JP2010078108A - 運動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
方向転換路に進入する際の転動体が有する力に抗して、方向転換路と負荷通路及び戻り通路との連結部にずれが発生することを確実に防止することが可能であり、もって無限循環路内における転動体の転走運動を円滑化することが可能な運動案内装置を提供する。
【解決手段】
多数の転動体と、前記転動体の転走面を有する軌道レールと、前記転動体を介して前記軌道レールに組み付けられる移動ブロックとを備え、この移動ブロックは、前記軌道レールの転走面に対向して転動体の負荷通路を構成する負荷転走面及び転動体の戻り通路を有するブロック本体と、前記負荷通路及び戻り通路を連結して転動体の無限循環路を構成する方向転換路を有する方向転換部材とからなり、前記ブロック本体は、前記方向転換部材を収容する収容部と、前記ブロック本体と一体に形成されて前記収容部を介して前記戻り通路の端部と対向するブロック壁部とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運動案内装置に関するものである。

工作機械のワークテーブルや各種搬送装置の直線案内部、曲線案内部では、テーブル等の搬送対象物を搭載した移動ブロックが軌道レールに沿って連続的に移動する運動案内装置を多用している。この種の運動案内装置では、前記軌道レールと前記移動ブロックとが多数の転動体を介して組み付けられており、転動体が移動ブロックと軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転走することにより、移動ブロックに搭載した搬送対象物を軌道レールに沿って容易に運動させることが可能となっている。また、移動ブロックには転動体の無限循環路が具備されており、転動体をこの無限循環路内で循環させることにより、前記移動ブロックが軌道レールに沿ってストロークに制限なく移動することが可能となっている。

前記軌道レールには転動体の転走面が長手方向に沿って形成されている。一方、前記移動ブロックはブロック本体及び一対の蓋体から構成され、前記ブロック本体には前記軌道レールの転走面と対向して転動体の負荷通路を構成する負荷転走面と、この負荷転走面に対応する転動体の戻り通路が設けられている。さらに、前記蓋体を前記ブロック本体の前後両端面に固定することで、前記負荷通路と戻り通路とが連結され、前記移動ブロックに略Ｕ字状の前記転動体の方向転換路が設けられるようになっている。

他の運動案内装置としては、特開平１０−４７３４４号公報に開示されるものが知られている。この運動案内装置では、前記蓋体に相当するエンドプレート部がインサート成形によって移動部材本体と一体に成形されると共に、転動体の方向転換路に対応する部位には前記方向転換路の内周案内部に対応する凹部が形成される。この凹部に前記方向転換路の外周案内部を有するデフレクタを嵌合し、かかるデフレクタをシール部材により押さえることで、前記転動体の方向転換路が構成される。この構造により、エンドプレート部の方向転換路と移動部材の負荷通路及び戻り通路との正確な位置合せの確保を図っている。
特開平１０−４７３４４号公報

特開平１０−４７３４４号公報に開示される運動案内装置は、転動体の無限循環路内を循環する転動体の転走運動を円滑にすることが可能であるが、前記デフレクタが転動体の転走方向と同一の方向からエンドプレート部に装着されるので、前記デフレクタに対して転動体による力の大部分が作用し、この力を受けた当該デフレクタ自体が振動することになる。更に、前記デフレクタを押さえるシール部材がねじ等の固着具によって、前記エンドプレート部に対して部分的に固定されている。このため、前記デフレクタが転動体によって押圧されると、エンドプレート部自体の変形、振動等が生じてしまい、前記デフレクタの固定位置が本来の固定位置よりずれてしまう可能性がある。これらに起因して、蓋体の方向転換路とブロック本体の負荷通路及び戻り通路との連結部にずれが生じるおそれがあった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、前記方向転換路に進入する際の転動体が有する力に抗して、方向転換路とブロック本体の負荷通路及び戻り通路との連結部にずれが発生することを確実に防止することが可能であり、もって無限循環路内における転動体の転走運動を円滑化することが可能な運動案内装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の運動案内装置は、多数の転動体と、長手方向に沿って前記転動体の転走面を有する軌道レールと、前記転動体を介して前記軌道レールに組み付けられる移動ブロックとを備えている。

