WO2018079588A1 - 運動案内装置及び搬送装置 - Google Patents

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track body
track
guide device
motion guide
straight line
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English (en)
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慎史 青木
武志 島村
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Thk株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/045Ball or roller bearings having rolling elements journaled in one of the moving parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00Other railway systems
    • B61B13/04Monorail systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00Electric locomotives or railcars

Definitions

  • the present invention relates to a motion guide device and a transport device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-208692 filed in Japan on October 25, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 listed below includes a vertical axis and a bearing that moves along the vertical axis.
  • An axial motion bearing is disclosed.
  • a bearing moving body
  • a vertical axis tilting body
  • a ball bearing rotating body mounted on the bearing is mounted on the raceway surface. It is the structure which contacts and combines.
  • the above-described conventional motion guide device has a configuration in which a rotating body contacts and rolls on the upper surface and side surfaces of a track body. According to this configuration, the moving body can be moved linearly along the track body.
  • the track body includes a curved portion, it is difficult to move the moving body along the curved portion.
  • the path length is different between the inner track of the rotating body that contacts the upper surface of the track body and the outer track of the rotating body that contacts the side surface of the track body. This is because there is a possibility. In such a case, it is necessary to add a rotating mechanism or the like for adjusting the position of the rotating body, but there is a problem that the number of parts increases and the running noise increases.
  • the present invention provides a motion guide device and a transport device that have a simple configuration and that can be smoothly operated with a small traveling sound even when the track body includes a curved portion.
  • the motion guide device includes a track body and a moving body provided so as to be movable along the track body.
  • the track body includes a groove portion formed along the longitudinal direction of the track body, and a plurality of rolling surfaces formed inside and outside the groove portion.
  • the moving body has a plurality of rotating bodies that roll on the plurality of rolling surfaces. The respective contact points at which the plurality of rotating bodies come into contact with the plurality of rolling surfaces are arranged on the same straight line in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body.
  • At least one of the plurality of rolling surfaces may be an inclined surface inclined with respect to the straight line on which the contact points are arranged.
  • the peripheral surface of the rotating body that contacts the inclined surface may be formed in an arc shape.
  • the remaining portions of the plurality of rolling surfaces that are not the inclined surfaces may be flat surfaces along the straight line where the contact points are arranged.
  • the plurality of rotating bodies may be provided in double rows at intervals in the front-rear direction of the moving body along the longitudinal direction of the track body.
  • the track body may have a curved portion that curves in a direction perpendicular to the straight line where the contact points are arranged.
  • the transport device includes a track body, a motion guide device including a movable body provided movably along the track body, and the movement along the track body.
  • This transport apparatus may include the motion guide device according to any one of the first to fifth aspects of the present invention as the motion guide device.
  • the motion guide device and the transport device described above even if the track body includes a curved portion, it is possible to perform a smooth operation with a simple configuration and a small traveling sound of the mobile body.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the exercise
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. It is sectional drawing which shows the exercise
  • FIG. 1 is a perspective view showing a motion guide apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the motion guide device 1 includes a track body 10 and a moving body 20 that moves along the track body 10.
  • the track body 10 includes a linear portion 11 that extends linearly, and a curved portion 12 that is connected to the linear portion 11 and curves with a predetermined curvature.
  • the moving body 20 is a straight-curved guide that moves between the linear portion 11 and the curved portion 12.
  • the moving body 20 has a plurality of rotating bodies 30 that roll on the surface of the track body 10.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a region A shown in FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the moving body 20 including a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom view of the moving body 20 according to the first embodiment of the present invention.
  • the track body 10 includes a groove portion 13 formed along the longitudinal direction of the track body 10 and a plurality of rolling surfaces 14 (inner rolling surfaces) formed inside and outside so as to sandwich the groove portion 13. 14A and outer rolling surface 14B).
  • the track body 10 has a substantially plate-like shape having a predetermined thickness.
  • a groove 13 is formed at the center of the track body 10 in the width direction (left and right direction in FIG. 3).
  • the groove 13 has a trapezoidal shape in which the upper base is larger than the lower base in the cross-sectional view shown in FIG.
  • the bottom part 13a of the groove part 13 is formed in a planar shape.
  • a pair of side wall portions 13b are provided at both side edges of the bottom portion 13a so as to incline in directions away from each other.
  • a of inner side rolling surfaces are formed in each inner wall surface of a pair of side wall part 13b.
  • the outer side rolling surface 14B is formed in each outer wall surface of a pair of side wall part 13b. That is, in the track body 10 of the present embodiment, two inner rolling surfaces 14A on the inner side of the groove portion 13 and two outer rolling surfaces 14B on the outer side of the groove portion 13 so as to sandwich the groove portion 132, a total of four rolling surfaces.
