WO2011068075A1

WO2011068075A1 - 運動案内装置

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Publication number: WO2011068075A1
Application number: PCT/JP2010/071091
Authority: WO
Inventors: 英樹藤井; 貢士生田; 竜二古澤; 健祥金
Original assignee: Thk株式会社
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-06-09
Also published as: JP2011117477A; JP4821030B2; TW201131090A

Abstract

　小型化が図れ、移動部材本体に対する中間プレート及び蓋部材の位置決めも可能な運動案内装置を提供する。　中間プレート４の脚部４ｂに方向転換路内周側構成部２０を設け、蓋部材５の脚部５ｂに、中間プレート４の方向転換路内周側構成部２０の下面２０ｃを露出させた状態で中間プレート４の方向転換路内周側構成部２０に嵌められる方向転換路用凹部３６を設ける。方向転換路内周側構成部２０及び方向転換路用凹部３６によって、中間プレート４に対して蓋部材５が左右方向に位置決めされる。さらに、中間プレート４に蓋部材５に向かって突出する上下方向位置決め凸部２６を設け、蓋部材５に中間プレート４の上下方向位置決め凸部２６に嵌められる蓋部材側上下方向位置決め凹部３４を設ける。上下方向位置決め凸部２６及び蓋部材側上下方向位置決め凹部３４によって、中間プレート４に対して蓋部材５が上下方向に位置決めされる。

Description

運動案内装置

　本発明は、ベースに対する移動体の直線運動又は曲線運動を案内する運動案内装置に関する。

　１９７０年代初頭に原形が生まれた直線運動案内装置は、摺動部の転がり化により摩擦抵抗を抑えることができるので、省エネルギー、運動精度の向上に貢献しており、現在では製造業において不可欠な存在になっている。直線運動案内装置は、ユニット化された機械要素部品であり、ボルト締結により相手面へ組み付けることができ、また、滑り案内面を製作するときに必要不可欠な摺り合わせや、キサゲ等の工程を省略できる。大幅な工数の削減を実現できるので、利用分野も広がり、１９８０年代からはそれまで使用が想定されていなかった小型機械での需要が徐々に増えてきた。それに伴い、小型化を図った運動案内装置の開発が進められている。特許文献１には、軌道レールの幅が２０ｍｍ以下、ボール径が３．５ｍｍφ以下の小型化を図った運動案内装置が開示されている。

　特許文献１に記載の運動案内装置は、長手方向に対して直角な断面の形状が略矩形で、長手方向に沿ってボール転走部が形成された軌道レールと、軌道レールに移動可能に組み付けられる鞍形状の移動ブロックと、を備える。摩擦抵抗を低減するために、軌道レールと移動ブロックとの間には転がり運動可能に多数のボールが介在される。移動ブロックには、複数のボールを循環させるサーキット状のボール循環路が設けられる。ボール循環路は、軌道レールのボール転走部に対向する直線状の負荷ボール転走部、負荷ボール転走部と平行な無負荷戻し路、及び負荷ボール転走部と無負荷戻し路を接続するＵ字状の方向転換路から構成される。

　方向転換路は、方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部（Ｒピース）、及び方向転換路の外周側が形成される蓋部材（エンドプレート）によって構成される。方向転換路内周側構成部は移動ブロック本体の端面に取り付けられ、蓋部材は前記方向転換路内周側構成部を覆うように移動ブロック本体の端面に取り付けられる。方向転換路は、ボール循環路の列数に合わせて複数設けられる。

　運動案内装置を小型化すると、方向転換路内周側構成部も小さくなり、樹脂成形や移動ブロック端面への取り付けが困難になる。方向転換路の数に対応する複数の方向転換路内周側構成部を個別に移動ブロック本体の端面に取り付けなければならないという問題も生ずる。この問題を解決するために、特許文献１に記載の運動案内装置においては、複数の方向転換路内周側構成部を中間プレートに一体に成形している。そして、蓋部材に位置決めボスを形成し、中間プレート及び移動ブロック本体に位置決め孔を形成し、蓋部材の位置決めボスを中間プレート及び移動ブロック本体の位置決め孔に嵌めることによって、これらを互いに位置決めしている。

実公平６－３９１４３号公報（３頁６欄参照）

　近年、運動案内装置のさらなる小型化が要請され、レール幅も例えば４ｍｍ，２ｍｍ，１ｍｍとより一層狭くなってきている。このような超小型の運動案内装置においても、ボールを円滑に循環させるためには、移動ブロック本体に対して中間プレート及び蓋部材を正確に位置決めする必要がある。しかし、超小型運動案内装置においては、そのサイズの小ささから、位置決めボスを製作するのが困難である。しかも、位置決めボスや位置決め孔を形成すると、その分部品を大きくしなければならないので、小型化の要請にも背いてしまう。

　そこで、本発明は、さらなる小型化が図れ、移動部材本体に対する中間プレート及び蓋部材の位置決めも可能な運動案内装置を提供することを目的とする。

　ところで、特許文献１に記載の運動案内装置において、Ｕ字状の方向転換路の内周側を構成する方向転換路内周側構成部は半円柱形状に形成される。方向転換路の外周側を構成する蓋部材には、方向転換路外周側構成部に対応する半円柱形状の凹部が形成され、方向転換路外周側構成部が露出しないように蓋部材が完全に方向転換路外周側構成部を覆っている。

