JP6280757B2

JP6280757B2 - 機械要素

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Publication number: JP6280757B2
Application number: JP2014014974A
Authority: JP
Inventors: 茂光下ノ原
Original assignee: 茂光下ノ原
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: JP2015140886A

Description

本発明は、産業用機械、例えば、工作機械、木工機械、搬送機械等の基本的な機械の構成要素として応用可能な機械要素に関する。

運動する機械要素には、大別して直線運動するものと、回転・旋回運動するものがあるが、本発明の機械要素は、直線運動する機械要素として応用可能である。従来の直線運動する機械要素として、滑り案内が知られている。滑り案内は、固定要素と運動要素の案内面に、潤滑油膜を介在させて、固定要素に対して運動要素を摺動させる方式である。この滑り案内は古くから機械の構成要素として広く用いられており、歴史のある機械要素といえる。しかし、これらの滑り案内は原理上、面接触のため摩擦係数が大きいという欠点があり、特に定速時には不安定な送り運動挙動（スティックスリップ）を生じやすいことから、案内面の面圧設定、適切な案内面の潤滑法などの配慮が必要となる。

そこで、滑り案内の欠点を解消するものとして転がり案内が一般的に用いられている。転がり案内は、案内の摺動抵抗を低く抑え、工作機械の制御を向上させることと、送り速度の高速化に対応することができるという特徴がある。

転がり案内要素には、レールを案内の軌道とするレール案内方式と、結合面を軌道とする平面案内方式が存在する。介在要素として玉、ころ、があるが、線接触になることから、ころ、の方が剛性は高く、減衰特性も良いとされている。特許文献１は、直動案内軸受装置であって、ころ、の転がり案内の一例を示すものである。この直動案内軸受装置は、案内レールと、案内レールへ相対移動可能に跨架されるスライダとを備えている。

特開２００７−３３３１４７号公報

前記特許文献１の直動案内軸受装置は、転動体が回転しながら移動する。特許文献1の直動案内軸受装置では、スライダが案内レール上を移動すると、転動体は転動体転動路に沿って循環する。即ち、案内レールと接触する転動体は、スライダが左方向にスライドすると時計回りに自転しながら負荷転動路を左方向に公転する。このように、転動体の自転しながら公転することは、以下に述べるような色々な不都合が生じる。

転動体が自転すると、隣接する転動体の隣接する側は逆回転で接触することになるので、転動体間に隙間がないと回転しながら接触して摩耗するおそれがあるばかりではなく、熱エネルギーを発生して材料の熱膨張により狂いを生じ、精密な加工機械やロボット装置では狂いの原因となる。そのために、精密性が要求される直動案内軸受装置や転がり軸受けでは、従来からセパレータが嵌め込まれて、隣接する転動体が接触しないようにしている。しかし、このセパレータによっても熱エネルギーの発生が完全に解消されるわけではなく、しかも、セパレータにより、構造的に複雑になりコストや耐久性の問題等も発生する。

さらに、転動体が公転すると、遠心力が発生するが、精密な軸受け装置の場合はこの遠心力を考慮しながら構造設計しなければならず、しかも、直動案内軸受装置では、転動体戻り路を必要とするので、精密な装置になると精度を上げるのが難しくなる。さらに、直動案内軸受装置では、転動体とスライダの内面との接触力が大きくなる。転がり軸受けでも、転動体と外輪の接触力が大きくなり、前記のように熱エネルギーの発生による熱膨張による狂いと、材料の摩耗による損傷の原因となる。

本件発明は、特許文献１の直動案内軸受装置に比べてシンプルで、安価な製造コストで製造可能な直線運動する機械要素を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の機械要素は、隣り合った第１回動体と第２回動体とが間隔を開けて配置され、第３回動体は、前記第１回動体と第２回動体に接して回動可能に配置され、第１回動体、第２回動体、第３回動体が相対移動する回動路は、第１回動路と第２回動路から構成され、第１回動路は、第１回動体と第２回動体との接線方向に配置され、第２回動路は、前記第１回動路と平行で、第３回動体と接線方向に配置され、前記回動体を直方体状のフレームの両側に軸で軸支し、複数の回動体のうち両端の回動体を軸に回動可能に固定し、その他の回動体は、軸孔を軸の径より大きくして移動可能に軸支する、ことを特徴とすることを特徴とする。

さらに、本発明の機械要素は、隣り合った第１回動体と第２回動体とが間隔を開けて配置され、第３回動体は、前記第１回動体と第２回動体に接して回動可能に配置され、第１回動体、第２回動体、第３回動体が相対移動する回動路は、第１回動路と第２回動路から構成され、第１回動路は、第１回動体と第２回動体との接線方向に配置され、第２回動路は、前記第１回動路と平行で、第３回動体と接線方向に配置され、前記回動体を直方体状のフレームの両側に軸で軸支し、前記直方体状のフレームに穿設された長穴状軸孔に、回動体を軸を介して軸支し、前記回動体の軸をスプリングにより、前記両端の回動体に挟まれた中央の回動体が回動路に当接する方向に付勢された、ことを特徴とする。

