直動装置
【課題】可動部に変形が発生した場合であっても、この変形を確実に吸収してスライダの円滑な摺動を確保することができる直動装置を提供する。
【解決手段】直動装置１は、一定の距離を空けて平行かつ直線状に敷設される複数の案内レール１２，１３と、複数の案内レール１２，１３のそれぞれに少なくとも１つ以上配置されて案内レール１２，１３上を移動可能な複数のスライダ２２と、複数の案内レール１２，１３の間に架け渡されると共に複数のスライダ２２に支持されて複数の案内レール１２，１３に沿って移動可能な可動部８０と、複数のスライダ２２のうちの一のスライダ２２ｄを除いた他のスライダ２２ａと可動部８０との間にそれぞれ配置されて、可動部８０と他のスライダ２２ａとを回転可能かつ可動部８０の架渡方向に直進可能に支持する複数の第一軸受部３０と、を備える。
【解決手段】直動装置１は、一定の距離を空けて平行かつ直線状に敷設される複数の案内レール１２，１３と、複数の案内レール１２，１３のそれぞれに少なくとも１つ以上配置されて案内レール１２，１３上を移動可能な複数のスライダ２２と、複数の案内レール１２，１３の間に架け渡されると共に複数のスライダ２２に支持されて複数の案内レール１２，１３に沿って移動可能な可動部８０と、複数のスライダ２２のうちの一のスライダ２２ｄを除いた他のスライダ２２ａと可動部８０との間にそれぞれ配置されて、可動部８０と他のスライダ２２ａとを回転可能かつ可動部８０の架渡方向に直進可能に支持する複数の第一軸受部３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種荷物等が載置されたテーブル等の可動部を直線状に移動させる直動装置として、例えば、床面等に対して直線かつ平行に敷設された複数の案内レールと、この案内レールのそれぞれに配置された複数のスライダと、この複数のスライダに支持されると共に複数の案内レールの全てに架け渡された可動部と、から構成されたものがある。
このような構成により、可動部に外力が加えられると、複数のスライダが案内レール上を摺動して、可動部が案内レールに沿って直線状に移動できるようになっている。
【０００３】
ところで、このような直線ガイド装置を温度差が大きい環境下において使用すると、可動部に熱変形が生じる。また、可動部上に載置した荷物等が大重量の場合には、可動部に荷重変形が発生する。
特に、複数の案内レールの敷設間隔が大きく、可動部の全長が大きい場合には、可動部が変形するとスライダが案内レールに押し付けられたりして、スライダの摺動が困難となってしまう。更に、スライダ又は案内レールが損傷・破損してしまうおそれもある。
【０００４】
このため、一般に、熱変形に対しては、可動部を冷却したり、可動部を線膨張係数の小さい材料で形成したりする対策が採られる。荷重変形に対しては、可動部の剛性を向上させる対策が採られる。
また、特許文献１に開示されるように、熱変形及び荷重変形の両方に対応できるように、可動部とスライダの間に可動部の変形を機械的に吸収可能な変形吸収機構を設けて、スライダの円滑な摺動を確保する技術がある。
【特許文献１】特開２００４−３３０４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、可動部を冷却する冷却装置を用意したり、可動部を線膨張係数の小さい材料で形成したりすると、装置コストが増大してしまうという問題がある。
また、可動部の剛性を向上させると重量が増加して、スライダの円滑な摺動を阻害したり、装置が大型化したりする等の問題がある。
また、特許文献１に開示された変形吸収機構では、可動部の変形量に応じて適切なバネ等を選定しなければ変形を良好に吸収することができない等の問題がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、複数の案内レール上をそれぞれ摺動する複数のスライダに支持された可動部に熱変形や荷重変形が発生した場合であっても、この変形を確実に吸収してスライダの円滑な摺動を確保することができる直動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る直動装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る直動装置は、一定の距離を空けて平行かつ直線状に敷設される複数の案内レールと、前記複数の案内レールのそれぞれに少なくとも１つ以上配置されて該案内レール上を移動可能な複数のスライダと、前記複数の案内レールの全てに架け渡されると共に前記複数のスライダに支持されて前記複数の案内レールに沿って移動可能な可動部と、前記複数のスライダのうちの一のスライダを除いた他のスライダと前記可動部との間にそれぞれ配置されて、前記可動部と前記他のスライダとを回転可能かつ前記可動部の架渡方向に直進可能に支持する複数の第一軸受部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、第一軸受部により他のスライダと可動部とが回転及び直進可能に支持されているので、可動部に熱変形や荷重変形が発生しても、一のスライダを除く他のスライダに連結された第一軸受部が可動部の変形量に応じて作動して、その変形が機械的に吸収される。
【０００９】
また、前記可動部と前記一のスライダとの間に配置されて、前記可動部と前記一のスライダとを回転可能に支持する第二軸受部を備えるものでは、可動部に発生した曲げ変形や捻り変形に対して、全てのスライダと可動部との間で第一軸受部及び第二軸受部が作動して、その変形が機械的に吸収される。
【００１０】
また、前記第一軸受部が、球面軸受を含むものでは、可動部に発生した多方向の曲げや捻り変形を吸収することができる。
【００１１】
また、前記第一軸受部が、前記球面軸受と一体的に構成された直進機構を含むものでは、可動部に発生した架渡方向の伸縮の吸収と装置のコンパクト化を実現することができる。
【００１２】
また、前記第二軸受部が、球面軸受を含むものでは、全てのスライダと可動部との間で、可動部に発生した多方向の曲げや捻り変形を吸収することができる。
【００１３】
また、前記第一軸受部が、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むものでは、可動部に発生した架渡方向及び敷設方向に直交する軸周りの曲げや捻り変形を確実に吸収することができる。
【００１４】
また、前記第一軸受部が、前記架渡方向に敷設されるサブレール及び前記サブレール上を移動可能なサブスライダからなる直進機構を含むものでは、可動部に発生した架渡方向の伸縮を確実に吸収することができる。
【００１５】
また、前記第二軸受部が、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むものでは、全てのスライダと可動部との間で、可動部に発生した架渡方向及び敷設方向に直交する軸周りの曲げや捻り変形を確実に吸収することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る直動装置によれば、第一軸受部により他のスライダと可動部とが回転及び直進可能に支持されており、一のスライダを基準とする可動部の変形量に応じてそれぞれの第一軸受部が作動してその変形を吸収できるので、複数の案内レールに配置された複数のスライダの全てが円滑な摺動を維持することができる。したがって、可動部を案内レールに沿って円滑に移動させることができる。よって、例えば、荷物等を良好に搬送することができる。
【００１７】
更に、可動部と一のスライダとの間に配置された第二軸受部を設けて、可動部に発生した曲げ変形や捻り変形を全てのスライダと可動部との間で機械的に吸収するので、より確実に、全てのスライダの円滑な摺動を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る直動装置の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る直動装置１の概略構成図である。
なお、案内レール１２，１３が敷設される方向をＸ方向、可動部８０が架け渡される方向をＹ方向、床面Ｆに垂直な方向をＺ方向とする。
【００１９】
直動装置１は、Ｘ方向に延びる２本の案内レール１２，１３を備える案内レールユニット１０と、案内レール１２，１３に対してそれぞれに２つずつ（計４つ）取り付けられたスライダユニット２０と、４つのスライダユニット２０に支持されると共に２本の案内レール１２，１３に沿って移動可能な可動部８０と、から概略構成される。
【００２０】
案内レールユニット１０は、Ｘ方向に沿って平行かつ直線状に延びる２本の案内レール１２，１３と、案内レール１２，１３がそれぞれ固定される支持部材１５，１６と、から構成される。
【００２１】
支持部材１５，１６は、床面Ｆ上おいてＸ方向に向けて直線状に、かつ、所定の間隔（（例えば、１０ｍ程度）を空けて互いに平行に敷設された部材であって、例えばコンクリート等の堅固な材料により形成される。Ｘ方向の長さは、任意（例えば、数１０ｍ程度）に設定される。
支持部材１５，１６は、その縦断面形状が矩形に形成され、Ｙ方向に対向し、かつ平行する内面１５ｓ，１６ｓを有する。そして、この内面１５ｓ，１６ｓに、それぞれ案内レール１２，１３が固定される。
【００２２】
案内レール１２，１３は、断面形状が略長方形であって、互いに対向する短辺のそれぞれにくびれ部１２ａ，１３ａを有するように形成されている。そして、案内レール１２，１３は、それぞれ、一方の長辺が内面１５ｓ，１６ｓに密着するように、かつ、床面Ｆに対して平行となるように支持部材１５，１６に固着される。
したがって、案内レール１２，１３は、Ｙ方向に一定の距離を空けて、また、Ｘ方向に対して平行かつ直線状になるように、支持部材１５，１６に敷設される。
なお、案内レール１２，１３の長さ（Ｘ方向）は、支持部材１５，１６と同様又はそれよりもやや短くなるように形成される。
【００２３】
４つのスライダユニット２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、案内レール１２，１３上を円滑に摺動可能に構成されると共に、可動部８０をそれぞれ支持するものである。
スライダユニット２０Ａ，２０Ｂは案内レール１２に、スライダユニット２０Ｃ，２０Ｄは案内レール１３にそれぞれ配置される。また、スライダユニット２０Ａ，２０Ｄが、スライダユニット２０Ｂ，２０Ｃよりも＋Ｘ方向側に配置される。
【００２４】
４つのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄのうちのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｃは、同一の構成を有しており、それぞれスライダ２２ａと第一軸受部３０とから構成される。
一方、スライダユニット２０Ｄは、スライダ２２ｄと第二軸受部７０とから構成される。
【００２５】
図２は、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃを示す図であって、（ａ）は図１のIIａ−IIａ断面図、（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ断面図である。
スライダユニット２０Ａは、上述したように、スライダ２２ａと第一軸受部３０とから構成される（図２（ａ））。
【００２６】
スライダ２２ａ（他のスライダ）は、略Ｃ字型の断面形状を有し、案内レール１２の両くびれ部１２ａ及び一方の長辺側を覆うように、案内レール１２に取り付けられる。案内レール１２とスライダ２２ａとの間には、僅かな隙間が形成されており、グリス等の潤滑剤が供給されている。
これにより、スライダ２２ａは、案内レール１２に対してＹ方向には移動せず、Ｘ方向には自在かつ円滑に摺動するようになっている。
なお、スライダ２２ａのＸ方向の長さは、例えば１０ｃｍ程度であり、また、案内レール１２とは反対側（−Ｙ方向側）の外面に第一軸受部３０が固着される。
【００２７】
第一軸受部３０は、スライダ２２ａと可動部８０との間に配置され、スライダ２２ａに対して可動部８０を回転可能かつ直進可能に支持するものである。
