JP2007232000A - 運動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲線状のセグメントレールをつなぎ合わせた運動案内装置において、フレーキング現象が発生するのを防止できる運動案内装置を提供する。
【解決手段】一対のセグメントレール３ｃのつなぎ目１３に、つなぎ目１３を挟んだ一対のセグメントレール３ｃの端部の側面が突き当てられる突き当てピン１５と、一対のセグメントレール３ｃの端部の反対側の側面を、突き当てピン１５部に向かって押す一対の位置調整ねじ１６とで構成される位置ずれ防止機構１４を設ける。一対の位置調整ねじ１６それぞれは、セグメントレール３ｃをベース面に取付けるためのボルト挿入穴６よりもつなぎ目側のセグメントレール３ｃを押す。位置ずれ防止機構１４は、移動ブロック８がつなぎ目１３を移動したとき、一対のセグメントレール３ｃの端部がずれるのを防止する。それゆえ、つなぎ目１３を移動ブロック８が通過することが原因で発生するフレーキング現象を緩和できる。
【選択図】図８

Description

本発明は、工作機械、工業用ロボット、あるいは部品搬送システム等のスライド部に用いられ、テーブル等の案内対象が運動するのを案内する運動案内装置に関する。

出願人は、直線部と曲線部を有する軌道レール上を一種類の移動ブロックで連続走行を可能にした運動案内装置を開発している（特許文献１参照）。この運動案内装置の軌道レールは、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール、又は曲線状に伸びるセグメントレールと直線状に伸びるセグメントレールとをつなぎ合わせて構成される。セグメントレールの側面には、ボールが転がり運動する際の軌道になるボール転走溝が形成される。移動ブロックに配列・収容した複数のボールがセグメントレールの側面のボール転走溝を転がる。この運動案内装置では、一種類の移動ブロックが、直線状のセグメントレールから曲線状のセグメントレールへ、又はこれとは逆に曲線状のセグメントレールから直線状のセグメントレールへ連続走行する。軌道レールが直線部と曲線部を組み合わせて構成されるので、案内対象の移動軌跡の自由度が増すという利点がある。

しかし、実際に移動ブロックに案内対象を取り付け、移動ブロックを走行させたところ、直線状のセグメントレールと曲線状のセグメントレールのつなぎ目、又は曲線状のセグメントレール同士のつなぎ目の部分でセグメントレールのボール転走溝が剥がれる、所謂フレーキング現象が計算上の予測値よりも早期に発生する場合があることがわかった。

この問題を解決するために、出願人は、セグメントレールの端部のボール転走溝を削り取ってクラウニング面を形成し、もってボール転走溝にかかる負荷を低減した運動案内装置を提案した（特許文献２参照）。この改良した運動案内装置によれば、移動ブロックがつなぎ目を通過するときにボールからボール転走溝に加わる荷重を低減することができるので、フレーキング現象を緩和できる。しかし、クラウニング面を精度よく加工するのに手間がかかるので、運動案内装置のコストアップを招いてしまう。
特開２０００−３４６０６５号公報 特開２００４−１８３６８３号公報

フレーキング現象が発生する原因には以下の二つが考えられる。一つ目は、軌道レールをベース面に取り付けた初期の段階での位置ずれである。セグメントレールの曲線状のつなぎ目部分を真円に加工するのは極めて困難である。そのうえ、直線状のセグメントレールであれば基準を決めて精度よくベース面に取り付けることができるが、曲線状のセグメントレールだと基準を定め難く、ベース面への取り付けが困難になる。これらが原因で初期の段階で一対のセグメントレールのつなぎ目に僅かな段差が生ずる。段差をボールが通過したときにボール転走溝に部分的に過負荷がかかり、ボール転走溝が破損する。

二つ目は、初期の段階での位置ずれではなく、つなぎ目を移動ブロックが通過するときに発生する位置ずれである。たとえ初期の段階で位置ずれが生じないとしても、つなぎ目を移動ブロックが通過するときに、ボールの負荷バランスが不均衡になるため位置ずれが発生する。図１は、この現象を説明するためのものであり、曲線状の一対のセグメントレールのつなぎ目を移動ブロックが移動するときの状態を示す。

図１（Ａ）に示されるように、移動ブロック１が曲線状の一方のセグメントレール（レール１）を移動中は、レール１の外周側で一箇所(2)、内周側で二箇所(1)(3)の代表的な三箇所のボールが負荷荷重を受ける。このとき、三箇所のボール(1)(2)(3)でセグメントレールを挟み込んでいるから、レール１にかかる負荷バランスがとれている。