前記請求項１又は請求項２の機械要素の構成により、前記第１回動体と第２回動体は、接触することなく同方向に回動し、第３回動体は前記第１回動体と第２回動体と接触して、前記第１回動体と第２回動体とは逆方向に回動し、前記第１回動体と第２回動体は第１回動路と接触して、第３回動体は第２回動路と接触しながら往復移動する。

本発明の請求項３の機械要素は、前記請求項１又は請求項２の機械要素において、回動体を４体で構成し、第４回動体は第３回動体と同一径で、第３回動体と間隔を開けて第２回動路と接するように配置したことを特徴とする。

本発明の請求項４の機械要素は、前記請求項３の機械要素において、第５回動体が、第１及び第２回動体と同一径で、第２回動体と間隔を開けて、第１回動路に接すると共に、第４回動体に接するよう配置して、回動体を５体以上に増やしていくことを特徴とする。

以上のように本発明によると、多方面の機械要素として応用が可能で、回動路の上下方向の間隔が変化してもフレキシブルに対応できるため、安定して走行が可能となる機械要素を提供することができる。

本発明の実施の形態１の機械要素の最小構成単位の概略説明図本発明の機械要素をさらに具体的に示した説明図本発明の機械要素をさらに具体的に示した他の説明図本発明の実施の形態２の機械要素の最小構成単位の概略説明図本発明の機械要素をプレス機に応用した実施例１の側面図図５の部分拡大図本発明の機械要素を他のプレス機に応用した部分拡大図本発明の機械要素をチャックに応用した実施例２の斜視図図８の部分断面図本発明の機械要素をチャックに応用した実施例３の斜視図本発明の機械要素をスライド機構に応用した実施例４の斜視図本発明の機械要素をスライド機構に応用した実施例４の全体斜視図本発明の駆動型の回動体の部分断面図本発明の従動型の回動体の部分断面図本発明の機械要素を応用した工作機械の門型平削り盤の斜視図図１５の部分拡大図本発明の機械要素を応用した搬送体の斜視図搬送体用の回動体の断面図本発明の機械要素をスライド機構に応用した場合を示す斜視図図１９の機構を説明するためお正面図と側面図他のスライド機構に応用した場合を示す斜視図図２１の機構を説明するためお正面図と側面図他のスライド機構に応用した場合の説明図さらに他のスライド機構に応用した場合を示す斜視図図２４の機構を説明するためお正面図と側面図さらに他のスライド機構に応用した場合の説明図

以下、本発明の機械要素の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の機械要素の最小構成単位の概略説明図である。この図１に示すように、回動体１００を構成する、隣り合った第１回動体１０１と第２回動体１０２は間隔Ｓ１を開けて配置され、第３回動体１０３は、前記第１回動体１０１と第２回動体１０２に均等に接して回動可能に並列に配置され、第１回動体１０１と第２回動体１０２と第３回動体１０３とが三角形状に配置されている。即ち、第３回動体１０３の回動中心１１３と、第１回動体１０１及び第２回動体１０２の回動中心１１１，１１２とは等距離で、第３回動体１０３と第１回動体１０１と第２回動体１０２との回動中心１１３，１１１，１１２を結ぶ線は二等辺三角形又は正三角形となるように配置され、第３回動体１０３は、前記第１回動体１０１と第２回動体１０２に均等に接しているが、前記第１回動体１０１と第２回動体１０２は接触していない。なお、以下において、回動とは正逆方向に回ることをいい、回転とは一方向に回ることをいうものとする。

第１回動体１０１と、第２回動体１０２の直径（２ｒ）は同一であって、第３回動体１０３の直径（２Ｒ）は第１回動体１０１及び第２回動体１０２の直径（２ｒ）と同一か、異なっていてもよい。ただ、第３回動体１０３は後述する第２回動路２０２と接しなければならず、３つの回動体１０１，１０２，１０３の直径があまり相違するのは好ましくなく、三者の直径（２ｒ）（２ｒ）（２Ｒ）の比率はバランスがとれた関係が好ましい。

第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３は、回動路２００内を回動しながら往復移動する。前記回動路２００を構成する第１回動路２０１は、第１回動体１０１と第２回動体１０２との接線方向に配置され、第２回動路２０２は、前記第１回動路２０１と平行で、しかも第３回動体１０３と接線方向に配置されている。なお、第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３は、基盤３００に回転可能に軸支され、回動路２００内を往復移動する。

