KR101551615B1

KR101551615B1 - 운동 안내 장치

Info

Publication number: KR101551615B1
Application number: KR1020157020485A
Authority: KR
Inventors: 도루 다카하시; 류지 후루사와; 데츠로 구로카와; 게이스케 나가이케
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2015-09-08
Also published as: KR20150091541A; WO2014119266A1; US9394940B2; TW201441499A; CN104956103A; US20150369282A1; JP2014167348A; DE112014000629B4; CN104956103B; JP5686910B2; DE112014000629T5; TWI585313B

Abstract

이 리니어 가이드(10)는, 궤도 레일(20)과, 이동 블록(30)과, 궤도 레일(20)과 이동 블록(30) 사이에 무한 순환 가능하게 배열되는 복수의 롤러(40)를 구비한다. 그리고, 리니어 가이드(10)는, 롤러(40)의 축선을 포함하는 단면이며, 무부하 롤러 구름 주행로(50) 또는 방향 전환로(60)를 종단하는 단면에서 보았을 때에, 무부하 롤러 구름 주행로(50) 또는 방향 전환로(60)가, 무부하 롤러 구름 주행로(50) 또는 방향 전환로(60)를 구름 주행하는 롤러(40)의 자세를 지지하는 자세 지지부(55)와, 무부하 롤러 구름 주행로(50) 또는 방향 전환로(60)의 내부에 존재하는 윤활제를 릴리프시키는 공간부(54, 54a, 54b)를 갖고 구성되어 있다. 이러한 구성을 구비함으로써, 무부하 순환로 내에서 윤활제의 영향을 받지 않고 운동 안내 장치의 원활한 안내 운동이 실현된다.

Description

운동 안내 장치 {MOTION GUIDE DEVICE}

본 발명은 운동 안내 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 운동 안내 장치는, 고정부에 장착되는 궤도 부재와, 가동부에 고정되는 이동 부재를 구비한다. 이동 부재는, 궤도 부재에 직선 운동 가능하게 조립된다. 궤도 부재와 이동 부재 사이에는, 마찰 저항을 저감시키기 위해 다수의 롤러가 구름 운동 가능하게 개재된다. 이동 부재에는, 롤러가 순환하는 서킷 형상의 무한 순환로가 설치된다. 운동 안내 장치의 서킷 형상의 무한 순환로는, 궤도 부재의 전동체 구름 주행면과 이동 부재의 부하 전동체 구름 주행면 사이의 부하 전동체 구름 주행로와 평행한 무부하 전동체 구름 주행로, 부하 전동체 구름 주행로와 무부하 전동체 구름 주행로를 접속하는 U자 형상을 한 한 쌍의 방향 전환로에 의해 구성되어 있다(하기 특허문헌 1 참조).

무한 순환로에는, 다수의 롤러가 배열·수납된다. 다수의 롤러는, 롤러 리테이너에 의해 회전 가능하게 보유 지지된다. 롤러 리테이너는, 진행 방향의 전후의 롤러간에 개재되는 다수의 스페이서와, 스페이서를 연결하는 띠부를 구비한다. 진행 방향의 전후의 롤러간에 스페이서를 개재시키는 것은, 진행 방향 전후의 롤러가 서로 미끄럼 접촉하는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 다수의 스페이서를 띠부로 연결함으로써, 롤러 리테이너의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 이 롤러 리테이너를 사용함으로써 롤러의 스큐를 방지하는 구성이 채용되고 있었다. 또한, 이 무부하 전동체 구름 주행로와 방향 전환로에는, 띠부를 안내하는 롤러 리테이너띠 안내 홈이 형성되어 있고, 무부하 순환로 내에서는, 띠부가 롤러를 안내하고 있었다.

일본 특허 출원 공개 제2005-201333호 공보

그러나, 종래의 무부하 순환로 내의 형상은, 롤러 형상, 또는 띠부를 포함한 단면 형상의 외주에 거의 균일하게 간극을 갖게 한 형상으로 되어 있다. 이 간극 부분에는, 그리스나 오일과 같은 윤활제가 충전 또는 도포·부착되어 있다. 이 상태에서 롤러가 구름 주행하면, 이 윤활제가 저항으로 되어 롤러 리테이너에도 부하가 가해지고, 운동 안내 장치 자체의 미끄럼 이동 저항이 증가하는 경우가 있다. 또한, 윤활제는 점성체이므로, 사용 환경에 따라서는, 온도나 통과의 속도·가속도에 의해 저항이 변화해 버릴 우려가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술이 안는 과제의 존재에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 무부하 순환로 내를 구름 주행하는 복수의 전동체가 윤활제의 영향을 받는 일 없이, 원활한 안내 운동이 가능한 운동 안내 장치를 실현하는 데 있다.

