JP5059179B2

JP5059179B2 - 運動案内装置

Info

Publication number: JP5059179B2
Application number: JP2010206425A
Authority: JP
Inventors: 廣昭望月
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2010281456A

Description

本発明は、移動体を所定の軌道部材に沿って案内する運動案内装置に係り、特に軌道部材の上面に設けられた取付用の開口を、その上面の幅方向全域を覆うカバーによって塞ぐようにした運動案内装置に関する。

工作機械のテーブル等の可動部を所定の方向に案内するための装置として、軌道部材に多数の転動体を介して移動体を取り付けた転がり案内装置が知られている。この種の装置では、軌道部材または移動体が機械の固定部に、移動体または軌道部材が機械の可動部にそれぞれ固定される。軌道部材にはその固定用として多数のボルト取付孔が軌道部材を上下に貫いて形成されている。ところが、案内装置の使用環境によってはボルト取付孔に異物が入り込み、これが移動体のシールに噛み込まれてトラブルを生じるおそれがあった。

このような問題に対処するため、軌道部材を全面的にカバーで覆ってボルト取付孔を塞いだ装置も提案されている。図５はその一例として特許第２７１９９８５号の公報に開示された運動案内装置におけるカバーの取付構造を示している。この装置１は、軌道部材２の上面２ａをその幅方向（図の左右方向）の全域に亘って覆うカバー３を用意し、軌道部材２の両側面２ｂの上面２ａと交差する側の端縁にアンダーカット部４を形成し、カバー３の両縁にはアンダーカット部４の接触面４ａと密着する係合部３ａを設けたものである。

カバー３の中央部３ｂと係合部３ａとがなす角度αは、アンダーカット部４の接触面４ａと上面２ａとがなす角度βよりも小さく設定されている。従って、係合部３ａと接触面４ａとを係合させた状態でカバー３の中央部３ｂを上面２ａと密着するまで押し込むと係合部３ａが外側に開くように弾性変形し、その復元力で係合部３ａが接触面４ａに密着してカバー３が軌道部材２上に保持される。なお、図５では軌道部材２の幅方向の一端側のみを示しているが、反対側は対称に構成される。

特許第２７１９９８５号公報

以上のような構成では、係合部３ａがその先端（下端）に向かうほど軌道部材２の幅方向内側に入り込んでいるので、左右の係合部３ａを同時にアンダーカット部４に係合させることができない。従って、その取付手順は、まず図５（ｂ）に示すようにカバー３を水平面から傾けて片側の係合部３ａをアンダーカット部４と係合させ、その状態で、カバー３を矢印Ａで示したように反対側の係合部３ａに向かって引っ張りつつ上面２ａに向かって押し込んで反対側の係合部３ａとアンダーカット部４とを係合させることになる。

このような取付構造では、カバー３の脱落が確実に防止できる利点がある反面、取付時に片側の係合部３ａを大きく弾性変形させなければならず、作業に不慣れな場合には係合部３ａを塑性変形させてしまうおそれがある。また、カバー３を取り外す際には、カバー３の係合部３ａがアンダーカット部４の接触面４ａに密着して容易には剥がせないため、軌道部材２の長手方向両端から係合部３ａを徐々にめくり上げる必要があり作業に手間が掛かる。係合部３ａをめくる際に不自然なねじれが作用して係合部３ａが塑性変形するおそれもある。

そこで、本発明は軌道部材の上面を覆うためのカバーを容易に着脱することができ、着脱作業中のカバーの破損も防止できる運動案内装置を提供することを目的とする。

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符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はない。

本発明は、上面（１１ａ）に開口が存在する軌道部材（１１）と、前記軌道部材に対して該軌道部材の長手方向に移動可能な状態で組み付けられる移動体（１２）と、前記軌道部材の前記上面をその幅方向全域に亘って覆うカバー（１４）とを備えた運動案内装置（１０）において、前記軌道部材の前記上面と側面との交差部には外側に膨らむ円弧を描いて湾曲する湾曲部が形成され、前記湾曲部の下端から前記幅方向の中心側に窪んだアンダーカット部（１１ｅ，１１ｅ）が形成され、前記カバーの前記幅方向両端には、前記軌道部材を前記幅方向に挟み込むようにして前記軌道部材の前記アンダーカット部と係合する係合部（１４ｂ，１４ｂ）が形成され、前記係合部は、前記アンダーカット部にはまり込む中間部と、前記中間部よりも幅方向外側に開いた先端（１４ｄ）と、前記湾曲部に対して相補的な基部とを有し、前記カバーが前記軌道部材に組み付けられた状態において、前記係合部の長手方向と直交する断面上における前記基部から前記先端にかけての輪郭は、前記軌道部材の前記湾曲部から前記アンダーカット部にかけての輪郭と同一に形成されており、前記アンダーカット部の前記湾曲部からの後退量は、前記係合部が前記湾曲部を乗越える際に、前記カバーにその弾性限度を超える内部応力が発生しない範囲に定められ、前記湾曲部の曲率半径は、１ｍｍ以上に設定されることを特徴とするものである。