  • a surface 14 is formed.
  • the inner rolling surface 14A and the outer rolling surface 14B formed on the front and back surfaces of the side wall portion 13b are parallel to each other and are inclined surfaces inclined with respect to the bottom portion 13a.
  • the moving body 20 includes a moving block 21 and a plurality of rotating bodies 30 that are rotatably supported on the inner surface 21 a side of the moving block 21.
  • a mounting hole 22 is formed in the flat portion of the outer surface 21 b of the moving block 21.
  • a guide object of the motion guide device 1 is attached to the attachment hole 22.
  • the guidance object may be a cover that covers the outside of the moving block 21.
  • an attachment surface 23 of the rotating body 30 is formed on the outer surface 21b of the moving block 21.
  • the mounting surface 23 is formed to be inclined obliquely downward with respect to the flat portion of the outer surface 21b.
  • a through hole (not shown) that communicates with the inner surface 21 a side of the moving block 21 is formed in the mounting surface 23.
  • a rotating shaft 32 of the rotating body 30 is inserted into the through hole. The rotary shaft 32 is fastened and fixed to the moving block 21 by screwing a nut 33 into an end portion protruding to the mounting surface 23 side.
  • the rotating shaft 32 supports the roller portion 31 of the rotating body 30 on the inner surface 21 a side of the moving block 21.
  • the roller unit 31 rotates about the rotation shaft 32.
  • the circumferential surface 31 a of the roller portion 31 is in contact with the rolling surface 14 formed on the track body 10.
  • a cam follower in which a needle bearing or the like is incorporated between the roller portion 31 and the rotating shaft 32 can be suitably employed.
  • the rotating body 30 that rolls on the inner rolling surface 14A is referred to as a first rotating body 30A.
  • the rotating body 30 that rolls on the outer rolling surface 14B is referred to as a second rotating body 30B.
  • the respective contacts 40 with which the plurality of rotating bodies 30 come into contact with the plurality of rolling surfaces 14 are arranged on the same straight line L in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10.
  • the straight line L is a straight line extending in the width direction of the track body 10.
  • a second contact point 40B with 14B is arranged on the same straight line L.
  • the first rotating body 30A and the second rotating body 30B are positioned so as not to face each other across the side wall portion 13b (track body 10) in order to arrange the first contact 40A and the second contact 40B on the same straight line L. It is related.
  • the plurality of rotating bodies 30 have the same configuration, and the first rotating body 30A and the second rotating body 30B are connected to the side wall portion 13b by adding a step 23a to the mounting surface 23 of the moving block 21.
  • the positional relationship is such that they are not directly facing each other. If the rotating body 30 having a different length of the rotating shaft 32 is used, the step 23 a may not be formed on the mounting surface 23. Further, an escape groove 24 is formed on the inner surface 21a of the moving block 21 to avoid contact with the tip of the side wall portion 13b.
  • At least one (all in this embodiment) of the plurality of rolling surfaces 14 is an inclined surface inclined with respect to the straight line L in which the contacts 40 are arranged as shown in FIG.
  • the peripheral surface 31a of the rotating body 30 (all in this embodiment) that contacts the inclined surface is formed in an arc shape.
  • the cross-sectional outline shape in the peripheral surface 31a of the cross section along the rotation center line of the roller part 31 is formed in circular arc shape. That is, the first rotating body 30A is in contact with the inner rolling surface 14A at one point, and the second rotating body 30B is also in contact with the outer rolling surface 14B at one point.
  • the four rotating bodies 30 described above are provided in double rows (two rows in this embodiment) at intervals in the front-rear direction of the moving body 20 along the longitudinal direction of the track body 10. .
  • a rotating body group composed of four rotating bodies 30 (two each of the first rotating body 30A and the second rotating body 30B) in which the contacts 40 are arranged on the straight line L shown in FIG. 50A and 50B are respectively arranged.
  • the distance between the rotating body groups 50 ⁇ / b> A and 50 ⁇ / b> B affects the range that can correspond to the curvature of the curved portion 12 of the track body 10, and is preferably closer.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the motion guide apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the moving body 20 moves along the track body 10.
  • the track body 10 includes a straight portion 11 and a curved portion 12, and the moving body 20 moves between the straight portion 11 and the curved portion 12.
  • the track body 10 includes a groove portion 13 formed along the longitudinal direction of the track body 10 and a plurality of rolling surfaces 14 formed inside and outside the groove portion 13.
  • the moving body 20 includes a plurality of rotating bodies 30 that roll on the plurality of rolling surfaces 14, and the contact points 40 at which the plurality of rotating bodies 30 contact the plurality of rolling surfaces 14 are the track bodies 10.
