JP4571730B2 - 相対可動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに対向する少なくとも内壁面を有する第1の構造体内に第2の構造体を設け、両構造体間に複数の直線案内装置を介在して両構造体を相対移動自在に組み付けてなる相対可動装置に関し、例えば筒状に形成された第1の構造体内に板状の第2の構造体が挿通され、両構造体間に複数の直線案内装置を介在して両構造体を相対移動自在に組み付けてなる相対可動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、直線案内装置の取り付け誤差等のミスアライメントを吸収するために、直線案内装置の可動体取付けプレート等が提案されている(特開平7−190053号公報参照)。
【0003】
この可動体取付けプレート1は、図15に示すように、直線案内装置5と固定部材2との間に介在され、直線案内装置5の固定部材2に対するラジアル方向および水平方向の変位を吸収する。可動体取付けプレート1は、固定部材2に取付けられる固定部6と、直線案内装置5の移動ブロック3に取付けられる取付け部4と、これら固定部6および取付け部4を連結する薄板部7とで構成される。薄板部7の弾性変形によって、取付け部4が固定部6に対してラジアル方向(図中上下方向)へ相対的に変位し、取り付け誤差等のミスアライメント等を吸収する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
相対可動装置を、対向する内壁面を有する枠状の固定部材と、固定部材の対向する内壁面間に設けられた板状の可動体と、固定部材と可動体との間に介在された直線案内装置とで構成する場合がある(図1参照)。可動体は一対の直線案内装置に案内されて、固定部材に対して相対的に、かつ、固定部材の内壁面と平行に直線運動する。
【0005】
このような相対可動装置においては、内壁面に取り付けられる一対の直線案内装置の取付け誤差等による平行度の狂い、取付け高さ等に僅かでも誤差が生じると可動体の動きが阻害されるので、直線案内装置を高精度に取り付ける必要がある。また、たとえ高精度に取り付けたとしても、固定部材と可動体との熱膨張の差によって直線案内装置に内壁面と直交する方向、すなわちラジアル方向の応力が生じ、可動体のスムーズな動きが阻害されることがある。このため、固定部材の対向する内壁面間に直線案内装置を介して可動体を設けた相対可動装置に、従来の可動体取付けプレート1を適用することも考えられる。
【0006】
しかしながら、従来の可動体取付けプレート1にあっては、薄板部7の変形量が小さく、誤差の吸収量を大きく取ることができない。このため、固定部材の対向する内壁面間に直線案内装置を介して可動体を設けた相対可動装置に、従来の可動体取付けプレート1を適用した場合、僅かなミスアライメントを吸収することはできても、固定部材と可動体との間の熱膨張による伸縮差等を充分に吸収することができない。また、可動体のラジアル方向への変位と共に僅かな水平方向(固定部材2の内壁面と平行で且つ可動体のスライドする方向と直交する方向)への変位も許すことになり、可動体を高い剛性で案内することができない。さらに、可動体取付けプレート1にこのような薄板部7を形成するのは加工上困難が伴う。
【0007】
そこで、本発明は、固定部材の対向する内壁面間に直線案内装置を介して可動体を設けた相対可動装置において、直線案内装置の取り付け誤差、固定部材と可動体との間の熱膨張による伸縮差等を充分に吸収でき、しかも、可動体を高い剛性で案内することができる相対可動装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【0009】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、第1の構造体(11)の互いに対向する少なくとも一対の内壁面(11a,11b)間に直線案内装置(13a,13b)を介して第2の構造体(12)を設け、第1の構造体(11)に、内壁面(11a,11b)に対して交差する方向での前記直線案内装置(13b)の変位を許容する弾性部材(19)を設け、前記直線案内装置(13b)は前記弾性部材(19)を介して前記第1の構造体(11)の前記内壁面(11b)に取り付けられ、前記第1の構造体(11)の内壁面(11b)に前記直線案内装置(13b)が嵌合する嵌合凹溝(21b)が形成され、前記第1の構造体(11)の外壁面(22)に前記弾性部材(19)を取り付け可能な凹部(23)が形成され、前記凹部(23)は、前記外壁面(22)から前記内壁面(11b)に向かって凹形状となるように形成され、前記嵌合凹溝(21b)と重畳する部位は貫通孔となっていることを特徴とする。