JP4295872B2 - 直線・曲線自在テーブル移送装置及び曲線テーブル移送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線部及び曲線部を含む複数本の軌道レール上をテーブルが移動する直線・曲線自在テーブル移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアガイド等の直線案内装置を工作機械等のテーブルに組み付けたテーブル移送装置が知られている。このテーブル移送装置は、テーブルを安定して案内するために、複数本、例えば２本の軌道レールを平行に配置し、夫々の軌道レールに例えば２個のスライドを配設し、合計４個のスライダにテーブルを架設している。
【０００３】
このテーブル移送装置の工場内における配置の自由度を高めるために、直線・曲線が混在した軌道レールを用い、スライダを直線・曲線混在した軌跡に沿って連続的に移動可能にした直線・曲線自在案内装置（特開昭６３−２９３３１９号公報、特開平６−５０３３３号公報）や、円間状の軌跡に沿って連続的に案内することが可能な曲線案内装置（特開昭６３−１８６０２８号公報）が従来から知られている。
【０００４】
これらの直線・曲線自在案内装置又は曲線案内装置は、いずれも、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、この軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとから構成されており、ボールの転動に応じて上記スライダが軌道レールに沿って自在に移動し得るように構成されている。
【０００５】
そして、前者の直線・曲線自在案内装置においては、スライダの負荷転走溝が直線状に形成された直線負荷域と、軌道レールの曲率に合わせて円弧状に形成された曲線負荷域とに区分して形成されており、軌道レールの直線部分においては直線負荷域を転走するボールによって、曲線部分においては曲線負荷域を転走するボールによって、スライダに作用する荷重を夫々負荷するように構成されている。その結果、軌道レール内に直線部と曲線部とが混在する場合であっても、スライダが軌道レールに沿って直線部及び曲線部を連続的に移動し得るようになっている。
【０００６】
また、後者の曲線案内装置においては、軌道レールが所定曲率の円弧状に形成される一方、スライダの負荷転走溝が軌道レールの曲率に合わせた円弧状に形成されており、スライダの負荷転走溝と軌道レールの転走溝との間に介在する全てのボールが該スライダに作用する荷重を負荷しながら転走し、それによってスライダが軌道レールに沿った曲線運動をなし得るように構成されている。
【０００７】
そして、このような直線・曲線案内装置を組み込んだテーブル移送装置として、異なる曲率半径の複数の軌道レール上をテーブルが移動する円弧ガイド装置（特開平７−１８０７２３号公報）が知られている。この円弧ガイド装置は、円弧状の軌道レール上を移動する複数のスライダ夫々に支軸を設け、１つのスライダの支軸と隣接する別のスライダの支軸とを、連結部材で回転自在に連結している。また、スライダに支軸を設ける代わりに、回転運動の機能を有するベアリングを組み込んだ転がり案内ユニット（特開平５−２８０５３９号公報）も知られている。
【０００８】
この円弧ガイド装置によれば、直線レールは勿論のこと、曲率半径の異なる複数の軌道レールをテーブルが移動する場合でも、スライダが軌道レールの接線方向を向くように回転し、スライダのスムーズな移動が可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線自在案内装置及ひ曲線案内装置にあっては、スライダの負荷転走溝を軌道レールの曲率に合わせて円弧状に形成することにより、かかるスライダが軌道レールの曲線部を移動し得るように構成されていたので、上記負荷転走溝は軌道レールの曲率に応じて加工する必要があり、従来から多数生産されて市場に出回っている直線案内装置のスライダをそのまま転用することもできず、生産コストが嵩むという問題点があった。また、軌道レールの曲率毎に異なったスライダが必要となることから、スライダの加工や製品管理に手間が掛かるといった問題点もあった。
【００１０】
更に、スライダの負荷転走溝を円弧状に加工する場合、曲線部の曲がり方向は一方向にのみ限定され、環状にはテーブルを搬送し得るものの、曲がり方向の異なる互いに異なる二つの曲線部を含む軌跡、例えばＳ字状の軌跡等に沿ってはテーブルを搬送することができないといった問題点があった。
【００１１】
一方、製造ライン中の各加工工程の間においてはテーブルを搬送することができれば問題なく、軌道レールの曲線部においては余り大きな荷重負荷能力は必要とされないと考えられるが、各加工工程の中ではテーブルに作用する加工力を案内装置によって確実に受け止める必要が生じ、軌道レールの直線部においては曲線部よりも大きな荷重負荷能力が要求される。しかしながら、前述した従来の直線・曲線案内装置においては、スライダに形成された負荷転走溝を直線負荷域と直線負荷域とに区分して形成しているので、軌道レールの直線部における荷重負荷能力が低減してしまい。テーブルに作用する加工力等を十分に負荷し得ないといった欠点があった。
【００１２】
また、これらの直線案内装置を組み込んだ円弧ガイド装置等のテーブル移送装置にあっては、２個までのスライダを連結部材で連結してもスライダのスムーズな循環が可能になるが、テーブルを安定して支持するために２本の軌道レールを平行に配列し、４個以上のスライダでテーブルを支持し、夫々のスライダを連結部材で連結すると、各スライダ間の距離が一定に保たれてしまうので、軌道レールの直線部から曲線部に移動する場合等にスライダのスムーズな動きが阻害されてしまうことがある。
【００１３】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、直線案内装置のスライダをそのまま転用することが可能であると共に、軌道レールの曲率毎に異なったスライダを必要とせず、従来に比較して低コストで生産することが可能な直線・曲線自在テーブル移送装置及び曲線テーブル移送装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、軌道レールが互いに異なる方向へ曲がる二つの曲線部を有する場合であっても、かかる軌道レールに沿ってスライダがこれら曲線部を連続的に移動することが可能であり、更には、軌道レール内に直線部及び曲線部が混在する場合であっても、軌道レールの直線部における荷重負荷能力を犠牲にすることなくスライダが直線部及び曲線部の間を連続的に移動することが可能な直線・曲線自在テーブル移送装置を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の他の目的は、軌道レールを平行に複数配列し、この軌道レールに複数のスライダを配設し、４個以上のスライダでテーブルを支持した場合であっても、スライダのスムーズな移動が確保できる直線・曲線自在テーブル移送装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置は、直線部及び所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部を含むと共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された軌道レールと、断面略サドル状に形成され前記軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、前記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、前記軌道レールの転走溝と前記スライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、前記軌道レールを平行に複数配列し、前記軌道レール夫々に少なくとも一つの前記スライダを配設し、前記複数のスライダにテーブルを架設し、前記スライダに具備された各負荷転走溝を直線状に形成する一方、前記曲線部の軌道レールの幅寸法を直線部の幅寸法よりも小さく設定し、前記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とするものである。
【００１７】
このような本発明の直線・曲線テーブル移送装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は軌道レールの曲線部の曲率に対応した円弧状に形成されておらず、軌道レールの直線部の転走溝に対応した直線状に形成されている。しかし、本発明においては、軌道レールの曲線部の幅寸法は直線部のそれよりも小さく設定されているので、軌道レールの転走溝が円弧状、スライダの負荷転走溝が直線状であっても、かかるスライダは軌道レールの曲線部に係合することができ、この曲線部に沿って自在に移動することが可能となり、複数のスライダに取り付けられたテーブルも曲線部に沿って自在に移動する。
【００１８】
スライダが軌道レールの曲線部を移動している際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに形成された直線状の負荷転走溝との間に挟み込まれ、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝を転動する。従って、各負荷転走溝を同時に転走する多数のボールは、その一部のみが軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷することになる。
【００１９】
そして、このような本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は円弧状ではなく直線状に形成されていることから、直線案内装置のスライダをそのまま転用して使用することが可能であり、また、軌道レールの曲率に合わせて負荷転走溝を円弧状に加工する手間も不要となる。従って、極めて低コストで直線・曲線テーブル移送装置を提供することが可能となる。また、直線状に形成された負荷転走溝は何ら方向性を有していないことから、軌道レール内に互いに曲がり方向の異なる二つの曲線部が混在する場合であっても、スライダはこれら曲線部を連続して移動し得るものである。
【００２０】
更に、このような本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、軌道レールの直線部ではスライダの負荷転走溝を転走する全てのボールが軌道レールの転走溝に当接するので、一部のボールのみが当接している曲線部の如くスライダの荷重負荷能力が損なわれることもなく、スライダに対して大きな荷重が作用した場合であっても、これを十分に負荷することができるものである。
【００２１】
このような本発明において、軌道レール側のボールの転走溝が該軌道レールの側面に形成されている限りにおいては、スライダの負荷転走溝を転走する一列のボールが同時に軌道レール側の円弧状転走溝に接触することはないため、かかる転走溝は何ら特別な加工を施すことなく従来の曲線テーブル移送装置の転走溝と同様に形成すればよく、また、軌道レールの側面とそこに形成された円弧状の転走溝は同時に研削することが可能なため、かかる軌道レールを簡単に製作することが可能である。しかし、軌道レールの上面に上向きの転走溝を形成する場合は、かかる転走溝に対して特別な加工が必要とされる。すなわち、軌道レール側の上向き転走溝と対向するスライダ側の下向き負荷転走溝が直線状に形成されることから、かかる上向き転走溝はスライダの下向き負荷転走溝を転走する一列のボールが同時に接触し得る幅寸法に形成する必要がある。
【００２２】
一方、本発明の直線・曲線テーブル移送装置においては、スライダが軌道レールの直線部及び曲線部を自在に移動し得ることから、かかる軌道レールを曲線部のみで構成しても、スライダは円環状の軌道レールに沿って自在に移動することが可能である。すなわち、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置は軌道レールの曲線部のみに着目すれば、曲線テーブル移送装置として把握することができる。
【００２３】
