JP2019113125A - ガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価でスライダを所望する位置で固定可能なガイド装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明のガイド装置Ｇは、ベース１と、ベース１上を滑動可能なスライダ２と、ベース１に設けられてスライダ２に摺接してスライダ２の移動を案内するガイド部材３と、スライダ２をベース１に対して固定する固定装置Ｌとを備え、固定装置Ｌは、ベース１に対してスライダ側に配置されるヘッド部４ａと、ベース１に対して反スライダ側に配置されるボトム部４ｂと、スライダ２の移動方向に沿ってベース１に設けられた孔１ｂに挿通されてヘッド部４ａとボトム部４ｂとを連結する連結軸４ｃとを有するロック片４と、ロック片４をベース１に対してスライダ側へ引き寄せてボトム部４ｂをベース１へ押し付け可能な押付部５とを有している。【選択図】図１

Description

本発明は、ガイド装置に関する。

ガイド装置は、試験機や工作機械等を初めとする多種多様な装置の可動部の移動の案内を担う汎用性の高い機械要素の一つである。

このようなガイド装置には、たとえば、ボールの転動を利用するリニアガイドがある。リニアガイドは、レールとレール上を走行するスライダとの間にボールを多数配置した構造となっており、スライダは、ボールの転動によってレール上を滑らかに移動可能である（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−２４１６９号公報

このようなリニアガイドは、スライダが然程抵抗を受けずにレール上を移動できる点で優れるが、スライダをレールに対して所望する位置で固定するには特殊な装置が必要となる。

リニアガイド自体も高価で、さらに、スライダを固定する機能を付加するとなるとガイド装置全体が高くなるので、このようなガイド装置を利用する機械も高価となってしまう。

そこで、本発明は、上記問題を解決するため、安価でスライダを所望する位置で固定可能なガイド装置の提供を目的としている。

上記した目的を達成するため、本発明のガイド装置は、ベースと、ベース上を滑動可能なスライダと、ベースに設けられてスライダに摺接してスライダの移動を案内するガイド部材と、スライダをベースに対して固定する固定装置とを備え、固定装置は、ベースに対して反スライダ側に配置されるボトム部と、スライダの移動方向に沿ってベースに設けられた孔に挿通されてボトム部に連結される連結軸とを有するロック片と、ロック片をベースに対してスライダ側へ引き寄せてボトム部をベースへ押し付け可能な押付部とを有している。このように構成されたガイド装置では、スライダがベースに対して滑動でき、ロック片におけるボトム部をベースへ押してつけてスライダをベースに固定できる。

さらに、ガイド装置は、スライダがベースに設けられた孔に臨む凹部を有し、固定装置がベースに対してスライダ側に配置されるとともに連結軸に連結されるヘッド部を有し、ヘッド部が凹部内に収容されてスライダに対して連結軸周りの回転が阻止されてもよい。このように構成されたガイド装置では、ロック片のボトム部に何らかの外部機器を取付ける取付部を設置する場合に、別途回り止めを設ける必要が無くなる。

また、ガイド装置は、ベースがスライダとの間と、ボトム部との間にスライドシューを有していてもよい。このように構成されたガイド装置は、ベース、スライダおよびロック片の摩耗を防止できるとともに、スライダのベースのなめらか移動を実現できる。

さらに、ガイド装置は、ロック片がボトム部に連結されて外部機器の装着を可能とする取付部を有していてもよく、このように構成されると、外部機器の移動、位置決めおよび固定が可能となる。

本発明のガイド装置によれば、安価でスライダを所望する位置で固定可能である。

一実施の形態におけるガイド装置が適用された振動試験機の正面図である。 一実施の形態におけるガイド装置が適用された振動試験機の平面図である。 一実施の形態におけるガイド装置の断面図である。 一実施の形態の第一変形例におけるガイド装置の断面図である。

以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態におけるガイド装置Ｇは、図１に示すように、本実施の形態では、外部機器としてのダンパを試験体Ｔとして試験体Ｔに振動を与える振動試験機Ｖに適用されている。そして、ガイド装置Ｇは、本実施の形態では、振動試験機Ｖにおいて試験体Ｔの取付姿勢の調整と取付姿勢の保持する役割を担っている。

ガイド装置Ｇは、振動試験機Ｖにおける外部機器としての試験体Ｔの上端を指示する可動梁をベース１とし、このベース１と、ベース１上を滑動可能なスライダ２と、ベース１に設けられてスライダ２に摺接してスライダ２の移動を案内するガイド部材３と、スライダ２をベース１に対して固定する固定装置Ｌとを備えている。

