運動案内装置
【課題】
ブロック本体側の負荷通路及びボール戻し通路とエンドプレート側の方向転換路との接続部における段差の発生を可及的に解消し、移動ブロック内におけるボールの無限循環を一層円滑に行うことが可能な運動案内装置を提供する。
【解決手段】
エンドプレートには、方向転換路の外周側案内面を備えると共に負荷通路及びボール戻し通路の端部開口と対向したボール誘導溝が形成される一方、かかるエンドプレートが装着されるブロック本体の端面には、前記負荷通路の端部開口とボール戻し通路の端部開口との間に位置して前記ボール誘導溝内に挿入される規制プレートが固定され、この規制プレートは、前記エンドプレートのボール誘導溝と非接触に保たれると共に、前記エンドプレートに具備された外周側案内面と対向して前記方向転換路を構成する内周側規制面を有している。
ブロック本体側の負荷通路及びボール戻し通路とエンドプレート側の方向転換路との接続部における段差の発生を可及的に解消し、移動ブロック内におけるボールの無限循環を一層円滑に行うことが可能な運動案内装置を提供する。
【解決手段】
エンドプレートには、方向転換路の外周側案内面を備えると共に負荷通路及びボール戻し通路の端部開口と対向したボール誘導溝が形成される一方、かかるエンドプレートが装着されるブロック本体の端面には、前記負荷通路の端部開口とボール戻し通路の端部開口との間に位置して前記ボール誘導溝内に挿入される規制プレートが固定され、この規制プレートは、前記エンドプレートのボール誘導溝と非接触に保たれると共に、前記エンドプレートに具備された外周側案内面と対向して前記方向転換路を構成する内周側規制面を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールの無限循環路を有する移動ブロックが軌道レールに沿って自在に往復運動を行う運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の運動案内装置としては、例えば実開平６−５８２３５号公報に開示されるリニアガイド装置が知られている。このリニアガイド装置は、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、前記転走溝を転動する多数のボールを介して前記軌道レールに組み付けられると共にこれらボールの無限循環路を有する移動ブロックとから構成されており、ボールが移動ブロックと軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転動すると共に前記無限循環路内を循環することにより、移動ブロックと軌道レールとが相対的に往復運動を行うことが可能となっている。
【０００３】
前記移動ブロックは、ブロック本体と、このブロック本体の移動方向の前後両端に固定されるエンドプレートと、前記ブロック本体の前後両端面に配置されると共に前記エンドプレートによって覆われる半円状のリターンピースとから構成されている。前記ブロック本体は、軌道レールの転走溝に対向する負荷転走溝を有し、この負荷転走溝と軌道レールの転走溝とによってボールが荷重を負荷しながら転走する負荷通路が構成されている。また、前記ブロック本体は前記負荷通路と平行なボール戻し通路を備えており、このボール戻し通路はその内径がボール直径よりも僅かに大きく設定されている。すなわち、ボールはこのボール戻し通路内を無負荷状態で転走する。
【０００４】
前記エンドプレート及びリターンピースはボールの方向転換路を構成している。この方向転換路は前記負荷通路の端部開口とボール戻し通路の端部開口とを繋ぐ曲線路であり、前記ブロック本体の両端にこれらエンドプレート及びリターンピースを配置することにより、負荷通路のそれぞれの端部が対応するボール戻し通路のそれぞれの端部と方向転換路によって連結され、前記移動ブロックにボールの無限循環路が完成するようになっている。
【０００５】
前記エンドプレートには方向転換路の外周側案内面が、前記リターンピースには方向転換路の内周側案内面がそれぞれ形成されており、これら前記外周側案内面及び内周側案内面は共にボールの転走方向と直交する方向の断面が略半円状に形成されている。このため、エンドプレートの外周側案内面に対してリターンピースの内周側案内面を対向させるようにして両者を組み合わせると、ボール直径よりも僅かに大きな内径の断面円形状の方向転換路が完成する。
【０００６】
前記リターンピースはエンドプレートに形成された凹部に嵌合して位置決めされ、リターンピースの内周側案内面がエンドプレートの外周側案内面と対向するようになっている。また、前記リターンピースを嵌合させたエンドプレートをブロック本体の所定位置に対して結合すると、かかるリターンピースがブロック本体に形成された負荷転走溝とボール戻し孔との間に位置し、リターンピースの内周側案内面はその一端においてブロック本体の負荷転走溝と連続する一方、他端においてボール戻し孔の内周面と連続するように構成されている。
【０００７】
一方、特開平７−３１７７６２号公報に開示される運動案内装置では、前記ブロック本体の端面に対して前記エンドプレートを直接固定するのではなく、前記ブロック本体の端面に対して合成樹脂製のプレート部を予め射出成形し、このプレート部を介して前記エンドプレートがブロック本体に固定されるようになっている。この場合、前記方向転換路を構成する半円状のリターンピースは前記プレート部と共に成形されており、かかるプレート部に対しエンドプレートを装着した際に、エンドプレートに形成された凹部に対してリターンピースが嵌合し、リターンピースの内周側案内面がエンドプレートの外周側案内面と対向するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平６−５８２３５号公報
【特許文献２】特開平７−３１７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、リターンピースの内周側案内面はボール転走方向と直交する方向に沿った断面が略半円状に形成されているが、例えばボールが方向転換路とブロック本体の負荷通路との間を円滑に往来するためには、かかる内周側案内面と負荷通路を構成するブロック本体の負荷転走溝とが段差なく接続されることが重要である。しかし、リターンピースの内周側案内面の端縁は半円状をなす曲線であり、また、負荷転走溝の端縁も同様にして曲線であることから、直線同士を合致させる場合と異なり、別々に形成された曲線同士を完全に合致させることは困難である。このことは、リターンピースの内周側案内面とブロック本体の負荷転走溝との接続部に限らず、かかる内周側案内面とブロック本体のボール戻し孔との接続部に関しても同じである。
【００１０】
また、前述の実開平６−５８２３５号公報の運動案内装置のように、リターンピースをエンドプレートの凹所に嵌合させた後に当該エンドプレートをブロック本体に固定する構造では、ブロック本体に対するエンドプレートの固定が正確に行われないと、リターンピースがブロック本体に対して正確に位置決めされず、この点においても、リターンピースの内周側案内面の端縁を負荷転走溝の端縁と完全に合致させることは困難である。
【００１１】
特開平７−３１７７６２号公報に開示される運動案内装置の場合、リターンピースがブロック本体に対して直接射出成形されたプレート部に形成されているので、かかるプレート部に対するエンドプレートの固定精度に起因してリターンピースのブロック本体に対する位置決め精度が悪化するということは想定されない。しかし、ブロック本体に対して射出成形された合成樹脂製のプレート部は成形完了後の収縮等に起因して必ずしも寸法精度が高いとは言えず、成形されたリターンピースの内周側案内面の端縁における形状と、ブロック本体の負荷転走溝の端縁における形状とを合致させることは大変難しい。
【００１２】
すなわち、これらの理由から従来の運動案内装置では、リターンガイドの内周側案内面とブロック本体の負荷転走溝との接続部では段差が発生し易く、かかる段差を完全に排除することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブロック本体側の負荷通路及びボール戻し通路とエンドプレート側の方向転換路との接続部における段差の発生を可及的に解消し、移動ブロック内におけるボールの無限循環を一層円滑に行うことが可能な運動案内装置を提供することにある。
【００１４】
すなわち、本発明は、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、多数のボールを介して前記軌道レールに組み付けられると共に前記ボールの無限循環路を有し、当該軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、を備えた運動案内装置であり、前記移動ブロックは、前記軌道レールの転走溝と対向してボールの負荷通路を構成する負荷転走溝を有すると共に前記負荷通路と平行なボール戻し通路を有するブロック本体と、このブロック本体の移動方向の前後両端に固定され、かかるブロック本体と協働して前記負荷通路と無負荷通路とを繋ぐボールの方向転換路を構成する一対のエンドプレートとを備えている。
【００１５】
