JP2014129840A - 運動案内装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】限られたスペースに設置できる運動案内装置を提供する。
【解決手段】運動案内装置10は、転動体転走面23を有する移動側レール21と、移動側レール21の転動体転走面23と複数の転動体を介して係り合う第一ブロック22と、転動体転走面33を有する設置側レール31と、設置側レール31の転動体転走面33と複数の転動体を介して係り合う第二ブロック32と、板状に形成されるとともに、一面にブロック22が設置され、他面にブロック32が設置されることにより、移動側レール21と設置側レール31とをつなぐジョイント部材40と、を備えており、ジョイント部材40が、段違いに形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、直線運動又は曲線運動を行う運動案内装置に関するものである。
テーブル等の移動体の直線運動や曲線運動を案内するための装置として、スライドレールが利用されている。一般的なスライドレールは、例えば、下記特許文献1に開示のように、固定物に取り付けられるアウターレールと、固定物から引き出されるテーブル等の移動体に取り付けられるインナーレールと、アウターレールに対して前後方向にスライドするとともにインナーレールを上下方向から保持する上側及び下側の側壁部を有する中間レールとを備えるものがある。また、この種のスライドレールでは、アウターレールと中間レールの間、及び中間レールとインナーレールの間にボールベアリング(転動体)が配置されており、各レール間に配置されたボールベアリング(転動体)によって、各レールがスムーズにスライド動作する。さらに、ボールベアリング(転動体)を構成する各ボールは、ボールリテーナ(ケージ)によって各レール間から外れないようになっている。
しかし、特許文献1に代表されるスライドレールは、ボールが無限に循環しない有限タイプであるため、ケージのずれによる動作不良が起こりやすいという課題があった。
そこで、この種の技術分野では、ケージずれによる動作不良を解消するために、無限循環タイプのリニアガイドと呼ばれる運動案内装置を用いることが行われている。例えば、無限循環タイプのリニアガイドを用いた従来の運動案内装置としては、2組のリニアガイドを用意し、リニアガイドを構成するレールに対して往復直線運動可能なブロックを、中間部材を介して背中合わせになるように組み付けることで、レールと中間部材との相対的な直線移動を行うものが知られていた。かかる運動案内装置によれば、長いストロークを安定して運動案内できることとなる。
特開2011−159716号公報
しかしながら、ケージずれによる動作不良の解消のために、リニアガイドのブロックを中間部材を介して背中合わせで組み合わせると、装置の総高さが高くなってしまい、限られたスペースにしか設置できなかった。つまり、この種の技術分野では、高い動作性能を有しながらも総高さが低いコンパクトな形状の運動案内装置の提供が求められていた。
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、動作不良なく、かつ、小さいスペースで設置できる運動案内装置を提供することにある。
本発明に係る運動案内装置は、転動体転走面を有する第一レールと、前記第一レールの転動体転走面と複数の転動体を介して係り合う第一ブロックと、転動体転走面を有する第二レールと、前記第二レールの転動体転走面と複数の転動体を介して係り合う第二ブロックと、板状に形成されるとともに、一面に前記第一ブロックが設置され、他面に前記第二ブロックが設置されることにより、前記第一レールと前記第二レールとをつなぐジョイント部材と、を備え、前記ジョイント部材は、段違いに形成されることを特徴とするものである。
本発明によれば、動作不良なく、かつ、小スペースに設置することが可能な運動案内装置を提供することができる。
本実施形態に係る運動案内装置の構成例を示す図である。 本実施形態に係るリニアガイドの構成例を示す図である。 本実施形態に係るジョイント部材の正面、平面、及び右側面を示す斜視図である。 本実施形態に係るジョイント部材の正面、底面、及び右側面を示す斜視図である。 本実施形態に係る第一嵌合機構の構成例を示す概略図である。 本実施形態に係る第二嵌合機構の構成例を示す概略図である。 ジョイント部材に対するブロックの固定方法を示す概略図である。 本実施形態に係る運動案内装置の最少ストローク時のリニアガイドとジョイント部材との位置関係を示す説明図である。 本実施形態に係る運動案内装置の動作の分岐となるときのリニアガイドとジョイント部材との位置関係を示す説明図である。 本実施形態に係る運動案内装置の最大ストローク時のリニアガイドとジョイント部材との位置関係を示す説明図である。 本発明に係るジョイント部材が取り得る多様な変形形態を例示するための図である。