他方、ガイド装置Ｇが適用されている振動試験機Ｖは、架台２０と、架台２０から立ち上がる一対の柱２１，２１と、柱２１，２１に架け渡されて柱２１，２１に対して上下方向へ移動可能な可動梁としてのベース１と、ベース１を柱２１，２１に対して上下方向に駆動可能なリニアアクチュエータ２２，２２と、ベース１に設けた一つのガイド装置Ｇ，Ｇと、ガイド装置Ｇ，Ｇにおけるスライダ２を駆動する駆動装置Ｄと、架台２０に設置されて下方クランプ２３を上下方向へ加振する加振機２４とを備えて構成されている。下方クランプ２３は、本実施の形態では、試験体Ｔがダンパであるので、試験体Ｔの下端のブラケットに連結できる。

そして、この振動試験機Ｖでは、ガイド装置Ｇ，Ｇに試験体Ｔの上端を保持させ、試験体Ｔの下端を下方クランプ２３に保持させた状態で、下方クランプ２３を加振機２４で上下動させて試験体Ｔへ振動を与える。ガイド装置Ｇ，Ｇは、本実施の形態では、ベース１に対して二つ設けられており、下方クランプ２３も二つの試験体Ｔに連結でき、この振動試験機Ｖでは、一度に二つの試験体Ｔの振動試験を実施できる。

また、駆動装置Ｄは、ガイド装置Ｇ，Ｇとの間のベース１の中央に設けた透孔１ａに挿通されるとともに同じくベース１の中央に設けた筒状の軸受２５に摺動自在に挿入されて図１中上下動可能なロッド２６と、ロッド２６の図１中上端とベース１の図１中左右に配置されているガイド装置Ｇのスライダ２にそれぞれヒンジ結合される長さが等しい一対のリンク２７，２７と、ベース１と各スライダ２との間にそれぞれ設けたリニアアクチュエータ２８，２８とを備えて構成されている。

ロッド２６は、軸受２５によってすべり支承されており、図１中上下方向への移動が許容されるものの図１中左右方向および前後方向への移動は制限されている。また、ガイド装置Ｇにおけるスライダ２は、ベース１上を滑動してベース１に対して図１中左右方向へ往復動できる。よって、リニアアクチュエータ２８，２８で各スライダ２同士を離間する方向或いは接近させる方向へ駆動すると、ロッド２６のリンク２７，２７のヒンジ結合点が上下動する。すると、リンク２７，２７の長さがともに等しいので、スライダ２，２は、必ずロッド２６の軸線を対称軸とした線対称となる位置に位置決めされながら駆動装置Ｄによって駆動される。

振動試験機Ｖには、前述したように、ロッド２６を中心としてベース１の図１中左右にそれぞれ一つずつ合計二つのガイド装置Ｇ，Ｇが設けられている。以下、ガイド装置Ｇの各部について説明するが、左右のガイド装置Ｇ，Ｇはともに同一の構成となっている。

ベース１は、図１および図２に示すように、透孔１ａの左右に図中で左右方向へ沿って上下に貫通する孔１ｂ，１ｂを備えている。また、ベース１の図１中左右端には、柱２１，２１の外周に摺接する軸受１ｃ，１ｃを備えており、ベース１は、リニアアクチュエータ２２，２２によって駆動されて図１中上下方向へ移動でき、柱２１，２１の任意の位置に位置決めされる。

さらに、ベース１には、図２に示すように、孔１ｂ，１ｂを挟む位置に配置されるプレート状のガイド部材３が設けられている。ガイド部材３は、ベース１から立ち上がっており、孔１ｂを挟む位置に配置されるガイド部材３，３間にスライダ２が収容される。また、各ガイド部材３の孔１ｂに臨む側の側面には、図２に示すように、側面の全長に亘って合成樹脂製のスライドシュー７が装着されている。

また、ベース１の上面には、孔１ｂを挟む位置に孔１ｂの設置方向である図２中左右方向に沿って合成樹脂製の二つのスライドシュー６が装着されている。

そして、ガイド部材３，３間に収容されるスライダ２は、側面がガイド部材３，３に臨み、下面がベース１に臨んでおり、ガイド部材３，３によって案内されてベース１に対して滑動して図１中左右方向へ移動できる。本実施の形態では、スライダ２は、側面がガイド部材３，３のお互いに向き合う面に装着されたスライドシュー７に摺接し、下面がベース１の上面に装着されたスライドシュー６に摺接しており、ベース１に対して円滑にガイド部材３，３および孔１ｂに沿って移動できる。また、ベース１とスライダ２との間にスライドシュー７が設けられ、スライダ２とガイド部材３，３との間にスライドシュー７が設けられているので、ベース１、スライダ２およびガイド部材３，３の摩耗も抑制されている。ただし、スライドシュー６，７については省略も可能である。

