JP7190027B2 - 運動案内装置 - Google Patents

Description

本発明は運動案内装置に関しており、詳細に、ローラ保持部材を保持してローラのスキューを防止する突起部を備えた運動案内装置に関している。

運動案内装置の一種としてのリニアガイドは、レールと、前記レールに沿って移動可能に組み付けられる移動ブロックと、を備えている。前記レールと前記移動ブロックとの間には、転がり運動可能に多数のローラが介在している。前記多数のローラはサーキット状のローラ循環路を循環する。前記ローラ循環路は、前記レールに設けられたレール側ローラ転走面と前記移動ブロックに設けられて前記レールのレール側ローラ転走面に対向する移動ブロック側ローラ転走面から構成された負荷通路と、前記移動ブロックに対して前記負荷通路と平行に設けられた無負荷通路と、前記移動ブロックに設けられて前記負荷通路の端部と前記無負荷通路の端部を接続するＵ字状の方向転換路と、から構成される。

前記リニアガイドにおいては、当該負荷通路内におけるローラのスキューを防止するため、ローラ保持部材を保持する必要がある。

例えば、特許文献１には運動案内装置が開示されている。この特許文献１においては、保持器に形成された突起部とスライダ本体の脚部に形成された凹部とにより相互結合部が設けられ、前記結合部が前記保持器の長手方向の中央箇所に形成されている。前記保持器の突起部は、スライダ本体の脚部に面すると共に、当該脚部の下部に対向する位置で当該脚部に向けて張り出すように形成されている。前記突起部は平面視においてその外周形状を円弧とする中空筒状に形成されており、スライダ本体の脚部側の端が切除されることで当該脚部に開口するＵ字状をなしている。スライダ本体の凹部は、前記保持器の突起部と対向する位置に開口部を有している。前記保持器の突起部が前記開口部から凹部に差し込まれると、当該突起部が弾性変形によって前記凹部に対して係合し、保持器の中央部のレール側への湾曲が防止又は抑制される。

しかし、該特許文献1においては、前記結合部が以下のような技術問題を抱えている。

まず、前記突起部は中空筒状のＵ字状になっているので、加工が複雑であり、成形が困難である。次に、前記突起部は保持器の長手方向の中央箇所の一箇所のみ形成されているので、前記保持器の湾曲を防止する強度が弱い。最後に、転動体はボールであるので、ローラのスキュー防止という効果が無い。

日本国特許第６１３１５３０号公報

本発明は、以上のような実情に鑑みなされたものであり、ローラ保持部材を保持して、ローラのスキューを防止する突起部を備えた運動案内装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の運動案内装置は、支持体と、前記支持体に沿って移動可能な移動体と、前記支持体と前記移動体との間に配置されて転動可能なローラと、前記移動体に設けられて前記ローラを保持すると共に上側ローラ保持部材及び下側ローラ保持部材を有するローラ保持部材と、を備え、前記下側ローラ保持部材には、前記移動体の長手方向に沿って、前記移動体の脚部と対向する突起部が形成され、前記脚部には、前記長手方向に沿って、前記支持体側へ開口して前記突起部を収容する開口部が形成され、前記開口部の開口幅よりも、前記突起部の突起幅のほうが大きいことを特徴としている。

本発明の運動案内装置によれば、前記突起部と前記開口部との係合設計により、下側ローラ保持部材の変形を抑えることができるので、ローラの脱落を防止することができると共に、ローラのスキューを防止することができ、ローラの転がり抵抗の変動を抑えることが可能となる。