そして、前記エンドプレートには、前記方向転換路の外周側案内面を備えると共に前記負荷通路及びボール戻し通路の端部開口と対向したボール誘導溝が形成される一方、かかるエンドプレートが装着される前記ブロック本体の端面には、前記負荷通路の端部開口とボール戻し通路の端部開口との間に位置して前記ボール誘導溝内に挿入される規制プレートが固定されている。この規制プレートは、前記エンドプレートのボール誘導溝と非接触に保たれると共に、前記エンドプレートに具備された外周側案内面と対向して前記方向転換路を構成する内周側規制面を有している。
【発明の効果】
【００１６】
このような本発明によれば、エンドプレートの外周側案内面と協働して方向転換路を構成する規制プレートは前記ブロック本体に固定されており、しかもこの規制プレートはエンドプレートに形成されたボール誘導溝とは非接触なので、ブロック本体に対するエンドプレートの固定精度に影響されることなく、かかる規制プレートをブロック本体の所定位置に精度良く位置決めすることが可能となる。これにより、規制プレートに設けられた内周側規制面をブロック本体の負荷転走溝及びボール戻し孔と段差なく連続させ、移動ブロック内におけるボールの無限循環を円滑化させることが可能となる。
【００１７】
また、前記エンドプレートのボール誘導溝はその内部をボールが転動することから、少なくともボールの直径よりも僅かに大きな幅で形成されているが、前記ブロック本体に固定される規制プレートは当該ボール誘導溝に挿入されるものの、当該ボール誘導溝とは非接触であり、規制プレートの厚みはボール誘導溝の幅よりも薄い。このため、規制プレートに形成された内周側規制面はボールの転走方向と直交する方向の幅が狭くなり、ブロック本体の負荷転走溝又はボール戻し孔に対する位置決めが容易となる。この点においても、前記規制プレートに設けられた内周側規制面をブロック本体の負荷転走溝及びボール戻し孔と段差なく連続させ、移動ブロック内におけるボールの無限循環を円滑化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した運動案内装置の第一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第一実施形態に係る運動案内装置の分解斜視図である。
【図４】第一実施形態に係る運動案内装置の分解斜視図であり、ブロック本体から規制プレートを取り外した状態を示すものである。
【図５】第一実施形態に係る運動案内装置のエンドプレートを示す斜視図である。
【図６】第一実施形態に係る運動案内装置のボール誘導部材を示す斜視図である。
【図７】第一実施形態に係るエンドプレートとボール誘導部材との組合せ状態を示す斜視図である。
【図８】方向転換路内におけるボールと規制プレートとの位置関係を示す断面図である。
【図９】第一実施形態に係るブロック本体の端面に対してボール誘導部材を固定した状態での規制プレートの周辺を示す拡大図である。
【図１０】規制プレートの内周側規制面と負荷転走溝との段差を削り取る作業を示す断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の運動案内装置に適用するボール連結体を示す側面図である。
【図１２】図１１に示したボール連結体の平面図である。
【図１３】第二実施形態に係る運動案内装置のブロック本体を示す分解斜視図である。
【図１４】第二実施形態のブロック本体に組み付けられるパイプ部材を示す断面図である。
【図１５】第二実施形態に係るブロック本体の端面に対してボール誘導部材を固定した状態での規制プレートの周辺を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に沿って本発明の運動案内装置を詳細に説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明を適用した運動案内装置の第一実施形態を示すものである。この運動案内装置は、直線状に形成された長尺な軌道レール１と、転動体としての多数のボール３を介して前記軌道レール１に組み付けられると共にこれらボール３の無限循環路を有する移動ブロック２とから構成されており、ボール３が前記無限循環路内を循環することにより、前記移動ブロック２が軌道レール１に跨るようにして該軌道レール１上を自在に往復運動するように構成されている。
【００２１】
前記軌道レール１は断面略矩形状に形成されており、その両側面には凹部１０が形成されており、結果として各側面の肩部に突堤１１が形成されている。各突堤１１の上下にはボールの転走溝１２が形成されており、軌道レール全体では４条の転走溝１２が形成されている。各転走溝１２は軌道レール１の底面に対して４５°の角度で傾斜しており、前記突堤１１の上側に位置する転走溝１２は斜め上方へ４５°の角度で面する一方、下側に位置する転走溝１２は斜め下方へ４５°の角度で面している。また、かかる軌道レール１には長手方向に沿って所定の間隔で固定ボルトの取付け孔１３が形成されており、当該軌道レール１を機械装置などに敷設する際に利用される。尚、前記軌道レール１に対する転走溝１２の配置、傾斜角度及びその条数は、前記移動ブロック２に必要される負荷能力に応じて適宜変更して差し支えない。
【００２２】
一方、前記移動ブロック２は前記軌道レール１の一部を収容する案内溝を有してチャネル状に形成されており、軌道レール１に対してこれに跨がるようにして配置されている。図３の分解斜視図に示すように、この移動ブロック２は、金属製のブロック本体４と、このブロック本体４を挟むようにして当該ブロック本体４の両端面に固定された一対の合成樹脂製エンドプレート５と、前記ブロック本体４と各エンドプレート５の間に配置されるボール誘導部材６とから構成されている。図４に示すように、前記ボール誘導部材６は固定ねじ６０によってブロック本体４の端面に対して直接固定され、このボール誘導部材６に覆い被さるようにして前記エンドプレート５がブロック本体４の端面に対して固定される。符号５０はエンドプレート５をブロック本体４に対して締結するための取付けボルトである。尚、図３及び図４は前記ブロック本体４に装着される一対のエンドプレート５のうち、一方のエンドプレート５のみを描いたものであり、他方のエンドプレート５は省略している。また、これら図３及び図４はボール３を省略して描いてある。
【００２３】
図２に示されるように、前記ブロック本体４は機械装置などの取付け面４１が形成された水平部４ａ、及びこの水平部４ａと直交する一対のスカート部４ｂを備えて断面略チャネル状に形成されている。前記水平部には前記取付け面４１及び固定ボルトが螺合するタップ孔４２が形成される一方、各スカート部４ｂの内側にはボール３が転走する負荷転走溝４３がそれぞれ形成されている。前記軌道レール１の転走溝１２と前記ブロック本体４の負荷転走溝４３は互いに対向し、ボール３が移動ブロック２と軌道レール１との間で荷重を負荷しながら転走する負荷通路を構成する。すなわち、ブロック本体４には４条の負荷転走溝４３が形成されている。この実施形態において、各負荷転走溝４３の長手方向に直交する断面は、ボール３の球面よりも僅かに大きな曲率半径のサーキュラーアーク状をなしているが、その形状は適宜設計変更することができる。また、各スカート部４ｂには各負荷通路に対応したボール戻し通路４４が形成されており、前記負荷通路を転走し終えて荷重から開放されたボール３が負荷通路内とは逆方向に転走するようになっている。
【００２４】
尚、図２中において、符号４５はブロック本体４のスカート部４ｂと軌道レール１の側面との間を密封するシール部材である。また、符号４６は前記ブロック本体４にねじ止めされた保持器プレートであり、前記移動ブロック２を軌道レール１から抜き取った際に、ボール３が負荷通路から転がり落ちるのを防止している。
【００２５】
図５は前記エンドプレート５を示す斜視図であり、かかるエンドプレート５を前記ブロック本体４との当接面側から観察したものである。このエンドプレートにはボール３の方向転換路を構成する複数のボール誘導溝５１が形成されている。これらボール誘導溝５１はブロック本体４の各負荷転走溝４３に対応しており、軌道レール１を取り囲むようにしてエンドプレート５の４ヶ所に形成されている。各ボール誘導溝５１は前記ブロック本体４の負荷通路及びボール戻し通路４４と対向すべく長孔状の開口を有しており、内部には略Ｕ字状に湾曲した外周側案内面５２を有している、この外周側案内面５２は前記負荷通路とボール戻し通路４４との間でボール３を案内し、ボール３の進行方向を１８０°転換する。この外周側案内面５２の前記軌道レール１に面した端部は僅かに切り欠かれて掬い上げ部５３が形成されており、軌道レール１の転走溝１２に接しながら負荷通路を転走してきたボール３はこの掬い上げ部５３に乗り上げるようにして前記ボール誘導溝５１内に収容される。
【００２６】
一方、図６は前記ボール誘導部材６を示すものである。このボール誘導部材６は前述のように固定ねじ６０によってブロック本体４のスカート部４ｂの端面に固定されるものであり、ブロック本体４に固定されるベースプレート６１と、このベースプレート６１から垂直に起立した規制プレート６２とから構成されている。前記規制プレート６２は前記エンドプレート５のボール誘導溝５１に挿入され、かかるボール誘導溝５１内に形成された外周側案内面５２と協働してボール３の方向転換路を構成する。第一実施形態のボール誘導部材６では、前記ベースプレート６１に対して一対の規制プレート６２を立設させており、１個のボール誘導部材６がエンドプレートに形成された二つのボール誘導溝に対応している。
【００２７】