  • the curved portion 12 of the track body 10 is curved in a direction perpendicular to the straight line L on which the contacts 40 are arranged.
  • the moving body 20 can move from the straight portion 11 to the curved portion 12 without rattling, and can smoothly move the curved portion 12. That is, as shown in FIG. 3, the first contact point 40 ⁇ / b> A between the first rotating body 30 ⁇ / b> A and the inner rolling surface 14 ⁇ / b> A that are in contact with each other inside the groove portion 13, and the second rotating body 30 ⁇ / b> B that is in contact with each other outside the groove portion 13.
  • the second contact point 40B with the outer rolling surface 14B eliminates the difference between the inner and outer circumferences of the curved portion 12, so that the first rotating body 30A and the second rotating body 30B move not only in the straight portion 11 but also in the curved portion 12.
  • the length is the same, and no play or over-preload occurs.
  • since there are no movable parts such as the rotation mechanism described in the above-described conventional technology the number of parts is small, and the traveling sound is also reduced.
  • each contact point 40 where the plurality of rotating bodies 30 contact the plurality of rolling surfaces 14 is the same straight line in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10. Since it is arranged on L, as shown in FIG. 6A, the moving body 20 can move smoothly even in a curved portion 12 a where the curvature changes like a clothoid curve. Moreover, as shown to FIG. 6B, even if it is a case where the curvature radius of the curved part 12 differs by R1 and R2, the mobile body 20 can move smoothly.
  • the same moving body 20 can cope with the curved portion 13 in a certain range. Furthermore, as shown in FIG. 6C, the moving body 20 can move smoothly even when there is a second curved portion 12B that curves in the opposite direction to the first curved portion 12A.
  • the plurality of rolling surfaces 14 are inclined surfaces inclined with respect to the straight line L in which the contacts 40 are arranged.
  • the moving body 20 can be positioned in the width direction (left-right direction) and the thickness direction (up-down direction) of the track body 10 with a small number of rotating bodies 30 installed. It becomes. That is, if the rotating body 30 is brought into contact with the inclined rolling surface 14, positioning in two directions, the vertical direction and the horizontal direction, can be performed. Further, if the cylindrical rotating body 30 is brought into contact with the inclined rolling surface 14, line contact occurs and an inner and outer circumference difference occurs. For this reason, in this embodiment, the peripheral surface 31a of the rotary body 30 which contacts the said inclined surface is formed in circular arc shape, and is made to contact at one point.
  • the plurality of rotating bodies 30 are provided in two rows at intervals in the front-rear direction of the moving body 20 along the longitudinal direction of the track body 10. According to this configuration, traveling stability of the moving body 20 can be improved.
  • the rotary body 30 may be 3 rows or 4 rows.
  • the motion guide apparatus 1 includes the track body 10 and the movable body 20 provided so as to be movable along the track body 10. It has the groove part 13 formed along the longitudinal direction of the track body 10, and the some rolling surface 14 formed in the inside and outside of the groove part 13. As shown in FIG.
  • the moving body 20 has a plurality of rotating bodies 30 that roll on the plurality of rolling surfaces 14.
  • the respective contact points 40 at which the plurality of rotating bodies 30 come into contact with the plurality of rolling surfaces 14 are arranged on the same straight line L in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10.
  • FIG. 7 is a side view showing the transport apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • the transport device 100 includes a motion guide device 1 ⁇ / b> A and a drive device 101.
  • the motion guide apparatus 1A includes a track body 10A and a moving body 20A provided so as to be movable along the track body 10A.
  • the driving device 101 moves the moving body 20 along the track body 10.
  • the driving device 101 is a linear motor device having a main body 103 provided with a plurality of coils 102 and a magnet 104 (see FIG. 8) provided on the moving body 20.
  • the coils 102 are provided on both side surfaces of the main body 103, and are disposed along the track body 10A as shown in FIG.
  • the shape of the track body 10A is not limited to this shape, and may be, for example, a track shape (oval shape).
  • the coil 102 may be arranged in a track shape inside the track body 10A.
  • the magnet 104 is attached to the moving block 21 and faces the coil 102.
  • the moving block 21 is attached to the tip of a magnet attachment portion 25 extending toward the main body portion 103.
  • the magnet mounting portion 25 may be formed integrally with the moving block 21 or may be configured to be mounted on the moving block 21 as a separate part.
  • a fixing hole 105 for fixing the track body 10A is formed in the main body 103.
  • 10 A of track bodies of 2nd Embodiment are formed thicker than the track body 10 of 1st Embodiment shown in FIG.