直線案内装置(13a,13b)は第1の構造体(11)に対して第2の構造体(12)を相対的に直線運動させる。
【0010】
第1の構造体(11)の互いに対向する少なくとも一対の内壁面(11a,11b)間に直線案内装置(13a,13b)を介して第2の構造体(12)を設ける場合、直線案内装置(13a,13b)の取付け誤差を含む加工誤差、第1の構造体(11)と第2の構造体(12)との間の熱膨張または熱収縮による伸縮差が僅かでも生じると第1の構造体(11)に対する第2の構造体(12)の動きが阻害される。
【0011】
この発明によれば、直線案内装置(13a,13b)の取付け誤差を含む加工誤差、第1の構造体(11)と第2の構造体(12)との間の熱膨張または熱収縮による伸縮差が生じても、弾性部材(19)が内壁面(11a,11b)に対して交差する方向での直線案内装置(13b)の変位を吸収する。したがって、直線案内装置(13a,13b)に過大な負荷がかかることがなく、直線案内(13a,13b)の円滑な作動状態が維持され、両構造体(11,12)の相対移動が滑らかに行われる。
【0012】
また、弾性部材(19)は内壁面に対して交差する方向のみでの直線案内装置(13b)の変位を吸収することができ、例えば、弾性部材(19)は直線案内装置(13b)のラジアル方向、すなわち内壁面(11a,11b)と直交する方向のみへの変位を許し、水平方向、すなわち第1の構造体(11)に対して第2の構造体(12)がスライドする方向と直交し且つ内壁面(11a,11b)と平行な方向への変位を許さなくすることができる。したがって、剛性を高くして第2の構造体(12)を案内することができる。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1に記載の相対可動装置において、前記変位が取付け誤差を含む加工誤差または熱膨張若しくは熱収縮に伴うものであることを特徴とする。
【0014】
この相対可動装置の構成は、このような大きな変位の吸収に特に効果的である。
【0017】
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の相対可動装置において、前記弾性部材(19)が前記直線案内装置(13b)の幅以上のスパンを有することを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、弾性部材(19)のスパンが長くなり、弾性部材(19)の撓み量が大きくなる。したがって、上述の差の吸収量を大きくすることができる。
【0019】
請求項4の発明は、請求項1ないし3いずれかに記載の相対可動装置において、前記弾性部材(19)と直線案内装置(13b)との間に、弾性部材(19)の撓み量を大きくとれるように直線案内装置(13b)の幅未満のスペーサ(20)を介在することを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、スペーサ(20)を介在させることにより、直線案内装置(13a,13b)から弾性部材(19)に加わる荷重が分布荷重から集中荷重に近くなり、より弾性部材(19)の変形量を大きくすることができる。
【0021】
請求項5の発明は、請求項1ないし4いずれかに記載の相対可動装置において、前記弾性部材(19)は、前記第1の構造体(11)にその長手方向の両端が支持され、前記弾性部材(19)の長手方向の略中央に前記直線案内装置(13b)が結合されていることを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、簡単な構成で弾性部材(19)を撓ませることができる。
