(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-22
(45)【発行日】2023-03-30
(54)【発明の名称】リニアレール装置
(51)【国際特許分類】
F16C 29/06 20060101AFI20230323BHJP
【ＦＩ】
F16C29/06
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021182481
(22)【出願日】2021-11-09
(65)【公開番号】P2023017676
(43)【公開日】2023-02-07
【審査請求日】2021-11-09
(31)【優先権主張番号】110127381
(32)【優先日】2021-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】518435873
【氏名又は名称】東佑達自動化科技股▲ふん▼有限公司
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．５５， Ｘｉｎｊｉ ３ｒｄ Ｒｄ．， Ａｎｎａｎ Ｄｉｓｔ．， Ｔａｉｎａｎ Ｃｉｔｙ， ７０９４７ Ｔａｉｗａｎ
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(74)【代理人】
【識別番号】100210251
【弁理士】
【氏名又は名称】大古場 ゆう子
(72)【発明者】
【氏名】曾 坤成
(72)【発明者】
【氏名】蘇 明淇
(72)【発明者】
【氏名】許 恩慈
【審査官】松江川 宗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２２８０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－０３０６１５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０４－１２４３６３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０２－０１１９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－１３９６０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０６３３４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０９５４４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ ２９／００－３１／０６
Ｆ１６Ｈ １９／００－３７／１６，４９／００
Ｂ６５Ｇ ３５／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の軸方向と平行に延伸するリニアレールと、前記軸方向と平行に移動できるように前記リニアレールに取り付けられたスライディング手段と、
前記軸方向と平行に移動できるように前記リニアレールに取り付けられた保持手段と、
前記軸方向と平行する軸線に沿って延伸し、且つ前記軸線を中心に回転可能に前記リニアレールに配置されるスクリューロッドを有する駆動手段と、を備えたリニアレール装置であって、
前記保持手段は、前記スライディング手段の前記軸方向における前後２つの端部側にそれぞれ取り付けられる２つの保持ユニットと、
前記２つの保持ユニットを接続する接続ユニットと、
前記２つの保持ユニットのいずれか１つと前記リニアレールとの間に介在するように、対応する前記保持ユニットに回転可能に取り付けられる補助ローラと、を有し、前記補助ローラは、前記軸方向と平行に移動する前記保持手段の移動に応じて転動するように構成されており、
前記スライディング手段は、
前記保持手段が有する２つの前記保持ユニット間に配置されるスライダ本体部と、
前記スライダ本体部に固定されると共に、前記駆動手段の前記スクリューロッドにより挿通されて該スクリューロッドと螺合する従動ユニットと、
前記スライダ本体部の前記軸方向と平行する方向にある両端部にそれぞれ配置される２つの第１の減衰ブロックと、
を有するように構成されており、
前記保持手段は、２つの前記保持ユニットにそれぞれ配置され、且つ、前記スライダ本体部に配置される前記２つの第１の減衰ブロックにそれぞれ隣接する２つの第２の減衰ブロックを有するように構成されていることを特徴とするリニアレール装置。
【請求項2】
前記保持手段が有する前記接続ユニットは、剛性体であり且つ前記軸方向と平行に延伸する接続ロッドにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載のリニアレール装置。
【請求項3】