　しかし、蓋部材で完全に方向転換路外周側構成部を覆ったのでは、方向転換路外周側構成部を囲む蓋部材の肉厚の分、蓋部材を小型化することができなくなる。また、方向転換路外周側構成部を囲む蓋部材の肉厚も極めて薄いものになり、その強度も弱くなるという問題がある。

　そこで本発明の他の目的は、蓋部材のさらなる小型化を図った上で、蓋部材の強度も確保できる運動案内装置を提供することにある。

　以下、本発明について説明する。

　上記本発明の目的を解決するために、本発明の一態様は、長手方向に伸びる転動体転走部を有する軌道レールと、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と平行に伸びる無負荷戻し路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体に取り付けられ、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し路を接続する方向転換路の外周側が形成される蓋部材と、前記蓋部材と前記移動部材本体との間に挟まれ、前記方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部を有する中間プレートと、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部、前記無負荷戻し路、及び前記方向転換路から構成される転動体循環路に配列される複数の転動体と、を備え、前記軌道レールの底面を水平面に配置した状態において、前記移動部材本体、前記中間プレート、及び前記蓋部材のそれぞれが、前記軌道レールの上面に対向する中央部、及び前記軌道レールの左右の側面に対向する一対の脚部を有する運動案内装置において、前記中間プレートの脚部に前記方向転換路内周側構成部が設けられると共に、前記蓋部材の脚部に、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の下面を前記蓋部材によって覆うことなく露出させた状態で、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部に嵌められる方向転換路用凹部が設けられ、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部が前記蓋部材の前記方向転換路用凹部に嵌まることによって、前記軌道レールの長手方向からみて、前記中間プレートに対して前記蓋部材が左右方向に位置決めされ、前記中間プレートに前記蓋部材に向かって突出する上下方向位置決め凸部又は上下方向位置決め凹部が設けられると共に、前記蓋部材に前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部に嵌められる蓋部材側上下方向位置決め凹部、又は前記中間プレートの前記上下方向位置決め凹部に嵌められる蓋部材側上下方向位置決め凸部が設けられ、前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部又は前記上下方向位置決め凹部が、前記蓋部材の前記蓋部材側上下方向位置決め凹部又は前記蓋部材側上下方向位置決め凸部に嵌まることによって、前記軌道レールの長手方向からみて、前記中間プレートに対して前記蓋部材が上下方向に位置決めされる運動案内装置である。

　本発明の他の態様は、長手方向に伸びる転動体転走部を有する軌道レールと、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と平行に伸びる無負荷戻し路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体に取り付けられ、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し路を接続する方向転換路の外周側が形成される蓋部材と、前記蓋部材と前記移動部材本体との間に挟まれ、前記方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部を有する中間プレートと、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部、前記無負荷戻し路、及び前記方向転換路から構成される転動体循環路に配列される複数の転動体と、を備える運動案内装置において、前記中間プレート及び前記蓋部材には、前記移動部材本体に締結される締結部材が挿入される通し孔が空けられ、前記中間プレートの前記通し孔の周囲には、前記移動部材本体に向かって突出するリング状のボスが形成され、前記締結部材が締結される前記移動部材本体のねじ孔の周囲には、前記ボスが嵌まるリング状のボス用凹部が形成され、前記中間プレートの前記ボスが前記移動部材本体の前記ボス用凹部に嵌まることによって、前記移動部材本体に対して前記中間プレートが位置決めされる運動案内装置である。

　上記本発明の他の目的を解決するために、本発明のさらに他の態様は、長手方向に伸びる転動体転走部を有する軌道レールと、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と平行に伸びる無負荷戻し路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体に取り付けられ、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し路を接続する方向転換路の外周側が形成される蓋部材と、前記蓋部材と前記移動部材本体との間に挟まれ、前記方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部を有する中間プレートと、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部、前記無負荷戻し路、及び前記方向転換路から構成される転動体循環路に配列される複数の転動体と、を備え、前記軌道レールの底面を水平面に配置した状態において、前記移動部材本体、前記中間プレート、及び前記蓋部材のそれぞれが、前記軌道レールの上面に対向する中央部、及び前記軌道レールの左右の側面に対向する一対の脚部を有する運動案内装置において、前記中間プレートの脚部に前記方向転換路内周側構成部が設けられると共に、前記蓋部材の脚部に、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の下面を前記蓋部材によって覆うことなく露出させた状態で、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部に嵌められる方向転換路用凹部が設けられる運動案内装置である。

　本発明の一態様によれば、中間プレートの方向転換路内周側構成部の下面を露出させた状態で、蓋部材を中間プレートに嵌めるので、方向転換路内周側構成部の下面を蓋部材によって覆うことがなく、蓋部材の小型化が図れる。また、転動体を循環させるために必須な構成部品である方向転換路内周側構成部を利用して中間プレートに対して蓋部材を左右方向に位置決めし、中間プレートに設けた上下方向位置決め凸部又は上下方向位置決め凹部を利用して中間プレートに対して蓋部材を上下方向に位置決めするので、中間プレート及び蓋部材の小型化を図った上で中間プレートに対する蓋部材の位置決めが可能になる。