本発明の運動案内装置の分解斜視図である。 本発明の運動案内装置の組立斜視図である。 本発明の運動案内装置におけるローラ保持部材の一実施形態の斜視図であり、その中で、枠部分がローラ保持部材に設けられた突起部の拡大図である。 本発明の運動案内装置における移動体本体の一実施形態の斜視図であり、その中で、枠部分が移動体本体の脚部の拡大図である。 本発明の運動案内装置における移動体本体の一実施形態の側面図であり、その中で、枠部分が移動体本体の脚部の拡大図である。 図３に示すローラ保持部材と図４に示す移動体本体との取付状態を表す図であり、その中で、（ａ）はローラ保持部材が移動体本体に取り付けられた時の斜視図であり、（ｂ）は突起部と開口部との寸法関係を表す図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＡ－Ａ線に沿って切られた断面図であり、突起部が開口部に挿入する前及び後の状態を示している。 本発明の運動案内装置におけるローラ保持部材の又一実施形態の図であり、その中で、（ａ）はローラ保持部材の斜視図であり、枠部分が突起部及び突起部に設けられた凸部の拡大図であり、（ｂ）はローラ保持部材の正面図であり、枠部分が突起部及び突起部に設けられた凸部の拡大図である。 図７に示すローラ保持部材と図４に示す移動体本体との取付状態を表す図であり、その中で、（ａ）はローラ保持部材が移動体本体に取り付けられた時の斜視図であり、（ｂ）突起部と凸部と開口部との寸法関係を表す図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＡ－Ａ線に沿って切られた断面図であり、突起部が開口部に挿入する前及び後の状態を示している。 本発明の運動案内装置における移動体本体の又一実施形態の側面図であり、その中で、枠部分が移動体本体の脚部に設けられた突出部の拡大図である。 図９に示す突出部の図２におけるＡ－Ａ線に沿って切られた時の断面図である。 本発明の運動案内装置におけるローラ保持部材の更に又一実施形態の斜視図であり、その中で、枠部分が突起部の拡大図である。

以下、図面を参照しながら本発明の各部分の構造及び機能を詳しく説明する。なお、以下の説明では、同じ又は相応な部材や構造に対して同じ符号を付して重複の説明を省略する。

図１及び図２に示すように、運動案内装置の一種としてのリニアガイド１は、レール２と、レール２に沿って移動可能に組み付けられる移動ブロック３と、を備えており、前記移動ブロック３が前記レール２の長手方向に沿って直線運動する。また、前記レール２はベース等の固定側に取り付けられ、前記移動ブロック３はテーブル等の案内対象に取付けられる。

そして、図１に示すように、前記移動ブロック３はスライダ３ａと、前記スライダ３ａの移動方向の両端のそれぞれに設けられたエンドプレート３ｂと、前記エンドプレート３ｂにおけるスライダ３ａが設けられた側面と反対側の面に設けられ且つエンドプレート３ｂをシールするためのエンドプレートシール３ｃと、を備えている。更に、前記レール２と移動ブロック３との間には、転がり運動可能に多数のローラＢが介在し、それによって前記移動ブロック３が前記レール２の長手方向に沿って直線運動する。多数のローラＢはサーキット状のローラ循環路を循環する。前記ローラ循環路は、前記レール２に設けられたレール側ローラ転走面２ｍ（図１０参照）と前記移動ブロック３に設けられて前記レール２のレール側ローラ転走面２ｍに対向するスライダ側ローラ転走面３ａｍ（図１０参照）からなる負荷通路と、前記移動ブロック３に対して前記負荷通路と平行に設けられた無負荷通路と、移動ブロック３に設けられて前記負荷通路の端部と前記無負荷通路の端部を接続するＵ字状の方向転換路と、から構成される。

そして、図１と併せて図１０を参照して分かるように、レール２の左右両側面のそれぞれには２本のレール側ローラ転走面２ｍが上下に配置されており、これに対応して、スライダ３ａの両側面のそれぞれには前記レール２の両側面に対応して２本のスライダ側ローラ転走面３ａｍが上下に配置されている。これにより、合計４本の負荷通路が形成されている。さらに、この合計４本の負荷通路に対応して、合計４本の無負荷通路及び合計８本のＵ字状の方向転換路が形成されている（移動ブロック３の両端には４本のＵ字状の方向転換路がそれぞれ形成されている）。これにより、合計４本のローラ循環路が形成されている。