更に、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、第１の軌道レール及び第２の軌道レールを等距離開けて配列し、第１の軌道レール及び第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに配設された前記スライダ間に固定プレートを架け渡し、この固定プレートに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたので、例えば、４個のスライダでテーブルを支持する場合にあっても、進行方向に対して先頭になる第１スライダ列に架け渡された第１の固定プレート、及び次の第２スライダ列に架け渡された第２の固定プレートは、各スライダが軌道レールの接線方向を向くように回転し、軌道レール上のスライダ間の距離を可変にするので、スライダのスムーズな移動が可能になる。
【００２４】
また、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、第１の軌道レール及び第２の軌道レールを等距離開けて配列し、第１の軌道レール及び第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、この複数のスライダに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたので、例えば４個のスライダでテーブルの４隅を支持することができ、テーブルをバランスよく支持することができる。また、スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、夫々のスライダが軌道レールの接線方向を向くように任意の方向に回転して、スライダのスムースな移動が可能になる。なお、軌道レールの直線部から曲線部へ移動する場合等、曲率半径の異なる部分へテーブルが移動する場合、各スライダ間の距離が一定に保たれていると、こじれてスライダのスムーズな移動が妨げられるが、軌道レールの幅寸法を小さくしているので、スライダと軌道レールの間にスライダのこじれを吸収する隙間ができ、スライダのスムーズな移動が確保される。
【００２５】
更に、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、前記テーブルと前記第１の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間、または前記テーブルと前記第２の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間のいずれか一方には、前記テーブルに対する前記スライダの、前記第１の軌道レールまたは前記第２の軌道レールと交差する方向への変位を許す直線案内装置が設けられるので、軌道レールの直線部から曲線部へ移動する場合等、曲率半径の異なる部分へテーブルが移動する場合にも直線案内装置によってスライダ間の距離を変化させることができ、スライダのスムーズな移動が確保される。この直線・曲線自在案内装置は、特に、軌道レールの曲率半径の変化が激しい場合にもスライダをスムーズに移動させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示すものである。同図において、符号１，１´はベッド等の固定部に配設される軌道レール、符号２は上記軌道レール１に沿って自在に移動可能なスライダであり、符号９２は、スライダに架設されたテーブルである。
【００２７】
かかる軌道レール１，１´は、略等距離を開けて２本並列して配置された第１の軌道レール１および第２の軌道レール１´とからなる。夫々の軌道レール１，１´は直線状に形成された直線案内レール１Ａ，１´Ａと、所定の曲率で円弧状に形成された曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂと、これら直線案内レール１Ａ，１´Ａと曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂとを連結する中間レール１Ｃ，１´Ｃとから構成されている。曲線案内レール１Ｂの曲率半径はＲ１に設定され、曲線案内レール１Ｂ´の曲率半径はＲ２に設定されていて、夫々の曲率半径の中心Ｏは一致している。
【００２８】
スライダ２は、軌道レール１，１´夫々に複数例えば２個設けられ、合計４個のスライダでテーブルを支持している。各スライダ２は、これら第１のレール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，及び第２のレール１Ａ´，１Ｂ´，１Ｃ´上を制限なく自在に移動し得るようになっている。第１の軌道レール１及び第２の軌道レールに配設されるスライダ２の進行方向の第１列、及び次の第２列の間には一対の固定プレート９１が架け渡される。この固定プレート９１は細長い矩形状でねじ等の固定手段によってスライダ２の上面に固定される。
【００２９】
テーブル９２は、固定プレートに対して相対的に回転自在に取り付けられている。テーブル９２の下面には支軸９３が固定され、固定プレート９１夫々の上面には支軸９３を回転自在に支持する旋回軸受９０が固定される。この旋回軸受９０は、テーブル９２からの荷重を受けながらテーブル９２を固定プレートに対して回転自在にしている。旋回軸受９０は、固定プレート９１のに固定されたハウジング９４内に収納されている。旋回軸受９０の外輪９０ａがハウジングに固定され、旋回軸受９０の内輪９０ｂが支軸９３に固定されている。
【００３０】
図３は旋回軸受９０を示すものである。外輪９０ａ及び内輪９０ｂ夫々にはＶ字形転走面が形成され、この転走面の間で断面略四角形のローラ転走路を構成する。ローラ転走路には複数のローラ９５がその傾斜方向を互い違いに交差させながら配列・収納されている。この複数のローラ９５は、荷重を受けながらローラ転走路内を転がる。複数のローラ９５間にはスペーサ９６が介在され、ローラ９５を所定の姿勢に保持している。
【００３１】
ローラ転走路において、スペーサ９６の左右に隣接するローラ９５は、その軸線が互いに直交し、外向きローラ９５ａと内向きローラ９５ｂとに分類される。外向きローラ９５ａは、スペーサ９６によって、その軸線Ｃが前記外輪９０ａ及び前記内輪９０ｂの回転中心線上に位置する旋回中心点Ｂを向くような姿勢に保持されている。内向きローラ９５ｂも、スペーサ９によって、その軸線Ｄが回転中心線上に位置する旋回中心点Ａを向くような姿勢に保持されている。ローラ９５ａ，９５ｂがローラ転走路７を転走する際、ローラ９５ａ，９５ｂの軸線はリング状のローラ転走路７に対して常に直角を保ち、各ローラ８ａ，８ｂ…は均等なすべりを保ちながら転走する。
【００３２】
図４は、レール１Ａ，１Ｂ，１Ｃおよびレール１Ａ´，１Ｂ´，１Ｃ´からなる軌道レール１，１´をＳ字状に組み合わせ、このＳ字状のレール上を移動する固定プレート９１及びテーブル９２を示すものである。スライダ２は、曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂを移動する際、曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂの接線方向を向くので、スライダ２に固定された固定プレート９１は曲率半径の中心Ｏを中心として回転運動する。これにより、内径側の軌道レール１上を移動するスライダ２間の距離は縮まり、外径側の軌道レール１´上を移動するスライダ２間の距離が広がる。固定プレート９１はテーブル９２に対して回転自在に取り付けられているので、このようなスライダ２間の距離の変化を許し、スライダ２のスムーズな移動を可能にする。
【００３３】
図５及び図６は、本発明の第２の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示したものである。この実施形態において、平行に第１の軌道レール１および第２の軌道レール１´を配列し、夫々の軌道レール１，１´に２個のスライダ２を配設し、テーブル９２を支持する点では上記第１の実施形態と同様な構成であるが、合計４個のスライダ２の夫々に旋回軸受９０を設け、この旋回軸受９０で直接テーブル９２を回転自在に支持している点で、上記第１の実施形態の構成と異なっている。旋回軸受９０は、上記第１の実施形態の旋回軸受と同様な構成であり、テーブル９２の４隅に設けた支軸を回転可能に支持している。
【００３４】
この実施形態の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、テーブル９２の４隅を支持しているので、テーブル９２を安定して支持することができる。また、テーブルに対して４つのスライダ２夫々が相対的に回転自在に取り付けられているので、曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂ上に移動したスライダ２が夫々任意に回転し、図６に示すような曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂの接線方向θ１，θ２，θ３，θ４を向き、スライダ２のスムーズな移動が可能になる。なお、軌道レール１，１´の直線部１Ａ，１´Ａから曲線部１Ｂ，１´Ｂへ移動する場合等、曲率半径の異なる軌道レール１，１´間をテーブル９２が移動する場合、各スライダ２間の距離が一定に保たれていると、スライダ２がこじれてスムーズな移動が妨げられることがあるが、後述するように軌道レール１，１´の幅寸法を小さくすることによって、スライダ２と軌道レール１，１´の間にスライダ２のこじれを吸収するように隙間ができ、スライダ２のスムーズな移動を可能にする。
【００３５】
図７乃至図９は、本発明の第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示したものである。この実施形態において、平行に第１の軌道レール１および第２の軌道レール１´を配列し、夫々の軌道レール１，１´に２個のスライダ２を配列し、合計４個のスライダ２それぞれに旋回軸受９０を設け、この旋回軸受９０でテーブル９２を回転自在に支持している点では、上記第２の実施形態の構成と同様であるが、テーブル９２と第１の軌道レール１上のスライダ２との間に直線案内装置１０１を設けている点で上記第２の実施形態の構成と異なる。直線案内装置１０１は、図９に示すように、ボール転走溝１０２ａを有する変位吸収用軌道レール１０２と、ボール転走溝１０２ａに対応する負荷転走溝を含むボール循環路を有して、変位吸収用レール１０２に相対的に直線運動自在に組み付けられた変位吸収用スライダ１０３と、前記ボール循環路内に配列収容されて、変位吸収用軌道レール１０２に対する変位吸収用スライダ１０３の相対運動に併せて循環する複数のボールとを備える周知の機構から構成される。テーブル９２の下面には、変位吸収用軌道レール１０２が取り付けられ、変位吸収用スライダ１０３は、旋回軸受９０に回転自在に支持されている。図８に示すように、変位吸収用軌道レール１０２は第１の軌道レール１と交差する方向に直線状に延びる。そして、直線案内装置１０１は、テーブル９２に対するスライダ２の第１の軌道レール１と交差する方向への変位を許す。なお、第２の軌道レール１´のスライダ２とテーブル９２との間には、高さを調整するためのスペーサ１０４が設けられる。
【００３６】
図７に示すように、軌道レール１，１´の直線部１Ａ，１´Ａから曲線部１Ｂ，１´Ｂへ移動する場合等、曲率半径の異なる軌道レール１，１´間をテーブル９２が移動する場合、各スライダ２間の距離が一定に保たれているとスライダ２がこじれてスムーズな移動が妨げられることがあるが、直線案内装置１０１によって、テーブル９２に対して第１の軌道レール１上のスライダ２が該第１の軌道レール１と交差する方向へ変位してスライダ２間の距離が変化するので、スライダ２のスムーズな移動が確保される。この実施形態の直線・曲線自在案内装置は、特に、軌道レール１，１´の曲率半径の変化が激しい場合にもスライダ２をスムーズに移動させることができる。
【００３７】
図１０は、本発明の上記第１ないし第３実施形態の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線案内装置を示すものである。同図において、符号１はベッド等の固定部に配設される軌道レール、符号２は上記軌道レール１に沿って自在に移動可能なスライダである。そして、上述のように軌道レール１は、直線状に形成された直線案内レール１Ａと、所定の曲率で円弧状に形成された曲線案内レール１Ｂと、これら直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとを連結する中間レール１Ｃとから構成されており、上記スライダ２がこれらレール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ上を制限なく自在に移動し得るようになっている。
