JP5208621B2

JP5208621B2 - 運動案内装置

Info

Publication number: JP5208621B2
Application number: JP2008216723A
Authority: JP
Inventors: 勇樹林
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: JP2010052058A

Description

本発明は、軌道台に係合した移動部材が軌道台の長手方向に沿って移動することができる運動案内装置に係り、より詳細には、複数の運動案内装置が懸架する状態でテーブル部材を取り付けた運動案内装置に関するものである。

工作機械のワークテーブルや各種搬送装置の運動案内部では、テーブル部材を取り付けた移動部材が軌道台に沿って連続的に移動する運動案内装置が用いられている。この種の運動案内装置では、テーブル部材をボルト等の締結手段により移動部材に締結しているため、各移動部材を円滑に移動させるために、複数の軌道台の高さ位置及び傾きを精度良く管理する必要があった。

このような従来の運動案内装置としては、下記特許文献１に記載されているように、移動部材とテーブル部材との間に隙間を形成する間隔保持座を介在させ、この間隔保持座の移動部材側及び又はテーブル部材側の面に円弧状凸面を形成し、且つ、移動部材及び又はテーブル部材の間隔保持座との当接面には上記円弧状凸面と摺接する円弧状凹面を形成し、移動部材とテーブル部材との間をテーブル部材及び間隔保持座を貫通して移動部材に結合する取付けボルトで連結し、前記軌道台の取付誤差を前記取付けボルトの弾性変形に伴う移動部材とテーブル部材との間の相対変位により吸収緩和することができるようにしたものが知られている。

特開昭６２−１８８６３６号公報

しかし、上述した特許文献１に記載の運動案内装置によると、軌道台の取付誤差を取付けボルトの弾性変形によって吸収緩和しているため、締結孔のタップ強度および取付けボルト自体の強度を持たせる必要があった。また、軌道台の取付誤差を円弧状の面を有する単一の間隔保持座によって吸収しているので、取付けボルトがテーブル部材に対して斜めに締結され、取付けボルトのテーブル部材との締付座面が片当たりする場合があった。このように取付けボルトがテーブル部材に対して斜めに締結された状態では、締付座面における取付けボルトの締結軸力の応力分布に傾きを生じ、締結軸力の向上を図ることが難しいといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、締結手段に弾性変形を生じさせずに移動部材とテーブル部材との取付精度を向上させたまま締結することができ、締結手段の座面を確保し、締結手段による締結軸力を向上させる運動案内装置を提供するものである。

上記課題を解決する本発明に係る運動案内装置は、軌道台と、前記軌道台に沿って運動する移動部材と、前記移動部材に締結手段により取り付けられたテーブルとを備える運動案内装置において、前記テーブルと前記移動部材との間に第１の球面係合手段を備え、前記テーブルと前記締結手段との間に第２の球面係合手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る運動案内装置は、前記第１の球面係合手段は、前記テーブル又は前記移動部材のいずれか一方に形成された球面凸部と、前記テーブル又は前記移動部材のいずれか他方に形成された球面凹部とが互いに摺接して係合することによって形成され、前記第２の球面係合手段は、前記テーブル又は前記締結手段のいずれか一方に形成された球面凸部と、前記テーブルと前記締結手段のいずれか他方に形成された球面凹部とが互いに摺接して係合することによって形成されていることができる。

また、本発明に係る運動案内装置は、前記第１の球面係合手段と前記第２の球面係合手段のいずれか一方又は両方は、一対の平板により形成され、前記平板が対向する面のいずれか一方に形成された球面凸部と、前記平板が対向する面のいずれか他方に形成された球面凹部とが互いに摺接して係合することができる。

また、本発明に係る運動案内装置は、前記第１の球面係合手段及び前記第２の球面係合手段は、前記締結手段を挿通する貫通孔が穿孔されていることができる。

本発明によれば、前記テーブルと前記移動部材との間に第１の球面係合手段を備え、前記テーブルと前記締結手段との間に第２の球面係合手段を備えているので、締結手段によりテーブルと移動部材とを締結しても、締結手段を片当たりすることなく締結することができるので、締結座面が安定し、締結軸力を確保することができる。また、軌道台の取付誤差の吸収に締結手段の弾性変形を用いないので、締結手段に弾性変形に対する強度を考慮する必要がない。

また、第１の球面係合手段と第２の球面係合手段とにより軌道台の取付誤差の吸収をすることができるので、軌道台の取付精度にバラツキがある場合でも容易に運動案内装置を構成することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、以下の実施形態については、運動案内装置としてリニアガイドを例に説明するが、運動案内装置であれば、リニアガイドに限定されず、転動体を備えない滑りガイドなどにも適用することができることは特許請求の範囲の記載から明らかである。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る運動案内装置の縦断面図である。さらに、図２は、球面係合手段を説明するための図である。また、図３は、第１の実施形態に係る運動案内装置の作用を説明するための断面図である。