前記規制プレート６２は前記ベースプレート６１に対して略半円状に突出しており、その外周面は前記方向転換路内におけるボール３の軌道を制限する内周側規制面６３となっている。かかる内周側規制面６３はボール３の直径よりも僅かに大きな空隙をおいて前記エンドプレート５の外周側案内面５２と対向している。そして、エンドプレート５の外周側案内面５２と規制プレート６２の内周側規制面６３とが対向することにより、ボール３を負荷通路とボール戻し通路４４との間で案内する方向転換路が完成する。この規制プレート６２はその厚みｔがエンドプレート５のボール誘導溝５１の幅よりも薄く形成されており、規制プレート６２をボール誘導溝５１内に挿入しても、かかる規制プレート５２はボール誘導溝５１の内側壁に対して非接触となっている。
【００２８】
このようなボール誘導部材６は例えば金属板に対して曲げ加工あるいは鍛造加工を施して製作されている。また、前記ベースプレート６１には、このボール誘導部材６をブロック本体４に固定する固定ねじ６０の貫通孔６４が設けられると共に、前記エンドプレート５をブロック本体４に固定する取付けボルト５０の貫通孔６５が設けられている。尚、前記ボール誘導部材６は金属製に限られるものではなく、合成樹脂材料を成形したものてあっても差し支えない。
【００２９】
図７は前記エンドプレート５とボール誘導部材６を組み合わせた状態を示す斜視図である。図５に示されるように、エンドプレート５には一対のボール誘導部材６のベースプレート６１との干渉を避けるための収容溝５４が二ヶ所に形成されている。このため、図７に示すようにボール誘導部材６を一対のエンドプレート５と組み合わせると、各ボール誘導部材６がエンドプレート５に対して突出することなく収容され、かかるエンドプレート５をブロック本体４の端面に対して固定することができる。実際には、各ボール誘導部材６をブロック本体４の端面に固定した後にエンドプレート５をブロック本体４に固定しており、ボール誘導部材６をブロック本体４に固定することなく図７のようにエンドプレート５と組み合わせることはない。前記エンドプレート５に形成された収容溝５４はボール誘導部材６のベースプレート６１よりも若干大きめに形成されており、ブロック本体４に固定されたボール誘導部材６の上から前記エンドプレート５を当該ブロック本体４に固定したとしても、ボール誘導部材６及びエンドプレート５の夫々がブロック本体４に対して個別に位置決めされるようになっている。
【００３０】
そして、エンドプレート５とボール誘導部材６をこのように組み合わせることで、エンドプレート５の外周側案内面５２と規制プレート６２の内周側規制面６３とが対向し、ブロック本体４の負荷通路とボール戻し通路４４とを繋ぐ方向転換路７が完成する。また、これらエンドプレート５とボール誘導部材６をブロック本体に固定することにより、ブロック本体４の負荷通路とボール戻し通路４４とが方向転換路７によって連結され、前記移動ブロック２にボール３の無限循環路が完成することになる。
【００３１】
図８はブロック本体４に対してボール誘導部材６及びエンドプレート５を固定して完成した方向転換路７を示す断面図であり、かかる方向転換路７をボール３の転走方向と直交する方向に沿って切断したものである。前述のようにボール誘導部材６の規制プレート６２はその厚みがエンドプレート５のボール誘導溝５１の幅よりも薄いので、かかる規制プレート６２はボール誘導溝５１の内側壁５５には接触しておらず、規制プレート６２の両側にはボール誘導溝５１の内側壁５５との間に空間が形成されている。このような空間が存在しても、方向転換路７内のボール３はエンドプレート５の外周側案内面５２及び規制プレート６２の内周側規制面６３によってその転走軌道を規制されているので、方向転換路７内においてボール３の整列状態が乱れることはない。すなわち、前記内周側規制面６３の幅がボール誘導溝５１の幅に対して極端に小さい場合でも、方向転換路７内におけるボール３の転走に関して何ら支障はなく、かかる意味において規制プレート６２の内周側規制面６３は方向転換路７内の各ボール３が点接触を生じる程度のものであれば良い。
【００３２】
また、前記規制プレート６２の両側に形成された空間はグリース等の潤滑剤の貯留スペースとして利用することができ、無限循環路内を転走するボール３をより一層良好に循環することが可能である。この点からも、前記規制プレート６２の厚みはエンドプレート５のボール誘導溝５１の幅よりも極端に薄くて差し支えない。
【００３３】
図９は、ブロック本体４の端面に対してボール誘導部材６を固定した状態での規制プレート６２の周辺を示す拡大図である。ボール誘導部材６をブロック本体４の端面に固定した状態では、ボール誘導部材６の規制プレート６２がブロック本体４の負荷通路４０の端部開口とボール戻し通路４４の端部開口との間に位置しており、前記規制プレート６２に形成された内周側規制面６３が負荷転走溝４３の端部及びボール戻し通路４４の端部とそれぞれ合致している。
【００３４】
図９中における一点鎖線は前記エンドプレート５に形成されたボール誘導溝５１を示している。この図から判るように、前記ボール誘導溝５１の幅ｗはその内部をボール３が転走することから当該ボール３の直径よりも僅かに大きな溝幅を有しているが、前記規制プレート６２の厚みｔはボール誘導溝５１の溝幅ｗよりも狭く設定されている。このように、規制プレート６２の厚みｔをエンドプレート５のボール誘導溝５１の溝幅ｗに比べて小さく設定することで、規制プレート６２に形成された内周側規制面６３と負荷転走溝４３の端部とが接している領域は小さくなり、その分だけ当該内周側規制面６３を段差なく負荷転走溝４３の端部に合致させることが容易となる。このことは、ボール戻し通路４４の端部に対する内周側規制面６３の位置合わせについても同じである。
【００３５】
以上のように構成された運動案内装置によれば、エンドプレート５の外周側案内面５２と協働してボール３の方向転換路を構成する規制プレート６２がブロック本体４に固定されており、しかも当該規制プレート６２は前記外周側案内面５２が形成されたエンドプレート５のボール誘導動溝５１とは非接触なので、ブロック本体４の負荷転走溝４３及びボール戻し通路４４に対する規制プレート６２の位置合わせがエンドプレート５の成形精度、エンドプレート５のブロック本体４に対する固定精度に影響を受けることがなく、かかる規制プレート６２に具備された内周側規制面６３を精度良くブロック本体４の負荷転走溝４３及びボール戻し通路４４に対して接続することが可能となる。
【００３６】
また、前記規制プレートの厚みｔをエンドプレート５のボール誘導溝５１の溝幅ｗに比べて小さく設定したことにより、かかる規制プレート６２に具備された内周側規制面６３をブロック本体４の負荷転走溝４３の端部及びボール戻し通路４４の端部に対して段差なく位置合わせすることが容易となり、移動ブロック２の組み立て作業の容易化を図りつつも、無限循環路内におけるボール３の循環の円滑化を達成することが可能となる。
【００３７】
更に、前記規制プレート６２はブロック本体４に固定されるベースプレート６１から垂直に起立しているので、かかるベースプレート６１をブロック本体４に対してねじ止め、あるいは溶接等によって強固に固定すれば、規制プレート６２はブロック本体４と一体化する。これにより、前記エンドプレート５に対して外力が作用した場合であっても、規制プレート６２に形成された内周側規制面６３が負荷転走溝４３及びボール戻し通路４４に対して位置ずれを生じることはない。
【００３８】
また、前記ボール誘導部材６を金属製とすれば、かかるボール誘導部材６をブロック本体４に固定した後に当該ブロック本体４の負荷転走溝４３を研削加工することにより、前記規制プレート６２に形成された内周側規制面６３と負荷転走溝４３を一層滑らかに連続させることも可能である。すなわち、図１０に示すように、規制プレート６２をブロック本体４の負荷転走溝４３とボール戻し通路４４との間の所定位置に固定した後、高速回転する研削砥石４７によって前記負荷転走溝４３の研削加工を行えば、前記負荷転走溝４３の端部と接する内周側規制面６３の端部に対しても連続した研削加工が施され、内周側規制面６３と負荷転走溝４３とを一層滑らかに連続させることができる。また、ブロック本体４のボール戻し通路４４についても、図１０に示すようにエンドミル４８をボール戻し通路４４に挿入して、内周側規制面６３とボール戻し通路４４の接続部を削ることにより、内周側規制面６３とボール戻し通路４４とを一層滑らかに連続させることができる。
【００３９】
前述のように、前記ボール誘導部材６は合成樹脂材料から成形することも可能であるが、その場合には金属製のブロック本体４に合成樹脂製のボール誘導部材６を固定することになり、ボール誘導部材６をブロック本体４に固定した後に当該ブロック本体４の負荷転走溝４３を研削加工すると、合成樹脂製の規制プレート６２と金属製のブロック本体とを同時に研削加工することになる。このため、ボール誘導部材を金属製とする場合に比べて、研削加工の加工パラメータは設定が難しくなる。
【００４０】
図１１乃至図１５は本発明の運動案内装置の第二実施形態に関するものである。
【００４１】