【００３８】
図１１は直線案内レール１Ａとこれに組み付けられたスライダ２を示す斜視図、図１２はこれを直線案内レール１Ａの軸方向から見た正面断面図である。上記直線案内レール１Ａは断面略矩形状に形成されており、ボール３が転走するボール転走溝１０ａ，１０ｂが長手方向に沿って計４条形成されている。これらボール転走溝１０ａ，１０ｂは直線案内レール１の両側面及び上面の両縁部に形成されており、両側面に位置するボール転走溝１０ａは図２の紙面左右方向から３０°下向きに形成される一方、上面のボール転走溝１０ｂは垂直方向上向きに形成されている。また、直線案内レール１Ａにはその長手方向に適宜間隔をおいてボルト取付孔１１が形成されており、直線案内レール１Ａはこのボルト取付孔１１に挿入される図示外の固定ボルトによって固定部に固定される。
【００３９】
一方、上記スライダ２は、固定プレートまたは旋回軸受のハウジングの取付面４１及び当該固定プレート等の固定ボルトが螺合するタップ孔４２を有する移動ブロック４と、この移動ブロック４の前後両端面に対して固定される一対の蓋体５，５とから構成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に固定することで当該スライダ内にボール３の無限循環路が具備されるようになっている。また、上記蓋体５には軌道レール１に摺接するシール部材６が取り付けられており、軌道レール１に付着している塵芥等がスライダ２の移動に伴って当該スライダ２内に侵入するのを防止している。
【００４０】
先ず、上記移動ブロック４は取付面４１が形成された水平部４ａ及びこの水平部４ａから垂れ下がる一対のスカート部４ｂ，４ｂを備えて断面略サドル状に形成されており、これら水平部４ａの下面側及び各スカート部４ｂの内面側には直線案内レール１Ａのボール転走溝１０ａ，１０ｂに対向する４条の負荷転走溝４３ａ，４３ｂが直線状に形成されている。また、上記水平部４ａ及び各スカート部４ｂには各負荷転走溝４３ａ，４３ｂに夫々対応したボール戻し孔４４ａ，４４ｂが形成されており、蓋体５に形成されたＵ字状の方向転換路によって各負荷転走溝４３ａ，４３ｂとこれに対応するボール戻し孔４４ａ，４４ｂとが連結され、ボールの無限循環路が形成されるようになっている。
【００４１】
これにより、直線案内レール１Ａのボール転走溝１０ａ，１０ｂと移動ブロック４の負荷転走溝４３ａ，４３ｂとの間で荷重を負荷していたボール３は、スライダ２の移動に伴って上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂを転走し終えると上記荷重から開放されて一方の蓋体５の方向転換路に入り込み、そのままの無負荷状態で負荷転走溝４３ａ，４３ｂにおける転走方向とは逆方向へ向かって移動ブロック４のボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走する。また、ボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走し終えたボール３は他方の蓋体５の方向転換路５１を介して再度直線案内レール１Ａと移動ブロック４との間に入り込み、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂを転走する。
【００４２】
また、上記移動ブロック４の各袖部４ｂの下端並ひに水平部４ａの下面には夫々ボール保持プレート４５，４６が取り付けられている。このボール保持プレート４５，４６は金属板のプレス成形や硬質合成樹脂の射出成形等により成形され、軌道レール１からスライダ３を取り外した際に各ボール転走溝４１を転走するボール２がスライダ３から脱落するのを防止している。
【００４３】
図１３は、上記スライダ２が直線案内レール１Ａに沿って移動している際の、ボール３の転走状態及び循環状態を示すものであり、直線案内レール１Ａの両側面に形成された転走溝１０ａを転走するボール３について描かれている。尚、直線案内レール１Ａの上面に形成された転走溝１０ｂを転走するボール３についても、これと略同じ転走状態及び循環状態である。
【００４４】
前述の通り、移動ブロック４の前後両端面に固定される一対の蓋体５には上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂに対応した方向転換路５１が夫々形成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に固定することにより、図示の如くスライダ２がボール３の無限循環路を具備するようになっている。ここで、転走溝１０ａ，１０ｂは直線案内レール１Ａの長手方向に沿って一直線状に形成されており、また、かかる転走溝１０ａ，１０ｂに対向するスライダ２の負荷転走溝４３ａ，４３ｂも直線状に形成されていることから、図４に示すように、負荷転走溝４３ａ，４３ｂを同時に転走する全てのボール３は直線案内レール１Ａの転走溝１０ａ，１０ｂにも接している。すなわち、スライダ２が直線案内レール１Ａに沿って移動している最中は、軌道レール１側の転走溝１０ａ，１０ｂとスライダ４側の負荷転走溝４３ａ，４３ｂとの間で荷重を負荷せずに遊んでしまうボール３がなく、スライダ２に対して大きな荷重が作用した場合であっても、かかる荷重を確実に受け止めてスライダ２を円滑に移動させることができるものである。
【００４５】
一方、図１４は曲線案内レール１Ｂとこれに組み付けられたスライダ２を示す正面断面図である。かかる曲線案内レール１Ｂは上記直線案内レールと略同じ断面形状に形成されると共に長手方向には所定の曲率Ｒを有する円弧状に形成されており、その両側面には直線案内レール１Ａの両側面に形成された転走溝１０ａと連続する転走溝１２ａが形成される一方、上面には直線案内レール１Ａの上面に５形成された転走溝１０ｂと連続する転走溝１２ｂが形成されている。
【００４６】
但し、曲線案内レール１Ｂは所定の曲率で形成されていることから、かかる曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ２を直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ１と同一に設定した場合には、曲線案内レール１Ｂの内径側の側面がスライダ２のスカート部４ｂや蓋体．５と干渉してしまう懸念がある。このため、曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ２は直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ１よりも小さく設定されている。比較のため、図５中には一点鎖線で直線案内レール１Ａの断面を描いてあるが、曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ２を直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ１よりも小さく形成するに当たっては、図５に示すように曲線案内レール１Ｂの内径側の側面のみを研削するようにしても良いし、図１６に示すように、内径側及び外径側の両側面を研削するようにしても良い。
【００４７】
図１５は、上記スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動している際の、ボール３の転走状態及び循環状態を示すものであり、曲線案内レール１Ｂの両側面に形成された転走溝１２ａを転走するボール３について描かれている。転走溝１２ａは曲線案内レール１Ｂの長手方向に沿って円弧状に形成される一方、かかる転走溝１２ａに対向するスライダ２の負荷転走溝４３ａは直線状に形成されていることから、図６に示すように、曲線案内レール１Ｂの内径側においては、負荷転走溝４３ａの両端近傍を転走するボール３のみが転走溝１２ａに当接する一方、かかる曲線案内レール１Ｂの外径側においては負荷転走溝４３ａの略中央を転走するボールのみが転走溝１２ａに当接している。すなわち、スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動している最中は、スライダ２の負荷転走溝４３ａを転走するボール３はその一部のみが荷重を負荷しており、その他のボール３は荷重を負荷することなく遊んでいる。曲線案内レール１Ｂの曲率によっては、負荷転走溝４３ａを転走する全てのボール３が曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａに当接している場合も想定されるが、かかる場合であっても、一部のボール３は荷重を殆ど負荷することなく遊んでいる。尚、このように曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａに当接せずに遊んでしまうボール３が発生しても、スライダ２にはボ５ール保持プレート４６が取り付けられていることから、かかるボール３が負荷転走溝４３ａと転走溝１２との問から抜け落ちてしまうことはない。
【００４８】
一方、図１６はスライダ２の水平部４ａに形成された負荷転走溝４３ｂにおけるボール３の転走状態を示すものであり、曲線案内レール１Ｂの上からスライダ２を透視して観察した様子を示している。ここで、スライダ２の負荷転走溝４３ｂは直線状に形成される一方、これに対向する曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ｂは円弧状に形成されていることから、かかる転走溝１２ｂを曲線案内レールの側面に形成された転走溝１２ａや上記負荷転走溝４３ｂと同一の幅寸法に形成した場合には、スライダ２側の負荷転走溝４３ｂを転走するボールのうち、一部は転走溝１２ｂの内部に当接する一方、その他は転走溝１２ｂからはみ出して曲線案内レール１Ｂの上面に当接することとなり、ボール３をスライダ２の無限循環路内で円滑に循環させることが不可能となってしまう。
【００４９】
このため、曲線案内レール１Ｂの上面に形成された転走溝１２ｂは負荷転走溝４３ｂを転走する全てのボール３が同時に当接し得るよう、図１６に示す如く、かかる負荷転走溝４３ｂよりも大きな溝幅ｄに形成されている。図１７は、スライダ２側の負荷転走溝４３ｂと曲線案内レール１Ｂ側の転走溝１２ｂとの間におけるボール３の接触状態を示した拡大図である。図中の実線は図１６の断面α−αにおける接触状態を、一点鎖線は断面β−βにおける接触状態を夫々示している。転走溝１２ｂは負荷転走溝４３ｂよりも幅広く形成されており、しかも図１７の紙面左右方向に曲率を有する円弧状に形成されていることから、ボール３は直線状の負荷転走清４３ｂを転走するにつれ、転走溝１２ｂに対する接触位置が左右に変化することになるが、常にスライダと曲線案内レールとの間で荷重を負荷しながら負荷転走溝４３ｂを転走することになる。
【００５０】
このように本実施例の直線・曲線案内装置では、曲線案内レール１Ｂの幅寸法を直線案内レール１Ａのそれよりも小さく設定すると共に、これら軌道レール１の上面にボール３の転走溝が必要とされる場合には、曲線案内レール１Ｂの上面における転走溝１２ｂの幅のみをスライダ２側の負荷転走溝４３ｂの幅よりも大きく形成することにより、スライダ２は従来の直線案内装置の構造のまま、かかるスライダ２を直線案内レール１Ａ及び曲線案内レール１Ｂの間で自由に往来させることができるものである。
【００５１】
但し、スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動する際には、かかる曲線案内レール１Ｂの側面の転走溝１２ａに当接するボール３の数が、直線案内レール１Ａの側面の転走溝１０ａに当接するボール３の数よりも減少することから、軌道レール１の曲線部におけるスライダ２の荷重負荷能力が低下することは否めないが、直線部における荷重負荷能力が曲線部のために犠牲になることはなく、直線部においてはスライダ２に対して大きな荷重が作用した場合であっても、これを十二分に負荷することが可能となる。
【００５２】
そして、このような本実施例の直線・曲線案内装置によれば、スライダ２の負荷転走溝４３ａ，４３ｂは直線状に形成されており、何ら方向性を具備していないことから、曲線案内レール１Ｂの曲がり方向が左右いずれの方向であっても、スライダ２は障害なく曲線案内レール１Ｂに沿って移動することが可能となる。このため、図１８に示すように、曲がり方向の互いに異なる二つの曲線案内レール１Ｂを組み合わせて構成したＳ字状の軌道レール１に沿ってスライダ２を自在に移動させることも可能となる。また、連続する軌道レール１内に存在する曲線案内レール１Ｂは全て同じ曲率で円弧状に形成されている必要はなく、曲率の異なる曲線レールを組み合わせた場合であっても、スライダを自在に移動させることが可能である。