図１に示した第１の実施形態に係る運動案内装置は、リニアガイドとして構成されるものである。そして、第１の実施形態に係る運動案内装置１は、長手方向に転動体転走面１１を有する軌道台１０と、複数の転動体２１を介して前記軌道台１０に係合すると共に前記転動体転走面１１に沿って直線状に運動する移動部材２０とを備えている。なお、転動体２１としては、図示の如きボールの他に、円筒状のローラも適用可能である。

図１に示すように、軌道台１０は、その表面に長手方向に延びる２条の転動体転走面１１が形成された部材であり、転動体転走面１１は、後述する移動部材２０との間に配置された球体形状の転動体２１からの負荷を受けることができるようになっている。また、この転動体転走面１１は、転動体２１の円滑な転走が実現できるような精度で円弧形状に形成されている。

移動部材２０には、軌道台１０に形成された転動体転走面１１に対向する位置に負荷転動体転走面２２が形成されている。そして、転動体転走面１１と負荷転動体転走面２２とによって負荷転動体転走路を形成している。なお、図示はしないが、軌道台１０には、上記負荷転動体戻り通路が形成されている。この無限循環路を循環する転動体２１は、上記負荷転動体転走路において荷重を受ける。

なお、本実施例では、転動体２１が循環するタイプのリニアガイドを示すが、転動体が循環を伴わない、所謂有限タイプのリニアガイドであっても構わない。

また、軌道台１０に形成された転動体転走面１１の円弧形状と、移動部材２０に形成された負荷転動体転走面２２の円弧形状との曲率は、略同一に形成されており、転動体２１の曲率よりも大きく形成されている。

さらに、移動部材２０には、タップ孔２４が形成されており、該タップ孔２４と締結手段としてのボルト３０によって、テーブル４０が締結して取り付けられている。また、テーブル４０は、２つのリニアガイドのそれぞれの移動部材２０，２０に締結して取り付けられており、２つのリニアガイドによって懸架される状態で取り付けられている。

また、テーブル４０と移動部材２０との間には、移動部材２０と対向する面に凸状の球面５３を有する第１の凸状球面座金５２が介在されている。さらに、移動部材２０の第１の凸状球面座金５２と対向する面には、凹状の球面５１が形成されており、この凹状の球面５１と凸状の球面５３とが互いに摺接して係合している。この係合により、第１の球面係合手段５０を形成している。またさらに、第１の凸状球面座金５２には、貫通孔５４が形成されており、該貫通孔５４にボルト３０が挿入されている。また、第１の凸状球面座金５２のテーブル４０とが対向する上面５５は、平面に形成されている。

テーブル４０の上側面とボルト３０との間には、第２の球面係合手段６０が介在されている。図２に示すように、第２の球面係合手段６０は、上述した第１の凸状球面座金５２と同一の形状を有する第２の凸状球面座金６２と、第２の凸状球面座金６２に形成された凸状の球面６４と対向する面に凹状の球面６５が形成された第２の凹状球面座金６１とにより構成されている。また、この第２の凸状球面座金６２に形成された凸状の球面６４と第２の凹状球面座金６１に形成された凹状の球面６５とは、上述した凹状の球面５１と凸状の球面５３との係合と同様に、互いに摺接して係合している。さらにまた、第２の球面係合手段６０をなす第２の凹状球面座金６１及び第２の凸状球面座金６２には、各々貫通孔６３ａ，６３ｂが形成されており、該貫通孔６３ａ，６３ｂにボルト３０が挿入されている。なお、第２の凸状球面座金６２と第２の凹状球面座金６１とが互いに対向する面の他方の端部６６，６７は平面に形成されている。

次に、図３を参照して、第１の球面係合手段５０及び第２の球面係合手段６０の作用について説明する。

図３に示すように、複数の軌道台１０，１０の高さ位置に誤差がある場合に移動部材２０，２０にテーブル４０を懸架されるように取り付けると、テーブル４０と移動部材２０の上面には角度αを生じる。この状態で、ボルト３０を締付けていくと、第１の凸状球面座金５２は、第１の凹状の球面５１と摺接しながら上面５５とテーブル４０とが平行になる位置に固定される。即ち、第１の凸状球面座金５２の上面５５が移動部材２０の上面に対して角度α傾いた状態で固定される。このように、テーブル４０と移動部材２０とは、第１の球面係合手段５０を介してボルト３０により互いに締結されているので、軌道台１０の高さ位置に誤差がある場合でも、第１の球面係合手段によりその誤差を吸収することが出来るようになっている。

また、テーブル４０の上側面とボルト３０との間に介在する第２の球面係合手段６０も上述した第１の球面係合手段５０と同様に作用することで、軌道台１０の高さ位置の誤差を吸収することができるようになっている。この場合、第２の凹状球面座金６１の底面６７とテーブル４０とが平行となる位置、且つ、第２の凸状球面座金６２の上面６６がボルト３０の軸線方向と垂直になる位置に固定されるように第２の凹状球面座金６１と第２の凸状球面座金６２とが互いに摺接することで、軌道台１０の高さ位置に起因する誤差を吸収することができるようになっている。