前記移動ブロックは、前記軌道レールに対向して転動体の負荷通路を構成する負荷転走面を有すると共に、前記負荷通路に対応する転動体の戻り通路を有するブロック本体と、前記負荷通路及び戻り通路を連結して前記転動体の無限循環路を構成する方向転換路を有する方向転換部材とを含んでいる。そして、前記ブロック本体は、前記戻り通路の両端が開放されると共に、少なくとも前記軌道レールに向けて開放されて前記方向転換部材を収容する一対の収容部と、前記ブロック本体と一体に形成されて、前記収容部の一部をなす共に、かかる収容部を介して前記戻り通路の端部と対向するブロック壁部とを有する。

また、前記ブロック壁部は、前記収容部に対する前記方向転換部材の位置決め部を有する。

更に、前記ブロック壁部は、前記収容部を介して戻し通路の端部に対向する位置に係止孔を有する一方、前記方向転換部材は、前記収容部に収容された状態でかかる係止孔に係止する突起部を有する。

また更に、前記方向転換部材は、前記方向転換路の外周案内溝を有する第一構成片と、内周案内溝を有する第二構成片とを組み合わせてなる。

以上のように構成された本発明によれば、前記ブロック壁部が一部をなす前記収容部に前記方向転換部材を収容した構成とすることで、前記方向転換部材の方向転換路とブロック本体の負荷通路及び戻り通路との連結部にずれが発生することを確実に防止することが可能である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の運動案内装置の実施例を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明を適用した運動案内装置の一実施形態を示すものである。この運動案内装置は、直線状に形成された長尺な軌道レール１と、多数のボール３を介して前記軌道レール１に組み付けられた移動ブロック２とからなり、前記移動ブロック２が軌道レール１に跨るようにして当該軌道レール１上を自在に往復運動するように構成されている。

前記軌道レール１の両側面には長手方向に沿って前記ボール３の転走面１１が形成されており、この転走面１１はボール３の球面の曲率よりも僅かに大きな曲率半径で断面円弧状に形成されている。また、前記軌道レール１には長手方向に所定の間隔をおいて複数のボルト取付け孔が孔開けされており、かかるボルト取付け孔を利用して軌道レール１を各種機械装置のベッドやコラム等の固定部に取り付け可能となっている。

一方、前記移動ブロック２は前記軌道レール１の一部を収容する案内溝を有して、軌道レール１に対して跨るようにして配置されている。この移動ブロック２は、搬送対象物の取付け面２１が形成された水平部２ａ及びこの水平部２ａと直交する一対のスカート部２ｂを有して断面略チャネル状に形成されている。前記水平部２ａには前記取付け面２１及び当該搬送対象物の固定ボルトが螺合するタップ孔１２が形成される一方、各スカート部２ｂの内側には前記ボール３の負荷転走面２２がそれぞれ形成されている。前記軌道レール１の転走面１１と前記移動ブロック２の負荷転走面２２は互いに対向し、ボール３が移動ブロック２と軌道レール１との間で荷重を負荷しながら転走する負荷通路２３を構成する。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。前記移動ブロック２には、前記ボール３が循環する無限循環路が具備されている。前記無限循環路は、前記負荷通路２３と、この負荷通路２３に対応して前記スカート部２ｂに孔開けされるボール３の戻り通路２４と、方向転換路２５とから構成される。前記負荷通路２３内を転走し終えたボール３は、前記方向転換路２５に進入し、当該方向転換路２５内でその転走方向が逆方向に転換する。その後、前記戻り通路２４内を負荷通路２３内とは逆方向に転走する。

また、前記移動ブロック２は、前記負荷通路２３及び戻り通路２４を有するブロック本体４と、前記方向転換路２５を有する方向転換部材５とから構成されている。前記方向転換部材５をブロック本体４に装着すると、前記無限循環路が完成する。

図４は、前記ブロック本体４を示す斜視図である。前記ブロック本体４は、前記方向転換部材５を収容する一対の収容部４１と、当該ブロック本体４と一体に形成されたブロック壁部４２とを有する。前記収容部４１は、前記ブロック本体４の四隅に当該ブロック本体４の端面から離間した位置に形成され、前記無限循環路の方向転換路２５に対応している。また、ブロック本体４には前述したボール３の戻り通路２４が孔開け加工により設けられており、この戻り通路２４の端部が前記収容部４１に向けて開放されている。更に、前記収容部４１は前記負荷通路２３を転走し終えたボール３を前記方向転換路２５に容易に掬い上げるために、前記軌道レール１に向けて開放されている。前記収容部４１は少なくとも軌道レール１に向けて開放されていれば差し支えないが、この実施形態では、前記方向転換部材５の装着を容易にするために、前記ブロック本体４のスカート部２ｂの外側面に向けても開放されている。

