(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記各板バネ部の前記最小寸法位置よりも前記係合体側の第一の傾斜部と前記長さ方向とのなす第一の角度は、30°以上70°以下に設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の案内装置。
前記各板バネ部の前記最小寸法位置を挟んで前記第一の傾斜部とは反対側の第二の傾斜部と前記長さ方向とのなす第二の角度は、前記第一の角度よりも小さく設定されることを特徴とする請求項3に記載の案内装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、添付図面に基づいて、本発明の案内装置の実施形態であるスライドレールを詳細に説明する。ただし、本発明は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
【0012】
図1ないし
図3は、本発明の第一の実施形態のスライドレールを示す。スライドレールは、第一部材としてのアウターレール1と、第二部材としてのインナーレール2a,2bと、を備える。インナーレール2a,2bは、アウターレール1に長さ方向(図中前後方向)に引込み位置から引出し位置までスライド可能に組み付けられる。例えば、インナーレール2aがテーブル、引出し4等に取り付けられ、インナーレール2bが本体5に取り付けられる(
図3参照)。アウターレール1とインナーレール2a,2bとの間には、転動体としての複数のボール3が介在する。スライドレールは、テーブル、引出し、キャビネット、機器等を引き出し、及び/又は引き込み可能にする什器等に用いられる。
【0013】
図1は、インナーレール2a,2bが引き込まれたスライドレールの斜視図であり、
図2は、インナーレール2a,2bが引き出されたスライドレールの斜視図である。H字形のアウターレール1には、二つのインナーレール2a,2bが組み付けられる。二つのインナーレール2a,2bは互いに反対方向に引き出される。スライドレールのストロークを確保するためである。
【0014】
なお、以下においては、説明の便宜上、
図1ないし
図3に示す前後、左右、上下方向を用いてスライドレールの構成を説明する。もちろん、スライドレールの配置はこのような配置に限られることはない。
【0015】
図3の断面図に示すように、アウターレール1は、断面H字形であり、上下一対の側壁7a,7bと側壁7a,7bを繋ぐ連結壁8と、を備える。側壁7a,7bと連結壁8とは一体に形成される。アウターレール1を断面H字形に一体に形成することで、コの字ないしC字の二つのチャンネルを背面合わせで結合する場合に比べて、連結壁8の薄肉化、軽量化を図ることができる。
【0016】
上下一対の側壁7a,7b間には、ボール3を介してインナーレール2a,2bが前後方向(紙面に直交する方向)にスライド可能に挟まれる。インナーレール2a,2bの断面は、略四角形である。インナーレール2a,2bは、左右対称のアウターレール1の連結壁8の左右に配置される。
【0017】
インナーレール2a,2bは引出し方向が異なるだけで、同一の構成である。以下では、左側のインナーレール2a及びアウターレール1の左半分の構成を説明し、右側のインナーレール2b及びアウターレール1の右半分には同一の符号を附してその説明を省略する。
【0018】
アウターレール1の上下の側壁7a,7bそれぞれの内面には、転動体転走溝として一条のボール転走溝1aが形成される。インナーレール2aの上下の側面それぞれには、ボール転走溝1aに対向する一条のボール転走溝11が形成される。ボール転走溝1aとボール転走溝11との間にボール3が介在する。ボール3は板状のケージ12で保持される。ボール転走溝1a,11の断面は、例えば単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝に形成される。
【0019】
インナーレール2aには、テーブル、引出し4等から下方向の荷重が作用するが、インナーレール2aをアウターレール1から引き抜く力(図中左方向の力)は作用しにくい。このため、ボール転走溝1a,11の断面をサーキュラーアーク溝にすることができる。また、ボール転走溝1a,11の断面をサーキュラーアーク溝にすることで、ボール3を保持するケージ12の位置ずれを防止することができる。
【0020】
