WO2018186133A1 - 運動案内装置 - Google Patents

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rolling
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高橋　徹
竜一 山越
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THK Co Ltd
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    • F16C29/0647—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls with load directions in X-arrangement
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    • F16C33/3706—Loose spacing bodies with concave surfaces conforming to the shape of the rolling elements, e.g. the spacing bodies are in sliding contact with the rolling elements

Definitions

  • the present invention relates to a motion guide device that guides the movement of a table or the like.
  • This type of motion guide device includes a raceway member attached to a base or the like, and a carriage attached to the raceway member via a rolling element such as a ball or a roller so as to be relatively movable and attached to a table or the like.
  • the rolling member is formed with a rolling element rolling portion on which the rolling element rolls.
  • the carriage is formed with a load rolling element rolling portion facing the rolling element rolling portion. When the carriage moves relative to the raceway member, the rolling element rolls along a load path between the rolling element rolling part and the load rolling element rolling part.
  • the carriage is provided with a circulation path for circulating the rolling elements.
  • the circulation path includes a load path, a return path parallel to the load path, and a substantially U-shaped turn path connected to the load rolling element rolling portion and the return path, and has a track shape.
  • the circulation path is arranged in one plane. Then, in the front view of the carriage (viewed in the relative movement direction of the carriage), the circulation path is arranged in the direction of the contact angle of the rolling elements (see Patent Document 1). This is to ensure the contact width between the rolling element and the rolling element rolling part and the contact width between the rolling element and the loaded rolling element rolling part.
  • the conventional motion guide device has the problem that the layout of the circulation path is limited as described above and the carriage becomes larger. In order to make the carriage compact, if the circulation path is shifted from the direction of the contact angle of the rolling element in the front view of the carriage, the contact width of the rolling element is sacrificed, and the rated load and allowable load of the motion guide device are reduced. There is a problem.
  • an object of the present invention is to provide a motion guide device that can prevent the rated load and the allowable load from being reduced and can make the carriage compact.
  • an aspect of the present invention includes a raceway member having a rolling element rolling part, a loaded rolling element rolling part facing the rolling element rolling part, and the loaded rolling element rolling part.
  • a motion guide device comprising a load path, the return path, and a plurality of rolling elements arranged so as to be able to circulate in the turn path, in a side view as viewed from the direction in which the load path and the return path overlap, This is a motion guide device in which at least a part of the turn path is curved.
  • the present invention it is possible to increase the degree of freedom in designing the layout of the circulation path without sacrificing the contact width of the rolling elements. For this reason, it can prevent that a rated load and an allowable load become small, and can make a carriage compact.
  • FIG. 1 is a perspective view (including a partial cross section) of a motion guide device according to a first embodiment of the present invention. It is a front view of the exercise
  • FIG. 5A is a three-side view of a circulation path (FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a front view, and FIG. 5C is a side view).
  • FIG. 6 is a view showing a retainer band (FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a side view).
  • FIG. 8 is a three-side view (FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a front view, and FIG. 8C is a side view) of a retainer band opened in a C shape.
  • FIG. 10 (a) is a plan view
  • FIG. 10 (b) is a front view
  • FIG. 10 (c) is a side view.
  • Fig. 11 is a three-side view of the retainer band opened in a letter C shape (Fig. 11 (a) is a plan view, Fig. 11 (b) is a front view, and Fig. 11 (c) is a side view).
  • FIG. 1 is a perspective view (including a partial cross-sectional view) of the motion guide device.
  • FIG. 2 is a front view of the motion guide apparatus with the end plate 5 removed (as viewed in the relative movement direction of the carriage 2).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the motion guide device orthogonal to the relative movement direction of the carriage 2.
  • the motion guide device is arranged on a horizontal plane, and the direction when the motion guide device is viewed from the front (as viewed in the relative movement direction of the carriage 2), that is, up and down, left and right in FIGS.
  • the configuration of the motion guide device will be described using front and rear.
  • the arrangement of the motion guide device is not limited to this.
  • the motion guide device of the first embodiment is a linear guide.
  • Reference numeral 1 is a guide rail as a track member
  • reference numeral 2 is a carriage
  • reference numeral 6 is a ball as a rolling element.
  • Two track-like circulation paths 7 are provided on the left and right sides of the carriage 2. There are a total of four circulation paths 7.
  • two circulation lines 7 are provided with two ball rows 6a and 6b, and a total of eight ball rows 6a and 6b are provided.
  • the guide rail 1 is long in the front-rear direction. On the left and right sides of the upper portion of the guide rail 1, protrusions 11 projecting in the left-right direction are formed. On the guide rail 1, ball rolling parts 12 as upper and lower rolling element rolling parts are formed on the left and right sides so as to sandwich the protrusion 11. Two ball rolling grooves 1 a are formed in each ball rolling portion 12, and a total of eight ball rolling grooves 1 a are formed in the guide rail 1.
  • the ball rolling groove 1a is a circular arc groove whose cross section is a single circular arc.
  • the guide rail 1 is provided with a through hole 1b for attaching the guide rail 1 to a base or the like.
  • the carriage 2 includes a carriage body 3, inner plates 4 that are attached to both end faces of the carriage body 3 in the relative movement direction, and end plates 5 that are attached to both end faces of the carriage body 3 so as to cover the inner plate 4. .