図１（Ｂ）に示されるように、移動ブロック１がさらに進行し、一方のセグメントレール（レール１）から他方のセグメントレール（レール２）に移るとき、負荷を受けた三箇所目のボール(3)がつなぎ目を跨いで最初にレール２に進入する。このとき、レール２に何も押さえがないと、レール２の端部が外周側にずれる。そして、レール１とレール２のつなぎ目に段差が発生する。

図１（Ｃ）に示されるように、移動ブロック１がさらに進行すると、ボール(2)がつなぎ目に生じた段差に衝突する。これが原因でレール１，２の外周側のボール転走溝に早期にフレーキング現象が発生する。

本発明は、上記に記載のフレーキング現象が発生する原因に着目したもので、その目的は、フレーキング現象が発生するのを根本的に防止できる運動案内装置を提供することにある。

以下、本発明について説明する。本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、両側面に転動体転走面(4)を有すると共に、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール(3c)、又は曲線状に伸びるセグメントレール(3c)と直線状に伸びるセグメントレール(3a,3b)とをつなぎ合わせて構成される軌道レール(7)と、前記軌道レール(7)の両側面の前記転動体転走面(4)に対向し、直線状に伸びる負荷転動体転走面(9a)を含む転動体循環経路を有し、前記軌道レール(7)に沿って移動する移動ブロック(8)と、前記移動ブロック(8)の前記転動体循環経路に配列される複数の転動体(5)と、を備え、曲線状の前記セグメントレール(3c)の外周側では、前記移動ブロック(8)の前記負荷転動体転走面(9a)の中央部にある前記転動体(5a)が前記セグメントレール(3c)の前記転動体転走面(4)に接触し、曲線状の前記セグメントレール(3c)の内周側では、前記移動ブロック(8)の前記負荷転動体転走面(9a)の両端部にある前記転動体(5b,5c)が前記セグメントレール(3c)の前記転動体転走面(4)に接触する運動案内装置において、一対のセグメントレール(3c)のつなぎ目(13)に、前記移動ブロック(8)が前記つなぎ目(13)を通過したとき、一方のセグメントレール(3c)の端部が他方のセグメントレール(3c)の端部に対してずれるのを防止する位置ずれ防止手段(14,19,21)を設けることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の運動案内装置において、前記位置ずれ防止手段は、前記軌道レール(7)が取付けられるベース面に固定され、前記つなぎ目(13)を挟んだ前記一対のセグメントレール(3c)の端部の側面が突き当てられる突き当て部(15)と、前記一対のセグメントレール(3c)の端部の前記側面とは反対側の側面を、前記突き当て部(15)に向かって押す一対の位置調整ねじ(16)と、を有する位置ずれ防止機構(14)からなり、前記一対の位置調整ねじ(16)それぞれは、前記セグメントレール(3c)を前記ベース面に取付けるためのボルト挿入穴(6)よりも前記つなぎ目(13)側の前記セグメントレール(3c)を押すことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の運動案内装置において、前記突き当て部(15)は、曲線状の前記セグメントレール(3c)の内周側に配置され、前記一対のセグメントレール(3c)の端部それぞれに対応して配置される一対の突き当てピン(15)からなり、前記位置調整ねじ(16)は、曲線状の前記セグメントレール(3c)の外周側に配置され、且つ、前記セグメントレール(3c)の端部が曲線状の前記セグメントレール(3c)の内周側に変形できるように、前記突き当てピン(15)よりも前記つなぎ目(13)側に配置されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の運動案内装置において、前記突き当て部(15)は、曲線状の前記セグメントレール(3c)の外周側に配置され、前記一対のセグメントレール(3c)の端部それぞれに対応して配置される一対の突き当てピン(15)からなり、前記位置調整ねじ(16)は、曲線状の前記セグメントレール(3c)の内周側に配置され、且つ、前記セグメントレール(3c)の端部が曲線状の前記セグメントレール(3c)の内周側に変形できるように、前記突き当てピン(15)よりも前記セグメントレール(3c)の内方に配置されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の運動案内装置において、前記位置ずれ防止手段は、前記一対のセグメントレール(3c)の中心線に対して傾斜させた前記一対のセグメントレール(3c)の端面(19)を有し、前記移動ブロック(8)が前記一対のセグメントレール(3c)の前記つなぎ目を通過したときに、前記一方のセグメントレール(3c)の端部に加わる力を、互いに接触する前記一対のセグメントレール(3c)の端面(19)を介して、前記他方のセグメントレール(3c)の端部に伝えることができることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の運動案内装置において、前記位置ずれ防止手段は、前記一対のセグメントレール(3c)を挟むようにベース面に固定される一対の突き当て部(21)を有し、前記一対のセグメントレール(3c)の端部が前記一対の突き当て部(21)間に嵌め込まれることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、両側面に転動体転走面(4)を有すると共に、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール(3c)、又は曲線状に伸びるセグメントレール(3c)と直線状に伸びるセグメントレール(3a,3b)とをつなぎ合わせて構成される軌道レール(7)と、前記軌道レール(7)の両側面の前記転動体転走面(4)に対向し、直線状に伸びる負荷転動体転走面(9a)を含む転動体循環経路を有し、前記軌道レール(7)に沿って移動する移動ブロック(8)と、前記移動ブロック(8)の前記転動体循環経路に配列される複数の転動体(5)と、を備え、曲線状の前記セグメントレール(3c)の外周側では、前記移動ブロック(8)の前記負荷転動体転走面(9a)の中央部にある前記転動体(5a)が前記セグメントレール(3c)の前記転動体転走面(4)に接触し、曲線状の前記セグメントレール(3c)の内周側では、前記移動ブロック(8)の前記負荷転動体転走面(9a)の両端部にある前記転動体(5b,5c)が前記セグメントレール(3c)の前記転動体転走面(4)に接触する運動案内装置において、一対のセグメントレール(3c)のつなぎ目(13)に、前記軌道レール(7)が取付けられるベース面に固定され、前記つなぎ目(13)を挟んだ前記一対のセグメントレール(3c)の端部の側面が突き当てられる突き当て部(15)と、前記一対のセグメントレール(3c)の端部の前記側面とは反対側の側面を、前記突き当て部(15)に向かって押す一対の位置調整ねじ(16)と、を設け、前記一対の位置調整ねじ(16)それぞれは、前記セグメントレール(3c)を前記ベース面に取付けるためのボルト挿入穴(6)よりも前記つなぎ目(13)側の前記セグメントレール(3c)を押すことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、転動体転走面(4)を有すると共に、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール(3c)、又は曲線状に伸びるセグメントレール(3c)と直線状に伸びるセグメントレール(3a,3b)とをつなぎ合わせて構成される軌道レール(7)と、前記軌道レール(7)の転動体転走面(4)に対向する負荷転動体転走面(9a)を含む転動体循環経路を有し、前記軌道レール(7)に沿って移動する移動ブロック(8)と、前記移動ブロック(8)の前記転動体循環経路に配列される複数の転動体(5)と、を備える運動案内装置に用いられる位置ずれ防止機構(14)であって、前記軌道レール(7)が取付けられるベース面に固定され、前記つなぎ目(13)を挟んだ前記一対のセグメントレール(3c)の端部の側面が突き当てられる突き当て部(15)と、前記一対のセグメントレール(3c)の端部の前記側面とは反対側の側面を、前記突き当て部(15)に向かって押す一対の調整ねじ(16)と、を有し、前記一対の調整ねじ(16)それぞれは、前記セグメントレール(3c)を前記ベース面に取付けるための取付けボルト挿入穴(6)よりも前記つなぎ目(13)側の前記セグメントレール(3c)を押すことを特徴とする。

