JP4571730B2

JP4571730B2 - 相対可動装置

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Publication number: JP4571730B2
Application number: JP2000167616A
Authority: JP
Inventors: 彰博寺町; 武樹白井; 忠廣川
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: US6402381B1; DE10035364A1; JP2001099151A; DE10035364B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに対向する少なくとも内壁面を有する第１の構造体内に第２の構造体を設け、両構造体間に複数の直線案内装置を介在して両構造体を相対移動自在に組み付けてなる相対可動装置に関し、例えば筒状に形成された第１の構造体内に板状の第２の構造体が挿通され、両構造体間に複数の直線案内装置を介在して両構造体を相対移動自在に組み付けてなる相対可動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直線案内装置の取り付け誤差等のミスアライメントを吸収するために、直線案内装置の可動体取付けプレート等が提案されている（特開平７−１９００５３号公報参照）。
【０００３】
この可動体取付けプレート１は、図１５に示すように、直線案内装置５と固定部材２との間に介在され、直線案内装置５の固定部材２に対するラジアル方向および水平方向の変位を吸収する。可動体取付けプレート１は、固定部材２に取付けられる固定部６と、直線案内装置５の移動ブロック３に取付けられる取付け部４と、これら固定部６および取付け部４を連結する薄板部７とで構成される。薄板部７の弾性変形によって、取付け部４が固定部６に対してラジアル方向（図中上下方向）へ相対的に変位し、取り付け誤差等のミスアライメント等を吸収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
相対可動装置を、対向する内壁面を有する枠状の固定部材と、固定部材の対向する内壁面間に設けられた板状の可動体と、固定部材と可動体との間に介在された直線案内装置とで構成する場合がある（図１参照）。可動体は一対の直線案内装置に案内されて、固定部材に対して相対的に、かつ、固定部材の内壁面と平行に直線運動する。
【０００５】
このような相対可動装置においては、内壁面に取り付けられる一対の直線案内装置の取付け誤差等による平行度の狂い、取付け高さ等に僅かでも誤差が生じると可動体の動きが阻害されるので、直線案内装置を高精度に取り付ける必要がある。また、たとえ高精度に取り付けたとしても、固定部材と可動体との熱膨張の差によって直線案内装置に内壁面と直交する方向、すなわちラジアル方向の応力が生じ、可動体のスムーズな動きが阻害されることがある。このため、固定部材の対向する内壁面間に直線案内装置を介して可動体を設けた相対可動装置に、従来の可動体取付けプレート１を適用することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、従来の可動体取付けプレート１にあっては、薄板部７の変形量が小さく、誤差の吸収量を大きく取ることができない。このため、固定部材の対向する内壁面間に直線案内装置を介して可動体を設けた相対可動装置に、従来の可動体取付けプレート１を適用した場合、僅かなミスアライメントを吸収することはできても、固定部材と可動体との間の熱膨張による伸縮差等を充分に吸収することができない。また、可動体のラジアル方向への変位と共に僅かな水平方向（固定部材２の内壁面と平行で且つ可動体のスライドする方向と直交する方向）への変位も許すことになり、可動体を高い剛性で案内することができない。さらに、可動体取付けプレート１にこのような薄板部７を形成するのは加工上困難が伴う。
【０００７】