  • the carriage body 3 has an inverted U shape when viewed from the front (FIG. 3 shows only the right half, but the carriage body 3 is bilaterally symmetric), and the center facing the upper surface of the guide rail 1. It has the part 3a and the right and left sleeve part 3b which opposes the side surface of the guide rail 1.
  • two upper and lower load ball rolling portions 13 facing the ball rolling portion 12 of the guide rail 1 are formed.
  • Two load ball rolling grooves 3 c are formed in each load ball rolling portion 13, and a total of eight load ball rolling grooves 3 c are formed in the carriage body 3.
  • the loaded ball rolling groove 3c is a circular arc groove whose cross section is a single circular arc.
  • the load path C1 is formed between the load ball rolling portion 13 of the carriage body 3 and the ball rolling portion 12 of the guide rail 1.
  • the angle formed by the direction of the contact angle L1 of the ball 6 in the upper load path C1 and the horizontal direction L2 is ⁇ 1.
  • the angle formed between the direction of the contact angle L3 of the ball 6 in the lower load path C1 and the horizontal direction L2 is ⁇ 2.
  • the directions of the contact angles L1 and L3 are directions of a line connecting the contact point between the ball 6 and the ball rolling groove 1a and the contact point between the ball 6 and the load ball rolling groove 3c.
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are appropriately determined according to the direction of the load that the carriage 2 receives. If ⁇ 1 and ⁇ 2 are set to 45 °, for example, the carriage 2 can receive loads in four directions, up, down, left, and right.
  • the ball rolling groove 1a and the loaded ball rolling groove 3c can be formed as Gothic arch grooves.
  • the direction of the contact angle is a direction of a line connecting the bottom of the Gothic arch groove of the ball rolling groove 1a and the bottom of the Gothic arch groove of the loaded ball rolling groove 3c.
  • a through hole 14 is formed in the carriage body 3 in parallel with the load ball rolling portion 13.
  • a return path constituting member 15 constituting the return path C2 is inserted into the through hole 14.
  • a total of four return paths C ⁇ b> 2 are provided on the left and right sleeve portions 3 b of the carriage body 3.
  • the return path C2 is disposed at a position shifted from the direction of the contact angle L1, L3 of the ball 6 toward the horizontal direction L2.
  • the inner plate 4 has an inverted U shape when viewed from the front, a central portion 4 a facing the top surface of the guide rail 1, and a pair of left and right sleeves facing the side surface of the guide rail 1. Part 4b.
  • the inner peripheral side of a substantially U-shaped turn path C3 that connects the load path C1 and the return path C2 is formed on the sleeve 4b of the inner plate 4.
  • the end plate 5 also has an inverted U shape when viewed from the front, and includes a central portion 5 a that faces the upper surface of the guide rail 1 and a pair of left and right sleeve portions 5 b that face the side surfaces of the guide rail 1.
  • a substantially U-shaped turn path C ⁇ b> 3 is formed on the sleeve portion 5 b of the end plate 5.
  • a total of four turn paths C3 are provided on the left and right sleeve portions 4b, 5b of the inner plate 4 and the end plate 5 in two.
  • the end plate 5 and the inner plate 4 are attached to the carriage body 3 by bolts 21 (see FIG. 2).
  • Bolts for holes are formed in the end plate 5 and the inner plate 4.
  • the end plate 5 and the inner plate 4 are attached to the carriage body 3 by passing the bolt 21 through the through holes of the end plate 5 and the inner plate 4 and screwing the bolt 21 into the carriage body 3.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the circulation path 7, and FIG.
  • the straight load path C1, the straight return path C2, and the pair of substantially U-shaped turn paths C3 constitute a track-shaped circulation path 7.
  • a total of four circulation paths 7 are provided on the left and right sleeve portions of the carriage 2, two in the upper and lower directions (see FIG. 2).
  • the load path C1 is formed between the guide rail 1 and the carriage body 3.
  • the return path C ⁇ b> 2 is formed in the carriage body 3.
  • the turn path C3 is formed between the inner plate 4 and the end plate 5.
  • the circulation path 7 since the two ball rows 6a and 6b are arranged in the circulation path 7, the circulation path 7 has a shape in which the ball circulation paths having a substantially circular cross section are stacked in two upper and lower stages.
  • the turn path C3 is curved in a side view as viewed from the direction in which the load path C1 and the return path C2 overlap.
  • a deviation A indicating the degree of curvature occurs between the center of the turn path C3 (the center of the turn path C3 in the moving direction of the ball 6) and the load path C1 and the return path C2.
  • the turn path C3 is curved in a convex shape.
  • the side view seen from the direction in which the load path C1 and the return path C2 overlap each other means that the upper load path C1 and the return path C2 in FIG. 3 are seen from the diagonally upper right direction (the direction of the arrow V1). This means that the lower load path C1 and return path C2 are viewed from the diagonally lower right direction (the direction of arrow V2).
  • the upper turn path C3 is curved upward and the lower turn path C3 is curved downward.
  • the upper turn path C3 and the lower turn path C3 are farthest from each other in the center in the left-right direction (width direction).