図２及び図３は、図１の本発明の機械要素をさらに具体的に示したもので、図２（Ａ）は、本発明の機械要素の正面図、図２（Ｂ）は側面図ある。図２の機械要素は、第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３を３個の歯車で構成し、回動路２００を２本のラックによって構成したものが図示されている。第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３は、１枚の基盤３００に片持ち支持されて（図２（Ｂ）参照）、軸受３０１，３０２，３０３を介して回動自在に軸支されている。第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３及び第１回動路２０１と第２回動路２０２の配置は、前記図１の概略説明図に示した配置と同じである。この実施の形態１のように、歯車で構成された第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３が回転すると、ラックで構成された回動路２００内を歯合しながら移動する。この歯車とラックで構成された機械要素は狂いが少なく、回動路２００が垂直に配置されていても回動体１０１，１０２，１０３は昇降することができる。なお、第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３は、２枚の基盤３００にサンドイッチされる構成にしてもよい（図２（Ｃ）参照）。

図３の本発明の機械要素は、第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３を３個の合成ゴムのような摩擦抵抗の大きい素材１２１，１２２，１２３を外周面にコーティングした輪体で構成し、同じく、摩擦抵抗の大きい素材２１１，２１２をコーティングした回動路２００内を移動するよう構成されている。（ただし、回動路２００側は素材２１１，２１２をコーティングしなくてもよい）。第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３も、１枚の基盤３００に片持ち支持されて（図３（Ｂ）参照）、軸受３０１，３０２，３０３を介して回動自在に軸支されている。第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３及び第１回転路２０１と第２回転路２０１の配置も、前記図１の概略説明図に示した配置と同じである。この例のように、回動体１０１，１０２，１０３及び回動路２００を摩擦抵抗の大きい素材でコーティングすることにより、軽量で騒音の少ない機械要素とすることができる。第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３は、２枚の基盤３００にサンドイッチされる構成にしてもよい（図３（Ｃ）参照）。

（実施の形態２）
図１の本発明の機械要素は、第１回動体１０１と第２回動体１０２と第３回動体１０３との３個の回動体で構成したが、この３個の回動体１０１，１０２，１０３は最小構成単位であって、回動体１００をさらに４個、５個、６個と増やすことができる。図４の実施の形態２は回動体１００を５個まで増やした場合の本発明の機械要素を示している。

第１回動体１０１、第２回動体１０２、第３回動体１０３は、前記実施の形態１と同じ配列であるが、第４回動体１０４は、第３回動体１０３と同一径（２Ｒ）で、第３回動体１０３と間隔Ｓ２を開けて、しかも第２回動路２０２と接するように配置する。第１回動体１０１の直径（２ｒ）及び第２回動体１０２の直径（２ｒ）と、第３回動体１０３の直径（２Ｒ）が同じであるならば、第１、第２、第３回動体１０１，１０２，１０３の回動中心１１１，１１２，１１３を結ぶ二等辺三角形と、第２、第３、第４回動体１０２，１０３，１０４の回動中心１１２，１１３，１１４を結ぶ二等辺三角形とは同一であって、隣接する第１回動体１０１と第２回動体１０２の間隔Ｓ１と、第３回動体１０３と第４回動体１０４の間隔Ｓ２は同一の寸法である。

第５回動体１０５の配置も同様であって、第１回動体１０１及び第２回動体１０２と同一径（２ｒ）で、第２回動体１０２と隙間Ｓ１を開けて、しかも第１回動路２０１と接するように配置されている。以上のようにして回動体を増やしていく。前記５体の回動体１０１，１０２，１０３，１０４，１０５も２枚の基盤３００にサンドイッチされるか、１枚の基盤３００に片持ち支持されて、軸受（図示せず）を介して回動自在に軸支されている。また、回動体１００を複数個、離間して配置してもよいし、後述する実施例４のように、移動体の左右に配置してもよい。また、回動体１００自体の構成も、図２，図３に示すような歯車や摩擦抵抗の大きい素材をコーティングされたローラ状のものであってもよい。

なお、回動体１００と回動路２００の移動は、相対移動の関係にあり、回動路２００が固定され、回動体１００が回動路２００内を回動しながら往復移動する関係であってもよいし、逆に回動体１００側が固定され、回動路２００が往復移動する関係であってもよい。以下において、上記のような機械要素の種々の具体的な実施例について説明する。

