクロスローラガイドの使用状態を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図、（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す平面図、（Ｃ）は同クロスローラガイドの保持器の棒状支持部材の断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第４実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器の平面図、（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器を２枚重ねた状態を示す平面図、（Ｃ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第５実施の形態に係るクロスローラガイドの保持器の平面図、（Ｂ）は同クロスローラガイドの保持器を２枚重ねた状態を示す正面図、（Ｃ）、（Ｄ）は同クロスローラガイドの保持器にローラを取り付けた状態を示す正面図である。
【図７】（Ａ）は従来例に係るクロスローラガイドの斜視図、（Ｂ）は同保持器にローラを取り付けた状態を示す平面図、（Ｃ）は同部分正断面図である。
【符号の説明】
１ガイドロッド
２Ｖ字状溝
３，４平面部
５固定穴
６ストッパ
７雌ねじ部
８，９ローラ
１０保持器
１１，１２棒状支持部材
１３スペーサ板
１４固定用溝
１５，１６貫通孔
１７，１８壁部
１９，２０傾斜支持部
２１，２２傾斜面
２３，２４側面
２５，２６楕円弧部
２７クロスローラガイド
２８クロスローラガイド
２９ガイドロッド
３０，３１棒状支持部材
３２，３３傾斜支持部
３４連結部材
３５保持器
３６保持器
３７保持板
３８，３９ガイド部
４０傾斜支持部
４１，４２切欠き部
４３貫通孔
４４保持器
４５第１のブロック部
４６第２のブロック部
４７第１の楕円状孔部
４８第２の楕円状孔部
４９，５０第１の傾斜ガイド部
５１，５２第２の傾斜ガイド部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, torque loss roller guide used in the linear movement portion of the precision measuring instruments and precision machinery, which is used in a harsh environment.
[0002]
[Prior art]
7A to 7C show the structure of a steel cross roller guide that is generally used conventionally. The cross roller guide 70 includes guide rods 71 and 72 having 90-degree V-shaped grooves, a number of rollers 73 and 74 that roll in the V-shaped grooves of the two guide rods 71 and 72, and rollers 73 and 74. Has a plate-like retainer 75 that can be rolled.
[0003]
The rollers 73 and 74 are alternately arranged with their axial directions shifted by 90 degrees. The retainer 75 is formed with an elliptical hole 76 that conforms to the outer peripheral shape of the rollers 73 and 74 inclined at 45 degrees. The circular ends of the rollers 73 and 74 are formed at both ends of the hole 76 in the major axis direction. A retaining portion 77 that can be brought into contact with both side surfaces (planar portions) is formed.
[0004]
The retaining portions 77 are punched out by pressing in a state of projecting to the inside of the hole portions 76, and then bent to both sides at an angle of 45 degrees with respect to the horizontal plane of the cage 75. The retaining portions 77 of the adjacent hole portions 76 are alternately bent to the opposite side, and hold the adjacent rollers 73 and 74 so as not to fall off by being alternately inclined.
[0005]
The rollers 73 and 74 arranged in the V-shaped groove roll in the V-shaped groove as the one cross roller guide 70 moves in the longitudinal direction, but slide on the cage 75. . When the accuracy of each member is low, the rollers 73 and 74 cannot roll smoothly, and various measures are taken to solve this problem.
[0006]
For example, a roller guide bearing disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-110831 uses a resin or metal for a coupling body that holds a roller, and forms the coupling body in a curved shape.
[0007]
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-76496, a wear-resistant ceramic sheet is coupled as a linear guide path of a linear actuator, and the contact surface of the rolling bearing on the other side is flattened so that the reciprocating motion is always highly accurate. Is going to get you.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the roller guide bearing disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-110831, the shape of the coupling body is complicated and accuracy is difficult to obtain. In addition, even though the ceramic sheet could correct small protrusions due to the surface roughness of the contact surface, the entire device could not be distorted.
[0009]
Also, since the rail that is the main body is made of steel, it cannot be used, for example, in a high-temperature atmosphere of 200 degrees or more, or in places where there is an influence of chemicals such as hydrochloric acid, and it is difficult to use even in places where insulation is required. is there. Further, bending due to its own weight is likely to occur, and it is difficult to increase the size.