ボール3を保持するケージ12には、ピニオン13が回転可能に嵌められる。アウターレール1及びインナーレール2aには、ピニオン13に噛み合うラック14,15が取り付けられる。ピニオン13は、ケージ12に形成した穴に回転可能に嵌められる。ピニオン13の回転軸13aは左右方向を向き、回転軸13aの回転はケージ12の穴によって案内される。ピニオン13の歯車部13bはケージ12の穴から上下方向に突出してラック14,15に噛み合う。ピニオン13及びラック14,15がテーブル、引出し4等の取付け面に干渉しないように、ラック14,15はインナーレール2a及びアウターレール1の凹部16,17に取り付けられる。アウターレール1に対してインナーレール2aがスライドするとき、ピニオン13がインナーレール2aのスライド量の1/2だけ移動する。ピニオン13の移動に伴ってケージ12が移動するので、ケージ12の位置ずれを防止できる。
【0021】
図1に示すように、インナーレール2aが引き込まれたとき、インナーレール2aは所定の位置である引込み位置で停止し、位置保持機構がインナーレール2aの位置を保持する。一方、
図2に示すように、インナーレール2aが引き出されたとき、インナーレール2aは引出し位置で停止し、ストッパ機構がインナーレール2aの引出し位置を保持する。以下に位置保持機構、ストッパ機構の構成を順番に説明する。
【0022】
図4はスライドレールの端部の側面図を示し、
図5はスライドレールの端部の斜視図(一部断面図を含む)を示す。これらの
図4、
図5において、位置保持機構を分かり易く示すために、一方のインナーレール2bが取り外されている。
【0023】
位置保持機構は、インナーレール2aに配置される係合体としてのシャフト21と、アウターレール1にシャフト21を挟むように配置される一対の板バネ部22a,22bと、を備える。板バネ部22a,22bは、アウターレール1の長さ方向に細長く、互いに略平行である。アウターレール1の連結壁8の長さ方向の端部には、長さ方向に細長い切欠き8a,8bが形成される。切欠き8a,8bに板バネ部22a,22bの一部が収容される。切欠き8a,8b間には、ストッパ18が形成される。アウターレール1の連結壁8に切欠き8a,8bを形成し、切欠き8a,8b間にストッパ18を形成することで、板バネ部22a,22b及びストッパ18をアウターレール1にコンパクトに配置することができる。
【0024】
シャフト21は断面円形であり、インナーレール2aに取り付けられる(
図2参照)。
図4に示すように、インナーレール2aが引込み位置にあるとき、インナーレール2aのシャフト21がアウターレール1のストッパ18に突き当たる。これにより、引込み位置にあるインナーレール2aがさらに引込み方向へスライドするのが制限される。
【0025】
板バネ部22a,22bは、その両端部がアウターレール1に支持される。
図5に示すように、板バネ部22a,22bの一端部23は、ねじ等の締結部材によってアウターレール1に固定される。板バネ部22a,22bの他端部24は、アウターレール1の支持面25(切欠き8a,8bの壁面)に長さ方向に移動可能に支持される。板バネ部22a,22bの他端部24は、支持面25に向かって凸に屈曲する。板バネ部22a,22bの厚さ、高さは限定されるものではなく、例えば板バネ部22a,22bの高さを連結壁8の厚さに等しくすることができる。また、製造を容易にするために、一対の板バネ部22a,22bを一端部23の近傍で連結することもできる。
【0026】
図4に示すように、板バネ部22a,22bは、これらの間の最小寸法wがシャフト21の直径d(寸法d)よりも小さくなるように屈曲する。板バネ部22a,22bの最小寸法位置29よりもストッパ18側には、直線的な第一の傾斜部26が形成される。第一の傾斜部26と長さ方向30のなす第一の角度αは、30°以上70°以下に設定される。さらに好ましくは、40°以上50°以下に設定される。板バネ部22a,22bの最小寸法位置29を挟んで第一の傾斜部26とは反対側には、直線的な第二の傾斜部27が形成される。第二の傾斜部27と長さ方向30とのなす第二の角度βは、第一の角度αよりも小さく、例えば5°以上30°以下に設定される。第一の傾斜部26と第二の傾斜部27とがくびれ部28を構成する。
【0027】
インナーレール2aが引き出された位置から引込み位置にスライドするとき、インナーレール2aのシャフト21が板バネ部22a,22bの最小寸法位置29を乗り越える。そして、シャフト21が第一の傾斜部26とストッパ18との間に挟まれる。なお、テーブル、引出し4等を本体5に確実に収納するため、シャフト21が第一の傾斜部26に接した状態で、シャフト21とストッパ18との間に僅かなクリアランスδを設けることも可能である。
【0028】
図6及び
図7は、引込み位置にあるインナーレール2aが引き出されるときの位置保持機構の動作図を示す。
図6(a)、
図7(a)はシャフト21がストッパ18に突き当てられた状態(インナーレール2aの引込み位置)を示し、