【００５３】
次に、図１９は本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線案内装置の他の例を示すものである。同図において、符号７は軌道レール、符号８はスライダであり、これら軌道レール７及びスライダ８の基本的構造は前述の第１実施例と略同一である。但し、軌道レール７のボール転走溝７１ａ，７１ｂは該軌道レール７の両側面に上下２条ずつ形成されており、上側のボール転走溝７１ａは４５°の傾斜角度で上向きに、下側のボール転走溝７１ｂは４５°の傾斜角度で下向きに形成されている。また、スライダ８の負荷転走溝８１ａ，８１ｂもこれらボール転走溝７１ａ，７１ｂに対応した角度で形成されている。
【００５４】
この図１９は軌道レール７の直線部、すなわち直線案内レール７Ａにスライダ８が組み付けられた状態を示すものであるが、この直線案内レール７Ａに連続する曲線案内レール７Ｂは前記第１実施例と同様に、その幅寸法が直線案内レール７Ａよりも小さく設定されている。図２０は曲線案内レール７Ｂの正面断面図に直線案内レール７Ａの輪郭を重ねて描いたものであり、図中の一点鎖線が直線案内レール７Ａの輪郭を示している。
【００５５】
そして、このように構成された直線・曲線案内装置においても、曲線案内レール７Ｂの幅寸法を直線案内レール７Ａのそれよりも小さく設定することにより、スライダ８は直線案内レール７Ａ及び曲線案内レール７Ｂの間を自由に往来することができるものである。
【００５６】
前記実施例では、本発明を適用した直線・曲線自在テーブル移送装置について説明してきたが、上記曲線案内レールを組み合わせて円環状の軌道レールを構成しても、上記スライダはこの軌道レールに沿って自在に移動可能であり、曲線テーブル移送装置を簡単に構成することができる。従って、ここでは本発明の曲線テーブル移送装置についてはその詳細な説明は省略する。
【００５７】
また、本発明ではスライダ２に具備された負荷転走溝４３ａ，４３ｂは直線状に形成されていることから、既存の直線案内装置のスライダをそのまま活用して直線・曲線テーブル移送装置を製作することも可能となり、曲線案内レール１Ｂの幅寸法を直線案内レール１Ａのそれに比して減じることにより、直線案内装置のスライダがそのまま曲線案内レール１Ｂに沿って移動し得るように構成した。しかし、曲線案内レール１Ｂの曲率によっては、かかる曲線案内レール１Ｂの幅寸法のサイズダウンのみでは対応することができず、スライダ２のスカート部４ｂや蓋体５と曲線案内レール１Ｂとが干渉を生じてしまう場合もある。従って、かかる場合には、軌道レール１の長手方向に沿ったスライダ２の長さ寸法を短くし、それによって曲線案内レール１Ｂとスライダ２との干渉を防止するのが有効である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置及び曲線テーブル移送装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は円弧状ではなく直線状に形成すれば足りるので、従来より市場に多数出回っている直線案内装置のスライダをそのまま転用することができると共に、かかる負荷転走溝を軌道レールの曲率に合わせて加工する必要がないので、簡易に且つ安価にこれを生産することができるものである。
【００５９】
また、スライダに具備された負荷転走溝は何ら方向性を有していないことから、軌道レールが互いに異なる方向へ曲がる二つの曲線部を有する場合であっても、かかる軌道レールに沿ってスライダがこれら曲線部を連続的に移動することが可能となり、例えばＳ字状の軌跡等、直線及び曲線を組み合わせた自由度の高い軌跡に沿ってテーブルを自在に案内することが可能となる。
【００６０】
更に、スライダに具備された負荷転走溝は直線状に形成されていることから、軌道レールの直線部においてはスライダの負荷転走溝を転走する全てのボールが軌道レールに当接して荷重を負荷するので、かかる直線部においては十二分な荷重負荷能力をスライダに与えることができ、軌道レール内に直線部及び曲線部が混在する場合であっても、軌道レールの直線部における荷重負荷能力を犠牲にすることなくスライダが直線部及ひ曲線部の間を連続的に移動することが可能ことが可能となる。
【００６１】
さらに、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、例えば、４個のスライダでテーブルを支持する場合にあっても、進行方向に対して先頭になる第１スライダ列に架け渡された第１の固定プレート、及び次の第２スライダ列に架け渡された第２の固定プレートは、各スライダが軌道レールの接線方向を向くように回転し、軌道レール上のスライダ間の距離を可変にするので、スライダのスムーズな移動が可能になる。
【００６２】
さらに、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、前記軌道レールを等距離開けて２本配列し、第１の軌道レール及び第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、この複数のスライダに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたので、例えば４個のスライダでテーブルの４隅を支持することができ、テーブルをバランスよく支持することができる。また、スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、夫々のスライダが軌道レールの接線方向を向くように任意の方向に回転して、スライダのスムースな移動が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す平面図である。
【図２】上記図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】直線・曲線自在テーブル移送装置に用いられる旋回軸受を示す斜視図である（部分断面図を含む）。
【図４】上記直線・曲線自在テーブル移送装置のテーブルが移動した状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置のスライダの傾きを示す概略図。
【図７】本発明の第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す平面図である。
【図８】上記第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置の直線案内装置を示す平面図である。
【図９】上記第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線案内装置の例を示す平面図である。
【図１１】上記直線・曲線案内装置のスライダ及び直線案内レールを示す斜視図である。
【図１２】 上記直線・曲線案内装置のスライダが直線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図１３】上記直線・曲線案内装置のスライダが直線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図１４】上記直線・曲線案内装置のスライダが曲線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図１５】上記直線・曲線案内装置のスライダが曲線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図１６】曲線案内レールの上面に形成した転走溝におけるボールの転走状態を示す平面図である。
【図１７】 曲線案内レールの上面に形成した転走溝とスライダの負荷転走溝との間におけるボールの転走状態を示す拡大断面図である。
【図１８】上記直線・曲線案内装置の直線案内レール及び曲線案内レールを組み合わせて構成することが可能な直線・曲線案内装置の一例を示す平面図である。
【図１９】直線・曲線案内装置の他の例を示す正面断面図である。
【図２０】上記直線・曲線案内装置の他の例の曲線案内レールの要部を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 第１の軌道レール（軌道レール）
１´ 第２の軌道レール（軌道レール）
１Ａ 直線案内レール
１Ｂ 曲線案内レール
１Ｃ 中間レール
２ スライダ
３ ボール
１０ａ，１０ｂ 転走溝
４３ａ，４３ｂ 負荷転走溝
９１ 固定プレート
９２ テーブル
１０１ 直線案内装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線部及び曲線部を含む複数本の軌道レール上をテーブルが移動する直線・曲線自在テーブル移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアガイド等の直線案内装置を工作機械等のテーブルに組み付けたテーブル移送装置が知られている。このテーブル移送装置は、テーブルを安定して案内するために、複数本、例えば２本の軌道レールを平行に配置し、夫々の軌道レールに例えば２個のスライドを配設し、合計４個のスライダにテーブルを架設している。
【０００３】
このテーブル移送装置の工場内における配置の自由度を高めるために、直線・曲線が混在した軌道レールを用い、スライダを直線・曲線混在した軌跡に沿って連続的に移動可能にした直線・曲線自在案内装置（特開昭６３−２９３３１９号公報、特開平６−５０３３３号公報）や、円間状の軌跡に沿って連続的に案内することが可能な曲線案内装置（特開昭６３−１８６０２８号公報）が従来から知られている。
【０００４】
これらの直線・曲線自在案内装置又は曲線案内装置は、いずれも、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、この軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、上記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、上記軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとから構成されており、ボールの転動に応じて上記スライダが軌道レールに沿って自在に移動し得るように構成されている。
【０００５】
そして、前者の直線・曲線自在案内装置においては、スライダの負荷転走溝が直線状に形成された直線負荷域と、軌道レールの曲率に合わせて円弧状に形成された曲線負荷域とに区分して形成されており、軌道レールの直線部分においては直線負荷域を転走するボールによって、曲線部分においては曲線負荷域を転走するボールによって、スライダに作用する荷重を夫々負荷するように構成されている。その結果、軌道レール内に直線部と曲線部とが混在する場合であっても、スライダが軌道レールに沿って直線部及び曲線部を連続的に移動し得るようになっている。
【０００６】
また、後者の曲線案内装置においては、軌道レールが所定曲率の円弧状に形成される一方、スライダの負荷転走溝が軌道レールの曲率に合わせた円弧状に形成されており、スライダの負荷転走溝と軌道レールの転走溝との間に介在する全てのボールが該スライダに作用する荷重を負荷しながら転走し、それによってスライダが軌道レールに沿った曲線運動をなし得るように構成されている。
【０００７】
そして、このような直線・曲線案内装置を組み込んだテーブル移送装置として、異なる曲率半径の複数の軌道レール上をテーブルが移動する円弧ガイド装置（特開平７−１８０７２３号公報）が知られている。この円弧ガイド装置は、円弧状の軌道レール上を移動する複数のスライダ夫々に支軸を設け、１つのスライダの支軸と隣接する別のスライダの支軸とを、連結部材で回転自在に連結している。また、スライダに支軸を設ける代わりに、回転運動の機能を有するベアリングを組み込んだ転がり案内ユニット（特開平５−２８０５３９号公報）も知られている。
【０００８】
