(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来の無限ガイドタイプのボールスライダは、ボール転動通路とボール循環孔とを連通させる戻し蓋部材が移動ブロックの両端部に設けられている。したがって、移動ブロックをガイドレールの端部から迫り出させる位置まで移動させると、ボールがボール転動溝から落下するので、移動ブロックの端部がガイドレールから突出する位置まで移動ブロックを駆動させることができない。
【0007】
例えば、ガイドレールが設けられた支持台に移動ブロックを駆動するための駆動源を組み込むタイプの直線往復動装置においては、駆動源により駆動されて支持台の先端から突出する駆動ロッドを移動ブロックに連結すると、移動ブロックが支持台やガイドレールの先端部から迫り出すことになる。実際にはそのような迫り出す構造とすることは不可能であるので、実際には以下の構造となる。支持台内部の駆動源により往復動する駆動部材をガイドレールに形成されたスリットから突出させてスライダや駆動部材を移動ブロックの内面に係合させる必要があり、ガイドレールの構造が複雑となる。ガイドレールやスライダの構造が複雑になると、それらの高さが高くなり、直線往復動装置を小型化することができなくなる。
【0008】
本発明の目的は、直線往復動装置の小型化を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の直線往復動装置は、支持台に設けられたガイドレールに往復動自在に装着される移動ブロックを
、前記支持台に組み込まれて前記支持台の先端面から突出する駆動ロッドにより直線往復動する直線往復動装置であって、前記移動ブロックの内面に形成されて前記ガイドレールが入り込むガイド溝の
両側面に対向して前記ガイドレールの
両側面に形成される第1のボール転動溝と、前記
移動ブロックの基端部に形成され、
それぞれの前記第1のボール転動溝との間でボール転動通路を形成する第2のボール転動溝と、
それぞれの前記ボール転動通路に沿って
前記移動ブロックの基端部に形成されるボール循環孔および前記ボール転動通路に組み込まれる多数のボールと、前記移動ブロックの基端部
の両側に設けられ、前記ボール転動通路と前記ボール循環孔とを連通させる基端部側のボール戻し通路が形成される
2つの戻し蓋部材と、前記移動ブロックの長手方向中間領域に設けられ、前記ボール転動通路と前記ボール循環孔とを連通させる中間側のボール戻し通路が形成される
2つの戻しブロックとを有し、
それぞれの前記戻しブロックは連結部に一体に設けられ、前記戻しブロックと前記連結部とにより前記ガイドレールが入り込むガイド溝が形成され、それぞれの前記戻しブロックが取り付けられる取付凹部と、前記連結部が取り付けられる取付溝が前記取付凹部に連なって前記移動ブロックの内面に設けられ、前記移動ブロックの先端部を前記ガイドレールの先端部から突出させる位置まで前記ボールを介して前記移動ブロックを案内することを特徴とする。
【0010】
本発明の直線往復動装置は、前記移動ブロックの両側に設けられる2つの前記戻し蓋部材を相互に連結部により一体に形成することを特徴とする。本発明の直線往復動装置は、前記ボール循環孔を前記ボール転動通路に対して前記ガイドレールの表面に沿う水平位置に形成することを特徴とする。
【0011】
本発明の直線往復動装置は、前記戻し蓋部材と前記戻しブロックにそれぞれ戻し溝が形成されたガイド嵌合孔を設け、当該ガイド嵌合孔に嵌合される戻しガイドに前記戻し溝とにより前記ボール戻し通路を形成する戻し溝を設けることを特徴とする。本発明の直線往復動装置は、前記戻し蓋部材と前記戻しブロックとに取り付けられる前記戻しガイドを同一形状に形成することを特徴とする。本発明の直線往復動装置は、
前記支持台の先端面に前記移動ブロックの前進限位置を規制するストッパを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明では、ガイドレールに設けられた第1のボール転動溝と移動ブロックの基端部側に設けられた第2のボール転動溝によりボール転動通路を形成する。ボール転動通路と連通するボール循環孔が前記基端部に設けられている。ボール転動通路とボール循環孔とを連通させる中間側のボール戻し通路が移動ブロックの長手方向中央領域に設けられている。従って、移動ブロックをガイドレールの先端よりも突出させる位置までボールを転動させて移動させることができる。