第一軸受部３０は、スライダ２２ａに固着されるケーシング３２と、ケーシング３２の内部に配置される球面軸受４０と、球面軸受４０と一体的に形成されると共に可動部８０に固着された直進機構６０と、から構成される。
【００２８】
ケーシング３２は、略カップ形の有底円筒形部材であって、その中心軸がＹ方向に沿うようにして、底部をスライダ２２ａの外面に密着して固着される。
ケーシング３２には、内周面３２ｓを有する円柱形の内部空間が形成されており、一方の（−Ｙ方向側）端面に形成された円孔３２ａを介して外部に連通している。そして、この内周面３２ｓには、球面軸受４０の外輪４２が嵌合するようになっている。
なお、ケーシング３２は、Ｙ方向に二分割可能に構成されており、分割した際に球面軸受４０を内部空間が挿入・嵌合できるようになっている。
【００２９】
球面軸受４０は、凹状球形内面４２ｓを有する外輪４２及び凸状球形外面４４ｓを有する内輪４４から構成され、凹状球形内面４２ｓと凸状球形外面４４ｓとが摺動可能に嵌合することで、外輪４２に対して内輪４４が任意の方向に回転自在に保持されている。
球面軸受４０の外輪４２は、ケーシング３２の内周面３２ｓに嵌合した状態で、一方の側端面が円孔３２ａが形成された端部に、他方の側端面が内周面３２ｓに装着されたスナップリング４５にそれぞれ当接して、ケーシング３２に固着されている。
また、内輪４４は、Ｙ方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面４４ｔに、可動部８０に接続された連結部材６２の一部（シャフト６２ａ）が嵌合するようになっている。
これにより、球面軸受４０は、連結部材６２（ひいては可動部８０）を、ケーシング３２（スライダ２２ａ）に対して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能に支持するようになっている。
【００３０】
直進機構６０は、球面軸受４０の内輪４４と、及びシャフト６２ａを有する連結部材６２とから構成される。すなわち、直進機構６０と球面軸受４０とは、内輪４４を共通の構成部材として、一体的に構成されている。
連結部材６２は、円柱形のシャフト６２ａと、その一端に形成されたフランジ６２ｆとから形成される。そして、シャフト６２ａが内輪４４の内周面４４ｔに対して挿入方向（Ｙ方向）に摺動可能に嵌合する一方、フランジ６２ｆが可動部８０に対して不図示のボルト等により固着される。
これにより、直進機構６０は、連結部材６２（ひいては可動部８０）を、ケーシング３２（スライダ２２ａ）に対して、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
【００３１】
したがって、スライダユニット２０Ａは、第一軸受部３０（球面軸受４０及び直進機構６０）により、スライダ２２ａに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
同様に、スライダユニット２０Ｂは、第一軸受部３０により、スライダ２２ａに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持する。
また、図２（ｂ）に示すように、スライダユニット２０Ｃは、スライダユニット２０Ｃもスライダユニット２０Ａ，２０Ｂと構成は同一であるが取り付け方向が異なるに過ぎず、したがって、第一軸受部３０により、スライダ２２ａに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
【００３２】
図３は、スライダユニット２０Ｄを示す図であって、図１のIII−III断面図である。
スライダユニット２０Ｄは、上述したように、スライダ２２ｄと第二軸受部７０とから構成される。
このスライダ２２ｄ（一のスライダ）は、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃにおけるスライダ２２ａと同一のものである。
【００３３】
第二軸受部７０は、スライダ２２ｄと可動部８０との間に配置され、スライダ２２ｄに対して可動部８０を回転のみ可能に支持するものである。
第二軸受部７０は、スライダ２２ｄに固着されるケーシング３２と、ケーシング３２の内部に配置される球面軸受４０と、可動部８０に固着されると共に球面軸受４０の内輪４４に連結される連結部材６３と、から構成される。
ケーシング３２及び球面軸受４０は、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄにおけるケーシング３２、球面軸受４０と同一のものである。
【００３４】
連結部材６３は、上述した第一軸受部３０の連結部材６２と同一形状の部材であって、円柱形のシャフト６３ａと、フランジ６３ｆとから形成される。また、シャフト６３ａの先端面には、不図示のネジ穴が形成されている。
そして、連結部材６３は、シャフト６３ａが内輪４４の内周面４４ｔに対して嵌合・挿入され、フランジ６３ｆが可動部８０に対して不図示のボルト等により固着される。
更に、シャフト６３ａの根本部にはスナップリング７２が装着され、シャフト６３ａの先端面にはシャフト６３ａよりもやや大径の固定円板７３がボルトにより装着される。
【００３５】
これにより、球面軸受４０の内輪４４は、シャフト６３ａに嵌合した状態で、一方の側端面がスナップリング７２に、他方の側端面が固定円板７３にそれぞれ当接して、シャフト６３ａに固着される。言い換えれば、シャフト６３ａ（連結部材６３）は、球面軸受４０の内輪４４に固定されて、Ｙ方向に摺動できないようになっている。
したがって、スライダユニット２０Ｄは、球面軸受４０により、スライダ２２ｄに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能にのみ支持するようになっている。
【００３６】
図１に戻り、可動部８０は、不図示の荷物を載置した状態で、２本の案内レール１２，１３に沿ってＸ方向に移動するものである。
可動部８０は、Ｙ方向に向けて案内レール１２，１３の間に架け渡された２本の平行なメインフレーム８２，８４と、メインフレーム８２，８４の間に架け渡されてＹ方向に等間隔に配置された５つのサブフレーム８６と、から構成される。
メインフレーム８２，８４及びサブフレーム８６は、それぞれ角型、丸型、Ｈ型等若しくは角型管、丸型管等の鉄鋼材料であって、これらを組み合わせて溶接することで可動部８０が形成されている。
【００３７】
そして、メインフレーム８２の＋Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ａが、−Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ｄがそれぞれ連結されている。また、メインフレーム８４の＋Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ｂが、−Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ｃがそれぞれ連結されている。
これにより、可動部８０は、２本の案内レール１２，１３に沿ってＸ方向に円滑に移動可能となっている。
【００３８】
次に、以上のような構成を備える直動装置１の作用について説明する。
図４は、可動部８０の変形例を説明する図である。
上述したように、直動装置１は、可動部８０上に各種荷物（不図示）を載置して、Ｘ方向に自在に搬送（移動）することができる。
【００３９】
この際、可動部８０は、荷物の重量に応じて、図４（ａ）に示すように、−Ｚ方向に凸形に撓む荷重変形が発生する。また、この荷重変形量は、荷物の揚げ降ろしの際に変化する。
また、例えば、搬送経路上に熱源が存在する場合には、その熱源の近傍を可動部８０が通過したり、停止したりすると、可動部８０が加熱されて熱変形が発生する。また、この熱変形量は、可動部８０が熱源から遠ざかる（すなわち冷却される）と変化する。
【００４０】
このように、可動部８０に荷重変形や熱変形が発生すると、可動部８０があらゆる方向に伸縮、曲げ、捻られて、複合的に変形する。
しかし、可動部８０があらゆる方向に複合的に変形した場合であっても、可動部８０が連結される４つのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０が作用して、可動部８０の変形を機械的に吸収する。
したがって、可動部８０の変形がスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれのスライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）に伝達されないので、全てのスライダ２２は案内レール１２，１３に対して円滑に摺動可能であり、可動部８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００４１】
例えば、図４（ａ）に示すように、可動部８０がＺ方向に凸形状、又は凹形状に撓んだ場合には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０が作動して、このような撓みが吸収される。すなわち、球面軸受４０の外輪４２に対して内輪４４が、可動部８０に応じてＸ軸周りに微少回転する。
【００４２】
また、可動部８０がＺ方向に凸形状、又は凹形状に撓むと、同時に、可動部８０のＹ方向の見かけ上の長さが短くなる。このような伸縮は、スライダユニット２０Ａ，２０Ｂに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０が作動して吸収される。すなわち、直進機構６０のシャフト６２ａが内輪４４に対してＹ方向に微少摺動する。
なお、スライダユニット２０Ｄに設けられた第二軸受部７０には直進機構が存在しないので、可動部８０のＹ方向の変形量の全てが、スライダユニット２０Ａ，２０Ｂに設けられたそれぞれの第一軸受部３０（直進機構６０）により機械的に吸収される。言い換えれば、可動部８０は、スライダユニット２０Ｄを基準にしてＹ方向に伸縮できる。
このように、可動部８０のＺ方向の撓み（曲げ）は、機械的に吸収される。
【００４３】
また、Ｚ方向の撓み（曲げ）が解消される場合や、更に、撓みが増加する場合にも、第一軸受部３０と第二軸受部７０の球面軸受４０、直進機構６０がそれぞれ作用して、可動部８０の変形が吸収される。
こうして、可動部８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００４４】
また、図４（ｂ）に示すように、可動部８０がＸ方向に凸形状、又は凹形状に撓んだ場合も同様である。
すなわち、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０が、Ｚ軸周りに微少回転するように作動して、このような撓みが吸収される。
また、可動部８０のＹ方向の見かけ上の伸縮も、スライダユニット２０Ａ，２０Ｂに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０が作動して吸収される。なお、スライダユニット２０Ｃに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０も作動する場合もある。
更に、Ｚ方向の撓み（曲げ）が解消される場合や、撓みが増加する場合にも、第一軸受部３０と第二軸受部７０の球面軸受４０、直進機構６０がそれぞれ作用して、可動部８０の変形が、機械的に吸収される。
【００４５】
また、図４（ｃ）に示すように、可動部８０がＹ方向に撓んだ（Ｙ方向の両端でＸ方向の伸縮量が異なるように変形した）場合等には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０，直進機構６０が作動すると同時に、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄの各スライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）が案内レール１２，１３に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動する。