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。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、本実施形態に係る運動案内装置の構成例を示す図である。また、図2は、本実施形態に係るリニアガイドの構成例を示す図である。さらに、図3及び図4は、ジョイント部材の構成例を示す図であり、特に、図3は、本実施形態に係るジョイント部材の正面、平面、及び右側面を示す斜視図であり、図4は、本実施形態に係るジョイント部材の正面、底面、及び右側面を示す斜視図である。さらに、図5Aは、本実施形態に係る第一嵌合機構の構成例を示す概略図であり、図5Bは、本実施形態に係る第二嵌合機構の構成例を示す概略図である。また、図6は、ジョイント部材に対するブロックの固定方法を示す概略図である。
本実施形態に係る運動案内装置10は、図1に示すように、第一リニアガイド20と、第二リニアガイド30と、第一リニアガイド20及び第二リニアガイド30をつなぐジョイント部材40と、を備えて構成されている。そして、運動案内装置10は、第一リニアガイド20と第二リニアガイド30とが背中合わせに、かつ、長手方向で段違いになるようにジョイント部材40に対して設置されており、第一及び第二リニアガイド20,30に係るレールとブロックとの相対的な運動が行われるように構成されている。このように構成される運動案内装置10によれば、例えば、第二リニアガイド30のレールに固定されたベースに対して、第一リニアガイド20のレールに固定されたテーブル等の移動体の運動を案内することができる。ただし、ジョイント部材40における段違い形状の方向については、長手方向に限定されるものではない。
第一リニアガイド20は、図2にて示すように、軌道部材として直線状に延びる第一レール(以下、移動側レール21)と、移動側レール21と係り合う第一ブロック22とから構成される。第一リニアガイド20は、移動側レール21に対して移動体を固定し、この移動体の運動を案内する。
第一リニアガイド20の移動側レール21は、断面略四角形状で細長く直線状に延ばされた部材である。移動側レール21の左右側面には、長手方向に沿って第一ブロック22が備える転動体であるボールBが転走する転動体転走面23が形成される。転動体転走面23は、例えば左右に一条ずつ合計二条設けられる。
第一ブロック22は、移動側レール21の上面に対向する中央部26と、中央部26の左右両側から下方に延びて移動側レール21の左右側面に対向する側壁部27とを備える。中央部26には、ジョイント部材40に取り付けるための固定孔28が形成される。側壁部27には、移動側レール21に形成された転動体転走面23に対応する負荷転動体転走面29が形成される。負荷転動体転走面29は、左右側壁部27に一条ずつ合計二条設けられる。
また、移動側レール21は、図5A中の分図(a)右図及び分図(b)にて示すように、移動側レール21と係り合う第一ブロック22がジョイント部材40に固定されたときに、ジョイント部材40と対向する面に対して嵌合ボール60が突出するように、第一嵌り部材としての第一ボールプランジャ24が設けられる。この第一ボールプランジャ24は、図5A中の分図(b)にて示すように、嵌合ボール60が移動側レール21のレール面から表出するように形成された表出穴61と、当該表出穴61の径よりも大きな径とすることにより表出穴61から一部を表出可能な嵌合ボール60と、嵌合ボール60をジョイント部材40に対して鉛直方向から押さえ付けるように第一ボールプランジャ24内に設置された弾性体62と、から構成されている。つまり、第一ボールプランジャ24においては、弾性体62の押し付け力よりも大きな力で移動側レール21に向かって嵌合ボール60が押されると、嵌合ボール60が移動側レール21のレール面から内部方向に引っ込むように構成される。
