JP3126874U - 誤差吸収機構付直線案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤差吸収機能と調心性を兼ね備えた直線案内装置を得る。
【解決手段】移動ブロック４に設置される誤差吸収機構部２１を備える誤差吸収機構付直線案内装置であって、誤差吸収機構部２１が、案内対象物を載置するためのテーブル２と、テーブル２に設けられた取付用の開口孔２ａに導通して設置されるとともに移動ブロック４上に立設される円筒リング２３と、円筒リング２３の移動ブロック立設面とは逆側に設置される取付用プレート２５と、移動ブロック４と取付用プレート２５との間に設置され、且つ、円筒リング２３を取り囲むように設置される弾性部材２２，２４と、取付用プレート２５を円筒リング２３を介して移動ブロック４に固定設置する固定手段２６と、によって構成される。そして、取付用プレート２５が固定されていないときに、取付用プレート２５と円筒リング２３との間に隙間Ｓが生じるようにする。
【選択図】図４Ａ

Description

本考案は、誤差吸収機構を備える直線案内装置に関するものである。

従来から、ベースに固定設置される軌道レールと、前記軌道レールに沿って移動自在に構成される移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの間で荷重を負荷しながら転走する複数の転動体と、によって構成される直線案内装置が知られている。この種の直線案内装置は、必要に応じて軌道レールと移動ブロックとの間の隙間を調整してボールやローラ等の転動体に適当な予圧を付与することにより、軌道レールと移動ブロックとの間のがたつきを防止し、高い精度で案内対象物を案内することができるので、高い精度の移動が要求されるような分野、例えば工作機械等の分野で多用されている。

しかしながら、従来の直線案内装置においては、軌道レールの取付けにミクロン単位の精度が要求されるため、その取付けは極めて面倒な作業となっていた。例えば、ベッド等の取付面に一対の軌道レールを敷設し、その各軌道レールに沿って移動する１又は２以上の移動ブロックの間にテーブルを架設し、このテーブルを直線案内するような直線案内装置を構成する場合には、一対の軌道レールの間で平行度や取付レベルに僅かでも誤差があると、この誤差が移動ブロックの摺動抵抗となって現れてしまうことになる。

そして、工作機械等のように案内対象物の移動精度を追求する分野では、本来その軌道レールの取付け自体に高精度が要求されているので、軌道レールの取付作業における手間は必要不可欠なものとして許容されることとなる。しかしながら、単に案内対象物の移動のみを目的として案内対象物の移動精度をあまり問題にしない分野、例えば、自動車の福祉車両で使用される座席の案内装置や、建築関係で使用される一般搬送用機械等の分野では、上述した工作機械等の分野で要求されるようなミクロン単位の取付精度は要求されず、軌道レールの取付作業が大きな負担になっていた。

本考案は、かかる観点に鑑みて創案されたもので、その目的は、移動ブロックと案内対象物との間に生じる変位、特に軌道レールの取付精度が移動ブロックの運動に与える影響を可及的に軽減することができる誤差吸収機構付直線案内装置を提供することにある。

また、本考案の他の目的は、軌道レールの取付作業が容易であり、しかも、若干の軌道レールの取付誤差が存在する場合であっても、この誤差を吸収して案内対象物を軽快に直線案内することができる誤差吸収機構付直線案内装置を提供することにある。

さらに、本考案の他の目的は、誤差吸収機能に加えて調心性を兼ね備えることにより、フローティングガイドとしての機能をも発揮することができる誤差吸収機構付直線案内装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置は、ベースに固定設置される軌道レールと、前記軌道レールに沿って移動自在に構成される移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの間で荷重を負荷しながら転走する複数の転動体と、前記移動ブロックに設置されて誤差吸収機能を発揮する誤差吸収機構部と、を備える誤差吸収機構付直線案内装置であって、前記誤差吸収機構部が、案内対象物を載置するためのテーブルと、前記テーブルに設けられた取付用の開口孔に導通して設置されるとともに前記移動ブロック上に立設される円筒リングと、前記円筒リングの移動ブロック立設面とは逆側に設置される取付用プレートと、前記移動ブロックと前記取付用プレートとの間に設置され、且つ、前記円筒リングを取り囲むように設置される弾性部材と、前記取付用プレートを前記円筒リングを介して前記移動ブロックに固定設置する固定手段と、によって構成され、さらに、前記取付用プレートが固定されていないときには、前記取付用プレートと前記円筒リングとの間に隙間が生じるように前記テーブルと前記弾性部材との高さ設定が成され、前記取付用プレートが前記固定手段によって固定されたときには、前記弾性部材が圧縮されて前記隙間が無くなるように構成されていることを特徴とする。