第一実施形態の運動案内装置ではボール３を移動ブロック２の無限循環路に対してそのまま組み込んでいたが、この第二実施形態の運動案内装置においては、前記ボール３を図１１及び図１２に示すような連結体ベルト３０に配列した状態で無限循環路に組み込んでいる。この連結体ベルト３０は、各ボール３間に配置される複数の間座部３１と、これら間座部３１を連結する案内ベルト３２とから構成され、合成樹脂の射出成形によって製作されている。各間座部３１にはボール３の球面に近似した曲率の球面座３３が設けられており、ボール３の左右に位置する一対の間座部３１の間にボール３を配置することにより、これら間座部３１の球面座３３がボール３を抱え込んでいる。これにより、ボール３を回転可能な状態で連結体ベルト３０に保持することが可能となっている。従って、移動ブロック２が軌道レール１に沿って運動すると、ボール３が転動しながら無限循環路内を循環し、これに伴って前記連結体ベルト３０も無限循環路内を循環することになる。
【００４２】
このような連結体ベルト３０を移動ブロック２の無限循環路に組み込む場合、ブロック本体４のボール戻し通路４４の内周面には前記連結体ベルト３０の案内ベルト３２を収容する空間を設ける必要が生じる。このため、図１３に示すように、ブロック本体４には前記ボール戻し通路４４の形成位置に対して当該ボール戻し通路４４よりも内径の大きなパイプ装着孔４９を設け、このパイプ装着孔４９に対して合成樹脂製のパイプ部材８を嵌合させている。尚、エンドプレート５、ボール誘導部材６等のその他の構成は前述の第一実施形態と同じなので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４３】
前記パイプ部材８は長手方向に垂直な断面が略半円状に形成された第一パイプ半体８ａ及び第二パイプ半体８ｂを組み合わせて構成されており、これら第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂとが互いに突き合わせた状態で前記ブロック本体４のパイプ装着孔に挿入されている。図１３では前記第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂが略同一の長さに形成されているが、実際には前記第一パイプ半体８ａが第二パイプ半体８ｂよりもわずかに長尺に形成されており、パイプ部材８をブロック本体４のパイプ装着孔４９に嵌合させると、第一パイプ半体８ａの両端のみが前記パイプ装着孔４９から突出するように構成されている。そして、前記パイプ装着孔４９から突出した第一パイプ半体８ａの先端は前記エンドプレート５のボール誘導溝５１に嵌合し、これによってパイプ部材８に対するエンドプレート５の位置決めがなされるようになっている。
【００４４】
図１４は前記パイプ部材８を長手方向と直交する方向で切断した断面図であり、第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂとを組み合わせた状態を示している。第一パイプ半体８ａにはボール３の直径よりも僅かに大きな内径の半円状の外側案内溝８０が形成される一方、第二パイプ半体８ｂには第一パイプ半体８ａの外側案内溝８０よりも大きな内径の内側案内溝８１が設けられており、第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂとを組み合わせると、ボール３が通過可能なボール戻し通路８２が完成するようになっている。従って、このパイプ部材８をブロック本体４に設けたパイプ装着孔４９に嵌合させることにより、かかるブロック本体４に対してボール戻し通路８２を具備させることが可能となっている。
【００４５】
前記パイプ部材８の内壁には互いに対向する位置に前記連結体ベルト３０の案内ベルト３２を突き当てて案内するための一対の段部８３が長手方向に沿って形成されており、これら段部８３は第一パイプ半体８ａに設けられている。また、前記第二パイプ半体８ｂの内側案内溝８１の中央には長手方向に沿って支持突条８４が形成されており、ボール３はこの支持突条８４と前記外側案内溝８０によってボール戻し通路８２内における軌道を制限されている。この支持突条８４の幅は前記ボール誘導部材６の規制プレート６２の厚みｔと合致している。
【００４６】
このようなパイプ部材８は前記ブロック本体４のパイプ装着孔４９に嵌合され、この嵌合作業の後に図６に示す前記ボール誘導部材６がブロック本体４の端面に対して固定される。図１５は前記ブロック本体４の端面におけるボール誘導部材６と前記パイプ部材８との関係を示す拡大図である。この第二実施形態において、ボール誘導部材６をブロック本体４の端面に固定した状態では、ボール誘導部材６の規制プレート６２がブロック本体４の負荷通路４０の端部開口とボール戻し通路８２の端部開口との間に位置しており、前記規制プレート６２に形成された内周側規制面６３が負荷転走溝４３の端部とそれぞれ合致している。
【００４７】
ここで、前記規制プレート６２はパイプ部材８のボール戻し通路８２に僅かに突出しており、その突出量は第二パイプ半体８ｂに形成された支持突条８４の高さと合致している。すなわち、前記ブロック本体４に対してパイプ部材８を装着し、更にボール誘導部材６をブロック本体４の端面に対して固定した状態では、規制プレート６２の内周側規制面６３と第二パイプ半体８ｂの支持突条８４の先端面とが合致し、ボール戻し通路８２から方向転換路にかけて連続したボール３の案内面が形成されるようになっている。
【００４８】
そして、この第二実施形態においても、ボール誘導部材の規制プレート６２の厚みｔをエンドプレート５のボール誘導溝５１の溝幅ｗに比べて小さく設定することで、規制プレート６２に形成された内周側規制面６３と負荷転走溝４３の端部とが接している領域は小さくなり、その分だけ当該内周側規制面６３を段差なく負荷転走溝４３の端部に合致させることが容易となる。
【００４９】
また、前記パイプ部材の内部でのボールの軌道を制限する支持突条を当該パイプ部材に設け、かかる支持突条と前記規制プレートの内周側規制面とを合致させるように構成したので、ボール戻し通路８２の端部と内周側規制面６３とが接している領域は小さくなり、ボール戻し通路８２に対しても前記内周側規制面６３を段差なく合致させることが容易となる。
【００５０】
加えて、ボール３の無限循環の更なる円滑化のために、合成樹脂製のパイプ部材８と金属製のボール誘導部材６との継ぎ目、より具体的には第二パイプ半体８ｂの支持突条８４と規制プレート６２の内周側規制面６３との接続部を図１０に示した例と同様にしてエンドミルで切削する場合であっても、削り取る領域の幅は規制プレート６２の厚みｔであり、異質なパイプ部材８とボール誘導部材６とを精度良く切削することが可能となる。
【００５１】
尚、前述した第一実施形態及び第二実施形態では転動体としてボールを使用した例を説明したが、本発明は転動体としてローラを使用した運動案内装置であっても適用可能である。
【００５２】
また、前述した第一実施形態及び第二実施形態では軌道レール１が直線状に形成された運動案内装置を説明したが、かかる軌道レールが一定曲率の円弧状に形成された運動案内装置であっても本発明を適用可能である。
【００５３】
更に、前述した第一実施形態及び第二実施形態では、軌道レールを固定ボルトによって他の機械装置に敷設するタイプの運動案内装置を説明したが、かかる軌道レールはその両端あるいは一端を他の機械装置に対して固定支持するタイプの運動案内装置、例えばボールスプライン装置であっても差し支えない。その場合、前記軌道レールはスプライン軸に置き換えて理解することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…軌道レール、２…移動ブロック、３…ボール（転動体）、４…ブロック本体、５…エンドプレート、６…ボール誘導部材、４４…ボール戻し通路、５１…ボール誘導溝、５２…外周側案内面、６２…規制プレート、６３…内周側規制面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールの無限循環路を有する移動ブロックが軌道レールに沿って自在に往復運動を行う運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の運動案内装置としては、例えば実開平６−５８２３５号公報に開示されるリニアガイド装置が知られている。このリニアガイド装置は、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、前記転走溝を転動する多数のボールを介して前記軌道レールに組み付けられると共にこれらボールの無限循環路を有する移動ブロックとから構成されており、ボールが移動ブロックと軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転動すると共に前記無限循環路内を循環することにより、移動ブロックと軌道レールとが相対的に往復運動を行うことが可能となっている。
【０００３】
前記移動ブロックは、ブロック本体と、このブロック本体の移動方向の前後両端に固定されるエンドプレートと、前記ブロック本体の前後両端面に配置されると共に前記エンドプレートによって覆われる半円状のリターンピースとから構成されている。前記ブロック本体は、軌道レールの転走溝に対向する負荷転走溝を有し、この負荷転走溝と軌道レールの転走溝とによってボールが荷重を負荷しながら転走する負荷通路が構成されている。また、前記ブロック本体は前記負荷通路と平行なボール戻し通路を備えており、このボール戻し通路はその内径がボール直径よりも僅かに大きく設定されている。すなわち、ボールはこのボール戻し通路内を無負荷状態で転走する。
【０００４】