これにより、可動部８０のＹ方向の撓みも機械的に吸収される。
【００４６】
なお、可動部８０がＹ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０が作動して、この変形が機械的に吸収される。
また、可動部８０がＸ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄの各スライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）が案内レール１２，１３に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動して、この変形が機械的に吸収される。
更に、可動部８０にＹ軸周りに捻りが発生した場合にも、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０，直進機構６０、更に、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄの各スライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）がそれぞれ作動して、Ｙ軸周りの捻りが機械的に吸収される。
【００４７】
以上のように、可動部８０に荷重変形や熱変形が発生して、可動部８０があらゆる方向に伸縮、曲げ、捻られて、複合的に変形した場合であっても、可動部８０が連結される４つのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０が作用して、可動部８０の変形を機械的に吸収するので、可動部８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００４８】
なお、第一実施形態では、スライダユニット２０Ｄに、可動部８０を回転支持する第二軸受部７０を配置する場合について説明したが、スライダユニット２０Ｄのスライダ２２ｄが可動部８０に直接固着される場合であっても、可動部８０のＸ方向への円滑な移動は維持可能である。他のスライダユニット２０Ａ〜２０Ｃにより、可動部８０のスライダユニット２０Ｄのスライダ２２ｄを基準にした変形（伸縮、曲げ、捻り）が吸収可能だからである。
【００４９】
続いて、本発明に係る直動装置の第二実施形態について、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第二実施形態に係る直動装置１０１の概略構成図である。
直動装置１０１は、Ｘ方向に延びる３本の案内レール１１２，１１３，１１４を備える案内レールユニット１１０と、案内レール１１２，１１３，１１４に対してそれぞれに２つずつ（計６つ）取り付けられたスライダユニット１２０と、６つのスライダユニット１２０に支持されると共に３本の案内レール１１２，１１３，１１４に沿って移動可能な可動部１８０と、から概略構成される。
【００５０】
案内レールユニット１１０は、Ｘ方向に沿って平行かつ直線状に延びる３本の案内レール１１２，１１３，１１４と、案内レール１１２，１１３，１１４がそれぞれ固定される支持部材１１５，１１６，１１７と、から構成される。
【００５１】
支持部材１１５，１１６，１１７は、床面Ｆ上おいてＸ方向に向けて直線状に、かつ、均等な間隔（例えば、１０ｍ程度）を空けて互いに平行に敷設された部材であって、例えばコンクリート等の堅固な材料により形成される。Ｘ方向の長さは、任意（例えば、数１０ｍ程度）に設定される。
支持部材１１５，１１６，１１７は、その縦断面形状が矩形に形成され、床面Ｆに平行でＺ方向の高さが同一な上面１１５ｓ，１１６ｓ，１１７ｓを有する。そして、この上面１１５ｓ，１１６ｓ，１１７ｓに、それぞれ案内レール１１２，１１３，１１４が固定される。
【００５２】
案内レール１１２，１１３，１１４は、第一実施形態の直動装置１における案内レール１２，１３と同一のものであり、互いに平行かつ直線状になるように、支持部材１１５，１１６，１１７の上面１１５ｓ，１１６ｓ，１１７ｓに敷設される。
【００５３】
６つのスライダユニット１２０（１２０Ａ〜１２０Ｆ）は、案内レール１１２，１１３，１１４上を円滑に摺動可能に構成されると共に、可動部１８０をそれぞれ支持するものである。
スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｂは案内レール１１２に、スライダユニット１２０Ｃ，１２０Ｆは案内レール１１３に、スライダユニット１２０Ｄ，１２０Ｅは案内レール１１４に、それぞれ配置される。
また、スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｆ，１２０Ｅが、スライダユニット１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄよりも＋Ｘ方向側に配置される。
【００５４】
６つのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆのうちのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅは、同一の構成を有しており、それぞれスライダ１２２ａと第一軸受部１３０とから構成される（図６参照）。
一方、スライダユニット１２０Ｆは、スライダ１２２ｆと第二軸受部１７０とから構成される（図７参照）。
【００５５】
図６は、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅを示す図であって、（ａ）は図５のＶIａ−ＶIａ断面図、（ｂ）は図５のＶIｂ−ＶIｂ断面図である。
上述したように、スライダユニット１２０Ａは、スライダ１２２ａと第一軸受部１３０とから構成される。
スライダ１２２ａ（他のスライダ）は、第一実施形態の直動装置１におけるスライダ２２ａと略同一のものが用いられ、その上面に第一軸受部１３０が固着される。
【００５６】
第一軸受部１３０は、スライダ１２２ａと可動部１８０との間に配置され、スライダ１２２ａに対して可動部１８０をＺ方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するものである。
第一軸受部１３０は、スライダ１２２ａ上に取付部材１３１を介して配置された直進機構１４０と、直進機構１４０及び可動部１８０に連結された回転機構１６０と、から構成される。
【００５７】
直進機構１４０は、取付部材１３１を介してスライダ１２２ａ上に固着されたサブスライダ１４２と、サブスライダ１４２上においてＹ方向に延びるサブレール１４４と、から構成される。
サブスライダ１４２及びサブレール１４４は、スライダ１２２ａと案内レール１１２とは幅高さ等はやや異なるが、その機能は同一である。すなわち、サブレール１４４に対してその一部を覆うようにサブスライダ１４２が装着されて、サブレール１４４に対してサブスライダ１４２が円滑に摺動するようになっている。
そして、サブレール１４４の上面に回転機構１６０が固着されている。
これにより、直進機構１４０は、回転機構１６０（ひいては可動部１８０）を、スライダ１２２ａに対して、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
なお、サブレール１４４の両端には、サブスライダ１４２がサブレール１４４から脱落しないように不図示のストッパが設けられている。
【００５８】
回転機構１６０は、サブレール１４４の上面に固着されるシャフト部材１６２と、シャフト部材１６２に内輪が嵌合される回転軸受１６４と、回転軸受１６４の外輪に嵌合されると共に可動部１８０の底面に固着されるケーシング１３２と、から構成される。
なお、回転軸受１６４には、ボールベアリング、ローラーベアリング、クロスローラーベアリング等が用いられる。
【００５９】
シャフト部材１６２は、Ｚ方向に立設する円柱形の部材であって、回転軸受１６４の内輪に嵌合する本体部１６２ａと、本体部１６２ａよりも大径で本体部１６２ａの一端において回転軸受１６４の内輪が当接可能な当接部１６２ｂと、当接部１６２ｂよりも大径でサブレール１４４の上面に密着する固定部１６２ｃと、がこの順に一体に形成される。
本体部１６２ａの先端側外周にはネジ部１６２ｄが形成されており、本体部１６２ａに回転軸受１６４（内輪）を嵌合した状態で、このネジ部１６２ｄにベアリング止めナット１５８を螺合することで、回転軸受１６４の内輪が当接部１６２ｂとベアリング止めナット１５８とにより挟持されてシャフト部材１６２に固定されるようになっている。
【００６０】
ケーシング１３２は、カップ形の部材であって、その中心軸がＺ方向に沿うようにして、底部を可動部１８０に密着して固着される。
ケーシング１３２は、Ｚ方向に二分割可能な下側部材１３２ａと上側部材１３２ｂとから構成されている。そして、下側部材１３２ａと上側部材１３２ｂと分離して、下側部材１３２ａの内周面に回転軸受１６４の外輪を嵌合し、その後に結合すると、下側部材１３２ａと上側部材１３２ｂとにより回転軸受１６４の外輪の両端を挟持するようになっている。
また、ケーシング１３２の内部空間には、回転軸受１６４、シャフト部材１６２の本体部１６２ａの先端側及びベアリング止めナット１５８が収容されるようになっている。
【００６１】
そして、ケーシング１３２（上側部材１３２ｂ）は、可動部１８０の底面に形成された円穴に挿入されて固着される。
これにより、回転機構１６０は、直進機構１４０（ひいてはスライダ１２２ａ）に対して、可動部１８０をＺ軸周りに回転可能に支持するようになっている。
【００６２】
したがって、スライダユニット１２０Ａは、第一軸受部１３０（直進機構１４０及び回転機構１６０）により、スライダ１２２ａに対して可動部１８０を、Ｚ軸方向周りに回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
同様に、スライダユニット１２０Ｂ〜１２０Ｅは、第一軸受部１３０により、スライダ１２２ａに対して可動部１８０を、Ｚ軸方向周りに回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
【００６３】
図７は、スライダユニット１２０Ｆを示す図であって、（ａ）は図５のＶIIａ−ＶIIａ断面図、（ｂ）は図５のＶIIｂ−ＶIIｂ断面図である。
スライダユニット１２０Ｆは、上述したように、スライダ１２２ｆと第二軸受部１７０とから構成される。
このスライダ１２２ｆ（一のスライダ）は、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅにおけるスライダ１２２ａと同一のものである。
【００６４】
第二軸受部１７０は、スライダ１２２ｆと可動部１８０との間に配置され、スライダ１２２ｆに対して可動部１８０をＺ方向に回転可能にのみ支持するものである。
第二軸受部１７０は、回転機構１６０のみから構成される。すなわち、第二軸受部１７０とは、直進機構１４０を備えていない点で異なっている。
【００６５】
また、第二軸受部１７０における回転機構１６０は、第一軸受部１３０における回転機構１６０とは、Ｚ方向の高さ（長さ）のみが異なっている。
具体的には、回転機構１６０を構成するシャフト部材１６２、回転軸受１６４及びケーシング１３２等のうち、ケーシング１３２の上側部材１３２ｃのＺ方向の高さが異なっている。つまり、上側部材１３２ｃは、第一軸受部１３０における回転機構１６０の上側部材１３２ｂよりも、直進機構１４０のＺ方向の高さ分だけ、Ｚ方向に長く形成されている。
これにより、第二軸受部１７０は、可動部１８０を第一軸受部１３０と同一のＺ方向の位置（高さ）で支持するようになっている。
【００６６】
したがって、スライダユニット１２０Ｆは、第二軸受部１７０（回転機構１６０）により、スライダ１２２ｆに対して可動部１８０を、Ｚ軸方向周りに回転可能にのみ支持し、Ｙ方向等には直進できないようになっている。
【００６７】
図５に戻り、可動部１８０は、不図示の荷物を載置した状態で、３本の案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向に移動するものであって、第一実施形態に係る直動装置１０１の可動部８０と略同一構成、形状となっている。