　本発明の他の態様によれば、締結部材が挿入される中間プレートの通し孔の周囲のリング状のボスを利用して、移動部材本体に対して中間プレートを位置決めしているので、特に転動体の径が締結部材の径よりも小さくなる超小型の運動案内装置においても、大きな径のボスを確保することができる。このため、中間プレートのボスを製作するにあたり、ボスの径を管理し易くなると共に、移動部材本体に対して中間プレートをしっかりと位置決めすることが可能になる。

　本発明のさらに他の態様によれば、蓋部材のさらなる小型化を図った上で、蓋部材の強度を確保できる。

本発明の一実施形態の運動案内装置の分解斜視図上記運動案内装置の断面図組み立てた状態の移動ブロックの斜視図移動ブロックの詳細図（図中（Ａ）は斜視図を示し、（Ｂ）は正面図を示す）中間プレートの詳細図（図中（Ａ）はブロック本体側の斜視図を、（Ｂ）はエンドプレート側の斜視図を、（Ｃ）はエンドプレート側の正面図を、（Ｄ）は側面図を示す）エンドプレートの詳細図（図中（Ａ）はエンドプレートの外側の斜視図を、（Ｂ）は中間プレート側の斜視図を、（Ｃ）は中間プレート側の正面図を示す）エンドプレートに中間プレートの下面を覆う壁部を設けた例を示す比較図中間プレートの方向転換路内周側構成部及エンドプレートの方向転換路用凹部の底面図ブロック本体及び中間プレートの斜視図中間プレートのボス及びブロック本体のボス用凹部の断面図中間プレート及びエンドプレートの斜視図締結部材によってブロック本体に中間プレート及びエンドプレートを締結した状態を示す断面図

　図１及び図２は、本発明の一実施形態の運動案内装置を示す。図１は運動案内装置の分解斜視図を示し、図２は断面図を示す。運動案内装置は、主に軌道レール１と、軌道レール１に直線運動可能に組み付けられるキャリッジと呼ばれる移動ブロック２と、から構成される。軌道レール１と移動ブロック２との間には多数の転動体としてのボール３が転がり運動可能に介在される。ブロック本体８の移動方向の両端部それぞれには、循環機能を構成する循環部品６が装着される。循環部品６は、ブロック本体８の移動方向の端面に取り付けられる中間プレート４と、及び中間プレート４を覆う蓋部材としてのエンドプレート５と、から構成される。

　従来の運動案内装置と本実施形態の運動案内装置との最大の違いはそのサイズにある。図２に示されるレール幅は、例えば４ｍｍ，２ｍｍ，１ｍｍ等に設定される。運動案内装置を超小型にすることで、従来の運動案内装置では設置することができなかった極めて小さいスペースでも運動案内装置を設置することが可能になる。超小型にした上で、従来の運動案内装置と同様に、ボール３の転がり運動を利用して移動ブロック２を軌道レール１に対して移動させているので、滑動性も良好である。滑動性は移動ブロック２の移動時に発生する転がり抵抗により評価される。

　図２に示すように、軌道レール１の断面は略矩形状であり、上面１ａ、左右一対の側面１ｂ、及び底面１ｃ、を有する。軌道レール１の底面１ｃを水平面内に配置した状態で、軌道レール１の左右一対の側面１ｂそれぞれには、長手方向に伸びる転動体転走部としての一条のボール転走溝１０が形成される。ボール転走溝１０の断面形状は、二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成され、ボール３はボール転走溝１０に二点で接触する。上下方向及び左右方向の四方向から均等に荷重を負荷できるように、接触角は水平面に対して４５度に設定される。軌道レール１はベース等の相手部品に接着、専用の取付け治具等の結合手段を用いて結合される。軌道レール１の長手方向に所定の間隔を空けて貫通孔を形成し、貫通孔にねじを通して軌道レール１を相手部品に取り付けるようにしてもよい。軌道レール１の材質はステンレス、鋼等の金属である。

　図１に示すように、軌道レール１には多数のボール３を介して移動部材である移動ブロック２が組み付けられる。図３に示すように、移動ブロック２は、移動部材本体としてのブロック本体８と、ブロック本体８の移動方向の両端面それぞれに取り付けられる中間プレート４と、中間プレート４を覆うエンドプレート５と、を備える。エンドプレート５は締結部材としてのねじ９によってブロック本体８に取り付けられる。中間プレート４はブロック本体８の端面とエンドプレート５との間に挟まれる。移動ブロック２は、軌道レール１の上面に対向する中央部２ａと、軌道レール１の左右側面に対向する一対の脚部２ｂを有し、全体が鞍形状に形成される。