そこで、本発明は、固定部材の対向する内壁面間に直線案内装置を介して可動体を設けた相対可動装置において、直線案内装置の取り付け誤差、固定部材と可動体との間の熱膨張による伸縮差等を充分に吸収でき、しかも、可動体を高い剛性で案内することができる相対可動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、第１の構造体（１１）の互いに対向する少なくとも一対の内壁面（１１ａ，１１ｂ）間に直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）を介して第２の構造体（１２）を設け、第１の構造体（１１）に、内壁面（１１ａ，１１ｂ）に対して交差する方向での前記直線案内装置（１３ｂ）の変位を許容する弾性部材（１９）を設け、前記直線案内装置（１３ｂ）は前記弾性部材（１９）を介して前記第１の構造体（１１）の前記内壁面（１１ｂ）に取り付けられ、前記第１の構造体（１１）の内壁面（１１ｂ）に前記直線案内装置（１３ｂ）が嵌合する嵌合凹溝（２１ｂ）が形成され、前記第１の構造体（１１）の外壁面（２２）に前記弾性部材（１９）を取り付け可能な凹部（２３）が形成され、前記凹部（２３）は、前記外壁面（２２）から前記内壁面（１１ｂ）に向かって凹形状となるように形成され、前記嵌合凹溝（２１ｂ）と重畳する部位は貫通孔となっていることを特徴とする。直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）は第１の構造体（１１）に対して第２の構造体（１２）を相対的に直線運動させる。
【００１０】
第１の構造体（１１）の互いに対向する少なくとも一対の内壁面（１１ａ，１１ｂ）間に直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）を介して第２の構造体（１２）を設ける場合、直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）の取付け誤差を含む加工誤差、第１の構造体（１１）と第２の構造体（１２）との間の熱膨張または熱収縮による伸縮差が僅かでも生じると第１の構造体（１１）に対する第２の構造体（１２）の動きが阻害される。
【００１１】
この発明によれば、直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）の取付け誤差を含む加工誤差、第１の構造体（１１）と第２の構造体（１２）との間の熱膨張または熱収縮による伸縮差が生じても、弾性部材（１９）が内壁面（１１ａ，１１ｂ）に対して交差する方向での直線案内装置（１３ｂ）の変位を吸収する。したがって、直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）に過大な負荷がかかることがなく、直線案内（１３ａ，１３ｂ）の円滑な作動状態が維持され、両構造体（１１，１２）の相対移動が滑らかに行われる。
【００１２】
また、弾性部材（１９）は内壁面に対して交差する方向のみでの直線案内装置（１３ｂ）の変位を吸収することができ、例えば、弾性部材（１９）は直線案内装置（１３ｂ）のラジアル方向、すなわち内壁面（１１ａ，１１ｂ）と直交する方向のみへの変位を許し、水平方向、すなわち第１の構造体（１１）に対して第２の構造体（１２）がスライドする方向と直交し且つ内壁面（１１ａ，１１ｂ）と平行な方向への変位を許さなくすることができる。したがって、剛性を高くして第２の構造体（１２）を案内することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の相対可動装置において、前記変位が取付け誤差を含む加工誤差または熱膨張若しくは熱収縮に伴うものであることを特徴とする。
【００１４】
この相対可動装置の構成は、このような大きな変位の吸収に特に効果的である。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の相対可動装置において、前記弾性部材（１９）が前記直線案内装置（１３ｂ）の幅以上のスパンを有することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、弾性部材（１９）のスパンが長くなり、弾性部材（１９）の撓み量が大きくなる。