JP2012219874A - Kinetic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軌道体に対して移動体が相対移動可能な運動装置に関するものである。 The present invention relates to an exercise device in which a moving body can move relative to a track body.
運動装置の一つとして、特許文献1には、直線案内装置が開示されている。この直線案内装置は、板金を曲げ加工及びプレス成形することによって、スライダ、インナーレール、アウターレール、ケーシングを形成し、製造費を大幅に削減させつつ、直線度等の精度を所定の精度に維持すべく、ボルトで各部材を締結し、ガタを少なくする構成となっている。
As one of the exercise devices,
上記従来技術は、高精度高剛性を有するが、剛性や精度が不要な用途ではオーバースペック品となり余計なコストがかかってしまうという課題がある。また、上記従来技術は、高精度高剛性であるが故に、軌道体の取り付け精度の誤差や移動体の走行精度の誤差を柔的に吸収することが困難であるという課題がある。 Although the above-mentioned conventional technology has high accuracy and high rigidity, there is a problem that it becomes an overspec product in an application that does not require rigidity and accuracy, and extra cost is required. In addition, since the above-described conventional technology is highly accurate and highly rigid, there is a problem that it is difficult to flexibly absorb an error in the mounting accuracy of the track body and an error in the traveling accuracy of the moving body.
本発明は、上記課題点に鑑みてなされたものであり、コスト安で、取り付け精度の誤差や走行精度の誤差を柔的に吸収することのできる運動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an exercise device that is inexpensive and can flexibly absorb errors in mounting accuracy and driving accuracy.
上記の目的を解決するために、本発明は、案内溝部を有する軌道体と、上記軌道体の延在方向と直交する幅方向において上記案内溝部の内面と複数の転動体を介して係合し、上記軌道体に対して上記延在方向に相対移動可能な移動体と、を有する運動装置であって、上記軌道体は、上記案内溝部の上記幅方向の両側において上記案内溝部と一体で形成されると共に、取付面を有して上記案内溝部を支承する取付固定部と、上記案内溝部の底部を形成すると共に、上記取付面に対して離間する底板部とを、有するという構成を採用する。 In order to solve the above-described object, the present invention engages a raceway body having a guide groove portion, and an inner surface of the guide groove portion via a plurality of rolling elements in a width direction orthogonal to the extending direction of the raceway body. A moving body relatively movable in the extending direction with respect to the track body, wherein the track body is formed integrally with the guide groove portion on both sides in the width direction of the guide groove portion. In addition, a configuration is adopted in which an attachment fixing portion that has an attachment surface and supports the guide groove portion, and a bottom plate portion that forms a bottom portion of the guide groove portion and is spaced apart from the attachment surface. .
この構成を採用することによって、本発明では、幅方向両側に設けられて取付面を有する取付固定部によって案内溝部が支承されるため、案内溝部の底板部が取付面に対して離間でき、且つ、ボルト等によって剛的に固定されることはなく、また案内溝部と取付固定部とが一体ものであるから、バネ性によって柔的に変形可能となる。このため、当該バネ性により、軌道体の取り付け精度の誤差や移動体の走行精度の誤差を柔的に吸収することが可能となる。また、案内溝部と取付固定部とは一体で形成されているため、部品点数を削減でき、コスト安に寄与できる。 By adopting this configuration, in the present invention, since the guide groove portion is supported by the mounting fixing portion provided on both sides in the width direction and having the mounting surface, the bottom plate portion of the guide groove portion can be separated from the mounting surface, and The guide groove portion and the mounting fixing portion are integrated with each other, and can be flexibly deformed by the spring property. For this reason, it becomes possible to softly absorb the error of the mounting accuracy of the track body and the error of the traveling accuracy of the moving body by the spring property. Moreover, since the guide groove part and the attachment fixing part are integrally formed, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
本発明の運動装置によれば、コスト安で、取り付け精度の誤差や走行精度の誤差を柔的に吸収することができる。 According to the exercise device of the present invention, it is possible to absorb the error in the mounting accuracy and the error in the running accuracy flexibly at a low cost.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、「一体」とは同一部材の物理的な一体性(例えば、曲げ加工や切り起こし、鋳造等)を意味し、「一体的」とは2以上の部材からなる構造的な一体性(例えば、溶接や溶着、ねじ締結等)を意味する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, “integral” means physical integrity of the same member (for example, bending, cutting, casting, etc.), and “integral” is a structural element composed of two or more members. Mean integrity (for example, welding, welding, screw fastening, etc.).