本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記弾性部材は、前記移動ブロックと前記テーブルとの間、及び、前記テーブルと前記取付用プレートとの間に設置されていることとすることができる。

本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記弾性部材は、前記テーブルと前記取付用プレートとの間のみに設置されていることとすることができる。

本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記弾性部材は、前記移動ブロックと前記テーブルとの間のみに設置されていることとすることができる。

本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記弾性部材は、前記移動ブロック、前記テーブル又は前記取付用プレートに対して焼付固定されていることが好適である。

また、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記固定手段は、前記移動ブロックに設けられたねじ孔に螺合するボルトであることとすることができる。

さらに、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記弾性部材及び前記取付用プレートは、前記移動ブロックの上面と略同一の平面形状で構成されていることとすることができる。

またさらに、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置において、前記弾性部材及び前記取付用プレートは、前記円筒リングの円筒形と略同心の円形状で構成されていることとすることができる。

本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置によれば、移動ブロックと案内対象物との間に生じる変位、特に軌道レールの取付精度が移動ブロックの運動に与える影響を可及的に軽減することができる。

また、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置によれば、軌道レールの取付作業が容易であり、しかも、若干の軌道レールの取付誤差が存在する場合であっても、この誤差を吸収して案内対象物を軽快に直線案内することができる。

さらに、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置によれば、誤差吸収機能に加えて調心性を兼ね備えているので、フローティングガイドとしての機能をも発揮することができる。

以下、本考案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、各請求項に係る考案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考案の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る誤差吸収機構付直線案内装置の一実施形態を例示する外観斜視図である。また、図２は、図１で示した誤差吸収機構付直線案内装置の具体的な構成を説明するための部品展開斜視図である。図１及び図２において示す本実施形態に係る誤差吸収機構付直線案内装置は、例えば、自動車の福祉車両で使用される座席の案内装置や、マシニングセンタ、旋盤、フライス盤等の工作機械、電気回路基板に部品を取付けるための部品実装機等のロボット、ダイサ、ワイヤボンダ等の半導体・液晶製造装置に使用され、ベース１に対してテーブル２が直線運動又は曲線運動することを実現している。

ベース１には、細長く延びる軌道レール３が固定設置されている。軌道レール３には軌道レール３に沿ってスライド移動自在に鞍状の移動ブロック４が取付けられている。この移動ブロック４の上面には、誤差吸収機能を発揮する誤差吸収機構部２１が設置されており、この誤差吸収機構部２１の作用によって、移動ブロック４とテーブル２に設置される案内対象物との間に生じる変位、特に軌道レール３の取付精度が移動ブロック４の運動に与える影響を可及的に軽減することができるようになっている。なお、本実施形態では、２本の軌道レール３，３と２個の移動ブロック４，４が設けられているが、勿論軌道レール３の本数、移動ブロック４の個数等は、使用条件や使用環境等に応じて様々に設定することが可能である。

軌道レール３と移動ブロック４との間には、移動ブロック４が軽くスライド移動できるように、転動体として複数のボール５…が設置されている。複数のボール５…は、軌道レール３と移動ブロック４との間で荷重を負荷しながら転走する部材であり、軌道レール３に沿って細長く延びるボール転走溝３ａ…と、移動ブロック４の内側にボール転走溝３ａ…に対向して形成された負荷ボール転走溝４ａ…との間を転がり運動する。ここで、これら軌道レール３と移動ブロック４とで構成される誤差吸収機構付直線案内装置の駆動機構の詳細について、図３を用いて説明を行う。

図３は、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置の駆動機構を説明するための部分破断斜視図である。本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置は、上述したように、直線状に細長く延びる軌道レール３と、この軌道レール３に対して相対的にスライド移動自在に組み付けられる移動ブロック４とを備えており、軌道レール３と移動ブロック４との間には、転がり運動可能な複数の転動体としてのボール５…が設置されている。