より詳細には、前記無負荷通路は、図１に示すように、ローラＢが通過可能な空間が形成されるパイプ３ｄをスライダ３ａにおける移動方向に開口された貫通孔に挿入することにより構成されている。また、図１に示すように、二本のローラ保持部材３ｅは前記移動ブロック３の左右両側で当該移動ブロック３にそれぞれ設けられ、前記負荷通路を転動するローラＢを保持する。図３に示すように、前記ローラ保持部材３ｅは上側ローラ保持部材３ｅ１及び下側ローラ保持部材３ｅ２を有している。前記下側ローラ保持部材３ｅ２は、保持部材本体３ｅ２１と、移動ブロック３の移動方向における当該保持部材本体３ｅ２１の両端にそれぞれ一体に設けられた２つの循環部品３ｆ２２とを備える。尚、図１及び図３に示すように、前記上側ローラ保持部材３ｅ１は下側ローラ保持部材３ｅ２と同じ構造を有するので、詳しい説明を省略する。更に、図１に示すように、Ｕ字状の方向転換路は循環部品３ｆ２２をエンドプレート３ｂにおけるスライダ３ａ側の面に嵌合させることにより構成され、これによりローラＢは移動ブロック３の中を方向転換することができる。

次に、図３に示すように、前記下側ローラ保持部材３ａ２には、前記移動ブロック３の長手方向に沿って、前記スライダ３ａの脚部と対向する突起部４が形成される。

更に、図４及び図５に示すように、前記スライダ３ａの脚部には前記突起部４を収容する開口部３ａ１が前記移動ブロック３の長手方向に沿って形成され、レール２側へ開口している。

そして、図６の（ａ）は図３に示すローラ保持部材３ｅを図４に示すスライダ３ａに取り付けた状態を示す斜視図であり、図６の（ｂ）は前記突起部４と前記開口部３ａ１との寸法関係を表す図である。図６の（ｂ）に示すように、前記突起部４の突起幅Ｄ１は前記開口部３ａ１の開口幅Ｄ２よりも大きい。図３に示すローラ保持部材３ｅを図４に示すスライダ３ａに取り付ける場合、図６の（ｃ）に示すように、突起部４と開口部３ａ１とが挿入前の状態から挿入後の状態に変化する。このとき、前記開口部３ａ１の開口幅Ｄ２よりも、前記突起部４の突起幅Ｄ１のほうが大きいため、前記突起部4の弾性変形により、当該突起部４が開口部３ａ１に対して確実且つ強固に係合する。これにより、前記下側ローラ保持部材３ａ２の変形を抑えることが可能となり、ローラＢの脱落を防止することができる他、ローラＢのスキューを防止することができ、ローラＢの転がり抵抗の変動を抑えることが可能となる。

さらに、図７はローラ保持部材３ａの他の実施形態の図である。図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記下側ローラ保持部材３ｅ２の突起部４において、前記移動ブロック３の移動方向と直交する上下方向の二つの側面には、等間隔で凸部５が複数配列されている。そして、該凸部５は円弧状であるのが好ましい。

次に、図８を参照して図７に示す凸部５の詳しい構造をさらに説明する。

図８の（ａ）は、図７に示す前記ローラ保持部材３ｅが図４に示す前記スライダ３ａに取り付けられた状態を示す斜視図であり、図８の（ｂ）は突起部４と凸部５と開口部３ａ１との寸法関係を示す図である。図８の（ｂ）に示すように、前記開口部３ａ１は、上面３ａ１１と、下面３ａ１２と、前記上面３ａ１１及び前記下面３ａ１２を連結する底面３ａ１３とを有し、前記突起部４に設けられた凸部５はそれぞれ前記上面３ａ１１と下面３ａ１２に対向している。前記凸部５が形成された突起部４の突起幅ｄ１と、前記開口部３ａ１の開口幅ｄ２と、前記凸部５が形成されていない突起部４の突起幅ｄ３とは、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３の関係を満たしている。図７に示すローラ保持部材３ｅを図４に示すスライダ３ａに取り付ける場合、図８の（ｃ）に示すように、突起部４と開口部３ａ１とが挿入前の状態から挿入後の状態に変化する。このとき、前記凸部５における突起部４の突起幅ｄ１が開口部３ａ１の開口幅ｄ２より大きいため、突起部４と凸部５の弾性変形により、凸部５を有する突起部４が開口部３ａ１に対して確実且つ強固に係合する。これにより、前記下側ローラ保持部材３ａ２の変形を抑えることができ、ローラＢの脱落を防止することができる他、ローラＢのスキューを防止することができ、ローラＢの転がり抵抗の変動を抑えることができる。