したがって、上述の差の吸収量を大きくすることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１ないし３いずれかに記載の相対可動装置において、前記弾性部材（１９）と直線案内装置（１３ｂ）との間に、弾性部材（１９）の撓み量を大きくとれるように直線案内装置（１３ｂ）の幅未満のスペーサ（２０）を介在することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、スペーサ（２０）を介在させることにより、直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）から弾性部材（１９）に加わる荷重が分布荷重から集中荷重に近くなり、より弾性部材（１９）の変形量を大きくすることができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１ないし４いずれかに記載の相対可動装置において、前記弾性部材（１９）は、前記第１の構造体（１１）にその長手方向の両端が支持され、前記弾性部材（１９）の長手方向の略中央に前記直線案内装置（１３ｂ）が結合されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、簡単な構成で弾性部材（１９）を撓ませることができる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項１ないし５いずれかに記載の相対可動装置において、前記嵌合凹溝（２１ｂ）は、前記直線案内装置の変位に伴って該直線案内装置（１３ｂ）を該変位の方向に案内する案内手段（２１ｂ）を設けたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、直線案内装置（１３ｂ）が内壁面（１１ａ，１１ｂ）の交差する方向へ案内されるので、上述の差を吸収する方向以外の方向へ直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）が変位するのを防止することができる。例えば、誤差を吸収するように直線案内装置（１３ｂ）のラジアル方向のみへの変位を許し、水平方向への変位を許さなくすることができるので、第２の構造体（１２）をより剛性を高くして案内することができる。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項６の相対可動装置において、前記案内手段（２１ｂ）は、前記直線案内装置（１３ｂ）の姿勢を変化させることなく、前記直線案内装置（１３ｂ）の、前記内壁面（１１ａ，１１ｂ）と直交する方向のみの変位を許容することを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、直線案内装置（１３ｂ）の内壁面（１１ａ，１１ｂ）と直交する方向、ずなわちラジアル方向のみへの変位を許し、水平方向への変位を許さなくすることができる。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の相対可動装置において、前記直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）は、軌道台（１６ａ，１６ｂ）と、移動台（１７ａ，１７ｂ）とを備え、前記軌道台（１６ａ，１６ｂ）にはその長手方向に沿って転動体転走面（３１）が形成され、前記移動台（１７ａ，１７ｂ）には該転動体転走面（３１）に対向する負荷転走面（３２）を含む転動体循環路が形成され、該転動体循環路には前記軌道台（１６ａ，１６ｂ）および前記移動台（１７ａ，１７ｂ）の相対移動に伴って前記転動体転走面（３１）上を転動して循環する複数の転動体（３３…）が配列・収容されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項９の発明は、請求８に記載の相対可動装置において、前記移動台（１７ａ，１７ｂ）が前記第１の構造体（１１）の前記一対の内壁面（１１ａ，１１ｂ）に取り付けられ、前記軌道台（１６ａ，１６ｂ）が前記第２の構造体（１２）の両縁に取り付けられることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の相対可動装置において、前記軌道台（１６ａ，１６ｂ）が前記第２の構造体（１２）にインサートされ、前記軌道台（１６ａ，１６ｂ）が前記第２の構造体（１２）と一体に成形されることを特徴とする。
【００３０】