また、第１の凸状球面座金５２に形成された貫通孔５４、第２の凹状球面座金６１及び第２の凸状球面座金６２に各々形成された貫通孔６３ａ，６３ｂ及び、テーブル４０に形成された貫通孔４１の孔径は、テーブル４０が角度α分傾いた場合でも、ボルト３０と接触しない大きさに形成されており、テーブル４０の角度αを吸収するためにボルト３０に負荷がかからないように形成されている。

このように、テーブル４０に傾きを生じた場合であっても、テーブル４０を移動部材２０に締結するボルト３０が弾性変形などの負荷を受けないので、ボルト３０や移動部材２０に形成されたタップ孔に特別な強度を持たせる必要がない。また、第２の球面係合手段を構成する第２の凸状球面座金の上面６６がボルト３０の軸方向と垂直な位置に常に固定することができるので、ボルト３０の座面が安定し、ボルト３０の締結により生じた締結軸力を確保することができる。

以上、第１の実施形態に係る運動案内装置１を構成する第１の球面係合手段５０及び第２の球面係合手段６０について説明した。この第１の実施形態に係る運動案内装置１を構成する第１の球面係合手段５０は、第１の凸状球面座金５２と、移動部材２０の第１の凸状球面座金５２と対向する面に、凹状の球面５１が形成されている場合について説明をした。しかしながら、本発明に係る運動案内装置は、第１の実施形態で示した凹状の球面５１に限定されない。そこで、次に、第１の実施形態と異なる形状を有する第１の球面係合手段５０について説明する。また、第１の実施形態と同一又は類似する部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係る運動案内装置を示す図である。

図４に示すように、第２の実施形態の第１の球面係合手段１５０は、第１の実施形態に係る運動案内装置１の第２の球面係合手段６０に用いられた第２の凸状球面座金６２及び第２の凹状球面座金６１と同一の形状を有する第１の凸状球面座金５２及び第１の凹状球面座金１５７を用いて構成されている。

このように第１の凹状球面座金１５７により凹状の球面を形成すれば、移動部材２０に凹状の球面を切削などにより加工する必要がなく、追加加工をすることなしに容易に既存の運動案内装置に第１の球面係合手段１５０を形成することができる。

また、上述した実施形態においては、第１の球面係合手段及び第２の球面係合手段のそれぞれの上側に凸状球面を形成し、それぞれの下側に凹状の球面を形成した場合について説明したが、上側に凹状球面を形成し、下側に凸状球面を形成しても構わない。さらに、第２の球面係合手段は、第２の凸状球面座金６２及び第２の凹状球面座金６１とにより構成した場合について説明したが、第２の球面係合手段は、第１の実施形態に係る第１の球面係合手段のように、テーブル４０に凹状球面を形成し、第２の凹状球面座金６１を省略しても構わない。さらにまた、上述した実施形態においては、案内軸が直線的に形成された場合について説明したが、案内軸は曲線状に形成されていても良い。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

第１の実施形態に係る運動案内装置の縦断面図。第２の球面係合手段を説明するための図。第１の実施形態に係る運動案内装置の作用を説明するための断面図。第２の実施形態に係る運動案内装置を示す図である。

符号の説明

１運動案内装置、１０軌道台、１１転動体転走面、２０移動部材、２１転動体、２２負荷転動体転走面、２４タップ孔３０ボルト、４０テーブル、４１，５４，６３ａ，６３ｂ貫通孔、５０第１の球面係合手段、５２第１の凸状球面座金、６０第２の球面係合手段、６１第２の凹状球面座金、６２第２の凸状球面座金。

Claims

軌道台と、
前記軌道台に沿って運動する移動部材と、
前記移動部材に締結手段により取り付けられたテーブルとを備える運動案内装置において、
前記テーブルと前記移動部材との間に第１の球面係合手段を備え、
前記テーブルと前記締結手段との間に第２の球面係合手段を備えること
を特徴とする運動案内装置。
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記第１の球面係合手段は、前記テーブル又は前記移動部材のいずれか一方に形成された球面凸部と、前記テーブル又は前記移動部材のいずれか他方に形成された球面凹部とが互いに摺接して係合することによって形成され、
前記第２の球面係合手段は、前記テーブル又は前記締結手段のいずれか一方に形成された球面凸部と、前記テーブルと前記締結手段のいずれか他方に形成された球面凹部とが互いに摺接して係合することによって形成されていること
を特徴とする運動案内装置。
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記第１の球面係合手段と前記第２の球面係合手段のいずれか一方又は両方は、一対の平板により形成され、前記平板が対向する面のいずれか一方に形成された球面凸部と、前記平板が対向する面のいずれか他方に形成された球面凹部とが互いに摺接して係合すること
を特徴とする運動案内装置。
請求項２又は３に記載の運動案内装置において、
前記第１の球面係合手段及び前記第２の球面係合手段は、前記締結手段を挿通する貫通孔が穿孔されていること
を特徴とする運動案内装置。