본 발명에 관한 운동 안내 장치는, 길이 방향으로 신장되는 전동체 구름 주행면을 갖는 궤도 부재와, 상기 전동체 구름 주행면에 대향하는 부하 전동체 구름 주행면, 상기 부하 전동체 구름 주행면과 평행하게 신장되는 무부하 전동체 구름 주행로, 및 상기 부하 전동체 구름 주행면과 상기 무부하 전동체 구름 주행로를 접속하는 한 쌍의 방향 전환로를 갖는 이동 부재와, 상기 궤도 부재의 전동체 구름 주행면과 상기 이동 부재의 상기 부하 전동체 구름 주행면 사이의 부하 전동체 구름 주행로, 상기 무부하 전동체 구름 주행로, 및 상기 방향 전환로를 포함하는 무한 순환로에 배열되는 복수의 전동체를 구비하는 운동 안내 장치이며, 상기 전동체의 축선을 포함하는 단면이며, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 종단하는 단면에서 보았을 때에, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로가, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 구름 주행하는 상기 전동체의 자세를 지지하는 자세 지지부와, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로의 내부에 존재하는 윤활제를 릴리프시키는 공간부를 갖고 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 무부하 순환로 내를 구름 주행하는 복수의 전동체가 윤활제의 영향을 받는 일 없이, 원활한 안내 운동이 가능한 운동 안내 장치를 실현할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드를 도시하는 일부 단면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드의 일부 단면의 정면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 방향 전환로를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 파이프 부재의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 5는 도 3 중의 A-A 단면을 도시하는 도면이다.
도 6a는 본 실시 형태에 관한 방향 전환로의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6b는 본 실시 형태에 관한, R 피스의 구성, 엔드 플레이트의 구성, 및 R 피스와 엔드 플레이트의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6c는 본 실시 형태에 관한 방향 전환로의 확대도이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 방향 전환로에 있어서의 띠부의 휘는 방법을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명을 총 롤러 타입의 리니어 가이드에 대해 적용한 경우를 예시하는 도면이다.
도 9는 제1 변형예에 관한 운동 안내 장치에 적용 가능한, 무부하 롤러 구름 주행로와 방향 전환로의 내부 형상을 도시하는 도면이다.
도 10은 제2 변형예에 관한 운동 안내 장치에 적용 가능한, 무부하 롤러 구름 주행로와 방향 전환로의 내부 형상을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 취할 수 있는 다양한 변형예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 적합한 실시 형태에 대해, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 각 청구항에 관한 발명을 한정하는 것은 아니고, 또한 실시 형태 중에서 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드(10)를 도시하는 일부 단면도이다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드(10)의 일부 단면의 정면도이다. 또한, 도 3은 본 실시 형태에 관한 방향 전환로(60)를 도시하는 단면도이다. 도 4는 본 실시 형태에 관한 파이프 부재(51)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5는 도 3 중의 A-A 단면을 도시하는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 리니어 가이드(10)는, 직선 형상으로 신장되는 궤도 부재로서의 궤도 레일(20)과, 이 궤도 레일(20)에 다수의 전동체로서의 롤러(40)를 통해 직선 운동 가능하게 조립되는 이동 부재로서의 이동 블록(30)을 구비한다.

궤도 레일(20)은, 단면 대략 사각 형상으로 가늘고 길게 연장되어 형성되는 부재이다. 궤도 레일(20)의 좌우 측면에는 대략 V자 형상의 오목부가 형성되어 있고, 그 오목부의 상부에는, 폭 방향으로 돌출되는 좌우 한 쌍의 돌기부(21)가 형성된다. 각 돌기부(21)를 사이에 끼우는 상면 및 하면에는, 궤도 레일(20)의 길이 방향으로 신장되는 전동체 구름 주행면으로서의 롤러 구름 주행면(22)이 형성된다. 본 실시 형태에서는, 각 돌기부(21)에 2조의 롤러 구름 주행면(22)이 형성되고, 합계 4조의 롤러 구름 주행면(22)이 형성된다.

이동 블록(30)은, 이동 블록 본체(31)와, 이동 블록 본체(31)의 이동 방향의 양단측에 장착되는 엔드 플레이트(32)를 구비한다.

이동 블록 본체(31)에는, 궤도 레일(20)의 롤러 구름 주행면(22)에 대향하는 부하 전동체 구름 주행면으로서의 부하 롤러 구름 주행면(33)과, 부하 롤러 구름 주행면(33)과 평행하게 배치된 무부하 전동체 구름 주행로로서의 무부하 롤러 구름 주행로(50)가 형성된다.

엔드 플레이트(32)는, 이동 블록 본체(31)에 설치되는 한 쌍의 덮개 부재이다. 그리고, 엔드 플레이트(32)에는, 부하 롤러 구름 주행면(33) 및 무부하 롤러 구름 주행로(50)에 접속되는 방향 전환로(60)가 형성된다. 또한, 엔드 플레이트(32)에는, 이동 블록(30)의 내부에 먼지 등의 이물질이 혼입되는 것을 방지하는 시일 등(도시하지 않음)이 배치된다.

또한, 이동 블록(30)은, 궤도 레일(20)을 수평면에 배치한 상태에 있어서, 궤도 레일(20)의 상면에 대향하는 중앙부(35)와, 중앙부(35)의 좌우 양측으로부터 하방으로 연장되어 궤도 레일(20)의 좌우 측면에 대향하는 한 쌍의 측벽부(36)를 구비한다. 그리고, 이동 블록(30)은, 전체가 새들 형상으로 형성된다.

궤도 레일(20)의 레일 구름 주행면(22) 및 이동 블록(30)의 부하 롤러 구름 주행면(33) 사이에는, 직선 형상으로 신장되는 부하 전동체 구름 주행로로서의 부하 롤러 구름 주행로(70)가 형성된다. 부하 롤러 구름 주행로(70)는, 무부하 롤러 구름 주행로(50)와 평행한 방향으로 직선 형상으로 신장된다. 부하 롤러 구름 주행로(70)의 단부 및 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 단부는, U자 형상으로 형성된 한 쌍의 방향 전환로(60)에 의해 각각 접속된다. 이들 무부하 롤러 구름 주행로(50), 방향 전환로(60) 및 부하 롤러 구름 주행로(70)에 의해, 서킷 형상의 무한 순환로가 형성된다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 궤도 레일(20)에 대해 이동 블록(30)을 상대적으로 이동시키면, 부하 롤러 구름 주행로(70)에 있어서, 복수의 롤러(40)는, 하중을 받으면서 구름 운동한다. 부하 롤러 구름 주행로(70)의 일단부까지 구른 롤러(40)는, U자 형상의 방향 전환로(60)를 경유한 후, 무부하 롤러 구름 주행로(50)에 들어간다. 무부하 롤러 구름 주행로(50)를 통과한 롤러(40)는, 반대측의 방향 전환로(60)를 경유한 후, 다시 부하 롤러 구름 주행로(70)에 들어간다.