【0013】
移動ブロックをガイドレールの先端部から突出させる位置まで移動させることができるので、移動ブロックを駆動する駆動ロッドを支持台に設けることができ、移動ブロックの先端部に駆動ロッドを連結させることができる。これにより、支持台の内部で駆動源と移動ブロックを連結する場合に比して、直線往復動装置の構造を複雑とすることなく、その厚みを薄くして直線往復動装置を小型化することができる。支持台にガイドレールが設けられているので、駆動ロッドを駆動するための駆動源をガイドレールの内部まで迫り出させることができ、ガイドレールと支持台とを含めた直線往復動装置のサイズを小型化することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。直線往復動装置10は
図1および
図2に示されるように支持台11を有している。
図4および
図5に示されるように、支持台11の図における上面には、幅方向中央部にガイドレール12が上面側に突出し長手方向に伸びて設けられている。ガイドレール12に沿って直線往復動自在に移動テーブルつまり移動ブロック13が装着されている。移動ブロック13を駆動するために、支持台11の内部には駆動源が組み込まれている。この駆動源により駆動される駆動ロッド14が
図2に示されるように支持台11の先端部から突出している。駆動源としては、駆動ロッド14を可動部材とするリニアモータ15が用いられており、リニアモータ15は
図4および
図5に示されるように駆動ロッド14に取り付けられたマグネット16とこれを囲むように支持台11内に組み込まれたコイル17とを備えている。
【0016】
駆動ロッド14の先端には連結ブロック18がねじ部材19により固定され、連結ブロック18は移動ブロック13の先端にねじ部材19aにより固定されている。移動ブロック13の一方の端部である先端部には駆動ロッド14が連結され、先端部の反対側の端部が基端部となっている。支持台11の基端面には給電ボックス20がねじ部材19bにより取り付けられており、給電ボックス20にはリニアモータのコイル17に駆動信号を供給するための図示しない信号ケーブルが接続される。
【0017】
ガイドレール12の両側面12a,12bには、
図3〜
図5に示されるように、それぞれ断面がほぼ半円形状のボール転動溝21a,21bがガイドレール12の全長に渡って第1の転動溝として設けられている。移動ブロック13の内面には、
図6に示されるように、ガイドレール12が入り込むガイド溝22が幅方向中央部に全長に渡って設けられている。移動ブロック13が支持台11に装着されると、ガイド溝22内にガイドレール12が入り込んだ状態となり、ガイドレール12の両側面12a,12bはガイド溝22の両側面22a,22bに対向する。
【0018】
ガイド溝22のうち移動ブロック13の基端部側の内側面には、断面がほぼ半円形状のボール転動溝23a,23bが第2の転動溝として設けられている。相互に対向するボール転動溝21a,23aによりボール転動通路24aが形成され、相互に対向するボール転動溝21b,23bによりボール転動通路24bが形成されている。
【0019】
移動ブロックの基端部にはリターンホールつまりボール循環孔25a,25bが形成されており、そのボール循環孔25a,25bはボール転動通路24a,24bに沿って平行になっている。ボール転動通路24aとボール循環孔25aの一対によりループ状となった無限型の循環通路が形成され、同様にボール転動通路24bとボール循環孔25bの一対により循環通路が形成される。それぞれの循環通路には多数のボール26が組み込まれている。それぞれのボール循環孔25a,25bは、ボール転動通路24a,24bに平行にガイドレール12の表面に沿う水平面に形成されている。
【0020】
ガイドレール12を支持台11に一体に設け、移動ブロック13の内面にガイドレール12が入り込むガイド溝22を設けることにより、移動ブロック13はガイドレール12を跨ぐようにガイドレール12に装着される。ボール循環孔25a,25bが、ボール転動通路24a,24bに平行にガイドレール12の表面に沿う水平面に形成されている。さらに、
図4および
図5に示されるように、リニアモータ15は支持台11からガイドレール12の内部に迫り出すように組み込まれている。このように、支持台11と移動ブロック13との合計の厚みを薄くすることができ、
図4および
図5における直線往復動装置10の上下方向の高さを低くすることができる。