この発明によれば、係合部の先端が幅方向の外側に開いているので、係合部を軌道部材の上面の端縁にあてがい、その状態でカバーを軌道部材の上面に向かって押し込めば、係合部が外側に弾性変形して軌道部材の上面と側面との交差稜線部分を係合部が乗越え、その係合部の中間部がアンダーカット部にはまり込む。カバーを取り外す際には、係合部の先端がアンダーカット部に密着せず、幅方向外側に開いているので、これを手掛かりとしてカバーを上面から容易に持ち上げることができる。従って、カバーを容易に着脱でき、着脱作業の際にカバーに局部的に大きな力が加るようなこともないのでカバーが塑性変形するおそれは極めて低い。

なお、本発明における軌道部材の上面は、軌道部材の相手部品に対する取付面を下面としたときに、その下面の反対側に位置する面をいい、使用時に必ずしも上を向いている必要はない。移動体は軌道部材に対して相対的に移動可能であればよく、本発明の運動案内装置は、使用時に移動体自身が移動する構成に限定されない。

以上に説明したように、本発明の運動案内装置によれば、カバーの係合部の先端が幅方向の外側に開いているので、カバーを軌道部材に対して容易に着脱でき、着脱作業の際にカバーに局部的に大きな力が作用せず、カバーの塑性変形も確実の防止できる。

本発明の一実施形態に係る転がり案内装置の要部の軸直角断面図。図１のII部の拡大図。図１のカバーを成形する手順の一例を示す図。本発明の一実施形態の転がり案内装置の全体構成を示す図。従来の運動案内装置におけるカバーの取付構造を示す図。

図１〜図４は本発明を転がり案内装置に適用した一実施形態を示している。まず、図４を参照して転がり案内装置の概略を説明する。

図４に示すように、転がり案内装置１０は、軌道部材１１と、軌道部材１１に対してその長手方向に相対的に移動可能に取り付けられる移動体１２と、軌道部材１１の上面１１ａを覆うプレートカバー１４と、移動体１２とプレートカバー１４との間に設けられるインナーシール１５とを有している。移動体１２は転動体としての多数のローラ（不図示）を介して軌道部材１１に取り付けられる。なお、図４ではプレートカバー１４を軌道部材１１よりも短く描いているが、実際には軌道部材１１とプレートカバー１４とは長手方向に関して略等しい長さを有している。

軌道部材１１は鋼等の剛性の高い材料で構成され、その上面１１ａには多数のボルト取付孔１１ｂ…１１ｂが開口している。ボルト取付孔１１ｂは軌道部材１１を機械部品に固定するためのものであり、軌道部材１１を上下に貫通する。軌道部材１１の両側面１１ｃ，１１ｃには多数のローラが走行する転走面１１ｄ…１１ｄが２つずつ形成される（図１参照）。

移動体１２は、ブロック本体２０と、ブロック本体２０の両端面にボルト（不図示）を介して取り付けられるエンドプレート２３，２３と、各エンドプレート２３の外表面にねじ２６…２６を利用して固定されるエンドシール２５，２５とを有している。

ブロック本体２０は軌道部材１１と同様に鋼等の剛性の高い材料で構成され、その下面側には軌道部材１１を受け入れるための凹部２０ａが形成される。凹部２０ａの内壁には、軌道部材１１の転走面１１ｄと対向するようにしてローラの転走面（不図示）が左右それぞれ２つずつ形成され、それらの転走面に沿ってローラの負荷転走路が形成される。ブロック本体２０の内部には、ローラを負荷転走路の一端から他端へ戻すための戻し路が形成され、エンドプレート２３の内部にはその戻し路と負荷転走路とを結ぶ方向転換路が形成される。かくして移動体１２には、一対の負荷転走路および戻し路とそれらを結ぶ一対の方向転換路とによって構成される無限循環路が、軌道部材１１の左右にそれぞれ２本ずつ合計４本形成される。ローラは各無限循環路に充填される。移動体１２が軌道部材１１に対して長手方向に相対的に移動すると、ローラが無限循環路を移動し、移動体１２が軌道部材１１の長手方向に転がり案内される。