　図４に示すように、ブロック本体８も、軌道レール１の上面１ａに対向する中央部８ａと、軌道レール１の左右側面１ｂに対向する一対の脚部８ｂを有し、全体が鞍形状に形成される。一対の脚部８ｂの内側面には、軌道レール１のボール転走溝１０に対向する負荷転動体転走部としての負荷ボール転走溝１２が形成される。負荷ボール転走溝１２の断面形状は、二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成され、ボール３は負荷ボール転走溝１２に二点で接触する。負荷ボール転走溝１２の長さ方向の両端部１２ａには、クラウニング加工が施される。クラウニング加工とは、ボール３の無負荷域から負荷域への侵入をスムーズにする目的で、ボール３の負荷域での弾性変形量を想定し、負荷ボール転走溝１２の端部１２ａにテーパを付けることである。

　ブロック本体８には、負荷ボール転走溝１２と平行に無負荷戻し路１３が形成される。無負荷戻し路１３は、ブロック本体８を一方の端面から他方の端面まで貫通する。ブロック本体８の両端面それぞれには、締結部材としてのねじ９が螺合するねじ孔１４が形成される。ねじ孔１４の径は無負荷戻し路１３の径よりも大きい。ねじ孔１４の周囲には、ねじ孔１４よりも径の大きいリング状のボス用凹部１５が形成される。このボス用凹部１５の周面は、ねじ孔１４の奥に向かって徐々に幅が狭くなるテーパに形成される。ボス用凹部１５の径はねじ孔１４の径よりも大きいので、ボス用凹部１５とねじ孔１４の境目には段差が形成される。ブロック本体８の上面には、ブロック本体８を相手部品に取り付けるための取り付けねじ１７が形成される。ブロック本体８の材質はステンレス、鋼等の金属製である。

　ブロック本体８の移動方向の両端面それぞれには、中間プレート４が取り付けられる。図１に示すように、中間プレート４は、軌道レール１の上面１ａに対向する中央部４ａと、軌道レール１の一対の左右の側面１ｂに対向する一対の脚部４ｂと、を有する。一対の脚部４ｂそれぞれには、Ｕ字状の方向転換路の内周側を構成する方向転換路内周側構成部２０が一体に設けられる。図５は、中間プレート４の詳細図を示す。図中（Ａ）はブロック本体側の斜視図を、（Ｂ）はエンドプレート側の斜視図を、（Ｃ）はエンドプレート側の正面図を、（Ｄ）は側面図を示す。板状の中間プレート本体２１は、中央部２１ａと、中央部２１ａの左右方向の両端に設けられる一対の脚部２１ｂを有する。中間プレート本体２１の中央部２１ａの左右両側（脚部２１ｂの上部ともいえる）には、ねじ９が挿入される一対の通し孔２２が空けられる。中間プレート本体２１の一対の脚部２１ｂそれぞれには無負荷戻し路１３が空けられる。一対の脚部２１ｂの内側の側面には、ブロック本体８の負荷ボール転走溝１２に対応する円弧状の切欠き２３が形成される。中間プレート４は樹脂の成形品である。

　図５中（Ａ）に示すように、中間プレート本体２１のブロック本体８側には、一対の通し孔２２それぞれの周囲にブロック本体８に向かって突出するリング状のボス２４が形成される。ボス２４の内径は通し孔２２の内径に等しく、ボス２４の外径はブロック本体８のリング状のボス用凹部１５（図４参照）の内径に等しい。ボス２４の外周面には、ブロック本体８に向かって徐々に外径が小さくなるテーパ２４ａがつけられる（図１０参照）。なお、中間プレート本体２１の上面には、射出成形時のゲートが配置されるので、ばり等が発生してもよいように、切欠き５１が設けられる。

　図５中（Ｂ）に示すように、中間プレート本体２１のエンドプレート５側には、一対の通し孔２２の間にエンドプレート５に向かって突出する上下方向位置決め凸部２６が一体に形成される。上下方向位置決め凸部２６は、略直方体状に形成され、その上面２６ａ及び下面２６ｃが平行な平面に形成される。これらの上面２６ａ及び下面２６ｃは軌道レール１の底面を水平面に配置したとき、底面と平行な水平面内に位置する。上下方向位置決め凸部２６のエンドプレート５側に突出する頂面２６ｄも平面に形成される。この頂面２６ｄは、軌道レール１の長手方向と直交する平面内に位置する。

　図５中（Ｂ）に示すように、中間プレート本体２１のエンドプレート５側には、その一対の脚部２１ｂそれぞれに方向転換路内周側構成部２０が一体に形成される。この方向転換路内周側構成部２０には、無負荷戻し路１３と負荷ボール転走溝とを接続するＵ字状の方向転換路の内周側２７が形成される。一対の方向転換路内周側構成部２０の左右方向の最も外側の側面２９（方向転換路の内周側２７を挟んだ上側の側面２９ａ及び下側の側面２９ｂ）は、円筒の一部をなす曲面に形成される。この円筒の曲率半径は方向転換路の中心線の曲率半径にほぼ等しい。図５中（Ｃ）の正面図に示すように、方向転換路内周側構成部２０は、左右方向に無負荷戻し路１３から脚部２１ｂの内側面まで到る。一対の方向転換路内周側構成部２０の内側の側面３０は、互いに平行な平面に形成される。図５中（Ｄ）の側面図に示すように、中間プレート本体２１からの方向転換路内周側構成部２０の突出量は上下方向位置決め凸部２６の突出量よりも小さい。方向転換路内周側構成部２０のエンドプレート５側に突出する頂面２０ｄは、軌道レール１の長手方向と直交する平面内に位置する。

