JP2014001815A

JP2014001815A - 運動案内装置

Info

Publication number: JP2014001815A
Application number: JP2012138134A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Fukushima; 克也福島; Hisashi Ogata; 尚志小片
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-01-09

Abstract

【課題】運動案内装置の大型化や部品点数の増加をすることなく、組み付け作業が容易な運動案内装置を提供する。
【解決手段】基台１０に設置されるベース２０と、前記ベース２０に取り付けられると共に、長手方向に沿って延びる軌道部材３０と、前記軌道部材３０に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材３１と、を備える運動案内装置において、前記ベース２０を前記基台１０に固定する第１の固定手段と、前記軌道部材３０を前記ベース２０に固定する第２の固定手段とを備え、前記軌道部材３０は、前記第１の固定手段を固定する工具を挿通する連絡孔が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、基台に取り付けられる運動案内装置に関し、特に、基台に運動案内装置を組み付ける際の作業性を向上させることができる運動案内装置に関する。

従来より、リニアモータ等の駆動源と、該駆動源から生じた駆動力によって案内対象の運動を案内するための案内機構を備えた運動案内装置が知られている。これらの運動案内装置に用いられる案内機構は、案内方向に沿って延設された軌道部材と、該軌道部材に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材と、軌道部材及び移動部材との間に配列して介在される複数の転動体とから構成されている。

このような運動案内装置において、案内機構は、駆動源等とともにベースに組み付けられて一体化されており、案内機構の取付方法としては、種々の取付方法が知られている。

この案内機構の取付方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、軌道部材をベースの上方からボルト等で締結するとともに、基台とベースは、ベースの下方から他のボルト等で締結するような構成が知られている。また、基台とベースとの固定もベースの上方から行うことができるように、基台に沿ってベースに鍔部などを設けたり、取付用の取付板を別体で取り付けるといった方法が知られている。

特開２０１０−５７２８０号公報

しかしながら、従来の構成によると、ベースの下方からボルト等を締結する作業が必要となるため、作業性が非常に悪いといった問題があった。また、ベースの上方からボルト等を締結しようとすると、鍔部や取付板を形成することにより運動案内装置自体が大型化したり、一対の軌道部材の間には駆動源を配置する必要があるため、当該部位にボルト等を締結すると、駆動源を配置するスペースを確保することが難しいといった問題があった。さらに、基台やベースに向けてボルトが突出した状態で運動案内装置の位置決めなどを行うと、該ボルトによって作業者が怪我をしたり、運動案内装置や他の装置を損傷するといった安全上の問題も指摘されていた。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、運動案内装置の大型化や部品点数の増加をすることなく、組み付け作業が容易な運動案内装置を提供することを目的とする。

本発明に係る運動案内装置は、基台に設置されるベースと、前記ベースに取り付けられると共に、長手方向に沿って延びる軌道部材と、前記軌道部材に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材と、を備える運動案内装置において、前記ベースを前記基台に固定する第１の固定手段と、前記軌道部材を前記ベースに固定する第２の固定手段とを備え、前記軌道部材は、前記第１の固定手段を固定する工具を挿通する連絡孔が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、運動案内装置を基台に取り付ける際に、第１の固定手段の固定を連絡孔を介して行うことができるので、運動案内装置の基台への取付けを軌道部材とベースの取付けと同じ方向から行うことができるので、取付作業を容易に行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係る運動案内装置を示す斜視図。本発明の実施形態に係る運動案内装置の横断面図。（ａ）は軌道部材の上面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る運動案内装置の縦断面図。本発明の実施形態に係る運動案内装置の拡大図。本発明の実施形態に係る運動案内装置の締結方法を説明するための図であり、（ａ）は締結前の状態を示し、（ｂ）は締結後の状態を示す。本発明の実施形態に係る運動案内装置の変形例を示す図。