スライダ２は、図３に示すように、中央下部に設けられたベース１に臨む矩形の凹部２ａと、上端から下端へ向けて開口して凹部２ａへ通じる挿通孔２ｂとを備えている。

固定装置Ｌは、本実施の形態では、図１から図３に示すように、ロック片４と、押付部としての油圧シリンダ５とで構成されている。ロック片４は、ベース１に対してスライダ側に配置されてスライダ２の凹部２ａ内に収容されるヘッド部４ａと、ベース１に対して反スライダ側に配置されるボトム部４ｂと、スライダ２の移動方向に沿ってベース１に設けられた孔１ｂに挿通されてヘッド部４ａとボトム部４ｂとを連結する連結軸４ｃとを備えている。本実施の形態では、ヘッド部４ａと連結軸４ｃとを一体として、連結軸４ｃの先端に図示しない螺子部を設け、螺子軸をボトム部４ｂに設けた図示しない螺子孔に螺合してロック片４が形成される。なお、ボトム部４ｂと連結軸４ｃとを一体として、連結軸４ｃの先端に図示しない螺子部を設け、螺子軸をヘッド部４ａに設けた図示しない螺子孔に螺合してロック片４が形成されてもよい。また、ヘッド部４ａと、ボトム部４ｂと連結軸４ｃをそれぞれ別体として、螺子締結等によってこれらヘッド部４ａ、ボトム部４ｂおよび連結軸４ｃを一体化するようにしてロック片４を製造してもよい。

ヘッド部４ａは、立方体形状をしていて凹部２ａ内に挿入可能とされており、凹部２ａ内に挿入されると側面がスライダ２に摺接して、スライダ２によって連結軸４ｃの軸周り方向への回転が防止される。また、ヘッド部４ａの図３中上下方向の長さである厚みは、凹部２ａの図３中上下方向長さである深さより短く、ヘッド部４ａは、凹部２ａ内での上下方向への移動が許容されている。

ボトム部４ｂは、上方から見て矩形とされておりベース１の下面に設けたスライドシュー８に対向している。そして、連結軸４ｃは、孔１ｂに挿通されて、ベース１の上方に配置されるヘッド部４ａとベース１の下方に配置されるボトム部４ｂとを連結している。なお、ヘッド部４ａは、下面をベース１に当接している状態では、少なくとも孔１ｂを通して下方へ落下しない大きさに設定され、ボトム部４ｂは、孔１ｂを介してベース１の上方側へ移動できない大きさに設定される。よって、ロック片４は、図３に示すように、Ｉ型形状とされており、後述する油圧シリンダ５と分離された状態となってもベース１から脱落して下方へ落下しない。

ベース１の上面のスライドシュー６の上面からベース１の下面のスライドシュー８の下面までの距離をＨとし、凹部２ａの深さとヘッド部４ａの厚みの差をｄとし、連結軸４ｃの軸方向長さＡとすると、Ｈ≦Ａ＜Ｈ＋ｄが成り立つように設定されている。つまり、連結軸４ｃの軸方向長さは、スライドシュー６，８とベース１の全部の厚みＨ以上で、この厚みＨに凹部２ａの深さとヘッド部４ａの厚みの差ｄを加算した値よりも短くなるように設定されている。よって、ロック片４におけるヘッド部４ａの上方とスライダ２の凹部２ａの底面との間には隙間が形成されている。

また、押付部としての油圧シリンダ５は、スライダ２に保持されるシリンダ５ａと、シリンダ５ａに出入りするロッド５ｂとを備えており、図示しないポンプから圧油の供給によって、ロッド５ｂを図３中上方へ駆動できる。そして、ロッド５ｂは、スライダ２に設けた挿通孔２ｂ内に挿通されてロック片４のヘッド部４ａに連結されている。よって、油圧シリンダ５への圧油の供給によってロック片４をスライダ２に対して接近させる方向となる図３中上方向へ引き寄せできる。

そして、ロック片４おけるヘッド部４ａの上方とスライダ２の凹部２ａの底面との間には隙間があるから、油圧シリンダ５を駆動してロック片４にスライダ２に対して上方へ引き上げる力を作用させると、ボトム部４ｂがスライドシュー８に押し付けられる。すると、油圧シリンダ５がボトム部４ｂに与える荷重によってボトム部４ｂとスライドシュー８との間に生じる摩擦でスライダ２がベース１に対して固定される。なお、油圧シリンダ５は、シリンダ５ａを閉鎖するバルブを備えており、スライダ２を固定状態とするための荷重をボトム部４ｂに与えた状態でロッド５ｂを固定できる。このようにすれば、図外ポンプを駆動し続けなくともスライダ２をベース１に固定できるので、省エネルギとなる。

