JP5192948B2 - 運動案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、軌道台に組み付けられる移動部材が軌道台の長手方向に沿って移動することができる運動案内装置に関するものである。

工作機械のワークテーブルや各種搬送装置の運動案内部では、テーブル部材を取り付けた移動部材が軌道台に沿って連続的に移動する運動案内装置が用いられている。

このような従来の運動案内装置としては、軌道台を取付面にほぼ平行に設置し、それぞれの軌道台に移動部材を多数の転動体を介して載置し、それぞれの移動部材にテーブル部材を取り付けていた。従って従来の運動案内装置においては、移動部材の円滑な動きを実現するために、軌道台の間隔が移動部材の移動する範囲の全領域において、一定である必要があった。また、上述した問題を解決するために、下記特許文献１に記載された運動案内装置は、軌道台を中空に形成し、軌道台が弾性限度内で変形することを利用して、軌道台の平行誤差を吸収できるようになっている。

特開平５−３２１９３２号公報

しかし、上述した特許文献１に記載の運動案内装置によると、軌道台が中空に形成されているので、軌道台を変形させて、軌道台の平行誤差を吸収することができたが、中空の軌道台を構成する各辺の厚みは、一定に形成されているので、剛性を向上させることが難しいといった課題があった。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、移動部材の運動や転動体の転走に伴う負荷に対して剛性のある軌道台を備える運動案内装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明に係る運動案内装置は、長手方向に沿って転動体転走面が形成された中空の軌道台と、前記転動体転走面と対向する位置に負荷転動体転走面が形成された移動部材と、前記転動体転走面と前記負荷転動体転走面との間に複数の転動体を介して前記移動部材が前記軌道台の長手方向に移動可能に組み付けられる運動案内装置において、前記軌道台を構成する辺の厚みは、前記長手方向に対して直交する断面において、その中央部が内周側に突出するように肉厚に形成されるとともに、前記中央部から端部に向かって漸次薄くなるように形成され、前記軌道台を構成する隣り合う辺の連続する位置の長手方向に対して直交する断面の内周側は、円弧状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る運動案内装置は、前記辺は、両端に前記転動体転走面が形成された頂辺と、上端に前記転動体転走面が形成されると共に、前記頂辺の両端部から垂設する一対の側辺と、前記一対の側辺の下端を繋ぐように配置された底辺を備え、前記頂辺、前記一対の側辺及び前記底辺のうち少なくとも一つの厚みが、内周側に突出するように中央部が肉厚に形成されるとともに、その中央部から端部に向かって漸次薄くなるように形成されると好適である。

また、本発明に係る運動案内装置は、前記一対の側辺は、断面が肉厚に形成された屈曲部を有する略Ｖ字状に形成され、前記屈曲部から前記一対の側辺の端部に向かって漸次薄くなるように形成されると好適である。

本発明によれば、中空の軌道台は、軌道台を構成する辺の厚みは、長手方向に対して直交する断面において、その中央部から端部に向かって漸次薄くなっているので、中空の軌道台の剛性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、各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発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、以下の実施形態については、運動案内装置として直線運動案内装置を例に説明するが、運動案内装置であれば、直線運動案内装置に限定されず、転動体を備えない滑りガイドなどにも適用することができることは特許請求の範囲の記載から明らかである。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る運動案内装置の斜視図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。さらに、図３は、第１の実施形態に係る中空の軌道台の縦断面図である。

図１及び図２に記載される第１の実施形態に係る運動案内装置は、直線運動案内装置として構成されるものである。そして、第１の実施形態に係る運動案内装置１は、長手方向に転動体転走面１１を有する軌道台１０と、複数の転動体３０を介して前記軌道台１０に組み付けられると共に前記転動体転走面１１に沿って直線状に往復運動する移動部材２０とを備えている。

図２に示すように、軌道台１０は、その表面に長手方向に延びる４条の転動体転走面１１が形成された部材であり、転動体転走面１１は、後述する移動部材２０との間に配置された球体形状の転動体３０からの負荷を受けることができるようになっている。また、この転動体転走面１１の長手方向に対して直交する断面は、転動体３０の円滑な転走が実現できるような精度で円弧形状に形成されている。

移動部材２０には、軌道台１０に形成された転動体転走面１１に対向する位置に負荷転動体転走面２１が形成されている。そして、転動体転走面１１と負荷転動体転走面２１とによって負荷転動体転走路２３を形成している。