前記リニアレールは前記軸方向と平行に延伸する台座部と、該台座部の両側端縁からそれぞれ突起する２つの側壁部と、前記２つの側壁部にそれぞれ配置されて互いに向かい合うように配置され、且つ、剛性体である２つの外レールユニットと、を有するように構成されており、前記保持手段は、前記２つの外レールユニットにそれぞれ対応する少なくとも２つの前記補助ローラを有し、そして該２つの前記補助ローラは、いずれもゴム材料から作成された外周ローラ部を有し、該外周ローラ部で対応する前記外レールユニットに当接することにより、前記保持手段の移動に応じて転動するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアレール装置。
【請求項4】
前記リニアレールの前記軸方向と平行に延伸する１つの端部に、前記スクリューロッドの１つの端部が取り付けられている固定キャップが配置されており、前記駆動手段は、前記スクリューロッドの１つの端部と前記固定キャップとの間に介在し、前記スクリューロッドの該端部を前記固定キャップに回転可能に取り付けるサイドベアリングを更に有することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のリニアレール装置。
【請求項5】
前記スライダ本体部には、前記従動ユニットが収容固定される収容孔と、
前記収容孔の両側において、それぞれ前記軸方向と平行に延伸する２つのボール通過孔と、が形成されている上、
前記スライディング手段は、
該２つのボール通過孔にそれぞれ取り付けられるボールベアリングユニットと、
前記リニアレールが有する前記２つの外レールユニットにそれぞれ向かい合って玉軸受のベアリングボールが通過できる側面通路を対応する前記外レールユニットと共に画成するように配置される２つの内レールユニットと、
前記スライダ本体部の前記軸方向と平行する方向における両端部にある前記ボール通過孔の開口に対応する箇所において、該ボール通過孔に取り付けられる前記ボールベアリングユニットと該ボールベアリングユニットに最も近い前記側面通路とを繋ぐように配置される２つのコーナリングユニットと、
を更に有しており、
前記２つのボール通過孔にそれぞれ取り付けられる２つの前記ボールベアリングユニットと前記２つのコーナリングユニットと２つの前記側面通路とにより、前記スライダ本体部の両側に２つのボール周回ルートが構成されたことを特徴とする請求項３に記載のリニアレール装置。
【請求項6】
前記リニアレールは前記軸方向と平行に延伸する台座部と、該台座部の両側端縁からそれぞれ突起する２つの側壁部と、前記２つの側壁部における少なくとも１つに配置される２つの死点限定パッドと、を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアレール装置。
【請求項7】
前記保持手段が有する２つの前記保持ユニットには、それぞれ前記スクリューロッドにより挿通されてる軸通過孔が形成されており、更に、各前記保持ユニットの前記軸通過孔内には、前記スクリューロッドの前記軸通過孔を挿通する箇所を囲んで保持する玉軸受が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアレール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はリニアレール装置に関し、特に、リンク式リニアレール装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のリニアレール装置として、例えば特許文献１に記載されるものがある。該従来のリニアレール装置は、リニアレールと、該リニアレールに取り付けられるスクリューロッドと、リニアレールの延伸方向に沿って移動可能に取り付けられているメインスライダと、リニアレールの延伸方向に沿って移動可能に取り付けられていると共に、該スライダの移動方向における両端側にそれぞれ配置されている２つの補助スライダと、を備えた上、該２つの補助スライダにはそれぞれ前記メインスライダに接続される連動ストリングと該ストリングの放出される部分の長さを制御することにより、該補助スライダと前記メインスライダとの間の距離を調整するスプールとが取り付けられている。
【0003】
しかし、この構成では、リニアレールと補助スライダとの間に複数の球状体と該複数の球状体が転動する循環通路を配置することで補助スライダのスムーズな移動を確保する必要があり、そしてこの構成では各球状体の寸法を精確にすることが必要なので、製造コストを抑えられない欠点がある。また、連動ストリングとスプールでメインスライダと補助スライダとを繋ぐ作業も難しく、作業員の熟練が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】台湾実用新案登録第Ｍ３４６６９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記問題点に鑑みて、本発明は各部材の寸法の誤差を吸収可能であり、且つ組み立てが簡単なリンク式リニアレール装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の軸方向と平行に延伸するリニアレールと、
前記軸方向と平行に移動できるように前記リニアレールに取り付けられたスライディング手段と、