[0010]
Therefore object of the present invention is to provide, can be used under adverse environment, that precision lightweight to provide a good go loss roller guide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the guide rod of the present invention has a V-shaped groove formed in the longitudinal direction of a ceramic square bar. Here, the term “ceramic” refers to, for example, a sintered product having aluminum oxide (alumina), silicon nitride, and zirconia, and a material having particularly good slidability is preferable. Since the guide rod is made of ceramic, it is lightweight and can be formed with high accuracy.
[0012]
Further, the cross roller guide of the present invention is held by a guide rod having a V-shaped groove formed in the longitudinal direction of a ceramic square bar material at a predetermined interval and alternately orthogonally arranged. And a number of ceramic rollers that roll in the V-shaped groove. Since the guide rod and the roller are made of ceramic, the resistance of the contact portion is reduced and the guide rod and the roller can move smoothly. Further, the influence is reduced even in a poor environment such as high temperature and high humidity.
[0013]
Furthermore, the cage is provided with a ceramic rod-shaped support member disposed along both sides of the V-shaped groove and an elliptical arc portion that guides the peripheral surfaces of the adjacent rollers, and is fixed to the rod-shaped support portion. It is also possible to provide an inclined support portion that is provided with a ceramic spacer plate and is supported on the rod-like support portion in contact with the side surface of the roller.
[0014]
Ceramic is difficult to form a complicated shape because of its high hardness, but by forming the cage divided into a rod-shaped support member and a spacer plate, it can be easily processed and manufactured efficiently. .
Further, since the guide rod, the roller, and the cage are all made of ceramic, the guide rod can be smoothly advanced and retracted without being affected by an adverse environment such as high temperature and high humidity.
[0015]
Further, the spacer plate is fixed to the rod-shaped support portion, the inclined support portions are provided on both sides of the spacer plate along the longitudinal direction, and the pair of inclined support portions are provided on the side surface and the peripheral surface of the roller. It is also possible to support them by contacting each other. With such a configuration, the inclined support portion and the peripheral surface support portion can be continuously formed in the longitudinal direction, so that the rod-like support portion can be easily manufactured.
[0016]
Further, the retainer guides the peripheral surface of the roller and has substantially C-shaped notches formed by alternately opening on one side and the other side in the axial direction of the roller, and the respective notches. Two holding plates are provided at the edge opposite to the opening side of the notch portion and provided with an inclined support portion that contacts and supports the side surface of the roller, and the other holding plate has an opening on the other side. It is also possible to arrange and fix the inclined support portions of the holding plate so as to overlap, and to support the both side surfaces of the roller with the inclined support portions arranged at two opposing positions. Here, the C shape may be a shape having an opening on one side. With this configuration, the cage can be formed of two types of members, and processing can be simplified.
[0017]
Further, the first and second block-shaped block portions alternately holding the plurality of rollers are integrally provided in the cage by changing the positions in the normal direction thereof, and the first and second blocks are integrally provided. First and second elliptical hole portions for guiding the circumferential surface of the roller are formed in the block portion, respectively, and the side surface of the roller and the both ends in the longitudinal direction of the first and second elliptical hole portions and It is also possible to provide first and second inclined guide portions that contact and guide the peripheral surface, respectively, and each inclined surface of the first and second inclined guide portions may be provided toward the opposite guide rod. It is. With this configuration, the cage can be configured with a single member.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
1 is a perspective view showing a use state of the cross roller guide according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a front view showing a state in which a roller is attached to a retainer of the cross roller guide, FIG. FIG. 2B is a plan view showing a state in which a roller is attached to a retainer of the cross roller guide, and FIG. 2C is a cross-sectional view of a rod-like support member of the retainer of the cross roller guide.
[0019]
The guide rod 1 is formed by selecting a square bar material made of a ceramic material such as alumina, silicon nitride, or zirconia according to the application. For example, alumina is preferable for emphasizing cost, but zirconia is selected when emphasizing surface smoothness and sliding characteristics. Further, if importance is attached to wear resistance and thermal shock resistance, silicon nitride is selected.
[0020]
As shown in FIG. 1, the guide rod 1 has a V-shaped groove 2 formed on one surface along the longitudinal direction. The V-shaped groove 2 has two flat portions 3 and 4 that are orthogonal to each other, and the surface of the guide rod 1 is finished with high precision.