さらに、移動側レール21には、移動側レール21と係り合う第一ブロック22がジョイント部材40に固定されたときに、ジョイント部材40と対向する面に対して突出するように、円柱状に突起する第一ストッパ部材25が形成される。そして、第一ボールプランジャ24及び第一ストッパ部材25は、運動案内装置10の収縮方向の端側に設置及び形成されている。
第一ブロック22は、移動側レール21と組をなす移動ブロック体である。第一ブロック22は、図3に示すジョイント部材40の第一ブロック固定面42に対して中央部26の面を対向させた状態で取り付けられる。このとき、第一ブロック22は、ジョイント部材40の中心側に1つと、端側に1つの計2つずつ設置される。なお、第一ブロック22については、対応する移動側レール21の長さに応じて複数設置されていてもよい。このような構成によれば、運動案内装置10が伸長方向に向けてオーバーハングして行くとき、及び運動案内装置10が最大ストローク時から収縮方向へ向けて移動していくときに、第一リニアガイド20及び第二リニアガイド30では、ブロック(22,32)のいずれかが移動側レール21及び設置側レール31の中心に近い位置を支持することができるようになるため、移動側レール21及び設置側レール31の安定した動作と高い剛性を実現することができるようになる。
一方、第二リニアガイド30は、図2にて示すように、設置基準となる不図示のベースに対して固定される第二レール(以下、設置側レール31)と、設置側レール31と係り合う第二ブロック32とによって構成されている。
設置側レール31は、断面略四角形状で細長く直線状に延ばされた部材である。設置側レール31の左右側面には、長手方向に沿って第二ブロック32が備える転動体であるボールBが転走する転動体転走面33が形成される。転動体転走面33は、左右で一条ずつ合計二条設けられる。
また、図5Bに示すように、設置側レール31には、移動側レール21と同様に、設置側レール31と係り合う第二ブロック32がジョイント部材40に固定されたときに、ジョイント部材40と対向する面に対して突出するように、第二嵌り部材としての第二ボールプランジャ34が設けられる。さらに、設置側レール31には、移動側レール21と同様に、設置側レール31と係り合う第二ブロック32がジョイント部材40に固定されたときに、ジョイント部材40と対向する面に対して突出するように、円柱状に突起する第二ストッパ部材35が形成される。ただし、設置側レール31における第二ボールプランジャ34と第二ストッパ部材35との位置関係については、図4にて示すように、後述する第二突当壁50に第二ストッパ部材35が突き当たるときに、第二ボールプランジャ34が第二嵌り溝51に嵌る位置関係であることが望ましい。そして、第二ボールプランジャ34及び第二ストッパ部材35は、運動案内装置10の伸長方向の端側に設置及び形成されている。
第二ブロック32は、設置側レール31と組をなす移動ブロック体である。第二ブロック32は、ジョイント部材40の第二ブロック固定面44に対して固定される。このとき、第二ブロック32は、ジョイント部材40の中心側に1つと、端側に1つの計2つずつ設置される。なお、第二ブロック32の設置個数については、対応する設置側レール31の長さに応じて複数設置されていてもよい。第二ブロック32の基本的構成は、第一ブロック22と同じである。また、第二ブロック32と設置側レール31との関係は、第一ブロック22と移動側レール21との関係と同じである。したがって、第二ブロック32の基本的構成及び第二ブロック32と設置側レール31との係り合いに関する詳細な説明は省略する。
ジョイント部材40は、図3及び図4にて示すように、板状あるいは異形状に形成されるとともに、段違い形状で形成されている部材である。そして、ジョイント部材40には、ブロック(22,32)を固定するための固定孔48が複数形成されている。また、ジョイント部材40の表面には、段違い形状で形成されていることにより、図3で示すようにジョイント部材40を平面側から見た場合の側面斜視において、中央部の位置より高くなっている面に第一動作制御面41が形成され、側面斜視において中央部の位置より下がっている面に第一ブロック固定面42が形成される。一方で、ジョイント部材40の裏面には、段違い形状にて形成されていることにより、図4で示すようにジョイント部材40を底面側から見た場合の側面斜視において、中央部の位置より高さが下がっている面に第二動作制御面43が形成され、側面斜視において中央部の位置より上がっている面に第二ブロック固定面44が形成される。また、段違いの程度としては、第一ブロック固定面42と第二ブロック固定面44とが、側面から見たときに略同じ平面内に位置する程度が好ましい。