【0023】
請求項6の発明は、請求項1ないし5いずれかに記載の相対可動装置において、前記嵌合凹溝(21b)は、前記直線案内装置の変位に伴って該直線案内装置(13b)を該変位の方向に案内する案内手段(21b)を設けたことを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、直線案内装置(13b)が内壁面(11a,11b)の交差する方向へ案内されるので、上述の差を吸収する方向以外の方向へ直線案内装置(13a,13b)が変位するのを防止することができる。例えば、誤差を吸収するように直線案内装置(13b)のラジアル方向のみへの変位を許し、水平方向への変位を許さなくすることができるので、第2の構造体(12)をより剛性を高くして案内することができる。
【0025】
請求項7の発明は、請求項6の相対可動装置において、前記案内手段(21b)は、前記直線案内装置(13b)の姿勢を変化させることなく、前記直線案内装置(13b)の、前記内壁面(11a,11b)と直交する方向のみの変位を許容することを特徴とする。
【0026】
この発明によれば、直線案内装置(13b)の内壁面(11a,11b)と直交する方向、ずなわちラジアル方向のみへの変位を許し、水平方向への変位を許さなくすることができる。
【0027】
請求項8の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の相対可動装置において、前記直線案内装置(13a,13b)は、軌道台(16a,16b)と、移動台(17a,17b)とを備え、前記軌道台(16a,16b)にはその長手方向に沿って転動体転走面(31)が形成され、前記移動台(17a,17b)には該転動体転走面(31)に対向する負荷転走面(32)を含む転動体循環路が形成され、該転動体循環路には前記軌道台(16a,16b)および前記移動台(17a,17b)の相対移動に伴って前記転動体転走面(31)上を転動して循環する複数の転動体(33…)が配列・収容されていることを特徴とする。
【0028】
請求項9の発明は、請求8に記載の相対可動装置において、前記移動台(17a,17b)が前記第1の構造体(11)の前記一対の内壁面(11a,11b)に取り付けられ、前記軌道台(16a,16b)が前記第2の構造体(12)の両縁に取り付けられることを特徴とする。
【0029】
請求項10の発明は、請求項9に記載の相対可動装置において、前記軌道台(16a,16b)が前記第2の構造体(12)にインサートされ、前記軌道台(16a,16b)が前記第2の構造体(12)と一体に成形されることを特徴とする。
【0030】
第1の構造体(11)の互いに対向する一対の内壁面(11a,11b)間に直線案内装置(13a,13b)を介して第2の構造体(12)を設ける場合、第1の構造体(11)に対する第2の構造体(12)の動きが阻害されないようにするためには直線案内装置(13a,13b)の取付け誤差を含む加工誤差を少なくする必要がある。この発明によれば、軌道台(16a,16b)が第2の構造体(12)にインサートされ、軌道台(16a,16b)が第2の構造体(12)と一体に成形されるので、部品点数を少なくすることができ、加工誤差をできるだけ少なくすることができる。また、部品点数が少なくなるので大量生産に適する相対可動装置が得られる。これに対して、軌道台(16a,16b)と第2の構造体(12)とが別体で製造され、ボルト等で結合される場合は、作業者の熟練程度によって組み付けに加工誤差が生じるのは避けられない。
【0031】
【発明の実施の形態】
図1ないし図4は、本発明の第1の実施形態における相対可動装置を示すものである。図1は相対可動装置の斜視図、図2は断面図、図3は図2のA−A線から見た側面図、図4は図2のB−B線から見た底面図を示す。図1に示すように、相対可動装置は、第1の構造体として四角形に形成された筒状の固定部材11と、この固定部材11の互いに対向する一対の短辺側内壁面11a,11b間に設けられた第2の構造体としての板状の可動体12と、内壁面11a,11bと可動体12の両側縁との間に介在される一対の直線案内装置13a,13bを備える。一対の内壁面11a,11bは平行を保つ。一対の内壁面11a,11b間に配置された可動体12は、一対の内壁面11a,11bと直交する。また、可動体12は、固定部材11に対して相対的に、且つ内壁面11a,11bと平行な方向に直線運動する。この相対可動装置は、例えばリニアモータとして使用される。この場合、可動体12の枠内には磁性体としての永久磁石14が取付けられ、固定部材11の長辺側の内壁面11c,11dには可動体12を挟むように、磁場を変化して可動体12を動かすコイルが取付けられる。