すなわち、Ｙ方向に向けて案内レール１１２〜１１４の間に架け渡された２本の平行なメインフレーム１８２，１８４と、メインフレーム１８２，１８４の間に架け渡されてＹ方向に等間隔に配置された５つのサブフレーム１８６と、から構成される。各種鉄鋼材料を組み合わせて溶接することで形成されている。
【００６８】
そして、メインフレーム１８２の＋Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ａが、中央部底面にはスライダユニット１２０Ｆが、−Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ｅが、それぞれ連結されている。また、メインフレーム１８４の＋Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ｂが、中央部底面にはスライダユニット１２０Ｃが、−Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ｄが、それぞれ連結されている。
これにより、可動部１８０は、３本の案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向に円滑に移動可能となっている。
【００６９】
次に、以上のような構成を備える直動装置１０１の作用について説明する。
図８は、可動部１８０の変形例を説明する図である。
直動装置１０１は、可動部１８０上に各種荷物（不図示）を載置して、Ｘ方向に自在に搬送（移動）することができる。
この際、例えば、搬送経路上に熱源が存在すると、その熱源の近傍を可動部１８０が通過したり、停止したりすると、可動部１８０が加熱されて熱変形が発生する。また、この熱変形量は、可動部１８０が熱源から遠ざかる（冷却される）と変化する。
【００７０】
このように、可動部１８０に熱変形が発生すると、可動部１８０が、図８（ａ）に示すように曲がったり、図８（ｂ）に示すように伸縮したりする。また、単純に、Ｙ方向やＸ方向に伸縮する。更に、これらの変形を組み合わせて複合的に変形する。
しかし、可動部１８０がこのように変形した場合であっても、可動部１８０が連結される６つのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０，第二軸受部１７０が作用して、可動部１８０の変形を機械的に吸収する。
したがって、可動部１８０の変形がスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆのそれぞれのスライダ１２２に伝達されないので、全てのスライダ１２２（スライダ１２２ａ，１２２ｆ）は案内レール１１２，１１３，１１４に対して円滑に摺動可能であり、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００７１】
例えば、図８（ａ）に示すように、可動部１８０がＸ方向に凸形状、又は凹形状に撓んだ場合には、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０の回転機構１６０が作動して、このような曲げが吸収される。すなわち、回転機構１６０の回転軸受１６４が作動して、ケーシング１３２が、可動部１８０の変形に応じて、シャフト部材１６２に対してＺ軸周りに微少回転する。
【００７２】
このように可動部１８０がＸ方向に凸形状、又は凹形状に曲がると、同時に、可動部１８０のＹ方向の見かけ上の長さが短くなる。このような伸縮は、スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄ，１２０Ｅに設けられた第一軸受部１３０の直進機構１４０が作動して吸収される。すなわち、直進機構１４０のサブレール１４４が、可動部１８０の変形に応じて、サブスライダ１４２に対してＹ方向に微少移動する。
なお、スライダユニット１２０Ｆに設けられた第二軸受部１７０には直進機構が存在しないので、可動部１８０のＹ方向の変形量の全てが、残りのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅに設けられたそれぞれの第一軸受部１３０（直進機構１４０）により機械的に吸収される。言い換えれば、可動部１８０は、スライダユニット１２０Ｆを基準にしてＹ方向に伸縮できる。
このように、可動部１８０のＸ方向の曲げは、機械的に吸収される。
【００７３】
また、Ｘ方向の曲げが解消される場合や、更に、曲げが増加する場合にも、第一軸受部１３０と第二軸受部１７０の回転機構１６０、直進機構１４０がそれぞれ作用して、可動部１８０の変形が吸収される。
こうして、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００７４】
また、図８（ｂ）に示すように、可動部１８０がＹ方向に撓んだ（Ｙ方向の両端でＸ方向の伸縮量が異なるように変形した）場合等には、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０，第二軸受部１７０の回転機構１６０，直進機構１４０が作動すると同時に、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆの各スライダ１２２（スライダ１２２ａ，１２２ｆ）が案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動する。
これにより、可動部１８０のＹ方向の撓みも機械的に吸収される。
【００７５】
なお、可動部１８０がＹ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄ，１２０Ｅに設けられた第一軸受部１３０の直進機構１４０が作動して、この変形が機械的に吸収される。
また、可動部１８０がＸ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆの各スライダ１２２（スライダ１２２ａ，１２２ｆ）が案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動して、この変形が機械的に吸収される。
【００７６】
以上のように、可動部１８０に熱変形等が発生して、可動部１８０が伸縮、曲げにより複合的に変形した場合であっても、可動部１８０が連結される６つのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０，第二軸受部１７０が作用して、可動部１８０の変形を機械的に吸収するので、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００７７】
なお、第二実施形態では、スライダユニット１２０Ｆに、可動部１８０を回転支持する第二軸受部１７０を配置する場合について説明したが、スライダユニット１２０Ｆのスライダ１２２ｆが可動部１８０に直接固着される場合であっても、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動は維持可能である。他のスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅにより、可動部１８０のスライダユニット１２０Ｆのスライダ１２２ｆを基準にした変形（伸縮、曲げ）が吸収可能だからである。
【００７８】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは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。
【００７９】
例えば、可動部８０，１８０をＸ方向に案内する機構としては、案内レール１２等とスライダ２２等からなるリニアスライダ機構に限らない。例えば、ネジ軸とナットとからなるボールネジ機構であってもよい。
また、案内レール１２等とスライダ２２等とがリニアモータを構成する場合であってもよい。
また、案内レール１２等とスライダ２２等とが非接触に支持（エア浮上等）される場合であってもよい。可動部８０，１８０の変形により、案内レールとスライダとの距離（エア浮上量）が変化すると、案内レールとスライダとが接触して移動が困難となってしまう場合もあるからである。
【００８０】
また、案内レール１２等の数やスライダユニット２０等の数は、上述した実施形態では、の場合に限られない。すなわち、案内レールが４本以上であったり、スライダユニットが例えば１０組存在したりする場合であってもよい。
【００８１】
また、スライダユニット２０Ｄ，１２０Ｆ（すなわち可動部８０，１８０を回転支持のみするスライダユニット）の配置は、上述した実施形態の場合に限られない。設計条件等に応じて、その配置を任意に設定してもよい。
【００８２】
更に、可動部８０を複数の鋼材（角鋼管や丸型鋼管等）を組み合わせて構成する場合について説明したが、これに限らない。平板状のテーブル部材により構成してもよい。また、鉄鋼に限らず、アルミニウム等や非金属材料であってもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、可動部８０，１８０に変形が発生する場合として、荷物等を載置した荷重変形や加熱・冷却による熱変形の場合について説明したが、これに限らない。
例えば、可動部８０，１８０上にドリル等の工具を搭載し、可動部８０，１８０を被加工物に向けて移動して、機械加工するような場合であってもよい。このような場合にも、可動部８０，１８０には外力が加わって変形するので、これを機械的に吸収することで、可動部８０，１８０の円滑な移動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る直動装置１の概略構成図である。
【図２】スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃを示す図である。
【図３】スライダユニット２０Ｄを示す図である。
【図４】可動部８０の変形例を説明する図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る直動装置１０１の概略構成図である。
【図６】スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅを示す図である。
【図７】スライダユニット１２０Ｆを示す図である。
【図８】可動部１８０の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，１０１…直動機構
１２，１３，１１２，１１３，１１４…案内レール
２２ａ，１２２ａ…スライダ（他のスライダ）
２２ｄ，１２２ｆ…スライダ（一のスライダ）
３０，１３０…第一軸受部
４０…球面軸受
６０，１４０…直進機構
７０，１７０…第二軸受部
８０，１８０…可動部
１６４…回転軸受
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種荷物等が載置されたテーブル等の可動部を直線状に移動させる直動装置として、例えば、床面等に対して直線かつ平行に敷設された複数の案内レールと、この案内レールのそれぞれに配置された複数のスライダと、この複数のスライダに支持されると共に複数の案内レールの全てに架け渡された可動部と、から構成されたものがある。
このような構成により、可動部に外力が加えられると、複数のスライダが案内レール上を摺動して、可動部が案内レールに沿って直線状に移動できるようになっている。
【０００３】
ところで、このような直線ガイド装置を温度差が大きい環境下において使用すると、可動部に熱変形が生じる。また、可動部上に載置した荷物等が大重量の場合には、可動部に荷重変形が発生する。
特に、複数の案内レールの敷設間隔が大きく、可動部の全長が大きい場合には、可動部が変形するとスライダが案内レールに押し付けられたりして、スライダの摺動が困難となってしまう。更に、スライダ又は案内レールが損傷・破損してしまうおそれもある。
【０００４】
このため、一般に、熱変形に対しては、可動部を冷却したり、可動部を線膨張係数の小さい材料で形成したりする対策が採られる。荷重変形に対しては、可動部の剛性を向上させる対策が採られる。
