JP7456807B2

JP7456807B2 - 運動案内装置

Info

Publication number: JP7456807B2
Application number: JP2020038021A
Authority: JP
Inventors: 彬趙; 雅彦芳野; 慎史青木; 容平雨宮
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2040-03-05
Also published as: JP2021139442A

Description

本発明は、運動案内装置に関する。

従来、ＸＹテーブルや物品搬送装置などのＦＡ機器においては、駆動手段によって物品や部材等を移動させるために、移動方向に沿って配置された運動案内装置が用いられている。

このような運動案内装置は、長手方向に沿って延びる転走面が形成されると共に、互いに相対移動可能な一対の軌道部材と、該転走面に沿って配列された複数の転動体と、該転動体を保持する保持器を備えている。転動体は、転走面の間を荷重を負荷しながら転走するため、該転走に伴って保持器の位置がずれないようにずれ防止機構を備えた運動案内装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載された運動案内装置は、機械部品を取付けかつこれを縦移動軸の方向に案内する直線運動案内装置であって、機械部品に固定されるように設けられた第１のガイド要素は、同様に機械部品に固定されるように設けられた第２のガイド要素に関して縦移動軸に沿って複数の転動体によって案内され、この目的で、各ガイド要素は縦移動軸に平行に延びる溝状凹部を有しており、各ガイド要素の凹部の境界面は転動体の転動面として設けられており、転動体は、２つのガイド要素間で少なくとも１つの保持器に１つ又は複数の列で順次に配列されており、保持器は少なくとも１つの第１の確動ガイド手段を備えており、第１の確動ガイド手段を備える保持器は、２つのガイド要素にそれぞれ固定された２つの第２の確動ガイド手段によって案内され、これら２つの第２の確動ガイド手段のうち、一方の第２の確定ガイド手段は第１のガイド要素に対して所定の場所に固定され、他方の第２の確定ガイド手段は第２のガイド要素に対して所定の場所に固定されているものにおいて、２つの第２の確動ガイド手段は、溝状凹部以外の所で２つのガイド要素の少なくとも１つの外面にそれぞれ固定され、かつ第１の確動ガイド手段を案内するために２つのガイド要素の間に突出しており、ここで第１の確動ガイド手段と作用可能に連結されている。

このような運動案内装置によれば、第１の確動ガイド手段としてのピニオン歯車と第２の確動ガイド手段としてのラック部材とが噛み合っていることで、軌道部材が互いに相対移動した場合であっても、転動体の転走に伴って保持器の位置がずれることを防止している。

特許第４０６１５７２号公報

しかし、従来のずれ防止構造は、ラック部材を軌道部材とは別部材で作製し、接着剤やボルトなどの締結手段によってラック部材を軌道部材に固定している。このような固定方法によると、ラック部材を軌道部材に固定する際に、締結不良などの人為的なミスが生じる可能性があるという問題があった。

また、ラック部材と軌道部材とを別部材で構成していることから、部品点数を抑制することが難しいという問題があった。さらに、従来の固定方法によるとラック部材の取付部を軌道部材の外面に取り付ける構造となることから、該取付部が運動案内装置の外部に露出することとなり、運動案内装置の小型化を阻害するという問題があった。

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、ラック部材を軌道部材に固定する際に人為的なミスを生じさせないように良好な組み立て性を有すると共に、部品点数の抑制及び運動案内装置の小型化を図ることができる運動案内装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る運動案内装置は、長手方向に沿って延びる転走面が形成されると共に、互いに相対移動可能な一対の軌道部材と、前記転走面に沿って配列される複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備え、前記保持器は、前記軌道部材に取り付けられたラック部と噛み合うと共に回転自在に取り付けられた歯車を備え、前記ラック部は、前記軌道部材が互いに対向する面のうち、前記転走面以外の面に前記転走面の少なくとも一方の縁部に沿って形成されたラック取付面に前記ラック取付面に形成された取付穴に係合する係合部を有する一体化手段によって前記軌道部材と一体に形成されると共に、前記軌道部材とは異なる材質で構成され、前記軌道部材が互いに対向する方向と略直交する方向に突出するラック歯と、前記転走面の延設方向に沿って形成された逃げ溝を備えることを特徴とする。

本発明に係る運動案内装置によれば、ラック部を軌道部材と一体に形成すると共に、軌道部材とラック部とを異なる材質で構成しているので、軌道部材にラック部を固定する工程を削減することで組み立て性を向上させることができる。また、軌道部材とラック部を一体に構成しているので、部品点数の抑制及び運動案内装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る運動案内装置の斜視図。本発明の実施形態に係る運動案内装置の分解図。本発明の実施形態に係る運動案内装置の軌道部材の分解図。図２におけるＡ－Ａ断面図。図４におけるＢ部拡大図。本発明の実施形態に係る運動案内装置のラック部材の取付状態の変形例を示す拡大図。