更に、前記凸部５の設置により、凸部５が形成されていない突起部４の突起幅ｄ３を開口部３ａ１の開口幅ｄ２より小さくすることが可能になるので、前記突起部４と前記開口部３ａ１の干渉を抑えることができて、前記ローラ保持部材３ｅを前記移動ブロック３に挿入しやすくなる。

また、前記凸部５は前述のように円弧状であるのが好ましく、それによれば前記突起部４と前記開口部３ａ１の干渉をさらに抑えることができて、ローラ保持部材３ａを移動ブロック３に挿入し易くなる。尚、前述のように凸部５は等間隔で複数配列されているが、凸部５の配置形態はこれに限らず、凸部５を非等間隔で複数配列しても良い。

また、図７に示すように、前記下側ローラ保持部材３ｅ２の突起部４においては、前記移動ブロック３の移動方向と直交する上下方向の二つの側面には凸部５が設けられているが、二つの側面のうちの一つの側面のみに凸部５を設けても良い。すなわち、開口部３ａ１の上面３ａ１１又は下面３ａ１２に対向する凸部５のみを前記突起部４に設置しても良い。

また、前記凸部５は前述のように円弧状であるのが好ましいが、前記凸部５の形状はこれに限らず、台形状などでも良い。

以下に、図９と図１０を参照して前記スライダ３ａの脚部に設けられた突出部３ａ２について説明する。

図９に示すように、前記スライダ３ａの脚部に突出部３ａ２が設けられている。より具体的には、図１０に示すように、合計４本の負荷通路のうちの下方に位置する２本の負荷通路において、前記スライダ３ａには、スライダ側のローラ転走面３ａｍの前記レール２の幅方向中心線に近い側に、ローラＢの端面Ｂｍの面取り部Ｂｎと対向する突出部３ａ２が設けられている。さらに詳しく言えば、該突出部３ａ２は、前記スライダ側のローラ転走面３ａｍの延長線から突出してローラＢの端面Ｂｍの面取り部Ｂｎと対向する部分である。

また、図１０に示すように、前記下側ローラ保持部材３ｅ２の保持部材本体３ｅ２１はローラＢの端面Ｂｍを規制する規制面６を有する。

次に、図１０を参照して本発明における突起３ａ２の具体的な機能を説明する。

ローラＢは負荷通路を転動する際にスキューすることがある。図１０を参照すると、ローラＢは重力の作用によりその中心軸に沿って保持部材本体３ｅ２１に近い方向へ移動するので、ローラＢの端面Ｂｍは保持部材本体３ｅ２１の規制面６に当接し、当該保持部材本体３ｅ２１をレール２側へ押圧する。ローラＢが過大な押圧力で前記保持部材本体３ｅ２１をレール２に向けて押圧すると、当該保持部材本体３ｅ２１がレール２と接触して摩擦が生じるので、通常は樹脂から製作された前記保持部材本体３ｅ２１が摩損すると共に、レール２に対する移動ブロック３の移動に悪影響を与えるようになる。