前記軸方向と平行に移動できるように前記リニアレールに取り付けられた保持手段と、
前記軸方向と平行する軸線に沿って延伸し、且つ前記軸線を中心に回転可能に前記リニアレールに配置されるスクリューロッドを有する駆動手段と、を備えたリニアレール装置であって、
前記保持手段は、前記スライディング手段の前記軸方向における前後２つの端部側にそれぞれ取り付けられる２つの保持ユニットと、
前記２つの保持ユニットを接続する接続ユニットと、
前記２つの保持ユニットのいずれか１つと前記リニアレールとの間に介在するように、対応する前記保持ユニットに回転可能に取り付けられる補助ローラと、を有し、前記補助ローラは、前記軸方向と平行に移動する前記保持手段の移動に応じて転動するように構成されているリニアレール装置を提供する。
前記軸方向と平行に移動できるように前記リニアレールに取り付けられたスライディング手段と、
前記軸方向と平行に移動できるように前記リニアレールに取り付けられた保持手段と、
前記軸方向と平行する軸線に沿って延伸し、且つ前記軸線を中心に回転可能に前記リニアレールに配置されるスクリューロッドを有する駆動手段と、を備えたリニアレール装置であって、
前記保持手段は、前記スライディング手段の前記軸方向における前後２つの端部側にそれぞれ取り付けられる２つの保持ユニットと、
前記２つの保持ユニットを接続する接続ユニットと、
前記２つの保持ユニットのいずれか１つと前記リニアレールとの間に介在するように、対応する前記保持ユニットに回転可能に取り付けられる補助ローラと、を有し、前記補助ローラは、前記軸方向と平行に移動する前記保持手段の移動に応じて転動するように構成されているリニアレール装置を提供する。
【発明の効果】
【0007】
上記のように、本発明は接続ユニットにより接続される２つの保持ユニットとリニアレールとの間に補助ローラを配置する上該補助ローラをリニアレールに当接させて保持手段の移動に応じて転動するよう構成することにより、保持ユニットの移動をスムーズにすることができる上、補助ローラの外周ローラ部をゴム材料で作成することにより各部材の寸法の誤差を吸収することが出来、組み立ても容易である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
【0011】
該リニアレール１０は所定の軸方向Ｘと平行に延伸する台座部１１と、該台座部１１の両側端縁からそれぞれ突起する２つの側壁部１２と、前記２つの側壁部１２にそれぞれ配置されて互いに向かい合うように配置され、且つ、剛性体である２つの外レールユニット１３と、該リニアレール１０の軸方向Ｘと平行に延伸する１つの端部に配置される固定キャップ１４と、該固定キャップ１４に配置されるサイドベアリング１５と、２つの側壁部１２における少なくとも１つに配置される２つの死点限定パッド１６と、固定キャップ１４の底部に配置される底部減衰パッド１４１（図７参照）と、を有するように構成されている。
【0012】
該スライディング手段２０は、２つの側壁部１２により両側から保持されて軸方向Ｘと平行に移動できるようにリニアレール１０に取り付けられたものである。そして該スライディング手段２０は、スライダ本体部２１と、該スライダ本体部２１に固定される従動ユニット２２と、該スライダ本体部２１の軸方向Ｘと平行する方向にある両端部にそれぞれ配置される２つの第１の減衰ブロック２３と、を有するように構成されている。
【0013】
該スライダ本体部２１には、従動ユニット２２が収容固定される収容孔２１１と、収容孔２１１の両側において、それぞれ軸方向Ｘと平行に延伸する２つのボール通過孔２１２と、軸方向Ｘに略直交する横方向Ｙに沿って収容孔２１１からそれぞれ延伸する２つの貫通孔２１３と、該２つのボール通過孔２１２にそれぞれ取り付けられるボールベアリングユニット２１４と、リニアレール１０が有する前記２つの外レールユニット１３にそれぞれ向かい合って玉軸受のベアリングボール２１７が通過できる側面通路を対応する外レールユニット１３と共に画成するように配置される２つの内レールユニット２１６と、スライダ本体部２１の軸方向Ｘと平行する方向における両端部にあるボール通過孔２１２の開口に対応する箇所において、該ボール通過孔２１２に取り付けられるボールベアリングユニット２１４と該ボールベアリングユニット２１４に最も近い側面通路とを繋ぐように配置される２つのコーナリングユニット２１５と、を有するように構成されている。そして２つのボールベアリングユニット２１４と２つのコーナリングユニット２１５と２つの前記側面通路とにより、スライダ本体部２１の両側に２つのボール周回ルートが構成され、複数のベアリングボール２１７はスライディング手段２０のリニアレール１０に対する軸方向Ｘと平行する方向における移動に応じて、この２つのボール周回ルート内を転動して周回する構成になっている。
【0014】