以下、本発明に係る運動案内装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る運動案内装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の横断面図であり、図３は、（ａ）は軌道部材の上面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る運動案内装置の縦断面図であり、図４は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の拡大図であり、図５は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の締結方法を説明するための図であり、（ａ）は締結前の状態を示し、（ｂ）は締結後の状態を示し、図６は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の変形例を示す図である。

図１及び２に示すように、本実施形態に係る運動案内装置１は、駆動源としてリニアモータ４０を有するリニアアクチュエータとして構成されている。本実施形態に係る運動案内装置１は、基台１０に取付設置されるベース２０と、このベース２０の長手方向に沿って延びる軌道部材３０と、軌道部材３０に沿って相対的に往復移動可能に取り付けられた移動部材３１を備えている。

軌道部材３０は、断面略四角形状の長尺の部材であり、軌道部材３０の左右両側面には、それぞれ２条ずつ合計４条の転動体転走溝３０ａが外周面の長手方向に沿って形成されている。転動体転走溝３０ａは、断面が転動体の半径よりも若干大きな曲率を有する単一の円弧、所謂サーキュラアーク形状に形成されている。なお、軌道部材３０は、鋼や鉄などによって形成されている。

移動部材３１は、断面略コ字状に形成された部材であり、軌道部材３０に組み付けられ、軌道部材３０の上面に対向する中央部と、中央部の幅方向の両端から垂下して延びる一対の脚部とを有している。移動部材３１の内側には、軌道部材３０の転動体転走溝３０ａと対向する合計４条の負荷転動体転走溝３１ａが形成されている。なお、移動部材３１の中央部の上面には、移動部材３１をテーブル５０と締結するためのねじ部３１ｂが形成されている。

軌道部材３０の転動体転走溝３０ａと移動部材３１の負荷転動体転走溝３１ａとの間には、転がり運動可能に複数の転動体（図示せず）が介在される。さらに、移動部材３１には、負荷転動体転走溝３１ａと連続するように、複数の転動体を循環させるための無限循環経路が設けられる。軌道部材３０に対して移動部材３１が移動すると、複数の転動体がこれらの間を転がり運動し、また複数の転動体が無現循環経路を循環する。これにより、移動部材３１の円滑な直線運動が可能になる。

ベース２０は、底壁部２０ａと、底壁部２０ａの幅方向の両側に設けられる一対の側壁部２０ｂとから構成され、断面凹状に形成されている。軌道部材３０は、ベース２０の側壁部２０ｂの上面にそれぞれ並列に取り付けられている。

このように、ベース２０を断面凹状に形成することで、凹部に駆動源としてのリニアモータ４０を配置することができ、運動案内装置１の小型化を図ることが可能となる。

リニアモータ４０は、表面にＮ極又はＳ極が着磁される複数枚の板状の駆動用マグネット４１を有する界磁マグネットに対して、電機子４２が相対的に直線運動するフラットタイプのリニアモータである。電機子４２は界磁マグネットにすきまｇを介して対向している。

長手方向に伸びるベース２０の底壁部２０ａの上面上には、板状の複数枚の駆動用マグネット４１が軸線方向に一列に並べられる。これら複数枚の駆動用マグネット４１がリニアモータ４０の固定子となる。

各駆動用マグネット４１には、軸線方向と直交する方向（図２中上下方向）の両端面にＮ極及びＳ極が形成される。複数枚の駆動用マグネット４１の表面に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように、各駆動用マグネット４１は隣接する一対の駆動用マグネット４１に対して、磁極を反転させた状態で並べられる。

ベース２０の側壁部２０ｂの側面の一部には、リニアスケール２２が、そのスリットの並びがベース２０の長手方向に沿うようにして取り付けられる。また、一方の移動部材３１の側面には、光センサ２３が取り付けられる。光センサ２３は、リニアスケール２２の読み取りが可能なように取り付けられ、移動部材３１の位置を検出可能に形成されている。