請求項１に発明の発明によれば、移動ブロックがつなぎ目を通過したとき、一対のセグメントレールの端部がずれるのが防止される。それゆえ、つなぎ目を移動ブロックが通過することが原因で発生するフレーキング現象を緩和できる。

請求項２に記載の発明によれば、セグメントレールの端部は、ボルト挿入穴に挿入されるボルトの座面の位置と、突き当て部と位置調整ねじとの間の位置の二箇所で両持ち支持される。それゆえ、つなぎ目を移動ブロックが通過することによりセグメントレールに力がかかっても、セグメントレールが変形することが防止される。しかも、突き当て部と位置調整ねじを用いることにより、軌道レールをベース面に取り付けたときの初期の位置ずれも防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、位置調整ねじからセグメントレールの内周側に向かって押す力が加わる。この内周側に向かう力は、図１に示されるボール(3)からセグメントレールの外周側に向かう力に対向する。それゆえ、移動ブロックがつなぎ目を通過したときにセグメントレールが外周側にずれるのを防止できる。仮に、位置調整ねじからセグメントレールの外周側に向かって押す力が加わるとすると、押す力と図１に示されるボール(3)からセグメントの外周側に向かう力とが合算されるので、セグメントレールが外周側に変形し易くなる。

請求項４に記載の発明によれば、セグメントレールの端部の側面を押すと、セグメントレールの端部を曲線状のセグメントレールの内周側に変形させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、互いに接触する前記一対のセグメントレールの端面を介して力を相手側のセグメントレールに伝えるので、一対のセグメントレールの端部が片持ち支持から両持ち支持になる。それゆえ、つなぎ目を移動ブロックが通過することによりセグメントレールに力がかかっても、セグメントレールが変形することが防止される。