【0032】
板状の可動体12は、枠12aと、枠12a内に取り付けられる矩形状の永久磁石14と、枠12の両側縁に固定されたレール保持部12bとで構成される。
レール保持部12bには直線運動装置の軌道レールが取り付けられる。そして、この可動体12は、軌道レールと共に内壁面11a,11bと平行な方向、図1中上下方向に直線運動する。
【0033】
一対の直線案内装置13a,13bそれぞれは、軌道台としての軌道レール16a,16bと、移動台としての移動ブロック17a,17bとで構成される。
この実施形態では、軌道レール16a,16bの一つに対して2つの移動ブロック17a,17bを併設している。軌道レール16a,16bを可動体12の両側縁に取り付け、移動ブロック17a,17bを固定部材11の内壁面11a,11bに取り付けているので、移動ブロック17a,17bはその位置を変化することなく、軌道レール16a,16bが移動ブロック17a,17bに沿って直線運動する。
【0034】
なお、本実施形態では、移動ブロック17a,17bの背面を内壁面11a,11bに取り付け、向かい合う軌道レール16,16b間に可動体12を取り付けているが、直線案内装置13a,13bの配置はこれに限られず、例えば、それぞれを反転して移動ブロック17a,17bの背面を可動体12の両側縁に固定し、軌道レール16a,16bを内壁面11a,11bに固定してもよい。また、一方の直線案内装置13bのみを反転して、一方の直線案内装置13bでは軌道レール16bを内壁面11bに固定し、他方の直線案内装置13aでは移動ブロック17aの背面を内壁面11aに固定してもよい。
【0035】
図2ないし図4に示すように、固定部材11は四角形の筒形に形成され、固定部材11の短辺側の内壁面11a,11bには移動ブロック17a,17bが取り付けられる。一方の移動ブロック17aは内壁面11aに固定され、他方の移動ブロック17bは、直線案内装置13a,13bの取付け誤差、固定部材11と可動体12との間の熱膨張による伸縮差等を吸収するように内壁面11aと直交する方向のみに可動にされている。固定側の内壁面11aには、移動ブロック17aを位置決めするように移動ブロック17aの横幅と等しい幅を有する嵌合凹溝21aが形成されている。固定側の移動ブロック17aは嵌合凹溝21aに嵌め込まれた状態で内壁面11aに固定される。また、移動側の内壁面11bには、内壁面11bと直交する方向(以下ラジアル方向という)への直線案内装置13bの移動を案内する案内手段としての嵌合凹溝21bが形成される。この嵌合凹溝21bの横幅は、直線案内装置13bの移動ブロック17bの横幅と等しい。可動側の移動ブロック17bは、嵌合凹溝21bの壁面に案内されてラジアル方向にスライド可能にされている。
【0036】
移動ブロック17bは変位許容手段としての弾性部材19を介して固定部材11の内壁面11bに取り付けられている。図4に示すように、弾性部材の長手方向の両端部は固定部材11に支持され、弾性部材19の長手方向の略中央に移動ブロック17bが結合されている。そして、固定部材11の外壁面22側から弾性部材19と同じ面積の凹部23を形成し、この凹部23に弾性部材19を取り付けている。凹部23は上記嵌合凹溝21bまで延び、嵌合凹溝21bの弾性部材19が取付けられる部位は貫通した穴となっている。弾性部材19の両端は固定部材11の凹部23に固定される。弾性部材19のスパンは移動ブロック17bの横幅Wよりも大きい。弾性部材19と移動ブロック17bとの間には、移動ブロック17bの横幅Wよりも横幅を狭くしたスペーサ20が介在される。
【0037】