また、軌道台１０に形成された転動体転走面１１の円弧形状と、移動部材２０に形成された負荷転動体転走面２１の円弧形状との曲率は、略同一に形成されており、転動体３０の曲率よりも大きく形成されている。このように、転動体転走面１１及び負荷転動体転走面２１の曲率を略同一に形成したことで、負荷転動体転走路２３を転走する転動体３０の円滑な転走が実現できるようになっている。

さらに、移動部材２０の長手方向には、４条の無負荷転動体転走路２２が形成されている。この無負荷転動体転走路２２と負荷転動体転走路２３とは、移動部材２０の長手方向の両端部に形成された図示しない方向転換路によって連続しており、荷重を負荷しながら、負荷転動体転走路２３の終点まで転走した転動体３０が一方の方向転換路を経由して無負荷転動体転走路２２を通り、他方の方向転換路を経由して、負荷転動体転走路２３の始点に戻ることができるように形成されている。このように、転動体３０は、負荷転動体転走路２３、方向転換路、及び、無負荷転動体転走路２２によって無限循環を実現している。

次に、図３を参照して、第１の実施形態に係る中空の軌道台１０について説明する。

図３に示すように、第１の実施形態に係る中空の軌道台１０は、両端に転動体転走面１１が形成された頂辺１２と、上端に転動体転走面１１が形成されると共に、頂辺１２の両端部から下方に垂設する一対の側辺１３と、この一対の側辺１３の下端を繋ぐように形成された底辺１４とを備えている。

このように、外側面が平坦に形成された頂辺１２、一対の側辺１３，１３、及び外側面が平坦に形成された底辺１４とによって、軌道台１０を形成しているので、頂辺１２、一対の側辺１３，１３、底辺１４とによって囲まれる軌道台１０の内部は長手方向に沿って中空に形成されており、長手方向に対して直交する断面が頂辺１２、一対の側辺１３，１３、底辺１４とからなる辺部を有する矩形状に形成されている。

また、頂辺１２は、長手方向に対して直交する断面が中央部１２ａから、端部１２ｂに向かって漸次薄くなるように形成されており、中央部１２ａは、内周側に突出するように形成されている。また、底辺１４も頂辺１２と同様に中央部１４ａから端部１４ｂに向かって漸次薄くなるように形成されており、中央部１４ａが、内周側に突出するように形成されている。

さらに、底辺１４の中央部１４ａには図示しない取付孔が穿孔して形成されており、該取付孔にボルト等を締結することにより、軌道台１０を装置などに固定して取り付けることができるようになっている。

このように、側辺１３，１３を長手方向に対して直交する断面が中央部から端部に向かって漸次薄くなるように形成することで、中空の軌道台１０の水平方向に対する剛性を向上させることができる。また、上述したように、取付孔が形成された底辺１４の中央部１４ａが肉厚に形成されているので、軌道台１０の取付強度を向上させることができる。

さらに、頂辺１２と一対の側辺１３，１３とが連続する位置の内周側１５，１５は、長手方向に対して直交する断面形状が円弧状に形成されている。また、底辺１４と一対の側辺１３，１３とが連続する位置の内周側１６，１６も同様に長手方向に対して直交する断面形状が円弧状に形成されている。

このように、頂辺１２や底辺１４と側辺１３とが連続する位置の長手方向に対して直交する断面形状を円弧状に形成すれば、ラジアル方向の負荷がかかった場合にも、各辺が連続する位置１５，１５，１６，１６に応力が集中することがなく、長手方向の繰り返し荷重や逆ラジアルに対するの剛性を向上させることができる。

さらにまた、頂辺１２と一対の側辺１３とが連続する位置の内周側１５に形成された円弧形状は、底辺１４と一対の側辺１３とが連続する位置の内周側１６に形成された円弧形状よりも小さく形成されている。

このように、円弧形状を形成することで、転動体転走面１１を外周側に備える位置の内周側にも円弧形状を形成することができるようになっている。また、軌道台１０の長手方向の繰り返し荷重や逆ラジアルに対する剛性を更に向上させることができる。

次に、上述した第１の実施形態に係る中空の軌道台１０の製造方法について説明する。

第１の実施形態に係る中空の軌道台１０は、中空の軌道台１０の外形形状と同様の内周形状を備えるダイスに、中空の管材を通して引き抜き又は押し出して、外形を縮小させて形成している。