請求項６に記載の発明によれば、一対のセグメントレールの端部を一対の突き当て部間に嵌め込むことで、一対のセグメントレールの端部の位置ずれを防止することができる。

請求項７又は８に記載の発明によれば、セグメントレールの端部は、ボルト挿入穴に挿入されるボルトの座面と、突き当て部と位置調整ねじとの間の二箇所で両持ち支持される。それゆえ、つなぎ目を移動ブロックが通過することによりセグメントレールに力がかかっても、セグメントレールが変形することが防止される。しかも、突き当て部と位置調整ねじを用いることにより、軌道レールをベース面に取り付けたときの初期の位置ずれも防止できる。

以下本発明の一実施形態における運動案内装置を説明する。図２は運動案内装置の斜視図を示す。軌道レール７は、直線状に伸びるセグメントレール３ａ，３ｂと曲線状に伸びるセグメントレール３ｃをつなぎ合わせて構成される。各セグメントレール３の左右側面には、セグメントレール３の長手方向に伸びる転動体転走溝としてボール転走溝４が形成される。この実施形態では、左右それぞれの側面に二条ずつ合計四条のボール転走溝４が形成される。

一種類の移動ブロック８で直線状のセグメントレール３ａから曲線状のセグメントレール３ｃに連続走行できるようにするため、図３に示されるように、曲線状のセグメントレール３ｃの横幅（正確には曲線状のセグメントレールのボール転走溝の横幅）は、図中一点鎖線で示される直線状のセグメントレール３ａの横幅よりも僅かに狭く設定される。そして、セグメントレール３ａからセグメントレール３ｃに向かって連続的にレールの横幅が狭くなるように、直線状のセグメントレール３ａと曲線状のセグメントレール３ｃとの間には、直線状に伸びるつなぎセグメントレール３ｂが介在される（図２参照）。つなぎセグメントレール３ｂは、その一端が直線状のセグメントレール３ａと等しい横幅を有し、その他端は曲線状のセグメントレール３ｃと等しい横幅を有し、一端から他端に向けて徐々に横幅が狭くなっている。

各セグメントレール３のボール転走溝４は、断面円弧形状に形成される。このボール転走溝４上をボール５が転がり運動するので、ボール転走溝４は表面が硬化処理されている。また各セグメントレール３には、セグメントレール３をベース面に取り付けるためのボルト挿入穴６が形成される。図４に示されるように、ボルト挿入穴６には、ボルトの頭部に係合する座面６ａが形成される。

直線状のセグメントレール３ａと曲線状のセグメントレール３ｃとの組み合わせ方により、自由度の高い軌道レール７の設計が可能になる。図５は、軌道レールの一例として循環方式の軌道レール７を示す。この例では二つの直線状のセグメントレール３ａを平行に配列し、直線状のセグメントレール３ａの両端を半円状のセグメントレール３ｃで繋いでいて、軌道レール７の全体がサーキット形状に形成される。この他にも、軌道レール７の全体形状をＵ字、Ｌ字、Ｓ字等さまざまな形状に設計することができる。

図２に示されるように、移動ブロック８は、テーブル等の案内対象が固定されるタップ孔を有する鋼製のブロック本体９と、ブロック本体９の進行方向の両端部に設けられる一対の樹脂製のエンドプレート１０とから構成される。ブロック本体９には、セグメントレール３のボール転走溝４に対向する負荷転動体転走溝としての負荷ボール転走溝９ａが形成されると共に、負荷ボール転走溝９ａに平行に伸びるボール戻し通路９ｂが形成される。負荷ボール転走溝９ａは断面半円形状で直線状に伸びる。ボール戻し通路９ｂは直線状に伸びる貫通孔からなる。ブロック本体９の負荷ボール転走溝９ａ上をもボール５が転がり運動するので、負荷ボール転走溝９ａは表面が硬化処理される。これら負荷ボール転走溝９ａ及びボール戻し通路９ｂはセグメントレール３のボール転走溝に等しい条数設けられる。

エンドプレート１０には、負荷ボール転走溝９ａとボール戻し通路９ｂとを接続する曲線状例えば円弧状の方向転換路１１が形成される（図６参照）。直線状に伸びる負荷ボール転走溝９ａ、方向転換路１１、ボール戻し通路９ｂとで構成されるサーキット状の転動体循環経路には、転動体として複数の鋼製のボール５が配列される。ブロック本体９の負荷ボール転走溝９ａの一端まで転がったボールは方向転換路１１内に掬い上げられ、方向転換路１１を経由した後、ボール戻し通路９ｂに導かれる。すなわちボール５は転動体循環経路を循環する。