図5に示すように、直線案内装置13a,13bの取付け誤差を含む加工誤差、固定部材11と可動体12との間の熱膨張若しくは熱収縮による伸縮差、あるいは外部からの荷重、内部からの荷重による装置の変形等が生じると、両端固定の梁が中央に集中荷重を受けて撓むように、弾性部材19はスペーサ20から荷重を受けて撓む。弾性部材19がラジアル方向に撓むことで、移動ブロック17bのラジアル方向への変位を許し、加工誤差、熱膨張等による伸縮差、荷重による装置の変形を吸収する。そして、移動ブロック17bは、ラジアル方向へのみ変位可能に案内され、水平方向へ変位することがないので、剛性を高くして可動体12を案内することができる。なお、本実施形態では、弾性部材19は移動側の移動ブロック17bにのみ設けられ、固定側の移動ブロック17aは固定されているので、ラジアル方向へも安定して支持されている。
【0038】
熱膨張による差を吸収するためには、ラジアル方向へ大きい変形量がとれることが望まれる。スペーサ20を介在させることにより、弾性部材19に加わる荷重が分布荷重から集中荷重に近くなり、より弾性部材19の変形量を大きく取ることができる。さらに、弾性部材19が移動ブロック17bの幅W以上のスパンを有するので、弾性部材19の撓み量をより大きく取ることができる。
【0039】
図6は、直線案内装置13a,13bの詳細を示す図である。軌道レール16a,16bにはその長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝31が形成され、移動ブロック17a,17bには該ボール転走溝31に対向する負荷転走面としての負荷転走溝32を含む転動体循環路が形成され、該転動体循環路には前記軌道レール16a,16bおよび移動ブロック17a,17bの相対移動に伴って前記ボール転走溝31と負荷転走溝32との間を転動して循環する複数のボール33…が配列・収容されている。この直線案内装置13a,13bはラジアル方向への荷重も負荷できるし、水平方向への荷重も負荷できるように構成されている。
【0040】
断面矩形状の軌道レール16a,16bには、その左右側面に2条ずつ、計4条のボール転走溝31が形成されている。
【0041】
移動ブロック17a,17bは、負荷転走溝32およびボール戻し路が形成されたブロック本体34と、ブロック本体34の両端に結合されるエンドキャップ35とから構成され、軌道レール16a,16bをまたぐように取付けられている。ブロック本体34の上面には固定部材11の内壁面11a,11bまたはスペーサ20が取付けられる取付け面36が形成される。この取付け面36の周囲4箇所には、内壁面に取付け可能なようにタップ37aが設けられ、取付け面の内側にはスペーサ20に取り付け可能なようにタップ37bが設けられている。
【0042】
上記移動ブロックに形成された負荷転走溝32は、軌道レール16a,16bに形成された各ボール転走溝31に対向して形成されており、これら負荷転走溝32とボール転走溝31との間には多数のボール33…が挟み込まれている。そして、これらボール33…は移動ブロック17a,17bの移動に伴い、上記エンドキャップ35に形成された方向転換路を介してボール戻し路へと送り込まれ、再び負荷転走溝32に導かれ、無限循環路を循環する。
【0043】
図7および図8に示すように、複数のボール33は、保持部材44によって一連に回転・摺動自在に保持される。この保持部材44は、ボール33と交互に配置される間座40と、この間座40を接続する薄板状のベルト41とで構成される。
【0044】
軌道レール16a,16bの上面と移動ブロック17a,17bとの間、並びに軌道レール16a,16bの側面と移動ブロック17a,17bとの間にはシール部材42またはシール部材43が配され、このシール部材42,43がボール転走溝31と負荷転走溝32との間に充填される潤滑剤をシールする。
【0045】
図9は、本発明の第2の実施形態における相対可動装置を示すものである。この実施形態では、固定部材51の断面形状を八角形とし、可動体52の断面形状を十文字状とし、十文字の先端と固定部材51の対向する内壁面との間に4つの直線案内装置53a,53bを介在している。十文字を構成する4つの板部材52a,52b,52c,52dには、それぞれ永久磁石54が取付けられる。また、固定部材51にはこの永久磁石54を挟むようにコイル55が取付けられる。コイル55の磁場を変化して可動体12を動かす。