また、この引き抜き加工や押し出し加工の際に管材の内周に心金棒で固定された心金や浮きプラグを保持して引き抜き加工や押し出し加工をおこなっている。心金や浮きプラグの外形は、中空の軌道台１０の内周形状と同様に形成されており、引き抜き加工や押し出し加工の際に心金や浮きプラグを内周に保持しながら加工を行うことで、中空の軌道台１０の内周形状を所望の形状に形成することができるようになっている。

このように、心金や浮きプラグを用いて管材を引き抜き加工や押し出し加工することで、長手方向に対して直交する断面が、中央部から端部に向かって漸次薄くなるように中央部が内周側に向かって突出する形状に形成することや、頂辺と側辺とが連続する位置の内周側を円弧状に形成することなど、所望の形状に形成することができる。

さらに、管材の内部に心金や浮きプラグを保持しながら内周側の形状を形成しているので、心金や浮きプラグと管材とが接触する管材の内側にバニシ仕上げを施すことができる。

また、引き抜き加工や押し出し加工の引き抜き又は押し出し速度や引き抜き又は押し出し圧力などといった加工条件については、加工する管材の材質や、加工後の軌道台の形状に応じて適宜変更することができる。

以上、第１の実施形態に係る運動案内装置１を構成する中空の軌道台１０について説明した。この第１の実施形態に係る運動案内装置１を構成する中空の軌道台１０は、頂辺１２が、長手方向に対して直交する断面が中央部１２ａから、端部１２ｂに向かって漸次薄くなるように形成されており、中央部１２ａは、内周側に突出するように形成され、底辺１４も頂辺１２と同様に中央部１４ａから端部１４ｂに向かって漸次薄くなるように形成されており、中央部１４ａが、内周側に突出するように形成されている場合について説明をした。また、頂辺１２や底辺１４と一対の側辺１３，１３とが連続する位置の内周側１５，１５，１６，１６を円弧形状に形成した場合について説明をした。しかしながら、本発明に係る運動案内装置は、第１の実施形態で示した断面形状に限定されない。そこで、次に、第１の実施形態と異なる形状を有する側辺について説明する。また、第１の実施形態と同一又は類似する部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係る運動案内装置に用いられる中空の軌道台１００を示す縦断面図である。

図４に示すように、第２の実施形態の中空の軌道台１００は、第１の実施形態に係る運動案内装置１の中空の軌道台１０と同様に、外側面が平坦に形成された頂辺１２、一対の側辺１３１，１３１、及び外側面が平坦に形成された底辺１４とによって、軌道台１００を形成しているので、頂辺１２、一対の側辺１３１，１３１、底辺１４とによって囲まれる軌道台１００の内部は長手方向に沿って中空に形成されており、長手方向に対して直交する断面が頂辺１２、一対の側辺１３１，１３１、底辺１４とからなる辺部を有する矩形状に形成されている。

側辺１３１，１３１は、長手方向に対して直交する断面形状が屈曲部を有するように略Ｖ字状に形成されている。また、屈曲部の厚み１３１ａは、端部１３１ｂの厚みよりも大きく形成されており、側辺１３１，１３１は、屈曲部から端部に向かって漸次薄くなるように形成されている。

このように、側辺１３１の屈曲部の肉厚を端部よりも大きく形成することで、中空の軌道台１００の水平方向の剛性を向上させることができ、曲げモーメントも増加させることができる。

また、第２の実施形態に係る中空の軌道台１００の内部形状も、第１の実施形態に係る中空の軌道台１０と同様に、心金や浮きプラグを用いた引き抜き加工や押し出し加工によって形成することができる。

以上、第２の実施形態に係る運動案内装置１を構成する中空の軌道台１００について説明した。この第２の実施形態に係る運動案内装置１を構成する中空の軌道台１００は、頂辺１２と側辺１３１とが連続する位置の内周側１５が円弧形状に形成されている場合について説明した。しかしながら、本発明に係る運動案内装置は、第２の実施形態で示した断面形状に限定されない。そこで、次に、第２の実施形態と異なる形状を有する頂辺と側辺とが連続する位置の内周側の形状について説明する。また、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一又は類似する部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態に係る運動案内装置に用いられる中空の軌道台２００を示す縦断面図である。