第一動作制御面41には、図3にて示すように、ジョイント部材40の端部から、段が形成されている位置近傍までにおいて、移動側レール21に形成された第一ストッパ部材25を移動可能にするための第一通行溝45が形成されている。この第一通行溝45における段形成位置の近傍側(すなわち、ジョイント部材の中心側)の終端が、第一突当壁46となる。このように、本実施形態に係る第一ストッパ機構は、移動側レール21に形成された第一ストッパ部材25と、ジョイント部材40に形成された第一通行溝45とから構成される。そして、移動側レール21とジョイント部材40との相対移動により、第一ストッパ部材25が第一突当壁46に突き当たるように構成されており、さらに、第一ストッパ部材25が第一突当壁46に突き当たることにより、移動側レール21の伸長方向に向けたストロークが制限される。つまり、第一ストッパ機構が、移動側レール21の伸長方向に向けたストロークを制限する。
また、第一動作制御面41には、ジョイント部材40の収縮方向の端側において、移動側レール21に設置された第一ボールプランジャ24が嵌合する第一嵌り溝47が形成されている。
ここで、第一嵌合機構の構成例について、図5Aを用いて説明する。図5Aは、第一嵌合機構の構成例を示す図である。図5A中の分図(a)の左図は、ジョイント部材40の正面、平面、及び左側面を示す斜視図である。また、図5A中の分図(a)の右図は、移動側レール21の正面、底面、及び左側面を示す斜視図である。さらに、図5A中の分図(b)は、ジョイント部材40及び移動側レール21の互いの平面同士を対向させるように組み合わせ、第一ボールプランジャ24を第一嵌り溝47に嵌合させた運動案内装置10の断面概略図である。図5A中の分図(a)の左図にて示すように、第一嵌り溝47は、第一動作制御面41の表面の一部が窪んだように形成されている溝形状部位である。さらに、本実施形態に係る運動案内装置10においては、移動側レール21とジョイント部材40との対向面間の隙間が僅かとなるように構成される。したがって、運動案内装置10は、移動側レール21から表出する嵌合ボール60に対して、嵌合ボール60を押し上げる所定のモーメントが生じることにより、嵌合ボール60が第一嵌り溝47に嵌る、又は嵌合ボール60が第一嵌り溝47から外れるという嵌合動作を行うことができるように構成される。すなわち、第一嵌合機構により、移動側レール21とジョイント部材40とが嵌合している状態で、移動側レール21に対して伸長方向に向けた推進力を加えると、第一嵌合機構が嵌合している間においては、移動側レール21とジョイント部材40とが一体となって移動することとなる。
ジョイント部材40の第二動作制御面43には、図4にて示すように、ジョイント部材40の伸長方向側の端部から、段が形成されている位置近傍までにおいて、設置側レール31が備える第二ストッパ部材35を移動可能にするための第二通行溝49が形成される。この第二通行溝49における段形成位置の近傍側(すなわち、ジョイント部材40の中心側)の終端が、第二突当壁50となる。このように、本実施形態に係る第二ストッパ機構は、設置側レール31に形成された第二ストッパ部材35と、ジョイント部材40に形成された第二通行溝49とから構成される。そして、ジョイント部材40が移動側レール21を連れて伸長方向に向けて移動していくときに、ジョイント部材40と設置側レール31との相対移動により、設置側レール31の第二ストッパ部材35が第二突当壁50に突き当たる。そして、第二ストッパ部材35が第二突当壁50に突き当たることにより、ジョイント部材40の伸長方向に向けたストロークが制限される。つまり、第二ストッパ機構が、ジョイント部材40の伸長方向に向けたストロークを制限する。
第二動作制御面43には、段形成位置の近傍側(すなわち、ジョイント部材40の中心側)において、設置側レール31に設置された第二ボールプランジャ34が嵌合する第二嵌り溝51が形成されている。すなわち、第二動作制御面43は、第二嵌り溝51が、第二通行溝49の終点近傍に形成されている点において第一動作制御面41と異なる。このように、本実施形態に係る第二嵌合機構は、設置側レール31に設置された第二ボールプランジャ34と、ジョイント部材40に形成された第二嵌り溝51とから構成される。なお、第二嵌合機構の詳細な構成は、第一嵌合機構と同じであるため、第二嵌合機構の詳細な説明は省略する。