インナーシール１５は、鋼板等を利用して構成された基材１５ａの下面にシールリップ（不図示）を、上面に緩衝用のリップ１５ｂ…１５ｂをそれぞれ設けたものである。インナーシール１５は、その両端部がエンドプレート２３の内面の凹部（不図示）に差し込まれることにより、軌道部材１１の長手方向に関してエンドプレート２３，２３の間に拘束され、移動体１２から長手方向に抜け出ないようになっている。但し、エンドプレート２３の凹部は上下方向（軌道部材１１の上面１１ａと直交する方向）に関してシールプレート１５の両端部の厚さよりも大きく設定され、それによりエンドプレート２３，２３の間でシールプレート１５は上下方向に遊動可能である。インナーシール１５の下面側のリップがプレートカバー１４と密着して負荷転走路への異物の進入および負荷転走路からの潤滑剤（グリース）の漏れが防がれる。

次に、図１〜図３を参照してプレートカバー１４およびその取付構造を説明する。図１に示すように、軌道部材１１の両側面１１ｃの上面１１ａと交差する側（上側）の側縁部には、幅方向の中心側に窪んだアンダーカット部１１ｅ、１１ｅが形成されている。一方、プレートカバー１４は軌道部材１１の上面１１ａとほぼ同一の幅を有しており、その幅方向の中央部１４ａは平坦であり、両端には軌道部材１１を幅方向に挟み込むようにして軌道部材１１の各アンダーカット部１１ｅと係合する係合部１４ｂ，１４ｂが形成されている。

図２に詳しく示すように、軌道部材１１の上面１１ａと側面１１ｃとの交差部には外側に膨らむ円弧を描いて湾曲する湾曲部１１ｆが形成され、アンダーカット部１１ｅはその湾曲部１１ｆの下端から軌道部材１１の幅方向中心側に後退する溝状に形成されている。アンダーカット部１１ｅおよび湾曲部１１ｆは軌道部材１１の幅方向両端において対称であり、軌道部材１１の全長に亘って同一形状かつ同一寸法で形成されている。

プレートカバー１４の係合部１４ｂは、アンダーカット部１１ｅにはまり込む中間部１４ｃと、その中間部１４ｃよりも幅方向外側に開いた先端１４ｄと、軌道部材１１の湾曲部１１ｆに対して相補的な基部１４ｅとを有している。そして、係合部１４ｂの長手方向と直交する断面（図１および図２の断面）上における中間部１４ｃから先端１４ｄにかけての輪郭は、軌道部材１１の幅方向中心側に膨らむ円弧を描くように湾曲している。

以上の構成によれば、係合部１４ｂの先端１４ｄが中間部１４ｃよりも幅方向の外側に開いているので、各係合部１４ｂを各湾曲部１１ｆにあてがい、その状態でプレートカバー１４を軌道部材１１の上面１１ａに向かって真っ直ぐ押し込めば、左右の係合部１４ｂ，１４ｂが外側に弾性変形して湾曲部１１ｆを乗越え、各係合部１４ｂの中間部１４ｃがアンダーカット部１１ｅに同時にはまり込んでプレートカバー１４が軌道部材１１に固定される。プレートカバー１４を取り外す際には、各係合部１４ｂの先端１４ｄを手掛かりとしてプレートカバー１４を軌道部材１１の上方に持ち上げることにより、各係合部１４ｂを同時にアンダーカット部１１ｅから外すことができる。

なお、アンダーカット部１１ｅの湾曲部１１ｆからの後退量Ｘは、係合部１４ｂが湾曲部１１ｆを乗越える際に、プレートカバー１４にその弾性限度を超える内部応力が発生しない範囲に定められる。例えば軌道部材１１の幅が４５ｍｍのとき０．２５ｍｍ程度に設定される。湾曲部１１ｆの曲率半径Ｒは加工誤差が生じても確実に湾曲部１１ｆが残るよう、例えば１ｍｍ以上に設定される。アンダーカット部１１ｅは種々の加工法で形成してよいが、加工精度の面からみて研削加工により形成することが望ましい。