図５に示すように、第３の実施形態の中空の軌道台２００は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る運動案内装置１の中空の軌道台１０，１００と同様に、外側面が平坦に形成された頂辺１２、長手方向に対して直交する断面形状が屈曲部１７を有するように略Ｖ字状に形成された一対の側辺１３１，１３１、及び外側面が平坦に形成された底辺１４とによって、軌道台２００を形成しているので、頂辺１２、一対の側辺１３１，１３１、底辺１４とによって囲まれる軌道台２００の内部は長手方向に沿って中空に形成されており、長手方向に対して直交する断面が頂辺１２、一対の側辺１３１，１３１、底辺１４とからなる辺部を有する矩形状に形成されている。

また、第３の実施形態の中空の軌道台２００は、第１の実施形態に係る中空の軌道台１０の頂辺１２、底辺１４と同様に、長手方向に対して直交する断面の厚みが中央部から端部に向かって漸次薄くなるように形成されており、第２の実施形態に係る中空の軌道台１００の一対の側辺１３１，１３１と同様に、長手方向に対して直交する断面の厚みが屈曲部１７から端部に向かって漸次薄くなるように形成されている。

ここで、第３の実施形態に係る中空の軌道台２００の頂辺１２と側辺１３１とが連続する位置の内周側１５１の形状は、第１の実施形態に係る中空の軌道台１０や第２の実施形態に係る中空の軌道台１００の内周側１５とは異なり、円弧形状に形成されていない。

このように、頂辺１２と側辺１３１とが連続する位置の内周側１５１の形状を特定の形状に規定せずに引き抜き加工又は押し出し加工により中空の軌道台２００を形成すると、中空の軌道台２００の内周形状を心金や浮きプラグなどを用いて形成する必要がなくなり、心金や浮きプラグを用いない空引きによって製造することができ、第１の実施形態に係る中空の軌道台１０や第２の実施形態に係る中空の軌道台１００に比べて、容易に製造することができ、製造コストを抑えることができる。

また、長手方向に対して直交する断面の形状において、各辺の中央部や屈曲部から端部に向かって漸次薄くなるように形成することは、引き抜き加工や押し出し加工の加工条件を適宜変更することにより、所望の形状に形成することができる。

また、上述した実施形態においては、軌道台が直線的に形成された場合について説明したが、軌道台は曲線状に形成されていても良い。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

第１の実施形態に係る運動案内装置の斜視図。 図１におけるＡ−Ａ断面図。 第１の実施形態に係る中空の軌道台の縦断面図。 第２の実施形態に係る中空の軌道台の縦断面図。 第３の実施形態に係る中空の軌道台の縦断面図。

符号の説明

１ 運動案内装置、 １０、１００、２００ 軌道台、 １１ 転動体転走面、 １２ 頂辺、 １３、１３１ 側辺、 １４ 底辺、 １７ 屈曲部、 ２０ 移動部材、 ２１ 負荷転動体転走面、 ２２ 無負荷転動体転走路、 ２３ 負荷転動体転走路、 ３０ 転動体。

Claims (3)

1. 長手方向に沿って転動体転走面が形成された中空の軌道台と、
   前記転動体転走面と対向する位置に負荷転動体転走面が形成された移動部材と、
   前記転動体転走面と前記負荷転動体転走面との間に複数の転動体を介して前記移動部材が前記軌道台の長手方向に移動可能に組み付けられる運動案内装置において、
   前記軌道台を構成する辺の厚みは、前記長手方向に対して直交する断面において、その中央部が内周側に突出するように肉厚に形成されるとともに、前記中央部から端部に向かって漸次薄くなるように形成され、
   前記軌道台を構成する隣り合う辺の連続する位置の長手方向に対して直交する断面の内周側は、円弧状に形成されていること
   を特徴とする運動案内装置。
2. 請求項１に記載の運動案内装置において、
   前記辺は、両端に前記転動体転走面が形成された頂辺と、
   上端に前記転動体転走面が形成されると共に、前記頂辺の両端部から垂設する一対の側辺と、
   前記一対の側辺の下端を繋ぐように配置された底辺を備え、
   前記頂辺、前記一対の側辺及び前記底辺のうち少なくとも一つの厚みが、内周側に突出するように中央部が肉厚に形成されるとともに、その中央部から端部に向かって漸次薄くなること
   を特徴とする運動案内装置。
3. 請求項２に記載の運動案内装置において、
   前記一対の側辺は、断面が肉厚に形成された屈曲部を有する略Ｖ字状に形成され、前記屈曲部から前記一対の側辺の端部に向かって漸次薄くなること
   を特徴とする運動案内装置。

Images