以下、本発明に係る運動案内装置の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、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。

図１は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の分解図であり、図３は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の軌道部材の分解図であり、図４は、図２におけるＡ－Ａ断面図であり、図５は、図４におけるＢ部拡大図であり、図６は、本発明の実施形態に係る運動案内装置のラック部材の取付状態の変形例を示す拡大図である。

図１に示すように、本実施形態に係る運動案内装置１は、長手方向に沿って互いに相対移動可能な一対の軌道部材１０,１０を備えた、所謂クロスローラガイドである。運動案内装置１は、軌道部材１０に形成された固定孔１４にボルトなどの締結手段によって相手部材に固定される。なお、軌道部材１０は、互いに同一の形状の軌道部材１０を上下を反転させることで組み合わされている。このように互いに同一形状の軌道部材１０を用いることで、部品点数を低減してコスト抑制を図ることができる。

図２及び図３に示すように、本実施形態に係る運動案内装置１は、長手方向に沿って延びる転走面１１が形成された軌道部材１０と、転走面１１に沿って配列される複数の転動体２０と、該転動体２０を所定の間隔で保持する保持器２１とを備えている。転走面１１は、略９０°に形成されたＶ字状の溝として形成されており、該転走面１１に転動体２０が転走可能に配列されている。

軌道部材１０の転走面１１の軌道部材１０が互いに対向する面のうち、転走面１１以外の面には、ラック部１２が軌道部材１０と一体に形成されている。本実施形態に係る運動案内装置１では、転走面１１と並列して形成されたラック取付面１８にラック部１２を後述する一体化手段によって取り付けている。ラック部１２は、後述する歯車２２に噛み合うラック歯１３が形成されている。また、ラック部１２は、軌道部材１０とは異なる材質で構成されており、例えば、軌道部材１０が金属で構成され、ラック部１２が、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの合成樹脂で構成することができる。

軌道部材１０の長手方向の両端にはストッパ取付部１６が形成されており、当該ストッパ取付部１６には、転走面１１を転走する転動体２０の脱落を防止するストッパ１５が取り付けられている。

転動体２０は、円筒状のローラであり、隣り合う転動体２０を交互に直交させて組み込まれている。このように隣り合う転動体２０を互いに直交するように配列することで、運動案内装置１にかかる様々な方向の荷重を負荷することができる。さらに、転動体２０は、保持器２１によって所定の間隔に保持されている。

保持器２１は、合成樹脂や金属で構成されると好適であり、転動体２０の間に介在する間座部２５及び、間座部２５を長手方向に沿って連結する連結帯２４を備えている。間座部２５は、転動体２０が保持器２１から脱落しないように脱落防止手段が形成されると好適であり、転走面１１の間を円滑に移動することができるように、長手方向の直交断面形状が転走面１１に対応した形状となっている。また、連結帯２４は、ラック部１２に形成された逃げ溝２６と干渉しないように、軌道部材１０の間に介在している。

このように、本実施形態に係る運動案内装置１は、軌道部材１０の相対移動に伴って転動体２０が転走面１１を転走することで、荷重を負荷することができる。また、転動体２０は転走面１１間を直線的に往復動する所謂有限軌道を構成しており、転走面１１の両端に転動体２０が至った場合にストッパ１５と当接することで軌道部材１０のストローク範囲を規制している。

また、保持器２１には、歯車２２が回転自在に取り付けられており、該歯車２２は、ラック部１２に形成されたラック歯１３と噛み合っている。このラック部１２と歯車２２の噛み合いによって、軌道部材１０が相対移動した場合に、転動体２０のすべりなどから生じる軌道部材１０の位置ずれを防止する位置ずれ防止機構を構成している。

歯車２２は、回転軸２３を保持器２１に挿入することによって回転自在に配置されており、回転軸２３は、軌道部材１０の対向する方向と略平行に配置されており、円板状の歯車２２が軌道部材１０の間に介在するように配置されている。このように歯車２２の回転軸２３を軌道部材１０の対向する方向と略平行に配置することで、運動案内装置１の小型化を図ることができる。

次に、図４から６を参照して軌道部材１０とラック部１２の一体化方法について説明を行う。図４に示すように、ラック部１２は、軌道部材１０のラック取付面１８に取り付けられており、ラック取付面１８に所定の間隔で形成された取付穴１９にラック部１２の係合部１７を係合させて一体化されている。