この円弧ガイド装置によれば、直線レールは勿論のこと、曲率半径の異なる複数の軌道レールをテーブルが移動する場合でも、スライダが軌道レールの接線方向を向くように回転し、スライダのスムーズな移動が可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線自在案内装置及ひ曲線案内装置にあっては、スライダの負荷転走溝を軌道レールの曲率に合わせて円弧状に形成することにより、かかるスライダが軌道レールの曲線部を移動し得るように構成されていたので、上記負荷転走溝は軌道レールの曲率に応じて加工する必要があり、従来から多数生産されて市場に出回っている直線案内装置のスライダをそのまま転用することもできず、生産コストが嵩むという問題点があった。また、軌道レールの曲率毎に異なったスライダが必要となることから、スライダの加工や製品管理に手間が掛かるといった問題点もあった。
【００１０】
更に、スライダの負荷転走溝を円弧状に加工する場合、曲線部の曲がり方向は一方向にのみ限定され、環状にはテーブルを搬送し得るものの、曲がり方向の異なる互いに異なる二つの曲線部を含む軌跡、例えばＳ字状の軌跡等に沿ってはテーブルを搬送することができないといった問題点があった。
【００１１】
一方、製造ライン中の各加工工程の間においてはテーブルを搬送することができれば問題なく、軌道レールの曲線部においては余り大きな荷重負荷能力は必要とされないと考えられるが、各加工工程の中ではテーブルに作用する加工力を案内装置によって確実に受け止める必要が生じ、軌道レールの直線部においては曲線部よりも大きな荷重負荷能力が要求される。しかしながら、前述した従来の直線・曲線案内装置においては、スライダに形成された負荷転走溝を直線負荷域と直線負荷域とに区分して形成しているので、軌道レールの直線部における荷重負荷能力が低減してしまい。テーブルに作用する加工力等を十分に負荷し得ないといった欠点があった。
【００１２】
また、これらの直線案内装置を組み込んだ円弧ガイド装置等のテーブル移送装置にあっては、２個までのスライダを連結部材で連結してもスライダのスムーズな循環が可能になるが、テーブルを安定して支持するために２本の軌道レールを平行に配列し、４個以上のスライダでテーブルを支持し、夫々のスライダを連結部材で連結すると、各スライダ間の距離が一定に保たれてしまうので、軌道レールの直線部から曲線部に移動する場合等にスライダのスムーズな動きが阻害されてしまうことがある。
【００１３】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、直線案内装置のスライダをそのまま転用することが可能であると共に、軌道レールの曲率毎に異なったスライダを必要とせず、従来に比較して低コストで生産することが可能な直線・曲線自在テーブル移送装置及び曲線テーブル移送装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、軌道レールが互いに異なる方向へ曲がる二つの曲線部を有する場合であっても、かかる軌道レールに沿ってスライダがこれら曲線部を連続的に移動することが可能であり、更には、軌道レール内に直線部及び曲線部が混在する場合であっても、軌道レールの直線部における荷重負荷能力を犠牲にすることなくスライダが直線部及び曲線部の間を連続的に移動することが可能な直線・曲線自在テーブル移送装置を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の他の目的は、軌道レールを平行に複数配列し、この軌道レールに複数のスライダを配設し、４個以上のスライダでテーブルを支持した場合であっても、スライダのスムーズな移動が確保できる直線・曲線自在テーブル移送装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置は、直線部及び所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部を含むと共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された軌道レールと、断面略サドル状に形成され前記軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、前記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、前記軌道レールの転走溝と前記スライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、前記軌道レールを平行に複数配列し、前記軌道レール夫々に少なくとも一つの前記スライダを配設し、前記複数のスライダにテーブルを架設し、前記スライダに具備された各負荷転走溝を直線状に形成する一方、前記曲線部の軌道レールの幅寸法を直線部の幅寸法よりも小さく設定し、前記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とするものである。
【００１７】
このような本発明の直線・曲線テーブル移送装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は軌道レールの曲線部の曲率に対応した円弧状に形成されておらず、軌道レールの直線部の転走溝に対応した直線状に形成されている。しかし、本発明においては、軌道レールの曲線部の幅寸法は直線部のそれよりも小さく設定されているので、軌道レールの転走溝が円弧状、スライダの負荷転走溝が直線状であっても、かかるスライダは軌道レールの曲線部に係合することができ、この曲線部に沿って自在に移動することが可能となり、複数のスライダに取り付けられたテーブルも曲線部に沿って自在に移動する。
【００１８】
スライダが軌道レールの曲線部を移動している際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに形成された直線状の負荷転走溝との間に挟み込まれ、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝を転動する。従って、各負荷転走溝を同時に転走する多数のボールは、その一部のみが軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷することになる。
【００１９】
そして、このような本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は円弧状ではなく直線状に形成されていることから、直線案内装置のスライダをそのまま転用して使用することが可能であり、また、軌道レールの曲率に合わせて負荷転走溝を円弧状に加工する手間も不要となる。従って、極めて低コストで直線・曲線テーブル移送装置を提供することが可能となる。また、直線状に形成された負荷転走溝は何ら方向性を有していないことから、軌道レール内に互いに曲がり方向の異なる二つの曲線部が混在する場合であっても、スライダはこれら曲線部を連続して移動し得るものである。
【００２０】
更に、このような本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、軌道レールの直線部ではスライダの負荷転走溝を転走する全てのボールが軌道レールの転走溝に当接するので、一部のボールのみが当接している曲線部の如くスライダの荷重負荷能力が損なわれることもなく、スライダに対して大きな荷重が作用した場合であっても、これを十分に負荷することができるものである。
【００２１】
このような本発明において、軌道レール側のボールの転走溝が該軌道レールの側面に形成されている限りにおいては、スライダの負荷転走溝を転走する一列のボールが同時に軌道レール側の円弧状転走溝に接触することはないため、かかる転走溝は何ら特別な加工を施すことなく従来の曲線テーブル移送装置の転走溝と同様に形成すればよく、また、軌道レールの側面とそこに形成された円弧状の転走溝は同時に研削することが可能なため、かかる軌道レールを簡単に製作することが可能である。しかし、軌道レールの上面に上向きの転走溝を形成する場合は、かかる転走溝に対して特別な加工が必要とされる。すなわち、軌道レール側の上向き転走溝と対向するスライダ側の下向き負荷転走溝が直線状に形成されることから、かかる上向き転走溝はスライダの下向き負荷転走溝を転走する一列のボールが同時に接触し得る幅寸法に形成する必要がある。
【００２２】
一方、本発明の直線・曲線テーブル移送装置においては、スライダが軌道レールの直線部及び曲線部を自在に移動し得ることから、かかる軌道レールを曲線部のみで構成しても、スライダは円環状の軌道レールに沿って自在に移動することが可能である。すなわち、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置は軌道レールの曲線部のみに着目すれば、曲線テーブル移送装置として把握することができる。
【００２３】
更に、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、第１の軌道レール及び第２の軌道レールを等距離開けて配列し、第１の軌道レール及び第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに配設された前記スライダ間に固定プレートを架け渡し、この固定プレートに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたので、例えば、４個のスライダでテーブルを支持する場合にあっても、進行方向に対して先頭になる第１スライダ列に架け渡された第１の固定プレート、及び次の第２スライダ列に架け渡された第２の固定プレートは、各スライダが軌道レールの接線方向を向くように回転し、軌道レール上のスライダ間の距離を可変にするので、スライダのスムーズな移動が可能になる。
【００２４】
また、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、第１の軌道レール及び第２の軌道レールを等距離開けて配列し、第１の軌道レール及び第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、この複数のスライダに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたので、例えば４個のスライダでテーブルの４隅を支持することができ、テーブルをバランスよく支持することができる。また、スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、夫々のスライダが軌道レールの接線方向を向くように任意の方向に回転して、スライダのスムースな移動が可能になる。なお、軌道レールの直線部から曲線部へ移動する場合等、曲率半径の異なる部分へテーブルが移動する場合、各スライダ間の距離が一定に保たれていると、こじれてスライダのスムーズな移動が妨げられるが、軌道レールの幅寸法を小さくしているので、スライダと軌道レールの間にスライダのこじれを吸収する隙間ができ、スライダのスムーズな移動が確保される。
【００２５】
更に、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、前記テーブルと前記第１の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間、または前記テーブルと前記第２の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間のいずれか一方には、前記テーブルに対する前記スライダの、前記第１の軌道レールまたは前記第２の軌道レールと交差する方向への変位を許す直線案内装置が設けられるので、軌道レールの直線部から曲線部へ移動する場合等、曲率半径の異なる部分へテーブルが移動する場合にも直線案内装置によってスライダ間の距離を変化させることができ、スライダのスムーズな移動が確保される。この直線・曲線自在案内装置は、特に、軌道レールの曲率半径の変化が激しい場合にもスライダをスムーズに移動させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示すものである。同図において、符号１，１´はベッド等の固定部に配設される軌道レール、符号２は上記軌道レール１に沿って自在に移動可能なスライダであり、符号９２は、スライダに架設されたテーブルである。
【００２７】
かかる軌道レール１，１´は、略等距離を開けて２本並列して配置された第１の軌道レール１および第２の軌道レール１´とからなる。夫々の軌道レール１，１´は直線状に形成された直線案内レール１Ａ，１´Ａと、所定の曲率で円弧状に形成された曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂと、これら直線案内レール１Ａ，１´Ａと曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂとを連結する中間レール１Ｃ，１´Ｃとから構成されている。曲線案内レール１Ｂの曲率半径はＲ１に設定され、曲線案内レール１Ｂ´の曲率半径はＲ２に設定されていて、夫々の曲率半径の中心Ｏは一致している。