前記エンドプレート及びリターンピースはボールの方向転換路を構成している。この方向転換路は前記負荷通路の端部開口とボール戻し通路の端部開口とを繋ぐ曲線路であり、前記ブロック本体の両端にこれらエンドプレート及びリターンピースを配置することにより、負荷通路のそれぞれの端部が対応するボール戻し通路のそれぞれの端部と方向転換路によって連結され、前記移動ブロックにボールの無限循環路が完成するようになっている。
【０００５】
前記エンドプレートには方向転換路の外周側案内面が、前記リターンピースには方向転換路の内周側案内面がそれぞれ形成されており、これら前記外周側案内面及び内周側案内面は共にボールの転走方向と直交する方向の断面が略半円状に形成されている。このため、エンドプレートの外周側案内面に対してリターンピースの内周側案内面を対向させるようにして両者を組み合わせると、ボール直径よりも僅かに大きな内径の断面円形状の方向転換路が完成する。
【０００６】
前記リターンピースはエンドプレートに形成された凹部に嵌合して位置決めされ、リターンピースの内周側案内面がエンドプレートの外周側案内面と対向するようになっている。また、前記リターンピースを嵌合させたエンドプレートをブロック本体の所定位置に対して結合すると、かかるリターンピースがブロック本体に形成された負荷転走溝とボール戻し孔との間に位置し、リターンピースの内周側案内面はその一端においてブロック本体の負荷転走溝と連続する一方、他端においてボール戻し孔の内周面と連続するように構成されている。
【０００７】
一方、特開平７−３１７７６２号公報に開示される運動案内装置では、前記ブロック本体の端面に対して前記エンドプレートを直接固定するのではなく、前記ブロック本体の端面に対して合成樹脂製のプレート部を予め射出成形し、このプレート部を介して前記エンドプレートがブロック本体に固定されるようになっている。この場合、前記方向転換路を構成する半円状のリターンピースは前記プレート部と共に成形されており、かかるプレート部に対しエンドプレートを装着した際に、エンドプレートに形成された凹部に対してリターンピースが嵌合し、リターンピースの内周側案内面がエンドプレートの外周側案内面と対向するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平６−５８２３５号公報
【特許文献２】特開平７−３１７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、リターンピースの内周側案内面はボール転走方向と直交する方向に沿った断面が略半円状に形成されているが、例えばボールが方向転換路とブロック本体の負荷通路との間を円滑に往来するためには、かかる内周側案内面と負荷通路を構成するブロック本体の負荷転走溝とが段差なく接続されることが重要である。しかし、リターンピースの内周側案内面の端縁は半円状をなす曲線であり、また、負荷転走溝の端縁も同様にして曲線であることから、直線同士を合致させる場合と異なり、別々に形成された曲線同士を完全に合致させることは困難である。このことは、リターンピースの内周側案内面とブロック本体の負荷転走溝との接続部に限らず、かかる内周側案内面とブロック本体のボール戻し孔との接続部に関しても同じである。
【００１０】
また、前述の実開平６−５８２３５号公報の運動案内装置のように、リターンピースをエンドプレートの凹所に嵌合させた後に当該エンドプレートをブロック本体に固定する構造では、ブロック本体に対するエンドプレートの固定が正確に行われないと、リターンピースがブロック本体に対して正確に位置決めされず、この点においても、リターンピースの内周側案内面の端縁を負荷転走溝の端縁と完全に合致させることは困難である。
【００１１】
特開平７−３１７７６２号公報に開示される運動案内装置の場合、リターンピースがブロック本体に対して直接射出成形されたプレート部に形成されているので、かかるプレート部に対するエンドプレートの固定精度に起因してリターンピースのブロック本体に対する位置決め精度が悪化するということは想定されない。しかし、ブロック本体に対して射出成形された合成樹脂製のプレート部は成形完了後の収縮等に起因して必ずしも寸法精度が高いとは言えず、成形されたリターンピースの内周側案内面の端縁における形状と、ブロック本体の負荷転走溝の端縁における形状とを合致させることは大変難しい。
【００１２】
すなわち、これらの理由から従来の運動案内装置では、リターンガイドの内周側案内面とブロック本体の負荷転走溝との接続部では段差が発生し易く、かかる段差を完全に排除することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブロック本体側の負荷通路及びボール戻し通路とエンドプレート側の方向転換路との接続部における段差の発生を可及的に解消し、移動ブロック内におけるボールの無限循環を一層円滑に行うことが可能な運動案内装置を提供することにある。
【００１４】
すなわち、本発明は、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、多数のボールを介して前記軌道レールに組み付けられると共に前記ボールの無限循環路を有し、当該軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、を備えた運動案内装置であり、前記移動ブロックは、前記軌道レールの転走溝と対向してボールの負荷通路を構成する負荷転走溝を有すると共に前記負荷通路と平行なボール戻し通路を有するブロック本体と、このブロック本体の移動方向の前後両端に固定され、かかるブロック本体と協働して前記負荷通路と無負荷通路とを繋ぐボールの方向転換路を構成する一対のエンドプレートとを備えている。
【００１５】
そして、前記エンドプレートには、前記方向転換路の外周側案内面を備えると共に前記負荷通路及びボール戻し通路の端部開口と対向したボール誘導溝が形成される一方、かかるエンドプレートが装着される前記ブロック本体の端面には、前記負荷通路の端部開口とボール戻し通路の端部開口との間に位置して前記ボール誘導溝内に挿入される規制プレートが固定されている。この規制プレートは、前記エンドプレートのボール誘導溝と非接触に保たれると共に、前記エンドプレートに具備された外周側案内面と対向して前記方向転換路を構成する内周側規制面を有している。
【発明の効果】
【００１６】
このような本発明によれば、エンドプレートの外周側案内面と協働して方向転換路を構成する規制プレートは前記ブロック本体に固定されており、しかもこの規制プレートはエンドプレートに形成されたボール誘導溝とは非接触なので、ブロック本体に対するエンドプレートの固定精度に影響されることなく、かかる規制プレートをブロック本体の所定位置に精度良く位置決めすることが可能となる。これにより、規制プレートに設けられた内周側規制面をブロック本体の負荷転走溝及びボール戻し孔と段差なく連続させ、移動ブロック内におけるボールの無限循環を円滑化させることが可能となる。
【００１７】
また、前記エンドプレートのボール誘導溝はその内部をボールが転動することから、少なくともボールの直径よりも僅かに大きな幅で形成されているが、前記ブロック本体に固定される規制プレートは当該ボール誘導溝に挿入されるものの、当該ボール誘導溝とは非接触であり、規制プレートの厚みはボール誘導溝の幅よりも薄い。このため、規制プレートに形成された内周側規制面はボールの転走方向と直交する方向の幅が狭くなり、ブロック本体の負荷転走溝又はボール戻し孔に対する位置決めが容易となる。この点においても、前記規制プレートに設けられた内周側規制面をブロック本体の負荷転走溝及びボール戻し孔と段差なく連続させ、移動ブロック内におけるボールの無限循環を円滑化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した運動案内装置の第一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第一実施形態に係る運動案内装置の分解斜視図である。
【図４】第一実施形態に係る運動案内装置の分解斜視図であり、ブロック本体から規制プレートを取り外した状態を示すものである。
【図５】第一実施形態に係る運動案内装置のエンドプレートを示す斜視図である。
【図６】第一実施形態に係る運動案内装置のボール誘導部材を示す斜視図である。
【図７】第一実施形態に係るエンドプレートとボール誘導部材との組合せ状態を示す斜視図である。
【図８】方向転換路内におけるボールと規制プレートとの位置関係を示す断面図である。
【図９】第一実施形態に係るブロック本体の端面に対してボール誘導部材を固定した状態での規制プレートの周辺を示す拡大図である。
【図１０】規制プレートの内周側規制面と負荷転走溝との段差を削り取る作業を示す断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の運動案内装置に適用するボール連結体を示す側面図である。
【図１２】図１１に示したボール連結体の平面図である。
【図１３】第二実施形態に係る運動案内装置のブロック本体を示す分解斜視図である。
【図１４】第二実施形態のブロック本体に組み付けられるパイプ部材を示す断面図である。