第１の構造体（１１）の互いに対向する一対の内壁面（１１ａ，１１ｂ）間に直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）を介して第２の構造体（１２）を設ける場合、第１の構造体（１１）に対する第２の構造体（１２）の動きが阻害されないようにするためには直線案内装置（１３ａ，１３ｂ）の取付け誤差を含む加工誤差を少なくする必要がある。この発明によれば、軌道台（１６ａ，１６ｂ）が第２の構造体（１２）にインサートされ、軌道台（１６ａ，１６ｂ）が第２の構造体（１２）と一体に成形されるので、部品点数を少なくすることができ、加工誤差をできるだけ少なくすることができる。また、部品点数が少なくなるので大量生産に適する相対可動装置が得られる。これに対して、軌道台（１６ａ，１６ｂ）と第２の構造体（１２）とが別体で製造され、ボルト等で結合される場合は、作業者の熟練程度によって組み付けに加工誤差が生じるのは避けられない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の第１の実施形態における相対可動装置を示すものである。図１は相対可動装置の斜視図、図２は断面図、図３は図２のＡ−Ａ線から見た側面図、図４は図２のＢ−Ｂ線から見た底面図を示す。図１に示すように、相対可動装置は、第１の構造体として四角形に形成された筒状の固定部材１１と、この固定部材１１の互いに対向する一対の短辺側内壁面１１ａ，１１ｂ間に設けられた第２の構造体としての板状の可動体１２と、内壁面１１ａ，１１ｂと可動体１２の両側縁との間に介在される一対の直線案内装置１３ａ，１３ｂを備える。一対の内壁面１１ａ，１１ｂは平行を保つ。一対の内壁面１１ａ，１１ｂ間に配置された可動体１２は、一対の内壁面１１ａ，１１ｂと直交する。また、可動体１２は、固定部材１１に対して相対的に、且つ内壁面１１ａ，１１ｂと平行な方向に直線運動する。この相対可動装置は、例えばリニアモータとして使用される。この場合、可動体１２の枠内には磁性体としての永久磁石１４が取付けられ、固定部材１１の長辺側の内壁面１１ｃ，１１ｄには可動体１２を挟むように、磁場を変化して可動体１２を動かすコイルが取付けられる。
【００３２】
板状の可動体１２は、枠１２ａと、枠１２ａ内に取り付けられる矩形状の永久磁石１４と、枠１２の両側縁に固定されたレール保持部１２ｂとで構成される。
レール保持部１２ｂには直線運動装置の軌道レールが取り付けられる。そして、この可動体１２は、軌道レールと共に内壁面１１ａ，１１ｂと平行な方向、図１中上下方向に直線運動する。
【００３３】
一対の直線案内装置１３ａ，１３ｂそれぞれは、軌道台としての軌道レール１６ａ，１６ｂと、移動台としての移動ブロック１７ａ，１７ｂとで構成される。
この実施形態では、軌道レール１６ａ，１６ｂの一つに対して２つの移動ブロック１７ａ，１７ｂを併設している。軌道レール１６ａ，１６ｂを可動体１２の両側縁に取り付け、移動ブロック１７ａ，１７ｂを固定部材１１の内壁面１１ａ，１１ｂに取り付けているので、移動ブロック１７ａ，１７ｂはその位置を変化することなく、軌道レール１６ａ，１６ｂが移動ブロック１７ａ，１７ｂに沿って直線運動する。
【００３４】
なお、本実施形態では、移動ブロック１７ａ，１７ｂの背面を内壁面１１ａ，１１ｂに取り付け、向かい合う軌道レール１６，１６ｂ間に可動体１２を取り付けているが、直線案内装置１３ａ，１３ｂの配置はこれに限られず、例えば、それぞれを反転して移動ブロック１７ａ，１７ｂの背面を可動体１２の両側縁に固定し、軌道レール１６ａ，１６ｂを内壁面１１ａ，１１ｂに固定してもよい。また、一方の直線案内装置１３ｂのみを反転して、一方の直線案内装置１３ｂでは軌道レール１６ｂを内壁面１１ｂに固定し、他方の直線案内装置１３ａでは移動ブロック１７ａの背面を内壁面１１ａに固定してもよい。
【００３５】
図２ないし図４に示すように、固定部材１１は四角形の筒形に形成され、固定部材１１の短辺側の内壁面１１ａ，１１ｂには移動ブロック１７ａ，１７ｂが取り付けられる。一方の移動ブロック１７ａは内壁面１１ａに固定され、他方の移動ブロック１７ｂは、直線案内装置１３ａ，１３ｂの取付け誤差、固定部材１１と可動体１２との間の熱膨張による伸縮差等を吸収するように内壁面１１ａと直交する方向のみに可動にされている。固定側の内壁面１１ａには、移動ブロック１７ａを位置決めするように移動ブロック１７ａの横幅と等しい幅を有する嵌合凹溝２１ａが形成されている。固定側の移動ブロック１７ａは嵌合凹溝２１ａに嵌め込まれた状態で内壁面１１ａに固定される。また、移動側の内壁面１１ｂには、内壁面１１ｂと直交する方向（以下ラジアル方向という）への直線案内装置１３ｂの移動を案内する案内手段としての嵌合凹溝２１ｂが形成される。この嵌合凹溝２１ｂの横幅は、直線案内装置１３ｂの移動ブロック１７ｂの横幅と等しい。可動側の移動ブロック１７ｂは、嵌合凹溝２１ｂの壁面に案内されてラジアル方向にスライド可能にされている。
【００３６】