ここで、ジョイント部材40に対する移動ブロック体(22,32)の固定方法を、図6を用いて説明する。図6は、ジョイント部材40に対する第二ブロック32の固定方法を示す図である。図6にて示すように、第一動作制御面41の裏面に形成された第二ブロック固定面44と、第二ブロック32の中央部36の面を互いに対向させた状態で、ジョイント部材40に形成されたブロック固定孔48及び第二ブロック32に形成されたブロック固定孔38の位置を合わせる。これらの位置を合わせた状態で、第一動作制御面41側からボルトなどの固定具53を挿入し、互いを固定する。このようにして、第二ブロック32が、ジョイント部材40に対して取り付けられるため、この第二ブロック32を介して設置側レール31とジョイント部材40との相対的な運動が可能となる。なお、図示はしていないが、第一リニアガイド20は、上述した第二リニアガイド30の固定方法と同様の固定方法によりジョイント部材40に対して固定される。すなわち、第一ブロック固定面42及び第一ブロック22の中央部26の面を互いに対向させた状態で、ジョイント部材40に形成されたブロック固定孔48及び第一ブロック22に形成されたブロック取付孔28の位置を合わせる。位置を合わせた状態で、第二動作制御面43側からボルトなどの固定具53を挿入し、互いを固定する。このようにして、段違いに第一及び第二ブロック22,32を固定することにより、全体の高さを抑えながら2つのリニアガイドを組み合わせることができ、総高さの低い設置スペースで高い精度の運動を実現することができるようになる。
以上、図1〜図6を参照することで、本実施形態に係る運動案内装置10の基本構成についての説明を行った。次に、図7A〜図7Cを参照して、本実施形態に係る運動案内装置10の動作例を説明する。ここで、図7A〜図7Cは、本実施形態に係る運動案内装置のオーバーハング動作例を示す図であり、特に、図7Aが最少ストローク時のリニアガイドとジョイント部材との位置関係を示し、図7Bが動作の分岐となるリニアガイドとジョイント部材との位置関係を示し、図7Cが最大ストローク時のリニアガイドとジョイント部材との位置関係を示す。なお、図中の矢印Xは、伸長方向を示す矢印であり、図中の矢印Yは、収縮方向を示す矢印である。
図7A〜図7Cにて示す本実施形態に係る運動案内装置10の動作例は、移動側レール21とジョイント部材40と設置側レール31との相対的な関係が最も収縮している状態(最少ストローク)から始まる。すなわち、移動側レール21の第一嵌合機構により移動側レール21とジョイント部材40とが嵌合している状態であり、かつ、設置側レール31が設置基準となる不図示のベースに対して固定された状態において、移動側レール21が伸長方向に向けた推進力を受けることにより、移動側レール21が伸長方向に向かって伸びていくオーバーハング動作が開始する。
まず、図7Aで示す初期状態から、移動側レール21が伸長方向に向けた推進力を受けると、第一嵌合機構により移動側レール21に設置されたボールプランジャ24がジョイント部材40の第一嵌り溝47に嵌っていることから、移動側レール21とジョイント部材40とが、伸長方向に向けて一体的に移動する。言い換えれば、ジョイント部材40が、移動側レール21を連れて移動する。
ジョイント部材40が移動側レール21を連れて移動すると、設置側レール31とジョイント部材40との相対移動により、設置側レール31に形成された第二ストッパ部材35が、ジョイント部材40に形成された第二突当壁50に突き当たる。第二ストッパ部材35が第二突当壁50に突き当たると、ジョイント部材40は、伸長方向に向けて移動できなくなる。図7Bは、ジョイント部材40が伸長方向に向けて移動できなくなる位置を示す図であり、図7Bにて示すように、最大ストロークの半分程度の位置まで、ジョイント部材40と移動側レール21との一体移動が行われることとなる。なお、第二ストッパ部材35が第二突当壁50に突き当たるときに、設置側レール31に設置される第二ボールプランジャ34が、ジョイント部材40に形成される第二嵌り溝51に嵌る。すなわち、第二ストッパ部材35が第二突当壁52に突き当たりジョイント部材40の伸長方向に向けた移動がロックされる。この第二嵌合機構による嵌合状態は、運動案内装置10の伸長方向に向けた移動のときには作用しないが、収縮方向に向けた移動のときに作用することとなる。