  • a mounting bolt 21 for the end plate 5 is disposed between the central portion in the width direction of the upper turn path C3 and the central portion in the width direction of the lower turn path C3.
  • the retainer band 22 includes a band-shaped band body 22 a and a plurality of spacers 22 b that are interposed between the balls 6 and formed integrally with the band body 22 a.
  • the retainer band 22 holds two ball rows 6a and 6b. One ball row 6a and the other ball row 6b are out of phase by a half pitch.
  • the carriage body 3 is provided with holding portions 23a, 23b, and 23c for holding and guiding the retainer band 22 in the load path C1.
  • Reference numeral 5 in FIG. 2 denotes an end plate on the back side.
  • the return path constituting member 15 of the carriage body 3 is provided with a guide groove 15a for guiding the retainer band 22 in the return path C2. Between the inner plate 4 and the end plate 5, a guide groove for guiding the retainer band 22 in the turn path C3 is provided.
  • the retainer band 22 in the load path C ⁇ b> 1 and the retainer band 22 in the return path C ⁇ b> 2 open in a C shape in a cross-sectional view of the carriage 2.
  • the retainer band 22 is arranged perpendicular to the direction of the contact angles L1 and L3 in order to secure the contact width of the ball 6 in the load path C1, and the return path C2 is made to be the contact angle in order to make the carriage 2 compact. This is because they are arranged at positions shifted from the directions of L1 and L3 in the horizontal direction L2.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the retainer band 22 opened in a letter C shape
  • FIG. 8 shows a three-side view of the retainer band 22 opened in a letter C shape.
  • the turn portion 22c of the retainer band 22 opens as shown in the side view of FIG. It naturally curves in the direction P. This state is a reasonable state where the generated stress is the smallest.
  • the turn path C 3 is also curved in the shape of a letter C according to the curvature of the retainer band 22, and the deviation A of the turn path C 3 is caused by the turn portion of the retainer band 22. It corresponds to the deviation A of 22c.
  • the motion guide device of the present embodiment the following effects can be obtained. Since the turn path C3 is curved in a side view where the load path C1 and the return path C2 overlap (see FIG. 5C), the contact width between the ball 6 and the ball rolling groove 1a, and the ball 6 and the load ball rolling
  • the return path C2 can be arranged at a position shifted in the horizontal direction L2 from the direction of the contact angles L1 and L3 of the ball 6 without sacrificing the contact width with the running groove 3c (see FIG. 3). For this reason, it can prevent that a rated load and an allowable load become small, and can make the carriage 2 compact. Moreover, in the motion guide device of the same size, the rated load and the allowable load can be increased.
  • the retainer band 22 is opened in a letter C shape, and the turn path C3 is curved in a side view in a direction P where the retainer band 22 is opened in a letter C shape (see FIGS. 5 (c) and 8 (c)).
  • the curve of the turn path C3 can be matched with the curve of the retainer band 22, and the retainer band 22 can be turned without difficulty.
  • the retainer band 22 holds the two or more ball rows 6a and 6b, the posture of the retainer band 22 opened in a letter C shape in the load path C1 and the return path C2 can be stabilized (see FIG. 3). It is possible to prevent or reduce the retainer band 22 from sliding on the guide groove.
  • the upper turn path C3 curves upward and the lower turn path C3 curves downward (see FIG. 2), so that the motion guide device can be made more compact. .
  • the bolts for attaching the end plate 5 between these center parts 21 can be arranged, and the bolt 21 can be made larger.
  • the end plate 5 is made of a resin-made substantially plate shape in terms of productivity and functionality. Since the end plate 5 is fixed to the metal carriage body 3 with a limited number of bolts 21, the portion of the end plate 5 away from the position of the bolt 21 may have poor adhesion to the carriage body 3. .
  • the bolt 21 'for attaching the conventional end plate 5 has to be arranged at a position biased with respect to the turn path C3, but by arranging the bolt 21 at the center in the left-right direction of the turn path C3.
  • the adhesion between the end plate 5 and the carriage body 3 can be improved.
  • FIG. 9 shows a motion guide apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a front view of the motion guide apparatus with the end plate 5 removed.
  • the motion guide apparatus also has a guide rail 1 as a track member, a carriage 2 assembled to the guide rail 1 so as to be relatively movable, and a rolling element interposed between the guide rail 1 and the carriage 2. And a ball 6.
  • Two track-like circulation paths 7 are provided on the left and right sides of the carriage 2.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that one ball row is arranged in the circulation path 7.
  • One ball rolling groove 1a is formed in each ball rolling portion of the guide rail 1, and a total of four ball rolling grooves 1a are formed in the guide rail 1.
  • Each load ball rolling part of the carriage body 3 is formed with one load ball rolling groove, and the carriage body 3 is formed with a total of four load ball rolling grooves.
  • Other configurations of the guide rail 1, the carriage body 3, and the inner plate 4 are substantially the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • FIG. 10 shows a three-sided view of the circulation path 7.
  • a straight load path C1, a straight return path C2, and a pair of substantially U-shaped turn paths C3 form a track-shaped circulation path 7.
  • the turn path C3 is curved in a side view as viewed from the direction in which the load path C1 and the return path C2 overlap.