移動ブロック１７ｂは変位許容手段としての弾性部材１９を介して固定部材１１の内壁面１１ｂに取り付けられている。図４に示すように、弾性部材の長手方向の両端部は固定部材１１に支持され、弾性部材１９の長手方向の略中央に移動ブロック１７ｂが結合されている。そして、固定部材１１の外壁面２２側から弾性部材１９と同じ面積の凹部２３を形成し、この凹部２３に弾性部材１９を取り付けている。凹部２３は上記嵌合凹溝２１ｂまで延び、嵌合凹溝２１ｂの弾性部材１９が取付けられる部位は貫通した穴となっている。弾性部材１９の両端は固定部材１１の凹部２３に固定される。弾性部材１９のスパンは移動ブロック１７ｂの横幅Ｗよりも大きい。弾性部材１９と移動ブロック１７ｂとの間には、移動ブロック１７ｂの横幅Ｗよりも横幅を狭くしたスペーサ２０が介在される。
【００３７】
図５に示すように、直線案内装置１３ａ，１３ｂの取付け誤差を含む加工誤差、固定部材１１と可動体１２との間の熱膨張若しくは熱収縮による伸縮差、あるいは外部からの荷重、内部からの荷重による装置の変形等が生じると、両端固定の梁が中央に集中荷重を受けて撓むように、弾性部材１９はスペーサ２０から荷重を受けて撓む。弾性部材１９がラジアル方向に撓むことで、移動ブロック１７ｂのラジアル方向への変位を許し、加工誤差、熱膨張等による伸縮差、荷重による装置の変形を吸収する。そして、移動ブロック１７ｂは、ラジアル方向へのみ変位可能に案内され、水平方向へ変位することがないので、剛性を高くして可動体１２を案内することができる。なお、本実施形態では、弾性部材１９は移動側の移動ブロック１７ｂにのみ設けられ、固定側の移動ブロック１７ａは固定されているので、ラジアル方向へも安定して支持されている。
【００３８】
熱膨張による差を吸収するためには、ラジアル方向へ大きい変形量がとれることが望まれる。スペーサ２０を介在させることにより、弾性部材１９に加わる荷重が分布荷重から集中荷重に近くなり、より弾性部材１９の変形量を大きく取ることができる。さらに、弾性部材１９が移動ブロック１７ｂの幅Ｗ以上のスパンを有するので、弾性部材１９の撓み量をより大きく取ることができる。
【００３９】
図６は、直線案内装置１３ａ，１３ｂの詳細を示す図である。軌道レール１６ａ，１６ｂにはその長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝３１が形成され、移動ブロック１７ａ，１７ｂには該ボール転走溝３１に対向する負荷転走面としての負荷転走溝３２を含む転動体循環路が形成され、該転動体循環路には前記軌道レール１６ａ，１６ｂおよび移動ブロック１７ａ，１７ｂの相対移動に伴って前記ボール転走溝３１と負荷転走溝３２との間を転動して循環する複数のボール３３…が配列・収容されている。この直線案内装置１３ａ，１３ｂはラジアル方向への荷重も負荷できるし、水平方向への荷重も負荷できるように構成されている。
【００４０】
断面矩形状の軌道レール１６ａ，１６ｂには、その左右側面に２条ずつ、計４条のボール転走溝３１が形成されている。
【００４１】
移動ブロック１７ａ，１７ｂは、負荷転走溝３２およびボール戻し路が形成されたブロック本体３４と、ブロック本体３４の両端に結合されるエンドキャップ３５とから構成され、軌道レール１６ａ，１６ｂをまたぐように取付けられている。ブロック本体３４の上面には固定部材１１の内壁面１１ａ，１１ｂまたはスペーサ２０が取付けられる取付け面３６が形成される。この取付け面３６の周囲４箇所には、内壁面に取付け可能なようにタップ３７ａが設けられ、取付け面の内側にはスペーサ２０に取り付け可能なようにタップ３７ｂが設けられている。
【００４２】
上記移動ブロックに形成された負荷転走溝３２は、軌道レール１６ａ，１６ｂに形成された各ボール転走溝３１に対向して形成されており、これら負荷転走溝３２とボール転走溝３１との間には多数のボール３３…が挟み込まれている。そして、これらボール３３…は移動ブロック１７ａ，１７ｂの移動に伴い、上記エンドキャップ３５に形成された方向転換路を介してボール戻し路へと送り込まれ、再び負荷転走溝３２に導かれ、無限循環路を循環する。
【００４３】
図７および図８に示すように、複数のボール３３は、保持部材４４によって一連に回転・摺動自在に保持される。この保持部材４４は、ボール３３と交互に配置される間座４０と、この間座４０を接続する薄板状のベルト４１とで構成される。
【００４４】