이동 블록 본체(31)에는, 부하 롤러 구름 주행로(70)와 평행 방향으로 관통 구멍(37)이 형성되고, 이 관통 구멍(37)에는, 수지 성형된 중공 형상의 파이프 부재(51)가 삽입된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 파이프 부재(51)는, 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 외주측에 연결되는 외주측 안내부(52)와, 롤러 순환로의 내주측에 연결되는 내주측 안내부(53)를 갖고 구성되어 있고, 또한 파이프 부재(51)의 내벽면에는, 복수의 홈이 형성되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 파이프 부재(51)의 외주측 안내부(52) 및 내주측 안내부(53)로 형성되는 내벽면은, 롤러(40)의 직경 및 축 방향 길이가 들어가도록 형성된다. 또한, 이 내벽면에는, 측면 공간부(54)가 형성되고, 예를 들어 롤러 리테이너(80)의 띠부(82)를 안내하는 롤러 리테이너띠 안내 홈에 적용할 수 있다. 롤러 리테이너띠 안내 홈에서는, 롤러 축선을 사이에 두고, 예를 들어 내주측보다도 외주측의 쪽에 큰 공간이 형성되어 있다. 단, 이것에 한정되는 것은 아니고, 외주측보다도 내주측의 쪽에 큰 공간이 형성되어도 된다. 또한, 무부하 롤러 구름 주행로 구성 부재로서의 파이프 부재(51)에는, 롤러(40)의 자세를 지지하기 위한 자세 지지부(55)가 형성된다.

자세 지지부(55)는, 각각 형성되는 위치에 따라, 2개의 측면측 지지부(56, 56)와, 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 외주측에 형성되는 2개의 제1 주위면측 지지부(57, 57)와, 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 내주측에 형성되는 1개의 제2 주위면측 지지부(58)로 분류된다. 이들 5개의 자세 지지부(55)는, 파이프 부재(51)의 내벽면으로부터 무부하 롤러 구름 주행로(50)를 구름 주행하는 롤러(40)를 향해 볼록 형상으로 형성된다. 또한, 본 실시 형태에서는 제1 주위면측 지지부(57)가 2개소 형성되는 구성으로 하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 제2 주위면측 지지부(58)가 2개소 형성되는 구성으로 해도 된다. 또한, 측면측 지지부(56, 56)는 내주측에 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 외주측에 형성되어도 된다.

측면측 지지부(56)는, 파이프 부재(51)의 내벽면에 있어서 롤러(40)의 구름 주행 방향을 따라 형성되는 볼록 형상부이며, 한 쌍으로 형성된다. 각각의 측면측 지지부(56)는, 롤러(40)의 축선을 포함하는 단면이며, 무부하 롤러 구름 주행로(50)를 종단하는 단면에서 보았을 때에, 롤러(40)의 축 방향에서 서로 대향하는 변을 향해 형성된다. 또한, 측면측 지지부(56)의 롤러 대향면보다도 롤러 축선이 위치하는 방향의 개소에는, 오목 형상으로 형성되는 롤러 리테이너띠 안내 홈이 형성되어 있다. 각각의 측면측 지지부(56, 56) 사이의 거리는, 롤러(40)의 폭 방향의 길이보다도 길어지도록 형성된다.

제1 주위면측 지지부(57)는, 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 외주측에 있어서, 롤러(40)의 구름 주행 방향을 따라 형성되는 볼록 형상부이며, 한 쌍으로 형성된다. 각각의 주위면측 지지부(57, 57)는, 롤러(40)의 단부면측에 근소한 범위를 지지하도록 형성된다. 또한, 각각의 주위면측 지지부(57, 57)의 사이에는, 주위면측 지지부(57, 57)의 롤러 대향면보다도 외주측으로 우묵하게 들어간 외주측 공간부(54a)가 형성된다.

제2 주위면측 지지부(58)는, 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 내주측에 있어서, 롤러(40)의 구름 주행 방향을 따라 형성되는 볼록 형상부이다. 제2 주위면측 지지부(58)는, 롤러(40)의 중심에 있어서 근소한 범위를 지지하도록 형성된다. 그로 인해, 제2 주위면측 지지부(58)의 양측에는, 제2 주위면측 지지부(58)의 롤러 대향면보다도 내주측으로 우묵하게 들어간 한 쌍의 내주측 공간부(54b, 54b)가 형성된다. 또한, 2개소의 제1 주위면측 지지부(57, 57)와 제2 주위면측 지지부(58)를 직선으로 연결하면, 대략 삼각 형상으로 보이도록 형성된다. 단, 제1 주위면측 지지부(57, 57)와 제2 주위면측 지지부(58)의 위치 관계에 대해서는, 대략 삼각 형상으로 한정하지 않더라도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.