【００２８】
スライダ２は、軌道レール１，１´夫々に複数例えば２個設けられ、合計４個のスライダでテーブルを支持している。各スライダ２は、これら第１のレール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，及び第２のレール１Ａ´，１Ｂ´，１Ｃ´上を制限なく自在に移動し得るようになっている。第１の軌道レール１及び第２の軌道レールに配設されるスライダ２の進行方向の第１列、及び次の第２列の間には一対の固定プレート９１が架け渡される。この固定プレート９１は細長い矩形状でねじ等の固定手段によってスライダ２の上面に固定される。
【００２９】
テーブル９２は、固定プレートに対して相対的に回転自在に取り付けられている。テーブル９２の下面には支軸９３が固定され、固定プレート９１夫々の上面には支軸９３を回転自在に支持する旋回軸受９０が固定される。この旋回軸受９０は、テーブル９２からの荷重を受けながらテーブル９２を固定プレートに対して回転自在にしている。旋回軸受９０は、固定プレート９１のに固定されたハウジング９４内に収納されている。旋回軸受９０の外輪９０ａがハウジングに固定され、旋回軸受９０の内輪９０ｂが支軸９３に固定されている。
【００３０】
図３は旋回軸受９０を示すものである。外輪９０ａ及び内輪９０ｂ夫々にはＶ字形転走面が形成され、この転走面の間で断面略四角形のローラ転走路を構成する。ローラ転走路には複数のローラ９５がその傾斜方向を互い違いに交差させながら配列・収納されている。この複数のローラ９５は、荷重を受けながらローラ転走路内を転がる。複数のローラ９５間にはスペーサ９６が介在され、ローラ９５を所定の姿勢に保持している。
【００３１】
ローラ転走路において、スペーサ９６の左右に隣接するローラ９５は、その軸線が互いに直交し、外向きローラ９５ａと内向きローラ９５ｂとに分類される。外向きローラ９５ａは、スペーサ９６によって、その軸線Ｃが前記外輪９０ａ及び前記内輪９０ｂの回転中心線上に位置する旋回中心点Ｂを向くような姿勢に保持されている。内向きローラ９５ｂも、スペーサ９によって、その軸線Ｄが回転中心線上に位置する旋回中心点Ａを向くような姿勢に保持されている。ローラ９５ａ，９５ｂがローラ転走路７を転走する際、ローラ９５ａ，９５ｂの軸線はリング状のローラ転走路７に対して常に直角を保ち、各ローラ８ａ，８ｂ…は均等なすべりを保ちながら転走する。
【００３２】
図４は、レール１Ａ，１Ｂ，１Ｃおよびレール１Ａ´，１Ｂ´，１Ｃ´からなる軌道レール１，１´をＳ字状に組み合わせ、このＳ字状のレール上を移動する固定プレート９１及びテーブル９２を示すものである。スライダ２は、曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂを移動する際、曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂの接線方向を向くので、スライダ２に固定された固定プレート９１は曲率半径の中心Ｏを中心として回転運動する。これにより、内径側の軌道レール１上を移動するスライダ２間の距離は縮まり、外径側の軌道レール１´上を移動するスライダ２間の距離が広がる。固定プレート９１はテーブル９２に対して回転自在に取り付けられているので、このようなスライダ２間の距離の変化を許し、スライダ２のスムーズな移動を可能にする。
【００３３】
図５及び図６は、本発明の第２の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示したものである。この実施形態において、平行に第１の軌道レール１および第２の軌道レール１´を配列し、夫々の軌道レール１，１´に２個のスライダ２を配設し、テーブル９２を支持する点では上記第１の実施形態と同様な構成であるが、合計４個のスライダ２の夫々に旋回軸受９０を設け、この旋回軸受９０で直接テーブル９２を回転自在に支持している点で、上記第１の実施形態の構成と異なっている。旋回軸受９０は、上記第１の実施形態の旋回軸受と同様な構成であり、テーブル９２の４隅に設けた支軸を回転可能に支持している。
【００３４】
この実施形態の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、テーブル９２の４隅を支持しているので、テーブル９２を安定して支持することができる。また、テーブルに対して４つのスライダ２夫々が相対的に回転自在に取り付けられているので、曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂ上に移動したスライダ２が夫々任意に回転し、図６に示すような曲線案内レール１Ｂ，１´Ｂの接線方向θ１，θ２，θ３，θ４を向き、スライダ２のスムーズな移動が可能になる。なお、軌道レール１，１´の直線部１Ａ，１´Ａから曲線部１Ｂ，１´Ｂへ移動する場合等、曲率半径の異なる軌道レール１，１´間をテーブル９２が移動する場合、各スライダ２間の距離が一定に保たれていると、スライダ２がこじれてスムーズな移動が妨げられることがあるが、後述するように軌道レール１，１´の幅寸法を小さくすることによって、スライダ２と軌道レール１，１´の間にスライダ２のこじれを吸収するように隙間ができ、スライダ２のスムーズな移動を可能にする。
【００３５】
図７乃至図９は、本発明の第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示したものである。この実施形態において、平行に第１の軌道レール１および第２の軌道レール１´を配列し、夫々の軌道レール１，１´に２個のスライダ２を配列し、合計４個のスライダ２それぞれに旋回軸受９０を設け、この旋回軸受９０でテーブル９２を回転自在に支持している点では、上記第２の実施形態の構成と同様であるが、テーブル９２と第１の軌道レール１上のスライダ２との間に直線案内装置１０１を設けている点で上記第２の実施形態の構成と異なる。直線案内装置１０１は、図９に示すように、ボール転走溝１０２ａを有する変位吸収用軌道レール１０２と、ボール転走溝１０２ａに対応する負荷転走溝を含むボール循環路を有して、変位吸収用レール１０２に相対的に直線運動自在に組み付けられた変位吸収用スライダ１０３と、前記ボール循環路内に配列収容されて、変位吸収用軌道レール１０２に対する変位吸収用スライダ１０３の相対運動に併せて循環する複数のボールとを備える周知の機構から構成される。テーブル９２の下面には、変位吸収用軌道レール１０２が取り付けられ、変位吸収用スライダ１０３は、旋回軸受９０に回転自在に支持されている。図８に示すように、変位吸収用軌道レール１０２は第１の軌道レール１と交差する方向に直線状に延びる。そして、直線案内装置１０１は、テーブル９２に対するスライダ２の第１の軌道レール１と交差する方向への変位を許す。なお、第２の軌道レール１´のスライダ２とテーブル９２との間には、高さを調整するためのスペーサ１０４が設けられる。
【００３６】
図７に示すように、軌道レール１，１´の直線部１Ａ，１´Ａから曲線部１Ｂ，１´Ｂへ移動する場合等、曲率半径の異なる軌道レール１，１´間をテーブル９２が移動する場合、各スライダ２間の距離が一定に保たれているとスライダ２がこじれてスムーズな移動が妨げられることがあるが、直線案内装置１０１によって、テーブル９２に対して第１の軌道レール１上のスライダ２が該第１の軌道レール１と交差する方向へ変位してスライダ２間の距離が変化するので、スライダ２のスムーズな移動が確保される。この実施形態の直線・曲線自在案内装置は、特に、軌道レール１，１´の曲率半径の変化が激しい場合にもスライダ２をスムーズに移動させることができる。
【００３７】
図１０は、本発明の上記第１ないし第３実施形態の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線案内装置を示すものである。同図において、符号１はベッド等の固定部に配設される軌道レール、符号２は上記軌道レール１に沿って自在に移動可能なスライダである。そして、上述のように軌道レール１は、直線状に形成された直線案内レール１Ａと、所定の曲率で円弧状に形成された曲線案内レール１Ｂと、これら直線案内レール１Ａと曲線案内レール１Ｂとを連結する中間レール１Ｃとから構成されており、上記スライダ２がこれらレール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ上を制限なく自在に移動し得るようになっている。
【００３８】
図１１は直線案内レール１Ａとこれに組み付けられたスライダ２を示す斜視図、図１２はこれを直線案内レール１Ａの軸方向から見た正面断面図である。上記直線案内レール１Ａは断面略矩形状に形成されており、ボール３が転走するボール転走溝１０ａ，１０ｂが長手方向に沿って計４条形成されている。これらボール転走溝１０ａ，１０ｂは直線案内レール１の両側面及び上面の両縁部に形成されており、両側面に位置するボール転走溝１０ａは図２の紙面左右方向から３０°下向きに形成される一方、上面のボール転走溝１０ｂは垂直方向上向きに形成されている。また、直線案内レール１Ａにはその長手方向に適宜間隔をおいてボルト取付孔１１が形成されており、直線案内レール１Ａはこのボルト取付孔１１に挿入される図示外の固定ボルトによって固定部に固定される。
【００３９】
一方、上記スライダ２は、固定プレートまたは旋回軸受のハウジングの取付面４１及び当該固定プレート等の固定ボルトが螺合するタップ孔４２を有する移動ブロック４と、この移動ブロック４の前後両端面に対して固定される一対の蓋体５，５とから構成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に固定することで当該スライダ内にボール３の無限循環路が具備されるようになっている。また、上記蓋体５には軌道レール１に摺接するシール部材６が取り付けられており、軌道レール１に付着している塵芥等がスライダ２の移動に伴って当該スライダ２内に侵入するのを防止している。
【００４０】
先ず、上記移動ブロック４は取付面４１が形成された水平部４ａ及びこの水平部４ａから垂れ下がる一対のスカート部４ｂ，４ｂを備えて断面略サドル状に形成されており、これら水平部４ａの下面側及び各スカート部４ｂの内面側には直線案内レール１Ａのボール転走溝１０ａ，１０ｂに対向する４条の負荷転走溝４３ａ，４３ｂが直線状に形成されている。また、上記水平部４ａ及び各スカート部４ｂには各負荷転走溝４３ａ，４３ｂに夫々対応したボール戻し孔４４ａ，４４ｂが形成されており、蓋体５に形成されたＵ字状の方向転換路によって各負荷転走溝４３ａ，４３ｂとこれに対応するボール戻し孔４４ａ，４４ｂとが連結され、ボールの無限循環路が形成されるようになっている。
【００４１】
これにより、直線案内レール１Ａのボール転走溝１０ａ，１０ｂと移動ブロック４の負荷転走溝４３ａ，４３ｂとの間で荷重を負荷していたボール３は、スライダ２の移動に伴って上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂを転走し終えると上記荷重から開放されて一方の蓋体５の方向転換路に入り込み、そのままの無負荷状態で負荷転走溝４３ａ，４３ｂにおける転走方向とは逆方向へ向かって移動ブロック４のボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走する。また、ボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走し終えたボール３は他方の蓋体５の方向転換路５１を介して再度直線案内レール１Ａと移動ブロック４との間に入り込み、荷重を負荷しながら上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂを転走する。
【００４２】
また、上記移動ブロック４の各袖部４ｂの下端並ひに水平部４ａの下面には夫々ボール保持プレート４５，４６が取り付けられている。このボール保持プレート４５，４６は金属板のプレス成形や硬質合成樹脂の射出成形等により成形され、軌道レール１からスライダ３を取り外した際に各ボール転走溝４１を転走するボール２がスライダ３から脱落するのを防止している。
【００４３】