一方、前記ブロック壁部４２は、前記収容部４１の一部をなすと共に、前記収容部４１より前記ブロック本体４の長手方向外側に形成されている。このブロック壁部４２は、前記負荷通路２３あるいは戻り通路２４を転走するボール３の転走方向を遮るように配置される。このため、前記戻り通路２４の孔開け加工に伴って、ブロック壁部４２には前記戻り通路２４の端部に対向した位置に位置決め部、例えば係止孔４３が孔開けされる。また、ブロック壁部４２には前記ブロック本体４の負荷転走面２２の研削加工に伴って、切欠き部４４が形成される。これによれば、前記位置決め部を形成する工程を簡略化できる。

図５乃至７は、前記方向転換部材５の構成片を示す斜視図である。前記方向転換部材５は、第一構成片５１と第二構成片５２とから構成される。第一構成片５１は、前記方向転換路２５の外周案内溝５３と、前記外周案内溝５３の上下に半円状に形成された一対の凹溝５４を有する。一方、第二構成片５２は、前記方向転換路２５の内周案内溝５５と、前記凹溝５４に対応する一対の凸部５６を有する。前記第二構成片５２の凸部５６が前記第一構成片５１の凹溝５４に嵌合すると、前記外周案内溝５３と前記内周案内溝５５の間にボール３の直径よりも僅かに大きな内径の前記方向転換路２５が完成するようになっている。また、前記第一構成片５１と第二構成片５２は、使用環境に応じて異なる材料で成形しても良い。例えば、移動ブロック２を軌道レール１に対して高速で運動させた場合には、外周案内溝５３を有する第一構成片５１の材料を、第二構成片５２よりも曲げ弾性率の小さいものとする。なお、無限循環路内を転走するボール３の径が小さい場合には、前記方向転換路２５の旋回半径も小さくなるため、前記第二構成片５２を省略しても差し支えない。また、前記第一構成片５１の外周案内溝５３の背面側には、前記ブロック壁部４２の係止孔４３に係止する突起部５７及び前記ブロック壁部４２の切欠き部４４に係止する突出部５８が形成されている。

図８は、前記方向転換部材５と前記ブロック本体４との装着方法を示す斜視図である。前記方向転換部材５は前記ブロック本体４の収容部４１に向けて、圧入、接着等により装着される。前記方向転換部材５を収容部４１に装着すると、方向転換部材５の方向転換路２５が負荷通路２３と戻り通路２４との間を連結し、前記ボール３の無限循環路が完成する。前記方向転換部材５が前記収容部４１に収容された状態では、前記方向転換部材５が前記軌道レール１の転走面１１と前記移動ブロック２の負荷転走面２２が対向する隙間を二分する面、すなわち前記方向転換路２５の外周案内溝５３の端部が前記負荷通路２３内を転走するボールの中心よりも前記軌道レール１側に突出した状態となる。この状態では、前記外周案内溝５３の端部が前記負荷通路２３を転走し終えて荷重から開放されたボール３の掬い上げ部として機能する。このため、前記外周案内溝５３の端部が前記ボール３の前記方向転換路２５への進入を助長し、無限循環路内におけるボールの循環を円滑化することが可能である。

また、前記方向転換部材５が前記収容部４１に収容された状態では、前記ブロック壁部４２の係止孔４３に前記第一構成片５１の突起部５７が、前記切欠き部４４に前記突出部５８がそれぞれ係止し、二点で位置決めされる。この構成によれば、前記ブロック壁部４２が前記方向転換部材５をボール３の転走方向に対して確実に位置決めすることが可能となる。更に、前述したように前記ブロック壁部４２の係止孔４３及び切欠き部４４が加工に伴って形成されることから、前記ブロック本体４側には前記方向転換部材５を収容するための位置決め基準を設ける必要がない。このため、前記ブロック本体４の加工工数を軽減することが可能となる。

そして、以上のように構成された本願の運動案内装置によれば、前記ブロック壁部４２が前記方向転換部材５をボール３の転走方向から保持しており、ボール３が方向転換路５５に進入する際に方向転換部材５に例えば、衝突する力は、ブロック壁部４２に作用する。また、前記ブロック壁部４２は、ブロック本体４と一体に形成されているため、前記負荷通路２３及び戻し通路２４を転走し終えて荷重から開放されたボール３が方向転換部材５に対して及ぼす力に抗する十分な固定力を有する。このため、前記方向転換部材５がボール３によって押圧されたとしても、前記方向転換部材５の方向転換路５５と移動ブロック２の負荷通路２３及び戻り通路２４との連結部にずれが発生することを確実に防止することが可能である。