이상과 같은 5개의 자세 지지부[55(56, 56, 57, 57, 58)]가, 롤러(40)의 축선을 사이에 두고 비대칭으로 형성됨으로써, 파이프 부재(51)의 내벽면에 형성되는 공간 내를 구름 주행하는 롤러(40)는, 구름 주행 시에 축선 방향 및 주위면 방향으로 변위하는 힘이 가해진 경우라도, 어느 하나의 자세 지지부[55(56, 57, 58)]에 접촉하여 적절한 자세 위치로 복귀되므로, 롤러(40)는 스큐하는 일 없이 안정적으로 구름 주행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 리니어 가이드(10)는, 한 쌍의 측면측 지지부(56, 56)와, 한 쌍의 제1 주위면측 지지부(57, 57)와, 하나의 제2 주위면측 지지부(58)에 의해, 무부하 롤러 구름 주행로(50)를 구름 주행하는 롤러(40)를 지지하고, 롤러(40)의 주위에, 롤러 리테이너띠 안내 홈과, 외주측 공간부(54a)와, 한 쌍의 내주측 공간부(54b, 54b)를 형성함으로써, 이들 충분히 넓은 공간부(54, 54a, 54b) 내에 윤활제가 유지되므로, 윤활제에 의해 롤러(40)의 움직임이 저해되는 등과 같은, 종래 기술에 있어서의 윤활제에 기인한 악영향을 받는 일이 없다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 원활한 안내 운동을 실현한 리니어 가이드(10)를 제공하는 것이 가능하게 되어 있다.

다음으로, 방향 전환로의 구성에 대해 도 6a∼도 6c를 사용하여 설명한다. 도 6a는 본 실시 형태에 관한 방향 전환로(60)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 6b는 본 실시 형태에 관한, R 피스(61)의 구성, 엔드 플레이트(32)의 구성, 및 R 피스(61)와 엔드 플레이트(32)의 관계를 도시하는 도면이다. 도 6c는 방향 전환로(60)의 확대도이다.

도 6a에 도시하는 바와 같이, 방향 전환로(60)는, 그 내주측이 방향 전환부로서의 R 피스(61)에 의해 형성되고, 그 외주측이 덮개 부재로서의 엔드 플레이트(32)에 의해 형성된다. 도 6b에 도시하는 바와 같이, 엔드 플레이트(32)는, 방향 전환로(60)의 외주측으로서, 소정의 점을 중심으로 하는 반원 형상으로 형성되고, 이 형상을 따라 복수의 홈이 형성된다. 이들 복수의 홈으로부터 발생하는 단차에 의해, 엔드 플레이트(32)에 형성되는 방향 전환로(60)의 외주측에는, 무부하 롤러 구름 주행로(50)에 형성되는 한 쌍의 제1 주위면측 지지부(57, 57)에 상당하는 부분(57´, 57´)이 형성된다.

R 피스(61)는 수지제의 끼워 넣음 부재이며, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 엔드 플레이트(32)에 형성된 끼워 넣음 홈에 대해 끼워 넣어진다. 또한, R 피스(61)는, 방향 전환로(60)의 외주측의 원호와 동심의 반원 형상을 한 곡선부를 갖고, R 피스(61)의 곡선부에는, 복수의 홈이 형성된다. 이들 복수의 홈으로부터 발생하는 단차에 의해, R 피스(61)에는, 반원 형상의 곡선 부분을 따라 무부하 롤러 구름 주행로(50)에 형성되는 한 쌍의 측면측 지지부(56, 56)에 상당하는 부분(56´, 56´) 및 제2 주위면측 지지부(58)에 상당하는 부분(58´)이 형성된다.

도 6c에 도시하는 바와 같이, 엔드 플레이트(32) 및 R 피스(61)로 형성되는 방향 전환로(60)의 내벽면의 홈은, 파이프 부재(51)의 내벽면에 형성된 홈과 동일한 구성을 하고 있다. 그로 인해, 엔드 플레이트(32)와 R 피스(61)로 형성되는 방향 전환로(60)의 단면 형상은, 도 5에 도시하는 무부하 롤러 구름 주행로(50)의 단면 형상과 동일하게 형성된다. 즉, 롤러(40)는, 무부하 상태에서 구름 주행할 때[즉, 무부하 롤러 구름 주행로(50) 및 방향 전환로(60)를 구름 주행할 때], 동일한 단면 형상의 통로를 구름 주행해 가게 된다.

본 실시 형태에 따르면, 리니어 가이드(10)는, 한 쌍의 측면측 지지부(56, 56)에 상당하는 부분(56´, 56´)과, 한 쌍의 제1 주위면측 지지부(57, 57)에 상당하는 부분(57´, 57´)과, 제2 주위면측 지지부(58)에 상당하는 부분(58´)에 의해 방향 전환로(60)를 구름 주행하는 롤러(40)를 지지하고, 롤러(40)의 주위에, 롤러 리테이너띠 안내 홈에 상당하는 공간(54´)과, 외주측 공간부(54a)에 상당하는 공간(54a´)과, 한 쌍의 내주측 공간부(54b, 54b)에 상당하는 공간(54b´, 54b´)을 형성함으로써, 윤활제의 영향을 받지 않고 원활한 안내 운동을 실현한 리니어 가이드(10)를 제공하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 도 3, 도 5 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 롤러 리테이너(80)는, 진행 방향의 전후의 롤러(40) 사이에 개재되는 복수의 디스턴스 피스(81)와, 복수의 디스턴스 피스(81)를 연결하는 띠부(82)를 갖는다. 또한, 롤러 리테이너(80)는, 수지의 사출 성형 등에 의해 형성된다. 또한, 도 7은 본 실시 형태에 관한 방향 전환로에 있어서의 띠부의 휘는 방법을 도시하는 도면이다.

