JP4477535B2 - 移動装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の移動装置における予圧方法によれば、支持レールと移動体との間のクリアランスをボールが埋めるため、ガタを好適に抑えることができ、例えば数百キログラム以上といった高重量の被送物を移送する用途にも好適に用いることができる。
この特許文献2の予圧方法によれば、特許文献1の移動装置に比較して、動作抵抗を小さくでき、また、より軽量な材料で構成して製造コスト等を抑えたり、メンテナンスの手間やコストを抑えることができるといった利点がある。
しかし、それでは、接触体と支持レールとの間に生じる摩擦抵抗が大きくなって移動動作抵抗が大きくなると共に、付勢部材が大型化して装置が高コスト化、高重量化したり、高重量化に伴って駆動エネルギーの強化が必要となったりしてしまう。
これによれば、移動体に設けられた予圧手段は、支持レールを押圧して予圧を与え、また、接触体を支持レールから離間する方向には移動させない逆止手段を有する。そのため、摩耗等により発生するクリアランスが好適に埋められるとともに、逆止手段により、接触体が予圧力に抗して支持レールから離間することがないために、移動体に大きな負荷が掛かっても接触体と支持レールとの間にクリアランスが生じることがなく、したがってガタが生じることがない。また、予圧手段によって与える予圧力は、摩耗等により発生する支持レールと接触体との間のクリアランスを埋めるべく接触体を支持レールに向けて常時押圧する力だけで十分であるため、予圧力を大きくする必要がない。
また、接触体と支持レールとの間のクリアランスは、支持レールの、移動体を介して支持レールに掛かる負荷の方向の反対側に生じやすいところ、前記予圧手段は、移動体を介して支持レールに掛かる負荷の方向のほぼ反対側から支持レールに接する接触体を、支持レールに押圧するから、そのクリアランスを即座に埋めることができる。
また、予圧手段は、第一付勢部材の付勢力によって回動体を回動させることで接触体を支持レールに押圧して予圧を与える。また、摩耗等により支持レールと接触体との間にクリアランスが発生した場合には、第一付勢部材の付勢力により回動体が回動されて接触体が移動してそのクリアランスを埋める。その一方、支持レールから接触体を介して回動体に、第一付勢部材の付勢力に抗して逆回動する力が掛かった際には、回動体とベース部材との間が前記回動方向に逆行するにしたがって狭く形成されていることから、回動体とベース部材との間に球状部材が挟まって、球状部材との摩擦力によって回動体の逆回動が抑止される(逆止手段)。
そのため、摩耗等により発生するクリアランスは好適に埋められるとともに、回動体が逆回動しないために、接触体および回動体に大きな力が掛かっても接触体と支持レールとの間にクリアランスが生じることがなく、したがってガタが生じることがない。
また、第一付勢部材によって与える予圧力は、摩耗等により発生する支持レールと接触体との間のクリアランスを埋めるべく回動体を回動させる力だけで十分であるため、第一付勢部材の付勢力(予圧力)を大きくする必要がない。
また、予圧手段を簡単かつコンパクトな構成とすることができる。
さらに、前記移動体は、前記移動体の移動方向に対して直行する断面の形状がほぼU字状に形成され、該U字の両端部近傍と中途部との3箇所に、前記支持レールに対して3方向から接する前記接触体がそれぞれ設けられ、該両端部近傍に設けられた接触体のうちの一方が前記予圧手段により支持レールに押圧されるよう設けられていることを特徴とする。
これによれば、支持レールを抱え込むように移動体を設けて、移動体を支持レールに安定して保持させることができる。
これによれば、第二付勢部材により球状部材が常時回動体およびベース部材と当接するように押圧されるため、回動体に、第一付勢部材の付勢力に逆行する力が掛かった際に、回動体の逆回動を遊びなく即座に規制することができる。
これによれば、球状部材が暴れることなく、その位置を安定させることができる。