  • a deviation B indicating the degree of curvature occurs between the center of the turn path C3 (the center of the turn path C3 in the moving direction of the ball 6) and the load path C1 and the return path C2.
  • the turn path C3 is curved in a convex shape.
  • the upper turn path C3 is curved upward and the lower turn path C3 is curved downward.
  • the upper turn path C3 and the lower turn path C3 are farthest from each other in the center in the left-right direction (width direction).
  • a mounting bolt 21 for the end plate 5 is disposed between the central portion in the width direction of the upper turn path C3 and the central portion in the width direction of the lower turn path C3.
  • FIG. 11 shows a three-sided view of the retainer band opened in a C shape.
  • the turn portion 22 c of the retainer band 22 opens as shown in the side view of FIG. It curves naturally toward the direction P.
  • a deviation B indicating the degree of curvature is generated between the center of the turn portion 22c of the retainer band 22 (the center in the length direction of the turn portion 22c of the retainer band 22) and the straight portion 22d that is opened in a C shape.
  • FIG. 11 shows a three-sided view of the retainer band opened in a C shape.
  • the turn path C 3 is also curved in the shape of a letter C according to the curvature of the retainer band 22, and the deviation B of the turn path C 3 is the turn part 22 c of the retainer band 22. This corresponds to the deviation B.
  • the turn path C3 is curved in a side view where the load path C1 and the return path C2 overlap (see FIG. 10C), so that the contact width between the ball 6 and the ball rolling groove 1a, Further, the return path C2 can be arranged at a position shifted in the horizontal direction from the direction of the contact angle of the ball 6 without sacrificing the contact width between the ball 6 and the loaded ball rolling groove (see FIG. 9). For this reason, it can prevent making the rated load and allowable load of a motion guide apparatus small, and can make the carriage 2 compact.
  • the curve of the turn path C3 can be matched with the curve of the retainer band 22, and the retainer band 22 can be turned without difficulty.
  • the retainer band that holds the ball can be omitted. That is, the present invention can also be applied to a total ball type motion guide device.
  • the entire turn path is curved in a side view, but only a part of the turn path can be curved.
  • Rollers can be used as rolling elements instead of balls.
  • the present invention can be applied to a ball spline in addition to a linear guide.