[0021]
Two or more fixing holes 5 for installing the guide rod 1 are formed on both sides of the surface of the guide rod 1 where the V-shaped groove 2 is provided. An internal thread portion can also be formed in the fixing hole 5. In addition, female thread portions 7 for attaching the stopper 6 are formed on two surfaces on both sides in the longitudinal direction of the guide rod 1.
[0022]
A plurality of guide rods 1 can be connected in the longitudinal direction using the fixing holes 5 to form a long rail. The length of each guide rod 1 can be limited to, for example, about 20 to 300 mm to improve the processing accuracy.
[0023]
As shown in FIG. 2, the rollers 8 and 9 are made of the same ceramic material as the guide rod 1 and have a diameter of 2 to 24 mm, for example, and a height that is about 20 μm to 100 μm smaller than the diameter. That is, the rollers 8 and 9 are formed so as to be substantially square when viewed from the front. However, the rollers 8 and 9 are alternately arranged orthogonally to the V-shaped groove 2, and when viewed in the longitudinal direction of the V-shaped groove 2, the rollers The peripheral surfaces of 8 and 9 slightly protrude from the side surfaces of the rollers 8 and 9.
[0024]
Since the plurality of rollers 8 and 9 on the V-shaped groove 2 roll in contact with the flat portions 3 and 4, respectively, the outer shape is finished with high precision so that each of the rollers 8 and 9 can bear a load uniformly. The roller diameter is determined according to the load condition to be used.
[0025]
The cage 10 is made of the same material as the guide rod 1 and the rollers 8 and 9 or a different material such as ceramic, aluminum, stainless steel, or a synthetic resin having good sliding properties, and extends along both sides of the V-shaped groove 2. It is comprised by the rod-shaped support members 11 and 12 arrange | positioned and the many spacer plates 13 fixed to the rod-shaped support members 11 and 12. FIG.
The rod-like support members 11 and 12 are formed with U-shaped fixing grooves 14 on the inner surfaces facing each other. In addition, fixing through holes 15 and 16 communicating with the outside of the wall portion and the fixing groove 14 are formed at predetermined intervals on the wall portions 17 and 18 on both sides (upper and lower in FIG. 2) of the fixing groove 14. ing.
[0026]
On the wall portions 17 and 18 of the rod-like support members 11 and 12, inclined support portions 19 and 20 that abut on and support the side surfaces of the rollers 8 and 9 in accordance with the mounting positions of the rollers 8 and 9 are arranged along the longitudinal direction. Are alternately formed at predetermined intervals.
The inclined support portions 19 and 20 are provided so as to protrude from the opening side of the fixing groove 14 of the wall portions 17 and 18, and the fixing groove 14 is formed inside the inclined support portions 19 and 20 (on the fixing groove 14 side). Inclined surfaces 21 and 22 that are inclined 45 degrees so as to expand outward with respect to the opening direction are continuously formed. Further, the outer surfaces of the inclined support portions 19 and 20 are flush with the outer surfaces of the wall portions 17 and 18.
[0027]
For example, as shown in FIG. 2A, when the roller 8 is supported, the inclined surface 21 of the inclined support portion 19 of the rod-shaped support member 11 and the inclined surface 22 of the inclined support portion 20 of the rod-shaped support member 12 Can be supported in contact with the planar side surfaces 23 and 24 of the roller 8. As shown in FIG. 2B, when the roller 9 is supported, the inclined surface 22 of the inclined support portion 20 of the rod-shaped support member 11 and the inclined surface 21 of the inclined support portion 19 of the rod-shaped support member 12 Can be supported in contact with the planar side surfaces 23 and 24 of the roller 9.
[0028]
The spacer plate 13 is formed to have a thickness that can be fitted into the fixing groove 14 of the rod-like support members 11, 12, and the through holes 15, 16 of the rod-like support members 11, 12 are formed on both side portions that fit into the fixing groove 14. For example, two mounting holes are formed at positions corresponding to the positions. The spacer plate 13 is fixed to the rod-like support members 11 and 12 by a pin member (not shown). The pin member can be formed of a ceramic member, synthetic resin, or the like, and can be fixed by press-fitting, bonding, or the like. Moreover, you may fix by the fastening structure by a male screw and a female screw.