ジョイント部材40が伸長方向に向けて移動できなくなると、当該ジョイント部材40の制止力と、移動側レール21が長手方向に進もうとする推進力との関係に基づいて、移動側レール21とジョイント部材40との嵌合部分(第一嵌合機構)に対して、移動側レール21の伸長方向に向けた長手方向の推進力がかかる。
第一嵌合機構に対してかかるレール長手方向の推進力が所定の値を超えると、第一嵌り溝47に嵌っている第一ボールプランジャ24の嵌合ボール60が、溝を乗り越えるようにして第一嵌り溝47から外れる。すなわち、移動側レール21とジョイント部材40との嵌合状態が解かれる。したがって、ジョイント部材40の設置側レール31に対する相対移動は、設置側レール31の第二ストッパ部材35がジョイント部材40の第二突当壁52に突き当たるとともに、設置側レール31の第二ボールプランジャ34が第二動作制御面43の第二嵌り溝51に嵌る位置(図7B参照)まで続き、それ以降は、移動側レール21のみが伸長方向に向けて移動することとなる。
第一嵌合機構による嵌合状態が解かれ、移動側レール21のみが伸長方向に向けて移動していくと、移動側レール21とジョイント部材40との相対移動により、移動側レール21に形成された第一ストッパ部材25が、ジョイント部材40に形成された第一突当壁46に突き当たる(図7C参照)。第一ストッパ部材25が第一突当壁46に突き当たると、移動側レール21は、ジョイント部材40から離れるように移動することができなくなる。この状態が、最大ストローク時となる。
以上のように、本実施形態に係る運動案内装置10は、2つのリニアガイド(20,30)とジョイント部材40との相対的な移動により、移動側レール21に固定した移動体の運動を案内する。このような構成によれば、伸長方向に向けて運動案内装置10をストロークさせるときに、先にジョイント部材40が移動側レール21を引き連れて動き、次に移動側レール21が単独で移動していくこととなる。したがって、伸長方向に向けて運動案内装置10をストロークさせるときに、ジョイント部材40に対して負荷がかかる時間が長くなり、第一リニアガイド20及び第二リニアガイド30にかかる負荷を軽減させることができるため、運動案内装置10の長寿命化や高剛性化が可能となる。
次に、最大ストローク時から、最少ストロークまで収縮運動させる例を説明する。最大ストローク時から、最少ストロークまで収縮する動作は、最少ストローク時から最大ストロークまで伸長する動作と逆の動作となる。
まず、図7Cにて示す状態から、移動側レール21が収縮方向に向けた推進力を受けると、図7Bにて示すような状態、すなわち、第一ボールプランジャ24が第一嵌り溝47近傍に近づくこととなる。
移動側レール21の第一ボールプランジャ24が第一嵌り溝47近傍まで移動すると、第二嵌合機構に基づく設置側レール31とジョイント部材40との嵌合モーメントと、移動側レール21の収縮方向に向けた移動モーメントとの関係から、第一ボールプランジャ24が第一嵌り溝47に嵌る。すなわち、第一嵌合機構が嵌合状態になり、図7Bにて示すように、移動側レール21とジョイント部材40とが、一体移動することとなる。
そして、移動側レール21とジョイント部材40とが一体移動を始めると、ジョイント部材40の移動モーメントが、設置側レール31の第二ボールプランジャ34の嵌合ボール60を第二嵌り溝51の溝に押し付けるように作用し、押し付けられた嵌合ボール60は、弾性体62を押しながら設置側レール31の内部に引っ込む。すなわち、移動側レール21とジョイント部材40とが一体移動を始めると、設置側レール31の第二ボールプランジャ34が、第二嵌り溝51の溝を乗り越えるようにして第二嵌り溝51から外れることとなる。
なお、このとき、第二嵌り溝51から第二ボールプランジャ34が外れるために必要なモーメントよりも、第一嵌り溝47に第一ボールプランジャ24が嵌るために必要なモーメントの方が大きくなるように構成してもよい。すなわち、第一嵌合機構が嵌合状態になる前に、第二嵌合機構の嵌合状態を解く構成としてもよい。すなわち、最少ストロークに収縮するまで、ジョイント部材40と移動側レール21とを一体移動させることなく、ジョイント部材40をフリーにした状態で移動側レール21を移動させる構成としてもよい。
最後に、第二嵌合機構の嵌合状態が解かれた状態で、移動側レール21とジョイント部材40とが収縮方向に向けて一体移動を行うことにより、図7Aにて示す最小ストロークに収まることとなる。このような構成によれば、運動案内装置10を最大ストローク時から収縮方向に向けて運動させるときに、ジョイント部材40が移動側レール21及び設置側レール31に位置固定された状態で長い距離を移動できるようになるため、第一リニアガイド20及び第二リニアガイド30に対する負荷を軽減させることができ、運動案内装置10の長寿命化や高剛性化が可能となる。