（実施例１）
まず、図５、図６を用いて本発明の機械要素をプレス機１０に用いた例を説明する。なお、前記実施の形態の機械要素と同一要素については同一符号を使用している。このプレス機１０の装置本体１１は、ワークを支持するワーク支持部１２を下部に備え、このワーク支持部１２の後部に支柱部１３が立設している。前記装置本体１１の上下方向に、あり溝状のスライド溝１４が形成され、このあり溝状のスライド溝１４に、機械要素支持部１５の後端が上下方向にスライド可能に嵌め込まれている。ワークの寸法に応じて、機械要素支持部１５が装置本体１１の適正な位置に固定できるように、ロックハンドル１６が装置本体１１に設けられている。

前記機械要素支持部１５の前部に、本発明の機械要素が設けられている。図６は図５の部分拡大図であって、機械要素の回動路２００が機械要素支持部１５の前部に固定され、この回動路２００を構成する第１回動路２０１と第２回動路２０２間に、前記実施の形態１で説明した、第１、第２、第３回動体１０１，１０２，１０３が回動自在に歯合している。この機械要素は回動路２００が固定側で、回動体１００が移動側である。

前記第１回動路２０１と第２回動路２０２の間に、主軸部１７が非接触に挿入され、この主軸部１７に前記３個の回動体１０１，１０２，１０３が回動可能に軸支されている。主軸部１７の上部には、スプリング１８が外嵌しており、このスプリング１８により、主軸部１７が常時、上方に付勢されている。さらに、第３回動体１０３の回動軸１０３Ａには、略Ｌ字形のハンドル部１９の後端が連結し、このハンドル部１９を操作することにより、第３回動体１０３が回転し、同時に第１回動体１０１、第２回動体１０２が回転する。

前記のように回動体１０１，１０２，１０３の回転により、回動路２００間を移動し、同時に回動体１０１，１０２，１０３が軸支する主軸部１７も移動する。この主軸部１７の下端部に押圧体１７Ａが取り付けられており、この押圧体１７Ａが下降してワーク支持部１２に支持されたワーク（図示せず）を押圧する。なお、前記のようにロックハンドル１６を緩めて、ワークの寸法に応じて、機械要素支持部１５を上下方向にスライドすれば、適正なプレス操作が可能となる。

（実施例２）
図７は、前記実施例１の変形例である。前記実施例１では、回動路２００が固定側で、回転体１００が移動側であったが、この実施例２は前記と逆で、回動路２００が移動側で、回動体１００が固定側である。即ち、第１、第２、第３回動体１０１，１０２，１０３が機械要素支持部１５に回動可能に軸支され回動するが、往復移動はしない。逆に、回動路２００は機械要素支持部１５の先端部に上下方向にスライド可能に嵌め込まれている。

回動路２００の上部は上部連結部２０３で連結されており、この連結部２０３に孔が形成され、主軸部１７が挿通している。主軸部１７は機械要素支持部１５上部に固定されており、上部連結部２０３を介して回動路２００を上下方向に案内する。主軸部１７には、スプリング１８が外嵌しており、上部連結部２０３を介して回動路２００を上方に付勢している。回動路２００の底部は、下部連結部２０４が連結されており、この下部連結部２０４に押圧体２０４Ａが取り付けられている。

さらに、第３回動体１０３の回転軸１０３Ａには、略Ｌ字形のハンドル部１９の後端が連結しており、このハンドル部１９を操作することにより、第３回動体１０３が回転し、同時に、第１回動体１０１、第２回動体１０２が回転する。回動体１００の回転に伴って、歯合する回動路２００が下方向にスライドして移動する。この回動路２００の移動により、下部の押圧体２０４Ａが下降し、ワーク支持部１２に固定されたワークをプレスする。ハンドル部１９の引く力をゆるめると、スプリング１８により回動路２００が上方に付勢されて押圧体２０４が上昇する。

なお、上記の実施例１と実施例２は、本発明の機械要素をプレス機に用いて例を示したが、プレス機以外にボール盤やフライス盤に応用することができる。さらに、以下において、本発明の機械要素をチャックに用いる場合について説明する。

（実施例３）
チャックは、ワークを強固に固定する工具であって、図８は、チャックの上部のフロントカバーを取り外した状態を示す斜視図である。このチャック２０は、円柱形状のケーシング２１に対して、６０度の角度で放射状にガイド溝２２が形成され、このガイド溝２２にスライダ２３がスライド可能に嵌め込まれている。前記スライダ２３の上面のねじ穴２３Ａにはツメ（図示せず）が取り付けられ、ケーシング２１の表面外周部に配置するワーク（図示せず）を固定している。

このチャック２０は、前記スライダ２３を往復移動するために本件発明の機械要素が用いられている。図９は、図８の一部断面図であって、ガイド溝２２の底部に、５個の回動体２００が回転可能に軸支されている。図９に示すように、回動体２００は前記実施の形態２に示した５個の回動体１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が互い違いに配置されて歯合している。