  • An insertion hole 17 into which the bolt 16 is inserted is formed in the bottom portion 13a of the track body 10A.
  • the bolt 16 is screwed into the fixing hole 105 through the insertion hole 17 to fix the track body 10 ⁇ / b> A to the main body 103.
  • a counterbore is formed in the insertion hole 17, and the head portion of the bolt 16 is disposed below the lower bottom of the groove portion 13.
  • the drive device 101 configured as described above generates a magnetic field that causes a current to flow through the plurality of coils 102 and generates a thrust force on the moving body 20.
  • the moving body 20 moves along the track body 10A by an attractive force or a repulsive force generated between the coil 102 and the magnet 104 by the magnetic field.
  • the respective contact points 40 where the plurality of rotating bodies 30 contact the plurality of rolling surfaces 14 are in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10, Since it arrange
  • the present invention can adopt other forms as shown in FIGS.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a motion guide apparatus 1B according to another embodiment of the present invention.
  • the outer rolling surface 14 ⁇ / b> B formed on the outer side of the groove 13 is a plane along the straight line L.
  • the track body 10B has a pair of flange portions 13c extending from the tips of the pair of side wall portions 13b to both sides in the width direction.
  • the outer rolling surface 14B is formed on each lower surface of the pair of flanges 13c.
  • the moving body 20B supports the second rotating body 30B rolling on the outer rolling surface 14B in the horizontal direction.
  • the contact points 40 where the plurality of rotating bodies 30 contact the plurality of rolling surfaces 14 are arranged on the same straight line L in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10.
  • the moving sound of the moving body 20 is small and a smooth operation is possible.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a motion guide apparatus 1C according to another embodiment of the present invention.
  • an inner rolling surface 14 ⁇ / b> A formed on the inner side of the groove portion 13 is formed on the bottom portion 13 a.
  • the inner rolling surface 14A is a plane along the straight line L.
  • the moving body 20C supports the first rotating body 30A rolling on the inner rolling surface 14A in the horizontal direction.
  • the track body 10C has three rolling surfaces 14 in total, one inner rolling surface 14A and two outer rolling surfaces 14B.
  • the moving body 20C also has a total of three rotating bodies 30, one first rotating body 30A and two outer rolling surfaces 14B.