  • SYMBOLS 1 Guide rail (track member), 1a ... Ball rolling groove (rolling body rolling part), 2 ... Carriage, 3 ... Carriage main body, 3c ... Loaded ball rolling groove (loaded rolling element rolling part), 4 ... Inner plate, 5 ... End plate, 6 ... Ball (rolling element), 6a, 6b ... Ball train, 7 ... Circulation path, 12 ... Ball rolling part (rolling element rolling part), 13 ... Loaded ball rolling part ( Load rolling element rolling part), 21 ... bolt, 22 ... retainer band, C1 ... load path, C2 ... return path, C3 ... turn path

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Abstract

定格荷重及び許容荷重を小さくすることなく、キャリッジをコンパクトにすることができる運動案内装置を提供する。 運動案内装置は、軌道部材（１）と、軌道部材（１）に沿って移動するキャリッジ（２）と、を備える。キャリッジ（２）の循環路（７）が、負荷路（Ｃ１）、負荷路（Ｃ１）に平行な戻し路（Ｃ２）、及び負荷路（Ｃ１）と戻し路（Ｃ２）に繋がる略Ｕ字状のターン路（Ｃ３）から構成される。負荷路（Ｃ１）と戻し路（Ｃ２）とが重なる方向から見た側面視において、ターン路（Ｃ３）の少なくとも一部が湾曲する。

Description

運動案内装置
　本発明は、テーブル等が運動するのを案内する運動案内装置に関する。
　この種の運動案内装置は、ベース等に取り付けられる軌道部材と、軌道部材にボール、ローラ等の転動体を介して相対移動可能に組み付けられ、テーブル等に取り付けられるキャリッジと、を備える。軌道部材には、転動体が転走する転動体転走部が形成される。キャリッジには、転動体転走部に対向する負荷転動体転走部が形成される。キャリッジが軌道部材に対して相対移動すると、転動体が転動体転走部と負荷転動体転走部との間の負荷路を転がり運動する。
　キャリッジには、転動体を循環させるための循環路が設けられる。循環路は、負荷路と、負荷路に平行な戻し路と、負荷転動体転走部と戻し路とに繋がる略Ｕ字状のターン路と、から構成され、トラック状である。キャリッジが軌道部材に対して相対移動すると、転動体が循環路を循環する。
　従来の運動案内装置において、循環路は一平面内に配置される。そして、キャリッジの正面視（キャリッジの相対移動方向視）において、循環路は転動体の接触角の方向に配置される（特許文献１参照）。転動体と転動体転走部との接触幅、及び転動体と負荷転動体転走部との接触幅を確保するためである。
特開２００３－３４３５５６号公報
　しかし、従来の運動案内装置にあっては、循環路のレイアウトに上記の制約があり、キャリッジが大型化するという課題がある。キャリッジをコンパクトにするために、キャリッジの正面視において、転動体の接触角の方向から循環路をずらすと、転動体の接触幅が犠牲になり、運動案内装置の定格荷重及び許容荷重が小さくなるという課題がある。
　そこで本発明は、定格荷重及び許容荷重が小さくなるのを防止でき、キャリッジをコンパクトにす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ために、本発明の一態様は、転動体転走部を有する軌道部材と、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、前記負荷転動体転走部に平行な戻し路、及び前記負荷転動体転走部と前記戻し路とに繋がる略Ｕ字状のターン路を有するキャリッジと、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間の負荷路、前記戻し路、及び前記ターン路に循環可能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、前記負荷路と前記戻し路とが重なる方向から見た側面視において、前記ターン路の少なくとも一部が湾曲する運動案内装置である。
　本発明によれば、転動体の接触幅を犠牲にすることなく、循環路の配置設計の自由度を増すことができる。このため、定格荷重及び許容荷重が小さくなるのを防止でき、キャリッジをコンパクトにすることができる。
本発明の第１の実施形態の運動案内装置の斜視図（一部断面を含む）である。 エンドプレートを取り外した状態の本実施形態の運動案内装置の正面図である。 キャリッジの相対移動方向に直交する本実施形態の運動案内装置の断面図である。 循環路の斜視図である。 循環路の３面図（図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は側面図）である。 リテーナバンドを示す図（図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面図）である。 ハの字状に開いたリテーナバンドの斜視図である。 ハの字状に開いたリテーナバンドの３面図（図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は側面図）である。 エンドプレートを取り外した状態の本発明の第２の実施形態の運動案内装置の正面図である。 循環路の３面図（図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面図、図１０（ｃ）は側面図）である。 ハの字状に開いたリテーナバンドの３面図（図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は正面図、図１１（ｃ）は側面図）である。
　以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の運動案内装置を説明する。ただし、本発明の運動案内装置は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
　（第１の実施形態）
　図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態の運動案内装置を示す。図１は、運動案内装置の斜視図（一部断面図を含む）である。図２は、エンドプレート５を取り外した状態の運動案内装置の正面図（キャリッジ２の相対移動方向視）である。図３は、キャリッジ２の相対移動方向に直交する運動案内装置の断面図である。