ケーシング２１の中心部には、センター歯車２４が回転可能に軸支されており、このセンター歯車２４に、中心側の第１回動体１０１が歯合し、センター歯車２４の回転により６列の回動体２００が同時に回転する。このセンター歯車２４は、図１０に示すように、センター歯車２４の回転軸２４Ａの下端部に設けられたウオーム歯車機構２５（ウオーム２５Ａ，ウオームホーイル２５Ｂ）により回転する。ウオーム歯車機構２５の回転軸２５Ｃの後端には四角レンチ（図示せず）を挿入して、回転軸２５Ｃを回転するための四角穴部２５Ｄを有している。この四角穴部２５Ｄは図８に示すように、四角穴部２５Ｄの端面がケーシング２１の面から出ている。

回動路２００に相当するスライダ２３は前記回動体１００を挟むように門型に形成され、スライダ２３の両脚部内壁にラックが形成され、左右のラックに互い違いの回動体１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が一つおきに歯合している。なお、回動体１０１，１０２，１０３，１０４，１０５やセンター歯車２４は、図面では露出しているが削り屑等が噛み込むおそれがあるので、カバー等を設ける。

四角レンチを、ケーシング２１の側面の四角穴部２５Ｄに挿入して回転軸２５Ｃを回転し、ウオーム歯車機構２５によりセンター歯車２４を回転すると、センター歯車２４に歯合している回動体２００が回転し、この回動体２００の回転によりスライド２３がガイド溝２２に沿って移動する。スライダ２３が中心方向に移動すると、スライダ２３に取り付けられた爪（図示せず）が中心方向に移動し、チャック１０の中心部に載置されたワークが爪によって強固に固定される。

前記実施例３では、スライダ２３が６本取り付けられチャック１０を説明したが、このチャック１０はかかる構成に限定されず、図１０に示すように、スライダ２３が２本で、図示しない２個の爪でワークを挟むように構成してもよい。スライダ２３は少なくとも２個の回動体１０２，１０３が歯合するようにしてスライダ２３がぶれないようにする。即ち、１個の回動体１０３が一方のスライダ２３のラックに歯合する状態だけだと、スライダ２３の他方のラックは回転体１０２と歯合しない状態になるので、スライダ２３ががたつくおそれがある。

（実施例４）
図１１及び図１２は、本発明の機械要素をスライド機構に応用した場合を示している。このスライド機構は図２の実施の形態１を応用したもので、歯車で構成された第１、第２、第３回動体１０１，１０２，１０３を移動体３０の側面に、前記実施の形態１で説明したと同様な配置で取り付けている。この実施例４では、第１、第２、第３回動体１０１，１０２，１０３を移動体３０の前後、両側面に４箇所設けている。

回動路２００はコ字形に形成され、回動路の底面と上面の内壁にラックが形成されている。前記回動体１００は回動路２００のラックと歯合しており、回動路２００内を回動しながら往復移動することができる。

図１３は、回動体１００の断面が示されている。回動体１００は軸受３０１，３０２が設けられた基盤３００を介してボックス状の移動体３０側面に取り付けられている。この回動体１００の回転軸１００Ａの後端には駆動歯車１００Ｂが取り付けられており、この駆動歯車１００Ｂと駆動モータ３１の回転軸の歯車３１Ａとが歯合している。駆動モータ３１Ａの回転により、歯車３１Ａ，１００Ｂを介して回動体１００が回転する。

回動体１００は、図１３に示すように、駆動モータ３１が取り付けられている駆動型のものと、図１４に示すように、駆動モータ３１が取り付けられていない従動型のものがあり、この２種の形式の回動体１００を組み合わせて移動体３０を構成している。

上記の移動体３０を用いて、工作機械の門型平削り盤に応用した例を示す。図１５及び図１６に示すように、門型平削り盤は、コラム４０に水平方向に架設されたクロスレール４１に対して、サドル４２が左右方向にスライド自在に備えている。クロスレール４１に、２本の平行な第１回動路２０１と第２回動路２０２を装備し、この２本の第１と第２回動路２０１，２０２間に図１２に示す移動体３０を配備する。移動体３０に、かぎ型のブラケットを介してサドル４２が取り付けられている。駆動モータ３１による回動体１００が回動路２０１，２０２間を回動しながら水平方向に往復移動する。このように移動体３０が移動することにより、クロスレール４１に沿ってサドル４２が左右方向に往復移動する。

この門型平削り盤では、その他に、垂直に立設したコラム４０と、クロスレール４１間にも配置することができる。垂直に立設したコラム４０内にも図１６に示すような回動路２０１，２０２が垂設され、この回動路２０１，２０２に対して、４対の回動体１００からなる移動体３０が嵌め込まれている。