また、ロック片４のボトム部４ｂの下方には、試験体Ｔの上端のブラケットに連結できる取付部としてのクランプ４ｄが設けられている。また、クランプ４ｄにはロードセル等の力センサ４ｅが設けられている。

ガイド装置Ｇ，Ｇにおけるスライダ２は、駆動装置Ｄによってベース１に対して試験者が所望する位置に位置決めされる。このスライダ２の位置決めに当たっては、油圧シリンダ５をアンロード状態としてスライダ２が自由にベース１上を移動できるようにしておく。そして、スライダ２を試験者が所望する位置に移動させた後には、駆動装置Ｄを停止させて、油圧シリンダ５を作動させてロック片４をスライダ２側へ引き寄せてボトム部４ｂをベース１へ押し付けてスライダ２をベース１に固定する。すると、スライダ２およびロック片４は、ベース１に対して試験者が所望する位置に固定される。

二つの試験体Ｔのうち一方は、上端が図１中左側のガイド装置Ｇにおけるクランプ４ｄに連結され、下端が下方クランプ２３に連結される。また、二つの試験体Ｔのうち他方は、上端が図１中右側のガイド装置Ｇにおけるクランプ４ｄに連結され、下端が下方クランプ２３に連結される。そして、下方クランプ２３は、ベース１に設けた駆動装置Ｄにおけるロッド２６の直下に設けられており、左右のクランプ４ｄの位置は、ベース１上の試験条件に適した任意の位置に位置決められて固定される。左右のスライダ２は、駆動装置Ｄによってロッド２６の軸線に対して等間隔で離間した位置に配置されるので、左右のクランプ４ｄも同様にロッド２６の軸線に対して等間隔で離間した位置に配置される。また、下方クランプ２３における試験体Ｔの取付点は、ロッド２６の軸線を対称軸とすると線対称となる位置に設けられている。

よって、振動試験機Ｖに取付けられた二つの試験体Ｔは、ロッド２６の軸線を対称軸として線対称となる取付姿勢で振動試験機Ｖに取付けられる。よって、振動試験機Ｖを正面から見ると、図１に示すように、ダンパである試験体Ｔの軸線とロッド２６の軸線とがなす角度はともに同じ角度となり、二つの試験体Ｔの取付姿勢は互いに同じになる。したがって、加振機２４で下方クランプ２３を介して二つの試験体Ｔの下端に上下方向の振動を与えると、二つの試験体Ｔに同一条件で振動を負荷できる。一つの試験体Ｔのみに振動を与える振動試験機では試験体Ｔ毎に取付姿勢を精度よく調整する作業が必要となるが、この振動試験機Ｖでは、二つに試験体Ｔに同一条件で振動を与えられるので振動試験の効率が向上する。

以上、本発明のガイド装置Ｇは、ベース１と、ベース１上を滑動可能なスライダ２と、ベース１に設けられてスライダ２に摺接してスライダ２の移動を案内するガイド部材３，３と、スライダ２をベース１に対して固定する固定装置Ｌとを備え、固定装置Ｌは、ベース１に対して反スライダ側に配置されるボトム部４ｂと、スライダ２の移動方向に沿ってベース１に設けられた孔１ｂに挿通されてボトム部４ｂに連結される連結軸４ｃとを有するロック片４と、ロック片４をベース１に対してスライダ側へ引き寄せてボトム部４ｂをベース１へ押し付け可能な油圧シリンダ（押付部）５とを有している。

このように構成されたガイド装置Ｇでは、スライダ２がベース１に対して滑動でき、ロック片４におけるボトム部４ｂをベース１へ押してつけてスライダ２をベース１に固定できる。よって、本発明のガイド装置Ｇによれば、ボールの転動を利用する高価なリニアガイドに比較して、非常にコストが安価となりスライダ２を所望する位置で固定可能である。

また、本実施の形態におけるロック片４は、ベース１に対してスライダ側に配置されるとともに連結軸４ｃに連結されるヘッド部４ａを有しており、ヘッド部４ａとボトム部４ｂとが連結軸４ｃによって連結されてＩ型形状とされていて、ベース１から脱落しないので、スライダ２や油圧シリンダ５の交換も容易となる。