軌道レール３の左右両側面には、例えば長手方向に沿って延びる２条のボール転走溝３ａ，３ａが形成されている。これらボール転走溝３ａ，３ａは、軌道レール３の長手方向に沿って互いに平行に伸びている。

一方、移動ブロック４は、軌道レール３の上面に対向する中央部１１と、中央部１１の左右両側から下方に延びて軌道レール３の左右側面に対向する側壁部１２とを備えている。また、この移動ブロック４は、移動方向の両端に一対の側蓋１３，１３を有している。移動ブロック４の側壁部１２には、軌道レール３のボール転走溝３ａ，３ａに対向する２条の負荷ボール転走溝４ａ，４ａが形成されており、負荷ボール転走溝４ａ，４ａは、左右側壁部１２，１２の上下に２条ずつ合計４条設けられ、これら負荷ボール転走溝４ａ，４ａは互いに平行に伸びている。

移動ブロック４の側壁部１２には、上下２条の負荷ボール転走溝４ａ，４ａから所定間隔を隔てて平行に設けられる上下２条のボール戻し通路１４，１４と、負荷ボール転走溝４ａの端とボール戻し通路１４の端を接続してボール５…を循環させるＵ字状の方向転換路（不図示）が設けられている。これら負荷ボール転走溝４ａ、一対の方向転換路、及びボール戻し通路１４によってサーキット状のボール循環路が構成されている。

なお、移動ブロック４の中央部１１の上面略中央部には、誤差吸収機構部２１を設置するためのねじ孔１５が設けられており、このねじ孔１５の内周面にはねじ溝が切られてボルト等の固定手段を螺合設置することができるようになっている。

複数のボール５…は、ボール循環路内に配列・収容されており、ボールリテーナを介して一連につなげられることも可能である。

側蓋１３は、移動ブロック４に断面形状を合せて構成されている。また、この側蓋１３には、方向転換路の外周側が形成されており、さらに、ブロック本体の負荷ボール転走溝に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給通路が設けられている。

軌道レール３に対して移動ブロック４が移動すると、ボール５…が軌道レール３のボール転走溝３ａと移動ブロック４の負荷ボール転走溝４ａとの間を荷重を受けながら転がり運動することになる。移動ブロック４の負荷ボール転走溝４ａの一端まで移動したボール５…は、一方の方向転換路、ボール戻し通路１４、及び反対側の方向転換路を経由した後、再び負荷域の負荷ボール転走溝４ａに入る。このように、ボール５…が無負荷域から負荷域に移行する際にも、僅かな振動が発生するが、後述する本実施形態に係る誤差吸収機構部２１は、この僅かな振動を吸収する効果も発揮する。

次に、図１，図２及び図４Ａ，図４Ｂを参照して、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置で最も特徴的な誤差吸収機構部２１について説明する。ここで、図４Ａは、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置の構成を説明するための縦断面側面図であり、特に、取付用プレートが固定されていない状態を示している。また、図４Ｂは、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置の構成を説明するための縦断面側面図であり、特に、取付用プレートが固定手段によって固定された状態を示している。

図１，図２及び図４Ａ，図４Ｂに示すように、本考案に係る誤差吸収機構部２１は、移動ブロック４の上面に設置されるものである。そして、誤差吸収機構部２１の構成部材は、案内対象物を載置するためのテーブル２と、テーブル２に設けられた取付用の開口孔２ａに導通して設置されるとともに移動ブロック４上に立設される円筒リング２３と、円筒リング２３の移動ブロック立設面とは逆側に設置される取付用プレート２５と、移動ブロック４と取付用プレート２５との間に設置され、且つ、円筒リング２３を取り囲むように設置される弾性部材２２，２４と、取付用プレート２５を円筒リング２３を介して移動ブロック４に固定設置する固定手段としてのボルト２６と、によって構成されている。

テーブル２は、案内対象物を直線的に案内するための平板形状の部材であり、２個設置される移動ブロック４に掛け渡されている。また、案内対象物の重量等に応じた所定の剛性を備えた材質によって構成されている。