プレートカバー１４の係合部１４ｂ，１４ｂの間隔（左右の中間部１４ｃ，１４ｃの内面間の間隔）Ｗａと、軌道部材１１のアンダーカット部１１ｅ同士の間隔Ｗｂとの関係は、プレートカバー１４を軌道部材１１に取り付けたときに係合部１４ｂの中間部１４ｃ，１４ｃが適度な力で軌道部材１１を幅方向に締め付けるように設定する。一方、基部１４ｅ，１４ｅ同士の間隔Ｗｃは中間部１４ｃ，１４ｃによる軌道部材１１の締め付け力が損なわれないように、軌道部材１１の湾曲部１１ｆ，１１ｆの内面間の幅寸法Ｗｄよりも大きく設定することが望ましい。但し、その差は僅かでよい。また、基部１４ｅの曲率半径は湾曲部１１ｆのそれよりも小さく設定するとよい。

図３はプレートカバー１４の成形方法の一例を示す。この例では、プレートカバー１４の素材としての平坦な鋼板１４Ｍの両端部に、矢印Ｐで示したように係合部１４ｂの中間部１４ｃ，１４ｃをプレス加工する（図３（ａ））。次に、鋼板１４Ｍの両端部を矢印Ｂで示したように折り曲げて係合部１４ｂ，１４ｂを形成する。このとき、基部１４ｅとなるべき部分（図３（ｂ）に矢印Ｃで示す。）に金型をあて、基部１４ｅの曲率半径や各部の幅寸法Ｗａ，Ｗｃ（図１参照）を所定の精度で加工する。なお、上記の製造方法に代え、ロールフォーミング法を用いてカバーを成形してもよい。その他にも加工精度に優れた種々の加工法を採用してよい。

本発明は上述した実施形態に限らず、種々の形態にて実施できる。例えば、プレートカバー１４は金属製に限らず、軌道部材１１に対して繰り返し着脱可能な弾性を有し、かつインナーシール１５との摩擦に耐える材質であれば種々のものに置換できる。転動体はローラに限らずボールでもよい。転動体を省略したすべり案内装置であっても本発明は適用できる。軌道部材の上面の開口はボルト取付孔に限らず、各種の目的で形成される孔、溝、凹部等の開口を含む。

１０案内装置
１１軌道部材
１１ａ軌道部材の上面
１１ｂボルト取付孔
１１ｃ軌道部材の側面
１１ｄ転走面
１１ｅアンダーカット部
１１ｆ湾曲部
１２移動体
１４プレートカバー
１４ａカバーの中央部
１４ｂカバーの係合部
１４ｃ係合部の中間部
１４ｄ係合部の先端
１４ｅ係合部の基部
１５インナーシール
２０ブロック本体
２３エンドプレート

Claims

上面に開口が存在する軌道部材と、前記軌道部材に対して該軌道部材の長手方向に移動可能な状態で組み付けられる移動体と、前記軌道部材の前記上面をその幅方向全域に亘って覆うカバーとを備えた運動案内装置において、
前記軌道部材の前記上面と側面との交差部には外側に膨らむ円弧を描いて湾曲する湾曲部が形成され、前記湾曲部の下端から前記幅方向の中心側に窪んだアンダーカット部が形成され、
前記カバーの前記幅方向両端には、前記軌道部材を前記幅方向に挟み込むようにして前記軌道部材の前記アンダーカット部と係合する係合部が形成され、前記係合部は、前記アンダーカット部にはまり込む中間部と、前記中間部よりも幅方向外側に開いた先端と、前記湾曲部に対して相補的な基部とを有し、
前記カバーが前記軌道部材に組み付けられた状態において、前記係合部の長手方向と直交する断面上における前記基部から前記先端にかけての輪郭は、前記軌道部材の前記湾曲部から前記アンダーカット部にかけての輪郭と同一に形成されており、
前記アンダーカット部の前記湾曲部からの後退量は、前記係合部が前記湾曲部を乗越える際に、前記カバーにその弾性限度を超える内部応力が発生しない範囲に定められ、
前記湾曲部の曲率半径は、１ｍｍ以上に設定されることを特徴とする運動案内装置。
前記カバーは、平坦な鋼板に前記中間部をプレス加工した後、前記基部となるべき部分に金型をあてた状態で前記鋼板の両端部を折り曲げて係合部を形成することを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
前記カバーは、ロールフォーミング法によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の運動案内装置。