また、特許文献１に開示されるように、熱変形及び荷重変形の両方に対応できるように、可動部とスライダの間に可動部の変形を機械的に吸収可能な変形吸収機構を設けて、スライダの円滑な摺動を確保する技術がある。
【特許文献１】特開２００４−３３０４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、可動部を冷却する冷却装置を用意したり、可動部を線膨張係数の小さい材料で形成したりすると、装置コストが増大してしまうという問題がある。
また、可動部の剛性を向上させると重量が増加して、スライダの円滑な摺動を阻害したり、装置が大型化したりする等の問題がある。
また、特許文献１に開示された変形吸収機構では、可動部の変形量に応じて適切なバネ等を選定しなければ変形を良好に吸収することができない等の問題がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、複数の案内レール上をそれぞれ摺動する複数のスライダに支持された可動部に熱変形や荷重変形が発生した場合であっても、この変形を確実に吸収してスライダの円滑な摺動を確保することができる直動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る直動装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る直動装置は、一定の距離を空けて平行かつ直線状に敷設される複数の案内レールと、前記複数の案内レールのそれぞれに少なくとも１つ以上配置されて該案内レール上を移動可能な複数のスライダと、前記複数の案内レールの全てに架け渡されると共に前記複数のスライダに支持されて前記複数の案内レールに沿って移動可能な可動部と、前記複数のスライダのうちの一のスライダを除いた他のスライダと前記可動部との間にそれぞれ配置されて、前記可動部と前記他のスライダとを回転可能かつ前記可動部の架渡方向に直進可能に支持する複数の第一軸受部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、第一軸受部により他のスライダと可動部とが回転及び直進可能に支持されているので、可動部に熱変形や荷重変形が発生しても、一のスライダを除く他のスライダに連結された第一軸受部が可動部の変形量に応じて作動して、その変形が機械的に吸収される。
【０００９】
また、前記可動部と前記一のスライダとの間に配置されて、前記可動部と前記一のスライダとを回転可能に支持する第二軸受部を備えるものでは、可動部に発生した曲げ変形や捻り変形に対して、全てのスライダと可動部との間で第一軸受部及び第二軸受部が作動して、その変形が機械的に吸収される。
【００１０】
また、前記第一軸受部が、球面軸受を含むものでは、可動部に発生した多方向の曲げや捻り変形を吸収することができる。
【００１１】
また、前記第一軸受部が、前記球面軸受と一体的に構成された直進機構を含むものでは、可動部に発生した架渡方向の伸縮の吸収と装置のコンパクト化を実現することができる。
【００１２】
また、前記第二軸受部が、球面軸受を含むものでは、全てのスライダと可動部との間で、可動部に発生した多方向の曲げや捻り変形を吸収することができる。
【００１３】
また、前記第一軸受部が、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むものでは、可動部に発生した架渡方向及び敷設方向に直交する軸周りの曲げや捻り変形を確実に吸収することができる。
【００１４】
また、前記第一軸受部が、前記架渡方向に敷設されるサブレール及び前記サブレール上を移動可能なサブスライダからなる直進機構を含むものでは、可動部に発生した架渡方向の伸縮を確実に吸収することができる。
【００１５】
また、前記第二軸受部が、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むものでは、全てのスライダと可動部との間で、可動部に発生した架渡方向及び敷設方向に直交する軸周りの曲げや捻り変形を確実に吸収することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る直動装置によれば、第一軸受部により他のスライダと可動部とが回転及び直進可能に支持されており、一のスライダを基準とする可動部の変形量に応じてそれぞれの第一軸受部が作動してその変形を吸収できるので、複数の案内レールに配置された複数のスライダの全てが円滑な摺動を維持することができる。したがって、可動部を案内レールに沿って円滑に移動させることができる。よって、例えば、荷物等を良好に搬送することができる。
【００１７】
更に、可動部と一のスライダとの間に配置された第二軸受部を設けて、可動部に発生した曲げ変形や捻り変形を全てのスライダと可動部との間で機械的に吸収するので、より確実に、全てのスライダの円滑な摺動を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る直動装置の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る直動装置１の概略構成図である。
なお、案内レール１２，１３が敷設される方向をＸ方向、可動部８０が架け渡される方向をＹ方向、床面Ｆに垂直な方向をＺ方向とする。
【００１９】
直動装置１は、Ｘ方向に延びる２本の案内レール１２，１３を備える案内レールユニット１０と、案内レール１２，１３に対してそれぞれに２つずつ（計４つ）取り付けられたスライダユニット２０と、４つのスライダユニット２０に支持されると共に２本の案内レール１２，１３に沿って移動可能な可動部８０と、から概略構成される。
【００２０】
案内レールユニット１０は、Ｘ方向に沿って平行かつ直線状に延びる２本の案内レール１２，１３と、案内レール１２，１３がそれぞれ固定される支持部材１５，１６と、から構成される。
【００２１】
支持部材１５，１６は、床面Ｆ上おいてＸ方向に向けて直線状に、かつ、所定の間隔（（例えば、１０ｍ程度）を空けて互いに平行に敷設された部材であって、例えばコンクリート等の堅固な材料により形成される。Ｘ方向の長さは、任意（例えば、数１０ｍ程度）に設定される。
支持部材１５，１６は、その縦断面形状が矩形に形成され、Ｙ方向に対向し、かつ平行する内面１５ｓ，１６ｓを有する。そして、この内面１５ｓ，１６ｓに、それぞれ案内レール１２，１３が固定される。
【００２２】
案内レール１２，１３は、断面形状が略長方形であって、互いに対向する短辺のそれぞれにくびれ部１２ａ，１３ａを有するように形成されている。そして、案内レール１２，１３は、それぞれ、一方の長辺が内面１５ｓ，１６ｓに密着するように、かつ、床面Ｆに対して平行となるように支持部材１５，１６に固着される。
したがって、案内レール１２，１３は、Ｙ方向に一定の距離を空けて、また、Ｘ方向に対して平行かつ直線状になるように、支持部材１５，１６に敷設される。
なお、案内レール１２，１３の長さ（Ｘ方向）は、支持部材１５，１６と同様又はそれよりもやや短くなるように形成される。
【００２３】
４つのスライダユニット２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、案内レール１２，１３上を円滑に摺動可能に構成されると共に、可動部８０をそれぞれ支持するものである。
スライダユニット２０Ａ，２０Ｂは案内レール１２に、スライダユニット２０Ｃ，２０Ｄは案内レール１３にそれぞれ配置される。また、スライダユニット２０Ａ，２０Ｄが、スライダユニット２０Ｂ，２０Ｃよりも＋Ｘ方向側に配置される。
【００２４】
４つのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄのうちのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｃは、同一の構成を有しており、それぞれスライダ２２ａと第一軸受部３０とから構成される。
一方、スライダユニット２０Ｄは、スライダ２２ｄと第二軸受部７０とから構成される。
【００２５】
図２は、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃを示す図であって、（ａ）は図１のIIａ−IIａ断面図、（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ断面図である。
スライダユニット２０Ａは、上述したように、スライダ２２ａと第一軸受部３０とから構成される（図２（ａ））。
【００２６】
スライダ２２ａ（他のスライダ）は、略Ｃ字型の断面形状を有し、案内レール１２の両くびれ部１２ａ及び一方の長辺側を覆うように、案内レール１２に取り付けられる。案内レール１２とスライダ２２ａとの間には、僅かな隙間が形成されており、グリス等の潤滑剤が供給されている。
これにより、スライダ２２ａは、案内レール１２に対してＹ方向には移動せず、Ｘ方向には自在かつ円滑に摺動するようになっている。
なお、スライダ２２ａのＸ方向の長さは、例えば１０ｃｍ程度であり、また、案内レール１２とは反対側（−Ｙ方向側）の外面に第一軸受部３０が固着される。
【００２７】
第一軸受部３０は、スライダ２２ａと可動部８０との間に配置され、スライダ２２ａに対して可動部８０を回転可能かつ直進可能に支持するものである。
第一軸受部３０は、スライダ２２ａに固着されるケーシング３２と、ケーシング３２の内部に配置される球面軸受４０と、球面軸受４０と一体的に形成されると共に可動部８０に固着された直進機構６０と、から構成される。
【００２８】
ケーシング３２は、略カップ形の有底円筒形部材であって、その中心軸がＹ方向に沿うようにして、底部をスライダ２２ａの外面に密着して固着される。
ケーシング３２には、内周面３２ｓを有する円柱形の内部空間が形成されており、一方の（−Ｙ方向側）端面に形成された円孔３２ａを介して外部に連通している。そして、この内周面３２ｓには、球面軸受４０の外輪４２が嵌合するようになっている。
なお、ケーシング３２は、Ｙ方向に二分割可能に構成されており、分割した際に球面軸受４０を内部空間が挿入・嵌合できるようになっている。
【００２９】
球面軸受４０は、凹状球形内面４２ｓを有する外輪４２及び凸状球形外面４４ｓを有する内輪４４から構成され、凹状球形内面４２ｓと凸状球形外面４４ｓとが摺動可能に嵌合することで、外輪４２に対して内輪４４が任意の方向に回転自在に保持されている。
球面軸受４０の外輪４２は、ケーシング３２の内周面３２ｓに嵌合した状態で、一方の側端面が円孔３２ａが形成された端部に、他方の側端面が内周面３２ｓに装着されたスナップリング４５にそれぞれ当接して、ケーシング３２に固着されている。
また、内輪４４は、Ｙ方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面４４ｔに、可動部８０に接続された連結部材６２の一部（シャフト６２ａ）が嵌合するようになっている。
これにより、球面軸受４０は、連結部材６２（ひいては可動部８０）を、ケーシング３２（スライダ２２ａ）に対して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能に支持するようになっている。
【００３０】
直進機構６０は、球面軸受４０の内輪４４と、及びシャフト６２ａを有する連結部材６２とから構成される。すなわち、直進機構６０と球面軸受４０とは、内輪４４を共通の構成部材として、一体的に構成されている。
連結部材６２は、円柱形のシャフト６２ａと、その一端に形成されたフランジ６２ｆとから形成される。そして、シャフト６２ａが内輪４４の内周面４４ｔに対して挿入方向（Ｙ方向）に摺動可能に嵌合する一方、フランジ６２ｆが可動部８０に対して不図示のボルト等により固着される。
これにより、直進機構６０は、連結部材６２（ひいては可動部８０）を、ケーシング３２（スライダ２２ａ）に対して、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
【００３１】
したがって、スライダユニット２０Ａは、第一軸受部３０（球面軸受４０及び直進機構６０）により、スライダ２２ａに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