移動部材３１の上面には、テーブル５０が取り付けられる。テーブル５０は例えばアルミなどの非磁性材料からなる。テーブル５０には、移動対象が取り付けられて移動対象を案内することができる。テーブル５０の下面には、リニアモータ４０の可動子である電機子４２が吊り下げられる。駆動用マグネット４１と電機子４２との間のすきまｇを規定している。

電機子４２は、珪素鋼などの磁性材料からなるコアと、コアの突極に巻かれる三相コイルと、から構成され、三相コイルそれぞれには、１２０度の位相差をもつ三相交流電流が供給される。さらに、突極に三相コイルを巻いた後、三相コイルは樹脂封止されて絶縁されている。

次に、軌道部材３０の組付け方法について説明を行う。図３に示すように、軌道部材３０は、軌道部材３０とベース２０とを締結固定する第２の固定孔３３が形成されており、第２の固定孔３３にボルト等の第２の締結部材６２ａを用いてベース２０に固定することができるようになっている。この第２の固定孔３３は、軌道部材３０の取付用として従来から形成されているものである。

また、軌道部材３０の上面には、連絡孔３２が形成されている。連絡孔３２は、軌道部材３０をベース２０に取り付けた際に、ベース２０を基台１０に固定する第１の固定孔２１と対向するように形成されている。このように連絡孔３２と第１の固定孔２１とを形成することで、第１の固定手段６１を構成するボルト等の第１の締結部材６１ａの締結を連絡孔３２に工具を挿通して、軌道部材３０の上面から第１の締結部材６１ａの締結作業を行うことが可能となる。

さらにまた、連絡孔３２は、第１の締結部材６１ａを締結するための工具が挿通することができればよいので、第１の締結部材６１ａを第２の締結部材６２ａよりも大径に形成することができる。このように、第１の締結部材６１ａを第２の締結部材６２ａよりも大径に形成すると、ベース２０を固定するボルトを軌道部材３０の取付用ボルトのサイズよりも大きくすることができるので、運動案内装置１を基台１０に固定する際の強度を向上させることができる。

また、第１の固定孔２１および第１の固定孔２１に挿通される第１の締結部材６１ａは、連絡孔３２よりも大径に形成されており、このように形成すれば、第１の締結部材６１ａを第１の固定孔２１に挿入した後、ベース２０に軌道部材３０を組み付けることで、第１の締結部材６１ａを第１の固定孔２１に脱落することなく収納することができる。さらに、上述したように、第１の締結部材６１ａを第２の締結部材６２ａよりも大径のものを採用することができるので、運動案内装置１を基台１０に固定する際の強度を向上させることが可能となる。

さらに、第１の固定孔２１には、図４に示すように係止手段７０が形成されている。係止手段７０は、ベース２０の長手方向に沿って延びて形成された係止孔７２にナイロン等の弾性材によって形成された弾性棒材７０ａを挿入して形成されており、弾性棒材７０ａの一部は第１の固定孔２１の壁面から突出して配置されている。

このように第１の固定孔２１には、係止手段７０が形成されているので、第１の締結部材６１ａを第１の固定孔２１に挿入した状態では、図５（ａ）に示すように、第１の締結部材６１ａのボルト頭が弾性棒材７０ａに引っ掛かり、第１の締結部材６１ａが基台１０と対向するベース２０の下面から突出しないように保持することができる。このように、本実施形態に係る運動案内装置１は、第１の締結部材６１ａが基台１０と対向するベース２０の下面から突出しないように保持することができるので、運動案内装置１を基台１０に設置する際に、突出した第１の締結部材６１ａによって作業者が怪我をしたり、他の装置を損傷するといったことがなく、作業の安全性を向上させることができる。

これに対し、図５（ｂ）に示すように、連絡孔３２に工具を挿通して第１の締結部材６１ａを基台１０に締結すると、弾性棒材７０ａが変形して第１の締結部材６１ａのボルト頭が弾性棒材７０ａの下方に移動して基台１０と締結することができる。また、弾性棒材７０ａは柔軟な素材で形成されているので、運動案内装置１を取り外した際に、下面から第１の締結部材６１ａを押し戻すことで、再度図５（ａ）に示す状態に戻すことができ、運動案内装置１を取り外した際にベース２０の下面から第１の締結部材６１ａが突出しないように第１の締結部材６１ａを第１の固定孔２１内に収納することが可能となる。