図６及び図７は、直線状のセグメントレール３ａと曲線状のセグメントレール３ｃとで、ボール５とボール転走溝４との接触状態を比較したものである。

図６に示されるように、移動ブロック８が直線状のセグメントレール３ａ上を移動するときは、ボール転走溝４と負荷ボール転走溝９ａとの間では、全てのボール５がほぼ均等の荷重を受けて転がる。つまり、負荷ボール転走溝９ａを転がるボール５が全てボール転走溝４に接触する。なぜならば、負荷ボール転走溝９ａも直線状に伸びて、負荷ボール転走溝９ａとボール転走溝４とが平行だからである。ただし、負荷ボール転走溝９ａの両端部には、ボール５の出入りを容易にするためクラウニングが形成されることが多い。このクラウニングの部分ではボール５にかかる荷重が緩和される。

他方、図７に示されるように、移動ブロック８が曲線状のセグメントレール３ｃ上を移動するときは、セグメントレール３ｃの外周側では、移動ブロック８の負荷ボール転走溝９ａの中央部にあるボール５ａがセグメントレール３ｃのボール転走溝４に接触し、セグメントレール３ｃの内周側では、移動ブロック８の負荷ボール転走溝９ａの両端部にあるボール５ｂ，５ｃがボール転走溝４に接触する。つまり、ボール列はセグメントレール３ｃの外周側で一箇所、内周側で二箇所の合計三箇所でボール転走溝４に接触する。なぜならば、曲線状のセグメントレール３ｃのボール転走溝４は円弧状に伸び、横幅が直線状のセグメントレール３ａよりも狭く設定されている一方、移動ブロック８の負荷ボール転走溝９ａは直線状のセグメントレール３ａに合せて直線状に伸びているからである。もっとも外周側の一箇所であたるといっても、中央の一つのボール５のみがボール転走溝４に接触するのではなくて、中央部の一つのボール５が最も大きな荷重（例えば１００％）を受け、その両側のボール５がより少ない荷重（例えば６０％）を受け、さらに両側のボール５がより少ない荷重（４０％）を受ける（以下、状況に応じてこれの繰り返し）ように、ボール５がボール転走溝４に接触する。セグメントレール３ｃの内周側での接触も同様で、一つのボール５のみが接触するわけではない。

このように曲線状のセグメントレール３ｃでは、ボール５が代表的な三箇所でセグメントレール３ｃのボール転走溝４に接触する。それゆえ、ボールが曲線状のセグメントレール３ｃのつなぎ目を通過するときに、図１に示されるように、一対のセグメントレール３ｃが端部で位置ずれを起こす。位置ずれは、移動ブロック８がつなぎ目を通過するときだけでなく、セグメントレール３をベース面に取付けた初期の段階でも起こる可能性がある。つなぎ目が位置ずれを起こした状態で移動ブロック８がつなぎ目を通過すると、セグメントレール３のボール転走溝４に早期にフレーキング現象が発生する。実験では、フレーキング現象が発生したもののうち、曲線状のセグメントレール３ｃの外周側で発生したものが８〜９割、内周側で発生したものが１〜２割であった。このことから、初期の位置ずれよりもむしろ、ボール５が代表的な三箇所でセグメントレール３に接触することが原因でフレーキング現象が発生していると考えられる（初期の位置ずれが原因であるとすると、フレーキング現象が発生する割合は内周側と外周側とで等しいはずである）。位置ずれを防止するために、本実施形態では、図８に示されるように、一対のセグメントレール３ｃのつなぎ目１３の近傍に位置ずれ防止手段を設けている。

ここで、直線状のセグメントレール３ａ同士のつなぎ目には、位置ずれ防止手段は不要である。直線状のセグメントレール３ａには、セグメントレール３ａの左右にボール５が均等に接触するので、位置ずれを起こす力が働かないからである。また、曲線状のセグメントレールであっても、移動ブロックの負荷ボール転走溝を曲線状のセグメントレールに倣って曲線状に形成し、セグメントレールの左右にボールが均等に接触するようにした運動案内装置においても、セグメントレールの左右にボールが均等に接触するから位置ずれを起こす力は働かない。

図８及び図９は、位置ずれ防止手段の一例としての位置ずれ防止機構１４を示す。一対のセグメントレール３ｃのつなぎ目１３近傍のベース面には、突き当て部として、一対のセグンメントレール３ｃの端部の側面が突き当てられる一対の突き当てピン１５が配置される。この突き当てピン１５は、曲線状のセグメントレール３ｃの内周側に配置されるセグメントレール３ｃの外周側には、一対のセグメントレール３ｃの端部の反対側の側面を突き当てピン１５に向かって押す一対の位置調整ねじ１６が設けられる。位置調整ねじ１６は、ベース面に固定された押し板１７の雌ねじ１７ａにはまり、押し板１７からセグメントレール３ｃに向かって進退可能になっている。

一対の位置調整ねじ１６それぞれは、セグメントレール３ｃをベース面に取付けるためのボルト挿入穴６よりもつなぎ目１３側に配置される。そして、セグメントレール３ｃの端部をセグメントレール３ｃの内周側に変形させることができるように、一対の位置調整ねじ１６それぞれは、突き当てピン１５よりもつなぎ目１３側に配置される。