同様に、スライダユニット２０Ｂは、第一軸受部３０により、スライダ２２ａに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持する。
また、図２（ｂ）に示すように、スライダユニット２０Ｃは、スライダユニット２０Ｃもスライダユニット２０Ａ，２０Ｂと構成は同一であるが取り付け方向が異なるに過ぎず、したがって、第一軸受部３０により、スライダ２２ａに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
【００３２】
図３は、スライダユニット２０Ｄを示す図であって、図１のIII−III断面図である。
スライダユニット２０Ｄは、上述したように、スライダ２２ｄと第二軸受部７０とから構成される。
このスライダ２２ｄ（一のスライダ）は、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃにおけるスライダ２２ａと同一のものである。
【００３３】
第二軸受部７０は、スライダ２２ｄと可動部８０との間に配置され、スライダ２２ｄに対して可動部８０を回転のみ可能に支持するものである。
第二軸受部７０は、スライダ２２ｄに固着されるケーシング３２と、ケーシング３２の内部に配置される球面軸受４０と、可動部８０に固着されると共に球面軸受４０の内輪４４に連結される連結部材６３と、から構成される。
ケーシング３２及び球面軸受４０は、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄにおけるケーシング３２、球面軸受４０と同一のものである。
【００３４】
連結部材６３は、上述した第一軸受部３０の連結部材６２と同一形状の部材であって、円柱形のシャフト６３ａと、フランジ６３ｆとから形成される。また、シャフト６３ａの先端面には、不図示のネジ穴が形成されている。
そして、連結部材６３は、シャフト６３ａが内輪４４の内周面４４ｔに対して嵌合・挿入され、フランジ６３ｆが可動部８０に対して不図示のボルト等により固着される。
更に、シャフト６３ａの根本部にはスナップリング７２が装着され、シャフト６３ａの先端面にはシャフト６３ａよりもやや大径の固定円板７３がボルトにより装着される。
【００３５】
これにより、球面軸受４０の内輪４４は、シャフト６３ａに嵌合した状態で、一方の側端面がスナップリング７２に、他方の側端面が固定円板７３にそれぞれ当接して、シャフト６３ａに固着される。言い換えれば、シャフト６３ａ（連結部材６３）は、球面軸受４０の内輪４４に固定されて、Ｙ方向に摺動できないようになっている。
したがって、スライダユニット２０Ｄは、球面軸受４０により、スライダ２２ｄに対して可動部８０を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向周りの各回転方向に回転可能にのみ支持するようになっている。
【００３６】
図１に戻り、可動部８０は、不図示の荷物を載置した状態で、２本の案内レール１２，１３に沿ってＸ方向に移動するものである。
可動部８０は、Ｙ方向に向けて案内レール１２，１３の間に架け渡された２本の平行なメインフレーム８２，８４と、メインフレーム８２，８４の間に架け渡されてＹ方向に等間隔に配置された５つのサブフレーム８６と、から構成される。
メインフレーム８２，８４及びサブフレーム８６は、それぞれ角型、丸型、Ｈ型等若しくは角型管、丸型管等の鉄鋼材料であって、これらを組み合わせて溶接することで可動部８０が形成されている。
【００３７】
そして、メインフレーム８２の＋Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ａが、−Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ｄがそれぞれ連結されている。また、メインフレーム８４の＋Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ｂが、−Ｙ側端面にはスライダユニット２０Ｃがそれぞれ連結されている。
これにより、可動部８０は、２本の案内レール１２，１３に沿ってＸ方向に円滑に移動可能となっている。
【００３８】
次に、以上のような構成を備える直動装置１の作用について説明する。
図４は、可動部８０の変形例を説明する図である。
上述したように、直動装置１は、可動部８０上に各種荷物（不図示）を載置して、Ｘ方向に自在に搬送（移動）することができる。
【００３９】
この際、可動部８０は、荷物の重量に応じて、図４（ａ）に示すように、−Ｚ方向に凸形に撓む荷重変形が発生する。また、この荷重変形量は、荷物の揚げ降ろしの際に変化する。
また、例えば、搬送経路上に熱源が存在する場合には、その熱源の近傍を可動部８０が通過したり、停止したりすると、可動部８０が加熱されて熱変形が発生する。また、この熱変形量は、可動部８０が熱源から遠ざかる（すなわち冷却される）と変化する。
【００４０】
このように、可動部８０に荷重変形や熱変形が発生すると、可動部８０があらゆる方向に伸縮、曲げ、捻られて、複合的に変形する。
しかし、可動部８０があらゆる方向に複合的に変形した場合であっても、可動部８０が連結される４つのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０が作用して、可動部８０の変形を機械的に吸収する。
したがって、可動部８０の変形がスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれのスライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）に伝達されないので、全てのスライダ２２は案内レール１２，１３に対して円滑に摺動可能であり、可動部８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００４１】
例えば、図４（ａ）に示すように、可動部８０がＺ方向に凸形状、又は凹形状に撓んだ場合には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０が作動して、このような撓みが吸収される。すなわち、球面軸受４０の外輪４２に対して内輪４４が、可動部８０に応じてＸ軸周りに微少回転する。
【００４２】
また、可動部８０がＺ方向に凸形状、又は凹形状に撓むと、同時に、可動部８０のＹ方向の見かけ上の長さが短くなる。このような伸縮は、スライダユニット２０Ａ，２０Ｂに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０が作動して吸収される。すなわち、直進機構６０のシャフト６２ａが内輪４４に対してＹ方向に微少摺動する。
なお、スライダユニット２０Ｄに設けられた第二軸受部７０には直進機構が存在しないので、可動部８０のＹ方向の変形量の全てが、スライダユニット２０Ａ，２０Ｂに設けられたそれぞれの第一軸受部３０（直進機構６０）により機械的に吸収される。言い換えれば、可動部８０は、スライダユニット２０Ｄを基準にしてＹ方向に伸縮できる。
このように、可動部８０のＺ方向の撓み（曲げ）は、機械的に吸収される。
【００４３】
また、Ｚ方向の撓み（曲げ）が解消される場合や、更に、撓みが増加する場合にも、第一軸受部３０と第二軸受部７０の球面軸受４０、直進機構６０がそれぞれ作用して、可動部８０の変形が吸収される。
こうして、可動部８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００４４】
また、図４（ｂ）に示すように、可動部８０がＸ方向に凸形状、又は凹形状に撓んだ場合も同様である。
すなわち、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０が、Ｚ軸周りに微少回転するように作動して、このような撓みが吸収される。
また、可動部８０のＹ方向の見かけ上の伸縮も、スライダユニット２０Ａ，２０Ｂに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０が作動して吸収される。なお、スライダユニット２０Ｃに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０も作動する場合もある。
更に、Ｚ方向の撓み（曲げ）が解消される場合や、撓みが増加する場合にも、第一軸受部３０と第二軸受部７０の球面軸受４０、直進機構６０がそれぞれ作用して、可動部８０の変形が、機械的に吸収される。
【００４５】
また、図４（ｃ）に示すように、可動部８０がＹ方向に撓んだ（Ｙ方向の両端でＸ方向の伸縮量が異なるように変形した）場合等には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０，直進機構６０が作動すると同時に、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄの各スライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）が案内レール１２，１３に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動する。
これにより、可動部８０のＹ方向の撓みも機械的に吸収される。
【００４６】
なお、可動部８０がＹ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃに設けられた第一軸受部３０の直進機構６０が作動して、この変形が機械的に吸収される。
また、可動部８０がＸ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄの各スライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）が案内レール１２，１３に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動して、この変形が機械的に吸収される。
更に、可動部８０にＹ軸周りに捻りが発生した場合にも、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０の球面軸受４０，直進機構６０、更に、スライダユニット２０Ａ〜２０Ｄの各スライダ２２（スライダ２２ａ，２２ｄ）がそれぞれ作動して、Ｙ軸周りの捻りが機械的に吸収される。
【００４７】
以上のように、可動部８０に荷重変形や熱変形が発生して、可動部８０があらゆる方向に伸縮、曲げ、捻られて、複合的に変形した場合であっても、可動部８０が連結される４つのスライダユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた第一軸受部３０，第二軸受部７０が作用して、可動部８０の変形を機械的に吸収するので、可動部８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００４８】
なお、第一実施形態では、スライダユニット２０Ｄに、可動部８０を回転支持する第二軸受部７０を配置する場合について説明したが、スライダユニット２０Ｄのスライダ２２ｄが可動部８０に直接固着される場合であっても、可動部８０のＸ方向への円滑な移動は維持可能である。他のスライダユニット２０Ａ〜２０Ｃにより、可動部８０のスライダユニット２０Ｄのスライダ２２ｄを基準にした変形（伸縮、曲げ、捻り）が吸収可能だからである。
【００４９】
続いて、本発明に係る直動装置の第二実施形態について、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第二実施形態に係る直動装置１０１の概略構成図である。
直動装置１０１は、Ｘ方向に延びる３本の案内レール１１２，１１３，１１４を備える案内レールユニット１１０と、案内レール１１２，１１３，１１４に対してそれぞれに２つずつ（計６つ）取り付けられたスライダユニット１２０と、６つのスライダユニット１２０に支持されると共に３本の案内レール１１２，１１３，１１４に沿って移動可能な可動部１８０と、から概略構成される。
【００５０】