軌道レール１６ａ，１６ｂの上面と移動ブロック１７ａ，１７ｂとの間、並びに軌道レール１６ａ，１６ｂの側面と移動ブロック１７ａ，１７ｂとの間にはシール部材４２またはシール部材４３が配され、このシール部材４２，４３がボール転走溝３１と負荷転走溝３２との間に充填される潤滑剤をシールする。
【００４５】
図９は、本発明の第２の実施形態における相対可動装置を示すものである。この実施形態では、固定部材５１の断面形状を八角形とし、可動体５２の断面形状を十文字状とし、十文字の先端と固定部材５１の対向する内壁面との間に４つの直線案内装置５３ａ，５３ｂを介在している。十文字を構成する４つの板部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄには、それぞれ永久磁石５４が取付けられる。また、固定部材５１にはこの永久磁石５４を挟むようにコイル５５が取付けられる。コイル５５の磁場を変化して可動体１２を動かす。
【００４６】
十文字に交差する一方向ずつにおいて、固定部材５１と可動体５２の板部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとの間には、可動側の直線案内装置５３ｂと固定側の直線案内装置５３ａとが介在される。上記第１実施形態の相対可動装置と同様に、可動側の移動ブロック５６ｂは、弾性部材５７を介して固定部材５１に取付けられ、内壁面と直交する方向（ラジアル方向）に変位可能となっている。また、この移動ブロック５６ｂは嵌合凹溝によって、ラジアル方向へのみ変位可能に案内され、水平方向へ変位することがない。
【００４７】
可動体５２の十文字の交差部において、剛性を若干弱めるように切欠き５８を設けている。これは一方向での熱膨張による変形を低剛性にした交差部で吸収し、他方向に延びる部分に横方向荷重が加わらないようにするためである。
【００４８】
図１０は、交差部の他の例を示したものである。十文字を構成する４つの板部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄはアングル５９で連結されている。アングル５９には剛性を弱めた材料を使用する。この例でも、一方向での熱膨張による変形を低剛性にしたアングル５９で吸収するので、他方向に延びる部分に横方向荷重が加わるのを防止できる。
【００４９】
この第２の実施形態では、可動体５２を十文字状にすることで可動体５２の剛性を高めることができる。また、コイル５５および永久磁石５４の面積を大きくすることができるので、駆動源としての出力も増大することができる。
【００５０】
なお、上記第１および第２の実施形態では、対向して配置した直線案内装置５３ａ，５３ｂの片側のみがラジアル方向へ変位可能なように、片側のみに弾性部材５７を設けたが、片側に限られず両側に設けてもよい。また、弾性部材５７は、固定部材５１側に設けるのに限られず、可動体５２側に設けてもよい。
【００５１】
また、固定部材５１は対向する内壁面を有するものであればよく、その断面形状は四角形、八角形に限らず、これ以外の多角形、円形、一辺が開放したコ字状等種々変更してよい。可動体に５２ついても、相対可動装置の小型化が図れる板状または十文字状に限られることなく、円柱状等種々変更してよい。
【００５２】
図１１ないし図１３は、本発明の第３の実施形態における相対可動装置を示す。この第３の実施形態の相対可動装置の構成は、上記第１の実施形態の相対可動装置の構成と同様に、第１の構造体として四角形に形成された筒状の固定部材１１と、この固定部材１１の互いに対向する一対の短辺側内壁面１１ａ，１１ｂ間に設けられた第２の構造体としての板状の可動体１２と、内壁面１１ａ，１１ｂと可動体１２の両側縁との間に介在される一対の直線案内装置１３ａ，１３ｂを備える。可動体１２は、固定部材１１に対して相対的に、且つ内壁面１１ａ，１１ｂと平行な方向に直線運動する。一対の直線案内装置１３ａ，１３ｂそれぞれは、軌道台としての軌道レール１６ａ，１６ｂと、移動台としての移動ブロック１７ａ，１７ｂとで構成される。軌道レール１６ａ，１６ｂを可動体１２の両側縁に取り付け、移動ブロック１７ａ，１７ｂを固定部材１１の内壁面１１ａ，１１ｂに取り付けている。一方の移動ブロック１７ａは内壁面１１ａに固定され、他方の移動ブロック１７ｂは、直線案内装置１３ａ，１３ｂの取付け誤差、固定部材１１と可動体１２との間の熱膨張による伸縮差等を吸収するように内壁面１１ａと直交する方向のみに可動にされている。なお、上記第１の実施形態と同様な構成については、上記第１の実施形態の相対可動装置と同一の符号を附してその説明を省略する。