図6(b)、
図7(b)はシャフト21が板バネ部22a,22bの最小寸法位置29を通過する状態を示し、
図6(c)、
図7(c)はシャフト21が板バネ部22a,22bの第二の傾斜部27を通過する状態を示す。
【0029】
図6(a)に示すように、引込み位置にあるインナーレール2aを引き出すとき、シャフト21が板バネ部22a,22bのくびれ部28を押し広げるように撓ませる。板バネ部22a,22bは、両端部23,24がアウターレール1に支持される。シャフト21が板バネ部22a,22bを撓ませると、板バネ部22a,22bには強いバネ力が発生する。このため、インナーレール2aを引込み位置に保持する保持力を強くすることができる。
【0030】
また、このとき、板バネ部22a,22bは伸びるように変形する。板バネ部22a,22bの他端部24はアウターレール1の支持面25にスライド可能に支持されるので、板バネ部22a,22bの伸びを逃がすことができ、板バネ部22a,22bに過大な応力が発生するのを防止できる。板バネ部22a,22bの他端部24は、支持面25に向かって凸に屈曲するので、支持面25を円滑にスライドする。
【0031】
さらに、第一の傾斜部26の第一の角度α(
図4参照)を30°以上70°以下に設定するので、最大限の保持力を得ることができる。第一の傾斜部26の第一の角度αが30°未満であると、板バネ部22a,22bの撓み量が小さくなり、板バネ部22a,22bのバネ力も弱くなる。一方、第一の傾斜部26の第一の角度αが70°を超えると、第一の傾斜部26が壁のようになり、板バネ部22a,22bを撓ませることが困難になる。さらに、第一の角度αを40°以上50°以下に設定すると、著しい効果が得られる。
【0032】
図6(b)から
図6(c)に示すように、シャフト21が最小寸法位置29を通過した後は、第二の傾斜部27からシャフト21に引出し方向の力が働く。このため、インナーレール2aは円滑に引き出される。
【0033】
上記とは逆に、インナーレール2aを引出し位置から引込み位置にスライドさせるとき、
図6(c)に示すように、シャフト21は第二の傾斜部27を通過する。第二の傾斜部27の第二の角度β(
図4参照)は第一の傾斜部26の第一の角度αよりも小さいので、板バネ部22a,22bに発生するバネ力は弱い。このため、少ない力でシャフト21を最小寸法位置29を乗り越えさせることができる。
図6(a)に示すように、シャフト21が最小寸法位置29を乗り越えた状態において、板バネ部22a,22bがシャフト21をストッパ18に突き当たる所定の位置に保持する。
【0034】
インナーレール2aの引出し位置を保持するストッパ機構の構成は、以下のとおりである。
図5に示すように、ストッパ機構は、アウターレール1に取り付けられる板バネ部31と、アウターレール1に取り付けられるストッパ32と、インナーレール2aに取り付けられるストッパ33(
図3参照)と、を備える。板バネ部31は、アウターレール1に片持ち支持される。板バネ部31の先端は、インナーレール2aに向かって凸に屈曲する。アウターレール1には板バネ部31が変形できるように窓が形成される。図示しないが、インナーレール2aが引出し位置にあるとき、インナーレール2aのストッパ33は板バネ部31の先端を乗り越え、アウターレール1のストッパ32に突き当たる。このとき、板バネ部31は、バネ力によってインナーレール2aのストッパ33の位置を保持する。
【0035】
図8ないし
図11は、本発明の第二の実施形態のスライドレールを示す。
図8はインナーレール42a,42bの引込み位置を示し、
図9はインナーレール42a,42bの引出し位置を示し、
図10は
図9の部分拡大図を示し、
図11は
図8のX−X線断面図を示す。
【0036】
第二の実施形態のスライドレールも、断面H字形のアウターレール41と、アウターレール41の一対の側壁41a,41b間に長さ方向に移動可能に組み付けられる一対のインナーレール42a,42bと、を備える。
【0037】
インナーレール42a,42bは引出し方向が異なるだけで、同一の構成である。以下では、わかり易くするために、右側のインナーレール42b及びアウターレール41の右半分の構成を説明する。左側のインナーレール42a及びアウターレール41の左半分の構成要素には、同一の符号を附してその説明を省略する。
【0038】
図11に示すように、第二の実施形態のスライドレールにおいても、アウターレール41とインナーレール42bとの間には、複数のボール3が介在する。複数のボール3は、ケージ12に一連に保持される。ケージ12は、ラック14,15及びピニオン13によってその位置ずれが防止される。ボール3、ケージ12、ラック14,15、ピニオン13の構成は、第一の実施形態のスライドレールと同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【0039】