　なお、以下の説明において、説明の便宜上、運動案内装置を水平面に配置し、運動案内装置を正面視（キャリッジ２の相対移動方向視）したときの方向、すなわち図１、図２の上下、左右、前後を用いて運動案内装置の構成を説明する。もちろん、運動案内装置の配置はこれに限られるものではない。
　図１に示すように、第１の実施形態の運動案内装置はリニアガイドである。符号１は軌道部材としての案内レール、符号２はキャリッジ、符号６は転動体としてのボールである。キャリッジ２の左右には、上下２つのトラック状の循環路７が設けられる。循環路７は合計４つである。第１の実施形態では、低ウェービングと高剛性を実現するために、各循環路７に２つのボール列６ａ，６ｂを設け、合計８つのボール列６ａ，６ｂを設ける。
　案内レール１は、前後方向に長い。案内レール１の上部の左右には、左右方向に突出する突条１１が形成される。案内レール１には、突条１１を挟むようにその左右に上下２つの転動体転走部としてのボール転走部１２が形成される。各ボール転走部１２には２条のボール転走溝１ａが形成され、案内レール１には合計８条のボール転走溝１ａが形成される。ボール転走溝１ａは、断面が単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝である。案内レール１には、案内レール１をベース等に取り付けるための通し孔１ｂが開けられる。
　キャリッジ２は、キャリッジ本体３と、キャリッジ本体３の相対移動方向の両端面に取り付けられるインナープレート４と、キャリッジ本体３の両端面にインナープレート４を覆うように取り付けられるエンドプレート５と、を備える。
　図３に示すように、キャリッジ本体３は、正面視において逆Ｕ字状であり（図３は右半分のみ示すが、キャリッジ本体３は左右対称である）、案内レール１の上面に対向する中央部３ａと、案内レール１の側面に対向する左右の袖部３ｂと、を有する。キャリッジ本体３の左右の袖部３ｂには、案内レール１のボール転走部１２に対向する上下２つの負荷ボール転走部１３が形成される。各負荷ボール転走部１３には２条の負荷ボール転走溝３ｃが形成され、キャリッジ本体３には合計８条の負荷ボール転走溝３ｃが形成される。負荷ボール転走溝３ｃは、断面が単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝である。
　キャリッジ本体３の負荷ボール転走部１３と案内レール１のボール転走部１２との間が負荷路Ｃ１を構成する。上側の負荷路Ｃ１のボール６の接触角Ｌ１の方向と水平方向Ｌ２とのなす角度はθ１である。下側の負荷路Ｃ１のボール６の接触角Ｌ３の方向と水平方向Ｌ２とのなす角度はθ２である。ここで、接触角Ｌ１，Ｌ３の方向は、ボール６とボール転走溝１ａとの接触点と、ボール６と負荷ボール転走溝３ｃの接触点と、を結んだ線の方向である。θ１、θ２は、キャリッジ２が受ける荷重の方向に応じて適宜決定される。θ１，θ２を例えば４５°に設定すれば、キャリッジ２が上下左右の４方向の荷重を均等に受けられるようになる。
　なお、ボール転走溝１ａ及び負荷ボール転走溝３ｃをゴシックアーチ溝にすることも可能である。ゴシックアーチ溝の場合、接触角の方向は、ボール転走溝１ａのゴシックアーチ溝の底と負荷ボール転走溝３ｃのゴシックアーチ溝の底とを結んだ線の方向である。
　図３に示すように、キャリッジ本体３には、負荷ボール転走部１３と平行に貫通穴１４が形成される。貫通穴１４には、戻し路Ｃ２を構成する戻し路構成部材１５が挿入される。戻し路Ｃ２は、キャリッジ本体３の左右の袖部３ｂに上下２つ、合計４つ設けられる。戻し路Ｃ２は、ボール６の接触角Ｌ１，Ｌ３の方向から水平方向Ｌ２に向かってずれた位置に配置される。
　図１及び図２に示すように、インナープレート４は、正面視において逆Ｕ字状であり、案内レール１の上面に対向する中央部４ａと、案内レール１の側面に対向する左右一対の袖部４ｂと、を有する。インナープレート４の袖部４ｂには、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とを繋ぐ略Ｕ字状のターン路Ｃ３の内周側が形成される。
　図１に示すように、エンドプレート５も、正面視において逆Ｕ字状であり、案内レール１の上面に対向する中央部５ａと、案内レール１の側面に対向する左右一対の袖部５ｂと、を有する。エンドプレート５の袖部５ｂには、略Ｕ字状のターン路Ｃ３の外周側が形成される。ターン路Ｃ３は、インナープレート４及びエンドプレート５の左右の袖部４ｂ，５ｂに上下２つ、合計４つ設けられる。
　エンドプレート５とインナープレート４とは、ボルト２１（図２参照）によってキャリッジ本体３に取り付けられる。エンドプレート５及びインナープレート４には、ボルト用の通し穴が形成される。エンドプレート５及びインナープレート４の通し穴にボルト２１を通し、ボルト２１をキャリッジ本体３にねじ込むことで、エンドプレート５及びインナープレート４がキャリッジ本体３に取り付けられる。
　図４は循環路７の斜視図を示し、図５は循環路７の３面図を示す。直線状の負荷路Ｃ１、直線状の戻し路Ｃ２、及び一対の略Ｕ字状のターン路Ｃ３がトラック状の循環路７を構成する。循環路７は、キャリッジ２の左右の袖部に上下２つ、合計４つ設けられる（図２参照）。
　図５（ａ）に示すように、負荷路Ｃ１は、案内レール１とキャリッジ本体３との間に形成される。戻し路Ｃ２は、キャリッジ本体３に形成される。ターン路Ｃ３は、インナープレート４とエンドプレート５との間に形成される。本実施形態では、循環路７に２つのボール列６ａ，６ｂが配列されるので、循環路７は、断面略円状のボール循環路を上下２段に重ねた形状になる。
　図５（ｃ）に示すように、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とが重なる方向から見た側面視において、ターン路Ｃ３は湾曲する。側面視において、ターン路Ｃ３の中心（ボール６の移動方向におけるターン路Ｃ３の中心）と負荷路Ｃ１及び戻し路Ｃ２との間には、湾曲度合いを示すずれＡが生ずる。この結果、図５（ｂ）に示すように、正面視において、ターン路Ｃ３は凸状に湾曲する。なお、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とが重なる方向から見た側面視とは、図３の上側の負荷路Ｃ１及び戻し路Ｃ２を右斜め上方向（矢印Ｖ１の方向）から見て、図３の下側の負荷路Ｃ１及び戻し路Ｃ２を右斜め下方向（矢印Ｖ２の方向）から見ることを意味する。