[0029]
Elliptical arc portions 25 and 26 that respectively guide the peripheral surfaces of the adjacent rollers 8 and 9 are formed at two end portions other than both side portions of the spacer plate 13. The elliptical arc portions 25 and 26 are formed in a shape obtained by cutting an ellipse that is slightly larger than the horizontal cut surface of the supported rollers 8 and 9 in the major axis direction into two parts. That is, the rollers 8 and 9 can be rotated with the axial direction constant while the peripheral surfaces are supported by the elliptical arc portions 25 and 26 and the both side surfaces are supported by the inclined support portions 19 and 20, respectively. Since the rollers 8 and 9 and the spacer plate 13 are made of ceramic, each member can be accurately formed to reduce the gap, and the sliding resistance with the spacer plate when the rollers 8 and 9 roll is reduced. It can be operated precisely. In addition, since the cage 10 is manufactured by dividing it into a plurality of members, the shape of each member can be simplified to prevent cracking of a ceramic member that is hard and difficult to cut, and can be manufactured efficiently. it can.
[0030]
As shown in FIG. 1, a cross roller guide 27 is configured by the two guide rods 1, the rollers 8 and 9 and the cage 10 disposed therebetween. Two cross roller guides 27 are arranged in parallel, one of the cross roller guides 27 (for example, the inner side) guide rod 1 is fixed at the installation position, and the other (outer side) guide rod 2 is mounted (not shown). By fixing to the object, the mounted object can be smoothly advanced and retracted. At this time, the movement of the cage 10 or the rollers 8 and 9 can be stopped by the stopper 6 provided at the end of each guide rod 1.
[0031]
The plurality of guide rods 1 can be connected in the longitudinal direction to communicate with each V-shaped groove 2 (see FIG. 1). It is formed according to the length of the V-shaped groove to which the cage is connected, and by holding and rolling a large number of rollers 8, 9, the stroke of the guide rod 1 can be lengthened and the advance / retreat distance can be extended. it can. In addition, it is possible to mount an object having a large outer shape or a heavy object.
[0032]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a perspective view showing a usage state of the cross roller guide according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the same member as the cross roller guide 27 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
[0033]
The cross roller guide 28 has a guide rod 29 in which V-shaped grooves 2 are formed on two surfaces on both short sides of a rectangular bar having a rectangular cross section, and a number of rollers 8 at positions facing the respective V-shaped grooves 2. , 9, the guide rod 1 described above is arranged through a cage 10. A plurality of fixing holes are provided on two surfaces of the long side of the guide rod 29. By fixing the guide rods 1 on both sides to a load (not shown), the load can be smoothly advanced and retracted. In addition, since the two guide rods 1 are attached to the fixed one guide rod 29, the positioning at the time of installation can be performed more easily than the two guide rods 29 are fixed in parallel.
[0034]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4A is a front view showing a state in which the roller is attached to the retainer of the cross roller guide according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a view of attaching the roller to the retainer of the cross roller guide. FIG. 4C is a cross-sectional view of the rod-like support member of the cage of the cross roller guide.
[0035]
The retainer of the cross roller guide according to the third embodiment of the present invention changes the shape of the rod-like support members 11 and 12 of the retainer 10 described above. The same number is attached to and the description is omitted.
[0036]
The rod-like support members 30 and 31 of the cage 35 have inclined support portions 32 and 33 on both sides of the fixing groove 14 that is fixed with the spacer plate interposed therebetween. The inclined support portions 32 and 33 are formed by extending the above-described inclined support portions 19 and 20 in the longitudinal direction. Both end portions of the rod-like support members 30 and 31 are connected by a plate-like connecting member 34. With this configuration, the distance between the rod-like support members 30 and 31 on both sides is kept constant, and the spacer plate 13 sandwiched between them is prevented from falling off. The positioning of the spacer plates 13 in the longitudinal direction can be performed by, for example, bonding or pin members, and positioning spacers and fixing grooves are respectively formed with positioning protrusions and recessed portions that engage with the positioning projections. Can do.
[0037]
The assembled rollers 8 and 9 are supported on the side surfaces 23 and the peripheral surfaces and the side surfaces 24 and the peripheral surfaces by the pair of inclined support portions 32 and 33, respectively. With such a configuration, the shape of the rod-like support members 30 and 31 can be simplified, and the manufacture can be easily performed.
[0038]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5A is a plan view of a retainer of a cross roller guide according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view showing a state in which two retainers of the cross roller guide are stacked. FIG. 5C is a front view showing a state in which a roller is attached to the retainer of the cross roller guide.
[0039]
The ceramic holder 36 has two holding plates 37 having the same shape, and is used by turning one holding plate 37 upside down and superposing it on the other holding plate 37.