　図１に示すように、中間プレート４は、方向転換路の外周側が形成されるエンドプレート５によって覆われる。エンドプレート５も、軌道レール１の上面に対向する中央部と、軌道レール１の左右の側面に対向する一対の脚部と、を有する。図６はエンドプレート５の詳細図を示す。図中（Ａ）はエンドプレート５の外側の斜視図を、（Ｂ）は中間プレート４側の斜視図を、（Ｃ）は中間プレート４側の正面図を示す。エンドプレート５は樹脂の成形品である。

　図６中（Ａ）に示すように、エンドプレート５の中央部５ａの左右方向の両側（脚部５ｂの上部ともいえる）には、ねじ９が挿入される一対の通し孔３２が空けられる。エンドプレート５の通し孔３２の内径は中間プレート４の通し孔２２の内径に等しい。

　図６中（Ｂ）に示すように、エンドプレート５には、一対の通し孔３２の間に、蓋部材側上下方向位置決め凹部３４が形成される。エンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４は、中間プレート４の直方体形状の上下方向位置決め凸部２６に対応する。蓋部材側上下方向位置決め凹部３４の上面壁３４ａ及び下面壁３４ｃは、平行な平面に形成される。これらの上面壁３４ａ及び下面壁３４ｃは軌道レール１の底面１ｃを水平面に配置したとき、底面１ｃと平行な水平面内に位置する。蓋部材側上下方向位置決め凹部３４の上面壁３４ａ及び下面壁３４ｃとの間の底面３４ｄは、平面に形成される。この底面３４ｄは、軌道レール１の長手方向と直交する平面内に位置する。

　図６中（Ｂ）に示すように、エンドプレート５の中間プレート４側には、その一対の脚部それぞれに中間プレート４の方向転換路内周側構成部２０に対応する方向転換路用凹部３６が形成される。方向転換路用凹部３６には、無負荷戻し路１３と負荷ボール転走溝１２とを接続するＵ字状の方向転換路の外周側３７が形成される。一対の方向転換路用凹部３６の左右方向の最も外側の壁面３８（方向転換路の外周側３７を挟んで上側の壁面３８ｂと下側の壁面３８ａとに分けられる）は、円筒の一部をなす曲面に形成される。円筒の曲率半径は方向転換路の中心線の曲率半径にほぼ等しい。図６中（Ｃ）の正面図に示すように、方向転換路用凹部３６は、左右方向に脚部５ｂの途中から内側の側面３９まで到る。一対の脚部５ｂの内側の側面３９それぞれには、軌道レール１のボール転走溝１０を転がるボール３を方向転換路内に掬い上げるための掬上げ部４０が形成される。図６中（Ｂ）に示すように、方向転換路用凹部３６の深さは、蓋部材側上下方向位置決め凹部３４の深さよりも浅い。方向転換路用凹部３６の底面３６ｄは、軌道レール１の長手方向と直交する平面内に位置する。

　図６（Ｂ）に示すように、エンドプレート５の下面側には、方向転換路内周側構成部２０の下面２０ｃ（図７参照）を覆うための壁部は形成されていない。図７に示すように、もしエンドプレート５に方向転換路内周側構成部２０の下面２０ｃを覆う壁部４２を設けると、壁部４２の厚さｔの分だけエンドプレート５の小型化が図れなくなり、壁部４２の強度も確保できないからである。中間プレート４の方向転換路内周側構成部２０の下面を露出させることにより、エンドプレート５の小型化が図れ、エンドプレート５の強度を確保できる。

　図８は、方向転換路内周側構成部２０及方向転換路用凹部３６の底面図を示す。この図に示すように、方向転換路内周側構成部２０の下面２０ｃが露出する。また、方向転換路内周側構成部２０の頂面２０ｄ（図５（Ｂ）参照）及び方向転換路用凹部３６の底面３６ｄ（図６（Ｃ）参照）は、方向転換路の中心線に沿った円筒面ではなく、平面に形成される。これは、エンドプレート５の強度を確保するためである。図８中の二点鎖線は方向転換路の中心線を示す。もし、方向転換路の中心線に沿って方向転換路の内周側（中間プレート４側）と方向転換路の外周側（エンドプレート５側）とに分割すると、エンドプレート５側の肉厚が薄くなる（図１１の二点鎖線参照）。エンドプレート５の肉厚が薄くなると、エンドプレート５に方向転換路内周側構成部２０の下面を覆う壁部４２を設けていないことと相俟って、エンドプレート５の掬上げ部４０の強度が弱くなる。掬上げ部４０の強度が弱くなると、ボール３が掬上げ部４０に衝突したとき、掬上げ部４０が開く方向に変形し、ボール３が脱落するおそれがある。この問題を解決するために、方向転換路内周側構成部２０の頂面２０ｄ及び方向転換路用凹部３６の底面３６ｄは平面に形成される。