図9及び
図10に示すように、第二の実施形態のスライドレールでは、アウターレール41の剛性をより向上させるために、一対の板バネ部44a,44bの固定方法を変更し、一対の板バネ部44a,44bを収容するアウターレール41の切欠きを無くしている。また、インナーレール42bに軸としてのピン43(
図12参照)を設け、ピン43の両端部を一対の板バネ部44a,44bに接触させている。
【0040】
図9に示すように、アウターレール41には、インナーレール42bを引込み位置(所定の位置)に保持するために、一対の板バネ部44a,44bと、第一ストッパとしての切欠き45bと、が設けられる。板バネ部44a,44bは、アウターレール41の前端部(一端部)に配置される。切欠き45bは、アウターレール41の後端部(他端部)に配置される。図示しないが、アウターレール41の後端部には、アウターレール41の前端部の切欠き45aと同一の切欠き45bが形成される。
【0041】
インナーレール42bには、インナーレール42bを引込み位置に保持するために、係合体としてのピン43(
図12も参照)と、第二ストッパ46bと、が設けられる。ピン43は、インナーレール42bの前端部(一端部)に配置される。第二ストッパ46bは、インナーレール42bの後端部(他端部)に配置される。図示しないが、インナーレール42bの後端部には、インナーレール42aの前端部の第二ストッパ46aと同一の第二ストッパ46bが設けられる。インナーレール42bが引込み位置にあるとき、ピン43が一対の板バネ部44a,44bに挟まれ、第二ストッパ46bが第一ストッパとしての切欠き45bに突き当たる。
【0042】
インナーレール42bが引き出されたとき、インナーレール42bは引出し位置で保持される。第一の実施形態のスライドレールと同様に、アウターレール41には、インナーレール42bを引出し位置で保持するための板バネ部31が設けられる。板バネ部31の構成は、第一の実施形態のスライドレールと同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【0043】
図12は、インナーレール42bの側面図を示す。インナーレール42bの前端部には、ピン43が貫通する。ピン43は、インナーレール42bの長さ方向と直交する方向を向く。ピン43は、締結部材としてのねじ47によってインナーレール42bに固定される。
【0044】
アウターレール41の一対の側壁41a,41bには、一対の板バネ部44a,44bが固定される。板バネ部44a,44bは、アウターレール41の長さ方向に細長く、互いに略平行である。板バネ部44a,44bは、基端部44a1,44b1と、延長部44a4,44b4と、屈曲部44a2,44b2と、先端部44a3,44b3と、を備える。
【0045】
基端部44a1,44b1は、締結部材としてのねじ48によってアウターレール41の側壁41a,41bに固定される。
図10に示すように、基端部44a1,44b1は、アウターレール41の側壁41a,41bに設けたねじ穴56及びアクセス穴55を用いて側壁41a,41bに固定される。すなわち、アウターレール41の上側の側壁41aには、板バネ部44aを側壁41aに固定するためのねじ穴56が設けられると共に、板バネ部44bを側壁41bに固定するためのドライバ(工具)が挿入されるアクセス穴55が設けられる。同様に、アウターレール41の下側の側壁41bには、板バネ部44bを側壁41bに固定するためのねじ穴(図示せず)が設けられると共に、板バネ部44aを側壁41aに固定するためのアクセス穴(図示せず)が設けられる。側壁41aのアクセス穴55と側壁41bのねじ穴とは互いに対向し、側壁41aのねじ穴56と側壁41bのアクセス穴とは互いに対向する。このため、側壁41aの外側からドライバをアクセス穴55に挿入し、側壁41bに板バネ部44bを固定することができる。同様に、側壁41bの外側からドライバをアクセス穴に挿入し、側壁41aに板バネ部44aを固定することができる。
【0046】
図12に示すように、屈曲部44a2,44b2は、板バネ部44a,44b間の最小寸法がピン43の軸方向の長さ(寸法)よりも小さくなるように屈曲する。屈曲部44a2,44b2の最小寸法位置53よりもピン43側には、直線的な第一の傾斜部51が形成される。第一の傾斜部51と長さ方向50とのなす第一の角度αは、30°以上70°以下、好ましくは40°以上50°以下に設定される。屈曲部44a2,44b2の最小寸法位置53を挟んで第一の傾斜部51とは反対側には、直線的な第二の傾斜部52が形成される。第二の傾斜部52と長さ方向50とのなす第二の角度βは、第一の角度αよりも小さく、例えば5°以上30°以下に設定される。