【0021】
図3に示されるように、ボール転動通路24aとボール循環孔25aとを連通させる戻し蓋部材27aと、ボール転動通路24bとボール循環孔25bとを連通させる戻し蓋部材27bとが移動ブロック13の基端面に取り付けられている。戻し蓋部材27aは移動ブロック13の基端部側でボール転動通路24aとボール循環孔25aとを連通させ、戻し蓋部材27bはボール転動通路24bとボール循環孔25bとを連通させる。戻し蓋部材27a,27bの突き当て面には、
図3に示されるように、環状の突起部28が設けられ、この突起部28が嵌合する嵌合孔29が移動ブロック13の基端面に設けられている。嵌合孔29と同軸となって移動ブロック13に設けられた雌ねじにねじ結合するねじ部材30によりそれぞれの戻し蓋部材27a,27bは移動ブロック13に締結される。
【0022】
移動ブロック13の内面には、長手方向中間領域に位置させて取付凹部31a,31bが設けられている。それぞれの取付凹部31a,31bには戻しブロック32a,32bが設けられている。戻しブロック32aは、ボール転動通路24aとボール循環孔25aとを移動ブロック13の長手方向中間領域で連通させ、戻しブロック32bはボール転動通路24bとボール循環孔25bとを移動ブロック13の長手方向中間領域で連通させる。それぞれの戻しブロック32a,32bを移動ブロック13に固定するために、移動ブロック13に形成されたねじ孔にねじ結合されるねじ部材33が戻しブロック32a,32bに設けられた取付孔34に取り付けられている。
【0023】
移動ブロック13が直線往復動するときには、移動ブロック13は多数のボール26を介してガイドレール12に沿って移動することになるので、移動ブロック13に加わる転がり抵抗は小さくなり、移動ブロック13を小さい出力により軽快に往復動させることができる。移動ブロック13が駆動されるときには、ボール26はループ状に連なった循環通路内を循環移動する。ボール転動通路24a,24bは移動ブロック13の基端部側に設けられており、
図2に示されるように、移動ブロック13の先端部がガイドレール12の先端部から迫り出しても循環通路内からボール26が外れることがない。
【0024】
このように、移動ブロック13が支持台11のガイドレール12から迫り出す位置まで移動しても、移動ブロック13とガイドレール12との間にボール26を介在させることができる。つまり、支持台11の先端面から突出する駆動ロッド14を移動ブロック13の先端部に連結させても駆動ロッド14により移動ブロック13を駆動することができる。移動ブロック13の前進限位置を規制するために、
図3に示されるように、支持台11の先端面にはストッパ35が取り付けられている。
【0025】
支持台11と移動ブロック13は金属材料により形成されているのに対し、戻し蓋部材27a,27bと戻しブロック32a,32bは樹脂材料により形成されている。
図6に示されるように、それぞれの戻し蓋部材27a,27bは、連結部36の両端部に連結部36から突出して一体に設けられている。戻し蓋部材27a,27bと連結部36とにより、ガイドレール12が入り込むガイド溝37が形成されている。同様に、それぞれの戻しブロック32a,32bは、連結部38の両端部に連結部38から突出して一体に設けられている。戻しブロック32a,32bと連結部38とによりガイドレール12が入り込むガイド溝39が形成されている。移動ブロック13の内面には連結部38が取り付けられる取付溝が取付凹部31a,31bに連なって設けられている。
【0026】
戻し蓋部材27a,27bには、
図8に示されるように、横断面半円形のガイド嵌合孔41a,41bが形成され、それぞれのガイド嵌合孔41a,41bに開口する戻し溝42a,42bがそれぞれの戻し蓋部材27a,27bに設けられている。戻し溝42a,42bは横断面形状がほぼ半円形状となるとともに長手方向に半円形状となって伸びている。ガイド嵌合孔41a,41bには横断面がほぼ半円形状の戻しガイド43a,43bが嵌合され、それぞれの戻しガイド43a,43bには戻し溝42a,42bとともにボール戻し通路44a,44bを形成する戻し溝45a,45bが設けられている。戻し溝
45a,45bは戻し溝42a,42bと同様に横断面形状がほぼ半円形状となるとともに長手方向に半円形状となって伸びている。
【0027】