案内レールユニット１１０は、Ｘ方向に沿って平行かつ直線状に延びる３本の案内レール１１２，１１３，１１４と、案内レール１１２，１１３，１１４がそれぞれ固定される支持部材１１５，１１６，１１７と、から構成される。
【００５１】
支持部材１１５，１１６，１１７は、床面Ｆ上おいてＸ方向に向けて直線状に、かつ、均等な間隔（例えば、１０ｍ程度）を空けて互いに平行に敷設された部材であって、例えばコンクリート等の堅固な材料により形成される。Ｘ方向の長さは、任意（例えば、数１０ｍ程度）に設定される。
支持部材１１５，１１６，１１７は、その縦断面形状が矩形に形成され、床面Ｆに平行でＺ方向の高さが同一な上面１１５ｓ，１１６ｓ，１１７ｓを有する。そして、この上面１１５ｓ，１１６ｓ，１１７ｓに、それぞれ案内レール１１２，１１３，１１４が固定される。
【００５２】
案内レール１１２，１１３，１１４は、第一実施形態の直動装置１における案内レール１２，１３と同一のものであり、互いに平行かつ直線状になるように、支持部材１１５，１１６，１１７の上面１１５ｓ，１１６ｓ，１１７ｓに敷設される。
【００５３】
６つのスライダユニット１２０（１２０Ａ〜１２０Ｆ）は、案内レール１１２，１１３，１１４上を円滑に摺動可能に構成されると共に、可動部１８０をそれぞれ支持するものである。
スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｂは案内レール１１２に、スライダユニット１２０Ｃ，１２０Ｆは案内レール１１３に、スライダユニット１２０Ｄ，１２０Ｅは案内レール１１４に、それぞれ配置される。
また、スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｆ，１２０Ｅが、スライダユニット１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄよりも＋Ｘ方向側に配置される。
【００５４】
６つのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆのうちのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅは、同一の構成を有しており、それぞれスライダ１２２ａと第一軸受部１３０とから構成される（図６参照）。
一方、スライダユニット１２０Ｆは、スライダ１２２ｆと第二軸受部１７０とから構成される（図７参照）。
【００５５】
図６は、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅを示す図であって、（ａ）は図５のＶIａ−ＶIａ断面図、（ｂ）は図５のＶIｂ−ＶIｂ断面図である。
上述したように、スライダユニット１２０Ａは、スライダ１２２ａと第一軸受部１３０とから構成される。
スライダ１２２ａ（他のスライダ）は、第一実施形態の直動装置１におけるスライダ２２ａと略同一のものが用いられ、その上面に第一軸受部１３０が固着される。
【００５６】
第一軸受部１３０は、スライダ１２２ａと可動部１８０との間に配置され、スライダ１２２ａに対して可動部１８０をＺ方向に回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するものである。
第一軸受部１３０は、スライダ１２２ａ上に取付部材１３１を介して配置された直進機構１４０と、直進機構１４０及び可動部１８０に連結された回転機構１６０と、から構成される。
【００５７】
直進機構１４０は、取付部材１３１を介してスライダ１２２ａ上に固着されたサブスライダ１４２と、サブスライダ１４２上においてＹ方向に延びるサブレール１４４と、から構成される。
サブスライダ１４２及びサブレール１４４は、スライダ１２２ａと案内レール１１２とは幅高さ等はやや異なるが、その機能は同一である。すなわち、サブレール１４４に対してその一部を覆うようにサブスライダ１４２が装着されて、サブレール１４４に対してサブスライダ１４２が円滑に摺動するようになっている。
そして、サブレール１４４の上面に回転機構１６０が固着されている。
これにより、直進機構１４０は、回転機構１６０（ひいては可動部１８０）を、スライダ１２２ａに対して、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
なお、サブレール１４４の両端には、サブスライダ１４２がサブレール１４４から脱落しないように不図示のストッパが設けられている。
【００５８】
回転機構１６０は、サブレール１４４の上面に固着されるシャフト部材１６２と、シャフト部材１６２に内輪が嵌合される回転軸受１６４と、回転軸受１６４の外輪に嵌合されると共に可動部１８０の底面に固着されるケーシング１３２と、から構成される。
なお、回転軸受１６４には、ボールベアリング、ローラーベアリング、クロスローラーベアリング等が用いられる。
【００５９】
シャフト部材１６２は、Ｚ方向に立設する円柱形の部材であって、回転軸受１６４の内輪に嵌合する本体部１６２ａと、本体部１６２ａよりも大径で本体部１６２ａの一端において回転軸受１６４の内輪が当接可能な当接部１６２ｂと、当接部１６２ｂよりも大径でサブレール１４４の上面に密着する固定部１６２ｃと、がこの順に一体に形成される。
本体部１６２ａの先端側外周にはネジ部１６２ｄが形成されており、本体部１６２ａに回転軸受１６４（内輪）を嵌合した状態で、このネジ部１６２ｄにベアリング止めナット１５８を螺合することで、回転軸受１６４の内輪が当接部１６２ｂとベアリング止めナット１５８とにより挟持されてシャフト部材１６２に固定されるようになっている。
【００６０】
ケーシング１３２は、カップ形の部材であって、その中心軸がＺ方向に沿うようにして、底部を可動部１８０に密着して固着される。
ケーシング１３２は、Ｚ方向に二分割可能な下側部材１３２ａと上側部材１３２ｂとから構成されている。そして、下側部材１３２ａと上側部材１３２ｂと分離して、下側部材１３２ａの内周面に回転軸受１６４の外輪を嵌合し、その後に結合すると、下側部材１３２ａと上側部材１３２ｂとにより回転軸受１６４の外輪の両端を挟持するようになっている。
また、ケーシング１３２の内部空間には、回転軸受１６４、シャフト部材１６２の本体部１６２ａの先端側及びベアリング止めナット１５８が収容されるようになっている。
【００６１】
そして、ケーシング１３２（上側部材１３２ｂ）は、可動部１８０の底面に形成された円穴に挿入されて固着される。
これにより、回転機構１６０は、直進機構１４０（ひいてはスライダ１２２ａ）に対して、可動部１８０をＺ軸周りに回転可能に支持するようになっている。
【００６２】
したがって、スライダユニット１２０Ａは、第一軸受部１３０（直進機構１４０及び回転機構１６０）により、スライダ１２２ａに対して可動部１８０を、Ｚ軸方向周りに回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
同様に、スライダユニット１２０Ｂ〜１２０Ｅは、第一軸受部１３０により、スライダ１２２ａに対して可動部１８０を、Ｚ軸方向周りに回転可能、かつ、Ｙ方向に直進可能に支持するようになっている。
【００６３】
図７は、スライダユニット１２０Ｆを示す図であって、（ａ）は図５のＶIIａ−ＶIIａ断面図、（ｂ）は図５のＶIIｂ−ＶIIｂ断面図である。
スライダユニット１２０Ｆは、上述したように、スライダ１２２ｆと第二軸受部１７０とから構成される。
このスライダ１２２ｆ（一のスライダ）は、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅにおけるスライダ１２２ａと同一のものである。
【００６４】
第二軸受部１７０は、スライダ１２２ｆと可動部１８０との間に配置され、スライダ１２２ｆに対して可動部１８０をＺ方向に回転可能にのみ支持するものである。
第二軸受部１７０は、回転機構１６０のみから構成される。すなわち、第二軸受部１７０とは、直進機構１４０を備えていない点で異なっている。
【００６５】
また、第二軸受部１７０における回転機構１６０は、第一軸受部１３０における回転機構１６０とは、Ｚ方向の高さ（長さ）のみが異なっている。
具体的には、回転機構１６０を構成するシャフト部材１６２、回転軸受１６４及びケーシング１３２等のうち、ケーシング１３２の上側部材１３２ｃのＺ方向の高さが異なっている。つまり、上側部材１３２ｃは、第一軸受部１３０における回転機構１６０の上側部材１３２ｂよりも、直進機構１４０のＺ方向の高さ分だけ、Ｚ方向に長く形成されている。
これにより、第二軸受部１７０は、可動部１８０を第一軸受部１３０と同一のＺ方向の位置（高さ）で支持するようになっている。
【００６６】
したがって、スライダユニット１２０Ｆは、第二軸受部１７０（回転機構１６０）により、スライダ１２２ｆに対して可動部１８０を、Ｚ軸方向周りに回転可能にのみ支持し、Ｙ方向等には直進できないようになっている。
【００６７】
図５に戻り、可動部１８０は、不図示の荷物を載置した状態で、３本の案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向に移動するものであって、第一実施形態に係る直動装置１０１の可動部８０と略同一構成、形状となっている。
すなわち、Ｙ方向に向けて案内レール１１２〜１１４の間に架け渡された２本の平行なメインフレーム１８２，１８４と、メインフレーム１８２，１８４の間に架け渡されてＹ方向に等間隔に配置された５つのサブフレーム１８６と、から構成される。各種鉄鋼材料を組み合わせて溶接することで形成されている。
【００６８】
そして、メインフレーム１８２の＋Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ａが、中央部底面にはスライダユニット１２０Ｆが、−Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ｅが、それぞれ連結されている。また、メインフレーム１８４の＋Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ｂが、中央部底面にはスライダユニット１２０Ｃが、−Ｙ側端部底面にはスライダユニット１２０Ｄが、それぞれ連結されている。
これにより、可動部１８０は、３本の案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向に円滑に移動可能となっている。
【００６９】
次に、以上のような構成を備える直動装置１０１の作用について説明する。
図８は、可動部１８０の変形例を説明する図である。
直動装置１０１は、可動部１８０上に各種荷物（不図示）を載置して、Ｘ方向に自在に搬送（移動）することができる。
この際、例えば、搬送経路上に熱源が存在すると、その熱源の近傍を可動部１８０が通過したり、停止したりすると、可動部１８０が加熱されて熱変形が発生する。また、この熱変形量は、可動部１８０が熱源から遠ざかる（冷却される）と変化する。
【００７０】
このように、可動部１８０に熱変形が発生すると、可動部１８０が、図８（ａ）に示すように曲がったり、図８（ｂ）に示すように伸縮したりする。また、単純に、Ｙ方向やＸ方向に伸縮する。更に、これらの変形を組み合わせて複合的に変形する。
しかし、可動部１８０がこのように変形した場合であっても、可動部１８０が連結される６つのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０，第二軸受部１７０が作用して、可動部１８０の変形を機械的に吸収する。
したがって、可動部１８０の変形がスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆのそれぞれのスライダ１２２に伝達されないので、全てのスライダ１２２（スライダ１２２ａ，１２２ｆ）は案内レール１１２，１１３，１１４に対して円滑に摺動可能であり、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００７１】