テーブル２の移動ブロック４設置位置には、取付用の開口孔２ａが設置されている。この開口孔２ａには円筒リング２３が導通することになるが、開口孔２ａの径は、円筒リング２３の外径よりも大きく形成されている。このように径を異ならせることによって、テーブル２は円筒リング２３に衝突することがなく、安定した直線案内を行うことができる。

テーブル２の開口孔２ａに導通して設置される円筒リング２３は、下面側が移動ブロック４上に立設されている。一方、円筒リング２３の上面側には、取付用プレート２５が配置されている。そして、移動ブロック４とテーブル２との間、及び、テーブル２と取付用プレート２５との間には、それぞれ弾性部材２２，２４が配置されている。

ここで、図４Ａにおいて示されるように、本考案に係る誤差吸収機構部２１は、取付用プレート２５が固定されていないときには、取付用プレート２５と円筒リング２３との間に隙間Ｓが生じるようにテーブル２と弾性部材２２，２４との高さ設定が成されている。そして、図４Ｂにおいて示されるように、ボルト２６を締め付けることによって取付用プレート２５が確実に固定されたときには、弾性部材２２，２４が圧縮されて隙間Ｓが無くなるようになっている。このように構成したのは、どのような取付が行われたとしても、弾性部材２２，２４の弾性能を確実に発揮させることができるようにするためである。すなわち、取付用プレート２５は、ボルト２６をいくら締め付けたとしても円筒リング２３に当接することによって円筒リング２３の高さ距離以上移動ブロック４に近づくことがないので、ボルト２６を締めすぎて弾性部材２２，２４を必要以上につぶしてしまい、弾性能を発揮できなくしてしまうということがない。また、この構成は、誰がボルト２６を締め付けたとしても、いつでも全く同じ弾性能を得ることができるという利点を有している。したがって、本考案に係る誤差吸収機構部２１では、取付用プレート２５と円筒リング２３との間に設けた隙間Ｓの距離を調整することによって、所望の誤差吸収機能を発揮することが可能な直線案内装置を得ることができる。

また、ボルト２６の締結力は、取付用プレート２５と移動ブロック４、及びこれらの部材に挟まれた円筒リング２３に加わることになるので、これらの部材は、剛性の高い材質、例えば金属材料によって構成されることが好適である。特に、円筒リング２３には、縦方向からのボルト２６の締結力のみではなく、横方向から弾性部材２２，２４の押圧力が加わることになるので、外力に応じた材質や形状を選択することが必要である。

弾性部材２２，２４には、ゴム等の部材を用いることが好適である。また、弾性部材２２，２４は、移動ブロック４やテーブル２、取付用プレート２５と接合せず、接触するのみとしても良いが、移動ブロック４、テーブル２又は取付用プレート２５に対して焼付固定するようにしても良い。弾性部材２２，２４をこれらの部材に対して焼付固定することにより、誤差吸収機能に加えて調心性をも兼ね備えることができるので、本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置がフローティングガイドとしての機能をも発揮することができるようになる。

なお、本実施形態に係る誤差吸収機構部２１では、２つの弾性部材２２，２４を用意し、移動ブロック４とテーブル２との間、及び、テーブル２と取付用プレート２５との間に設置するようにした。しかしながら、弾性部材の設置条件については、上述したものに限られず、テーブル２と取付用プレート２５との間のみに弾性部材２４を設置するようにしても良いし、移動ブロック４とテーブル２との間のみに弾性部材２２を設置するようにしても良い。このように、弾性部材を１個のみとしても、２個の場合に比べて効果は落ちるものの、移動ブロック４とテーブル２に設置される案内対象物との間に生じる変位、特に軌道レール３の取付精度が移動ブロック４の運動に与える影響を可及的に軽減することができるという本考案の効果を発揮することができる。

また、上述した本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置によれば、軌道レール３の取付作業が容易であり、しかも、若干の軌道レールの取付誤差が存在する場合であっても、この誤差を吸収して案内対象物を軽快に直線案内することが可能である。