軌道部材１０とラック部１２の一体化手段は、金属と合成樹脂などの互いに異なる材質を一体化することができる手段であればどのように構成しても構わないが、例えば、軌道部材１０にラック部１２をインサート成型して形成されると好適である。このように軌道部材１０に予めラック部１２をインサート成型することで、ラック部１２を軌道部材１０に固定する作業を削減することができ、人為的なミスを生じさせずに組み立て性を向上させることができる。

また、図５に示すように、取付穴１９は、開口から穴底に向かって内径が漸次広がる略円錐状に形成されると、インサート成型によって取付穴１９内に溶融した合成樹脂が充填された後、合成樹脂が固化することでラック部１２の脱落を防止するラック脱落防止手段を構成することができる。

このラック脱落防止手段は、図５に示すような取付穴１９を略円錐状に形成することに限定されず、例えば、図６に示すように、取付穴１９の内壁１９ａをタップ加工することで係合部１７ａに対応した凸部及び凹部を有するねじ溝を形成し、該ねじ溝に溶融した合成樹脂を充填して構成しても構わない。また、内壁に形成する形状は、ねじ溝に限定されず、凸部又は凹部の少なくともいずれか一方を形成しても構わない。

このように、本実施形態に係る運動案内装置１は、軌道部材１０に一体に形成されたラック部１２を備えているので、ラック部１２を軌道部材１０に組付ける工程を削減することで組み立て性を向上させることができる。

また、ラック部１２は、軌道部材１０が互いに対向する面であるラック取付面１８に一体に形成され、歯車２２を軌道部材１０の間に介在するように配置しているので、軌道部材１０の対向する方向の幅寸法を増大させずに歯車２２とラック部１２による位置ずれ防止機構を構成することができる。

また、本実施形態に係る運動案内装置１は、軌道部材１０とラック部１２を異なる材質で構成し、軌道部材１０に形成した取付穴１９にラック部１２の係合部１７をインサート成型によって係合させているので、インサート成型後の追加加工を必要とせず、製造コストを抑えることができる。

なお、上述した実施形態においては、転動体として、円筒状のローラを用いた場合について説明を行ったが、転動体はローラに限らず、例えば、球状のボールを用いても構わない。また、ラック部１２を軌道部材１０のラック取付面１８に形成し、回転軸２３を軌道部材１０の対向する方向と略平行に配置した歯車２２によって位置ずれ防止機構を構成した場合について説明を行ったが、ラック部１２を略Ｖ字状の転走面１１の底部にラック取付面を形成し、該転走面１１の底部に取り付けたラック部１２に回転軸を軌道部材１０の対向する方向と略直交する方向に配置した歯車を噛み合わせて位置ずれ防止機構を構成しても構わない。

また、ストッパ１５を削減することで、更なる部品点数を抑制しても構わない。さらに、ラック取付面１８に形成した取付穴１９は、略等間隔に形成した場合について説明を行ったが、軌道部材１０の長さやラック部１２の取付強度によって適宜その数や間隔を変更しても構わない。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。

１運動案内装置，１０軌道部材，１１転走面，１２ラック部，１７係合部, １９取付穴，２０転動体，２１保持器，２２歯車，２３回転軸。

Claims

長手方向に沿って延びる転走面が形成されると共に、互いに相対移動可能な一対の軌道部材と、前記転走面に沿って配列される複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備え、
前記保持器は、前記軌道部材に取り付けられたラック部と噛み合うと共に回転自在に取り付けられた歯車を備え、
前記ラック部は、前記軌道部材が互いに対向する面のうち、前記転走面以外の面に前記転走面の少なくとも一方の縁部に沿って形成されたラック取付面に前記ラック取付面に形成された取付穴に係合する係合部を有する一体化手段によって前記軌道部材と一体に形成されると共に、前記軌道部材とは異なる材質で構成され、前記軌道部材が互いに対向する方向と略直交する方向に突出するラック歯と、前記転走面の延設方向に沿って形成された逃げ溝を備えることを特徴とする運動案内装置。
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記取付穴の内壁には凸部又は凹部の少なくともいずれか一方が形成されることを特徴とする運動案内装置。
請求項１又は２に記載の運動案内装置において、
前記軌道部材は金属で形成され、前記ラック部は合成樹脂で形成されることを特徴とする運動案内装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記歯車の回転軸は、前記一対の軌道部材の対向する方向と略平行に配置されることを特徴とする運動案内装置。