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態におけるスライドアクチュエータ1の構成を示す斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態におけるスライドアクチュエータ1の構成を示す部分分解斜視図である。図3は、図1における矢視A−A断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a
図1〜図3に示すように、スライドアクチュエータ(運動装置)1は、案内溝部21を有する軌道体2と、軌道体2の延在方向と直交する幅方向において案内溝部21の内面と複数のボール(転動体)4を介して係合し、軌道体2に対してその延在方向に相対移動可能な移動体3と、を有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the slide actuator (exercise apparatus) 1 includes a
図1に示すように、移動体3は、駆動部10を有する。駆動部10は、軌道体2の延在方向一端部において、スポット溶接により軌道体2と一体的に設けられた取付板11に固定されたモータ12を有する。このモータ12は、軌道体2の延在方向両端部に設けられた軸受13によって両端部を軸支されたねじ軸14と、カップリング15を介して連結されている。
As shown in FIG. 1, the moving
ねじ軸14は、案内溝部21内の中央部を通りその延在方向に沿って配置され、当該延在方向に延びる軸周りに回転自在な構成となっている。軸受13は、軌道体2の延在方向両端部において、切り起こしにより軌道体2に一体で形成した切り起こし部16に設けられている。
The
図2に示すように、ねじ軸14には、ナット部材17が螺合している。ナット部材17は、略立方体のブロック形状を有する。ナット部材17は、ナット取付プレート31に対して固定されている。ナット取付プレート31は、幅方向両側においてボール4と摺接するインナーレール32を有する。これにより、ねじ軸14とナット部材17との相対回転が可能となる。
As shown in FIG. 2, a
ナット取付プレート31は、ナット部材17の移動方向両側面と接触する一対の挟持プレート33を有する。挟持プレート33とインナーレール32とは、板金の曲げ加工及びプレス成形により一体で形成されている。インナーレール32は、ナット部材17を幅方向で跨ぐ略鞍型形状を有し、鞍のフラップに相当する両方の側面部に転動溝32a(図4参照)が形成されている。ナット取付プレート31は、スポット溶接により一体的にスライダ34に固定されている。スライダ34には、スライドアクチュエータ1がガイドすべき物品(図示せず)が、連結される。
The
図1に示すように、ボール4は、案内溝部21とインナーレール32との間において転動自在に複数配置されている。これにより、ボール4を介して案内溝部21に支持されたインナーレール32は、案内溝部21に沿って軌道体2の延在方向へ円滑に移動することができる。各ボール4は、リテーナ41によって間隔をあけて互いの相対位置が一定に保持されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of
図3に示すように、リテーナ41は、断面視略コの字形状を有し、幅方向の一方側(図3において紙面左側)においてボール4の間隔を保持する第1の保持部42と、幅方向の他方側(図4において紙面右側)においてボール4の間隔を保持する第2の保持部43と、を有する。第1の保持部42と第2の保持部43とは、板金の曲げ加工及びプレス成形により一体で形成されている。
As shown in FIG. 3, the
軌道体2は、案内溝部21と、取付固定部22と、を有する。案内溝部21は、従来技術でいうアウターレールとケーシングとに相当する。案内溝部21は、図3に示すように、底部を形成する底板部23と、底板部23の幅方向両端部から同一方向へ起立する一対の側板部24と、を有する。側板部24の先端部24aは、内側(幅方向中央部)へ向かって曲げられており、案内溝部21の開口が所定量絞られている。
The