以上、本考案の好適な実施形態について説明したが、本考案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、上述した実施形態では、弾性部材２２，２４及び取付用プレート２５の形状を、移動ブロック４の上面と略同一の平面形状で構成した場合を例示して説明した。このようにしたのは、移動ブロック４の上面全面にわたって弾性部材２２，２４を設置することにより、安定した誤差吸収及び調心機能を発揮させることができるためである。しかしながら、弾性部材２２，２４及び取付用プレート２５の形状は、図示した平面形状のものに限られず、あらゆる形状を採用することが可能である。一例を挙げると、弾性部材２２，２４及び取付用プレート２５は、円筒リング２３の円筒形と略同心の円形状をするように構成することが好適である。このように、弾性部材２２，２４及び取付用プレート２５を円筒リング２３と同心の円形状とすることによって、３６０°全方位にわたって同一の弾性能及び調心性を発揮することが可能な誤差吸収機構付直線案内装置が実現する。

また、上述した実施形態では、複数の転動体としてボール５を用いた場合を例示して説明したが、ローラ等の他形状の転動体を用いても良い。

さらに、上述した実施形態では、誤差吸収機構部２１に用いられる固定手段としてボルト２６を採用した場合を例示して説明したが、カシメ固定等の他のあらゆる締結・固定手段を採用することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本考案の技術的範囲に含まれ得ることが、実用新案登録請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係る誤差吸収機構付直線案内装置の一実施形態を例示する外観斜視図である。 図１で示した誤差吸収機構付直線案内装置の具体的な構成を説明するための部品展開斜視図である。 本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置の駆動機構を説明するための部分破断斜視図である。 本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置の構成を説明するための縦断面側面図であり、特に、取付用プレートが固定されていない状態を示している。 本考案に係る誤差吸収機構付直線案内装置の構成を説明するための縦断面側面図であり、特に、取付用プレートが固定手段によって固定された状態を示している。

符号の説明

１ ベース、２ テーブル、２ａ 開口孔、３ 軌道レール、３ａ ボール転走溝、４ 移動ブロック、４ａ 負荷ボール転走溝、５ ボール、１１ 中央部、１２ 側壁部、１３ 側蓋、１４ ボール戻し通路、１５ ねじ孔、２１ 誤差吸収機構部、２２，２４ 弾性部材、２３ 円筒リング、２５ 取付用プレート、２６ ボルト（固定手段）、Ｓ 隙間。

Claims (8)

1. ベースに固定設置される軌道レールと、
   前記軌道レールに沿って移動自在に構成される移動ブロックと、
   前記軌道レールと前記移動ブロックとの間で荷重を負荷しながら転走する複数の転動体と、
   前記移動ブロックに設置されて誤差吸収機能を発揮する誤差吸収機構部と、
   を備える誤差吸収機構付直線案内装置であって、
   前記誤差吸収機構部は、
   案内対象物を載置するためのテーブルと、
   前記テーブルに設けられた取付用の開口孔に導通して設置されるとともに前記移動ブロック上に立設される円筒リングと、
   前記円筒リングの移動ブロック立設面とは逆側に設置される取付用プレートと、
   前記移動ブロックと前記取付用プレートとの間に設置され、且つ、前記円筒リングを取り囲むように設置される弾性部材と、
   前記取付用プレートを前記円筒リングを介して前記移動ブロックに固定設置する固定手段と、
   によって構成され、さらに、
   前記取付用プレートが固定されていないときには、前記取付用プレートと前記円筒リングとの間に隙間が生じるように前記テーブルと前記弾性部材との高さ設定が成され、
   前記取付用プレートが前記固定手段によって固定されたときには、前記弾性部材が圧縮されて前記隙間が無くなるように構成されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
2. 請求項１に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記弾性部材は、前記移動ブロックと前記テーブルとの間、及び、前記テーブルと前記取付用プレートとの間に設置されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
3. 請求項１に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記弾性部材は、前記テーブルと前記取付用プレートとの間のみに設置されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
4. 請求項１に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記弾性部材は、前記移動ブロックと前記テーブルとの間のみに設置されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
5. 請求項１に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記弾性部材は、前記移動ブロック、前記テーブル又は前記取付用プレートに対して焼付固定されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記固定手段は、前記移動ブロックに設けられたねじ孔に螺合するボルトであることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記弾性部材及び前記取付用プレートは、前記移動ブロックの上面と略同一の平面形状で構成されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の誤差吸収機構付直線案内装置において、
   前記弾性部材及び前記取付用プレートは、前記円筒リングの円筒形と略同心の円形状で構成されていることを特徴とする誤差吸収機構付直線案内装置。

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