【図１５】第二実施形態に係るブロック本体の端面に対してボール誘導部材を固定した状態での規制プレートの周辺を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に沿って本発明の運動案内装置を詳細に説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明を適用した運動案内装置の第一実施形態を示すものである。この運動案内装置は、直線状に形成された長尺な軌道レール１と、転動体としての多数のボール３を介して前記軌道レール１に組み付けられると共にこれらボール３の無限循環路を有する移動ブロック２とから構成されており、ボール３が前記無限循環路内を循環することにより、前記移動ブロック２が軌道レール１に跨るようにして該軌道レール１上を自在に往復運動するように構成されている。
【００２１】
前記軌道レール１は断面略矩形状に形成されており、その両側面には凹部１０が形成されており、結果として各側面の肩部に突堤１１が形成されている。各突堤１１の上下にはボールの転走溝１２が形成されており、軌道レール全体では４条の転走溝１２が形成されている。各転走溝１２は軌道レール１の底面に対して４５°の角度で傾斜しており、前記突堤１１の上側に位置する転走溝１２は斜め上方へ４５°の角度で面する一方、下側に位置する転走溝１２は斜め下方へ４５°の角度で面している。また、かかる軌道レール１には長手方向に沿って所定の間隔で固定ボルトの取付け孔１３が形成されており、当該軌道レール１を機械装置などに敷設する際に利用される。尚、前記軌道レール１に対する転走溝１２の配置、傾斜角度及びその条数は、前記移動ブロック２に必要される負荷能力に応じて適宜変更して差し支えない。
【００２２】
一方、前記移動ブロック２は前記軌道レール１の一部を収容する案内溝を有してチャネル状に形成されており、軌道レール１に対してこれに跨がるようにして配置されている。図３の分解斜視図に示すように、この移動ブロック２は、金属製のブロック本体４と、このブロック本体４を挟むようにして当該ブロック本体４の両端面に固定された一対の合成樹脂製エンドプレート５と、前記ブロック本体４と各エンドプレート５の間に配置されるボール誘導部材６とから構成されている。図４に示すように、前記ボール誘導部材６は固定ねじ６０によってブロック本体４の端面に対して直接固定され、このボール誘導部材６に覆い被さるようにして前記エンドプレート５がブロック本体４の端面に対して固定される。符号５０はエンドプレート５をブロック本体４に対して締結するための取付けボルトである。尚、図３及び図４は前記ブロック本体４に装着される一対のエンドプレート５のうち、一方のエンドプレート５のみを描いたものであり、他方のエンドプレート５は省略している。また、これら図３及び図４はボール３を省略して描いてある。
【００２３】
図２に示されるように、前記ブロック本体４は機械装置などの取付け面４１が形成された水平部４ａ、及びこの水平部４ａと直交する一対のスカート部４ｂを備えて断面略チャネル状に形成されている。前記水平部には前記取付け面４１及び固定ボルトが螺合するタップ孔４２が形成される一方、各スカート部４ｂの内側にはボール３が転走する負荷転走溝４３がそれぞれ形成されている。前記軌道レール１の転走溝１２と前記ブロック本体４の負荷転走溝４３は互いに対向し、ボール３が移動ブロック２と軌道レール１との間で荷重を負荷しながら転走する負荷通路を構成する。すなわち、ブロック本体４には４条の負荷転走溝４３が形成されている。この実施形態において、各負荷転走溝４３の長手方向に直交する断面は、ボール３の球面よりも僅かに大きな曲率半径のサーキュラーアーク状をなしているが、その形状は適宜設計変更することができる。また、各スカート部４ｂには各負荷通路に対応したボール戻し通路４４が形成されており、前記負荷通路を転走し終えて荷重から開放されたボール３が負荷通路内とは逆方向に転走するようになっている。
【００２４】
尚、図２中において、符号４５はブロック本体４のスカート部４ｂと軌道レール１の側面との間を密封するシール部材である。また、符号４６は前記ブロック本体４にねじ止めされた保持器プレートであり、前記移動ブロック２を軌道レール１から抜き取った際に、ボール３が負荷通路から転がり落ちるのを防止している。
【００２５】
図５は前記エンドプレート５を示す斜視図であり、かかるエンドプレート５を前記ブロック本体４との当接面側から観察したものである。このエンドプレートにはボール３の方向転換路を構成する複数のボール誘導溝５１が形成されている。これらボール誘導溝５１はブロック本体４の各負荷転走溝４３に対応しており、軌道レール１を取り囲むようにしてエンドプレート５の４ヶ所に形成されている。各ボール誘導溝５１は前記ブロック本体４の負荷通路及びボール戻し通路４４と対向すべく長孔状の開口を有しており、内部には略Ｕ字状に湾曲した外周側案内面５２を有している、この外周側案内面５２は前記負荷通路とボール戻し通路４４との間でボール３を案内し、ボール３の進行方向を１８０°転換する。この外周側案内面５２の前記軌道レール１に面した端部は僅かに切り欠かれて掬い上げ部５３が形成されており、軌道レール１の転走溝１２に接しながら負荷通路を転走してきたボール３はこの掬い上げ部５３に乗り上げるようにして前記ボール誘導溝５１内に収容される。
【００２６】
一方、図６は前記ボール誘導部材６を示すものである。このボール誘導部材６は前述のように固定ねじ６０によってブロック本体４のスカート部４ｂの端面に固定されるものであり、ブロック本体４に固定されるベースプレート６１と、このベースプレート６１から垂直に起立した規制プレート６２とから構成されている。前記規制プレート６２は前記エンドプレート５のボール誘導溝５１に挿入され、かかるボール誘導溝５１内に形成された外周側案内面５２と協働してボール３の方向転換路を構成する。第一実施形態のボール誘導部材６では、前記ベースプレート６１に対して一対の規制プレート６２を立設させており、１個のボール誘導部材６がエンドプレートに形成された二つのボール誘導溝に対応している。
【００２７】
前記規制プレート６２は前記ベースプレート６１に対して略半円状に突出しており、その外周面は前記方向転換路内におけるボール３の軌道を制限する内周側規制面６３となっている。かかる内周側規制面６３はボール３の直径よりも僅かに大きな空隙をおいて前記エンドプレート５の外周側案内面５２と対向している。そして、エンドプレート５の外周側案内面５２と規制プレート６２の内周側規制面６３とが対向することにより、ボール３を負荷通路とボール戻し通路４４との間で案内する方向転換路が完成する。この規制プレート６２はその厚みｔがエンドプレート５のボール誘導溝５１の幅よりも薄く形成されており、規制プレート６２をボール誘導溝５１内に挿入しても、かかる規制プレート５２はボール誘導溝５１の内側壁に対して非接触となっている。
【００２８】
このようなボール誘導部材６は例えば金属板に対して曲げ加工あるいは鍛造加工を施して製作されている。また、前記ベースプレート６１には、このボール誘導部材６をブロック本体４に固定する固定ねじ６０の貫通孔６４が設けられると共に、前記エンドプレート５をブロック本体４に固定する取付けボルト５０の貫通孔６５が設けられている。尚、前記ボール誘導部材６は金属製に限られるものではなく、合成樹脂材料を成形したものてあっても差し支えない。
【００２９】
図７は前記エンドプレート５とボール誘導部材６を組み合わせた状態を示す斜視図である。図５に示されるように、エンドプレート５には一対のボール誘導部材６のベースプレート６１との干渉を避けるための収容溝５４が二ヶ所に形成されている。このため、図７に示すようにボール誘導部材６を一対のエンドプレート５と組み合わせると、各ボール誘導部材６がエンドプレート５に対して突出することなく収容され、かかるエンドプレート５をブロック本体４の端面に対して固定することができる。実際には、各ボール誘導部材６をブロック本体４の端面に固定した後にエンドプレート５をブロック本体４に固定しており、ボール誘導部材６をブロック本体４に固定することなく図７のようにエンドプレート５と組み合わせることはない。前記エンドプレート５に形成された収容溝５４はボール誘導部材６のベースプレート６１よりも若干大きめに形成されており、ブロック本体４に固定されたボール誘導部材６の上から前記エンドプレート５を当該ブロック本体４に固定したとしても、ボール誘導部材６及びエンドプレート５の夫々がブロック本体４に対して個別に位置決めされるようになっている。
【００３０】
そして、エンドプレート５とボール誘導部材６をこのように組み合わせることで、エンドプレート５の外周側案内面５２と規制プレート６２の内周側規制面６３とが対向し、ブロック本体４の負荷通路とボール戻し通路４４とを繋ぐ方向転換路７が完成する。また、これらエンドプレート５とボール誘導部材６をブロック本体に固定することにより、ブロック本体４の負荷通路とボール戻し通路４４とが方向転換路７によって連結され、前記移動ブロック２にボール３の無限循環路が完成することになる。
【００３１】
図８はブロック本体４に対してボール誘導部材６及びエンドプレート５を固定して完成した方向転換路７を示す断面図であり、かかる方向転換路７をボール３の転走方向と直交する方向に沿って切断したものである。前述のようにボール誘導部材６の規制プレート６２はその厚みがエンドプレート５のボール誘導溝５１の幅よりも薄いので、かかる規制プレート６２はボール誘導溝５１の内側壁５５には接触しておらず、規制プレート６２の両側にはボール誘導溝５１の内側壁５５との間に空間が形成されている。このような空間が存在しても、方向転換路７内のボール３はエンドプレート５の外周側案内面５２及び規制プレート６２の内周側規制面６３によってその転走軌道を規制されているので、方向転換路７内においてボール３の整列状態が乱れることはない。すなわち、前記内周側規制面６３の幅がボール誘導溝５１の幅に対して極端に小さい場合でも、方向転換路７内におけるボール３の転走に関して何ら支障はなく、かかる意味において規制プレート６２の内周側規制面６３は方向転換路７内の各ボール３が点接触を生じる程度のものであれば良い。