位置調整ねじ１６によってセグメントレール３ｃの端部を内周側に変形させるのは以下の理由による。位置調整ねじからセグメントレールに加わる力Ｐを内周側に向かわせると、移動ブロック８がつなぎ目１３を通過したときにボール５からセグメントレール３ｃの外周側に向かう力（図１に示されるボール(3)からレール２にかかる力Ｆ／２）に対向する。それゆえ、移動ブロック８がつなぎ目１３を通過したときに、セグメントレール３ｃが外周側にずれるのを防止できる。仮に、位置調整ねじ１６からセグメントレール３ｃの外周側に向かって押すとすると、位置調整ねじ１６がセグメントレール３を押す力と、移動ブロック８がつなぎ目１３を通過したときにセグメントレール３ｃにかかる力とが合算されるので、セグメントレール３ｃが外周側に変形し易くなる。この他にも、加工上、円弧状のセグメントレール３ｃの真円度は出し難く、つなぎ目１３の近傍で設計上の曲率半径よりも大きくなることが多い。円弧状のセグメントレール３ｃは、リング状のレールにボール転走溝を研削加工後、切断することで製造されるので、残留応力の関係でセグメントレール３ｃの端部が外側に広がり易い。位置調整ねじ１６によりセグメントレール３ｃの端部を内周側に変形させることで、設計上の曲率半径に近づけることができる。

図１０は、位置ずれ防止機構１４の他の例を示す。この例では曲線状のセグメントレール３ｃの外周側に突き当てピン１５が、内周側に位置調整ねじ１６が配置される。そして、セグメントレール３ｃの端部がセグメントレール３ｃの内周側に変形できるように、位置調整ねじ１６が突き当てピン１５よりもセグメントレール３ｃの内方に配置される。突き当てピン１５及び位置調整ねじ、押し板１７の構造は、上記図８に示される位置ずれ防止機構１４と同じであるから同一の符号を附してその説明を省略する。

図１１は、位置ずれ防止手段の他の例を示す。この例では、位置ずれ防止手段は、一対のセグメントレール３ｃの中心線に対して傾斜させた一対のセグメントレール３ｃの端面１９から構成される。端面１９はベース面を水平面とした場合、垂直面内に位置する。端面の傾斜角（図１１におけるセグメントレール３ｃの接線方向２０と端面とのなす角θ１）は、図１２に示されるように、ボール(1)とボール(2)、又はボール(1)とボール(3)を結んだ線によりできる角度θ２よりも小さく設定される。

セグメントレール３ｃの端面１９を傾斜させることにより、移動ブロック８が一対のセグメントレール３ｃのつなぎ目を移動したときに、一方のセグメントレール３ｃの端部に加わる力を、互いに接触する一対のセグメントレール３ｃの端面１９を介して、他方のセグメントレール３ｃの端部に伝えることができる。よって、セグメントレール３ｃの端部の位置ずれを防止することができる。

そして、セグメントレール３ｃの端面１９の傾斜角θ１をθ２よりも小さくすることで、移動ブロック８が時計方向に移動するときでも、反時計方向に移動するときでも、一方のセグメントレール３ｃの端部にかかる力を他方のセグメントレール３ｃの端部に伝えることができる。仮に、端面１９の傾斜角θ１をθ２よりも大きくしたとすると、反時計方向に移動ブロック８が移動するときに、ボール(1)の影響で一方のセグメントレール３ｃの端部にかかる力を他方のセグメントレール３ｃの端部に伝えることができなくなってしまう。

図１３は、位置ずれ防止手段のさらに他の例を示す。この例では、一対のセグメントレール３ｃのつなぎ目１３の両側に、一対のセグメントレール３ｃを挟むように、一対の突き当て部としての突き当て板２１が配置される。突き当て板２１はベース面に一定の間隔を空けてボルトによって固定される。一対の突き当て板２１間の隙間にセグメントレール３ｃの端部を押し込むことで、セグメントレール３ｃの端部が突き当て板２１間の隙間に嵌め込まれる。

以下に、図８に示される位置ずれ防止機構１４を用いた場合の軌道レール７のベース面への取り付け方法を説明する。本実施形態の運動案内装置を使用するときには、図１４に示されるように二本の軌道レール７を平行に配列し、内側及び外側の軌道レール７上の複数の移動ブロック８にテーブルを取付けることが多い。以下では、このような軌道レール７のベース面への取り付け方法を説明する。

まず、軌道レール７の外側か内側のどちらかを基準面と決めて、軌道レール７の内側又は外側のベース面上に所定の間隔で基準となる位置決めピンを固定する。そして、二本の軌道レール７を位置決めピンに押し当てるのと同時に軌道レール７間の間隔を調整し、二本の軌道レール７をボルトでベース面に仮締めする。