それぞれの戻しガイド43a,43bを戻し蓋部材27a,27bに固定するために、戻しガイド43a,43bにはピン46が取り付けられる取付孔47a,47bが設けられており、ピン46が取り付けられる嵌合孔48a,48bが
図6に示されるように戻し蓋部材27a,27bに設けられている。
【0028】
同様に、戻しブロック32a,32bには、
図10に示されるように、横断面半円形のガイド嵌合孔51a,51bが形成され、それぞれのガイド嵌合孔51a,51bに開口する戻し溝52a,52bがそれぞれの戻しブロック32a,32bに設けられている。戻し溝52a,52bは横断面形状がほぼ半円形状となるとともに長手方向に半円形状となって伸びている。ガイド嵌合孔51a,51bには横断面がほぼ半円形状の戻しガイド53a,53bが嵌合され、それぞれの戻しガイド53a,53bには戻し溝52a,52bとともにボール戻し通路54a,54bを形成する戻し溝55a,55bが設けられている。戻し溝55a,55bは戻し溝52a,52bと同様に横断面形状がほぼ半円形状となるとともに長手方向に半円形状となって伸びている。
【0029】
それぞれの戻しガイド53a,53bを戻しブロック32a,32bに固定するために、戻しガイド53a,53bにはピン56が取り付けられる取付孔57a,57bが設けられており、
図10に示されるように、ピン56が取り付けられる嵌合孔58a,58bが戻しブロック32a,32bに設けられている。
【0030】
戻しガイド43a,43bを戻し蓋部材27a,27bにピン46により固定しているが、戻しガイド43a,43bをスナップフィット固定、溶接、接着により戻し蓋部材27a,27bに固定しても良く、戻しガイド43a,43bをガイド嵌合孔41a,41bに圧入固定するようにしても良い。戻しガイド53a,53bについても戻しガイド43a,43bと同様にして戻しブロック32a,32bに固定するようにしても良い。
【0031】
支持台11には
図1および
図2に示されるように支持台11を図示しない基盤に固定するためのねじ部材がねじ結合される複数のねじ孔61がガイドレール12の幅方向外方に設けられ、左右の両側面にもねじ孔62が設けられている。移動ブロック13にはこの外面に配置される治工具等の被搬送部材が取り付けられるねじ孔63と被搬送部材を位置決めする位置決め孔64とが複数設けられている。
【0032】
1台の直線往復動装置10には、4つの戻しガイド43a,43b,53a,53bが取り付けられることになる。これらの戻しガイドは全て同一形状となっており、いずれの戻しガイドであっても、戻し蓋部材27a,27bと戻しブロック32a,32bに装着することができる。これにより、直線往復動装置10の組立に際して部品管理が容易となる。
【0033】
上述したように、2つの戻し蓋部材27a,27bは連結部36により一体となっているので、一度の取付操作により両方の戻し蓋部材27a,27bが同時に移動ブロック13に取り付けられることになる。同様に、2つの戻しブロック32a,32bは連結部38により一体となっているので、一度の取付操作により両方の戻しブロック32a,32が同時に移動ブロック13に取り付けられることになる。戻し蓋部材27a,27bを分離形態とすると、それぞれが別々に移動ブロック13に取り付けられることになる。同様に2つの戻しブロック32a,32bを分離形態とすると、それぞれが別々に移動ブロック13に取り付けられることになる。
【0034】
図11は変形例としての戻し蓋部材27a,27bを示す斜視図であり、
図12は
図11に示された戻し蓋部材を反対側から見た斜視図である。
図13は変形例としての戻しブロック32a,32bを示す斜視図であり、
図14は
図13に示された戻しブロックを反対側から見た斜視図である。これらの図においては、上述した部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【0035】
図11および
図12に示される戻し蓋部材27a,27bは分離形態となっており、それぞれが別々に移動ブロック13に取り付けられることになる。同様に、
図13および
図14に示される戻しブロック32a,32bも分離形態となっており、それぞれが別々に移動ブロック13に取り付けられることになる。
【0036】
図15は移動ブロック13の変形例を示す斜視図である。この移動ブロック13には基端部側にガイド溝22が設けられ、先端部側にはガイド溝22が設けられていない。移動ブロック13の基端面には
図7または