　図２に示すように、上側のターン路Ｃ３は上に凸状に湾曲し、下側のターン路Ｃ３は下に凸状に湾曲する。上側のターン路Ｃ３と下側のターン路Ｃ３とは、左右方向（幅方向）の中央部が最も離れる。上側のターン路Ｃ３の幅方向の中央部と下側の前記ターン路Ｃ３の幅方向の中央部との間には、エンドプレート５の取付け用ボルト２１が配置される。
　図６に示すように、リテーナバンド２２は、帯状のバンド本体２２ａと、ボール６間に介在し、バンド本体２２ａに一体に形成される複数のスペーサ２２ｂと、を備える。この実施形態では、リテーナバンド２２に２つのボール列６ａ，６ｂが保持される。一方のボール列６ａと他方のボール列６ｂとは半ピッチ位相がずれる。
　図２に示すように、キャリッジ本体３には、負荷路Ｃ１におけるリテーナバンド２２を保持・案内する保持部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられる。図２の符号５は背面側のエンドプレートである。図３に示すように、キャリッジ本体３の戻し路構成部材１５には、戻し路Ｃ２におけるリテーナバンド２２を案内する案内溝１５ａが設けられる。インナープレート４とエンドプレート５の間には、ターン路Ｃ３におけるリテーナバンド２２を案内する案内溝が設けられる。
　図３に示すように、キャリッジ２の断面視において、負荷路Ｃ１におけるリテーナバンド２２と戻し路Ｃ２におけるリテーナバンド２２とがハの字状に開く。これは、負荷路Ｃ１でのボール６の接触幅を確保するため、リテーナバンド２２を接触角Ｌ１，Ｌ３の方向に垂直に配置し、なおかつキャリッジ２をコンパクトにするため、戻し路Ｃ２を接触角Ｌ１，Ｌ３の方向から水平方向Ｌ２にずれた位置に配置するからである。
　図７は、ハの字状に開いたリテーナバンド２２の斜視図を示し、図８は、ハの字状に開いたリテーナバンド２２の３面図を示す。図７に示すように、帯状のリテーナバンド２２を略Ｕ字状に曲げ、ハの字状に開くと、図８（ｃ）の側面図に示すように、リテーナバンド２２のターン部２２ｃは開いた方向Ｐに向かって自然に湾曲する。この状態は発生応力が最も小さい無理のない状態である。リテーナバンド２２のターン部２２ｃの中心（リテーナバンド２２のターン部２２ｃの長さ方向の中心）とハの字状に開いたリテーナバンド２２の直線部分２２ｄとの間には、湾曲度合いを示すずれＡが生ずる。図５（ｃ）に示すように、ターン路Ｃ３もリテーナバンド２２の湾曲に合わせてハの字状に開いた方へ湾曲していて、ターン路Ｃ３のずれＡは、リテーナバンド２２のターン部２２ｃのずれＡに一致する。
　本実施形態の運動案内装置によれば、以下の効果を奏する。負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とが重なる側面視において、ターン路Ｃ３が湾曲する（図５（ｃ）参照）ので、ボール６とボール転走溝１ａとの接触幅、及びボール６と負荷ボール転走溝３ｃとの接触幅を犠牲にすることなく、戻し路Ｃ２をボール６の接触角Ｌ１，Ｌ３の方向から水平方向Ｌ２にずれた位置に配置することができる（図３参照）。このため、定格荷重及び許容荷重が小さくなるのを防止でき、キャリッジ２をコンパクトにすることができる。また、同等サイズの運動案内装置では、定格荷重及び許容荷重を大きくすることができる。
　リテーナバンド２２をハの字状に開き、側面視において、ターン路Ｃ３をリテーナバンド２２がハの字状に開いた方Ｐへ湾曲させる（図５（ｃ）、図８（ｃ）参照）ので、ターン路Ｃ３の湾曲をリテーナバンド２２の湾曲に合わせることができ、リテーナバンド２２を無理なくターンさせることができる。
　リテーナバンド２２が２つ以上のボール列６ａ，６ｂを保持するので、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２でハの字状に開いたリテーナバンド２２の姿勢を安定させることができ（図３参照）、リテーナバンド２２が案内溝を摺るのを防止又は低減することができる。
　正面視において、上側のターン路Ｃ３が上に凸状に湾曲し、下側のターン路Ｃ３が下に凸状に湾曲する（図２参照）ので、運動案内装置をよりコンパクトにすることができる。
　上側のターン路Ｃ３と下側のターン路Ｃ３とは、左右方向（幅方向）の中央部が最も離れている（図２参照）ので、これらの中央部の間にエンドプレート５の取付け用ボルト２１を配置することができ、なおかつボルト２１をより大きなサイズにすることができる。一般に、エンドプレート５は、生産性及び機能性の面から樹脂製の略板形状をしたものが使用される。限られた数のボルト２１でエンドプレート５を金属製のキャリッジ本体３に固定するので、エンドプレート５の、ボルト２１の位置から離れた部分は、キャリッジ本体３との密着性が劣るおそれがある。従来のエンドプレート５の取り付け用のボルト２１´は、ターン路Ｃ３に対して偏った位置に配置せざるを得なかったが、ボルト２１をターン路Ｃ３の左右方向の中央部に配置することで、エンドプレート５とキャリッジ本体３との密着性を向上させることができる。
　（第２の実施形態）
　図９は本発明の第２の実施形態の運動案内装置を示す。図９はエンドプレート５を取り外した状態の運動案内装置の正面図を示す。
　第２の実施形態の運動案内装置も、軌道部材としての案内レール１と、案内レール１に相対移動可能に組み付けられるキャリッジ２と、案内レール１とキャリッジ２との間に介在する転動体としてのボール６と、を備える。キャリッジ２の左右には、上下２つのトラック状の循環路７が設けられる。
　第２の実施形態では、循環路７に１つのボール列が配列される点が第１の実施形態と異なる。案内レール１の各ボール転走部には１条のボール転走溝１ａが形成され、案内レール１には合計４条のボール転走溝１ａが形成される。キャリッジ本体３の各負荷ボール転走部には１条の負荷ボール転走溝が形成され、キャリッジ本体３には合計４条の負荷ボール転走溝が形成される。案内レール１、キャリッジ本体３、インナープレート４のその他の構成は、第１の実施形態と略同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