【0047】
延長部44a4,44b4は、屈曲部44a2,44b2と基端部44a1,44b1とを繋げる。延長部44a4,44b4と側壁41a,41bとは、互いに平行である。延長部44a4,44b4と側壁41a,41bとの間には、隙間が空く。
【0048】
先端部44a3,44b3は、略円弧状に丸められる。先端部44a3,44b3は、アウターレール41の側壁41a,41bに固定されておらず、アウターレール41の側壁41a,41b(支持面)に長さ方向に移動可能に支持される。先端部44a3,44b3は、側壁41a,41bに接触する。
【0049】
図12に示すように、インナーレール42bが引込み位置にあるとき、インナーレール42bは、板バネ部44a,44bによって引込み方向に付勢される。このため、インナーレール42bの引込み位置が保持される。
【0050】
図13は、引込み位置にあるインナーレール42bを引き出すときの動作図を示す。
図13(a)はインナーレール42bの引込み位置を示し、
図13(b)はピン43が板バネ部44a,44bの最小寸法位置53を通過した直後の状態を示し、
図13(c)はピン43が板バネ部44a,44bの最小寸法位置53を通過した後の状態を示す。
【0051】
図13(a)から
図13(b)に示すように、引込み位置にあるインナーレール42bを引き出すとき、ピン43が屈曲部44a2,44b2を押し広げるように板バネ部44a,44bを撓ませる。ピン43が板バネ部44a,44bを撓ませると、板バネ部44a,44bには強いバネ力が発生する。このため、インナーレール42bを引込み位置に保持する保持力を強くすることができる。第一の傾斜部51の第一の角度αを30°以上70°以下に設定することで、保持力をより強くすることができる。
【0052】
また、このとき、板バネ部44a,44bの先端部44a3,44b3がアウターレール41の支持面をスライドし、板バネ部44a,44bが伸びるように変形する。このため、板バネ部44a,44bに過大な応力が発生するのを防止できる。
【0053】
図13(b)に示すように、ピン43が最小寸法位置53を通過した後は、第二の傾斜部52からピン43に引出し方向の力が働く。このため、インナーレール42bを円滑に引き出すことができる。
【0054】
第二の実施形態のスライドレールによれば、さらに以下の効果を奏する。アウターレール41に板バネ部44a,44bを収容する切欠きを形成する必要がないので、アウターレール41の端部の剛性を向上させることができる。
図9に示すように、インナーレール42bが引き出された位置にあるとき、インナーレール42bの先端に上下方向の力がかかると、アウターレール41には一対の側壁41a,41bを開こうとする力がかかる。アウターレール41の端部の剛性を向上させることで、この力に耐えることができる。
【0055】
係合体をピン43から構成するので、係合体の製造が容易である。
【0056】
アウターレール41の側壁41a,41bにアクセス穴55とねじ穴56を設けるので、側壁41a,41bに板バネ部44a,44bを容易に固定することができる。板バネ部44a,44bにねじ穴56を設け無くてすむので、板バネ部44a,44bの固定強度も向上する。
【0057】
図14は、第二の実施形態のインナーレール42bの変形例を示す。引込み位置での保持力をより強くするために、インナーレール42bにピン43の替わりに一対の半円柱体57,58を設けることもできる。
【0058】
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまな実施形態に変更可能である。
【0059】
上記実施形態では、インナーレールが二つの所謂ダブルスライドの例を説明したが、インナーレールを一つにすることもできる。
【0060】
上記実施形態では、案内装置がインナーレールとアウターレールを備えるスライドレールの例を説明したが、案内装置をレールとブロックを備えるリニアガイドにすることもできる。
【0061】
上記実施形態では、板バネ部の長さ方向の一端部をアウターレールに固定し、長さ方向の他端部をアウターレールにスライド可能に支持しているが、保持力をより大きくするために、板バネ部の長さ方向の両端部をアウターレールに固定することもできる。
【0062】
上記実施形態では、板バネ部の長さ方向の他端部がアウターレールの支持面に常に接しているが、シャフトが引込み位置にあるときに板バネ部の他端部が支持面に接していればよい。