　また、方向転換路内周側構成部２０の頂面２０ｄ及び方向転換路用凹部３６の底面３６ｄを平面に形成することで、中間プレート４に対してエンドプレート５を軌道レール１の長手方向に位置決めするのが容易になる。方向転換路の中心線で方向転換路の内周側（中間プレート４側）と方向転換路の外周側（エンドプレート５側）とに分割されていると、中間プレート４とエンドプレート５とを合わせても寸法交差の関係から、これらの間に僅かなクリアランスが発生し易い。分割面を平面に形成することで、クリアランスが発生しにくくすることができる。

　図１に示すように、ブロック本体８の負荷ボール転走溝１２、無負荷戻し路１３、及びＵ字状の方向転換路から構成されるサーキット状のボール循環路には、転動体として多数のボール３が配列される。ボール３の径は小さいものでは１ｍｍ未満になる。

　図９に示すように、ブロック本体８と中間プレート４との位置決めは、中間プレート４のリング状のボス２４がブロック本体８のボス用凹部１５に嵌まることによって行われる。ボス２４がブロック本体８のボス用凹部１５に嵌まると、ボス２４の外周面（図中斜線Ａ１で示す部分）がボス用凹部１５の内周面（図中斜線Ａ２で示す部分）に接触する。ボス２４及びボス用凹部１５はそれぞれ二つずつ設けられているので、ブロック本体８に対して中間プレート４を上下方向及び左右方向に位置決めすることができる。

　このように、中間プレート４の通し孔２２の周囲のリング状のボス２４を利用して、ブロック本体８に対して中間プレート４を位置決めすることにより、ボール３の径がねじの径よりも小さくなる超小型の運動案内装置においても、大きな径のボス２４を確保することができる。このため、中間プレート４のボス２４を形成するにあたり、ボス２４の径を管理し易くなると共に、ブロック本体８に対して中間プレート４をしっかりと位置決めすることが可能になる。

　図１０に示すように、中間プレート４のボス２４の外周面２４ａはテーパに形成され、ブロック本体８のボス用凹部１５の内周面１５ａもテーパに形成される。これらをテーパに形成することで、組み立て性を向上することができ、より正確な位置決めが可能になる。

　図１１に示すように、中間プレート４に対するエンドプレート５の左右方向の位置決めは、中間プレート４の一対の方向転換路内周側構成部２０がエンドプレート５の一対の方向転換路用凹部３６に嵌まることによって行われる。一対の方向転換路内周側構成部２０が一対の方向転換路用凹部３６に嵌まると、中間プレート４の一対の方向転換路内周側構成部２０の左右方向の最も外側の側面２９（図中斜線Ａ３で示す）がエンドプレート５の一対の方向転換路用凹部３６の左右方向の最も外側の壁面３８（図中斜線Ａ４で示す）に接触する。中間プレート４に対するエンドプレート５の左右方向の移動が、側面２９及び壁面３８によって制限されるので、中間プレート４に対してエンドプレート５を左右方向に位置決めすることができる。

　このように、ボール３を循環させるために必須な構成部品である方向転換路内周側構成部２０を利用して中間プレート４及びエンドプレート５を左右方向に位置決めするので、中間プレート４及びエンドプレート５の小型化を図った上で中間プレート４及びエンドプレート５の位置決めが可能になる。

　ここで、中間プレート４の一対の方向転換路内周側構成部２０、及びエンドプレート５の一対の方向転換路用凹部３６は、中間プレート４に対してエンドプレート５を左右方向にのみ位置決めする。すなわち左右方向には位置決めするが、上下方向には位置決めしない。上下方向の位置決めをしないことにより、エンドプレート５に、方向転換路内周側構成部２０の下面２０ｃ（図７参照）や上面に接触する壁部４２を形成しなくて済み、エンドプレート５の小型化が図れる。

　また、中間プレート４の一対の方向転換路内周側構成部２０の側面２９、及びエンドプレート５の一対の方向転換路用凹部３６の壁面３８を円筒の一部をなす曲面に形成することにより、位置を決めながらも組み立て時において位置を微調整することができるようになる。

　中間プレート４に対するエンドプレート５の上下方向の位置決めは、中間プレート４の上下方向位置決め凸部２６がエンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４に嵌まることによって行われる。上下方向位置決め凸部２６が蓋部材側上下方向位置決め凹部３４に嵌まると、上下方向位置決め凸部２６の上面２６ａ（図中斜線Ａ５で示す部位）及び下面２６ｃが、蓋部材側上下方向位置決め凹部３４の上面壁３４ａ（図中斜線Ａ６で示す部位）及び下面壁３４ｃに接触する。中間プレート４に対するエンドプレート５の上下方向の移動は、これらの上面２６ａ及び下面２６ｃ、上面壁３４ａ及び下面壁３４ｃによって制限されるので、中間プレート４に対してエンドプレート５を上下方向に位置決めすることができる。

　ここで、中間プレート４の上下方向位置決め凸部２６及びエンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４は、中間プレート４に対してエンドプレート５を上下方向にのみ位置決めする。エンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４の両側には通し孔３２（図６（Ｂ）参照）があるので、中間プレート４に対してエンドプレート５を左右方向に位置決めすることはできない。これにより、左右方向に二重に位置決めするのを防止することができる。