図１３は、上記スライダ２が直線案内レール１Ａに沿って移動している際の、ボール３の転走状態及び循環状態を示すものであり、直線案内レール１Ａの両側面に形成された転走溝１０ａを転走するボール３について描かれている。尚、直線案内レール１Ａの上面に形成された転走溝１０ｂを転走するボール３についても、これと略同じ転走状態及び循環状態である。
【００４４】
前述の通り、移動ブロック４の前後両端面に固定される一対の蓋体５には上記負荷転走溝４３ａ，４３ｂに対応した方向転換路５１が夫々形成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に固定することにより、図示の如くスライダ２がボール３の無限循環路を具備するようになっている。ここで、転走溝１０ａ，１０ｂは直線案内レール１Ａの長手方向に沿って一直線状に形成されており、また、かかる転走溝１０ａ，１０ｂに対向するスライダ２の負荷転走溝４３ａ，４３ｂも直線状に形成されていることから、図４に示すように、負荷転走溝４３ａ，４３ｂを同時に転走する全てのボール３は直線案内レール１Ａの転走溝１０ａ，１０ｂにも接している。すなわち、スライダ２が直線案内レール１Ａに沿って移動している最中は、軌道レール１側の転走溝１０ａ，１０ｂとスライダ４側の負荷転走溝４３ａ，４３ｂとの間で荷重を負荷せずに遊んでしまうボール３がなく、スライダ２に対して大きな荷重が作用した場合であっても、かかる荷重を確実に受け止めてスライダ２を円滑に移動させることができるものである。
【００４５】
一方、図１４は曲線案内レール１Ｂとこれに組み付けられたスライダ２を示す正面断面図である。かかる曲線案内レール１Ｂは上記直線案内レールと略同じ断面形状に形成されると共に長手方向には所定の曲率Ｒを有する円弧状に形成されており、その両側面には直線案内レール１Ａの両側面に形成された転走溝１０ａと連続する転走溝１２ａが形成される一方、上面には直線案内レール１Ａの上面に５形成された転走溝１０ｂと連続する転走溝１２ｂが形成されている。
【００４６】
但し、曲線案内レール１Ｂは所定の曲率で形成されていることから、かかる曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ２を直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ１と同一に設定した場合には、曲線案内レール１Ｂの内径側の側面がスライダ２のスカート部４ｂや蓋体．５と干渉してしまう懸念がある。このため、曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ２は直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ１よりも小さく設定されている。比較のため、図５中には一点鎖線で直線案内レール１Ａの断面を描いてあるが、曲線案内レール１Ｂの幅寸法Ｌ２を直線案内レール１Ａの幅寸法Ｌ１よりも小さく形成するに当たっては、図５に示すように曲線案内レール１Ｂの内径側の側面のみを研削するようにしても良いし、図１６に示すように、内径側及び外径側の両側面を研削するようにしても良い。
【００４７】
図１５は、上記スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動している際の、ボール３の転走状態及び循環状態を示すものであり、曲線案内レール１Ｂの両側面に形成された転走溝１２ａを転走するボール３について描かれている。転走溝１２ａは曲線案内レール１Ｂの長手方向に沿って円弧状に形成される一方、かかる転走溝１２ａに対向するスライダ２の負荷転走溝４３ａは直線状に形成されていることから、図６に示すように、曲線案内レール１Ｂの内径側においては、負荷転走溝４３ａの両端近傍を転走するボール３のみが転走溝１２ａに当接する一方、かかる曲線案内レール１Ｂの外径側においては負荷転走溝４３ａの略中央を転走するボールのみが転走溝１２ａに当接している。すなわち、スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動している最中は、スライダ２の負荷転走溝４３ａを転走するボール３はその一部のみが荷重を負荷しており、その他のボール３は荷重を負荷することなく遊んでいる。曲線案内レール１Ｂの曲率によっては、負荷転走溝４３ａを転走する全てのボール３が曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａに当接している場合も想定されるが、かかる場合であっても、一部のボール３は荷重を殆ど負荷することなく遊んでいる。尚、このように曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ａに当接せずに遊んでしまうボール３が発生しても、スライダ２にはボ５ール保持プレート４６が取り付けられていることから、かかるボール３が負荷転走溝４３ａと転走溝１２との問から抜け落ちてしまうことはない。
【００４８】
一方、図１６はスライダ２の水平部４ａに形成された負荷転走溝４３ｂにおけるボール３の転走状態を示すものであり、曲線案内レール１Ｂの上からスライダ２を透視して観察した様子を示している。ここで、スライダ２の負荷転走溝４３ｂは直線状に形成される一方、これに対向する曲線案内レール１Ｂの転走溝１２ｂは円弧状に形成されていることから、かかる転走溝１２ｂを曲線案内レールの側面に形成された転走溝１２ａや上記負荷転走溝４３ｂと同一の幅寸法に形成した場合には、スライダ２側の負荷転走溝４３ｂを転走するボールのうち、一部は転走溝１２ｂの内部に当接する一方、その他は転走溝１２ｂからはみ出して曲線案内レール１Ｂの上面に当接することとなり、ボール３をスライダ２の無限循環路内で円滑に循環させることが不可能となってしまう。
【００４９】
このため、曲線案内レール１Ｂの上面に形成された転走溝１２ｂは負荷転走溝４３ｂを転走する全てのボール３が同時に当接し得るよう、図１６に示す如く、かかる負荷転走溝４３ｂよりも大きな溝幅ｄに形成されている。図１７は、スライダ２側の負荷転走溝４３ｂと曲線案内レール１Ｂ側の転走溝１２ｂとの間におけるボール３の接触状態を示した拡大図である。図中の実線は図１６の断面α−αにおける接触状態を、一点鎖線は断面β−βにおける接触状態を夫々示している。転走溝１２ｂは負荷転走溝４３ｂよりも幅広く形成されており、しかも図１７の紙面左右方向に曲率を有する円弧状に形成されていることから、ボール３は直線状の負荷転走清４３ｂを転走するにつれ、転走溝１２ｂに対する接触位置が左右に変化することになるが、常にスライダと曲線案内レールとの間で荷重を負荷しながら負荷転走溝４３ｂを転走することになる。
【００５０】
このように本実施例の直線・曲線案内装置では、曲線案内レール１Ｂの幅寸法を直線案内レール１Ａのそれよりも小さく設定すると共に、これら軌道レール１の上面にボール３の転走溝が必要とされる場合には、曲線案内レール１Ｂの上面における転走溝１２ｂの幅のみをスライダ２側の負荷転走溝４３ｂの幅よりも大きく形成することにより、スライダ２は従来の直線案内装置の構造のまま、かかるスライダ２を直線案内レール１Ａ及び曲線案内レール１Ｂの間で自由に往来させることができるものである。
【００５１】
但し、スライダ２が曲線案内レール１Ｂに沿って移動する際には、かかる曲線案内レール１Ｂの側面の転走溝１２ａに当接するボール３の数が、直線案内レール１Ａの側面の転走溝１０ａに当接するボール３の数よりも減少することから、軌道レール１の曲線部におけるスライダ２の荷重負荷能力が低下することは否めないが、直線部における荷重負荷能力が曲線部のために犠牲になることはなく、直線部においてはスライダ２に対して大きな荷重が作用した場合であっても、これを十二分に負荷することが可能となる。
【００５２】
そして、このような本実施例の直線・曲線案内装置によれば、スライダ２の負荷転走溝４３ａ，４３ｂは直線状に形成されており、何ら方向性を具備していないことから、曲線案内レール１Ｂの曲がり方向が左右いずれの方向であっても、スライダ２は障害なく曲線案内レール１Ｂに沿って移動することが可能となる。このため、図１８に示すように、曲がり方向の互いに異なる二つの曲線案内レール１Ｂを組み合わせて構成したＳ字状の軌道レール１に沿ってスライダ２を自在に移動させることも可能となる。また、連続する軌道レール１内に存在する曲線案内レール１Ｂは全て同じ曲率で円弧状に形成されている必要はなく、曲率の異なる曲線レールを組み合わせた場合であっても、スライダを自在に移動させることが可能である。
【００５３】
次に、図１９は本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線案内装置の他の例を示すものである。同図において、符号７は軌道レール、符号８はスライダであり、これら軌道レール７及びスライダ８の基本的構造は前述の第１実施例と略同一である。但し、軌道レール７のボール転走溝７１ａ，７１ｂは該軌道レール７の両側面に上下２条ずつ形成されており、上側のボール転走溝７１ａは４５°の傾斜角度で上向きに、下側のボール転走溝７１ｂは４５°の傾斜角度で下向きに形成されている。また、スライダ８の負荷転走溝８１ａ，８１ｂもこれらボール転走溝７１ａ，７１ｂに対応した角度で形成されている。
【００５４】
この図１９は軌道レール７の直線部、すなわち直線案内レール７Ａにスライダ８が組み付けられた状態を示すものであるが、この直線案内レール７Ａに連続する曲線案内レール７Ｂは前記第１実施例と同様に、その幅寸法が直線案内レール７Ａよりも小さく設定されている。図２０は曲線案内レール７Ｂの正面断面図に直線案内レール７Ａの輪郭を重ねて描いたものであり、図中の一点鎖線が直線案内レール７Ａの輪郭を示している。
【００５５】
そして、このように構成された直線・曲線案内装置においても、曲線案内レール７Ｂの幅寸法を直線案内レール７Ａのそれよりも小さく設定することにより、スライダ８は直線案内レール７Ａ及び曲線案内レール７Ｂの間を自由に往来することができるものである。
【００５６】
前記実施例では、本発明を適用した直線・曲線自在テーブル移送装置について説明してきたが、上記曲線案内レールを組み合わせて円環状の軌道レールを構成しても、上記スライダはこの軌道レールに沿って自在に移動可能であり、曲線テーブル移送装置を簡単に構成することができる。従って、ここでは本発明の曲線テーブル移送装置についてはその詳細な説明は省略する。
【００５７】
また、本発明ではスライダ２に具備された負荷転走溝４３ａ，４３ｂは直線状に形成されていることから、既存の直線案内装置のスライダをそのまま活用して直線・曲線テーブル移送装置を製作することも可能となり、曲線案内レール１Ｂの幅寸法を直線案内レール１Ａのそれに比して減じることにより、直線案内装置のスライダがそのまま曲線案内レール１Ｂに沿って移動し得るように構成した。しかし、曲線案内レール１Ｂの曲率によっては、かかる曲線案内レール１Ｂの幅寸法のサイズダウンのみでは対応することができず、スライダ２のスカート部４ｂや蓋体５と曲線案内レール１Ｂとが干渉を生じてしまう場合もある。従って、かかる場合には、軌道レール１の長手方向に沿ったスライダ２の長さ寸法を短くし、それによって曲線案内レール１Ｂとスライダ２との干渉を防止するのが有効である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置及び曲線テーブル移送装置によれば、スライダに具備された負荷転走溝は円弧状ではなく直線状に形成すれば足りるので、従来より市場に多数出回っている直線案内装置のスライダをそのまま転用することができると共に、かかる負荷転走溝を軌道レールの曲率に合わせて加工する必要がないので、簡易に且つ安価にこれを生産することができるものである。
【００５９】
また、スライダに具備された負荷転走溝は何ら方向性を有していないことから、軌道レールが互いに異なる方向へ曲がる二つの曲線部を有する場合であっても、かかる軌道レールに沿ってスライダがこれら曲線部を連続的に移動することが可能となり、例えばＳ字状の軌跡等、直線及び曲線を組み合わせた自由度の高い軌跡に沿ってテーブルを自在に案内することが可能となる。
【００６０】
更に、スライダに具備された負荷転走溝は直線状に形成されていることから、軌道レールの直線部においてはスライダの負荷転走溝を転走する全てのボールが軌道レールに当接して荷重を負荷するので、かかる直線部においては十二分な荷重負荷能力をスライダに与えることができ、軌道レール内に直線部及び曲線部が混在する場合であっても、軌道レールの直線部における荷重負荷能力を犠牲にすることなくスライダが直線部及ひ曲線部の間を連続的に移動することが可能ことが可能となる。
【００６１】