図11に示した戻し蓋部材27a,27bが取り付けられ、移動ブロック13の長手方向中間領域に設けられた突き当て面65には
図9または
図13に示された戻しブロック32a,32bが突き当てられて移動ブロック13に取り付けられる。
【0037】
図16は直線往復動装置10の変形例を示す断面図であり、
図16には
図5と同様の部分が示されている。
【0038】
この直線往復動装置10においては、ガイドレール12の両側面12a,12bには
図16において上下に間隔を隔てて2つのボール転動溝21a,21bが設けられ、ガイド溝22の両側面22a,22bにはボール転動溝21a,21bに対向して上下に2つのボール転動溝23a,23bが設けられている。このように、ガイドレール12の両側にはボール転動通路24a,24bが2つずつ形成されており、それぞれのボール転動通路24a,24bに対応させて移動ブロック13の基端部には両側に2つずつボール循環孔25a,25bが設けられている。ガイドレール12の両側にボール転動通路24a,24bが2つずつ設けられた直線往復動装置10においては、上述した形態に比してより軽快に移動ブロック13を往復動させることができる。
【0039】
図17は直線往復動装置10の駆動源の変形例を示す断面図である。上述した直線往復動装置10においては、駆動源としてリニアモータ15が支持台11の内部に組み込まれているのに対し、
図17に示される直線往復動装置10においては駆動源として空気圧シリンダ70が支持台11の内部に組み込まれている。
【0040】
支持台11の内部にはシリンダ孔71が設けられており、駆動ロッド14の基端部にはピストン72が取り付けられている。支持台11の基端部にはカバー73が取り付けられ、先端部には駆動ロッド14が貫通するカバー74が取り付けられている。ピストン72によりシリンダ孔71はロッド前進用の空気圧室71aとロッド後退用の空気圧室71bとに仕切られており、それぞれの空気圧室71a,71bには図示しない給排孔から圧縮空気が供給される。空気圧室71aに圧縮空気を供給すると、移動ブロック13は
図17に示す後退限位置から前進限位置に向けて前進移動する。一方、空気圧室71bに圧縮空気を供給すると、移動ブロック13は前進限位置から後退限位置に向けて後退移動する。
【0041】
上述のように、移動ブロック13は
図1に示される後退限位置から
図2に示される前進限位置との間を駆動ロッド14により駆動されて往復動する。この往復動時には移動ブロック13はガイドレール12と移動ブロック13との間で循環移動するボール26を介して支持されているので、軽快に往復動することになる。
【0042】
ボール26は移動ブロック13の基端部側に設けられたボール循環孔25a,25bとボール転動通路24a,24bを循環移動するので、移動ブロック13はガイドレール12の先端部よりも迫り出す位置まで移動させることができる。これに対して従来のように支持台11にスライダ等の駆動部材を移動ブロック13に連結させるためのスリットを設けるようにすると、直線往復動装置10の高さが高くなる。しかし、図示するように、支持台11の先端面から突出する駆動ロッド14によりを移動ブロック13に駆動するようにしたので、支持台11に設けられた駆動源により移動ブロック13を駆動するようにしても、高さの低い小型の直線往復動装置10とすることができる。
【0043】
支持台11とガイドレール12とを別部材として支持台11にガイドレール12を取り付けるようにし、支持台11の内部に駆動源を設けるようにすると、支持台11とガイドレール12とを含めた直線往復動装置の高さが大きくなることが避けられない。これに対し、図示するように支持台11とガイドレール12を一体構造とし、移動ブロック13の内面に形成されたガイド溝22内にガイドレール12を入り込ませるようにするとともに、移動ブロック13をガイドレール12を跨ぐように装着すると、ガイドレール12の内部まで駆動源を組み込むことができ、直線往復動装置の高さを低くすることができる。これにより、直線往復動装置10の小型化を達成することができる。
【0044】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した直線往復動装置10においては、支持台11の内部に設けられた駆動源により移動ブロック13を駆動するようにしているが、支持台11の外部に設けられた駆動源により移動ブロック13を駆動するようにした形態としても良い。