The holding plate 37 alternately forms guide portions 38 and 39 having hexagonal corner portions that surround the outside of the ellipse formed by the peripheral surfaces of the rollers 8 and 9 at predetermined intervals. One side of the longitudinal direction of 38 and one side end of the holding plate 37 communicate with each other, and the other side of the adjacent guide portion 39 communicates with the other side end of the holding plate 37. As described above, the guide portions 38 and 39 and the communication portion form substantially C-shaped cutout portions 41 and 42 that are alternately opened in the holding plate 37.
[0040]
An inclined support portion 40 is provided at the edge of each guide portion 38, 39 opposite to the opening side so as to contact and support one side of the roller 8 or 9. As shown in FIG. 5 (A), the adjacent inclined support portions 40 have the same side cut to form inclined surfaces. In addition, positioning through holes 43 are formed at both ends of the holding plate 37 in the longitudinal direction.
[0041]
As shown in FIG. 5C, the retainer 36 is arranged so that the inclined support portion 40 of the other holding plate 37 overlaps with the opening of one holding plate 37, and is not shown in the through hole 43 to be overlapped. It is formed by inserting and fixing a pin. The inclined support portions 40 disposed at two opposing positions support both side surfaces of the rollers 8 and 9, respectively. With this configuration, the shape of the retainer 36 is simplified and is formed of two parts, so that the manufacture can be easily performed.
[0042]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6A is a plan view of a retainer of a cross roller guide according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a front view showing a state in which two retainers of the cross roller guide are stacked. FIGS. 6C and 6D are front views showing a state in which a roller is attached to the cage of the cross roller guide.
The retainer 44 is formed by cutting both surfaces of a ceramic plate material, and alternately changes the rectangular first and second block portions 45 and 46 that hold the rollers 8 and 9 alternately by changing the positions in the normal direction. Is arranged.
[0043]
The first and second block portions 45 and 46 are respectively formed with first and second elliptical hole portions 47 and 48 for guiding the peripheral surfaces of the rollers 8 and 9. At both ends in the longitudinal direction of the holes 47 and 48, first and second inclined guide portions 49 to 52 are provided to contact and guide the side surfaces 23 and 24 and the peripheral surfaces of the rollers 8 and 9, respectively. The inclined surfaces of the first inclined guide portions 49 and 50 are provided upward, and the inclined surfaces of the second inclined guide portions 51 and 52 are provided downward.
[0044]
With this configuration, as shown in FIG. 6C, the first inclined guide portions 49 and 50 of the first elliptical hole portion 47 are in contact with the side surface 23 and the peripheral surface of the roller 8 from above, and the roller As shown in FIG. 6 (D), the second inclined guide portions 51 and 52 of the second elliptical hole portion 48 are placed on the side surface 23 and the peripheral surface of the roller 9. Abutting from below, the roller 9 abuts so as to be movable upward. With this configuration, the retainer 44 can be configured as a single component.
[0045]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
(1) Since the guide rod is made of ceramic, it can be formed with light weight and high accuracy.
(2) If the guide rod and roller are made of ceramic, the rigidity will be higher and the accuracy will be better. Therefore, the resistance of the contact part will be reduced and it will be able to move smoothly, and it will be affected even under adverse conditions such as high temperature and high humidity. Get smaller.
(3) Since the cage is provided with the rod-like support member and the spacer plate, the processing can be facilitated and efficiently manufactured.
(4) Since the guide rod, roller, and cage are all made of ceramic, the guide rod can be smoothly advanced and retracted even in a poor environment such as high temperature and high humidity.
(5) Since the inclined support portions are continuously provided on both sides of the rod-shaped support member of the cage, the shape of the rod-shaped support member can be simplified and manufacturing can be performed easily.
(6) When a structure in which two holding plates having alternately inclined support portions are used in an overlapping manner, the manufacture of the cage can be simplified.
(7) By using the cage in which the first and second block portions having different normal direction positions are integrally connected, the cage can be manufactured as a single component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a usage state of a cross roller guide according to a first embodiment of the present invention.
2A is a front view showing a state in which a roller is attached to the retainer of the cross roller guide, FIG. 2B is a plan view showing a state in which the roller is attached to the retainer of the cross roller guide; ) Is a cross-sectional view of a rod-like support member of the cage of the cross roller guide.