【００５３】
この第３の実施形態の相対可動装置は、上記第１の実施形態の相対可動装置と異なり、板状の可動体１２の枠１２ａと、枠１２の両側縁に固定されたレール保持部１２ｂとはアルミ等の金属を用いたダイカストで一体に成形されている。また、軌道レール１６ａ，１６ｂは可動体１２のレール保持部１２ｂにインサートされ、軌道レール１６ａ，１６ｂが可動体１２と一体に成形されている。すなわち、可動体１２は、軌道レール１６ａ，１６ｂが設置された金型内にアルミニウム等の金属を射出する、いわゆるインサート成形法により軌道レール１６ａ，１６ｂと一体にダイカスト成形されている。軌道レール１６ａ，１６ｂはダイカスト成形の際に熱の影響を受けるので、軌道レール１６ａ，１６ｂにはダイカスト成形後にボール転走溝３１が切削加工または研削加工される。なお、可動体１２に対して軌道レール１６ａ，１６ｂがその軸線方向に抜けてしまうのを防止するために軌道レール１６ａ，１６ｂに段差等の抜け止め防止手段を設けても良い。
【００５４】
固定部材１１の互いに対向する一対の内壁面１１ａ，１１ｂ間に直線案内装置１３ａ，１３ｂを介して可動体１２を設ける場合、固定部材１１に対する可動体１２の動きが阻害されないようにするためには直線案内装置１３ａ，１３ｂの取付け誤差を含む加工誤差を少なくする必要がある。この発明によれば、軌道レール１６ａ，１６ｂが可動体１２にインサートされ、軌道レール１６ａ，１６ｂが可動体１２と一体に成形されるので、部品点数を少なくすることができ、加工誤差をできるだけ少なくすることができる。
【００５５】
図１４は、前述した第３の実施形態における要部の変形例を３例示す。図１４の（ａ）に示す変形例においては、可動体１２のレール保持部１２ｂが、軌道レール１６ａ（１６ｂ）の底部から側面に形成された凹部１６ｆ内に至る鋳ぐるみ構造とされている。この構成によれば、軌道レール１６ａ（１６ｂ）とレール保持部１２ｂとの結合状態が強固になり、振動、衝撃等が加わろうとも両者が分離することがない。
【００５６】
図１４の（ｂ）に示す第２の変形例では、軌道レール１６ａ（１６ｂ）の底部に蟻溝１６ｇが形成され、可動体１２のレール保持部１２ｂの一部１２ｅがこの蟻溝１６ｇ内に鋳込まれている。この構成では、図１４の（ａ）に示した変形例と同じく、軌道レール１６ａ（１６ｂ）とレール保持部１２ｂとの結合状態が強固になると共に、レール保持部１２ｂの幅を狭く、例えば軌道レール１６ａ（１６ｂ）の幅と同じに設定することができ、相対可動装置全体としてのコンパクト化に寄与する。
【００５７】
図１４の（ｃ）に示す第３の変形例では、軌道レール１６ａ（１６ｂ）に形成されたボルト挿通孔１６ｈ内に、可動体１２のレール保持部１２ｂの一部１２ｆが鋳込まれている。この構成でも、図１４の（ａ）、（ｂ）の構成と同様に軌道レール１６ａ（１６ｂ）とレール保持部１２ｂとの結合状態が強固になると共に、レール保持部１２ｂの幅を狭く設定することができる。加えて、図１４の（ｂ）に示した蟻溝１６ｇを軌道レール１６ａ（１６ｂ）に形成する必要が無く、既存のボルト挿通孔１６ｈを鋳込みに利用しているので、コストの低減が図られる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の構造体の対向する内壁面間に直線案内装置を介して第２の構造体を設け、第１の構造体および第２の構造体の少なくとも一方に、内壁面に対して交差する方向での直線案内装置の変位を許容する変位許容手段を設けた。直線案内装置の取り付け誤差を含む加工誤差、固定部材と可動体との間の熱膨張若しくは熱収縮による伸縮差が生じても、変位許容手段が内壁面に対して交差する方向での直線案内装置の変位を許容する。したがって、直線案内装置に過大な負荷がかかることがなく、直線案内の円滑な作動状態が維持され、両構造体の相対移動が滑らかに行われる。また、変位許容手段が内壁面に対して交差する方向での直線案内装置の変位のみを許容するので、例えば、誤差を許容するように直線案内装置のラジアル方向への変位のみを許し、水平方向への変位を許さなくすることができる。したがって、より剛性を高くして可動体を案内することができる。なお、本発明の相対可動装置の構成は、加工誤差や熱膨張・熱収縮による変位の許容に特に効果的である。
【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相対可動装置の斜視図。
【図２】上記図１の断面図。
【図３】上記図１のＡ−Ａ線矢視図。