次に、セグメントレール３ｃのつなぎ目１３に、図８に示される位置ずれ防止機構を取り付ける。図８に示されるように、一対のセグメントレール３ｃをベース面に仮締めしたとき、一対のセグメントレール３ｃの端面間には、僅かな隙間Ｗが空けられている。そして、位置調整ねじ１６をセグメントレール３ｃの側面に向かって進出させてセグメントレール３ｃを押すと、セグメントレール３ｃの反対側の側面が突き当てピン１５に突き当てられる。さらに位置調整ねじ１６でセグメントレール３ｃを押すと、セグメントレール３ｃの端部が内周側に変形する。このように、つなぎ目１３を挟んだ両側の位置調整ねじ１６の進出量を調整することで、取り付け初期の段階での位置ずれを防止することができる。つなぎ目１３の位置ずれの調整は、実際に移動ブロック８をつなぎ目１３上を通過させてみて、抵抗がなくなるまで行われる。

つなぎ目１３上の移動ブロック８の通過が問題なくなったところで、軌道レール７を仮締めから本締めにしていく。セグメントレール３ｃをボルトで本締めすると、セグメントレール３ｃが座面６ａの位置で固定される。座面６ａからのつなぎ目１３まで、セグメントレール３ｃの端部は、座面６ａの位置で片持ち支持される。片持ち支持の問題は、ずれ防止機構１４を設けることでも解決されるが、セグメントレール３ｃのボルト挿入穴６はつなぎ目１３になるべく近いのが望ましい。

位置すれ防止機構１４は、初期の段階の位置ずれを防止するだけでなく、移動ブロック８がつなぎ目１３を移動し、位置ずれを起こすような力がつなぎ目１３にかかったときにも、セグメントレール３ｃの端部の位置ずれを防止する。

なお、本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。例えば位置ずれ防止機構１４の突き当てピン１５の替わりに、図１５に示されるように、一対のセグメントレール３ｃに跨る突き当て板２３を設けてもよい。さらに、位置ずれ防止機構１４は、曲線状のセグメントレール３ｃのつなぎ目１３だけでなく、曲線状のセグメントレール３ｃと直線状のセグメントレール３ｂのつなぎ目に設けられてもよい。さらに、転動体としてボールの替わりにローラを用いることも可能である。

フレーキング現象が発生する原因を示す模式図 本発明の一実施形態における運動案内装置の斜視図 直線状のセグメントレールと曲線状のセグメントレールの横幅を示す比較図 軌道レールの平面図 循環方式の軌道レールの平面図 直線状のセグメントレールのボール転走溝とボールとの接触状態を示す断面図 曲線状のセグメントレールのボール転走溝とボールとの接触状態を示す断面図 位置ずれ防止機構を示す平面図 位置ずれ防止機構を示す断面図 位置ずれ防止機構の他の例を示す断面図 位置ずれ防止手段の他の例（セグメントレールの端面を傾斜させた例）を示す平面図 セグメントレールの傾斜角を示す平面図 位置ずれ防止手段のさらに他の例（突き当て板にセグメントレールの端部を嵌め込む例）を示す平面図 二本の軌道レールを平行に配列した例を示す平面図 位置ずれ防止機構の変形例を示す平面図

符号の説明

３ａ，３ｂ…直線状のセグメントレール
３ｃ…曲線状のセグメントレール
４…ボール転走溝（転動体転走面）
５…ボール（転動体）
６…ボルト挿入穴
７…軌道レール
８…移動ブロック
９ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走面）
１３…つなぎ目
１４…位置ずれ防止機構（位置ずれ防止手段）
１５…突き当てピン（突き当て部）
１６…位置調整ねじ
１９…セグメントレールの端面
２１…突き当て板（突き当て部）

Claims (8)