　図１２は、ブロック本体８に中間プレート４及びエンドプレート５を位置決めした後、締結部材としてのねじ９でこれらをブロック本体８に締結させた状態を示す。ねじ９をブロック本体８に締結するとき、中間プレート４の上下方向位置決め凸部２６のエンドプレート５側の頂面２６ｄが、エンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４の底面３４ｄに接触する。ねじ９の締結力は、中間プレート４の上下方向位置決め凸部２６及びエンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４を介してブロック本体８に伝えられる。

　このように、中間プレート４の上下方向位置決め凸部２６及びエンドプレート５の蓋部材側上下方向位置決め凹部３４は、ねじ９の座面としての機能をも持つ。本来必要な機能を持つ部分に位置決めの機能も持たせることにより、位置決め専用のボスを設ける必要がなくなり、中間プレート４及びエンドプレート５の小型化を図ることができる。

　なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまに変更可能である。例えば、上記実施形態では、中間プレートに対してエンドプレートを上下方向に位置決めするので、中間プレートに上下方向位置決め凸部を形成し、エンドプレートに上下方向位置決め凸部に嵌まる蓋部材側上下方向位置決め凹部を形成している。しかし、凹凸の関係は逆でもよく、中間プレートに上下方向位置決め凹部を形成し、エンドプレートに蓋部材側上下方向位置決め凸部を形成してもよい。

　小型の運動案内装置が使用される用途としては、省スペース、省エネルギーと共に精度の高い運動を求められる機械及びこれらの周辺機器である。例えば、遠隔手術用ロボット等の医療機器、小型センサー等の計測機器、電動グリッパー等の小型精密機器、三次元モデル作成マシンが挙げられる。産業機械のみならず、家庭用ミシン等の家電機器にも使用できる。運動案内装置単体での使用だけでなく、小型のリニアモータと組み合わせることで、マイクロアクチュエータとして使用することもできる。

　１…軌道レール，３…ボール（転動体），４…中間プレート，５…エンドプレート（蓋部材），８…ブロック本体（移動部材本体），９…ねじ（締結部材），１０…ボール転走溝（転動体転走部），１２…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部），１３…無負荷戻し路，１５…ボス用凹部，２０…方向転換路内周側構成部，２２…中間プレートの通し孔，２４…リング状のボス，２６…上下方向位置決め凸部，２７…方向転換路の内周側，２９…中間プレートの一対の方向転換路内周側構成部の左右方向の最も外側の側面，３２…エンドプレートの通し孔，３４…蓋部材側上下方向位置決め凹部，３６…方向転換路用凹部，３７…方向転換路の外周側，３８…エンドプレートの一対の方向転換路用凹部の左右方向の最も外側の壁面