【００３２】
また、前記規制プレート６２の両側に形成された空間はグリース等の潤滑剤の貯留スペースとして利用することができ、無限循環路内を転走するボール３をより一層良好に循環することが可能である。この点からも、前記規制プレート６２の厚みはエンドプレート５のボール誘導溝５１の幅よりも極端に薄くて差し支えない。
【００３３】
図９は、ブロック本体４の端面に対してボール誘導部材６を固定した状態での規制プレート６２の周辺を示す拡大図である。ボール誘導部材６をブロック本体４の端面に固定した状態では、ボール誘導部材６の規制プレート６２がブロック本体４の負荷通路４０の端部開口とボール戻し通路４４の端部開口との間に位置しており、前記規制プレート６２に形成された内周側規制面６３が負荷転走溝４３の端部及びボール戻し通路４４の端部とそれぞれ合致している。
【００３４】
図９中における一点鎖線は前記エンドプレート５に形成されたボール誘導溝５１を示している。この図から判るように、前記ボール誘導溝５１の幅ｗはその内部をボール３が転走することから当該ボール３の直径よりも僅かに大きな溝幅を有しているが、前記規制プレート６２の厚みｔはボール誘導溝５１の溝幅ｗよりも狭く設定されている。このように、規制プレート６２の厚みｔをエンドプレート５のボール誘導溝５１の溝幅ｗに比べて小さく設定することで、規制プレート６２に形成された内周側規制面６３と負荷転走溝４３の端部とが接している領域は小さくなり、その分だけ当該内周側規制面６３を段差なく負荷転走溝４３の端部に合致させることが容易となる。このことは、ボール戻し通路４４の端部に対する内周側規制面６３の位置合わせについても同じである。
【００３５】
以上のように構成された運動案内装置によれば、エンドプレート５の外周側案内面５２と協働してボール３の方向転換路を構成する規制プレート６２がブロック本体４に固定されており、しかも当該規制プレート６２は前記外周側案内面５２が形成されたエンドプレート５のボール誘導動溝５１とは非接触なので、ブロック本体４の負荷転走溝４３及びボール戻し通路４４に対する規制プレート６２の位置合わせがエンドプレート５の成形精度、エンドプレート５のブロック本体４に対する固定精度に影響を受けることがなく、かかる規制プレート６２に具備された内周側規制面６３を精度良くブロック本体４の負荷転走溝４３及びボール戻し通路４４に対して接続することが可能となる。
【００３６】
また、前記規制プレートの厚みｔをエンドプレート５のボール誘導溝５１の溝幅ｗに比べて小さく設定したことにより、かかる規制プレート６２に具備された内周側規制面６３をブロック本体４の負荷転走溝４３の端部及びボール戻し通路４４の端部に対して段差なく位置合わせすることが容易となり、移動ブロック２の組み立て作業の容易化を図りつつも、無限循環路内におけるボール３の循環の円滑化を達成することが可能となる。
【００３７】
更に、前記規制プレート６２はブロック本体４に固定されるベースプレート６１から垂直に起立しているので、かかるベースプレート６１をブロック本体４に対してねじ止め、あるいは溶接等によって強固に固定すれば、規制プレート６２はブロック本体４と一体化する。これにより、前記エンドプレート５に対して外力が作用した場合であっても、規制プレート６２に形成された内周側規制面６３が負荷転走溝４３及びボール戻し通路４４に対して位置ずれを生じることはない。
【００３８】
また、前記ボール誘導部材６を金属製とすれば、かかるボール誘導部材６をブロック本体４に固定した後に当該ブロック本体４の負荷転走溝４３を研削加工することにより、前記規制プレート６２に形成された内周側規制面６３と負荷転走溝４３を一層滑らかに連続させることも可能である。すなわち、図１０に示すように、規制プレート６２をブロック本体４の負荷転走溝４３とボール戻し通路４４との間の所定位置に固定した後、高速回転する研削砥石４７によって前記負荷転走溝４３の研削加工を行えば、前記負荷転走溝４３の端部と接する内周側規制面６３の端部に対しても連続した研削加工が施され、内周側規制面６３と負荷転走溝４３とを一層滑らかに連続させることができる。また、ブロック本体４のボール戻し通路４４についても、図１０に示すようにエンドミル４８をボール戻し通路４４に挿入して、内周側規制面６３とボール戻し通路４４の接続部を削ることにより、内周側規制面６３とボール戻し通路４４とを一層滑らかに連続させることができる。
【００３９】
前述のように、前記ボール誘導部材６は合成樹脂材料から成形することも可能であるが、その場合には金属製のブロック本体４に合成樹脂製のボール誘導部材６を固定することになり、ボール誘導部材６をブロック本体４に固定した後に当該ブロック本体４の負荷転走溝４３を研削加工すると、合成樹脂製の規制プレート６２と金属製のブロック本体とを同時に研削加工することになる。このため、ボール誘導部材を金属製とする場合に比べて、研削加工の加工パラメータは設定が難しくなる。
【００４０】
図１１乃至図１５は本発明の運動案内装置の第二実施形態に関するものである。
【００４１】
第一実施形態の運動案内装置ではボール３を移動ブロック２の無限循環路に対してそのまま組み込んでいたが、この第二実施形態の運動案内装置においては、前記ボール３を図１１及び図１２に示すような連結体ベルト３０に配列した状態で無限循環路に組み込んでいる。この連結体ベルト３０は、各ボール３間に配置される複数の間座部３１と、これら間座部３１を連結する案内ベルト３２とから構成され、合成樹脂の射出成形によって製作されている。各間座部３１にはボール３の球面に近似した曲率の球面座３３が設けられており、ボール３の左右に位置する一対の間座部３１の間にボール３を配置することにより、これら間座部３１の球面座３３がボール３を抱え込んでいる。これにより、ボール３を回転可能な状態で連結体ベルト３０に保持することが可能となっている。従って、移動ブロック２が軌道レール１に沿って運動すると、ボール３が転動しながら無限循環路内を循環し、これに伴って前記連結体ベルト３０も無限循環路内を循環することになる。
【００４２】
このような連結体ベルト３０を移動ブロック２の無限循環路に組み込む場合、ブロック本体４のボール戻し通路４４の内周面には前記連結体ベルト３０の案内ベルト３２を収容する空間を設ける必要が生じる。このため、図１３に示すように、ブロック本体４には前記ボール戻し通路４４の形成位置に対して当該ボール戻し通路４４よりも内径の大きなパイプ装着孔４９を設け、このパイプ装着孔４９に対して合成樹脂製のパイプ部材８を嵌合させている。尚、エンドプレート５、ボール誘導部材６等のその他の構成は前述の第一実施形態と同じなので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４３】
前記パイプ部材８は長手方向に垂直な断面が略半円状に形成された第一パイプ半体８ａ及び第二パイプ半体８ｂを組み合わせて構成されており、これら第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂとが互いに突き合わせた状態で前記ブロック本体４のパイプ装着孔に挿入されている。図１３では前記第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂが略同一の長さに形成されているが、実際には前記第一パイプ半体８ａが第二パイプ半体８ｂよりもわずかに長尺に形成されており、パイプ部材８をブロック本体４のパイプ装着孔４９に嵌合させると、第一パイプ半体８ａの両端のみが前記パイプ装着孔４９から突出するように構成されている。そして、前記パイプ装着孔４９から突出した第一パイプ半体８ａの先端は前記エンドプレート５のボール誘導溝５１に嵌合し、これによってパイプ部材８に対するエンドプレート５の位置決めがなされるようになっている。
【００４４】
図１４は前記パイプ部材８を長手方向と直交する方向で切断した断面図であり、第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂとを組み合わせた状態を示している。第一パイプ半体８ａにはボール３の直径よりも僅かに大きな内径の半円状の外側案内溝８０が形成される一方、第二パイプ半体８ｂには第一パイプ半体８ａの外側案内溝８０よりも大きな内径の内側案内溝８１が設けられており、第一パイプ半体８ａと第二パイプ半体８ｂとを組み合わせると、ボール３が通過可能なボール戻し通路８２が完成するようになっている。従って、このパイプ部材８をブロック本体４に設けたパイプ装着孔４９に嵌合させることにより、かかるブロック本体４に対してボール戻し通路８２を具備させることが可能となっている。
【００４５】
前記パイプ部材８の内壁には互いに対向する位置に前記連結体ベルト３０の案内ベルト３２を突き当てて案内するための一対の段部８３が長手方向に沿って形成されており、これら段部８３は第一パイプ半体８ａに設けられている。また、前記第二パイプ半体８ｂの内側案内溝８１の中央には長手方向に沿って支持突条８４が形成されており、ボール３はこの支持突条８４と前記外側案内溝８０によってボール戻し通路８２内における軌道を制限されている。この支持突条８４の幅は前記ボール誘導部材６の規制プレート６２の厚みｔと合致している。