さらに、本発明の機械要素は、摺動レール４３にも応用することができる。ベース４４上の長手方向両側に摺動レール４３が設けられて、この摺動レール４３に沿って往復テーブル４５が摺動自在に設けられている。この摺動レール４３内に、図１２に示すような回動路２００を設け、この回動路２００内に移動体３０を配備し、移動体３０に往復テーブル４５を取り付けることにより摺動レール４３の役割を果たすことができる。図１３に示す駆動モータ３１を駆動することにより、回動体１００が回動して移動体１００が往復移動すると共に、往復テーブル４５が往復移動する。

以上のような構成により、クロスレール４１に設けられた移動体３０により、サドル４２はクロスレール４１に沿って水平方向に摺動し、コラム４０に設けられた移動体３０により、クロスレール４１はコラム４０に沿って昇降動する。このようなクロスレール４１及びサドル４２並びに往復テーブル４５の動きにより、刃物台４６に取り付けられた工具４７が往復テーブル４５上の工作物を切削加工することができる。

（実施例５）
本発明の機械要素は、図１７に示すような搬送体５０にも応用することができる。この搬送体５０は回動体１００内に、図１８に示すようなモータ５１が内蔵されている。即ち、回動体１００は、図３の実施の形態１の機械要素を応用したもので、外周部を合成ゴム等の摩擦抵抗の大きい素材で被覆し、第１と第２回動路２０１，２０２の上下内周面も同じような摩擦抵抗の大きい素材を被覆している。ただし、第１と第２回動路２０１，２０２は必ずしも、摩擦抵抗の大きい素材を被覆する必要はない。

図１８に示すように、回動体１００の筒部は、ベアリング５２，５３を介して一方の軸体５４が回転自在に軸支され、他端がベアリング５５を介して他端の軸体５６に回転自在に支持されている。軸体５４の中央に、固定子５７が設けられると共に、この固定子５７の外周に対向して配置される円筒状のロータ５８の両端がベアリング６１を介して回転自在に支持されている。減速ギヤ部６０は、ロータ５８の回転力を減速するもので、内歯ギヤに対して、遊星ギヤ機構を介してロータ５８の回転力が減速するように構成されている。

この回動体１００を両側の前後左右に取り付けられた移動体３０に荷物を収納して搬送する収納ボックス６５を取り付けている。収納ボックス６５内に搬送物を収納し、回動体１００のモータ５１に電流が流れると回動体１００が回転して移動体３０が移動すると共に収納ボックス６５も移動する。このように本発明は搬送体５０として応用可能である。

なお、この実施例５では、回動体１００内にモータ５１を収納したものを用いたが、図１３のような外付けの駆動モータ３１であっても構わない。また、図１１に示すような歯車式のものであっても構わない。歯車式にすれば垂直搬送も可能となり、モータの駆動力によってはかなりの荷物を垂直や斜めの状態であっても搬送できる。

（実施例６）
図１９及び図２０は、本発明の機械要素をスライド機構に応用した場合を示している。このスライド機構は図４の実施の形態２を応用したもので、図１９は斜視図、図２０の（Ａ）は機構を説明のための正面図、（Ｂ）は側面図である。

このスライド機構は、チャネル状の回動路２００を移動体３０が移動する。回動路２００は、上部が開口した凹形をしており、回動路２００の下部が第１回動路２０１を構成し、上部が第２回動路２０２を構成している。なお、この回動路２００は図１７のようなコの字形の回動路２００を用いてもよい。

移動体３０は、直方体形状のフレーム７０を備え、図４の回動中心１１１，１１２，
１１３，１１４，１１５の位置に、軸１３１，１３２，１３３，１３４，１３５が取り付けられており、この軸１３１，１３２，１３３，１３４，１３５に回動体１０１，１０２，１０３，１０４，１０５を軸支している。ただし、この移動体３０は、フレーム７０に軸孔を形成し、軸１３１，１３２，１３３，１３４，１３５が軸孔内で回転するようにしてもよい。

回動体１０１，１０２，１０３は第１回動路と接触して回動しながら移動し、回動体１０３，１０４は、回動路２００の第２回動路２０２と接触して回動しながら移動する。

この実施例６の機械要素は前記のように、図１５の工作機械や図１７の搬送体、その他の機械要素に応用することができる。この機械要素はチャネル状の回動路２００を移動体３０が移動するため、非常に安定したスライド機構とすることができる。

（実施例７）
図２１、図２２、図２３は、本発明の機械要素を他のスライド機構に応用した場合を示している。このスライド機構も図４の実施の形態２を応用したものであるが、第1〜第５回動体１０１〜１０５の配置は上下を逆転させている。さらに、第１と第５回動体１０１，１０５の軸１３１、１３５が、フレーム７０に形成された軸孔に回動可能に軸支されているが、後述する軸１３２、１３３、１３４とは異なり、軸孔内での移動は不可能で固定された状態で回動する。フレーム７０に形成された軸孔１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａの直径は、第２、第３、第４の回動体１０２，１０３，１０４の軸１３２、１３３、１３４の直径より大きく、軸１３２、１３３、１３４は軸孔１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａ内を移動できるように構成されている。