これによれば、回動体に第一付勢部材の付勢力に逆行する力が掛かった際に、球状部材と回動体およびベース部材との間に掛かる力が、複数の球状部材に分散されるため、回動体、ベース部材および球状部材の損傷や過度の食い付きを抑えて、安定した駆動を行うことができる。
これによれば、対向部を前記回動方向に回す操作を行うことで、渦巻ばね(第一付勢部材)を巻くことができ、回動体に渦巻ばねの付勢力を作用させることができる。
これによれば、解除手段により球状部材を前記回動方向へ移動させることで、回動体の回動の規制を解除することができる。
これによれば、解除部材により球状部材を前記回動方向へ移動させることで、回動体の回動の規制を解除することができる。さらに、解除部材を前記回動方向に回す操作を行うことで、渦巻ばね(第一付勢部材)を巻くことができ、回動体に渦巻ばねの付勢力を作用させることができる。また、渦巻ばねの付勢力は、解除部材に対しては、前記回動方向の逆方向に作用するため、解除部材が操作されていないときには解除部材の押接部が球状部材を押圧しない位置に待機させることができる。
これによれば、支持レールの材質がローラーの材質より硬質であるため、支持レールの磨耗を少なくできるとともに、ローラーは粘りのある材質であるために減りにくい。
本願発明者は、各種の材料の組み合わせにより実験を繰り返した結果、支持レールとローラーに同程度の硬度をもつ材料を選択した場合に比較して、支持レールをアルミニウムを主成分とする金属で構成し、ローラーを合成樹脂によって構成する組み合わせによれば、両者の磨耗を小さく抑えられることを見出した。
これによれば、支持レールを簡単かつ安価に構成できる。
成型精度の低い押し出し成型により支持レールを形成しても、特に前記予圧手段との組み合わせによれば、支持レールとローラー装置との間のクリアランスは好適に埋められ、ガタを抑えることができる。
水平移動装置は、基体1に、長手方向が水平となるよう取り付けられた水平支持レール2と、水平支持レール2に案内されて移動可能に設けられた水平移動体4と、水平支持レール2の表面に形成された案内面2a,2b,2cに接触して、案内面2a,2b,2c上を転がるローラー5b,6b,7bを有する接触体としてのローラー装置5,6,7(図2参照)と、水平移動体4に設けられ、ローラー装置7を水平支持レール2に所要力で常時押圧する予圧手段としての予圧装置8とを備える。
ローラー5b,6b,7bは、樹脂によって構成され、内部にボールベアリング軸受等を有し、スムーズに回転することができる。
また、水平移動体4には、前記断面の前記U字の両端部(上部および下部)近傍にローラー装置5,7がそれぞれ設けられ、U字の中途部にローラー装置6が設けられる。また、前記両端部近傍に設けられたローラー装置5,7のうち、水平支持レール2に下側から当接するローラー装置7が、予圧装置8により水平支持レール2に押圧されるよう設けられている。
ローラー装置5は、前記鉛直の案内面2bの成す平面に対して鋭角となるよう水平支持レール2の上部側に形成された案内面2aに当接するよう設けられる。
ローラー装置7は、前記鉛直の案内面2bの成す平面に対して鋭角となるよう水平支持レール2の下部側に形成された案内面2cに当接するよう設けられる。
この構成により、水平移動体4は、ローラー装置5,6,7で水平支持レール2を抱え込むように設けられる。
図1に示すように、鉛直移動装置は、水平移動体4上に取り付けられて設けられる。
鉛直移動装置においては、レール状の部材52が、水平移動体4に対して相対的に鉛直方向に移動する構成となっている。すなわち、鉛直移動装置の構成は、水平移動体4に取り付けられた板状部材54に対してレール状部材52が相対的に鉛直方向に移動可能となっている。
この鉛直移動装置においては、鉛直移動装置の板状部材54上にローラー装置56,57が設けられ、レール状部材52が、ローラー装置56,57に案内されて、水平移動体4に対して鉛直方向に移動するよう設けられている。