【図４】上記図１のＢ−Ｂ線矢視図（一部断面を含む）。
【図５】弾性部材の変形を示す拡大図。
【図６】上記相対可動装置に組み込まれる直線案内装置示す斜視図。
【図７】上記直線案内装置を示す断面図。
【図８】上記直線案内装置の移動ブロックを示す断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態における相対可動装置を示す断面図。
【図１０】交差部の他の例を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施形態における相対可動装置の斜視図。
【図１２】上記第３の実施形態における相対可動装置を示す平面図（一部断面図を含む）。
【図１３】上記第３の実施形態における相対可動装置の可動体と軌道レールの結合を示す断面図。
【図１４】上記第３の実施形態における相対可動装置の要部の変形例を示す（図中（ａ）は第１の変形例を示し、図中（ｂ）は第２の変形例を示し、図中（ｃ）は第３の変形例を示す）。
【図１５】従来の可動体取付けプレートを示す正面図（一部断面を含む）。
弾性プレートの変形を示す拡大図
【符号の説明】
１１固定部材（第１の構造体）
１１ａ，１１ｂ対向する内壁面
１２可動体（第２の構造体）
１３ａ，１３ｂ直線案内装置
１６ａ，１６ｂ軌道レール（軌道台）
１７ａ，１７ｂ移動ブロック（移動台）
１９弾性部材（変位許容手段）
２１ｂ嵌合凹溝（案内手段）
３１ボール転走溝（転動体転走面）
３２負荷転走溝（負荷転走面）
３３ボール（転動体）

Claims

互いに対向する少なくとも一対の内壁面を有する第１の構造体と、前記一対の内壁面間に設けられた第２の構造体と、前記第１の構造体と前記第２の構造体との間に介在される複数の直線案内装置とを備え、前記第２の構造体が前記第１の構造体に対して相対的に直線運動する相対可動装置であって、
前記第１の構造体に、前記内壁面に対して交差する方向での前記直線案内装置の変位を許容する弾性部材を設け、
前記直線案内装置は、前記弾性部材を介して前記第１の構造体の前記内壁面に取り付けられ、
前記第１の構造体の内壁面に前記直線案内装置が嵌合する嵌合凹溝が形成され、
前記第１の構造体の外壁面に前記弾性部材を取り付け可能な凹部が形成され、
前記凹部は、前記外壁面から前記内壁面に向かって凹形状となるように形成され、前記嵌合凹溝と重畳する部位は貫通孔となっていることを特徴とする相対可動装置。
前記変位は、取付け誤差を含む加工誤差または熱膨張若しくは熱収縮に伴うものであることを特徴とする請求項１に記載の相対可動装置。
前記弾性部材が前記直線案内装置の幅以上のスパンを有することを特徴とする請求項１または２に記載の相対可動装置。
前記弾性部材と前記直線案内装置との間に、前記弾性部材の撓み量を大きくとれるように前記直線案内装置の幅未満のスペーサを介在することを特徴とする請求項１ないし３に記載の相対可動装置。
前記弾性部材は、前記第１の構造体にその長手方向の両端部が支持され、
前記弾性部材の長手方向の略中央に前記直線案内装置が結合されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の相対可動装置。
前記嵌合凹部は、前記直線案装置内の変位に伴って該直線案内装置を該変位の方向に案内する案内手段を構成することを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の相対可動装置。
前記案内手段は、前記直線案内装置の姿勢を変化させることなく、前記直線案内装置の、前記内壁面と直交する方向のみの変位を許容することを特徴とする請求項６に記載の相対可動装置。
前記直線案内装置は、軌道台と、移動台とを備え、
前記軌道台にはその長手方向に沿って転動体転走面が形成され、前記移動台には該転動体転走面に対向する負荷転走面を含む転動体循環路が形成され、該転動体循環路には前記軌道台および前記移動台の相対移動に伴って前記転動体転走面上を転動して循環する複数の転動体が配列・収容されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれかに記載の相対可動装置。
前記移動台が前記第１の構造体の前記一対の内壁面に取り付けられ、前記軌道台が前記第２の構造体の両縁に取り付けられることを特徴とする請求項８に記載の相対可動装置。
前記軌道台が前記第２の構造体にインサートされ、前記軌道台が前記第２の構造体と一体に成形されることを特徴とする請求項９に記載の相対可動装置。