  • the contact points 40 where the plurality of rotating bodies 30 contact the plurality of rolling surfaces 14 are arranged on the same straight line L in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the track body 10.
  • the moving sound of the moving body 20 is small and a smooth operation is possible.
  • the circumferential surface of the rotating body 30 that contacts the plane may be cylindrical. Good. This is because when the rolling surface 14 is a flat surface, even if the rotating body 30 is formed in a cylindrical shape, no difference between the inner and outer circumferences occurs. Moreover, if the rotary body 30 is cylindrical, since the area
  • the motion guide device and the transport device described above even when the track body includes a curved portion, a smooth operation with a simple configuration and a small traveling sound of the mobile body is possible.

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Abstract

軌道体(10)と、軌道体(10)に沿って移動自在に設けられた移動体(20)と、を有する運動案内装置(1)であって、軌道体(10)は、軌道体(10)の長手方向に沿って形成された溝部(13)と、溝部(13)の内外に形成された複数の転走面(14)と、を有する。移動体(20)は、複数の転走面(14)を転走する複数の回転体(30)を有し、複数の回転体(30)が複数の転走面(14)に接触するそれぞれの接点(40)が、軌道体(10)の長手方向と直交する断面において、同一直線(L)上に配置されている、という構成を採用する。

Description

運動案内装置及び搬送装置
 本発明は、運動案内装置及び搬送装置に関するものである。
 本願は、2016年10月25日に、日本に出願された特願2016-208692号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 軌道体と、該軌道体に沿って移動自在に設けられた移動体と、を有する運動案内装置の一例として、下記特許文献1には、縦軸と、該縦軸に沿って移動する軸受と、を有する軸方向運動軸受が開示されている。
 この軸方向運動軸受は、V案内の軌道面(転走面)よりなる縦軸(軌道体)に軸受(移動体)を装架し、該軸受に装着したボールベアリング(回転体)を軌道面に当接して組み合わせてなる構成となっている。
実開昭63-168322号公報
 上記従来技術の運動案内装置は、軌道体の上面と側面に、回転体が接触して転走する構成となっている。この構成によれば、軌道体に沿って直線的に移動体を移動させることができるが、この軌道体に曲線部が含まれる場合、当該曲線部に沿って移動体を移動させることが難しい。曲線部では、軌道体の上面に接触する回転体の内周側軌道と、軌道体の側面に接触する回転体の外周側軌道で、経路長が異なるため、ガタの発生や、過予圧が発生する可能性があるためである。このような場合、回転体の位置を調整する回転機構等を追加する必要があるが、部品点数の増加し、走行音が大きくなる、という問題があった。
 本発明は、軌道体に曲線部が含まれている場合であっても、簡易的な構成で且つ移動体の走行音が小さく滑らかな動作が可能な運動案内装置及び搬送装置を提供する。
 本発明の第一の態様によれば、運動案内装置は、軌道体と、前記軌道体に沿って移動自在に設けられた移動体とを有する。前記軌道体は、前記軌道体の長手方向に沿って形成された溝部と、前記溝部の内外に形成された複数の転走面と、を有する。前記移動体は、前記複数の転走面を転走する複数の回転体を有する。前記複数の回転体が前記複数の転走面に接触するそれぞれの接点が、前記軌道体の長手方向と直交する断面において、同一直線上に配置されている。
 本発明の第二の態様によれば、前記複数の転走面の少なくとも1つは、前記接点が並んだ前記直線に対して傾いた傾斜面となっていてもよい。前記傾斜面に接触する前記回転体の周面は、円弧状に形成されていてもよい。
 本発明の第三の態様によれば、前記傾斜面でない前記複数の転走面の残部は、前記接点が並んだ前記直線に沿う平面となっていてもよい。
 本発明の第四の態様によれば、前記複数の回転体は、前記軌道体の長手方向に沿う前記移動体の前後方向において間隔をあけて複列で設けられていてもよい。
 本発明の第五の態様によれば、前記軌道体は、前記接点が並んだ前記直線と直交する方向に湾曲する曲線部を有していてもよい。
 本発明の第六の態様によれば、搬送装置は、軌道体と、前記軌道体に沿って移動自在に設けられた移動体と、を有する運動案内装置と、前記軌道体に沿って前記移動体を移動させる駆動装置と、を備える。この搬送装置は、前記運動案内装置として、本発明の第一の態様から第五の態様のいずれかの態様に係る運動案内装置を備えてもよい。
 上記した運動案内装置及び搬送装置によれば、軌道体に曲線部が含まれている場合であっても、簡易的な構成で且つ移動体の走行音が小さく滑らかな動作が可能となる。