そして、予圧装置8は、その負荷の方向(上から下に向かう方向)のほぼ反対側から(下側から)水平支持レール2に接するローラー装置7を、水平支持レール2に向けて押圧するよう設けられている。言い換えると、予圧装置8は、ローラー装置7を、前記負荷の方向の反対方向に向けて水平支持レール2に押圧している。
また、予圧装置8は、ローラー装置7を水平支持レール2から離間する方向には移動させない逆止手段(後述)を有する。そのため、摩耗等により発生するクリアランスが好適に埋められるとともに、逆止手段により、ローラー装置7が予圧力に抗して水平支持レール2から離間することがないために、水平移動体4に大きな負荷が掛かってもローラー装置5,6,7と水平支持レール2との間にクリアランスが生じることがなく、したがってガタが生じることがない。また、予圧装置8によって与える予圧力は、摩耗等により発生する水平支持レール2とローラー装置5,6,7との間のクリアランスを埋めるべくローラー装置7を水平支持レール2に向けて常時押圧する力だけで十分であるため、予圧力を大きくする必要がない。
次に、予圧装置8の構成について詳述する。
図3(a),(b)は予圧装置8および予圧装置8に取り付けられたローラー装置7の斜視図であり、図4はその側断面図であり、図5はそのX−X断面図である(図3においては、突周部42は省略されている)。
ロッド10は、初期状態においてはローラー装置7が上方へ移動可能な状態(ローラー装置7が最も上側に位置しない状態)となる回転角度に設定され、予圧装置8は、この状態で、ローラー7bが水平支持レール2の案内面2cに当接するよう、水平移動体4上に配置されて固定されている。そして、ロッド10が所定方向に回動することで、ローラー装置7が上昇して、水平支持レール2の案内面2cに圧接される。
本体12とロッド10との間には、ベアリング11が設けられ、ロッド10は本体12の中でスムーズに回動可能となっている。
フランジ部材13は、一端側が、ロッド10に沿って延びる小径部13aに形成され、他端側は、その外周壁が本体12の内周に接し、その内側はロッド10との間に所定の間隙を形成する中空状となる大径部13bに形成される。本体12には、フランジ部材13の小径部13aと大径部13bとを結ぶ段差部13cに沿って、内側に突出する段差部10aが形成される。段差部10aの、フランジ部材13との対向壁には、ラチェット爪16が固定される。フランジ部材13のラチェット爪16の当接面(球状部材20が配される中空部の反対面)には、ラチェット爪16が引っ掛かる複数の凹凸部13dが設けられ、ラチェット爪16と凹凸部13dから成るラチェット機構(逆止機構)により、フランジ部材13は所定回転方向(図5における右回転方向)にのみ回転可能となっている。
解除部材14の、フランジ部材13の反対側には、解除部材14の中空部14cを塞ぐキャップ22が設けられる。また、キャップ22の外面側には、フランジ部材13、解除部材14、およびキャップ22がロッド10から抜け落ちるのを防ぐ留金24が設けられる。キャップ22および留金24は、それぞれロッド10および/または解除部材14に対して相対回転可能に設けられており、解除部材14のロッド10に対する相対回転を妨げない。
解除部材14には、ロッド10に沿って、フランジ部材13側に向かって延びる押接部14aが形成されている。図5に示すように、押接部14aは、各球状部材20の間にそれぞれ進入するよう設けられる。解除部材14が、ユーザーにより、ロッド10の外周面とフランジ部材13の対向面13eとの距離が広くなる方向と同方向、すなわち図5中では右回転方向に回動されることにより、押接部14aが球状部材20をスプリング36の付勢力に抗して移動させることができる(解除手段)。互いに係合されたフランジ部材13と解除部材14との間の周方向の前記遊びは、押接部14aが球状部材20を押圧できる程度に設定される。そして、押接部14aが球状部材20を押圧して、なおも前記遊びの範囲を超えてユーザーにより解除部材14が同回転方向に回転された場合には、前記突部13gと凹部14bとの係合により、解除部材14とフランジ部材13は一体回転する。