Claims

　長手方向に伸びる転動体転走部を有する軌道レールと、
　前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と平行に伸びる無負荷戻し路を有する移動部材本体と、
　前記移動部材本体に取り付けられ、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し路を接続する方向転換路の外周側が形成される蓋部材と、
　前記蓋部材と前記移動部材本体との間に挟まれ、前記方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部を有する中間プレートと、
　前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部、前記無負荷戻し路、及び前記方向転換路から構成される転動体循環路に配列される複数の転動体と、を備え、
　前記軌道レールの底面を水平面に配置した状態において、前記移動部材本体、前記中間プレート、及び前記蓋部材のそれぞれが、前記軌道レールの上面に対向する中央部、及び前記軌道レールの左右の側面に対向する一対の脚部を有する運動案内装置において、
　前記中間プレートの脚部に前記方向転換路内周側構成部が設けられると共に、前記蓋部材の脚部に、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の下面を前記蓋部材によって覆うことなく露出させた状態で、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部に嵌められる方向転換路用凹部が設けられ、
　前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部が前記蓋部材の前記方向転換路用凹部に嵌まることによって、前記軌道レールの長手方向からみて、前記中間プレートに対して前記蓋部材が左右方向に位置決めされ、
　前記中間プレートに前記蓋部材に向かって突出する上下方向位置決め凸部又は上下方向位置決め凹部が設けられると共に、前記蓋部材に前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部に嵌められる蓋部材側上下方向位置決め凹部、又は前記中間プレートの前記上下方向位置決め凹部に嵌められる蓋部材側上下方向位置決め凸部が設けられ、
　前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部又は前記上下方向位置決め凹部が、前記蓋部材の前記蓋部材側上下方向位置決め凹部又は前記蓋部材側上下方向位置決め凸部に嵌まることによって、前記軌道レールの長手方向からみて、前記中間プレートに対して前記蓋部材が上下方向に位置決めされる運動案内装置。
　前記中間プレートの前記一対の脚部それぞれに前記方向転換路内周側構成部が設けられ、
　前記蓋部材の前記一対の脚部それぞれに、前記方向転換路用凹部が設けられ、
　前記中間プレートの前記一対の方向転換路内周側構成部の左右方向の最も外側の側面、及び前記蓋部材の前記一対の方向転換路用凹部の左右方向の最も外側の壁面によって、前記中間プレートに対して前記蓋部材が左右方向に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
　前記一対の方向転換路内周側構成部の左右方向の最も外側の側面、及び前記蓋部材の前記一対の方向転換路用凹部の左右方向の最も外側の壁面は、円筒の一部をなす曲面に形成されることを特徴とする請求項２に記載の運動案内装置。
　前記中間プレート及び前記蓋部材それぞれの前記中央部の左右方向の両側には、前記移動部材本体に締結される締結部材が挿入される一対の通し孔が空けられ、
　前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部又は前記上下方向位置決め凹部は、前記中間プレートの前記中央部の前記一対の通し孔の間に形成され、
　前記蓋部材の前記蓋部材側上下方向位置決め凹部又は前記蓋部材側上下方向位置決め凸部は、前記蓋部材の前記中央部の前記一対の通し孔の間に形成され、
　前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部又は前記上下方向位置決め凹部の上面及び下面、並びに前記蓋部材の前記蓋部材側上下方向位置決め凹部又は前記蓋部材側上下方向位置決め凸部の上面壁及び下面壁によって、前記中間プレートに対して前記蓋部材が上下方向に位置決めされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の運動案内装置。
　前記中間プレートに、前記上下方向位置決め凸部が設けられ、
　前記蓋部材に、前記蓋部材側上下方向位置決め凹部が設けられることを特徴とする請求項４に記載の運動案内装置。
　前記締結部材を前記移動部材本体に締結するとき、前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部の前記蓋部材側の頂面が、前記蓋部材の前記蓋部材側上下方向位置決め凹部の底面に接触し、前記締結部材の締結力が前記中間プレートの前記上下方向位置決め凸部及び前記蓋部材の前記蓋部材側上下方向位置決め凹部を介して前記移動部材本体に伝わることを特徴とする請求項５に記載の運動案内装置。
　前記中間プレート及び前記蓋部材には、前記移動部材本体に締結される締結部材が挿入される通し孔が空けられ、
　前記中間プレートの前記通し孔の周囲には、前記移動部材本体に向かって突出するリング状のボスが形成され、
　前記締結部材が締結される前記移動部材本体のねじ孔の周囲には、前記ボスが嵌まるリング状のボス用凹部が形成され、
　前記中間プレートの前記ボスが前記移動部材本体の前記ボス用凹部に嵌まることによって、前記移動部材本体に対して前記中間プレートが位置決めされることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運動案内装置。
　前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の、前記蓋部材側の頂面が平面に形成され、
　前記蓋部材の前記方向転換路用凹部の、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の前記頂面に接触する底面が平面に形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の運動案内装置。
　長手方向に伸びる転動体転走部を有する軌道レールと、
　前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と平行に伸びる無負荷戻し路を有する移動部材本体と、
　前記移動部材本体に取り付けられ、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し路を接続する方向転換路の外周側が形成される蓋部材と、
　前記蓋部材と前記移動部材本体との間に挟まれ、前記方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部を有する中間プレートと、
　前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部、前記無負荷戻し路、及び前記方向転換路から構成される転動体循環路に配列される複数の転動体と、を備える運動案内装置において、
　前記中間プレート及び前記蓋部材には、前記移動部材本体に締結される締結部材が挿入される通し孔が空けられ、
　前記中間プレートの前記通し孔の周囲には、前記移動部材本体に向かって突出するリング状のボスが形成され、
　前記締結部材が締結される前記移動部材本体のねじ孔の周囲には、前記ボスが嵌まるリング状のボス用凹部が形成され、
　前記中間プレートの前記ボスが前記移動部材本体の前記ボス用凹部に嵌まることによって、前記移動部材本体に対して前記中間プレートが位置決めされる運動案内装置。
　長手方向に伸びる転動体転走部を有する軌道レールと、
　前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と平行に伸びる無負荷戻し路を有する移動部材本体と、
　前記移動部材本体に取り付けられ、前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し路を接続する方向転換路の外周側が形成される蓋部材と、
　前記蓋部材と前記移動部材本体との間に挟まれ、前記方向転換路の内周側が形成される方向転換路内周側構成部を有する中間プレートと、
　前記移動部材本体の前記負荷転動体転走部、前記無負荷戻し路、及び前記方向転換路から構成される転動体循環路に配列される複数の転動体と、を備え、
　前記軌道レールの底面を水平面に配置した状態において、前記移動部材本体、前記中間プレート、及び前記蓋部材のそれぞれが、前記軌道レールの上面に対向する中央部、及び前記軌道レールの左右の側面に対向する一対の脚部を有する運動案内装置において、
　前記中間プレートの脚部に前記方向転換路内周側構成部が設けられると共に、前記蓋部材の脚部に、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の下面を前記蓋部材によって覆うことなく露出させた状態で、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部に嵌められる方向転換路用凹部が設けられる運動案内装置。
　前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の、前記蓋部材側の頂面が平面に形成され、
　前記蓋部材の前記方向転換路用凹部の、前記中間プレートの前記方向転換路内周側構成部の前記頂面に接触する底面が平面に形成される請求項１０に記載の運動案内装置。