なお、押付部は、スライダ２に対してロック片４をスライダ側へ引き寄せ可能であればよい。よって、油圧シリンダ５の代わりに、図４に示すように、ロック片４の上端に螺子孔４ｆを設けて、この螺子孔４ｆに螺合するとともに挿通孔２ｂに挿通されて頭３０ａがスライダ２の上方に突出するボルト３０を設けてもよい。ボルト３０の頭３０ａが挿通孔２ｂより断面より大きくしておけば、ボルト３０をロック片４へ捩じ込んでいくと、ロック片４がスライダ２へ接近してボトム部４ｂがベース１へ押し付けられて、スライダ２をベース１に固定できる。

また、ガイド部材３，３は、スライダ２の互いに対向する側面のそれぞれに摺接する壁を形成していて、スライダ２を挟み込むようにしてスライダ２の移動を案内しているが、ガイド部材は、スライダ２の移動を案内できればよいので、構成は前述した具体的な構成に限定されない。たとえば、スライダ２に進行方向に沿う溝を設けてベース１に溝内に挿入可能なレールを設け、このレールをガイド部材としてもよい。つまり、スライダ２の形状、構造および設置数は、前述した形状、構造および設置数に限定されるものではなく、ガイド部材３で移動が案内できるようにガイド部材３の構造に応じてスライダ２の形状および構造については適宜設計変更できる。さらに、スライダ２は、本実施の形態では、ベース１上を直線的に往復動できるが、ガイド部材３とスライダ２の設定により、スライダ２の移動軌跡が円弧状となっていてもよい。

また、本実施の形態のガイド装置Ｇでは、押付部がスライダ２に設けられてロック片４を駆動する油圧シリンダ５とされている。このように押付部を油圧シリンダ５とすれば、スライダ２の移動の許容とベース１への固定との切換が油圧シリンダ５の制御によって可能となるので、スライダ２の移動の許容とベース１への固定の切換え操作が非常に簡単となる。

さらに、本実施の形態のガイド装置Ｇでは、スライダ２がベース１に設けられた孔１ｂに臨む凹部２ａを有し、ヘッド部４ａが凹部２ａ内に収容されてスライダ２に対して連結軸４ｃ周りの回転が阻止される。このように構成されたガイド装置Ｇでは、ロック片４のボトム部４ｂに何らかの外部機器を取付けるクランプ（取付部）４ｄを設置する場合に、別途回り止めを設ける必要が無くなる。

また、本実施の形態のガイド装置Ｇでは、ベース１がスライダ２との間と、ボトム部４ｂとの間にスライドシュー６，８を有しているので、ベース１、スライダ２およびロック片４の摩耗を防止できるとともに、スライダ２のベース１のなめらか移動を実現できる。

さらに、本実施の形態のガイド装置Ｇでは、ロック片４がボトム部４ｂに連結されて外部機器の装着を可能とするクランプ（取付部）４ｄを有しているので、外部機器の移動、位置決めおよび固定が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・ベース、１ｂ・・・孔、２・・・スライダ、２ａ・・・凹部、３・・・ガイド部材、４・・・ロック片、４ａ・・・ヘッド部、４ｂ・・・ボトム部、４ｃ・・・連結軸、４ｄ・・・クランプ（取付部）、５・・・油圧シリンダ（押付部）、６，７・・・スライドシュー、Ｇ・・・ガイド装置、Ｌ・・・固定装置

Claims (4)

1. ベースと、
   前記ベース上を滑動可能なスライダと、
   前記ベースに設けられて前記スライダに摺接して前記スライダの移動を案内するガイド部材と、
   前記スライダを前記ベースに対して固定する固定装置とを備え、
   前記固定装置は、
   前記ベースに対して反スライダ側に配置されるボトム部と、前記スライダの移動方向に沿って前記ベースに設けられた孔に挿通されて前記ボトム部に連結される連結軸とを有するロック片と、
   前記ロック片を前記ベースに対して前記スライダ側へ引き寄せて前記ボトム部を前記ベースへ押し付け可能な押付部とを有する
   ことを特徴とするガイド装置。
2. 前記スライダは、前記ベースに設けられた前記孔に臨む凹部を有し、
   前記固定装置は、前記ベースに対してスライダ側に配置されて前記連結軸に連結されるヘッド部を有し、 前記ヘッド部は、前記凹部内に収容されて前記スライダに対して前記連結軸周りの回転が阻止される
   ことを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
3. 前記ベースは、前記スライダとの間と、前記ボトム部との間にスライドシューを有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のガイド装置。
4. 前記ロック片は、前記ボトム部に連結されて外部機器の装着を可能とする取付部を有する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガイド装置。

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