本発明においては、負荷通路を転動するローラＢは重力の作用によりその中心軸に沿って保持部材本体３ｅ２１に近い方向へ移動するので、ローラＢの端面Ｂｍがまず保持部材本体３ｅ２１の規制面６に当接して、ローラＢが当該保持部材本体３ｅ２１をレール２側に押圧する。ローラＢが前記保持部材本体３ｅ２１を更に押圧し、当該保持部材本体３ｅ２１がレール２に接触する前に、ローラＢの端面Ｂｍの面取り部Ｂｎが突出部３ａ２に当接する。これにより、前記突出部３ａ２はローラＢが保持部材本体３ｅ２１をレール２に接触するように押圧することを阻止する。

そのため、本発明においては、以上のような突出部３ａ２を設けることにより、ローラＢがローラ保持部材３ｅに及ぼす力を当該突出部３ａ２が分担するので、ローラ保持部材３ｅの変形を一層防止することが可能となり、ローラＢの脱落を防止することができる他、ローラＢのスキューを防止することができ、ローラＢの転がり抵抗の変動を抑えることが可能となる。

また、図１０に示すように、前記突出部３ａ２と面取り部Ｂｎはいずれも曲線からなる。これにより、該突出部３ａ２と面取り部Ｂｎの加工が容易になる。

最後に、図１１を用いてローラ保持部材３ｅの別の実施形態を説明する。

図１１に示すローラ保持部材３ｅと図７に示すローラ保持部材３ｅとの相違点は、凸部５が形成された位置に対応して突起部４が中空形状に形成されている点である。すなわち、凸部５が形成された位置において突起部４に中空部７が設けられている。

前記凸部５が形成された位置の突起部４が中空形状に形成されているので、凸部及び突起部４に弾性変形が一層生じ易くなり、前記ローラ保持部材３ｅを移動ブロック３に対して挿入するのがより容易となる。

以上、図１～１１に示す具体的な実施形態により、本発明の運動案内装置の具体的な構造を説明した。

以上の説明してきたように、ローラ保持部材を保持してローラのスキューを防止する突起部を備えた運動案内装置を提供するという目的を実現すべく、本発明は、支持体２と、前記支持体に沿って移動可能な移動体３と、前記支持体と前記移動体との間に配置され、転動可能なローラＢと、前記移動体に設けられて前記ローラを保持し、且つ上側ローラ保持部材３ｅ１と下側ローラ保持部材３ｅ２とを有するローラ保持部材３ｅと、を有する運動案内装置であって、前記下側ローラ保持部材には、前記移動体の長手方向に沿って、前記移動体の脚部と対向する突起部４が形成され、前記脚部には、前記長手方向に沿って、前記支持体側へ開口する前記突起部を収容する開口部３ａ１が形成され、前記開口部の開口幅Ｄ２よりも、前記突起部の突起幅Ｄ１のほうが大きいことを特徴とするものである。

前記開口部３ａ１の開口幅Ｄ２に比べて前記突起部４の突起幅Ｄ１が大きいため、当該突起部４の弾性変形により、突起部４が開口部３ａ１に対して確実且つ強固に係合し、下側ローラ保持部材３ａ２の変形を抑えることが可能となる。これにより、ローラＢの脱落を防止することができる他、ローラＢのスキューを防止することができ、ローラＢの転がり抵抗の変動を抑えることが可能となる。

また、前記開口部は、上面３ａ１１と、下面３ａ１２と、前記上面と前記下面を連結する底面３ａ１３とを有し、前記突起部は、前記上面に対向する凸部５と前記下面に対向する凸部５のうちの少なく一方の凸部５を有する、ということが好ましい。

前記凸部５の設置により、突起部４と開口部３ａ１の干渉を抑えることができ、前記ローラ保持部材３ｅを移動ブロック３に挿入しやすくなる。

また、前記支持体は支持体側ローラ転走面２ｍを備え、前記移動体は前記支持体側ローラ転走面に対向する移動体側ローラ転走面３ａｍを備え、前記ローラは前記支持体側ローラ転走面と前記移動体側ローラ転走面との間に配置されて転動可能であり、前記移動体は、前記ローラの端面Ｂｍの面取り部Ｂｎと対向する突出部３ａ２が前記移動体側ローラ転走面の長手方向に沿って設けられている、ということが好ましい。