FIG. 3 is a perspective view showing a usage state of a cross roller guide according to a second embodiment of the present invention.
4A is a front view showing a state in which a roller is attached to a retainer of a cross roller guide according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a view in which a roller is attached to the retainer of the cross roller guide. (C) is sectional drawing of the rod-shaped support member of the holder | retainer of the cross roller guide.
5A is a plan view of a retainer of a cross roller guide according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view showing a state in which two retainers of the cross roller guide are stacked. (C) is a front view showing a state where a roller is attached to the retainer of the cross roller guide.
6A is a plan view of a retainer of a cross roller guide according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a front view showing a state in which two retainers of the cross roller guide are stacked. (C), (D) is a front view which shows the state which attached the roller to the holder | retainer of the cross roller guide.
7A is a perspective view of a cross roller guide according to a conventional example, FIG. 7B is a plan view showing a state where a roller is attached to the cage, and FIG. 7C is a partial front sectional view of the same.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide rod 2 V-shaped groove | channel 3, 4 Planar part 5 Fixing hole 6 Stopper 7 Female thread part 8, 9 Roller 10 Cage 11, 12 Bar-shaped support member 13 Spacer plate 14 Fixing groove 15, 16 Through-hole 17, 18 Wall Portions 19 and 20 Inclined support portions 21 and 22 Inclined surfaces 23 and 24 Side surfaces 25 and 26 Elliptical arc portion 27 Cross roller guide 28 Cross roller guide 29 Guide rods 30 and 31 Bar-shaped support members 32 and 33 Inclined support portions 34 Connecting member 35 Cage 36 retainer 37 retainer plate 38, 39 guide part 40 inclined support part 41, 42 notch part 43 through hole 44 retainer 45 first block part 46 second block part 47 first elliptical hole part 48 second Elliptical hole portions 49 and 50 First inclined guide portions 51 and 52 Second inclined guide portions

Claims

A guide rod having a V-shaped groove formed in the longitudinal direction of a ceramic square bar material;
A plurality of ceramic rollers which are held in a cage at predetermined intervals and are alternately arranged at right angles and roll in the V-shaped groove;
The cage includes a ceramic rod-shaped support member disposed along both sides of the V-shaped groove, and an elliptical arc portion that guides each peripheral surface of the adjacent roller, and is fixed to the rod-shaped support portion. and a ceramic spacer plate, moreover the bar to the support portion, the roller side in contact with the inclined support portion and characterized in that it is formed to torque loss roller guide for supporting the.

The bar-like support portion is fixed with the spacer plate in between, the inclined support portions are provided on both sides of the spacer plate along the longitudinal direction, and the pair of inclined support portions are provided on the side surface and the peripheral surface of the roller, respectively. The cross roller guide according to claim 1 , wherein the cross roller guide is in contact with and supported.

A guide rod having a V-shaped groove formed in the longitudinal direction of a ceramic square bar material;
A plurality of ceramic rollers which are held in a cage at predetermined intervals and are alternately arranged at right angles and roll in the V-shaped groove;
The retainer guides the peripheral surface of the roller and has substantially C-shaped notches formed by alternately opening on one side and the other side in the axial direction of the roller, and the respective notches. Two holding plates formed on the edge opposite to the opening side of the roller and provided with an inclined support portion that contacts and supports the side surface of the roller, and the other holding plate has an opening on the other side. fixed inclined support portion of the holding plate is disposed so as to overlap, two opposite, characterized in that both side surfaces of the rollers are respectively supported by the inclined support portion arranged in the locations and to torque Rosurora guide.

A guide rod having a V-shaped groove formed in the longitudinal direction of a ceramic square bar material;
A plurality of ceramic rollers which are held in a cage at predetermined intervals and are alternately arranged at right angles and roll in the V-shaped groove;
In the cage, plate-like first and second block portions that alternately hold a plurality of the rollers are integrally provided by changing their positions in the normal direction, and the first and second blocks The first and second elliptical hole portions for guiding the circumferential surface of the roller are formed in the portion, respectively, and at both ends in the longitudinal direction of the first and second elliptical hole portions, the side surface of the roller is formed. And first and second inclined guide portions that contact and guide the circumferential surface, and the respective inclined surfaces of the first and second inclined guide portions are respectively provided toward the opposite guide rods. characterized in that is a to torque loss roller guide.