また、前記負荷通路２３及び戻し通路２４を転走し終えて荷重から開放されたボール３が方向転換部材５に対して例えば、衝突する力を考慮すると、前記方向転換部材５の成形材料は、使い用途に対して選択可能となる。そこで、移動ブロック２を軌道レール１に対して高速で運動させた場合では、無限循環路内を循環するボール３の転走速度が高まるので、ボール３が方向転換部材５に対して衝突する力が大きくなる。この場合、方向転換部材５の成形材料を曲げ弾性率の低い材料とすることで、ボール３が方向転換部材５に対して衝突する力を緩和することが可能になる。その材料の一例として、エラストマーやゴム等の材料がある。

これに対し、移動ブロック２を軌道レール１に対して低速で運動させた場合では、ボール３が方向転換部材５に対して衝突する力が小さくなる。そのため、前記方向転換部材５の成形材料としては、ボール３の転走抵抗が小さく及び耐磨耗性の高い材料であることが要求される。そのような材料は曲げ弾性率の高い材料であり、一例として、樹脂に短繊維を混ぜた複合部材等の材料がある。この観点から、使い用途によっては、必ずしも前記方向転換部材５と前記ブロック本体４とを異なる材料で成形する必要はなく、同一の材料で成形しても良い。

また、説明してきた実施形態では、軌道レールの両側面にボールの転走面が１条ずつ形成されていたが、これよりも多数のボールの転走面を有する運動案内装置であっても、本発明を適用することが可能である。

更に、本発明の運動案内装置は、軌道レールが直線状に形成された直線案内装置、軌道レールが所定曲率で円弧状に形成された曲線案内装置を含む概念である。また、軌道レールは直線状又は円弧状のいずれかである必要はなく、これらが複合したものであっても差し支えない。加えて、前記転動体としては、ボール又はローラのいずれであっても適用することが可能である。

また更に、前記方向転換部材５は、前記軌道レール１の転走面１１と前記ブロック本体４の負荷転走面２２が対向する隙間を二分する面よりも前記軌道レール１側に突出した状態で前記収容部４１に収容されているが、突出した部分を前記移動ブロック２で覆っても良い。

本発明を適用した運動案内装置の第一の実施形態を示す斜視図である。 実施形態に係る運動案内装置の正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 ブロック本体４を示す斜視図である。 方向転換部材の第一構成片の正面側の斜視図である。 方向転換部材の第一構成片の背面側の斜視図である。 方向転換部材の第二構成片の正面側の斜視図である。 方向転換部材とブロック本体との装着方法を示す斜視図である。

符号の説明

1…軌道レール、2…移動ブロック、3…転動体、4…ブロック本体、5…方向転換部材、11…転走面、23…負荷通路、24…戻り通路、25…方向転換路、41…収容部、42…ブロック壁部

Claims (4)

1. 多数の転動体と、長手方向に沿って前記転動体の転走面を有する軌道レールと、前記転動体を介して前記軌道レールに組み付けられる移動ブロックとを備え、
   前記移動ブロックは、前記軌道レールの転動体の転走面に対向して転動体の負荷通路を構成する負荷転走面を有すると共に、前記負荷通路に平行する転動体の戻り通路を有するブロック本体と、前記負荷通路及び戻り通路を連結して前記転動体の無限循環路を構成する方向転換路を有する方向転換部材とを含み、
   前記ブロック本体は、前記戻り通路の両端が開放されると共に、少なくとも前記軌道レールに向けて開放されて前記方向転換部材を収容する一対の収容部と、前記ブロック本体と一体に形成されて前記収容部の一部をなすと共に、かかる収容部を介して前記戻り通路の端部と対向するブロック壁部とを有することを特徴とする運動案内装置。
2. 前記ブロック壁部は、前記収容部に対する前記方向転換部材の位置決め部を有することを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
3. 前記ブロック壁部は、前記収容部を介して戻し通路の端部に対向する位置に係止孔を有する一方、前記方向転換部材は、前記収容部に収容された状態でかかる係止孔に係止する突起部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の運動案内装置。
4. 前記方向転換部材は、前記方向転換路の外周案内溝を有する第一構成片と、内周案内溝を有する第二構成片とを組み合わせてなることを特徴とする請求項１乃至3のいずれかに記載の運動案内装置。

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