【0046】
十文字に交差する一方向ずつにおいて、固定部材51と可動体52の板部材52a,52b,52c,52dとの間には、可動側の直線案内装置53bと固定側の直線案内装置53aとが介在される。上記第1実施形態の相対可動装置と同様に、可動側の移動ブロック56bは、弾性部材57を介して固定部材51に取付けられ、内壁面と直交する方向(ラジアル方向)に変位可能となっている。また、この移動ブロック56bは嵌合凹溝によって、ラジアル方向へのみ変位可能に案内され、水平方向へ変位することがない。
【0047】
可動体52の十文字の交差部において、剛性を若干弱めるように切欠き58を設けている。これは一方向での熱膨張による変形を低剛性にした交差部で吸収し、他方向に延びる部分に横方向荷重が加わらないようにするためである。
【0048】
図10は、交差部の他の例を示したものである。十文字を構成する4つの板部材52a,52b,52c,52dはアングル59で連結されている。アングル59には剛性を弱めた材料を使用する。この例でも、一方向での熱膨張による変形を低剛性にしたアングル59で吸収するので、他方向に延びる部分に横方向荷重が加わるのを防止できる。
【0049】
この第2の実施形態では、可動体52を十文字状にすることで可動体52の剛性を高めることができる。また、コイル55および永久磁石54の面積を大きくすることができるので、駆動源としての出力も増大することができる。
【0050】
なお、上記第1および第2の実施形態では、対向して配置した直線案内装置53a,53bの片側のみがラジアル方向へ変位可能なように、片側のみに弾性部材57を設けたが、片側に限られず両側に設けてもよい。また、弾性部材57は、固定部材51側に設けるのに限られず、可動体52側に設けてもよい。
【0051】
また、固定部材51は対向する内壁面を有するものであればよく、その断面形状は四角形、八角形に限らず、これ以外の多角形、円形、一辺が開放したコ字状等種々変更してよい。可動体に52ついても、相対可動装置の小型化が図れる板状または十文字状に限られることなく、円柱状等種々変更してよい。
【0052】
図11ないし図13は、本発明の第3の実施形態における相対可動装置を示す。この第3の実施形態の相対可動装置の構成は、上記第1の実施形態の相対可動装置の構成と同様に、第1の構造体として四角形に形成された筒状の固定部材11と、この固定部材11の互いに対向する一対の短辺側内壁面11a,11b間に設けられた第2の構造体としての板状の可動体12と、内壁面11a,11bと可動体12の両側縁との間に介在される一対の直線案内装置13a,13bを備える。可動体12は、固定部材11に対して相対的に、且つ内壁面11a,11bと平行な方向に直線運動する。一対の直線案内装置13a,13bそれぞれは、軌道台としての軌道レール16a,16bと、移動台としての移動ブロック17a,17bとで構成される。軌道レール16a,16bを可動体12の両側縁に取り付け、移動ブロック17a,17bを固定部材11の内壁面11a,11bに取り付けている。一方の移動ブロック17aは内壁面11aに固定され、他方の移動ブロック17bは、直線案内装置13a,13bの取付け誤差、固定部材11と可動体12との間の熱膨張による伸縮差等を吸収するように内壁面11aと直交する方向のみに可動にされている。なお、上記第1の実施形態と同様な構成については、上記第1の実施形態の相対可動装置と同一の符号を附してその説明を省略する。
【0053】