底板部23に対する側板部24の第1の曲げ部24bと、側板部24における先端部24aの第2の曲げ部24cとは、それぞれ、断面視円弧形状を有し、ボール4の転動溝21aを形成している。本実施形態の案内溝部21は、幅方向において左右内面のコーナーに2つずつ、計4つの転動溝21aを有する。転動溝21aは、ボール4を挟んで、インナーレール32の転動溝32aと対向して配置される。転動溝21aと転動溝32aとは、略同一の曲率を有する。このように、転動溝21aは、ボール4が係合する位置に応じて複数設けられている。
The
取付固定部22は、案内溝部21の幅方向両側に設けられている。取付固定部22は、先端部24aから外側に曲げられ、側板部24の外側に沿って、側板部24の起立方向と逆方向に延在する脚部25と、底板部23と略平行となるように脚部25に対して曲げられたベース取付部26と、を有する。
The
脚部25は、側板部24よりも長く形成されている。ベース取付部26は、軌道体2を取り付けるべきベース(図示せず)に接地する取付面26aを有する。ベース取付部26には、複数の孔部27が形成されている(図2参照)。孔部27には、ボルト28が挿入され、ベース取付部26がベース(図示せず)に締結固定される。
The
図3に示すように、取付固定部22は、案内溝部21を支承している。案内溝部21の底板部23は、取付固定部22の取付面26aに対して、取付面26aと同一平面よりも上側(ベース(図示せず)に対して離間する側、換言すると、ボルト28の挿入方向と逆方向側)に配置されている。このため、案内溝部21の底板部23は、ベース(図示せず)と接触せずに、浮いた状態となっている。
As shown in FIG. 3, the mounting fixing
案内溝部21と取付固定部22とは、ロールフォーミング加工によって一体で形成されている。ロールフォーミング加工とは、複数組の成形ロールに金属板や金属帯を通しながら漸進的且つ連続的に曲げを施す加工法である。
図4は、本発明の第1実施形態におけるロールフォーミング加工による軌道体2の成形工程の例を示す図である。
The
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a forming process of the
この成形工程では、図4(a)に示すように、先ず、軌道体2の素材となる金属板100を用意する。本実施形態の金属板100としては、SUS304、SPCCを用いることができる。
次に、図4(b)に示すように、初期の曲げ加工で、上方の2つの転動溝21aを成形する。なお、成形工程においては、金属板100と成形ロールとの接触部分における周速差をなるべく発生させないように変形を進める。
In this forming step, as shown in FIG. 4A, first, a
Next, as shown in FIG. 4B, the upper two rolling
次に、図4(c)及び図4(d)に示すように、金属板100の幅方向両側において曲げ起こし及び折り畳みを行い、側板部24及び脚部25に相当する部位を徐々に起こし上げる。
次に、図4(e)に示すように、下方の2つの転動溝21aを成形し、最後に、図4(f)に示すように、最終形状の成形を行う。
Next, as shown in FIGS. 4C and 4D, the
Next, as shown in FIG. 4 (e), the two
図5は、図4(e)に示す工程における成形ロールの組と、図4(f)に示す工程における成形ロールの組の構成を示す図である。
図4(e)に示す工程においては、下方の2つの転動溝21aを成形し、側板部24及び脚部25の起こし上げを行うため、図5(a)に示すように、成形ロール101として、中凸形状の成形ロール101a1及び中凹形状の成形ロール101a2の組を用いて、転動溝21aの成形を進めることが好ましい。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a forming roll set in the step shown in FIG. 4E and a forming roll set in the step shown in FIG.