1. 両側面に転動体転走面を有すると共に、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール、又は曲線状に伸びるセグメントレールと直線状に伸びるセグメントレールとをつなぎ合わせて構成される軌道レールと、前記軌道レールの両側面の前記転動体転走面に対向し、直線状に伸びる負荷転動体転走面を含む転動体循環経路を有し、前記軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記移動ブロックの前記転動体循環経路に配列される複数の転動体と、を備え、曲線状の前記セグメントレールの外周側では、前記移動ブロックの前記負荷転動体転走面の中央部にある前記転動体が前記セグメントレールの前記転動体転走面に接触し、曲線状の前記セグメントレールの内周側では、前記移動ブロックの前記負荷転動体転走面の両端部にある前記転動体が前記セグメントレールの前記転動体転走面に接触する運動案内装置において、
   一対のセグメントレールのつなぎ目に、前記移動ブロックが前記つなぎ目を通過したとき、一方のセグメントレールの端部が他方のセグメントレールの端部に対してずれるのを防止する位置ずれ防止手段を設けることを特徴とする運動案内装置。
2. 前記位置ずれ防止手段は、
   前記軌道レールが取付けられるベース面に固定され、前記つなぎ目を挟んだ前記一対のセグメントレールの端部の側面が突き当てられる突き当て部と、
   前記一対のセグメントレールの端部の前記側面とは反対側の側面を、前記突き当て部に向かって押す一対の位置調整ねじと、を有する位置ずれ防止機構からなり、
   前記一対の位置調整ねじそれぞれは、前記セグメントレールを前記ベース面に取付けるためのボルト挿入穴よりも前記つなぎ目側の前記セグメントレールを押すことを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
3. 前記突き当て部は、曲線状の前記セグメントレールの内周側に配置され、前記一対のセグメントレールの端部それぞれに対応して配置される一対の突き当てピンからなり、
   前記位置調整ねじは、曲線状の前記セグメントレールの外周側に配置され、且つ、前記セグメントレールの端部が曲線状の前記セグメントレールの内周側に変形できるように、前記突き当てピンよりも前記つなぎ目側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の運動案内装置。
4. 前記突き当て部は、曲線状の前記セグメントレールの外周側に配置され、前記一対のセグメントレールの端部それぞれに対応して配置される一対の突き当てピンからなり、
   前記位置調整ねじは、曲線状の前記セグメントレールの内周側に配置され、且つ、前記セグメントレールの端部が曲線状の前記セグメントレールの内周側に変形できるように、前記突き当てピンよりも前記セグメントレールの内方に配置されることを特徴とする請求項２に記載の運動案内装置。
5. 前記位置ずれ防止手段は、
   前記一対のセグメントレールの中心線に対して傾斜させた前記一対のセグメントレールの端面を有し、
   前記移動ブロックが前記一対のセグメントレールの前記つなぎ目を移動したときに、前記一方のセグメントレールの端部に加わる力を、互いに接触する前記一対のセグメントレールの端面を介して、前記他方のセグメントレールの端部に伝えることができることを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
6. 前記位置ずれ防止手段は、
   前記一対のセグメントレールを挟むようにベース面に固定される一対の突き当て部を有し、
   前記一対のセグメントレールの端部が前記一対の突き当て部間に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
7. 両側面に転動体転走面を有すると共に、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール、又は曲線状に伸びるセグメントレールと直線状に伸びるセグメントレールとをつなぎ合わせて構成される軌道レールと、前記軌道レールの両側面の前記転動体転走面に対向し、直線状に伸びる負荷転動体転走面を含む転動体循環経路を有し、前記軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記移動ブロックの前記転動体循環経路に配列される複数の転動体と、を備え、曲線状の前記セグメントレールの外周側では、前記移動ブロックの前記負荷転動体転走面の中央部にある前記転動体が前記セグメントレールの前記転動体転走面に接触し、曲線状の前記セグメントレールの内周側では、前記移動ブロックの前記負荷転動体転走面の両端部にある前記転動体が前記セグメントレールの前記転動体転走面に接触する運動案内装置において、
   一対のセグメントレールのつなぎ目に、前記軌道レールが取付けられるベース面に固定され、前記つなぎ目を挟んだ前記一対のセグメントレールの端部の側面が突き当てられる突き当て部と、
   前記一対のセグメントレールの端部の前記側面とは反対側の側面を、前記突き当て部に向かって押す一対の位置調整ねじと、を設け、
   前記一対の位置調整ねじそれぞれは、前記セグメントレールを前記ベース面に取付けるためのボルト挿入穴よりも前記つなぎ目側の前記セグメントレールを押すことを特徴とする運動案内装置。
8. 転動体転走面を有すると共に、曲線状に伸びる複数本のセグメントレール、又は曲線状に伸びるセグメントレールと直線状に伸びるセグメントレールとをつなぎ合わせて構成される軌道レールと、前記軌道レールの転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を含む転動体循環経路を有し、前記軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記移動ブロックの前記転動体循環経路に配列される複数の転動体と、を備える運動案内装置に用いられる位置ずれ防止機構であって、
   前記軌道レールが取付けられるベース面に固定され、前記つなぎ目を挟んだ前記一対のセグメントレールの端部の側面が突き当てられる突き当て部と、
   前記一対のセグメントレールの端部の前記側面とは反対側の側面を、前記突き当て部に向かって押す一対の調整ねじと、を有し、
   前記一対の調整ねじそれぞれは、前記セグメントレールを前記ベース面に取付けるための取付けボルト挿入穴よりも前記つなぎ目側の前記セグメントレールを押すことを特徴とする位置ずれ防止機構。

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