　図１０は循環路７の３面図を示す。直線状の負荷路Ｃ１、直線状の戻し路Ｃ２、一対の略Ｕ字状のターン路Ｃ３がトラック状の循環路７を構成する。図１０（ｃ）に示すように、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とが重なる方向から見た側面視において、ターン路Ｃ３は湾曲する。側面視において、ターン路Ｃ３の中心（ボール６の移動方向におけるターン路Ｃ３の中心）と負荷路Ｃ１及び戻し路Ｃ２との間には、湾曲度合いを示すずれＢが生ずる。この結果、図１０（ｂ）に示すように、正面視において、ターン路Ｃ３は凸状に湾曲する。
　図９に示すように、上側のターン路Ｃ３は上に凸状に湾曲し、下側のターン路Ｃ３は下に凸状に湾曲する。上側のターン路Ｃ３と下側のターン路Ｃ３とは、左右方向（幅方向）の中央部が最も離れる。上側のターン路Ｃ３の幅方向の中央部と下側のターン路Ｃ３の幅方向の中央部との間には、エンドプレート５の取付け用ボルト２１が配置される。
　図１１は、ハの字状に開いたリテーナバンドの３面図を示す。図１１に示すように、帯状のリテーナバンド２２を略Ｕ字状に曲げ、ハの字状に開くと、図１１（ｃ）の側面図に示すように、リテーナバンド２２のターン部２２ｃは開いた方Ｐに向かって自然に湾曲する。リテーナバンド２２のターン部２２ｃの中心（リテーナバンド２２のターン部２２ｃの長さ方向の中心）とハの字状に開いた直線部分２２ｄとの間には、湾曲度合いを示すずれＢが生ずる。図１０（ｃ）に示すように、ターン路Ｃ３もリテーナバンド２２の湾曲に合わせてハの字状に開いた方へ湾曲していて、ターン路Ｃ３のずれＢはリテーナバンド２２のターン部２２ｃのずれＢに一致する。
　第２の実施形態でも、負荷路Ｃ１と戻し路Ｃ２とが重なる側面視において、ターン路Ｃ３が湾曲する（図１０（ｃ）参照）ので、ボール６とボール転走溝１ａとの接触幅、及びボール６と負荷ボール転走溝との接触幅を犠牲にすることなく、戻し路Ｃ２をボール６の接触角の方向から水平方向にずれた位置に配置することができる（図９参照）。このため、運動案内装置の定格荷重及び許容荷重を小さくするのを防止でき、キャリッジ２をコンパクトにすることができる。
　リテーナバンド２２をハの字状に開き、側面視において、ターン路Ｃ３をリテーナバンド２２がハの字状に開いた方へ湾曲させる（図１０（ｃ）、図１１（ｃ）参照）ので、ターン路Ｃ３の湾曲をリテーナバンド２２の湾曲に合わせることができ、リテーナバンド２２を無理なくターンさせることができる。
　なお、本発明は上記実施形態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種々に変更可能である。
　第１及び第２の実施形態の運動案内装置において、ボールを保持するリテーナバンドを省略することができる。すなわち、本発明は総ボール型の運動案内装置にも適用することができる。
　第１及び第２の実施形態の運動案内装置において、側面視において、ターン路の全体が湾曲しているが、ターン路の一部のみを湾曲させることもできる。
　転動体として、ボールの替わりにローラを使用することもできる。本発明は、リニアガイドの他にボールスプラインにも適用することができる。
　本明細書は、２０１７年４月７日出願の特願２０１７－０７６５００に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
　１…案内レール（軌道部材）、１ａ…ボール転走溝（転動体転走部）、２…キャリッジ、３…キャリッジ本体、３ｃ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部）、４…インナープレート、５…エンドプレート、６…ボール（転動体）、６ａ，６ｂ…ボール列、７…循環路、１２…ボール転走部（転動体転走部）、１３…負荷ボール転走部（負荷転動体転走部）、２１…ボルト、２２…リテーナバンド、Ｃ１…負荷路、Ｃ２…戻し路、Ｃ３…ターン路

Claims (5)

  1. 　転動体転走部を有する軌道部材と、
    　前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、前記負荷転動体転走部に平行な戻し路、及び前記負荷転動体転走部と前記戻し路とに繋がる略Ｕ字状のターン路を有するキャリッジと、
    　前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間の負荷路、前記戻し路、及び前記ターン路に循環可能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、
    　前記負荷路と前記戻し路とが重なる方向から見た側面視において、前記ターン路の少なくとも一部が湾曲する運動案内装置。
  2. 　前記転動体は、リテーナバンドによって保持されており、
    　前記キャリッジの相対移動方向に直交する断面視において、前記負荷路における前記リテーナバンドと前記戻し路における前記リテーナバンドとがハの字状に開き、
    　前記ターン路は、前記リテーナバンドが前記ハの字状に開いた方へ湾曲することを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
  3. 　前記リテーナバンドに２列以上の前記転動体が保持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。
  4. 　前記運動案内装置を水平面に配置した状態の前記キャリッジの正面視において、前記キャリッジの左右に上下２つの前記ターン路が設けられ、上側の前記ターン路は上に凸状に湾曲し、下側の前記ターン路は下に凸状に湾曲することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の運動案内装置。
  5. 　前記上側の前記ターン路と前記下側の前記ターン路とは、幅方向の中央部が最も離れており、
    　前記上側の前記ターン路と前記下側の前記ターン路との間に、前記ターン路の外周側が形成されるエンドプレートの取付け用ボルトが配置されることを特徴とする請求項４に記載の運動案内装置。
PCT/JP2018/009859 2017-04-07 2018-03-14 運動案内装置 Ceased WO2018186133A1 (ja)

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