上述したように、本実施形態に係る運動案内装置10では、転動体転走面23を有する移動側レール21と、移動側レール21の転動体転走面23と複数の転動体としてのボールBを介して係り合う第一ブロック22と、転動体転走面33を有する設置側レール31と、設置側レール31の転動体転走面33と複数の転動体としてのボールBを介して係り合う第二ブロック32と、板状に形成されるとともに、表面の第一ブロック取付面42に第一ブロック22が設置され、裏面の第二ブロック取付面44に第二ブロック32が設置されることにより、移動側レール21と設置側レール31とをつなぐジョイント部材40と、を備え、ジョイント部材40が、段違いに形成される構成としている。したがって、本実施形態の構成によれば、全体の高さを抑えることができるようになるため、狭い設置スペースで運動案内装置10が収縮・伸長運動を行うことが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
例えば、本実施形態に係る転動体はボールBを用いているが、高剛性を実現するため、転動体に弾性変形の少ないローラを使用してもよい。また、ローラに限らず、コロを用いてもよい。
また、本実施形態に係る移動側レール21及び設置側レール31は、直線的に形成されているが、曲線状に形成されていてもよい。
また、例えば、移動側レール(第一レール)、設置側レール(第二レール)、第一ブロック、及び第二ブロックの断面形状は、適宜変更することができる。さらに、転動体の無限循環路の条数及び形態は、適宜変更することができる。
また、上述した実施形態に係る第一嵌合機構及び第二嵌合機構は、ボールプランジャ(24,34)と、嵌り溝(47,51)によって構成されているが、本発明の範囲は、このような構成に限られない。例えば、嵌合機構として、レールが所定の位置にくることにより爪部材が突出し、組を成す引掛溝に引っ掛かるような爪機構を用いることにより、レールの動きを制御する構成としてもよい。さらに言えば、本実施形態では、図にて示すように、移動側レール21の下面に対して第一ボールプランジャ24を設置している(設置側レール31にあっては、上面に対して第二ボールプランジャ34を設置している)が、本発明のボールプランジャは、移動側レール及び設置側レールの側面に設置されていてもよい。この場合は、対応する嵌り溝も側面に設置すればよい。また、ボールプランジャをジョイント部材に設置し、嵌り溝をレールに設置する構成としてもよい。
また、上述した実施形態に係るジョイント部材40は、図5A、図5B、及び図6にて示すように、側面視における断面が略長方形に構成されている。しかしながら、本発明に係るジョイント部材は、このような形状に限られない。
例えば、本発明に係るジョイント部材については、第一ブロックの設置面の反対の面が第二レールと係り合うように形成され、第二ブロックの設置面の反対の面が第一レールと係り合うように形成されていてもよい。その様な変形形態を示す図として、図8を示す。図8は、本発明に係るジョイント部材が取り得る多様な変形形態を例示するための図である。図8に示すように、変形形態に係るジョイント部材40´では、例えば、第一ブロック固定面42及び第二ブロック固定面44の平面形状は維持したまま、第一動作制御面41の形状を、側面視における断面がU字形(第二動作制御面43にあっては、逆U字形)として形成されるような構成としてもよい。さらに言えば、同一の最大高さ及び同一の最大幅を維持した状態、かつ、レールの進行路及びブロックを邪魔しない範囲において、隙間を埋めるように、ジョイント部材が肉厚部を有する構成としてもよい。このような構成によれば、ストロークの邪魔にならずに、かつ、高さをそのままにして、ジョイント部材に肉厚部分を持たせることができるようになるため、ジョイント部材の剛性が増し、運動案内装置の長寿命化や高剛性化が可能となる。
また、上述した実施形態に係るジョイント部材40は、段違いに一体形成される構成としている。しかしながら、本発明のジョイント部材は、一体形成されている構成に限られず、例えば、上段ジョイント部材と下段ジョイント部材とを設置し、さらに上段ジョイント部材と下段ジョイント部材とを橋渡しする橋渡し部材とから構成されていてもよい。