디스턴스 피스(81)는, 단면 직사각형으로 형성된다. 디스턴스 피스(81)의 진행 방향의 양단부에는, 롤러(40)의 주위면에 대응시킨 곡면 형상의 오목부가 형성된다. 디스턴스 피스(81)에 의해 롤러(40) 사이의 간격이 일정하게 유지되고, 롤러(40)끼리가 접촉하는 일 없이 안정된 구름 주행을 행할 수 있게 된다.

띠부(82)는, 복수의 디스턴스 피스(81)를 연결하는 연결 부재이다. 또한, 띠부(82)는, 일평면 내에 배치되고, 롤러(40)의 축선과 교차하는 단부면의 양측으로 돌출된다. 띠부(82)는, 가요성을 갖고, 직선 형상의 부하 롤러 구름 주행로(70) 및 직선 형상의 무부하 롤러 구름 주행로(50)에 있어서 직선 형상으로 신장된다. 그리고, U자 형상의 방향 전환로(60)에 있어서, U자 형상으로 휜다.

이상, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드의 구성예를 설명하였다.

그런데, 필두 발명자는, 롤러(40)의 원활한 구름 주행 동작을 실현하기 위한 다른 방법으로서, 롤러(40)의 주위에 일정한 공간을 확보함으로써, 롤러(40)가 구름 주행할 때의 미끄럼 이동 저항을 줄일 수 있는 점에 착안하였다. 따라서, 롤러(40)의 자세를 일정하게 지지하면서, 롤러(40)의 주위에 일정한 공간을 확보하는, 롤러(40)의 자세 지지 구조를 모색하였다.

본 실시 형태에 관한 무부하 롤러 구름 주행로(50)는, 자세 지지부(55)를 롤러(40)의 주위면측에 3개소 갖고, 롤러(40)의 단부면측에 2개소 갖는다. 즉, 합계 5개소의 자세 지지부(55)가 형성된다. 롤러(40)의 주위면측에 형성되는 자세 지지부(55)는, 외주측 안내부(52)에 있어서, 롤러(40)의 주위면측을 지지하는 제1 주위면측 지지부(57, 57)로서 2개소 형성된다. 그것에 더하여, 내주측 안내부(53)에 있어서, 롤러(40)의 주위면측을 지지하는 제2 주위면측 지지부(58)로서 1개소 형성된다. 롤러(40)의 단부면측에 형성되는 자세 지지부(55)는, 내주측 안내부(53)에 있어서, 측면측 지지부(56, 56)로서 좌우에 2개소 형성된다. 그리고, 각 자세 지지부[55(56, 56, 57, 57, 58)] 사이에서는, 롤러(40)의 종단면의 외형과 겹치지 않도록 공간이 설치되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 볼록 형상부가 롤러(40)의 자세를 결정하기 위해 필요해지는 최소한의 수만큼 형성되므로, 파이프 부재(51)의 내벽면과 롤러(40) 사이에 형성되는 공간 단면적은 대체로 커진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 롤러(40)가 축선 방향으로 길게 형성되어 있고, 주위면측의 폭이 길다. 따라서, 폭이 긴 면에 대해 많은 지지점에서 롤러(40)를 지지하기 위해, 제1 주위면측 지지부(57, 57)와 제2 주위면측 지지부(58)의 3개소가, 주위면측에 형성되어 있다. 또한, R 피스(61)에 의해 형성되는 내면측보다도 엔드 플레이트(32)에 의해 형성되는 외면측의 쪽이 곡선의 스트로크가 길므로, 2개소 형성되는 제1 주위면측 지지부(57, 57)는 외주측 안내부(53)측에 형성되어 있다.

또한, 필두 발명자는, 롤러(40)의 미끄럼 이동 저항에 대해, 롤러 리테이너(80)의 띠부(82)를 잡아당기는 힘과, 롤러 리테이너띠 안내 홈을 문지르는 힘이, 서로 관계된다고 하는 지식을 얻었다. 즉, 롤러(40)의 미끄럼 이동 저항이 증가하면, 무한 순환로에 있어서, 롤러(40)가 띠부(82)를 잡아당기는 힘이 증가하게 된다. 또한, 롤러 리테이너(80)의 띠부(82)를 잡아당기는 힘과, 롤러 리테이너띠 안내 홈을 문지르는 힘은, 정지 상태로부터 시동할 때에 나타나는 것도 확인할 수 있었다.

즉, 도 7에 도시하는 바와 같이, 방향 전환로(60)에 있어서, 띠부(82)는, 롤러(40)의 인장력에 기초하여, 롤러(40)의 축선의 궤적에 의해 그려지는 가상 곡선 X보다도 내측에 들어가면, 띠부(82)와 롤러 리테이너띠 안내 홈은 접촉하고, 미끄럼 이동 저항이 증가할 우려가 있다.

이에 반해, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드(10)에서는, 롤러 리테이너띠 안내 홈으로서 형성되는 측면 공간부(54)가, 충분히 넓은 공간으로서 형성되어 있으므로, 가령 띠부(82)가 롤러(40)의 인장력에 기초하여, 롤러(40)의 축선의 궤적에 의해 그려지는 가상 곡선 X보다도 내측에 들어갔다고 해도, 본 실시 형태에 관한 롤러 리테이너띠는, 내벽면의 어디에도 접촉하지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드(10)에서는, 롤러(40)의 미끄럼 이동 저항을 저하시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 무한 순환로 내의 롤러 리테이너(80)가 윤활제의 나쁜 영향을 받지 않게 되므로, 롤러(40)의 원활한 순환 동작을 실현할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에는, 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상술한 본 실시 형태에 관한 자세 지지부(55)는, 면으로 롤러(40)를 지지하는 구성으로 하고 있지만, 점으로 지지하는 구성으로 해도 된다. 면으로 지지하는 경우에 비해, 보다 공간 단면적을 크게 할 수 있으므로, 윤활제의 영향을 더욱 저감시킬 수 있어, 롤러(40)가 보다 원활하게 구름 주행할 수 있게 된다.