【００４６】
このようなパイプ部材８は前記ブロック本体４のパイプ装着孔４９に嵌合され、この嵌合作業の後に図６に示す前記ボール誘導部材６がブロック本体４の端面に対して固定される。図１５は前記ブロック本体４の端面におけるボール誘導部材６と前記パイプ部材８との関係を示す拡大図である。この第二実施形態において、ボール誘導部材６をブロック本体４の端面に固定した状態では、ボール誘導部材６の規制プレート６２がブロック本体４の負荷通路４０の端部開口とボール戻し通路８２の端部開口との間に位置しており、前記規制プレート６２に形成された内周側規制面６３が負荷転走溝４３の端部とそれぞれ合致している。
【００４７】
ここで、前記規制プレート６２はパイプ部材８のボール戻し通路８２に僅かに突出しており、その突出量は第二パイプ半体８ｂに形成された支持突条８４の高さと合致している。すなわち、前記ブロック本体４に対してパイプ部材８を装着し、更にボール誘導部材６をブロック本体４の端面に対して固定した状態では、規制プレート６２の内周側規制面６３と第二パイプ半体８ｂの支持突条８４の先端面とが合致し、ボール戻し通路８２から方向転換路にかけて連続したボール３の案内面が形成されるようになっている。
【００４８】
そして、この第二実施形態においても、ボール誘導部材の規制プレート６２の厚みｔをエンドプレート５のボール誘導溝５１の溝幅ｗに比べて小さく設定することで、規制プレート６２に形成された内周側規制面６３と負荷転走溝４３の端部とが接している領域は小さくなり、その分だけ当該内周側規制面６３を段差なく負荷転走溝４３の端部に合致させることが容易となる。
【００４９】
また、前記パイプ部材の内部でのボールの軌道を制限する支持突条を当該パイプ部材に設け、かかる支持突条と前記規制プレートの内周側規制面とを合致させるように構成したので、ボール戻し通路８２の端部と内周側規制面６３とが接している領域は小さくなり、ボール戻し通路８２に対しても前記内周側規制面６３を段差なく合致させることが容易となる。
【００５０】
加えて、ボール３の無限循環の更なる円滑化のために、合成樹脂製のパイプ部材８と金属製のボール誘導部材６との継ぎ目、より具体的には第二パイプ半体８ｂの支持突条８４と規制プレート６２の内周側規制面６３との接続部を図１０に示した例と同様にしてエンドミルで切削する場合であっても、削り取る領域の幅は規制プレート６２の厚みｔであり、異質なパイプ部材８とボール誘導部材６とを精度良く切削することが可能となる。
【００５１】
尚、前述した第一実施形態及び第二実施形態では転動体としてボールを使用した例を説明したが、本発明は転動体としてローラを使用した運動案内装置であっても適用可能である。
【００５２】
また、前述した第一実施形態及び第二実施形態では軌道レール１が直線状に形成された運動案内装置を説明したが、かかる軌道レールが一定曲率の円弧状に形成された運動案内装置であっても本発明を適用可能である。
【００５３】
更に、前述した第一実施形態及び第二実施形態では、軌道レールを固定ボルトによって他の機械装置に敷設するタイプの運動案内装置を説明したが、かかる軌道レールはその両端あるいは一端を他の機械装置に対して固定支持するタイプの運動案内装置、例えばボールスプライン装置であっても差し支えない。その場合、前記軌道レールはスプライン軸に置き換えて理解することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…軌道レール、２…移動ブロック、３…ボール（転動体）、４…ブロック本体、５…エンドプレート、６…ボール誘導部材、４４…ボール戻し通路、５１…ボール誘導溝、５２…外周側案内面、６２…規制プレート、６３…内周側規制面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って転動体の転走溝が形成された軌道レールと、多数の転動体を介して前記軌道レールに組み付けられると共に前記転動体の無限循環路を有し、当該軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、を備え、
前記移動ブロックは、前記軌道レールの転走溝と対向して転動体の負荷通路を構成する負荷転走溝を有すると共に前記負荷通路と平行な転動体戻し通路を有するブロック本体と、このブロック本体の移動方向の前後両端に固定され、かかるブロック本体と協働して前記負荷通路と無負荷通路とを繋ぐ転動体の方向転換路を構成する一対のエンドプレートとを備え、
前記エンドプレートには、前記方向転換路の外周側案内面を備えると共に前記負荷通路及び転動体戻し通路の端部開口と対向した転動体誘導溝が形成される一方、
かかるエンドプレートが装着される前記ブロック本体の端面には、前記負荷通路の端部開口と転動体戻し通路の端部開口との間に位置して前記転動体誘導溝内に挿入される規制プレートが固定され、
この規制プレートは、前記エンドプレートの転動体誘導溝と非接触に保たれると共に、前記エンドプレートに具備された外周側案内面と対向して前記方向転換路を構成する内周側規制面を有していることを特徴とする運動案内装置。
【請求項２】
前記規制プレートの厚みは前記エンドプレートの転動体誘導溝の幅よりも薄く形成され、前記方向転換路内を転走する転動体は前記内周側規制面に対して点接触していることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
【請求項３】
前記規制プレートはブロック本体の端面に固定されるベースプレートから垂直に起立していることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
【請求項４】
前記ブロック本体には前記転動体戻し通路を構成するパイプ部材が装着され、かかるパイプ部材の内周面には長手方向に沿って突条が形成される一方、当該パイプ部材の開口端においては前記突条の先端面と前記規制プレートの内周側規制面とが連続していることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
【請求項５】
前記ブロック本体及び規制プレートは金属製であり、かかるブロック本体の負荷転走溝の端部と前記規制プレートの内周側規制面に対して連続した研削加工が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項４記載の運動案内装置。
【請求項１】
長手方向に沿って転動体の転走溝が形成された軌道レールと、多数の転動体を介して前記軌道レールに組み付けられると共に前記転動体の無限循環路を有し、当該軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、を備え、
前記移動ブロックは、前記軌道レールの転走溝と対向して転動体の負荷通路を構成する負荷転走溝を有すると共に前記負荷通路と平行な転動体戻し通路を有するブロック本体と、このブロック本体の移動方向の前後両端に固定され、かかるブロック本体と協働して前記負荷通路と無負荷通路とを繋ぐ転動体の方向転換路を構成する一対のエンドプレートとを備え、
前記エンドプレートには、前記方向転換路の外周側案内面を備えると共に前記負荷通路及び転動体戻し通路の端部開口と対向した転動体誘導溝が形成される一方、
かかるエンドプレートが装着される前記ブロック本体の端面には、前記負荷通路の端部開口と転動体戻し通路の端部開口との間に位置して前記転動体誘導溝内に挿入される規制プレートが固定され、
この規制プレートは、前記エンドプレートの転動体誘導溝と非接触に保たれると共に、前記エンドプレートに具備された外周側案内面と対向して前記方向転換路を構成する内周側規制面を有していることを特徴とする運動案内装置。
【請求項２】
前記規制プレートの厚みは前記エンドプレートの転動体誘導溝の幅よりも薄く形成され、前記方向転換路内を転走する転動体は前記内周側規制面に対して点接触していることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
【請求項３】
前記規制プレートはブロック本体の端面に固定されるベースプレートから垂直に起立していることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
【請求項４】
前記ブロック本体には前記転動体戻し通路を構成するパイプ部材が装着され、かかるパイプ部材の内周面には長手方向に沿って突条が形成される一方、当該パイプ部材の開口端においては前記突条の先端面と前記規制プレートの内周側規制面とが連続していることを特徴とする請求項１記載の運動案内装置。
【請求項５】
前記ブロック本体及び規制プレートは金属製であり、かかるブロック本体の負荷転走溝の端部と前記規制プレートの内周側規制面に対して連続した研削加工が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項４記載の運動案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−８２８７９（Ｐ２０１２−８２８７９Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８１２３（Ｐ２０１０−２２８１２３）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]