まず、ユーザーは、解除部材14を、ロッド10の外周面とフランジ部材13の対向面13eとの距離が広くなる方向と同方向、すなわち図5中での右回転方向に回転させる。この操作によれば、まず解除部材14の押接部14aが、前記凹部14bと突部13gとの遊びの範囲で、フランジ部材13に対して右回転方向に回動されて、球状部材20を押圧する。そして、球状部材20が移動されて、ロッド10のフランジ部材13に対する前記逆方向の回動の抑止が解除される。
そして、ロッド10の回動に伴って、ロッド10の回動軸に対して偏心して取り付けられたローラー装置7が上昇され、ローラー7bが水平支持レール2の案内面2cに当接する。
ローラー装置7が水平支持レール2に当接してロッド10がこれ以上は同方向に回動できないこの状態で、さらに解除部材14を回転させれば、渦巻ばね18が巻かれて、ロッド10に対し、同方向への付勢力が印加される。
したがって、渦巻ばね18の付勢力は、ロッド10を前記回転方向へ回動させる力として働き、ローラー装置7を介して、水平支持レール2に対して予圧が与えられることになる。
また、解除部材14の押接部14aにより球状部材20を前記回動方向へ移動させることで、回動体の回動の規制を解除することができる。
さらには、フランジ部材13は、解除部材14が回動された際、所定の遊びを介して解除部材14と一体回転されるよう解除部材と係合されている。
このため、解除部材14を前記回動方向に回す操作を行うことで、ロッド10の逆止抑制を解除でき、さらに解除部材14を回すことで渦巻ばね18を巻くことができる。また、渦巻ばね18の付勢力は、解除部材14に対しては、前記回動方向の逆方向に作用するため、解除部材14が操作されていないときには解除部材14の押接部14aが球状部材20を押圧しない位置に待機させることができる。
この構成により、本実施の形態に係る水平移動装置の予圧装置8は、操作性およびメンテナンス性に優れている。
例えば、回動体と接触体との間に、他の伝達部材を設けて、伝達部材を介して間接的に接触体を押圧するよう構成しても良い。
また、直線軌道上を移動する移動装置に限らず、例えば、曲がった支持レールを採用すれば、移動体を曲線運動させることが可能な移動装置を構成することもできる。
また、本実施の形態は、基体に固定された水平支持レールに対して水平移動体が移動する移動装置であるが、本発明は支持レールが基体に固定されているものに限らず、例えば、移動体が基体に固定されて、基体に対して支持レールが移動するよう構成された移動装置など、移動体と支持レールとが相対的に移動するあらゆる移動装置を含む。
1 基体
2 水平支持レール(支持レール)
2a,2b,2c 案内面
4 水平移動体(移動体)
5,6,7 ローラー装置(接触体)
8 予圧装置(予圧手段)
10 ロッド(回動体)
12 予圧装置の本体
13 フランジ部材(対向部)
13d 凹凸部
13e 対向面
14 解除部材(解除手段)
14a 押接部
18 渦巻ばね(第一付勢部材)
20 球状部材
30 溝部
36 スプリング(第二付勢部材)
a ローラー装置の回転軸線
b ロッド(回動体)の回動軸線
Claims (12)
- 支持レールと、
該支持レールに案内されて支持レールに対して相対的に移動可能に設けられた移動体と、
該移動体に設けられ、複数の方向から前記支持レールにそれぞれ接触する複数の接触体と、
前記移動体に設けられ、前記複数の接触体の少なくとも一つを前記支持レールに向けて所要力で常時押圧する予圧手段とを備える移動装置において、
前記予圧手段は、
前記移動体に対して回動可能に設けられ、該回動の回動軸から偏心した位置に直接または伝達部材を介して前記接触体が連繋され、回動されることで接触体が前記支持レールに対し接離動するよう配置された回動体と、
該回動体を、前記接触体を前記支持レールに当接させる方向へ回動させるよう付勢する第一付勢部材と、
前記移動体に固定または係止され、前記回動体の外周面または内周面の少なくとも一部を覆い、前記第一付勢部材の付勢力による回動体の回動方向に沿って、回動体の前記外周面または内周面との距離が次第に離間するよう形成された対向面を有する対向部と、