以上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得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
なお、本実施形態に係る運動案内装置10については、航空機や高速鉄道に用いられるシートのリクライニング機構として使用することができる。すなわち、シートの背もたれに接続された一対の支持部と一対のベース部の間に、それぞれリニアガイドが設けられ、それぞれ第一リニアガイドのレールを支持部に固定し、それぞれ第二リニアガイドのレールをベース部に固定することで、動作不良なくシートをリクライニングすることができる。この様に、リニアガイドを一対で使用する場合は、オーバーハングに対して断面二次モーメントが高まるように、図8のように、レール断面の長辺がシートを設置する床と垂直となるように使用することができる。
10 運動案内装置、20 第一リニアガイド、21 移動側レール(第一レール)、22 第一ブロック、23,33 転動体転走面、24 第一ボールプランジャ、25 第一ストッパ部材、26,36 中央部、27,37 壁面部、28,38,48 固定孔、29,39 負荷転動体転走面、30 第二リニアガイド、31 設置側レール(第二レール)、32 第二ブロック、34 第二ボールプランジャ、35 第二ストッパ部材、40,40´ ジョイント部材、41 第一動作制御面、42 第一ブロック取付面、43 第二動作制御面、44 第二ブロック取付面、45 第一通行溝、46 第一突当壁、47 第一嵌り溝、49 第二通行溝、50 第二突当壁、51 第二嵌り溝、52 乗越え壁、53 固定具、60 嵌合ボール、61 表出孔、62 弾性体、B ボール、X 伸長方向、Y 収縮方向。

Claims (5)

  1. 転動体転走面を有する第一レールと、
    前記第一レールの転動体転走面と複数の転動体を介して係り合う第一ブロックと、
    転動体転走面を有する第二レールと、
    前記第二レールの転動体転走面と複数の転動体を介して係り合う第二ブロックと、
    板状に形成されるとともに、一面に前記第一ブロックが設置され、他面に前記第二ブロックが設置されることにより、前記第一レールと前記第二レールとをつなぐジョイント部材と、
    を備え、
    前記ジョイント部材は、段違いに形成されることを特徴とする運動案内装置。
  2. 請求項1に記載の運動案内装置において、
    前記第一ブロックの設置面と、前記第二ブロックの設置面とが略同一平面上に位置することを特徴とする運動案内装置。
  3. 請求項1又は2に記載の運動案内装置において、
    前記ジョイント部材は、前記第一ブロックの設置面の反対の面が前記第二レールと係り合うように形成され、前記第二ブロックの設置面の反対の面が前記第一レールと係り合うように形成されていることを特徴とする運動案内装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の運動案内装置において、
    前記第一ブロック及び前記第二ブロックは、対応する前記第一レール及び前記第二レールの長さに応じて複数設置されていることを特徴とする運動案内装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の運動案内装置において、
    前記第一レールと前記ジョイント部材との互いに対向し合う面のいずれか一方の面に形成された第一嵌り溝と、何れか他方の面に形成された第一嵌り部材とにより、前記第一レールと前記ジョイント部材とを係り合わせる第一嵌合機構と、
    前記第二レールと前記ジョイント部材との互いに対向し合う面のいずれか一方の面に形成された第二嵌り溝と、何れか他方の面に形成された第二嵌り部材とにより、前記第二レールと前記ジョイント部材とを係り合わせる第二嵌合機構と、
    前記第一レールと前記ジョイント部材との互いに対向し合う面のいずれか一方の面に形成された第一ストッパ部材と、何れか他方の面に形成された第一突当壁と、を有する第一ストッパ機構と、
    前記第二レールと前記ジョイント部材との互いに対向し合う面のいずれか一方の面に形成された第二ストッパ部材と、何れか他方の面に形成された第二突当壁と、を有する第二ストッパ機構と、
    を備えることを特徴とする運動案内装置。
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