In the step shown in FIG. 4 (e), the lower two rolling
図4(f)に示す工程においては、最終形状の成形を行うため、図5(b)に示すように、案内溝部21の内面に沿った形状を有するピンロール101bを用いて成形を進めることが好ましい。ピンロール101bは、4つの転動溝21aと当接可能となっており、当該4つの転動溝21aの形状寸法を同時に成形することができる。また、ピンロール101bを、左右一対のピンロール101b同士を密着させることで組ませ、上下4つの転動溝21aを成形することにより、ピンロール101b単体の上下R間寸法と先端径の精度管理で、内側4溝間の寸法を高精度に成形できる。
In the step shown in FIG. 4 (f), in order to form the final shape, as shown in FIG. 5 (b), the forming may be advanced using a
図6は、本発明の第1実施形態におけるロールフォーミング加工による軌道体2の成形工程のもう1つの例を示す図である。
この成形工程では、図4に示す成形工程と異なり、図6(a)〜図6(d)に示すように、先ず4つの転動溝21aを有する案内溝部21に相当する部位を成形し、その後、図6(e)及び図6(f)に示すように、取付固定部22に相当する部位を成形する。なお、図6(d)に示す、案内溝部21に相当する部位の成形時は、図5(b)と同様にピンロール101bを用いて成形を進めることが好ましい。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the forming process of the
In this molding step, unlike the molding step shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d), a portion corresponding to the
図4に示す成形工程では、側板部24及び脚部25に相当する部位を成形するときに、転動溝21aの形状への影響を与えない点で、図6に示す成形工程よりも、有利である。
一方、図6に示す成形工程では、側板部24と脚部25との隙間の確保が容易な点で、図4に示す成形工程よりも、有利である。
The molding process shown in FIG. 4 is more advantageous than the molding process shown in FIG. 6 in that when the portions corresponding to the
On the other hand, the molding step shown in FIG. 6 is more advantageous than the molding step shown in FIG. 4 in that it is easy to secure a gap between the
したがって、案内溝部21の精度を出したい場合は、図4に示す成形工程を選択するのが好ましい。一方、取付固定部22の精度を出したい場合は、図6に示す成形工程を選択するのが好ましい。
Therefore, when it is desired to increase the accuracy of the
上記のようにして構成されたスライドアクチュエータ1によれば、軌道体2の取り付け精度の誤差や移動体3の走行精度の誤差を柔的に吸収することが可能となる。
すなわち、スライドアクチュエータ1は、図3に示すように、案内溝部21の幅方向の両側において、案内溝部21と一体で形成されると共に、取付面26aを有して案内溝部21を支承する取付固定部22を有する。
According to the
That is, as shown in FIG. 3, the
案内溝部21は、取付固定部22によって支承されるため、案内溝部21の底板部23が取付面26aに対して離間でき、且つ、ボルト等によって剛的に固定・拘束されることはなく、また案内溝部21と取付固定部22とが一体ものであるからバネ性によって柔的に変形可能となる。このため、軌道体2の取り付け精度の誤差や移動体3の走行精度の誤差が生じても、当該誤差に応じて柔的な変形(特に、側板部24と脚部25との間の隙間における変形)が生じ、当該誤差が吸収される。
Since the
また、スライドアクチュエータ1によれば、案内溝部21と取付固定部22は一体で形成されているため、部品点数を削減でき、コスト安に寄与できる。また、部品点数を削減できるため、軽量化、コンパクト化に寄与できる。さらに、案内溝部21と取付固定部22とをロールフォーミング加工により一体で形成することにより、軌道体2の製造に関するスループットが大幅に向上するため大量生産が可能となり、従来品に対してコスト的なメリットを出すことができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態のスライドアクチュエータ1によれば、ボール4を介した4対の転動溝21a、34aの45度斜め接触構造を有するため、4方向等荷重が受けられ、取り付け姿勢を選ばない。また、このスライドアクチュエータ1によれば、ボール4と摺接するインナーレール32とスライダ34とを溶接により一体的にし、さらに、ボール4を保持するリテーナ41を左右一体に形成したため、製品の組み立てを簡易にでき、組み立て作業性において時間的にもコスト的にもメリットを出すことができる。
Further, according to the
したがって、上述の第1実施形態によれば、案内溝部21を有する軌道体2と、軌道体2の延在方向と直交する幅方向において案内溝部21の内面と複数のボール4を介して係合し、軌道体2に対して上記延在方向に相対移動可能な移動体3と、を有するスライドアクチュエータ1であって、軌道体2は、案内溝部21の上記幅方向の両側において案内溝部21と一体で形成されると共に、取付面26aを有して案内溝部21を支承する取付固定部22と、案内溝部21の底部を形成すると共に、取付面26aに対して離間する底板部23と、を有するという構成を採用することによって、簡易且つ安価で、軽量及び小型化が可能となると共に、取り付け精度の誤差や走行精度の誤差を柔的に吸収することが可能となる。
Therefore, according to the first embodiment described above, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図7は、本発明の第2実施形態におけるスライドアクチュエータ1の構成を示す斜視図である。図8は、図7における矢視B−B断面図である。
図7及び図8に示すように、第2実施形態では、移動体3の駆動部10としてベルト駆動方式を採用し、転動体としてローラー51を採用している点で、上記第1実施形態と異なる。
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the
As shown in FIGS. 7 and 8, in the second embodiment, the belt driving method is adopted as the driving
図7に示すように、第2実施形態の駆動部10は、軌道体2の延在方向両端部に設けられたプーリー52によって、当該延在方向に沿って架設されたベルト53を有する。対となったプーリー52の一方には、モータ(図示せず)の回転駆動力が入力される入力軸54が設けられている。