前記回動体の前記外周面または内周面と前記対向部の前記対向面との間に、両者に接するよう配設された球状部材とを有して、
前記複数の接触体のうち、前記移動体を介して前記支持レールに掛かる負荷の方向のほぼ反対側から支持レールに接する接触体を、支持レールに向けて押圧するよう設けられ、
該接触体を支持レールから離間する方向には移動させない逆止手段を有し、
前記回動体は、軸線が前記回動軸と一致するロッドから成り、
前記対向部は、前記ロッドが挿入されるフランジ部材から成り、
前記対向面は、前記フランジ部材の内周面に形成されていることを特徴とする移動装置。 - 前記複数の接触体は、前記支持レールに対して3方向からそれぞれ接するよう設けられ、
前記支持レールの、前記複数の接触体が接触する各接触面は、各接触面が成す平面が互いに鋭角に交わるよう形成されていることを特徴とする請求項1記載の移動装置。 - 前記移動体は、
前記移動体の移動方向に対して直行する断面の形状がほぼU字状に形成され、
該U字の両端部近傍と中途部との3箇所に、前記支持レールに対して3方向から接する前記接触体がそれぞれ設けられ、該両端部近傍に設けられた接触体のうちの一方が前記予圧手段により支持レールに押圧されるよう設けられていることを特徴とする請求項2記載の移動装置。 - 前記予圧手段は、前記球状部材を前記回動体の前記回動方向の逆方向に付勢する第二付勢部材を有することを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項記載の移動装置。
- 前記回動体には、前記球状部材との当接部に、該回動体の周方向に沿って、溝部が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項記載の移動装置。
- 前記球状部材は、前記回動体の回動周方向に複数並べられて配設されていることを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項記載の移動装置。
- 前記対向部は、前記回動体と同軸に、回動体とは独立に相対回転可能に設けられ、
前記予圧手段は、前記対向部の、前記回動方向と同方向への回転は許すが、該回動方向の逆方向への回動は許さない対向部逆止手段を有し、
前記第一付勢部材は、一端が前記回動体に連繋され、他端が前記対向部に連繋された渦巻ばねであることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか一項記載の移動装置。 - 前記予圧手段は、前記球状部材を前記回動方向後方から押圧して該回動方向へ移動させる解除手段を有することを特徴とする請求項1〜7のうちのいずれか一項記載の移動装置。
- 前記予圧手段は、前記球状部材の前記回動方向後方に位置する押接部が形成され、前記回動体と同軸に、回動体とは独立に相対回転可能に設けられ、該回動方向へ回動されることで押接部により球状部材を該回動方向へ移動させる解除部材を有し、
前記対向部は、前記解除部材が回動された際、所定の遊びを介して解除部材と一体回転されるよう解除部材と係合され、
前記第一付勢部材は、前記他端が前記解除部材に連繋されて、解除部材を介して前記対向部に連繋されていることを特徴とする請求項7記載の移動装置。 - 前記接触体は、前記回動体の前記回動軸から偏心した回転軸を中心に回転自在に設けられたローラーを有するローラー装置であることを特徴とする請求項1〜9のうちのいずれか一項記載の移動装置。
- 前記支持レールは、アルミニウムを主成分とする金属から成り、
前記ローラーは、合成樹脂材から成ることを特徴とする請求項10記載の移動装置。 - 前記支持レールは、アルミニウムを主成分とする金属を押し出し成型することにより形成されていることを特徴とする請求項10または11記載の移動装置。
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