本発明の第1実施形態における運動案内装置を示す斜視図である。 図1に示す領域Aの拡大斜視図である。 本発明の第1実施形態における軌道体の長手方向と直交する断面を含む移動体の正面図である。 本発明の第1実施形態における移動体の底面図である。 本発明の第1実施形態における運動案内装置の動作を説明するための模式図である。 本発明の第1実施形態における運動案内装置の適用例を説明するための模式図である。 本発明の第1実施形態における運動案内装置の適用例を説明するための模式図である。 本発明の第1実施形態における運動案内装置の適用例を説明するための模式図である。 本発明の第2実施形態における搬送装置を示す側面図である。 図7における矢視B-B断面図である。 本発明の一別実施形態における運動案内装置を示す断面図である。 本発明の一別実施形態における運動案内装置を示す断面図である。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、省略した部分がある。
 [第1実施形態]
 図1は、本発明の第1実施形態における運動案内装置1を示す斜視図である。
 運動案内装置1は、図1に示すように、軌道体10と、軌道体10に沿って移動する移動体20と、を有する。軌道体10は、直線状に延びる直線部11と、直線部11と接続され所定の曲率で湾曲する曲線部12と、を有する。移動体20は、直線部11と曲線部12との間を移動する直曲ガイドである。移動体20は、軌道体10の表面を転走する複数の回転体30を有している。
 図2は、図1に示す領域Aの拡大斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態における軌道体10の長手方向と直交する断面を含む移動体20の正面図である。図4は、本発明の第1実施形態における移動体20の底面図である。
 図2に示すように、軌道体10は、軌道体10の長手方向に沿って形成された溝部13と、溝部13を挟むように内外に形成された複数の転走面14(内側転走面14A及び外側転走面14B)と、を有する。
 軌道体10は、図3に示すように、所定の厚みを有する略板状の形状を有する。軌道体10の幅方向(図3において紙面左右方向)の中央部に溝部13が形成されている。溝部13は、図3に示す断面視で、下底よりも上底の方が大きい台形形状であって、下底に対する左右の脚の底角が互いに等しい等脚台形形状に形成されている。溝部13の底部13aは、平面状に形成されている。この底部13aの両側端縁には、上方に向かうに従って互いに離間する方向に傾斜する一対の側壁部13bが設けられている。
 一対の側壁部13bのそれぞれの内壁面には、内側転走面14Aが形成されている。また、一対の側壁部13bのそれぞれの外壁面には、外側転走面14Bが形成されている。
 すなわち、本実施形態の軌道体10には、溝部132を挟むように、溝部13の内側に2つの内側転走面14A、溝部13の外側に2つの外側転走面14B、計4つの転走面14が形成されている。側壁部13bの表裏面に形成された内側転走面14A及び外側転走面14Bは、互いに平行であって、底部13aに対して傾斜した傾斜面となっている。
 移動体20は、図2に示すように、移動ブロック21と、移動ブロック21の内面21a側において回転自在に支持された複数の回転体30と、を有する。移動ブロック21の外面21bの平面部には、取付孔22が形成されている。取付孔22には、運動案内装置1の案内対象物が取り付けられる。なお、案内対象物は、移動ブロック21の外側を覆うカバー等であってもよい。
 また、移動ブロック21の外面21bには、回転体30の取付面23が形成されている。取付面23は、図3に示すように、外面21bの平面部に対して斜め下方に傾斜して形成されている。取付面23には、移動ブロック21の内面21a側に連通する図示しない貫通孔が形成されている。この貫通孔に回転体30の回転軸32が挿し込まれている。回転軸32は、取付面23側に突出した端部にナット33が螺合することで、移動ブロック21に締結固定される。
 回転軸32は、移動ブロック21の内面21a側において、回転体30のローラー部31を支持している。ローラー部31は、回転軸32を中心に回転する。ローラー部31の周面31aは、軌道体10に形成された転走面14に接触している。このような回転体30としては、例えば、ローラー部31と回転軸32との間にニードルベアリング等を組み込んだカムフォロア等を好適に採用することができる。
 回転体30は、4つの転走面14に対応して、4つ設けられている。なお、内側転走面14Aを転走する回転体30を、第1回転体30Aと称する。また、外側転走面14Bを転走する回転体30を、第2回転体30Bと称する。
 図3に示すように、複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40は、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されている。
 この直線Lは、軌道体10の幅方向に延びる直線である。
 具体的には、溝部13の内側で互い接触する第1回転体30Aと内側転走面14Aとの第1接点40Aと、溝部13の外側で互い接触する第2回転体30Bと外側転走面14Bとの第2接点40Bが、同一直線L上に配置されている。第1回転体30Aと第2回転体30Bは、第1接点40Aと第2接点40Bを同一直線L上に配置するために、側壁部13b(軌道体10)を挟んで正対しないような位置関係とされている。
 本実施形態では、複数の回転体30はそれぞれ同一の構成のものであり、移動ブロック21の取付面23に段差23aを付けることで、第1回転体30Aと第2回転体30Bを側壁部13bを挟んで正対させないような位置関係にしている。なお、回転軸32の長さが異なる回転体30を使用すれば、取付面23に段差23aを形成しなくてもよい。また、移動ブロック21の内面21aには、側壁部13bの先端との接触を回避する逃げ溝24が形成されている。
 複数の転走面14の少なくとも1つ(本実施形態では全て)は、図3に示すように、接点40が並んだ直線Lに対して傾いた傾斜面である。この傾斜面に接触する回転体30(本実施形態では全て)の周面31aは、円弧状に形成されている。詳しくは、ローラー部31の回転中心線に沿った断面の周面31aにおける断面輪郭形状が、円弧状に形成されている。すなわち、第1回転体30Aは、内側転走面14Aに対して一点で接触し、また、第2回転体30Bも、外側転走面14Bに対して一点で接触する。