この実施例７は、以上のような構成により、図２３に示すように回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２との上下方向の間隔が多少相違しても、フレキシブルに対応することができる。即ち、図２３の左側に位置する移動体３０は、回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２の上下方向の間隔に対して、回動体１０１〜１０５が均等に接触するように軸１３１〜１３５と軸孔１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａが配置、構成されている。これに対して、移動体３０が図２３の右側に移動し、第１回動路２０１と第２回動路２０２の間隔が広がった場合は、第２回動体１０２が上昇して，第２回動路２０２と接触するため、移動体３０は安定した走行ができる。以下において、移動体３０が回動路２００の右側に移動した場合の回動体１０１〜１０５の動きについて説明する。

この実施例７では、前記のように、フレーム７０に形成された軸孔１０２Ａは軸１３２の径より大きいため、軸１３２は軸孔１０２Ａの上方に移動できる（図２３の軸１３２と軸孔１０２Ａの位置を参照）。軸１３２の上方への移動は第２回動体１０２の上方への移動が可能であることを意味する。そこで、フレーム７０に荷重がかかっていると、第１と第５回動体１０１，１０５が第３と第４回動体１０３，１０４を斜め上方から押圧するので、第３と第４回動体１０３，１０４が中央方向に移動する。第３と第４回動体１０３，１０４が中央方向に移動すると、第２回動体１０２が上方に押し上げられる。このため、第２回動体１０２が第２回動路２０２に当接する。

以上のように、この実施例７の移動体３０は、回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２の上下方向の間隔が変化してもフレキシブルに対応できるため、回動路２００の寸法が多少相違する場合であっても安定して走行が可能となる。

（実施例８）
図２４、図２５、図２６は、本発明の機械要素を他のスライド機構に応用した場合を示している。このスライド機構も図４の実施の形態２を応用したものであるが、前記実施例７と異なり、軸１３１〜１３５は、フレーム７０の上下、左右方向に穿設された長孔状軸孔１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａ，１０５Ａにスライド可能に軸支されている。前記軸１３１〜１３５の両端に第１〜第５回動体１０１〜１０５が取り付けられ、図２５（Ａ）では、前記第１〜第５回動体１０１〜１０５の全てが回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２に接している。図２５（Ａ）に示す第１〜第５回動体１０１〜１０５の位置関係を通常の状態（以下、通常状態という）とすると、この通常状態で、第１〜第５回動体１０１〜１０５は、前記実施の形態２の回動中心１１１〜１１５に軸１３１〜１３５が位置している。

通常状態において、第１と第５回動体１０１，１０５の軸１３１、１３５が、フレーム７０に上下方向に穿設された長穴状軸孔１０１Ａ，１０５Ａに軸支され、軸１３１、１３５は軸孔１０１Ａ，１０５Ａの上部に位置する。なお、長穴状軸孔１０１Ａ，１０５Ａは、通常状態の軸１３１，１３２、１３５の中心線Ｘよりも下側に長く穿設されている。

第２回動体１０２の軸１３２は、中心線Ｘよりも上側に長く穿設され長穴状軸孔１０２Ａに軸支され、通常状態では軸１３２は長穴状軸孔１０２Ａの下部に位置している。第３と第４回動体１０３，１０４の軸１３３、１３４は、長穴状軸孔１０１Ａと長穴状軸孔１０２Ａ間、長穴状軸孔１０２Ｂと長穴状軸孔１０５Ａの間の下部に左右方向に穿設された長穴状軸孔１０３Ａ，１０４Ａに軸支されている。通常状態では、軸１３３と軸１３４は長穴状軸孔１０３Ａ，１０４Ａ内の両者が離間する方向の端部に位置している。

この実施例８は、軸１３１〜１３５がスプリング１０１Ｂ〜１０５Ｂにより、長穴状軸孔１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａ内の通常状態の軸１３１〜１３５の位置とは反対方向に付勢されている。即ち、上部両側の軸１３１，１３５は下方に、上部中央の軸１３２は上方に、下部両方の軸１３３、１３４は中央側に接近する方向に付勢されている。なお、スプリング１０１Ｂ〜１０５Ｂは、移動体３０に上、下左右方向に、前記長穴状軸孔１０１Ａ〜１０５Ａと連通して穿設されたスプリング用の長穴内に挿入固定されている。