図５、図６及び図９に示されるように、保持手段３０は、スライディング手段２０の軸方向Ｘにおける前後２つの端部側にそれぞれ取り付けられる２つの保持ユニット３１と、２つの保持ユニット３１を接続する２本の接続ユニット３２１と、保持ユニット３１とリニアレール１０との間に介在するように、対応する保持ユニット３１に回転可能に取り付けられる補助ローラ３３２と、各保持ユニット３１内に嵌めこまれている玉軸受３４と、各玉軸受３４の内側に嵌めこまれて固定されているオイルベアリング３５と、スライダ本体部２１に配置される各第１の減衰ブロック２３にそれぞれ隣接する２つの第２の減衰ブロック３６と、を有するように構成されている。
【0015】
即ち、保持手段３０が有する２つの保持ユニット３１には、それぞれスクリューロッド４２により挿通されてる軸通過孔が形成されている上、各保持ユニット３１の前記軸通過孔内には、スクリューロッド４２の前記軸通過孔が挿通する箇所を囲んで保持する玉軸受３４が配置され、そして各玉軸受３４とスクリューロッド４２との間には、更にオイルベアリング３５が介在する構成になっている。
【0016】
また、補助ローラ３３２は、軸方向Ｘと平行に移動する保持手段３０の移動に応じて転動するように構成されている。
【0017】
この２つの保持ユニット３１は、スライディング手段２０の軸方向Ｘにおける前後２つの端部側にそれぞれ位置するようにリニアレール１０に取り付けられており、図８、図１０、及び図１１に示されるように、この２つの保持ユニット３１を接続する２本の接続ユニット３２１は、剛性体であり且つ軸方向Ｘと平行に延伸する接続ロッドにより構成されるので、この２つの保持ユニット３１の間の距離を一定に保つことができる（図９参照）。
【0018】
また、各補助ローラ３３２はいずれも保持ユニット３１に固定されている対応の軸棒３３１（図９参照）に回転自在に取り付けられていると共に、いずれもゴム材料から作成された外周ローラ部３３３を有し、該外周ローラ部３３３で対応する外レールユニット１３に当接することにより、保持手段３０の移動に応じて転動するように構成されている。
【0019】
図５と図７に示されるように、駆動手段４０は、リニアレール１０に配置されるモータ４１と、軸方向Ｘと平行する軸線Ｌに沿って延伸し、且つ、モータ４１により駆動されて軸線Ｌを中心に回転可能にリニアレール１０に配置されるスクリューロッド４２と、モータ４１が保持されるモータ保持台４３と、モータ保持台４３の底部に配置されるモータ減衰パッド４１４と、を有するように構成されている。
【0020】
スクリューロッド４２は従動ユニット２２に螺合すると共に、モータ４１に接続される第１の端部４２１と、第１の端部４２１の反対側において、サイドベアリング１５を介して該サイドベアリング１５が配置される固定キャップ１４に接続される第２の端部４２２と、ゴム材料により作成されると共に、サイドベアリング１５内に位置するように第２の端部４２２に取り付けられる端部カバー４２３と、を有している。更に、オイルベアリング３５は摺動可能にスクリューロッド４２外に取り付けられ、ゴム材料により作成された端部カバー４２３はサイドベアリング１５と第２の端部４２２との間に取り付けられている。
【0021】
バリアー５０は側壁部１２の上方を覆うように配置されると共に、モータ保持台４３と固定キャップ１４との間に固定されるカバースリーブ５１と、各カバースリーブ５１の間に挟まれて固定される鋼シート５２と、を有している。
【0022】
この構成により、図１、図４、図７及び図１１に示されるように、本発明のリニアレール装置は、駆動手段４０のモータ４１がスクリューロッド４２を回転駆動すると、スクリューロッド４２のリニアレール１０に対する回転により、リニアレール１０に取り付けられるスライディング手段２０全体を軸方向Ｘと平行する方向に移動させると共に、各保持ユニット３１をも同時に駆動することができる。例えば、スライディング手段２０全体がモータ保持台４３が配置される側、即ち図４における左側へ移動すると、スライディング手段２０は該スライディング手段２０の左側にある保持ユニット３１を押し動かして同時にモータ保持台４３側へ移動させると共に、２つの保持ユニット３１を接続する２本の接続ユニット３２１により右側にある保持ユニット３１をもモータ保持台４３側へ引っ張って移動させることができる。
【0023】
これと同じように、スライディング手段２０全体が固定キャップ１４側、即ち図４における右側へ移動すると、スライディング手段２０は該スライディング手段２０の右側にある保持ユニット３１を押し動かして同時に固定キャップ１４側へ移動させると共に、２つの保持ユニット３１を接続する２本の接続ユニット３２１により左側にある保持ユニット３１をも固定キャップ１４側へ引っ張って移動させることができる。
【0024】
これらの保持ユニット３１がリニアレール１０に対して移動する際、補助ローラ３３２は対応する外レールユニット１３に当接しながら転動し、保持ユニット３１をスムーズに移動させることができる。
【0025】
本発明のリニアレール装置全体が長く形成されると、スクリューロッド４２の長さも増えるようになり、スクリューロッド４２自身の重量も増えるのでその中心部が垂れてしまう可能性が生じるが、保持手段３０が有する各保持ユニット３１は該スクリューロッド４２をサポートすることができるので、スクリューロッド４２が自重により垂れてしまう状況を回避し、リニアレール装置全体の使用寿命を延ばすことができる。