また、係止手段は、第１の締結部材６１ａがベース２０の下面から突出しないように、第１の固定孔２１内に保持できれば、このような形態に限られない。例えば、図６に示すように、第１の締結部材６１ａ´のボルト頭にＯリング等の弾性環状部材７１を組み付けて係止手段を形成しても構わない。

なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、転動体転走溝及び負荷転動体転走溝はサーキュラアーク形状に形成した場合について説明したが、これらの形状はこれに限られず、転動体の曲率半径よりも若干大きな曲率半径の２つの円弧からなる所謂ゴシックアーチ形状に形成しても構わない。

また、本実施形態に係る運動案内装置では、第１の固定孔２１を連絡孔３２よりも大径に形成することで、第１の締結部材６１ａを第２の締結部材６２ａよりも大径のボルトを用いて運動案内装置１を基台１０に固定する際の強度を向上させることができる場合について説明をしたが、連絡孔３２と第１の固定孔２１とを同径に形成しても構わない。この場合、さらに第１の固定孔２１と第２の固定孔３３とを同径に形成することで、第１の締結部材６１ａと第２の締結部材６２ａとを共用することができ、製品コストを抑制することが可能となる。

また、本実施形態に係る運動案内装置では、ベース２０の長手方向に沿って係止孔７２を形成した場合について説明したが、係止孔７２は、第１の固定孔２１内に弾性棒材７０ａの一部が突出することができれば、ベース２０の幅方向に係止孔７２を第１の固定孔２１に対応するようにそれぞれ形成しても構わない。

また、転動体にはボールのほか、円筒状のローラを用いても構わないし、転動体を用いずに軌道部材と移動部材とを相対的に滑らせても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１運動案内装置，１０基台，２０ベース, ２１第１の固定孔, ３０軌道部材，３１移動部材，３２連絡孔, ３３第２の固定孔, ６１第１の固定手段, ６１ａ第１の締結部材, ６２第２の固定手段, ６２ａ第２の締結部材, ７０係止手段。

Claims

基台に設置されるベースと、
前記ベースに取り付けられると共に、長手方向に沿って延びる軌道部材と、
前記軌道部材に沿って往復移動可能に取り付けられた移動部材と、を備える運動案内装置において、
前記ベースを前記基台に固定する第１の固定手段と、
前記軌道部材を前記ベースに固定する第２の固定手段とを備え、
前記軌道部材は、前記第１の固定手段を固定する工具を挿通する連絡孔が形成されることを特徴とする運動案内装置。
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記第１の固定手段は、前記ベースに形成されるとともに、前記連絡孔に対向して配置された第１の固定孔と前記第１の固定孔に挿通される第１の締結部材とを備え、
前記第２の固定手段は、前記軌道部材に形成された第２の固定孔と前記第２の固定孔に挿通される第２の締結部材とを備え、
前記軌道部材の上面には、前記連絡孔及び前記第２の固定孔が開口して形成されることを特徴とする運動案内装置。
請求項２に記載の運動案内装置において、
前記第１の締結部材は、前記第１の固定孔に収納されることを特徴とする運動案内装置。
請求項２又は３に記載の運動案内装置において、
前記第１の締結部材は、前記連絡孔よりも大径に形成されることを特徴とする運動案内装置。
請求項２から４のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記第１の締結部材は、前記ベースの前記基台と対向する面から突出することを防止する係止手段を備えることを特徴とする運動案内装置。
請求項５に記載の運動案内装置において、
前記係止手段は、前記第１の固定孔及び前記第１の締結部材のいずれか一方に前記第１の締結部材及び前記第１の固定孔と当接する弾性部材が取り付けられていることを特徴とする運動案内装置。