さらに、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、例えば、４個のスライダでテーブルを支持する場合にあっても、進行方向に対して先頭になる第１スライダ列に架け渡された第１の固定プレート、及び次の第２スライダ列に架け渡された第２の固定プレートは、各スライダが軌道レールの接線方向を向くように回転し、軌道レール上のスライダ間の距離を可変にするので、スライダのスムーズな移動が可能になる。
【００６２】
さらに、本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置によれば、前記軌道レールを等距離開けて２本配列し、第１の軌道レール及び第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、この複数のスライダに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたので、例えば４個のスライダでテーブルの４隅を支持することができ、テーブルをバランスよく支持することができる。また、スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、夫々のスライダが軌道レールの接線方向を向くように任意の方向に回転して、スライダのスムースな移動が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す平面図である。
【図２】上記図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】直線・曲線自在テーブル移送装置に用いられる旋回軸受を示す斜視図である（部分断面図を含む）。
【図４】上記直線・曲線自在テーブル移送装置のテーブルが移動した状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置のスライダの傾きを示す概略図。
【図７】本発明の第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す平面図である。
【図８】上記第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置の直線案内装置を示す平面図である。
【図９】上記第３の実施形態における直線・曲線自在テーブル移送装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の直線・曲線自在テーブル移送装置に組み込まれる直線・曲線案内装置の例を示す平面図である。
【図１１】上記直線・曲線案内装置のスライダ及び直線案内レールを示す斜視図である。
【図１２】 上記直線・曲線案内装置のスライダが直線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図１３】上記直線・曲線案内装置のスライダが直線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図１４】上記直線・曲線案内装置のスライダが曲線案内レールに組み付けられた状態を示す正面断面図である。
【図１５】上記直線・曲線案内装置のスライダが曲線案内レールに沿って移動している際のボールの転走状態及び循環状態を示す平面断面図である。
【図１６】曲線案内レールの上面に形成した転走溝におけるボールの転走状態を示す平面図である。
【図１７】 曲線案内レールの上面に形成した転走溝とスライダの負荷転走溝との間におけるボールの転走状態を示す拡大断面図である。
【図１８】上記直線・曲線案内装置の直線案内レール及び曲線案内レールを組み合わせて構成することが可能な直線・曲線案内装置の一例を示す平面図である。
【図１９】直線・曲線案内装置の他の例を示す正面断面図である。
【図２０】上記直線・曲線案内装置の他の例の曲線案内レールの要部を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 第１の軌道レール（軌道レール）
１´ 第２の軌道レール（軌道レール）
１Ａ 直線案内レール
１Ｂ 曲線案内レール
１Ｃ 中間レール
２ スライダ
３ ボール
１０ａ，１０ｂ 転走溝
４３ａ，４３ｂ 負荷転走溝
９１ 固定プレート
９２ テーブル
１０１ 直線案内装置
Claims (14)
- 直線部及び所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部を含むと共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された軌道レールと、断面略サドル状に形成され前記軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、前記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、前記軌道レールの転走溝と前記スライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、
前記軌道レールを平行に複数配列し、
前記軌道レール夫々に少なくとも一つの前記スライダを配設し、
前記複数のスライダにテーブルを架設し、
前記スライダに具備された各負荷転走溝を直線状に形成する一方、
前記曲線部の軌道レールの幅寸法を直線部の幅寸法よりも小さく設定し、
前記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とする直線・曲線自在テーブル移送装置。 - 前記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、かかるスライダの各負荷転走溝を転走する多数のボールは、その一部のボールのみが軌道レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷していることを特徴とする請求項１に記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。
- 前記軌道レールの上面には長手方向に沿ってボールの上向き転走溝が形成される一方、前記スライダには軌道レールの上面と対向するボールの下向き負荷転走溝が直線状に形成され、
前記軌道レールの曲線部における上向き転走溝は、スライダの下向き負荷転走溝を転走する全てのボールが同時に接触し得る幅に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。 - 前記軌道レールは、曲がり方向の互いに異なる二つの曲線部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。
- 前記軌道レールは、直線部を構成する直線案内レールと、曲線部を構成する曲線案内レールとを組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。
- 所定の曲率半径で円弧状に形成されると共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された曲線案内レールと、断面略サドル状に形成され前記曲線案内レールを跨ぐようにして配設されると共に、前記曲線案内レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、前記曲線案内レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、
前記軌道レールを平行に複数配列し、
前記軌道レール夫々に少なくとも一つの前記スライダを配設し、
前記複数のスライダ間にテーブルを架設し、
前記スライダに具備された各負荷転走溝を直線状に形成し、
前記ボールは前記曲線案内レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝と前記スライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とする曲線テーブル移送装置。 - 前記スライダの各負荷転走溝を転走する多数のボールは、その一部のボールのみが曲線案内レールの転走溝とスライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷していることを特徴とする請求項６に記載の曲線テーブル移送装置。
- 第１の軌道レール及び第２の軌道レールを平行に配列し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに配設された前記スライダ間に固定プレートを架け渡し、この固定プレートに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたことを特徴とする請求項１ないし５いずかに記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。
- 第１の軌道レール及び第２の軌道レールを平行に配列し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに配設された前記スライダ間に固定プレートを架け渡し、この固定プレートに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたことを特徴とする請求項６または７に記載の曲線テーブル移送装置。
- 直線部及び所定の曲率半径で円弧状に形成された曲線部を含むと共に、両側面の長手方向に沿ってボールの転走溝が夫々形成された軌道レールと、断面略サドル状に形成され前記軌道レールを跨ぐようにして配設されると共に、前記軌道レールの各転走溝に対向する負荷転走溝並びにこの負荷転走溝を含むボールの無限循環路が形成されたスライダと、このスライダの無限循環路内を転動すると共に、前記軌道レールの転走溝と前記スライダの負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、
第１の軌道レール及び第２の軌道レールを平行に配列し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レール夫々に複数の前記スライダを配設し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに配設された前記スライダ間に固定プレートを架け渡し、この固定プレートに対して相対的に回転可能にテーブルを取り付け、前記スライダが軌道レールの曲線部を移動する際、ボールは軌道レールの長手方向に沿って形成された円弧状の転走溝とスライダに具備された直線状の負荷転走溝との間で荷重を負荷することを特徴とする直線・曲線自在テーブル移送装置。 - 第１の軌道レール及び第２の軌道レールを平行に配列し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、この複数のスライダに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。
- 前記テーブルと前記第１の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間、または前記テーブルと前記第２の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間のいずれか一方には、前記テーブルに対する前記スライダの、前記第１の軌道レールまたは前記第２の軌道レールと交差する方向への変位を許す直線案内装置が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の直線・曲線自在テーブル移送装置。
- 第１の軌道レール及び第２の軌道レールを略平行に配列し、前記第１の軌道レール及び前記第２の軌道レールに複数の前記スライダを配設し、この複数のスライダに対して相対的に回転可能に前記テーブルを取り付けたことを特徴とする請求項６または７に記載の曲線テーブル移送装置。
- 前記テーブルと前記第１の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間、または前記テーブルと前記第２の軌道レールに配設された複数の前記スライダとの間のいずれか一方には、前記テーブルに対する前記スライダの、前記第１の軌道レールまたは前記第２の軌道レールと交差する方向への変位を許す直線案内装置が設けられることを特徴とする請求項１３に記載の曲線テーブル移送装置。
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