또한, 본 실시 형태에 관한 궤도 레일(20) 및 이동 블록(30)은, 직선적으로 형성되어 있지만, 곡선 형상으로 형성되어 있어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 리테이너를 사용한 경우의 리니어 가이드(10)를 예시하여 설명하였지만, 도 8에 도시하는 바와 같이, 리테이너가 없는 총 롤러 타입의 리니어 가이드에 대해서도, 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다. 즉, 측면 공간부(54)에 롤러 리테이너띠 안내 홈이 없는 무부하 롤러 구름 주행로, 또는, 방향 전환로를 갖는 총 롤러 타입의 리니어 가이드라도, 윤활제에 의한 미끄럼 이동 저항의 영향을 받지 않고 원활한 안내 운동을 실현 가능한 리니어 가이드를 얻을 수 있다.

또한, 예를 들어 궤도 레일(20) 및 이동 블록(30)의 단면 형상은, 적절히 변경할 수 있다. 또한, 롤러(40)의 무한 순환로의 조수는, 적절히 변경할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 전동체인 롤러(40)에 관해, 롤러 폭의 길이 치수 L이 롤러 직경의 길이 치수 D에 대해 L/D＞1의 관계를 갖는 경우를 예시하여 설명을 행하였다. 그러나, 본 발명의 적용 범위는 이것에 한정되지 않고, L/D＝1의 관계를 갖는 롤러(즉, 정사각형 롤러)나, L/D＜1의 관계를 갖는 롤러에 대해서도, 사용할 수 있다. 또한, 롤러에 대한 측면 공간부(54), 외주측 공간부(54a), 및 내주측 공간부(54b)의 배치 관계나, 자세 지지부(55)의 배치 관계에 대해서는, 롤러의 5점 지지를 만족시키는 조건하에서, 모든 패턴을 채용할 수 있다.

또한, 도 1∼도 8을 사용하여 설명한 실시 형태는, 무부하 전동체 구름 주행로 또는 방향 전환로를 구름 주행하는 전동체의 자세를 지지하는 자세 지지부가, 전동체를 사이에 두고 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치에 관한 것이었다. 그리고, 이러한 구성에 의해, 상술한 실시 형태에 관한 운동 안내 장치는, 무부하 순환로 내를 구름 주행하는 복수의 전동체가 윤활제의 영향을 받는 일 없이, 원활한 안내 운동을 실현한 것이었다. 그러나, 본 발명의 운동 안내 장치에 대해서는, 복수의 전동체의 구름 주행 동작을 더욱 안정화시킴으로써, 보다 원활한 안내 운동을 실현할 수 있는 구성을 채용할 수 있다. 따라서 다음으로, 복수의 전동체의 구름 주행 동작을 더욱 안정화시킬 수 있는 구성에 대해, 도 9∼도 11을 사용하여 설명하는 것으로 한다.

우선, 도 9는 제1 변형예에 관한 운동 안내 장치에 적용 가능한, 무부하 롤러 구름 주행로(50)와 방향 전환로(60)의 내부 형상을 도시하는 도면이다. 또한, 도 9에서 도시하는 운동 안내 장치에 사용되는 전동체에는, 북 형상을 한 북형 롤러(140)를 사용하는 것을 상정하고 있다. 또한, 도 9에서는, 지면 상방측이 무부하 롤러 구름 주행로(50)와 방향 전환로(60)의 외주측이며, 지면 하방측이 무부하 롤러 구름 주행로(50)와 방향 전환로(60)의 내주측인 것이 상정되어 있다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 제1 변형예에서는, 북형 롤러(140)를 지지하는 자세 지지부(155)가, 북형 롤러(140)의 외형을 따른 형상으로서 형성되어 있다. 특히, 자세 지지부(155) 중, 북형 롤러(140)의 측면측을 지지하는 측면측 지지부(156)에 대해서는, 상술한 실시 형태의 경우에 비해 롤러 측면이 넓은 영역을 덮도록 형성되어 있고, 북형 롤러(140)의 측면 지지를 보다 안정된 상태에서 행할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 발명자들의 연구에 의해, 북형 롤러(140)의 축선 방향에서 서로 대향하는 변(즉, 롤러 측면)에는, 당해 변을 향해 형성되는 한 쌍의 측면측 지지부(156, 156)와, 한 쌍의 측면 공간부(154c, 154c)를 형성하는 것이 적합하며, 또한 한 쌍의 측면측 지지부(156, 156)가, 북형 롤러(140)의 측면의 대략 1/4 이상의 범위와 대향하도록 형성되는 것이 바람직한 것을 확인하고 있다. 이러한 구성 조건을 만족시킴으로써, 제1 변형예에 관한 운동 안내 장치는, 안정된 안내 운동을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 북형 롤러(140)의 외주측과 내주측에 대해서는, 각각의 측에 대해 북형 롤러(140)의 외형 형상을 따른 자세 지지부(155)[외주측의 제1 주위면측 지지부(157)와, 내주측의 제2 주위면측 지지부(158)]를 설치하는 것이 바람직하고, 또한 외주측의 제1 주위면측 지지부(157)와 내주측의 제2 주위면측 지지부(158)에 대해서는, 각각의 측에 대해 복수 설치함과 함께, 복수의 지지부의 사이에 공간부[외주측의 외주측 공간부(154a)와, 내주측의 내주측 공간부(154b)]를 설치하는 것이 바람직하다. 제1 주위면측 지지부(157)와 제2 주위면측 지지부(158)가 북형 롤러(140)의 외형 형상을 따라 형성됨으로써, 북형 롤러(140)의 안정된 지지가 가능해진다. 또한, 충분히 넓은 단면적을 갖는 외주측 공간부(154a)와 내주측 공간부(154b)를 설치함으로써, 그리스 등의 윤활제가 적절하게 유지되고, 북형 롤러(140)의 구름 주행 동작을 저해하는 일이 없다.