例えば、図８（ａ）に示すように、可動部１８０がＸ方向に凸形状、又は凹形状に撓んだ場合には、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０の回転機構１６０が作動して、このような曲げが吸収される。すなわち、回転機構１６０の回転軸受１６４が作動して、ケーシング１３２が、可動部１８０の変形に応じて、シャフト部材１６２に対してＺ軸周りに微少回転する。
【００７２】
このように可動部１８０がＸ方向に凸形状、又は凹形状に曲がると、同時に、可動部１８０のＹ方向の見かけ上の長さが短くなる。このような伸縮は、スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄ，１２０Ｅに設けられた第一軸受部１３０の直進機構１４０が作動して吸収される。すなわち、直進機構１４０のサブレール１４４が、可動部１８０の変形に応じて、サブスライダ１４２に対してＹ方向に微少移動する。
なお、スライダユニット１２０Ｆに設けられた第二軸受部１７０には直進機構が存在しないので、可動部１８０のＹ方向の変形量の全てが、残りのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅに設けられたそれぞれの第一軸受部１３０（直進機構１４０）により機械的に吸収される。言い換えれば、可動部１８０は、スライダユニット１２０Ｆを基準にしてＹ方向に伸縮できる。
このように、可動部１８０のＸ方向の曲げは、機械的に吸収される。
【００７３】
また、Ｘ方向の曲げが解消される場合や、更に、曲げが増加する場合にも、第一軸受部１３０と第二軸受部１７０の回転機構１６０、直進機構１４０がそれぞれ作用して、可動部１８０の変形が吸収される。
こうして、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００７４】
また、図８（ｂ）に示すように、可動部１８０がＹ方向に撓んだ（Ｙ方向の両端でＸ方向の伸縮量が異なるように変形した）場合等には、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０，第二軸受部１７０の回転機構１６０，直進機構１４０が作動すると同時に、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆの各スライダ１２２（スライダ１２２ａ，１２２ｆ）が案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動する。
これにより、可動部１８０のＹ方向の撓みも機械的に吸収される。
【００７５】
なお、可動部１８０がＹ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄ，１２０Ｅに設けられた第一軸受部１３０の直進機構１４０が作動して、この変形が機械的に吸収される。
また、可動部１８０がＸ方向に単純に伸縮した場合には、スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆの各スライダ１２２（スライダ１２２ａ，１２２ｆ）が案内レール１１２，１１３，１１４に沿ってＸ方向への微少移動するよう作動して、この変形が機械的に吸収される。
【００７６】
以上のように、可動部１８０に熱変形等が発生して、可動部１８０が伸縮、曲げにより複合的に変形した場合であっても、可動部１８０が連結される６つのスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｆに設けられた第一軸受部１３０，第二軸受部１７０が作用して、可動部１８０の変形を機械的に吸収するので、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動が維持される。
【００７７】
なお、第二実施形態では、スライダユニット１２０Ｆに、可動部１８０を回転支持する第二軸受部１７０を配置する場合について説明したが、スライダユニット１２０Ｆのスライダ１２２ｆが可動部１８０に直接固着される場合であっても、可動部１８０のＸ方向への円滑な移動は維持可能である。他のスライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅにより、可動部１８０のスライダユニット１２０Ｆのスライダ１２２ｆを基準にした変形（伸縮、曲げ）が吸収可能だからである。
【００７８】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは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。
【００７９】
例えば、可動部８０，１８０をＸ方向に案内する機構としては、案内レール１２等とスライダ２２等からなるリニアスライダ機構に限らない。例えば、ネジ軸とナットとからなるボールネジ機構であってもよい。
また、案内レール１２等とスライダ２２等とがリニアモータを構成する場合であってもよい。
また、案内レール１２等とスライダ２２等とが非接触に支持（エア浮上等）される場合であってもよい。可動部８０，１８０の変形により、案内レールとスライダとの距離（エア浮上量）が変化すると、案内レールとスライダとが接触して移動が困難となってしまう場合もあるからである。
【００８０】
また、案内レール１２等の数やスライダユニット２０等の数は、上述した実施形態では、の場合に限られない。すなわち、案内レールが４本以上であったり、スライダユニットが例えば１０組存在したりする場合であってもよい。
【００８１】
また、スライダユニット２０Ｄ，１２０Ｆ（すなわち可動部８０，１８０を回転支持のみするスライダユニット）の配置は、上述した実施形態の場合に限られない。設計条件等に応じて、その配置を任意に設定してもよい。
【００８２】
更に、可動部８０を複数の鋼材（角鋼管や丸型鋼管等）を組み合わせて構成する場合について説明したが、これに限らない。平板状のテーブル部材により構成してもよい。また、鉄鋼に限らず、アルミニウム等や非金属材料であってもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、可動部８０，１８０に変形が発生する場合として、荷物等を載置した荷重変形や加熱・冷却による熱変形の場合について説明したが、これに限らない。
例えば、可動部８０，１８０上にドリル等の工具を搭載し、可動部８０，１８０を被加工物に向けて移動して、機械加工するような場合であってもよい。このような場合にも、可動部８０，１８０には外力が加わって変形するので、これを機械的に吸収することで、可動部８０，１８０の円滑な移動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る直動装置１の概略構成図である。
【図２】スライダユニット２０Ａ〜２０Ｃを示す図である。
【図３】スライダユニット２０Ｄを示す図である。
【図４】可動部８０の変形例を説明する図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る直動装置１０１の概略構成図である。
【図６】スライダユニット１２０Ａ〜１２０Ｅを示す図である。
【図７】スライダユニット１２０Ｆを示す図である。
【図８】可動部１８０の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，１０１…直動機構
１２，１３，１１２，１１３，１１４…案内レール
２２ａ，１２２ａ…スライダ（他のスライダ）
２２ｄ，１２２ｆ…スライダ（一のスライダ）
３０，１３０…第一軸受部
４０…球面軸受
６０，１４０…直進機構
７０，１７０…第二軸受部
８０，１８０…可動部
１６４…回転軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の距離を空けて平行かつ直線状に敷設される複数の案内レールと、
前記複数の案内レールのそれぞれに少なくとも１つ以上配置されて該案内レール上を移動可能な複数のスライダと、
前記複数の案内レールの全てに架け渡されると共に前記複数のスライダに支持されて前記複数の案内レールに沿って移動可能な可動部と、
前記複数のスライダのうちの一のスライダを除いた他のスライダと前記可動部との間にそれぞれ配置されて、前記可動部と前記他のスライダとを回転可能かつ前記可動部の架渡方向に直進可能に支持する複数の第一軸受部と、
を備えることを特徴とする直動装置。
【請求項２】
前記可動部と前記一のスライダとの間に配置されて、前記可動部と前記一のスライダとを回転可能に支持する第二軸受部を備えることを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
【請求項３】
前記第一軸受部は、球面軸受を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直動装置。
【請求項４】
前記第一軸受部は、前記球面軸受と一体的に構成された直進機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の直動装置。
【請求項５】
前記第二軸受部は、球面軸受を含むことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の直動装置。
【請求項６】
前記第一軸受部は、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直動装置。
【請求項７】
前記第一軸受部は、前記架渡方向に敷設されるサブレール及び前記サブレール上を移動可能なサブスライダからなる直進機構を含むことを特徴とする請求項６に記載の直動装置。
【請求項８】
前記第二軸受部は、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直動装置。
【請求項１】
一定の距離を空けて平行かつ直線状に敷設される複数の案内レールと、
前記複数の案内レールのそれぞれに少なくとも１つ以上配置されて該案内レール上を移動可能な複数のスライダと、
前記複数の案内レールの全てに架け渡されると共に前記複数のスライダに支持されて前記複数の案内レールに沿って移動可能な可動部と、
前記複数のスライダのうちの一のスライダを除いた他のスライダと前記可動部との間にそれぞれ配置されて、前記可動部と前記他のスライダとを回転可能かつ前記可動部の架渡方向に直進可能に支持する複数の第一軸受部と、
を備えることを特徴とする直動装置。
【請求項２】
前記可動部と前記一のスライダとの間に配置されて、前記可動部と前記一のスライダとを回転可能に支持する第二軸受部を備えることを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
【請求項３】
前記第一軸受部は、球面軸受を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直動装置。
【請求項４】
前記第一軸受部は、前記球面軸受と一体的に構成された直進機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の直動装置。
【請求項５】
前記第二軸受部は、球面軸受を含むことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の直動装置。
【請求項６】
前記第一軸受部は、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直動装置。
【請求項７】
前記第一軸受部は、前記架渡方向に敷設されるサブレール及び前記サブレール上を移動可能なサブスライダからなる直進機構を含むことを特徴とする請求項６に記載の直動装置。
【請求項８】
前記第二軸受部は、前記架渡方向及び前記案内レールの敷設方向に直交する軸周りに回転支持する回転軸受を含むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３０７６４（Ｐ２００９−３０７６４Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９７４７２（Ｐ２００７−１９７４７２）
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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