この実施例８も、以上のような構成により、図２６に示すように、回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２との間隔が相違しても、フレキシブルに対応することができる。即ち、図２６の左側の通常状態の移動体３０は、回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２に対して、回動体１０１〜１０５が均等に接触するように長穴状軸孔１０１Ａ〜１０５Ａ、軸１３１〜１３５が配置、構成されている。しかし、図２６の右側のように、第１回動路２０１と第２回動路２０２の間隔が通常状態より広がった場合、回動体１０１，１０３は第２回動路２０２と接触せず、回動体１０２が第２回動路２０２と接触し、移動体３０は安定して走行することができる。

この実施例８では、移動体３０が回動路２００の右側に移動した場合、第１回動路２０１と第２回動路２０２の上下方向の間隔が広がるため、第２回動体１０２はスプリング１０２Ｂにより隙間分だけ上方に押し上げられる。第２回動体１０２が上方に押し上げられた分だけ、スプリング１０３Ｂ，１０４Ｂが第３回動体１０３と第４回動体１０４を中央に接近させ、第２回動体１０２間の隙間を埋める。第３回動体１０３と第４回動体１０４が中央に移動するため、第１と第５回動体１０１，１０５は、スプリング１０１Ｂ，１０５Ｂにより下方に押し下げられると共に、第３回動体１０３と第４回動体１０４を中央に移動させる。このため、移動体３０が、第１回動路２０１と第２回動路２０２の間隔が広がる部分を移動したとしても、第２回動体１０２が第２回動路２０２と接触しているため安定した走行が可能となる。

移動体３０が右から左に移動した場合は、回動体１０２は第２回動路２０２により押し下げられ、上記とは逆のことが起こる。この実施例８の移動体３０も、回動路２００の第１回動路２０１と第２回動路２０２の間隔が変化してもフレキシブルに対応でき、安定して走行が可能となる。この実施例８は前記実施例７とは相違して、軸孔１０３Ａ、１０４Ａが左右方向に穿設されているため、軸１３３、１３４の上下方向の移動は規制される。このため、第１回動路２０１と第２回動路２０２の間隔が相違しても、フレーム７０は上下動することがなく、常に第１回動路２０１に対して水平に移動することができる。

本件発明は、産業用機械、例えば、工作機械、木工機械、輸送機械等の基本的な構成要素として応用可能である。

１００回動体
１０１第１回動体
１０１Ａ軸孔
１０１Ｂスプリング
１０２第２回動体
１０２Ａ軸孔
１０２Ｂスプリング
１０３第３回動体
１０３Ａ軸孔
１０３Ｂスプリング
１０４第４回動体
１０４Ａ軸孔
１０４Ｂスプリング
１０５第５回動体
１０５Ａ軸孔
１０５Ｂスプリング
１３１軸
１３２軸
１３３軸
１３４軸
１３５軸
２００回動路
２０１第１回動路
２０２第２回動路
Ｓ１間隔
３０移動体
５０搬送体

Claims

隣り合った第１回動体と第２回動体とが間隔を開けて配置され、第３回動体は、前記第１回動体と第２回動体に接して回動可能に配置され、
第１回動体、第２回動体、第３回動体が相対移動する回動路は、第１回動路と第２回動路から構成され、第１回動路は、第１回動体と第２回動体との接線方向に配置され、第２回動路は、前記第１回動路と平行で、第３回動体と接線方向に配置され、
前記回動体を直方体状のフレームの両側に軸で軸支し、複数の回動体のうち両端の回動体を軸に回動可能に固定し、その他の回動体は、軸孔を軸の径より大きくして移動可能に軸支する、
ことを特徴とする機械要素。
隣り合った第１回動体と第２回動体とが間隔を開けて配置され、第３回動体は、前記第１回動体と第２回動体に接して回動可能に配置され、
第１回動体、第２回動体、第３回動体が相対移動する回動路は、第１回動路と第２回動路から構成され、第１回動路は、第１回動体と第２回動体との接線方向に配置され、第２回動路は、前記第１回動路と平行で、第３回動体と接線方向に配置され、
前記回動体を直方体状のフレームの両側に軸で軸支し、前記直方体状のフレームに穿設された長穴状軸孔に、回動体を軸を介して軸支し、前記回動体の軸をスプリングにより、前記両端の回動体に挟まれた中央の回動体が回動路に当接する方向に付勢された、
ことを特徴とする機械要素。
前記回動体を４体で構成し、第４回動体は第３回動体と同一径で、第３回動体と間隔を開けて第２回動路と接するように配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載する機械要素。
第５回動体が、第１及び第２回動体と同一径で、第２回動体と間隔を開けて第１回動路に接すると共に、第４回動体に接するように配置し、回動体を５体以上に増やしていくことを特徴とする請求項３に記載する機械要素。