또한, 외주측 공간부(154a)와 내주측 공간부(154b)의 형성 조건에 대해서는, 발명자들의 연구 노력에 의해 발견된 것이며, 특히 북형 롤러(140)의 축선을 포함하는 단면이며, 무부하 롤러 구름 주행로(50) 또는 방향 전환로(60)를 종단하는 단면에서 보았을 때에, 외주측에 형성되는 외주측 공간부(154a)의 공간 면적을 A, 내주측에 형성되는 내주측 공간부(154b)의 공간 면적을 B로 하였을 때에, A≤B인 부등식이 성립되도록 형성되는 것이 적합한 것이 명확하게 되어 있다. 즉, 내주측의 공간부를 넓은 단면적으로 되도록 구성하는 것이 적합한 것이다. 왜냐하면, 일반적인 운동 안내 장치에서의 윤활제의 급지에 있어서, 도포구는 내주측에 형성되어 있다. 그로 인해, 내주측의 공간부가 외주측의 공간부보다 좁으면, 윤활제의 급지 시에 점성 저항이 증가하는 현상이 발생하는 것이 발명자들에 의해 확인되고 있다. 따라서, 내주측의 공간부를 넓은 단면적으로 되도록 구성함으로써, 공간부에 들어간 윤활제의 점성 저항의 증가를 방지하는 효과가 얻어지게 된 것이다. 이러한 구성 조건을 만족시킴으로써, 제1 변형예에 관한 운동 안내 장치는, 안정된 안내 운동을 실현하는 것이 가능해진다.

이상, 도 9를 사용하여, 복수의 전동체의 구름 주행 동작을 보다 안정화시킴으로써, 원활한 안내 운동을 실현할 수 있는 새로운 운동 안내 장치의 구성 조건예를 설명하였다. 단, 본 발명의 범위는, 도 9에서 예시한 것에 한정되지 않는다. 상술한 제1 변형예에 관한 운동 안내 장치는, 전동체의 축선을 포함하는 단면이며, 무부하 전동체 구름 주행로 또는 방향 전환로를 종단하는 단면에서 보았을 때에, 자세 지지부가, 전동체의 외주측과 내주측에 각각 복수 형성되는 것을 특징으로 하는 것이었지만, 이러한 구성 조건을 구비하는 범위 내에 있어서, 다양한 변형 형태를 취할 수 있는 것이다.

구체적으로는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 전동체가 북 형상을 한 북형 롤러(240)이며, 복수의 북형 롤러(240)가 롤러 리테이너(280)에 의해 정렬 상태로 되는 구성의 운동 안내 장치에 대해서도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 여기서, 도 10은 제2 변형예에 관한 운동 안내 장치에 적용 가능한, 무부하 롤러 구름 주행로(50)와 방향 전환로(60)의 내부 형상을 도시하는 도면이다. 도 10에서 도시하는 제2 변형예에 관한 운동 안내 장치에 대해서도, 상술한 제1 변형예와 마찬가지로, 북형 롤러(240)의 측면측을 지지하는 측면측 지지부(256)가, 롤러 측면의 넓은 영역을 덮도록 형성되어 있고, 북형 롤러(240)의 측면 지지를 보다 안정된 상태에서 행할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 외주측의 제1 주위면측 지지부(257)와, 내주측의 제2 주위면측 지지부(258)가 북형 롤러(240)의 외형 형상을 따라 형성됨으로써, 북형 롤러(240)의 안정된 지지가 가능하게 되어 있고, 또한 충분히 넓은 단면적을 갖는 외주측 공간부(254a)와 내주측 공간부(254b)를 설치함으로써, 그리스 등의 윤활제가 적절하게 유지되고, 북형 롤러(240)의 원활한 구름 주행 동작이 실현되고 있다. 또한, 제2 변형예에서는, 상술한 제1 변형예와 마찬가지로, 내주측 공간부(254b)의 쪽이, 외주측 공간부(254a)보다도 넓은 단면적으로 되도록 구성되어 있다. 이들 특징에 의해, 제2 변형예에 관한 운동 안내 장치는, 안정된 안내 운동을 실현하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제2 변형예에 관한 발명의 내용에 대해서는, 북형 롤러에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 원통 형상을 한 롤러라도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제2 변형예에 관한 운동 안내 장치는, 롤러 리테이너(280)를 구비하고 있지만, 특히 방향 전환로(60)의 내부에 있어서는, 복수의 북형 롤러(240)열이 턴 동작을 행할 때에, 롤러 리테이너(280)는, 북형 롤러(240)가 외주측으로 압출되는 것을 방지하기 위해 내주측으로 변형되는 동작을 행하게 된다. 즉, 방향 전환로(60)의 내부에 있어서는, 롤러 리테이너(280)가 내주측으로 이동하여, 내주측 공간부(254b)로 변형되게 되지만, 내주측 공간부(254b)의 크기는, 롤러 리테이너(280)의 변형에 의한 공간 감소분도 고려하여 설계되어 있으므로, 윤활제의 점성 저항은 상시 적합한 상태에서 유지되는 것으로 되어 있다.