As shown in FIG. 7, the
プーリー52は、軸受55によって延在方向と直交し且つ幅方向とも直交する厚み方向(鉛直方向)に延びる軸周りに回転自在に軸支されている。軸受55は、軌道体2の延在方向両端部において、切り起こしにより軌道体2に一体で形成したプーリーブラケット56に設けられている。
The
図8に示すように、ベルト53には、ベルトブラケット57が接続されている。ベルトブラケット57は、スライダ34に対してねじ固定されている。インナーレール32には、軸付きのローラー51が設けられている。移動体3は、ローラー51を介して案内溝部21に係合している。
As shown in FIG. 8, a
ローラー51の径は、案内溝部21の下方の転動溝21aと上方の転動溝21aとの間の距離よりも小さく構成されている。これにより、隙間を形成でき、例えば、ローラー51が、下方の転動溝21aに沿って転動するとき、上方の転動溝21aに同時に当たることをなくすことができるため、すべりのない安定した転がりが可能となる。
The diameter of the
上記のようにして構成された第2実施形態のスライドアクチュエータ1においても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。具体的には、コスト安で、取り付け精度の誤差や走行精度の誤差を柔的に吸収することが可能となる。
Also in the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、第1実施形態では、駆動部をすべりネジで構成した形態について例示したが、例えば、ボールねじの形態についても、本発明を適用できる。 For example, in the first embodiment, the drive unit is configured with a slide screw. However, the present invention can be applied to a ball screw.
また、例えば、上記実施形態では、駆動部を有する形態について例示したが、例えば、駆動部を有さないスライド機構の形態についても、本発明を適用できる。 For example, in the said embodiment, although the form which has a drive part was illustrated, for example, this invention is applicable also to the form of the slide mechanism which does not have a drive part.
1…スライドアクチュエータ(運動装置)、2…軌道体、3…移動体、4…ボール(転動体)、21…案内溝部、21a…転動溝、22…取付固定部、23…底板部、24…側板部、24a…先端部、24b…第1の曲げ部、24c…第2の曲げ部、26a…取付面、32…インナーレール、34…スライダ、42…第1の保持部、43…第2の保持部、51…ローラー(転動体)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記軌道体は、
前記案内溝部の前記幅方向の両側において前記案内溝部と一体で形成されると共に、取付面を有して前記案内溝部を支承する取付固定部と、
前記案内溝部の底部を形成すると共に、前記取付面に対して離間する底板部と、
を有することを特徴とする運動装置。 A track body having a guide groove portion is engaged with the inner surface of the guide groove portion via a plurality of rolling elements in a width direction orthogonal to the extending direction of the track body, and relative to the track body in the extending direction. An exercise device having a movable body,
The track body is
An attachment fixing portion that is formed integrally with the guide groove portion on both sides in the width direction of the guide groove portion, and has a mounting surface to support the guide groove portion;
Forming a bottom portion of the guide groove portion, and a bottom plate portion spaced from the mounting surface;
An exercise apparatus comprising:
前記スライダと前記インナーレールとは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の運動装置。 The moving body includes a slider that moves relative to the track body in the extending direction, and an inner rail that is provided on the slider and that is in sliding contact with the rolling element.
The exercise device according to claim 1, wherein the slider and the inner rail are integrally formed.
前記底板部に対する前記側板部の第1の曲げ部と、前記側板部における前記先端部の第2の曲げ部とは、それぞれ前記転動溝を形成していることを特徴とする請求項4に記載の運動装置。 The guide groove portion has a pair of side plate portions that stand up in the same direction from the width direction both end portions of the bottom plate portion and whose front end portions are bent toward the width direction center portion,
The first bent portion of the side plate portion with respect to the bottom plate portion and the second bent portion of the tip portion of the side plate portion respectively form the rolling groove. The exercise device described.
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