 上述した4つの回転体30は、図4に示すように、軌道体10の長手方向に沿う移動体20の前後方向において間隔をあけて複列(本実施形態では2列)で設けられている。すなわち、移動体20の前後には、図3に示す直線L上に接点40が並んだ4つの回転体30(第1回転体30A及び第2回転体30Bが2つずつ)からなる回転体群50A,50Bがそれぞれ配置されている。回転体群50A,50Bの距離は、軌道体10の曲線部12の曲率に対応可能な範囲に影響するため、近い程好ましい。
 続いて、上記構成の運動案内装置1の動作について説明する。
 図5は、本発明の第1実施形態における運動案内装置1の動作を説明するための模式図である。
 図5に示すように、移動体20は、軌道体10に沿って移動する。軌道体10は、直線部11と曲線部12とを有しており、移動体20は、直線部11と曲線部12との間を移動する。直線部11と曲線部12の間には接続点15がある。
 ここで、軌道体10は、図3に示すように、軌道体10の長手方向に沿って形成された溝部13と、溝部13の内外に形成された複数の転走面14と、を有する。また、移動体20は、複数の転走面14を転走する複数の回転体30を有し、複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40が、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されている。さらに、軌道体10の曲線部12は、接点40が並んだ直線Lと直交する方向に湾曲している。
 この構成によれば、移動体20が、直線部11から曲線部12にガタつくことなく乗り移り、曲線部12を滑らかに移動することができる。すなわち、図3に示すように、溝部13の内側で互い接触する第1回転体30Aと内側転走面14Aとの第1接点40Aと、溝部13の外側で互い接触する第2回転体30Bと外側転走面14Bとの第2接点40Bは、曲線部12における内外周差がなくなるため、直線部11のみならず曲線部12においても第1回転体30Aと第2回転体30Bが移動する経路長が同一になり、ガタや過予圧が発生しなくなる。また、この構成によれば、上述の従来技術で説明した回転機構等の可動部がなくなるため、部品点数が少なく、走行音も小さくなる。
 図6A~図6Cは、本発明の第1実施形態における運動案内装置1の適用例を説明するための模式図である。
 上述したように、本実施形態の運動案内装置1は、複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40が、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されているため、図6Aに示すように、クロソイド曲線のような曲率が変化する曲線部12aであっても、移動体20は滑らかに移動できる。また、図6Bに示すように、曲線部12の曲率半径がR1とR2で異なる場合であっても、移動体20は滑らかに移動できる。すなわち、同一の移動体20で、ある程度の範囲の曲線部13に対応できる。さらに、図6Cに示すように、第1の曲線部12Aと逆方向に湾曲する第2の曲線部12Bがある場合であっても、移動体20は滑らかに移動できる。
 また、本実施形態では、図3に示すように、複数の転走面14が、接点40が並んだ直線Lに対して傾いた傾斜面となっている。このように、転走面14を傾斜面にすることで、少ない回転体30の設置数で、軌道体10の幅方向(左右方向)及び厚み方向(上下方向)における移動体20の位置決めが可能となる。すなわち、傾斜した転走面14に回転体30を接触させれば、上下方向及び左右方向の2方向の位置決めを行うことができる。
 また、傾斜した転走面14に、仮に円筒状の回転体30を接触させると、線接触となって内外周差が生じてしまう。このため、本実施形態では、当該傾斜面に接触する回転体30の周面31aを円弧状に形成し、1点で接触させている。
 また、本実施形態では、図4に示すように、複数の回転体30は、軌道体10の長手方向に沿う移動体20の前後方向において間隔をあけて2列で設けられている。この構成によれば、移動体20の走行安定性を高めることができる。なお、軌道体10が直線部11のみからなる場合、回転体30は3列でも4列でもよい。
 このように、上述の本実施形態によれば、軌道体10と、軌道体10に沿って移動自在に設けられた移動体20と、を有する運動案内装置1であって、軌道体10は、軌道体10の長手方向に沿って形成された溝部13と、溝部13の内外に形成された複数の転走面14と、を有する。移動体20は、複数の転走面14を転走する複数の回転体30を有する。複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40が、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されている。上記構成を採用することによって、軌道体10に曲線部12が含まれている場合であっても、簡易的な構成で且つ移動体20の走行音が小さく滑らかな動作が可能となる。
 [第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
 図7は、本発明の第2実施形態における搬送装置100を示す側面図である。図8は、図7における矢視B-B断面図である。
 図7に示すように、搬送装置100は、運動案内装置1Aと、駆動装置101と、を備える。運動案内装置1Aは、軌道体10Aと、軌道体10Aに沿って移動自在に設けられた移動体20Aと、を有する。駆動装置101は、軌道体10に沿って移動体20を移動させる。
 駆動装置101は、複数のコイル102が設けられた本体部103と、移動体20に設けられた磁石104(図8参照)と、を有するリニアモータ装置である。コイル102は、本体部103の両側面に設けられ、図7に示すように、軌道体10Aに沿って配置されている。なお、軌道体10Aの形状は、この形状に限定されるものではなく、例えば、トラック状(長円形状)であってもよい。また、コイル102も軌道体10Aの内側に、トラック状に配置される構成であってもよい。