이상, 본 발명의 적합한 변형예를, 도 9 및 도 10을 사용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 변형예에 기재된 범위에 한정되는 것은 아니다. 상기 변형예에는, 한층 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 도 11에서 도시하는 바와 같이, 운동 안내 장치의 사용 조건에 따라, 외주측의 제1 주위면측 지지부(357)와, 내주측의 제2 주위면측 지지부(358)가, 롤러(340)를 사이에 두고 축 대칭인 형상으로 구성되는 것도 가능하고, 또한 외주측 공간부(354a)와 내주측 공간부(354b)의 크기를 동일하게 하는 것도 가능하다. 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 청구범위의 기재로부터 명백하다.

또한, 본 실시 형태 및 본 변형예의 운동 안내 장치는, 공작 기계를 비롯하여 반도체·액정 제조 장치(예를 들어, 실장기)나, 로봇 등의 산업 기계 분야로부터, 면진 장치, 시스템 키친, 각종 게임기, 의료 기계, 식품 기계, 반송 장치와 같은 민생 분야까지, 폭넓은 분야에 요소 부품으로서 포함할 수 있다.

10 : 리니어 가이드
20 : 궤도 레일
21 : 돌기부
22 : 롤러 구름 주행면
30 : 이동 블록
31 : 이동 블록 본체
32 : 엔드 플레이트
33 : 부하 롤러 구름 주행면
35 : 중앙부
36 : 측벽부
37 : 관통 구멍
40, 340 : 롤러
140, 240 : 북형 롤러
50 : 무부하 롤러 구름 주행로
51 : 파이프 부재
52, 152 : 외주측 안내부
53, 153 : 내주측 안내부
54, 154c : 측면 공간부
54a, 154a, 254a, 354a : 외주측 공간부
54b, 154b, 254b, 354b : 내주측 공간부
55, 155 : 자세 지지부
56, 156, 256 : 측면측 지지부
56´ : 측면측 지지부에 상당하는 부분
57, 157, 257, 357 : 제1 주위면측 지지부
57´ : 제1 주위면측 지지부에 상당하는 부분
58, 158, 258, 358 : 제2 주위면측 지지부
58´ : 제2 주위면측 지지부에 상당하는 부분
60 : 방향 전환로
61 : R 피스
70 : 부하 롤러 구름 주행로
80, 280 : 롤러 리테이너
81 : 디스턴스 피스
82 : 띠부
A : 외주측 공간부의 공간 면적
B : 내주측 공간부의 공간 면적
X : 롤러의 회전축의 궤적에 의해 그려지는 가상 곡선

Claims

길이 방향으로 신장되는 전동체 구름 주행면을 갖는 궤도 부재와,
상기 전동체 구름 주행면에 대향하는 부하 전동체 구름 주행면, 상기 부하 전동체 구름 주행면과 평행하게 신장되는 무부하 전동체 구름 주행로, 및 상기 부하 전동체 구름 주행면과 상기 무부하 전동체 구름 주행로를 접속하는 한 쌍의 방향 전환로를 갖는 이동 부재와,
상기 궤도 부재의 전동체 구름 주행면과 상기 이동 부재의 상기 부하 전동체 구름 주행면 사이의 부하 전동체 구름 주행로, 상기 무부하 전동체 구름 주행로, 및 상기 방향 전환로를 포함하는 무한 순환로에 배열되는 복수의 전동체를 구비하는 운동 안내 장치에 있어서,
상기 전동체의 축선을 포함하는 단면이며, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 종단하는 단면에서 보았을 때에,
상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로는,
상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 구름 주행하는 상기 전동체의 자세를 지지하는 자세 지지부와,
상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로의 내부에 존재하는 윤활제를 릴리프시키는 공간부를 갖고 구성되고,
상기 자세 지지부는,
상기 전동체의 축선을 포함하는 단면이며, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 종단하는 단면에서 보았을 때에, 상기 전동체의 축 방향에서 서로 대향하는 변을 향해 형성되는 한 쌍의 측면측 지지부와,
상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로의 외주측 또는 내주측 중 어느 한쪽에 있어서, 상기 전동체의 구름 주행 방향을 따라 형성되는 한 쌍의 제1 주위면측 지지부와,
상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로의 외주측 또는 내주측 중 어느 다른 쪽에 있어서, 상기 전동체의 구름 주행 방향을 따라 형성되는 1개의 제2 주위면측 지지부로 이루어지는 5개의 자세 지지부에 의해 구성되고,
한 쌍의 측면측 지지부, 한 쌍의 제1 주위면측 지지부 및 1개의 제2 주위면측 지지부로 이루어지는 5개의 자세 지지부의 각각의 사이에, 상기 공간부가 배치됨으로써,
상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 구름 주행하는 상기 전동체는, 5개의 자세 지지부에 자세가 지지됨과 함께 5개의 공간부에 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 운동 안내 장치.
제1항에 있어서, 상기 자세 지지부는, 상기 전동체의 외형을 따른 형상으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 운동 안내 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전동체의 축선을 포함하는 단면이며, 상기 무부하 전동체 구름 주행로 또는 상기 방향 전환로를 종단하는 단면에서 보았을 때에,
상기 공간부는, 외주측에 형성되는 공간부의 공간 면적을 A, 내주측에 형성되는 공간부의 공간 면적을 B로 하였을 때에, A≤B인 부등식이 성립되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 운동 안내 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전동체가, 북 형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는, 운동 안내 장치.
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