この第3の実施形態の相対可動装置は、上記第1の実施形態の相対可動装置と異なり、板状の可動体12の枠12aと、枠12の両側縁に固定されたレール保持部12bとはアルミ等の金属を用いたダイカストで一体に成形されている。また、軌道レール16a,16bは可動体12のレール保持部12bにインサートされ、軌道レール16a,16bが可動体12と一体に成形されている。すなわち、可動体12は、軌道レール16a,16bが設置された金型内にアルミニウム等の金属を射出する、いわゆるインサート成形法により軌道レール16a,16bと一体にダイカスト成形されている。軌道レール16a,16bはダイカスト成形の際に熱の影響を受けるので、軌道レール16a,16bにはダイカスト成形後にボール転走溝31が切削加工または研削加工される。なお、可動体12に対して軌道レール16a,16bがその軸線方向に抜けてしまうのを防止するために軌道レール16a,16bに段差等の抜け止め防止手段を設けても良い。
【0054】
固定部材11の互いに対向する一対の内壁面11a,11b間に直線案内装置13a,13bを介して可動体12を設ける場合、固定部材11に対する可動体12の動きが阻害されないようにするためには直線案内装置13a,13bの取付け誤差を含む加工誤差を少なくする必要がある。この発明によれば、軌道レール16a,16bが可動体12にインサートされ、軌道レール16a,16bが可動体12と一体に成形されるので、部品点数を少なくすることができ、加工誤差をできるだけ少なくすることができる。
【0055】
図14は、前述した第3の実施形態における要部の変形例を3例示す。図14の(a)に示す変形例においては、可動体12のレール保持部12bが、軌道レール16a(16b)の底部から側面に形成された凹部16f内に至る鋳ぐるみ構造とされている。この構成によれば、軌道レール16a(16b)とレール保持部12bとの結合状態が強固になり、振動、衝撃等が加わろうとも両者が分離することがない。
【0056】
図14の(b)に示す第2の変形例では、軌道レール16a(16b)の底部に蟻溝16gが形成され、可動体12のレール保持部12bの一部12eがこの蟻溝16g内に鋳込まれている。この構成では、図14の(a)に示した変形例と同じく、軌道レール16a(16b)とレール保持部12bとの結合状態が強固になると共に、レール保持部12bの幅を狭く、例えば軌道レール16a(16b)の幅と同じに設定することができ、相対可動装置全体としてのコンパクト化に寄与する。
【0057】
図14の(c)に示す第3の変形例では、軌道レール16a(16b)に形成されたボルト挿通孔16h内に、可動体12のレール保持部12bの一部12fが鋳込まれている。この構成でも、図14の(a)、(b)の構成と同様に軌道レール16a(16b)とレール保持部12bとの結合状態が強固になると共に、レール保持部12bの幅を狭く設定することができる。加えて、図14の(b)に示した蟻溝16gを軌道レール16a(16b)に形成する必要が無く、既存のボルト挿通孔16hを鋳込みに利用しているので、コストの低減が図られる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1の構造体の対向する内壁面間に直線案内装置を介して第2の構造体を設け、第1の構造体および第2の構造体の少なくとも一方に、内壁面に対して交差する方向での直線案内装置の変位を許容する変位許容手段を設けた。直線案内装置の取り付け誤差を含む加工誤差、固定部材と可動体との間の熱膨張若しくは熱収縮による伸縮差が生じても、変位許容手段が内壁面に対して交差する方向での直線案内装置の変位を許容する。したがって、直線案内装置に過大な負荷がかかることがなく、直線案内の円滑な作動状態が維持され、両構造体の相対移動が滑らかに行われる。また、変位許容手段が内壁面に対して交差する方向での直線案内装置の変位のみを許容するので、例えば、誤差を許容するように直線案内装置のラジアル方向への変位のみを許し、水平方向への変位を許さなくすることができる。したがって、より剛性を高くして可動体を案内することができる。なお、本発明の相対可動装置の構成は、加工誤差や熱膨張・熱収縮による変位の許容に特に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態における相対可動装置の斜視図。
【図2】 上記図1の断面図。
【図3】 上記図1のA−A線矢視図。
【図4】 上記図1のB−B線矢視図(一部断面を含む)。
【図5】 弾性部材の変形を示す拡大図。
【図6】 上記相対可動装置に組み込まれる直線案内装置示す斜視図。
【図7】 上記直線案内装置を示す断面図。