 磁石104は、図8に示すように、移動ブロック21に取り付けられ、コイル102と対向している。移動ブロック21は、本体部103に向かって延出した磁石取付部25の先端に取り付けられている。なお、磁石取付部25は、移動ブロック21と一体に形成されていてもよいし、移動ブロック21に別部品として取り付けられる構成であってもよい。
 本体部103には、軌道体10Aを固定するための固定孔105が形成されている。第2実施形態の軌道体10Aは、図3に示す第1実施形態の軌道体10よりも肉厚に形成されている。この軌道体10Aの底部13aには、ボルト16が挿入される挿通孔17が形成されている。ボルト16は、挿通孔17を通って固定孔105に螺合することで、軌道体10Aを本体部103に固定する。なお、挿通孔17には座ぐりが形成されており、ボルト16のヘッド部は、溝部13の下底よりも下方に配置される。
 上記構成の駆動装置101は、複数のコイル102に電流を流し、移動体20に推力を発生させる磁界を生成する。移動体20は、当該磁界によってコイル102と磁石104との間に発生する引力または斥力によって、軌道体10Aに沿って移動する。このような第2実施形態においても、図8に示すように、複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40が、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されているため、上記実施形態と同様に、移動体20の走行音が小さく滑らかな動作が可能である。
 以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
 例えば、本発明は、図9及び図10に示すような別形態を採用し得る。
 図9は、本発明の一別実施形態における運動案内装置1Bを示す断面図である。
 図9に示す運動案内装置1Bでは、溝部13の外側に形成された外側転走面14Bが、直線Lに沿う平面となっている。軌道体10Bは、一対の側壁部13bの先端から幅方向両側に延在する一対の鍔部13cを有する。外側転走面14Bは、一対の鍔部13cのそれぞれの下面に形成されている。移動体20Bは、外側転走面14Bを転走する第2回転体30Bを水平方向に支持している。この構成であっても、複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40が、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されているため、上記実施形態と同様に、移動体20の走行音が小さく滑らかな動作が可能である。
 図10は、本発明の一別実施形態における運動案内装置1Cを示す断面図である。
 図10に示す運動案内装置1Cでは、溝部13の内側に形成された内側転走面14Aが、底部13a上に形成されている。この内側転走面14Aは、直線Lに沿う平面となっている。移動体20Cは、内側転走面14Aを転走する第1回転体30Aを水平方向に支持している。軌道体10Cは、内側転走面14Aを1つ、外側転走面14Bを2つ、計3つの転走面14を有する。また、移動体20Cも、第1回転体30Aを1つ、外側転走面14Bを2つ、計3つの回転体30を有する。この構成であっても、複数の回転体30が複数の転走面14に接触するそれぞれの接点40が、軌道体10の長手方向と直交する断面において、同一直線L上に配置されているため、上記実施形態と同様に、移動体20の走行音が小さく滑らかな動作が可能である。
 また、図9及び図10に示すように、傾斜面でない転走面14が、直線Lに沿う平面となっている場合、当該平面に接触する回転体30の周面は円柱状であってもよい。転走面14が平面の場合、回転体30を円柱状にしても、内外周差が生じないためである。また、回転体30が円柱状であれば、上述した円弧状よりも、転走面14に接触する領域が増えるため、移動体20の走行安定性を高めることができる。
  上記した運動案内装置及び搬送装置によれば、軌道体に曲線部が含まれている場合であっても、簡易的な構成で且つ移動体の走行音が小さく滑らかな動作が可能となる。
 1,1A,1B,1C  運動案内装置
 10,10A,10B,10C  軌道体
 11  直線部
 12  曲線部
 12B  第2の曲線部
 13  溝部
 14  転走面
 20  移動体
 30  回転体
 31a  周面
 40  接点
 100  搬送装置
 101  駆動装置
 L  直線

Claims (6)

  1.  軌道体と、前記軌道体に沿って移動自在に設けられた移動体と、を有する運動案内装置であって、
     前記軌道体は、前記軌道体の長手方向に沿って形成された溝部と、前記溝部の内外に形成された複数の転走面と、を有し、
     前記移動体は、前記複数の転走面を転走する複数の回転体を有し、
     前記複数の回転体が前記複数の転走面に接触するそれぞれの接点が、前記軌道体の長手方向と直交する断面において、同一直線上に配置されている、
     運動案内装置。
  2.  前記複数の転走面の少なくとも1つは、前記接点が並んだ前記直線に対して傾いた傾斜面となっており、
     前記傾斜面に接触する前記回転体の周面は、円弧状に形成されている請求項1に記載の運動案内装置。
  3.  前記傾斜面でない前記複数の転走面の残部は、前記接点が並んだ前記直線に沿う平面となっている請求項2に記載の運動案内装置。
  4.  前記複数の回転体は、前記軌道体の長手方向に沿う前記移動体の前後方向において間隔をあけて複列で設けられている請求項1または2に記載の運動案内装置。
  5.  前記軌道体は、前記接点が並んだ前記直線と直交する方向に湾曲する曲線部を有する請求項1~4のいずれか一項に記載の運動案内装置。
  6.  軌道体と、前記軌道体に沿って移動自在に設けられた移動体と、を有する運動案内装置と、
     前記軌道体に沿って前記移動体を移動させる駆動装置と、を備える搬送装置であって、
     前記運動案内装置として、請求項1~5のいずれか一項に記載の運動案内装置を備える、
     搬送装置。
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