【0026】
また、本発明のリニアレール装置は、以下の効果が得られる。
【0027】
まず、各保持ユニット３１の各外レールユニット１３との接触をローラー方式に変更することにより、ゴム材料から作成された外周ローラ部３３３が有する変更可能な特性を利用し、各部材の寸法の誤差を吸収することが出来る上、ベアリングボールが外レールユニット１３に接触することにより引き起こされる騒音の問題を解決できる。
【0028】
また、２つの保持ユニット３１は２本の接続ユニット３２１により接続されて連動する構成になるので、各部材の接続は単純で組み立ても容易である。
【0029】
また、スクリューロッド４２の第２の端部４２２は研磨加工をする必要がなく、該第２の端部４２２をゴム材料の端部カバー４２３で覆うだけで済むので、該スクリューロッド４２の加工による誤差を無視することが出来る。
【0030】
また、該リニアレール１０の両端にある２つの死点限定パッド１６を利用することで、該スライディング手段２０が移動する死点を制限することができ、該スライディング手段２０が移動する死点に到達するとこれを制限することができる。更に、該スライダ本体部２１がいずれかの保持ユニット３１にある第２の減衰ブロック３６にぶつかって跳ね返されるので、固定キャップ１４の底部に底部減衰パッド１４１を配置することで、各保持ユニット３１がモータ保持台４３もしくは固定キャップ１４に直接に接触することを防止するセーフガード効果を発揮することができる。
【0031】
また、スクリューロッド４２は細長い形状に形成されているので、本来、ストロークが長い時は回転数を下げる必要があるが、本発明は２つの保持ユニット３１を用いる設計により、該スライディング手段２０が移動する際、各保持ユニット３１がスクリューロッド４２を保持する効果を利用して該スクリューロッド４２の偏心揺動を防止し、ストロークが長い時であっても高い回転数を維持することができる。
【0032】
更に、２つの保持ユニット３１は２本の接続ユニット３２１により一体に接続されるため２つの保持ユニット３１の間の距離は一定であり、ストリングによる接続より組み立てはだいぶ簡単になっている上、２本の接続ユニット３２１が２つの保持ユニット３１の間の距離を一定に保つので、スライダ本体部２１がぶつかる形で各保持ユニット３１を動かし、スクリューロッド４２を保持する２つの保持ユニット３１が両者の間の距離を一定に維持しながらスクリューロッド４２の偏心揺動を防止し、ストロークが長い時であっても高い回転数を維持することができる。
【0033】
なお、各玉軸受３４を各オイルベアリング３５をキャスト成型により一体に作成することにより、組み立てを更に単純化することも可能である。
【0034】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。
【産業上の利用可能性】
【0035】
上記のように、本発明は各部材の寸法の誤差を吸収可能であり、且つ組み立てが簡単なリンク式リニアレール装置を提供することができる。
【符号の説明】
【0036】
１０ リニアレール
１１ 台座部
１２ 側壁部
１３ 外レールユニット
１４ 固定キャップ
１４１ 底部減衰パッド
１５ サイドベアリング
１６ 死点限定パッド
２０ スライディング手段
２１ スライダ本体部
２１１ 収容孔
２１２ ボール通過孔
２１３ 貫通孔
２１４ ボールベアリングユニット
２１５ コーナリングユニット
２１６ 内レールユニット
２１７ ベアリングボール
２２ 従動ユニット
２３ 第１の減衰ブロック
３０ 保持手段
３１ 保持ユニット
３２１ 接続ユニット
３３１ 軸棒
３３２ 補助ローラ
３４ 玉軸受
３５ オイルベアリング
３６ 第２の減衰ブロック
４０ 駆動手段
４１ モータ
４１４ モータ減衰パッド
４２ スクリューロッド
４２１ 第１の端部
４２２ 第２の端部
４２３ 端部カバー
４３ モータ保持台
５０ バリアー
５１ カバースリーブ
５２ 鋼シート
Ｌ 軸線
Ｘ 軸方向
Ｙ 横方向
１１ 台座部
１２ 側壁部
１３ 外レールユニット
１４ 固定キャップ
１４１ 底部減衰パッド
１５ サイドベアリング
１６ 死点限定パッド
２０ スライディング手段
２１ スライダ本体部
２１１ 収容孔
２１２ ボール通過孔
２１３ 貫通孔
２１４ ボールベアリングユニット
２１５ コーナリングユニット
２１６ 内レールユニット
２１７ ベアリングボール
２２ 従動ユニット
２３ 第１の減衰ブロック
３０ 保持手段
３１ 保持ユニット
３２１ 接続ユニット
３３１ 軸棒
３３２ 補助ローラ
３４ 玉軸受
３５ オイルベアリング
３６ 第２の減衰ブロック
４０ 駆動手段
４１ モータ
４１４ モータ減衰パッド
４２ スクリューロッド
４２１ 第１の端部
４２２ 第２の端部
４２３ 端部カバー
４３ モータ保持台
５０ バリアー
５１ カバースリーブ
５２ 鋼シート
Ｌ 軸線
Ｘ 軸方向
Ｙ 横方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