以上のような突出部３ａ２を設けることにより、ローラＢがローラ保持部材３ｅに及ぼす力の一部を当該突出部３ａ２が分担するので、ローラ保持部材３ｅの変形を一層防止することができ、ローラＢの脱落を防止することができる他、ローラＢのスキューを防止することができ、ローラＢの転がり抵抗の変動を抑えることが可能となる。

また、前記凸部５は円弧状に形成されることが好ましい。当該凸部５を円弧状に形成することにより、突起部４と開口部３ａ１の干渉をさらに抑えることができ、ローラ保持部材３ｅを移動ブロック３に装着するのがより容易となる。

また、前記凸部が形成される位置に対応して前記突起部が中空形状に形成されることが好ましい。

凸部５が形成される位置に対応した突起部４が中空形状に形成されることにより、当該凸部５及び突起部４は弾性変形が更に生じ易くなり、ローラ保持部材３ｅを移動ブロック３に挿入するのが一層容易となる。

以上のように、本発明は図面を参照して好ましい実施形態を十分に記載しているが、当業者は前記の実施形態を基礎として変形又は変更を適宜行うことが勿論である。これらの変形又は変更は、本発明の趣旨を逸脱しない場合には、本発明の保護範囲に含まれると考えられる。

１…リニアガイド（運動案内装置）、２…レール（支持体）、２ｍ…レール側ローラ転走面、３…移動ブロック（移動体）、３ａ…スライダ（移動体本体）、３ａ１…開口部、３ａ１１…上面、３ａ１２…下面、３ａ１３…底面、３ａ２…突出部、３ａｍ…スライダ側ローラ転走面、３ｂ…エンドプレート（蓋体）、３ｃ…エンドプレートシール、３ｄ…パイプ、３ｅ…ローラ保持部材、３ｅ１…上側ローラ保持部材、３ｅ２……下側ローラ保持部材、３ｅ２１…保持部材本体、３ｅ２２…循環部品、４…突起部、５…凸部、６…規制面、７…中空部、Ｂ…ローラ、Ｂｍ…端面、Ｂｎ…面取り部

Claims (4)

1. 支持体と、
   前記支持体に沿って移動可能な移動体と、
   前記支持体と前記移動体との間に配置されて転動可能なローラと、
   前記移動体に設けられて前記ローラを保持すると共に上側ローラ保持部材及び下側ローラ保持部材を有するローラ保持部材と、
   を有する運動案内装置であって、
   前記下側ローラ保持部材には、前記移動体の長手方向に沿って前記移動体の脚部と対向する突起部が形成され、
   前記脚部には、前記支持体側へ開口して前記突起部を収容する開口部が前記長手方向に沿って形成され、
   前記開口部は、上面と、下面と、前記上面と前記下面を連結する底面と、を有し、
   前記突起部は、前記開口部の上面又は下面に対向する二つの側面のうちの少なくともいずれか一方に、所定の間隔で配列された複数の凸部を有し、
   前記凸部を含む前記突起部の突起幅ｄ１と、前記開口部の開口幅ｄ２と、前記凸部を含まない前記突起部の突起幅ｄ３とは、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３の関係を満たしていることを特徴とする運動案内装置。
2. 前記支持体は支持体側ローラ転走面を備え、
   前記移動体は前記支持体側ローラ転走面に対向する移動体側ローラ転走面を備え、
   前記ローラは前記支持体側ローラ転走面と前記移動体側ローラ転走面との間に配置され、
   転動可能であり、
   前記移動体は、前記移動体側ローラ転走面の幅方向に沿って、前記ローラの端面の面取り
   部と対向する突出部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
3. 前記凸部が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の運動案内装置。
4. 前記凸部が形成された位置に対応して前記突起部が中空形状に形成されていることを特徴
   とする請求項３記載の運動案内装置。

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