【図8】 上記直線案内装置の移動ブロックを示す断面図。
【図9】 本発明の第2の実施形態における相対可動装置を示す断面図。
【図10】 交差部の他の例を示す図。
【図11】 本発明の第3の実施形態における相対可動装置の斜視図。
【図12】 上記第3の実施形態における相対可動装置を示す平面図(一部断面図を含む)。
【図13】 上記第3の実施形態における相対可動装置の可動体と軌道レールの結合を示す断面図。
【図14】 上記第3の実施形態における相対可動装置の要部の変形例を示す(図中(a)は第1の変形例を示し、図中(b)は第2の変形例を示し、図中(c)は第3の変形例を示す)。
【図15】 従来の可動体取付けプレートを示す正面図(一部断面を含む)。
弾性プレートの変形を示す拡大図
【符号の説明】
11 固定部材(第1の構造体)
11a,11b 対向する内壁面
12 可動体(第2の構造体)
13a,13b 直線案内装置
16a,16b 軌道レール(軌道台)
17a,17b 移動ブロック(移動台)
19 弾性部材(変位許容手段)
21b 嵌合凹溝(案内手段)
31 ボール転走溝(転動体転走面)
32 負荷転走溝(負荷転走面)
33 ボール(転動体)
Claims (10)
- 互いに対向する少なくとも一対の内壁面を有する第1の構造体と、前記一対の内壁面間に設けられた第2の構造体と、前記第1の構造体と前記第2の構造体との間に介在される複数の直線案内装置とを備え、前記第2の構造体が前記第1の構造体に対して相対的に直線運動する相対可動装置であって、
前記第1の構造体に、前記内壁面に対して交差する方向での前記直線案内装置の変位を許容する弾性部材を設け、
前記直線案内装置は、前記弾性部材を介して前記第1の構造体の前記内壁面に取り付けられ、
前記第1の構造体の内壁面に前記直線案内装置が嵌合する嵌合凹溝が形成され、
前記第1の構造体の外壁面に前記弾性部材を取り付け可能な凹部が形成され、
前記凹部は、前記外壁面から前記内壁面に向かって凹形状となるように形成され、前記嵌合凹溝と重畳する部位は貫通孔となっていることを特徴とする相対可動装置。 - 前記変位は、取付け誤差を含む加工誤差または熱膨張若しくは熱収縮に伴うものであることを特徴とする請求項1に記載の相対可動装置。
- 前記弾性部材が前記直線案内装置の幅以上のスパンを有することを特徴とする請求項1または2に記載の相対可動装置。
- 前記弾性部材と前記直線案内装置との間に、前記弾性部材の撓み量を大きくとれるように前記直線案内装置の幅未満のスペーサを介在することを特徴とする請求項1ないし3に記載の相対可動装置。
- 前記弾性部材は、前記第1の構造体にその長手方向の両端部が支持され、
前記弾性部材の長手方向の略中央に前記直線案内装置が結合されていることを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載の相対可動装置。 - 前記嵌合凹部は、前記直線案装置内の変位に伴って該直線案内装置を該変位の方向に案内する案内手段を構成することを特徴とする請求項1ないし5いずれかに記載の相対可動装置。
- 前記案内手段は、前記直線案内装置の姿勢を変化させることなく、前記直線案内装置の、前記内壁面と直交する方向のみの変位を許容することを特徴とする請求項6に記載の相対可動装置。
- 前記直線案内装置は、軌道台と、移動台とを備え、
前記軌道台にはその長手方向に沿って転動体転走面が形成され、前記移動台には該転動体転走面に対向する負荷転走面を含む転動体循環路が形成され、該転動体循環路には前記軌道台および前記移動台の相対移動に伴って前記転動体転走面上を転動して循環する複数の転動体が配列・収容されていることを特徴とする請求項1ないし7いずれかに記載の相対可動装置。 - 前記移動台が前記第1の構造体の前記一対の内壁面に取り付けられ、前記軌道台が前記第2の構造体の両縁に取り付けられることを特徴とする請求項8に記載の相対可動装置。
- 前記軌道台が前記第2の構造体にインサートされ、前記軌道台が前記第2の構造体と一体に成形されることを特徴とする請求項9に記載の相対可動装置。
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